[論文レビュー] Impact of Mobility On QoS of Mobile WiMax Network With CBR Application

Kranti Bala, Kiran Ahuja|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2011

Advanced Wireless Network Optimization参考文献 6被引用数 1

ひとこと要約

本稿では、定常ビットレート（CBR）トラフィックを用いて、IEEE 802.16eモバイルWiMAXネットワークにおける移動性のQoSへの影響を調査している。さまざまな移動性条件下でのスループット、ジッタ、エンドツーエンド遅延を評価した結果、速度の上昇に伴い、ハンドオーバーシグナリングおよびチャネル変動のため、QoS指標、特にスループットとジッタが劣化することが明らかになった。

ABSTRACT

The issue of mobility is important in wireless network because internet connectivity can only be effective if it’s available during the movement of node. To enhance mobility, wireless access systems are designed such as IEEE 802.16e to operate on the move without any disruption of services. In this paper we are analyzing the impact of mobility on the QoS parameters (Throughput, Average Jitter and Average end to end Delay) of a mobile WiMAX network (IEEE 802.16e) with CBR application.

研究の動機と目的

• ノードの移動性がモバイルWiMAXネットワークにおけるQoSに与える影響を評価すること。
• さまざまな移動性条件下における主要なQoSパラメータ（スループット、平均ジッタ、エンドツーエンド遅延）を分析すること。
• IEEE 802.16eネットワークにおけるCBRアプリケーションの移動性に起因する性能劣化を評価すること。
• モバイルブロードバンドネットワークにおける移動性管理の課題についての知見を提供すること。

提案手法

• IEEE 802.16e規格に準拠した移動性サポートを有するモバイルWiMAXネットワークのシミュレーションを実施する。
• リアルタイムアプリケーションを表現するために定常ビットレート（CBR）トラフィックモデルを用いる。
• ノード速度を変化させた移動性シナリオを実装し、QoS劣化を評価する。
• スループット、平均ジッタ、エンドツーエンド遅延をパフォーマンス指標として測定する。
• 移動性下でのハンドオーバーシグナリングおよびチャネル変動の影響を分析する。
• さまざまな移動性レベルにおけるQoS指標を比較し、性能のトレンドを特定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ノード速度の上昇は、CBRトラフィックを有するモバイルWiMAXネットワークにおけるスループットにどのように影響するか？
• RQ2 IEEE 802.16eネットワークにおける移動性と平均ジッタの関係は何か？
• RQ3 移動性は、CBRアプリケーションを有するモバイルWiMAXにおけるエンドツーエンド遅延にどのように影響するか？
• RQ4 高い移動性下で、ハンドオーバープロセスがQoSにどの程度劣化を引き起こすか？
• RQ5 移動性下でのチャネル変動は、全体のQoSパフォーマンスにどのように影響するか？

主な発見

• ノード速度の上昇に伴い、頻繁なハンドオーバーおよびチャネルフェーディングのため、スループットが低下する。
• 高い移動性に伴い、平均ジッタが顕著に増加し、リアルタイムアプリケーションの品質に影響を与える。
• 移動性に伴いエンドツーエンド遅延が上昇し、特にハンドオーバー発生時が顕著である。
• ハンドオーバーシグナリングがQoS劣化に寄与しており、特に高速移動時が顕著である。
• 移動性下でのチャネル変動は、不安定なデータ送信およびパフォーマンスの変動を引き起こす。
• CBRアプリケーションのQoSパフォーマンスは、中程度の移動性を超えると顕著に劣化する。