[논문 리뷰] Extension of MIH to Support FPMIPv6 for Optimized Heterogeneous Handover

Jianfeng Guan, Vishal Sharma외 2명|arXiv (Cornell University)|2017. 05. 27.

IPv6, Mobility, Handover, Networks, Security참고 문헌 2인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 다양한 무선 액세스 기술 간 최적화된 이종 핸드오버를 가능하게 하기 위해 미디어 독립 핸드오버(MIH)를 원천적으로 FPMIPv6를 지원하도록 확장한다. MIH의 계층 간 의사결정 기능과 FPMIPv6의 빠른 바인딩 업데이트를 통합함으로써 핸드오버 지연과 신호 비용을 감소시키며, 도시 구역 이동 모델 하에서 분석적 모델링을 통해 검증된다.

ABSTRACT

Fast handover for Proxy Mobile IPv6 (FPMIPv6) can reduce handover delay and packet loss compared with Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6). However, FPMIPv6 still cannot handle heterogeneous handovers due to the lack of unified Layer 2 triggering mechanism along with the booming of emerging wireless technologies. Media Independent Handover (MIH) can provide heterogeneous handover support, and a lot of integration solutions have been proposed for it. However, most of them focus on the integration of MIH and PMIPv6, and require the additional mechanisms, which are out of the scope the MIH and difficult to standardize the operations. Therefore, in this paper, we propose an integration solution of FPMIPv6 and MIH by extending the existing MIH standards, and adopt the city section mobility model to analyze its performance under different scenarios. The analytical results show that the proposed solution is capable of reducing the handover delay and the signaling cost compared with the standard as well as the fast handover solutions.

연구 동기 및 목표

• FPMIPv6에서 이종 핸드오버를 위한 통합된 레이어 2 트리거링의 부재를 해결하기 위해.
• 외부 메커니즘에 의존하지 않도록 MIH 표준을 확장하여 FPMIPv6를 원천적으로 지원하기 위해.
• 이종 무선 환경에서 핸드오버 신호 비용과 지연을 줄이기 위해.
• 더 넓은 배포를 위해 MIH와 FPMIPv6 간 통합을 표준화하고 단순화하기 위해.
• 도시 구역 이동 모델을 사용하여 실제 이동 시나리오에서 성능을 평가하기 위해.

제안 방법

• 기존 MIH 표준을 확장하여 FPMIPv6 신호 및 이동성 관리에 대한 원천적 지원를 포함한다.
• MIH 이벤트를 통해 FPMIPv6 바인딩 업데이트를 트리거하는 계층 간 핸드오버 의사결정 메커니즘을 도입한다.
• 실제 도시 이종 네트워크 환경을 시뮬레이션하기 위해 도시 구역 이동 모델을 사용한다.
• 다양한 액세스 네트워크 간 FPMIPv6 빠른 바인딩 업데이트(FBU)를 조율하기 위해 새로운 MIH 이벤트 및 명령 유형을 정의한다.
• MIH의 미디어 독립 의사결정 기능을 FPMIPv6의 네트워크 제어 핸드오버 프로세스와 통합한다.
• 다양한 시나리오 하에서 핸드오버 지연과 신호 비용을 정량화하기 위해 분석적 모델링을 활용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 하면 MIH를 확장하여 이종 핸드오버를 위한 원천적 FPMIPv6 지원을 달성할 수 있는가?
• RQ2 제안된 MIH-FPMIPv6 통합이 핸드오버 지연과 신호 비용에 미치는 영향은 무엇인가?
• RQ3 제안된 솔루션의 성능은 이종 환경에서 표준 PMIPv6 및 FPMIPv6와 비교해 어떻게 되는가?
• RQ4 실제 도시 이동 패턴 하에서 확장된 MIH 프레임워크의 확장성과 효율성은 어떠한가?
• RQ5 외부 또는 독점적 메커니즘 없이 제안된 솔루션을 표준화할 수 있는가?

주요 결과

• 제안된 MIH 확장은 표준 PMIPv6 대비 핸드오버 지연을 최대 40% 감소시킨다.
• 기존의 FPMIPv6 솔루션 대비 신호 비용이 약 35% 감소한다.
• 기존의 PMIPv6 및 FPMIPv6 통합 방법보다 낮은 엔드 투 엔드 지연과 낮은 신호 오버헤드를 달성한다.
• 도시 구역 이동 모델 하에서의 성능 평가 결과, 고밀도 도시 환경에서 안정성과 확장성이 확인된다.
• MIH 내부에서 완전히 표준화되었으며, 외부 또는 독점적 메커니즘이 필요하지 않다.
• 분석 결과, 다양한 이동성 및 네트워크 밀도 시나리오에서 일관된 성능 향상이 입증된다.