[論文レビュー] Extension of MIH to Support FPMIPv6 for Optimized Heterogeneous Handover

Jianfeng Guan, Vishal Sharma+2 more|arXiv (Cornell University)|May 27, 2017

IPv6, Mobility, Handover, Networks, Security参考文献 2被引用数 6

ひとこと要約

本稿では、Media Independent Handover (MIH) を拡張し、Fast Proxy Mobile IPv6 (FPMIPv6) をネイティブにサポートすることで、さまざまな無線アクセス技術にまたがる最適化された異種ハンドオーバーを実現する。MIHのクロスレイヤー意思決定と FPMIPv6 の高速バインディング更新を統合することにより、都市部のセクション移動モデルを想定した解析的モデルによる検証を通じて、ハンドオーバー遅延とシグナリングコストを低減する。

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.

研究の動機と目的

• FPMIPv6 における異種ハンドオーバーのための統一されたレイヤ2トリガーの欠如に対処すること。
• 外部メカニズムに依存しないように、MIH 標準を拡張して FPMIPv6 をネイティブにサポートすること。
• 異種無線環境におけるハンドオーバーのシグナリングコストと遅延を低減すること。
• MIH と FPMIPv6 の統合を標準化し、広範な展開を容易にすること。
• 都市部のセクション移動モデルを用いて、現実的な移動シナリオにおける性能を評価すること。

提案手法

• 既存の MIH 標準を拡張し、FPMIPv6 のシグナリングおよびモビリティ管理をネイティブにサポートする。
• MIH イベントを介して FPMIPv6 のバインディング更新をトリガーするクロスレイヤーのハンドオーバー意思決定メカニズムを導入する。
• 現実的な都市部の異種ネットワーク環境をシミュレートするために、都市部セクション移動モデルを用いる。
• 複数のアクセスネットワークにまたがる FPMIPv6 Fast Binding Updates (FBU) を調整するための新しい MIH イベントおよびコマンドタイプを定義する。
• MIH のメディア非依存意思決定機能を FPMIPv6 のネットワーク制御ハンドオーバー処理と統合する。
• さまざまなシナリオにおけるハンドオーバー遅延とシグナリングコストを定量化するために、解析的モデリングを採用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 MIH をどのように拡張すれば、FPMIPv6 をネイティブにサポートし、シームレスな異種ハンドオーバーを実現できるか？
• RQ2 提案された MIH-FPMIPv6 統合が、ハンドオーバー遅延とシグナリングコストに与える影響は何か？
• RQ3 提案されたソリューションは、異種環境において、標準的な PMIPv6 や FPMIPv6 と比較してどのように性能を発揮するか？
• RQ4 現実的な都市部の移動パターン下で、拡張された MIH フレームワークのスケーラビリティと効率性はいかがなものか？
• RQ5 外部または特許取得済みメカニズムを必要とせず、標準化可能なソリューションか？

主な発見

• 提案された MIH 拡張により、標準的な PMIPv6 と比較してハンドオーバー遅延が最大 40% 減少した。
• 従来の FPMIPv6 解決策と比較して、シグナリングコストが約 35% 減少した。
• 既存の PMIPv6 や FPMIPv6 統合手法と比較して、エンドツーエンド遅延が低く、シグナリングオーバーヘッドも低減された。
• 都市部セクション移動モデルにおける性能評価により、密度の高い都市環境でも安定性とスケーラビリティが確認された。
• 統合は MIH 内部で完全に標準化されており、外部または特許取得済みメカニズムを必要としない。
• 解析的結果から、複数の移動およびネットワーク密度シナリオにおいて一貫した性能向上が示された。