[论文解读] 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 6

一句话总结

本文提出对媒体无关切换（Media Independent Handover, MIH）的扩展，以原生支持快速代理移动IPv6（Fast Proxy Mobile IPv6, FPMIPv6），从而在多种无线接入技术之间实现优化的异构切换。通过将MIH的跨层决策机制与FPMIPv6的快速绑定更新相结合，该方案减少了切换延迟和信令开销，其有效性已在城市区域移动性模型下的分析建模中得到验证。

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.

研究动机与目标

• 解决FPMIPv6中异构切换缺乏统一的第2层触发机制的问题。
• 通过扩展MIH标准以原生支持FPMIPv6，消除对外部机制的依赖。
• 在异构无线环境中降低切换信令开销和延迟。
• 标准化并简化MIH与FPMIPv6的集成，以促进更广泛的部署。
• 通过城市区域移动性模型，在真实移动性场景下评估性能。

提出的方法

• 扩展现有的MIH标准，以包含对FPMIPv6信令和移动性管理的原生支持。
• 引入一种跨层切换决策机制，通过MIH事件触发FPMIPv6的绑定更新。
• 采用城市区域移动性模型，以模拟真实的城市异构网络环境。
• 定义新的MIH事件和命令类型，以协调跨接入网络的FPMIPv6快速绑定更新（FBU）操作。
• 将MIH的媒体无关决策功能与FPMIPv6的网络控制切换过程相集成。
• 采用分析建模方法，量化不同场景下的切换延迟和信令开销。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何扩展MIH以原生支持FPMIPv6，实现无缝的异构切换？
• RQ2 所提出的MIH-FPMIPv6集成对切换延迟和信令开销有何影响？
• RQ3 在异构环境中，所提出方案的性能与标准PMIPv6和FPMIPv6相比如何？
• RQ4 在真实的城市移动性模式下，扩展后的MIH框架在可扩展性和效率方面表现如何？
• RQ5 所提出的方案是否可以实现标准化，而无需依赖外部或专有机制？

主要发现

• 与标准PMIPv6相比，所提出的MIH扩展可将切换延迟降低最多40%。
• 与传统FPMIPv6解决方案相比，信令开销降低了约35%。
• 与现有的PMIPv6和FPMIPv6集成方法相比，该方案实现了更低的端到端延迟和更低的信令开销。
• 在城市区域移动性模型下的性能评估证实了其在密集城市场景中的稳定性和可扩展性。
• 该集成完全基于MIH标准，无需依赖外部或专有机制。
• 分析结果表明，该方案在多种移动性和网络密度场景下均表现出一致的性能提升。