UMTS-WLAN 간 빠른 수직적 핸드오버 제공을 위한 연동망 모델 및 핸드오버 방식

Network Architecture and Fast Vertical Handover Scheme for UMTS-WLAN Interworking

  • 김인철 (고려대학교 전자컴퓨터공학과 차세대 네트워크 연구실) ;
  • 이성근 (고려대학교 전자컴퓨터공학과 차세대 네트워크 연구실) ;
  • 김일래 (고려대학교 전자컴퓨터공학과 차세대 네트워크 연구실) ;
  • 박진우 (고려대학교 전자컴퓨터공학과 차세대 네트워크 연구실)
  • 발행 : 2007.08.31

초록

UMTS-WLAN 망 연동을 통해 두 서비스가 가진 장점을 극대화 하고자 하는 연구에 관심이 집중되고 있다. 연동망을 통해 사업자는 망 구축 및 운용 비용을 절감할 수 있으며, 사용자는 지역에 따라 최적의 서비스를 제공받을 수 있다. 현재 연구되고 있는 UMTS-WLAN 연동 방식은 크게 MIP(Mobile IP) 기반의 Loose coupling 방식과 Telecom Emulation 기반의 Tight coupling 방식이 있다. 본 논문에서는 이 두 방식의 결합된 형태의 새로운 연동망 구조 및 빠른 수직적 핸드오버를 위한 절차를 제안하였다. 제안된 방식은 3GPP에서 제시한 연동망 참조 모델의 기반 위에 MIP를 통해 단말의 이동성 관리가 가능하며, GGSN과 PDG 경계구간에 MA(Mobility Anchor)를 제안하여 단말의 L2 핸드오버 이전에 네트워크 측에서 사전 인증 및 세션을 미리 확립함으로써 Seamless한 서비스 제공이 가능하도록 하였다. 제안된 방식의 성능을 검증하기 위해 OPNET을 이용한 시뮬레이션을 수행하였으며 이를 통해 제안 방안의 우수성을 검증하였다.

UMTS-WLAN interworking approach can make the best use of the advantages of both networks by eliminating the stand-alone defects of the two services. For the interworking mechanisms of WLANs and UMTS networks, two major solutions have been proposed, namely loose coupling and tight coupling. The loose coupling approach provides separate data paths for WLAN and UMTS. On the other hand, the tight coupling provides a full integration of the WLAN network and the UMTS core network. The loose coupling has been preferred due to the simplicity and less reconfiguration requirement. However, loose coupling is worse in seamless mobility, QoS provision, and network security. In order to lessen the problems involved in the UMTS-WLAN interworking approaches, we propose a new interworking network architecture and a fast vertical handover scheme by employing Mobility Anchor(MA) for interworking between the two different networks. MA can enable authentication and session initialization before L2 handover of the mobile terminal, so that the seamless and fast vertical handover become possible. Thru analysis and numerical experiments, we proved that the proposed scheme has been validated.

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참고문헌

  1. 3GPP TR 22.934, 'Feasibility Study on 3GPP System to WLAN Interworking,' Dec. 2002
  2. 3GPP TS 23.234, '3GPP system to Wireless Local Area Network (WLAN) Interworking; System Description, Rel. 6,' V1.3.0, Dec. 2004
  3. ETSI BRAN TR 101 957, 'HIPERLAN Type 2: Requirements and Architectures for Interworking between HIPERLAN/2 and 3rd Generation Cellular Systems,'V1.1.1, Aug. 2001
  4. J. Floroiu, R. Ruppelt, and D. Sisalem, 'Seamless handover in terrestrial radio access networks: A case study,' IEEE Communications Magazine, vol.41, no.11, pp.110–116, Nov. 2003
  5. 3GPP TR 23.882, '3GPP System Architecture Evolution: Report on Technical Options and Conclusions,' V0.11.0, Feb. 2006
  6. H.H Choi, O.S Song, and D.H Choi 'Seamless Handoff Scheme Based on Pre-registration and Pre-authentication for UMTS–WLAN Interworking,' Kluwer Wireless Personal Communications, Sep. 2006
  7. K. El Malki, 'Low latency Handoff in Mobile IPv4,' IETF draft raft-ietf-mobileip-lowlatencyhandovers- v409.txt, Jun. 2004
  8. S. Lo, G. Lee, W. Chen, and J. Liu, 'Architecture for Mobility and QoS Support in all-IP Wireless Networks,'IEEE J. Sel. Areas Communications, vol.22, no.4, pp.691–705,May 2004
  9. H. Lee, S.W. Lee, and D. H. Cho, 'Mobility Management Based on the Integration of Mobile IP and Session Initiation Protocol in Next Generation Mobile Data Networks,'IEEE VTC 2003 Fall, Vol. 3, pp. 2058-2062, Oct. 2003
  10. O. Casals, Ll. Cerda, G. Willems, C. Blondia, N. Van den Wijngaert, 'Performance Evaluation of the Post-Registration Method, a Low Latency Handoff in MIPv4,' IEEE ICC 2003, Vol.1, pp. 522–526, May 2003
  11. H.Y Kwon, K.Y Cheon, K.Y Roh, and A.S Park, 'USIM based Authentication Test-bed for UMTS-WLAN Handover.'
  12. S. Seshan, 'Low latency handoff for cellular data networks,' PhD Thesis, University of California at Berkeley, 1995
  13. S.H Shin, Andrea G. Forte, and Henning Schulzrinne, 'Seamless Layer-2 Handoff using Two Radios in IEEE 802.11 Wireless Networks,' Columbia University Technical Report CUCS-018-06, New York, NY, Apr. 2006