A Handoff Mechanism to Avoid Congestion in Wireless Cells

To provide mobile nodes with continuous communication services, it is important to reduce the packet losses during handoffs. The handoffs of mobile nodes cause packet losses and decrease of TCP throughput on account of a variety of factors. One of those is the congestion in the new cell. Due to the congestion, not only the node moving into the cell but also the already existing nodes that were successfully communicating in the cell suffer the performance degradation. In this paper we propose a new handoff mechanism called‘packet freeze control’, which avoids the congestion caused by handoffs by regulating the influx of traffic burst into the new cell. Packet freeze control is applicable to a wireless network domain in which FAs(Foreign Agents) are connected hierarchically and constitute a logical tree. It gradually increases the number of packets transferred to the new cell by buffering packets in the FAs on the packet delivery path over the wireless network domain. The simulation results show that the proposed mechanism not only reduces the packet losses but also enhances the TCP throughput of other mobile nodes in the cell.

무선 셀에서의 혼잡 발생을 피하는 핸드오프 방안

이동노드에게 지속적인 통신서비스를 제공하기 위해서는 핸드오프 시 발생하는 패킷손실을 최소화하는 것이 매우 중요하다. 핸드오프가 발생했을 때 패킷손실과 이에 따른 TCP 성능 저하를 일으킬 수 있는 요인이 여러 가지가 있는데 그 중 하나가 이동해 간 노드에 의한 무선 셀에서의 혼잡발생이다. 이와 같은 혼잡은 이동하는 노드뿐만 아니라 이동해 간 셀에서 기존에 통신하고 있던 다른 이동노드들의 통신 성능에도 영향을 미친다. 이에 본 논문에서는 계층적 FA(Foreign Agent) 트리 구조를 기반으로 하는 무선 네트워크 도메인 환경에서 노드의 이동으로 인한 무선 셀에서의 혼잡 발생을 피하는 새로운 핸드오프 방안을 제안하고 이를‘패킷잠금제어’라 부르기로 한다. 패킷잠금제어에서는 노드 이동에 따라 트래픽 버스트가 새로운 셀로 한꺼번에 진입하는 것을 막기 위해 무선 네트워크 도메인에서 패킷 전달 경로에 해당하는 계층적 트리 브랜치 상의 FA들이 이동한 노드의 패킷들을 버퍼링 하면서 점진적으로 새로운 셀로 전달하는 패킷의 수를 늘려 가도록 한다. 시뮬레이션 결과, 이동노드가 가용대역폭이 상이한 셀간에 이동 해 나갈 때 제안하는 패킷잠금제어가 기존의 지역적 등록보다 패킷 손실이 낮음을 보일 뿐 아니라 노드가 이동한 셀에서 이미 통신하고 있던 다른 이동노드들의 TCP 처리율도 향상시킴을 볼 수 있었다.