• ETRI Journal
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• 제44권3호
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• pp.361-378
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• 2022

In 5G, the required target for interruption time during a handover (HO) is 0 ms. However, when a handover failure (HOF) occurs, the interruption time increases significantly to more than hundreds of milliseconds. Therefore, to fulfill the requirement in as many scenarios as possible, we need to minimize HOF rate as close to zero as possible. 3GPP has recently introduced conditional HO (CHO) to improve mobility robustness. In this study, we propose "ZEro handover failure with Unforced and automatic time-to-execute Scaling" (ZEUS) algorithm to optimize HO parameters easily in the CHO. Analysis and simulation results demonstrate that ZEUS can achieve a zero HOF rate without increasing the ping-pong rate. These two metrics are typically used to assess an HO algorithm because there is a tradeoff between them. With the introduction of the CHO, which solves the tradeoff, only these two metrics are insufficient anymore. Therefore, to evaluate the optimality of an HO algorithm, we define a new integrated HO performance metric, mobility-aware average effective spectral efficiency (MASE). The simulation results show that ZEUS provides higher MASE than LTE and other CHO variants.

• ETRI Journal
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• 제37권6호
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• pp.1065-1076
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• 2015

Network densification is regarded as the dominant driver for wireless evolution into the era of 5G. However, in this context, interference-limited dense small cell deployments are facing technical challenges in mobility management. The recently announced results from an LTE field test conducted in a dense urban area show a handover failure (HOF) rate of over 21%. A major cause of HOFs is the transmission failure of handover command (HO CMD) messages. In this paper, we propose two enhancements to HO performance in LTE networks - radio link failure-proactive HO, which helps with the reliable transmission of HO CMD messages while the user equipment is under a poor radio link condition, and Early Handover Preparation with Ping-Pong Avoidance (EHOPPPA) HO, which assures reliable transmission of HO CMD under a good radio link condition. We analyze the HO performance of EHOPPPA HO theoretically, and perform simulations to compare the performance of the proposed schemes with that of standard LTE HO. We show that they can decrease the HOF rate to nearly zero through an analysis, and based on the simulation results, by over 70%, without increasing the ping-pong probability.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권4A호
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• pp.385-392
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• 2006

차세대 이동통신시스템은 초고속의 다양한 이동 멀티미디어 서비스를 제공하는 것을 목표로 하는 바 이러한 초고속의 서비스를 요구하는 다수의 사용자를 수용하려면 셀의 크기를 더욱 즐여서 무선 자원의 재사용성을 증대시켜야 한다. 이런 환경에서는 핸드오버가 빈번히 발생하고 이로 인해 허용 가능한 핸드오버 처리 지연 시간을 감소시켜 결국 패킷 손실과 핸드오버 실패를 초래하게 된다. 또한 패킷 손실을 보상하기 위한 재전송이 필요하게 되어 시스템의 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 차세대 이동 통신망에서 이음매 없는(seamless) 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 방안의 하나로서, 이동 단말기의 셀 내 위치와 이동방향에 대한 정보를 퍼지 기법에 의해 추정하고 이를 바탕으로 핸드오버 요구 전에 핸드오버 설정 절차를 미리 수행하는 핸드오버 기법을 제안하고 시뮬레이션에 의해 성능을 분석한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권12호
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• pp.4356-4371
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• 2014

When the load in a multi-cell orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system is allowed to excessively increase in face of frequent handover, the cell area becomes smaller than the designed size, and thus continuity of quality of service (QoS) for handover requests cannot be guaranteed. To efficiently support the mobility of a mobile terminal (MT), we should adaptively cope with the resource demand of handover calls. This paper proposes a twofold resource-reservation scheme for OFDMA systems to guarantee continuity of QoS for various mobile multimedia services during MT handover from lightly to heavily loaded cells. Our twofold scheme attempts to guarantee service continuity for handover and to maximize resource allocation efficiency. We performed a simulation to evaluate our scheme in terms of outage probability, handover failure rate, total throughput, and blocking rate.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.1-10
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• 2006

서비스를 요구하는 다수의 사용자를 수용하려면 마이크로-와 피코-셀과 같은 작은 셀로 크기를 더욱 줄이는 것이 일반적으로 수용되고 있다. 이런 환경에서는 빈번한 핸드오버가 발생하게 되고 이로 인해 허용 가능한 핸드오버 처리 지연 시간을 감소시켜 결국 패킷 손실과 핸드오버 실패를 초래하게 된다는 것이다. 또한 패킷 손실을 보상하기 위한 재전송이 필요하게 되어 시스템의 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 차세대이동통신시스템을 위한 새로운 핸드오버 기법을 제시한다. 이동 단말기의 현재 위치와 이동 방향을 기반으로 핸드오버 셀을 예측함으로서, 핸드오버 설정 절차가 핸드오버 요청 전에 선행된다. 시뮬레이션은 핸드오버 실패율과 패킷 손실율에 초점을 두었다. 시뮬레이션 결과를 통하여 제시된 방안이 기존의 방법보다 향상된 성능을 보임을 입증한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권5호
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• pp.578-587
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• 2012

One of the key elements in the emerging, packet-based long term evolution (LTE) cellular systems is the deployment of multiple femtocells for the improvement of coverage and data rate. However, arbitrary overlaps in the coverage of these femtocells make the handover operation more complex and challenging. As the existing handover strategy of LTE systems considers only carrier to interference plus noise ratio (CINR), it often suffers from resource constraints in the target femtocell, thereby leading to handover failure. In this paper, we propose a new efficient, multi-objective handover solution for LTE cellular systems. The proposed solution considers multiple parameters like signal strength and available bandwidth in the selection of the optimal target cell. This results in a significant increase in the handover success rate, thereby reducing the blocking of handover and new sessions. The overall handover process is modeled and analyzed by a three-dimensional Markov chain. The analytical results for the major performance metrics closely resemble the simulation results. The simulation results show that the proposed multi-objective handover offers considerable improvement in the session blocking rates, session queuing delay, handover latency, and goodput during handover.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권5호
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• pp.2029-2043
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• 2018

In this paper, we propose a novel inter-cell handover approach from a new perspective in dense Heterogeneous and Small Cell Networks (HetSNets). We first devise a cell selection mechanism to choose a proper candidate small cell for the UEs that tend to implement inter-small cell handover (ICH). By exploiting the property of a typical non-concentric circle, i.e., circle of Apollonius, we then propose a novel analytical method for modeling inter-cell handover regions and present mathematical derivation to prove that the inter-small cell handover issues fit the property of the circle of Apollonius. We design an inter-cell handover algorithm (ICHA) by means of our proposed handover model to dynamically configure hysteresis margin and properly implement handover decision in terms of UE's mobility. Simulation results demonstrate that the proposed ICHA yields lower call drop rate and radio link failure rate than the conventional methods and hence achieve high Handover Performance Indicator (HPI).

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제41권11호
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• pp.57-66
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• 2004

이동 멀티미디어 환경에서 높은 가입자 밀도를 수용하기 위하여 마이크로-셀 또는 피코-셀과 같이 셀의 반경이 더욱 작아져야 한다. 이런 환경에서 문제가 되는 점은 셀들 사이에 빈번한 핸드오버가 발생하게 되고 이는 허용 가능한 핸드오버 처리지연 시간을 감소시킨다는 것이다. 이것은 결국 패킷 손실뿐만 아니라 핸드오버 실패를 가져온다. 이 경우에 손실을 보상하기 위하여 재전송이 필요한데, 이는 시스템 성능의 감소를 가져온다. 따라서 본 논문에서는 고속의 전송률로 다양한 멀티미디어 서비스를 수용하는 차세대 이동통신망에서 이동 단말기의 셀 내 위치와 이동 방향 정보를 이용하여 핸드오버 셀 선택을 수행하고 핸드오프 요구 전에 핸드오버 절차를 미리 수행함으로서 핸드오버 시 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 방안을 제안한다. 시뮬레이션은 핸드오버 실패율과 패킷 손실률에 집중한다. 시뮬레이션 결과는 기존의 방법에 비하여 우수함을 보였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.89-98
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• 2010

다양한 유/무선 통신 시스템들이 IP 백본 망에 연결되어 있는 이종망 구조에서 MT의 이동으로 인한 핸드오버뿐만 아니라 수행중인 서비스의 협약된 서비스 품질(Quality of Service)의 저하가 일정시간 동안 계속될 때, 이종망 내부의 접속 망 유형에 관계없이 매끄럽게 핸드오버를 하여 멀티미디어 서비스 연속성과 QoS를 보장해야 한다. 본 논문에서는 멀티미디어 서비스의 실/비시간적 특성인 지연, 손실률, 지터를 서비스별로 구분하여 적용하고, ISHO 할 셀의 현재 상태(가용대역, 호 도착율, 데이터 전송률) 등을 적용함으로써 멀티미디어 서비스의 QoS 연속성을 보장하기 위한 방안을 제안한다. 제안된 방법의 성능을 평가하기 위하여 시뮬레이션에 의하여 핸드오버 실패율과 패킷 손실율을 척도로 분석한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권3A호
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• pp.217-224
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• 2010

본 논문에서는 3GPP의 LTE시스템에서 자동화기술 중의 하나인 기지국 구성 자동 설정 (Self-Optimization)을 위한 하드 핸드오버 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 먼저 주변 셀로부터의 수신신호세기와 X2인터페이스를 통해 eNB(evolved Node-B)간의 정보 교환으로 수집된 후보 목표 셀들의 셀 부하 정보를 이용하여, 최적의 목표 셀을 선택하는 혼합형 목표 셀 선택방식과 핸드오버 성능에 영향을 주는 다양한 환경 요소들의 비용함수들에 의해서 최적의 핸드오버 히스테리시스(Hysteresis) 값을 선택하는 다중 요소 기반 능동 히스테리시스 방식으로 구성되어 있다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 핸드오버 성능에 영향을 주는 요소들에 대한 정보를 바탕으로 LTE시스템에서의 기지국 운용 자동 최적화을 위한 최적화된 목표 셀과 히스테리시스 값을 선택하는 동작을 수행함으로써 핸드오버의 가장 중요한 성능인 핸드오버 실패율과 부하균형 측면에서 우수한 성능을 얻게 한다.