한정된 자원으로 인해 개발이 더디게 진행되어오던 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network)가 하드웨어 및 전원관리 기술의 발달로 인해 최근 IP를 기반으로 하는 IP-WSN으로 개발되고 있다. 그 방안으로 저 전력 장치에 IPv6를 탑재할 수 있는 6LoWPAN (IPv6 over Low power WPAN)이 주목받고 있다. 이런 IP 기반의 센서 네트워크에서는 기존 무선 센서 네트워크에서는 불가능하던 IP 기반의 기법들이 가능해진다. 6LoWPAN은 IEEE 802.15.4를 기반으로 하는 센서 네트워크에 IPv6를 지원하기 위한 기술이다. 호스트 기반의 이동성 관리 기법은 IP-WSN에 부가적인 시그널링으로 인해 적합하지 않고, 네트워크 기반의 이동성 관리 기법이 적합하다. 따라서 본 논문에서는 다중 6LoWPAN 네트워크 환경을 고려한 PMIPv6 기반의 향상된 경로 최적화 방안을 제안한다. 6LoWPAN 도메인의 모든 SLMA(Sensor Local Mobility Anchor)는 SPIG(Sensor Proxy Internetworking Gateway)에 연결되어 6LoWPAN도메인 간 분산 이동성 제어를 수행한다. 6LoWPAN 도메인 내 모든 SLMA의 정보를 SMAG(Sensor Mobile Access Gateway)가 유지하도록 하여 신속하게 경로 최적화를 수행하도록 하였으며, SLMA에 경로 최적화 상태 정보를 SPIG로부터 수신받아 저장하여 추가적인 시그널링 없이 경로 최적화를 지원하도록 한다.
IETF에서 제안된 네트워크 기반의 이동성 지원 방식인 Proxy Mobile IP는 이동 단말이 아닌 LMA(Local Mobility Anchor)와 MAG(Mobile Access Gateway)등의 네트워크 요소가 이동성 지원 기능을 수행하기 때문에 단말 기반의 이동성 지원 방식인 MIP의 문제점을 해결하고 MIP보다 향상된 핸드오버 성능을 보인다. 그러나 여전히 PMIP은 MIP와 마찬가지로 IP의 Best Effort Service를 기반으로 하기 때문에 다양한 실시간 멀티미디어 서비스에 대한 QoS를 보장하지 못한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 MPLS 네트워크에서 PMIP기반의 이동성 지원 기술을 적용하여 이동성과 QoS의 보장을 모두 제공하는 네트워크 구조 및 핸드오버 절차를 제안한다.
통상적인 센서 네트워크는 센서노드로부터 고정된 정보를 수집하는 일괄적인 방식을 사용한다. 하지만 이러한 방식은 헬스케어 환경에서 주요 센싱대상인 사람의 상태와 위치변화, 주변 환경의 변화에 능동적으로 대처하기 어렵다. 헬스케어 환경을 지원하기 위해서는 사람의 상태와 주변상황의 변화에 따른 특정정보를 제공해주어야 한다. 또한 사람의 이동에 따른 네트워크 타입의 변화에 대처하여야 한다. 본 논문에서는 대표적인 다중 에이전트 미들웨어인 Agilla 모델과 주변노드간의 클러스터를 구성함으로써 네트워크의 효율성을 보장하는 LEACH 프로토콜에 대해 분석한다. 이 분석 결과를 기반으로 기존 LEACH 프로토콜의 취약점인 노드 이동성을 보장하는 LEACH_Mobile 프로토콜을 제안한다. 또한 노드의 동적 기능변경을 지원하는 Mobility Agent Middleware와 LEACH_Mobile 라우팅 모듈을 구성요소로 이동노드의 동적 기능변경을 지원하는 Mobility Agent 모듈을 설계한다. 그리고 LEACH_Mobile 프로토콜의 시뮬레이션 결과를 통해 네트워크의 데이터 전송 성공률에 대한 성능 향상을 보여준다.
현재 다수의 단말이 이동시에 효율적이고 안정적으로 동작할 수 있는 다양한 기술들이 등장하고 있다. 최근들어 PMIPv6(Proxy Mobile IPv6)에 대한 관심이 증가하고 있고 본 논문에서 제안한 이동성 지원 방식은 PMIPv6 네트워크에서 NEMO(Network Mobility)를 지원하는 방식을 기반으로 하고 있다. PMIPv6는 한 개의 도메인에서 이동성을 지원하는 방식인데, 실제 네트워크는 여러개의 도메인이 중첩되어 있는 구조로 구성되어 있다. 제안한 기술은 두 개 이상의 도메인에서 LMA(Local Mobility Anchor)간에 통신하는 단계를 LMA와 이동할 도메인의 MAG(Mobile Access Gateway)간에 통신함으로써 핸드오버 지연 및 시그널링 측면에서 성능 향상을 보여준다.
언제 어디서나 네트워크에 접속할 수 있는 유비쿼터스 환경에서 웨어러블 컴퓨터들은 자주네트워크의 접속점을 변경하게 된다. 이에 따라, 웨어러블 컴퓨터가 이동 중에 네트워크의 접속점이 변경되더라도 웨어러블 컴퓨터의 네트워크 구성에 대한 변경 없이 기존의 서비스를 계속할 수 있도록 해주는 이동성 지원 서비스의 요구가 증대되고 있다. 본 논문에서는 컴포넌트 기반 웨어러블 컴퓨터용 미들웨어 상에서 이동성 지원을 위한 컴포넌트를 설계하고 이동성 지원 서비스 방식을 제안한다. 제안된 방식은 웨어러블 컴퓨터가 다른 네트워크로 이동하더라도 Mobile IP를 이용하여 웨어러블 컴퓨터에게 기존의 데이터를 터널링 할 수 있도록 이동성 지원 컴포넌트를 웨어러블 컴퓨터 미들웨어 상에 동적으로 재구성한다.
무선 환경에서 단말의 이동성을 지원하는 데는 현재의 인터넷 프로토콜은 많은 문제점을 지니고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 모바일 IP가 등장했지만, 삼각형 라우팅, 각 호스트의 홈 IP 주소의 필요성, 그리고 터널링 관리 등의 문제점이 존재한다. 또한, 실시간 멀티미디어 트래픽은 무선 환경에서는 fast hand-off, 낮은 지연, 높은 대역폭의 활용률 등을 요구한다. SIP는 멀티미디어 응용에서 효율적으로 무선 단말의 이동성을 지원해 줄 수 있으며, 차세대 네트워크(NGN)에서 멀티미디어 서비스 및 호 설정 프로토콜로서 각광 받고 있다. 본 논문에서는 차세대 네트워크의 표준을 따르는 JAIN 기술을 기반으로 멀티미디어 응용에서 효율적으로 무선 단말의 이동성을 지원하고. 차세대 네트워크 표준에 부합되는 SIP 시스템의 프레임 워크를 설계한다.
본 논문은 차세대네트워크에서 끊김없는 서비스를 위한 로컬 및 글로벌 이동성 지원 방안을 제안한다. 제안방안은 MPLS LSP(Label Switch Path)를 통한 2.5계층 스위칭을 이용하여 핸드오버 시그널링을 처리하는 기존 MPLS-MOB(Multi Protocol Label Switching-based Mobility Management)에 로컬 이동성 관리 절차를 추가 한다. 제안방안에 의한 성능 향상을 검증하기 위해 M/M/1 수식을 이용하여 기존방안인 MIP, PMIP과 MIP 연동 시나리오 그리고 MPLS 기반 마이크로 이동성 관리 방안들과 제안방안의 핸드오버 지연을 분석하고 비교하였다. 그 결과 제안방안이 기존방안들 보다 더 나은 성능을 보임을 확인하였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제10권3호
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pp.1034-1051
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2016
Mobility models are invaluable for determining the performance of routing protocols in opportunistic networks. The movement of nodes has a significant influence on the topological structure and data transmission in networks. In this paper, we propose a new mobility model called the campus-based community mobility model (CBCNM) that closely reflects the daily life pattern of students on a real campus. Consequent on a discovery that the pause time of nodes in their community follows a power law distribution, instead of a classical exponential distribution, we abstract the semi-Markov model from the movement of the campus nodes and analyze its rationality. Then, using the semi-Markov algorithm to switch the movement of the nodes between communities, we infer the steady-state probability of node distribution at random time points. We verified the proposed CBCNM via numerical simulations and compared all the parameters with real data in several aspects, including the nodes' contact and inter-contact times. The results obtained indicate that the CBCNM is highly adaptive to an actual campus scenario. Further, the model is shown to have better data transmission network performance than conventional models under various routing strategies.
An efficient mobility management for mobile stations plays an important role in mobile communication network. This paper studios a zone-based registration (ZBR) that is implemented in most of mobile communication systems. We introduce the mobility management scheme that combines a zone-based registration and a selective paging (SP) and analyze its performance. We set up an analytical model based on 2-dimensional random walk mobility model and evaluate the performance of the proposed mobility management scheme using the model to determine the optimal size of location area which will result in the minimum signaling traffic on radio channels. Numerical results are provided to demonstrate the performance of the proposed mobility management scheme under various circumstances.
거리 기반의 이동성 관리 방식은 무선 네트워크 연구 분야에서 주요한 주제로 고려되었다. 적당한 이동성 모델로 수학적으로 분석하기 위한 많은 연구가 진행되었다. 특히 양방향의 랜덤 워크 모델은 단순성의 장점으로 인하여 많이 활용되었다. 그럼에도 불구하고 정확한 수식에 의한 분석은 지금까지 아직 이루어지지 못하였다. 본 고에서 우리는 양방향 랜덤 워크모델에 관한 정확한 수식을 제공한다. 이러한 수학적 모델은 거리 기반의 이동성 관리 방식에 관한 연구에 많은 도움이 될 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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