Fourth-generation (4G) wireless networks will be the IP-based cellular networks integrating Internet with the existing cellular networks. Two important issues should be concerned in the IP-based cellular networks, IP mobility, and quality-of-service (QoS) guarantees. In this paper, we proposed two mechanisms to solve the problems with IP mobility and RSVP-based QoS provisioning. First, virtual-IP (VIP) allocation scheme in areas with a large rate of handoff can minimize the wireless signaling overhead due to IP mobility. The access routers (ARs) create dynamically the VIP zone by using the measured handoff rate derived from the history of the handoff into neighboring ARs. We show that VIP allocation scheme reduces the binding update messages in the wireless link than hierarchical mobile IPv6. Second, the new advance resource reservation protocol called proportional aggregate RSVP (PA-RSVP) can minimize waste of bandwidth and soft state refresh overhead due to IP mobility. It allocates the bandwidth in advance between the mobility anchor point and neighboring ARs using proportional aggregate reservation. We also show that PA-RSVP provides an improved performance over existing protocols.
본 논문은 사용자의 이동 패턴에 기반한 효율적인 이동 멀티캐스트 기법을 제안한다. 본 논문은 멀티캐스트 서비스를 받기 위해 소요되는 전체 지연 시간을 줄이기 위한 방법으로 이동 노드의 반복적인 이동 성향을 정의한다. 정의된 이동 성향을 바탕으로 지역의 범위에 속하는 외부 에이전트들은 멀티캐스트 라우팅 트리를 활성화된 상태로 유지함으로 이동 노드가 재방문 했을 경우 지연 없이 멀티캐스트 서비스를 즉시 받을 수 있다. 수학적 분석모델을 이용하여 제안된 방안의 성능을 증명하며, 분석 결과는 제안된 방식이 기존의 연동방식 보다 전체 처리 비용과 서비스 지연 시간 측면에서 우수하다는 것을 보여준다.
MIP의 확장 버전인 HMIP는 동일 지역 내에서 이동할 경우 외부 시그널링을 줄일 수 있다. 그러나 다른 MAP 영역으로 이동하는 매크로 핸드오버일 경우 바인딩 갱신을 위한 많은 시그널링으로 인해 전송 지연과 패킷 손실이 발생한다. 이를 해결하기 위해 계층적 구조에서 주소 보장과 선택적 버퍼링을 이용한 핸드오버를 제안한다. 이 방식은 매크로 핸드오버가 발생할 때 패킷 손실과 전송 지연을 줄이고 QoS가 높은 트래픽이나 실시간 멀티미디어 트래픽의 전송에 우수한 성능을 제공한다. 시뮬레이션 결과는 제안하는 핸드오버가 기존 핸드오버보다 전송 지연과 패킷 손실에 대하여 크게 감소함을 보였다.
Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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제11권4호
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pp.9-17
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2007
Network Mobility basic support protocol (NEMO Basic) extends the operation of Mobile IPv6 to provide uninterrupted Internet connectivity to the communicating nodes of mobile networks. The protocol uses a mobile router (MR) in the mobile network to perform prefix scope binding updates with its home agent (HA) to establish a bi-directional tunnel between the HA and MR. This solution reduces location-update signaling by making network movements transparent to the mobile nodes (MNs) behind the MR. However, delays in data delivery and higher overheads are likely to occur because of sub-optimal routing and multiple encapsulation of data packets. To manage the mobility of the mobile network, it is important to minimize packet overhead, to optimize routing, and to reduce the volume of handoff signals over the nested mobile network. This paper proposes en aggregate router-assisted route optimization (ARARO) scheme for nested mobile networks support which introduces a local anchor router in order to localize handoff and to optimize routing. With ARARO, a mobile network node (MNN) behind a MR performs route optimization with a correspondent node (CN) as the MR sends a binding update message (BU) to aggregate router (AGR) via root-MR on behalf of all active MNNs when the mobile network moves. This paper describes the new architecture and mechanisms and provides simulation results which indicate that our proposal reduces transmission delay, handoff latency and signaling overhead. To evaluate the scheme, we present the results of simulation.
차세대 무선 네트워크(Next Generation Wireless Networks, NGWN)상에서의 무결점 전송 서비스는 이동단말(MN, Mobile Node)에게 광범위한 로밍을 효율적으로 제공하는 이동성관리가 매우 중요하게 되었다. MIPv6(Mobility IPv6)는 IETF(The Internet Engineering Task Force)에 의해 제안된 이동성관리 기법들 중 하나이고, IPv6기반에서 이동성관리 기법들은 다양한 형태로 발전되어왔다. 각각의 관리기법들은 이동단말에서의 데이터 이동에 직접적인 관여를 하고 있다. 이 논문에서 두 가지의 이동성관리 평가기법에 대해 제안하고자 한다. 이동성관리를 위한 다양한 프로토콜에서 네트워크상의 핸드오버나 패킷의 전송절차를 수행할 때, 데이터의 전송절차에 대하여 분석하며 또 시그널링의 비용을 계산할 때 처리하는 노드들과 그 노드간의 파라미터들을 이용하여 가장 효율적인 방법으로 분석모델링을 제안한다. 이동성 프로토콜의 시그널링 비용과 그 비용을 구성하는 각각의 파라미터들을 수치적 결과를 통해서 각각의 프로토콜들의 비용을 비교분석한다. 즉, 각각의 이동성관리 기법에 적용하여 시그널링 비용과 패킷전송 비용의 합을 비교한다. 이동성 관리의 다양한 기법들 중 가장 최근에 제안되어지고 있는 네트워크 기반의 이동성 프로토콜이 전체적인 비용측면에서 더 우수한 결과를 보여준다.
이동시 발생하는 시그널링 메시지의 양을 줄이기 위한 방법으로 지역성을 고려한 계층적 이동성 제공 방식인 HMIPv6(Hierarchical Mobile IPv6)가 제안되었다. 이동 노드가 방문 링크로 이동하면 링크 사용을 위한 인증 절차를 먼저 수행해야한다. 이를 위해 무선 랜 및 Cellular 망을 중심으로 AAA(Authentication, Authorization and Account) 인증 서비스 도입이 진행되고 있다. 그러나 AAA 인증 서비스는 지역화 된 이동성 제공을 위한 최적화된 시그널링 교환을 제공하지 않는다 이는 실시간 응용을 필요로 하는 세션을 가진 경우 이동 노드에 대한 서비스 지연을 초래할 수도 있다. 본 논문에서는 지역 이동시 인증 과정을 최적화 할 수 있는 인증 위덤 방식을 기존의 HMIPv6 구조에 통합함으로써 인증 발생 시 시그널링의 양을 최소화 하고 서비스 지연 시간을 줄일 수 있는 방법을 제안한다. 계층적 인증 통합 모델을 제안하며 제안된 모델에 대해 이동 특성, 트래픽 특성, 도메인 크기 등에 따르는 인증 비용을 분석하고 기존의 방식과 비교하였는데 평균 $33.6\%$의 비용 절감 효과를 얻을 수 있었다.
분산 이동성 관리 방식은 이동성 기능을 사용자와 가까이에 위치한 네트워크 경계로 분산시킨다. 이에 따라서 트래픽 전달 비용을 낮추고 패킷 전달 경로를 최적화할 수 있으며 확장성이 높은 장점을 갖는다. 하지만, 시그널링 메시지를 교환하기 위한 모바일 앵커의 개수가 증가하여 시그널링 비용이 증가하는 문제점을 갖는다. 그래서 지속시간이긴 세션에 대해서 높은 시그널링 비용을 감소시키는 하이브리드 분산 이동성 방식이 연구되었고 본 논문에서는 네트워크 이동성을 지원하는 환경으로 하이브리드 방식을 확장한다. 모바일 라우터는 차량에 장착되어 모바일 장치들과 함께 이동한다. 따라서 모바일 라우터에 대해서 고속 이동성 특성을 정의하여 이용하는 하이브리드 방식을 제안한다. 모바일 라우터의 이동성 특성에 따라서 모바일 앵커를 분산하여 할당하거나 혹은 특정한 모바일 앵커를 지정하여 할당한다. 본 논문은 네트워크 이동성을 지원하는 하이브리드 분산 이동성 관리 방식에 대해서 제안하고 성능을 수학적으로 분석하여 우수한 성능임을 보여준다.
Mobility arises naturally in the Internet of Things networks, since the location of mobile objects, e.g., mobile agents, mobile software, mobile things, or users with wireless hardware, changes as they move. Tracking their current location is essential to mobile computing. To overcome the scalability problem, hierarchical architectures of location databases have been proposed. When location updates and lookups for mobile objects are localized, these architectures become effective. However, the network signaling costs and the execution number of database operations increase particularly when the scale of the architectures and the numbers of databases becomes large to accommodate a great number of objects. This disadvantage can be alleviated by a location caching scheme which exploits the spatial and temporal locality in location lookup. In this paper, we propose a hierarchical location caching scheme, which acclimates the existing location caching scheme to a hierarchical architecture of location databases. The performance analysis indicates that the adjustment of such thresholds has an impact on cost reduction in the proposed scheme.
현재 많은 스마트폰의 보급으로 LTE 네트워크를 통해 다양하고 빠른 모바일 서비스를 하게 되었다. 이에 수많은 모바일 기기들이 이전보다 더 많은 무선서비스를 이용하게 되고 그에 따른 수많은 인증 시그널링이 발생하게 된다. 이러한 무선네트워크에서 인증은 무선기기를 식별할 수 있는 중요한 역할을 하며 무선네트워크의 시작이기도 하다. 그래서 본 논문에서는 이전에 인증이 발생된 패턴을 분석하여 또 다른 외부 네트워크로 접근할 때 이전 보다 효과적인 인증을 수행한다. 그래서 LTE 네트워크에서 외부 네트워크와 인증서버 사이의 시그널링 비용을 최소화하여 빠른 무선 인증 서비스를 제안한다. LTE 네트워크에서 인증이 발생되는 비율을 수학적 모델링을 이용하여 계산하였고, 이를 다양한 환경에서 인증 시그널링 비용의 변화를 계산하였다. 본 논문에서 제안한 최적 인증 데이터의 수를 계산하여 이전 보다 효율적인 인증 시그널링 비용이 발생함을 보인다.
Performance of the group cumulative sum(CUSUM) control scheme using multiple univariate CUSUM charts is more sensitive to the change of quality control(QC) characteristics than the control chart scheme based on the Hotelling statistics. We examine three group charts for multivariate normal data sets simulated with various correlation structures and shift directions in the mean vector. These group schemes apply the orginal measurement vectors, the scaled residual vectors from the regression of each variable on all others and the principal component vectors respectively to calculating the CUSUM statistics. They are also compared to the multivariate QC charts based on the Hotelling statistic by estimating average run lengths, coefficients of variation of run length and ranks in signaling order. On the basis of simulation results, we suggest a control chart scheme appropriate for specific quality control environment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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