WiBro의 ACR(Access Control Router)은 ACR간을 움직일 때만 홈 에이전트와 상대 노드에게 위치등록을 하므로, 위치등록비용은 MIPv6에 비해 적지만, 이동 노드의 송수신되는 모든 패킷들은 ACR을 통해 전달되기 때문에 ACR이 관리하는 이동노드의 수가 많아지면 ACR의 패킷처리비용은 증가한다. 따라서 ACR도메인 내에 있는 이동 노드들을 관리하는 ACR이 잘 작동한다면 ACR도메인 내의 통신상태는 원활하다. 그러나 ACR이 잘 작동하지 않으면 네트워크의 delay가 발생하므로 ACR의 역할은 중요하다. 본 논문에서는 WiBro의 효율적인 작동을 위해 ACR의 성능을 측정한다. 이를 위해, 성능평가 요소로서 이동노드의 거부확률(deny probability)와 ACR 성능의 총이익을 사용한다. 그리고 이동모델로서 랜덤워크 모델을 이용한다.
WiBro의 ACR(Access Control Router)은 ACR간을 움직일 때만 홈 에이전트와 상대 노드에게 위치등록을 하므로, 위치등록비용은 MIPv6에 비해 적지만, 이동 노드의 송수신되는 모든 패킷들은 ACR을 통해 전달되기 때문에 ACR이 관리하는 이동노드의 수가 많아지면 ACR의 패킷처리비용은 증가한다. 따라서 ACR도메인 내에 있는 이동 노드들을 관리하는 ACR이 잘 작동한다면 ACR도메인 내의 통신상태는 원활하다. 그러나 ACR이 잘 작동하지 않으면 네트워크의 delay가 발생하므로 ACR의 역할은 중요하다. 본 논문에서는 WiBro의 효율적인 작동을 위해 ACR의 성능을 측정한다. 이를 위해, 성능평가 요소로서 이동노드의 거부확률(deny probability)와 ACR 성능의 총이익을 사용한다. 그리고 이동모델로서 랜덤워크 모델을 이용한다.
The ACR (Access Control Router) of WiBro processes location registration of the Correspondent Node and Home Agent as the Correspondent Node moves between ACRs. Therefore, the location update cost is low compared with MIPv6. However, all packets which are sent and received are sent through the ACR, s...
The ACR (Access Control Router) of WiBro processes location registration of the Correspondent Node and Home Agent as the Correspondent Node moves between ACRs. Therefore, the location update cost is low compared with MIPv6. However, all packets which are sent and received are sent through the ACR, so as the number of mobile nodes that are managed by the ACR increases, the cost of packet delivery also increases. Therefore, the communication state of the ACR domain remains smooth when the ACR which manages the mobile node in the ACR domain has good performance. However, network delays occur unless the ACR performs well, so the role of the ACR is important. In this paper, we analysis performance of the ACR for efficient realization of the WiBro standard. By using the Deny Probability and the Total Profit of ACR performance and apply it to the Random Walk Mobility model as the mobility model.
The ACR (Access Control Router) of WiBro processes location registration of the Correspondent Node and Home Agent as the Correspondent Node moves between ACRs. Therefore, the location update cost is low compared with MIPv6. However, all packets which are sent and received are sent through the ACR, so as the number of mobile nodes that are managed by the ACR increases, the cost of packet delivery also increases. Therefore, the communication state of the ACR domain remains smooth when the ACR which manages the mobile node in the ACR domain has good performance. However, network delays occur unless the ACR performs well, so the role of the ACR is important. In this paper, we analysis performance of the ACR for efficient realization of the WiBro standard. By using the Deny Probability and the Total Profit of ACR performance and apply it to the Random Walk Mobility model as the mobility model.
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문제 정의
거부 확률을 줄이기 위해서는 ACR의 성능을 올림으로서 해결할 수 있지만, 이는 리소스의 낭비가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 ACR 도메인 안으로 들어오는 이동노드의 도착율과 거부확률을 고려하여 ACR의 최적 성능을 구한다.
그러므로 ACR이 잘 작동한다면 ACR 도메인 내의 통신상태는 원하지만 ACR이 잘 작동하지 않으면 네트워크의 지연이 발생하게 되므로 ACR의 역할은 중요하다. 본 논문에서는 WiBro 의 효율적인 작동을 위해서 ACR의 성능을 측정한다.
그러나 PSS와 RAS을 제어하고 IP패킷을 라우팅하는 ACR은 이동노드로 송수신되는 모든 패킷을 전달하므로, 이동노드의 개수가 증가하면 패킷처리비용이 증가한다. 본 논문에서는 WiBro의 ACR 성능을 마코프 체인을 이용하여 분석하였다. 분석 결과, ACR안에 이동 노드가 증가 할수록 MIPv6의 경우는 패킷 처리비용이 일정하지만, WiBro는 이동노드의 증가에 따라 일정하게 증가한다.
가설 설정
본 논문에서는 이동모델로 랜덤워크 모델을 사용한다[6-10].각각의 ACR 도메인의 크기가 같고 ACR 도메인은 그림 3과 같이 Hexagonal cellular 네트워크 구조로 되어 있다고 가정한다. 가장 안쪽에 있는 셀을 ‘0’이라고 하고, ‘0’ 셀 주위의 셀을 ‘1’이라고 부르고, 비슷하게 2, 3으로 번호를 매긴다.
NMN은 도메인에 위치되어진 유저의 총 수이다. 이 논문에서 우리는 AR의 범위에 위치된 유저의 평균수는 K 라고 가정하였다. 그러므로, 유저의 토탈 수는 식(23)을 사용하여 획득되어질 수 있다.
제안 방법
이때 이동 노드는 AR주소의 Prefix를 이용하여 CoA를 구성한다. 이동노드가 다른 AR로 이동하여 새로 생성한 CoA를 홈 에이전트와 현재 통신하고 있는 상대노드에게 알린다.
무선/모바일 네트워크의 성능을 분석하기 위하여, location update 와 packet delivery cost로 구성된 total coast가 고려되어 진다. 제안된 방법에서 MIPv6와 WiBro 각각에서 location update cost 와 packet delivery cost는 각각 CMlocation, CWlocation, CMpacket, CWWpacket으로 각각 나타낸다. MIPv6와 WiBro 의 total cost(CMtotal, CWtotal)은 다음과 같이 획득되어 진다.
이론/모형
본 논문에서는 이동모델로 랜덤워크 모델을 사용한다[6-10].각각의 ACR 도메인의 크기가 같고 ACR 도메인은 그림 3과 같이 Hexagonal cellular 네트워크 구조로 되어 있다고 가정한다.
성능평가 요소로서 이동노드의 거부 확률과 ACR성능을 이용한 MIPv6 총비용과 WiBro의 총비용의 차인 총이익을 사용하고, 이동모델은 랜덤워크 모델을 이용한다.
성능/효과
분석 결과, ACR안에 이동 노드가 증가 할수록 MIPv6의 경우는 패킷 처리비용이 일정하지만, WiBro는 이동노드의 증가에 따라 일정하게 증가한다. 따라서 누적 패킷처리비용이 MIPv6에서는 이동노드의 수에 비례하여 증가하지만 WiBro는 이동노드수의 제곱에 비례함을 볼 수 있으며 위치등록비용은 WiBro와 MIPv6가 각각 일정하게 증가함을 볼 수 있다.
본 논문에서는 WiBro의 ACR 성능을 마코프 체인을 이용하여 분석하였다. 분석 결과, ACR안에 이동 노드가 증가 할수록 MIPv6의 경우는 패킷 처리비용이 일정하지만, WiBro는 이동노드의 증가에 따라 일정하게 증가한다. 따라서 누적 패킷처리비용이 MIPv6에서는 이동노드의 수에 비례하여 증가하지만 WiBro는 이동노드수의 제곱에 비례함을 볼 수 있으며 위치등록비용은 WiBro와 MIPv6가 각각 일정하게 증가함을 볼 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
WiBro 서비스의 특징은?
3㎓의 대역을 사용하며, PSS(Portable Subscriber Station)가 정지 및 이동 중에서도 언제, 어디서나 중속으로 무선인터넷 접속이 가능한 서비스이다. WiBro 서비스의 특징은 정지 및 보행뿐만 아니라 중속의 이동성 및 상향링크 1Mbps, 하향링크 3Mbps의 데이터 전송률을 지원한다[4, 5]. 모바일이 움직일때마다 홈에이전트와 상대노드에게 위치등록을 하는 MIPv6에 비해 WiBro는 ACR 간을 이동할때만 위치 등록을 하기 때문에 위치등록비용이 작다.
WiBro와 MIPv6의 위치등록비용을 비교하면?
WiBro 서비스의 특징은 정지 및 보행뿐만 아니라 중속의 이동성 및 상향링크 1Mbps, 하향링크 3Mbps의 데이터 전송률을 지원한다[4, 5]. 모바일이 움직일때마다 홈에이전트와 상대노드에게 위치등록을 하는 MIPv6에 비해 WiBro는 ACR 간을 이동할때만 위치 등록을 하기 때문에 위치등록비용이 작다. 그러나 이동노드로 송수신되는 모든 패킷들은 ACR을 통해야 하기 때문에 ACR이 관리하는 이동노드의 수가 많아지면 ACR의 패킷 처리비용이 증가한다.
MIPv6의 문제점은?
IP기반 무선망에서 실시간 서비스를 지원하기 위한 이동성 관리에 대한 중요성이 커짐에 따라 Internet Engineering Task Force(IETF)에서는 IPv6이동성 관리 프로토콜인 Mobile IPv6(MIPv6)를 제안하였다[1]. 그러나 이 방식은 이동 단말이 다른 IP 프리픽스 도메인(Prefix Domain)으로 이동할 때마다 새로운 주소(NCoA)를 자신의 홈 에이전트(HA:Home Agent) 및 상대노드(CN:Correspond Node)와 갱신하는 과정을 수행해야한다. 이러한 갱신과정은 이동 노드가 빈번하게 이동할수록 이동 노드의 위치등록을 위한 오버헤드가 증가한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 나온 것이 HMIPv6(Hierarchical MIPv6) 와 FMIPv6(Fast Handover for MIPv6)이다.
참고문헌 (12)
D. Johnson, C. Perkins and J. Arkko,"Mobility Support in IPv6," RFC 3775, Jun. 2004.
H. Soliman, C. Castelluccia, K. E. Malki and L. Bellier, "Hierarchical MIPv6 (HMIPv6) mobility management," Internet Draft, Nov. 2001.
R. Koodi " Fast Handovers for Mobile IPv6," RFC 4068, Jul. 2005.
송석일 외 2인, "초고속 WiBo 기술", ETRI 전자통신동향분석
인지환, 양정록, 김영일, "초고속 WiBro 기술", 대한전자공학회지, 2004.
M. Woo, "Performance analysis of mobile IP regional registration, " IEICE Trans. Commun., vol. E86-B, no.2, pp.472-478, Feb. 2003.
X. Zhang, J. G. Castellanos, and A. T. Capbell, "P-MIP: Paging extensions for mobile IP", ACM Mobile Networks and Applications, vol.7, no.2, pp.127-141, 2002.
J. S. M. Ho and I. F. Akyildiz, "Mobile user location update and paging under delay constraints, "ACM-Baltzer J.Wireless Networks, Vol.1, pp413-425, 1995.
I. F. Akyildiz and W. Wand,"A dynamic location management scheme for next-generation multitier PCS systems," IEEE Trans. Wireless Commun., vol.1, no.1, pp. 178-189, Jan. 2002.
Sangheon Pack and Yanghee Choi, "A Study on performance of hierarchical mobile IPv6 in IP-based cellular networks," IEICE Trans. Commun., vol. E87-B no.3 pp.462-469, Mar. 2004.
J. Xie and F. Akyildiz, "A novel distributed dynamic location management scheme for minimizing signaling costs in Mobile IP, "IEEE Trans. Mobile Computing, Vol. 1, No, 3, pp. 163-175, Sep. 2002.
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