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[국내논문] 무선랜에서 스트리밍 서비스를 위한 새로운 고속 핸드오프 알고리즘의 설계 및 구현
Design and Implementation of a Novel Fast Handoff Algorithm for Streaming Service in Wireless LANs 원문보기

한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 네트워크 및 서비스, v.36 no.1B, 2011년, pp.1 - 6  

최정희 ,  민상원 (광운대학교 전자통신공학과)

초록
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본 논문에서는 무선랜 시스템에서 이동 중에도 seamless streaming 서비스를 지원하기 위한 고속 핸드오프 알고리즘을 제안하였다. 기존의 무선랜 시스템에서 핸드오프 동안 seamless streaming 서비스를 지원하지 못하게 되는 문제점이 있기 때문에 이를 해결하기 위해 핸드오프 시작을 결정하는 임계값을 주변 무선 환경에 맞추어 자동으로 조정하는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 불필요한 스캐닝 동작을 하지 않으므로 핸드오프 지연 시간을 줄일 수 있다. 또한 특정 채널 군만을 스캐닝 하는 능동적인 스캐닝 과정을 통해서 핸드오프 지연 시간을 줄일 수 있다. 기존의 무선랜 시스템에서 이루어지는 핸드오프 과정과 제안한 고속 핸드오프 알고리즘을 적용한 시스템과의 비교 시험을 통해서 제안한 방식의 핸드오프 성능이 향상됨을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

We have considered fast handoff algorithms to support seamless streaming in wireless LANs. It is impossible to provide seamless streaming service while moving within wireless LANs, In this paper, we proposed a new handoff algorithm where the critical value for handoff can be adjusted according to pe...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 무선랜 환경에서 핸드오프 지연을 줄이기 위해 본 논문에서는 L2 (Layer 2)에서의 고속 핸드오프 알고리즘을 제안하였다. 본 논문의 구성으로 II장에서는기존 무선랜 시스템에서 핸드오프 과정의 문제점을 고찰하고 이를 해결하기 위한 두 가지 방안을 통해 고속 핸드오프 알고리즘을 제안하며, H1 장에서는 제안한 고속 핸드오프 알고리즘에 대하여 계측기와 응용 프로그램을 이용하여 시험 후 성능 분석을 한다.
  • 제안하였다. 본 논문의 구성으로 II장에서는기존 무선랜 시스템에서 핸드오프 과정의 문제점을 고찰하고 이를 해결하기 위한 두 가지 방안을 통해 고속 핸드오프 알고리즘을 제안하며, H1 장에서는 제안한 고속 핸드오프 알고리즘에 대하여 계측기와 응용 프로그램을 이용하여 시험 후 성능 분석을 한다. 마지막 IV장에서 본 논문의 결론을 맺는吐
  • 제시한다. 첫 번째 문제점으로 제시된 고정된임계값을 가지고 핸드오프를 시작하는 문제에 대해서는 임계값을 주변 무선환경에 맞추어서 자동으로 조정시키는 방안이다. 앞서 언급하였듯이 고정된 임계값을 가지게 되면 핸드오프 과정 중에서 AP 간 핸드오프를 반복하는 현상인 ping-pong 현상이 발생할 수 있다.
  • 제안하는 방안에서는 무선랜 단말이 최초로 전원이 인가되어 AP에 접속하기 위해서 무선랜 전체 채널을스캔하게 된다. 스캔해서 얻은 BSS 리스트로부터 가장 신호 세기가 큰 AP로 접속을 하며 이때 임계값을설정한다.
  • 여기서 Factor의 의미는 현재 수신되는 신호세기의 값과 임계값과의 차이에 대한 임의의 값이다. 무선 신호의 특성상 일시적으로 신호세기가 급격하게 커지거나 작아질 수도 있기 때문에 몇 번의 Beacon Frame을 수신하여 임계값을 설정하도록 하였다. 시험치로서 3번연속 수신한 beacon frame 으로부터 신호 세기가 임계값 이하로 떨어지면 핸드오프를 시작하도록 설정하였다.
  • 무선 신호의 특성상 일시적으로 신호세기가 급격하게 커지거나 작아질 수도 있기 때문에 몇 번의 Beacon Frame을 수신하여 임계값을 설정하도록 하였다. 시험치로서 3번연속 수신한 beacon frame 으로부터 신호 세기가 임계값 이하로 떨어지면 핸드오프를 시작하도록 설정하였다. 한 번이라도 신호 서]기기- 임계값 이상이 되면다시 beacon frame을 체크하도록 하였다.
  • 시험치로서 3번연속 수신한 beacon frame 으로부터 신호 세기가 임계값 이하로 떨어지면 핸드오프를 시작하도록 설정하였다. 한 번이라도 신호 서]기기- 임계값 이상이 되면다시 beacon frame을 체크하도록 하였다. 검색된 리스트로부터 가장 큰 신호세기의 AP가 존재할 때 새로운 AP로 접속을 하며, 이후 과정은 앞서 설명한 과정을 반복한다.
  • 패킷을 전송하는 프로그램은 Chariot을 사용하였다. Chariot 프로그램은 서버와 STA가 연결되는 PC에 설치되었으며, 데이터의 전송율과 응답 시간을 분석함으로써 핸드오프 과정에서도 데이터의 끊김 없이 통신이 지속됨을 알 수 있도록 하였다 또한 AP의 출력값을 제어할 수 있는 프로그램을 통해 AP 의 출력을 조절할 수 있도록 하여 전동차의 이동시에 STA에서 수신되는 신호가 점차 작아졌다가 다시 커지는 상황을 반복하도록 하였다. 이는 STA에서 수신되는 신호세기에 따라서 설치되어 있는 AP간 핸드오프가 발생할 수 있도록 하기 위함이다.
  • 본 실험은 핸드오프 과정 중 STA와 서버간의 통신이 끊기지 않음을 확인하기 위함이고, 테스트를 위해 Chariot 프로그램에서 제공하는 response_time.scr 이라는 Script를 사용하였다 본 실험에서는 데이터 통신을 양방향으로 설정하기 위해 서버에서 STA로 STA 에서 서버로 동시에 데이터를 전송하도록 하였다.
  • 않는다. 다음으로 핸드오프 성능을 확인하기 위해서 AP의 출력을 조정할 수 있도록 한 후에 두 제품간의 비교 시험을 하였다. 데이터의 측정은 10분간 진행하였으며 평균 20초 정도 마다 핸드오프가 발생하도록 되어 있다.
  • 있다. 세 번의 핸드오프가 발생한 후 약 1분 26초후에는 링크가 단절이 되어 핸드오프가 정상적으로이루어지지 않았으며, 링크 단절이 발생하였기 때문에 Timeout이 발생하여 테스트 진행 도중 프로그램이 종료되었다. 또한 링크 단절이 생긴 후 다시 링크가 연결이 이루어져 통신을 재개할 수 있을 때까지의 시간이 많이 소요되었다.
  • 그림 5 (b)는 알고리즘이 적용된 STA 전송률을 그래프로 나타내고 있다. 테스트가 진행되는 10분 동안 정상적으로 진행이 되었으며, 약 20 초마다 정상적으로 핸드오프가 수행되었다.

이론/모형

  • 패킷을 전송하는 프로그램은 Chariot을 사용하였다. Chariot 프로그램은 서버와 STA가 연결되는 PC에 설치되었으며, 데이터의 전송율과 응답 시간을 분석함으로써 핸드오프 과정에서도 데이터의 끊김 없이 통신이 지속됨을 알 수 있도록 하였다 또한 AP의 출력값을 제어할 수 있는 프로그램을 통해 AP 의 출력을 조절할 수 있도록 하여 전동차의 이동시에 STA에서 수신되는 신호가 점차 작아졌다가 다시 커지는 상황을 반복하도록 하였다.
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참고문헌 (6)

  1. D. Johnson and C. Perkins, "Mobility support in IPv6" IETF draft, draft-ietf-mobileip-ipv6-24.txt, July 2004. 

  2. H. Soliman, C. Castelluccia, K. Mallki, and L. Bellier, "Hierarchical Mobile IPv6 mobility management (HMIPv6)," IETF draft, draft-ietfmobileip-fast-mipv6-07.txt, September 2003. 

  3. C. Perkins, "IP Mobility support for IPv4," RFC 3220, January 2002. 

  4. N. Montavont and T. Noel, "Handover management for mobile nodes in IPv6 networks," IEEE Communications Magazine, Vol.40, Issue 8, pp.38-43, August 2002. 

  5. S. Pack and Y. Choi, "Fast Handoff scheme based on mobility prediction in public wireless LAN systems," IEEE Proc. Communications, Vol.151, No.5, pp.489-496, October 2004. 

  6. Recommendation G.114-One-way transmission time ITU, May 2003. 

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