A Performance Analysis of the Virtual CellSystem for Mobile Hosts

이동 호스트를 위한 가상 셀 시스템의 성능 분석

In this paper, we analyze the performance of the virtual cell system[1] for the transmission of IP datagrams in mobile computer communications. A virtual cell consistsof a group of physical cells shose base stationsl are implemented b recote bridges and interconnected via high speed datagram packet switched networks. Host mobility is supported at the data link layer using the distributed hierachical location information of mobile hosts. Given mobility and communication ptems among physical cells, the problem of deploying virtual cells is equivalent to the optimization cost for the entire system where interclster communication is more expesive than intracluster communication[2]. Once an iptimal partitionof disjoint clusters is obtained, we deploy the virtual cell system according to the topology of the optimal partition such that each virtual cell correspods to a cluser. To analyze the performance of the virtual cell system, we adopt a BCMP open multipel class queueing network model. In addition to mobility and communication patterns, among physical cells, the topology of the virtual cell system is used to determine service transition probabilities of the queueing network model. With various system parameters, we conduct interesting sensitivity analyses to determine network design tradeoffs. The first application of the proposed model is to determine an adequate network bandwidth for base station networking such that the networks would not become an bottleneck. We also evaluate the network vlilization and system response time due to various types of messages. For instance, when the mobile hosts begin moving fast, the migration rate will be increased. This results of the performance analysis provide a good evidence in demonsratc the sysem effciency under different assumptions of mobility and communication patterns.

본 논문은 이동 컴퓨터 통신 환경에서 IP(Internet Protocol) 데이터그램을 전송하기 위한 가상 셀 시스템(virtual cell system0의 성능 분석을 다룬다. 하나의 가상 셀은 이웃한 다수의 물리적 셀(physical cell)들의 집합으로서, 원격브리지(remote bridge)로 구현된 기지국(base station)들을 멀티캐스트 기능을 갖는 고속 데이터그램 패킷 데이터망으로 연결하여 구성된다. 가상 셀 시스템에서의 호스트 이동성은 기지국들 사이에 분산되어 있는 계층적 위치정보를 기반으로 동작하는 데이터링크 계층의 가상 셀 프로토콜(Virtual Cell Protocol )을 통하여 지원된다〔1〕. 이러한 가상 셀 시스템은 물리적 셀들 사이에 임의의 호스트 이동성 패턴과 데이터전송 패턴이 주어진 경우에 전체 시스템의 통신 비용을 최소화할 수 있도록 논리적으로 유연한 가상 셀 시스템의 구축을 가능하게 한다〔2〕. 본 논문에서는 가사 dtpf 시스템의 성능 모델로서 BCMP 개방 복합 클래스 대기 행렬 네트워크(BCMP open multiple class queueing network)를 채택하고, 물리적 셀들 사이의 호스트 이동성 패턴과 데이터전송 패턴에 대하여 임의의 토폴지와 최적화된 토폴로지로 구축된 가상 셀 시스템의 성능을 비교 분석한다. 특히 이동 호스트 수, 이동 속도, 그리고 데이터전송 양과 같은 다양한 시스템 파라메타를 변화시키면서 이에 따라 생성되는 데이터 메시지, 핸드오프(handoff) 메시지, 그리고 주소 용해(address resolution) 메시지 각각에 대하여 망 구성요소의 이용도(utilization)와 시스템 처리 시간(system response time)을 비교 분석한다.