Vertical Handover between LTE and Wireless LAN Systems based on Common Radio Resource Management (CRRM) and Generic Link Layer (GLL)

LTE/WLAN 이종망 환경에서 범용링크계층과 통합무선자 원관리 기법이 적용된 VHO 방안 연구

  • 김태섭 (고려대학교 컴퓨터정보학과) ;
  • 오룡 (고려대학교 컴퓨터정보학과) ;
  • 이상중 (고려대학교 컴퓨터정보학과) ;
  • 윤석호 (고려대학교 컴퓨터정보학과) ;
  • 류승완 (중앙대학교 정보시스템학과) ;
  • 조충호 (고려대학교 전산학과)
  • Published : 2010.02.28

Abstract

For the next generation mobile communication system, diverse wireless network techniques such as beyond 3G LTE, WiMAX/WiBro, and next generation WLAN etc. are proceeding to the form integrated into the All-IP core network. According to this development, Beyond 3G integrated into heterogeneous wireless access technologies must support the vertical handover and network to be used of several radio networks. However, unified management of each network is demanded since it is individually serviced. Therefore, in order to solve this problem this study is introducing the theory of Common Radio Resource Management (CRRM) based on Generic Link Layer (GLL). This study designs the structure and functions to support the vertical handover and propose the vertical handover algorithm of which policy-based and MCDM are composed between LTE and WLAN systems using GLL and CRRM. Finally, simulation results are presented to show the improved performance over the data throughput, handover success rate and the system service cost.

차세대 이동통신 시스템에서는3세대 진화망인 LTE(long-Term Evolution), WiMAX/WiBro, 차세대 WLAN등 다양한 무선 접속 기술이 All-IP 기반의 핵심망을 중심으로 통합되는 형태로 발전하고 있다. 이러한 발전에 따라 중첩된 다양한 무선 이종망 환경에서 최적의 조건을 제공하는 망으로의 접속을 제공하거나 단말의 이동에 따라 중첩된 여러 접속망들 중 최적의 조건을 제공하는 망으로 접속하는 수직적 핸드오버가 필요하다. 그러나 현재까지는 각각의 네트워크가 독자적 서비스 제공을 위해 독립적인 무선자원관리 기능을 제공하여 왔으므로, 이종망 환경에서의 다양한 네트워크를 끊김없이 서비스를 제공하기 위해서는 개별 네트워크의 무선자원들을 통합적으로 관리하여 최적의 서비스를 제공할 수 있어야 할 것이다. 최근 이러한 무선 이종망 환경에서의 문제점을 해결하기 위해 적응적 이동성을 위한 범용링크계층(GLL)과 통합무선자원관리(CRRM) 방식의 개념이 도입되고 있다. 본 논문에서는 LTE와WLAN 사이에서의 수직적 핸드오버 지원을 위한 핵심 기술 및 통합망의 구조, 그리고 효율적인 수직적 핸드오버 방안을 제시한다. 우선 수직적 핸드오버 제공을 위한 통합망의 구조와 통합무선자원관리 기능을 정의하고, 효율적인 수직적 핸드오버를 위한 범용링크계층을 기반으로 정책기반과 다기준 의사결정법(MCDM)을 혼합한 수직적 핸드오버 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션 연구 결과 본 논문에서 제안하는 수직적 핸드오버 기법은 수신신호의 세기를 기반으로하는 방법과 다기준 의사결정법 방법에 비해 데이터 처리량, 핸드오버 성공확률, 서비스 사용비용 측면에서 우수한 성능을 보였다.

Keywords

References

  1. Ching-Lai Hwang and Kwangsun Yoon, "Multiple Attribute Decision Making," Springer-Verlag, 1981.
  2. 3GPP, "Improvement of RRM across RNS and RNS/BSS," TR 25.881 v5.0.0, December 2001.
  3. "Ambient Networks," http://www.ambient-networks.org.
  4. IST EVREST Project, "Final report," EVEREST IST-2002-001858 D23, January 2006.
  5. IST AROMA Project, "First report on AROMA algorithms and simulation results," AROMA IST-4-027567 D09, November 2006.
  6. "The CELTIC Gandalf framework", Melecon 2006, Malaga, Spain, May 16-19, 2006.
  7. 3GPP, "Technical Specification Group Services and System Aspects; Architecture enhancements for non-3GPP accesses", TS 23.402.
  8. K. Murray, R. Mathur and D. Pesch, "Intelligent Access and Mobility Management in Heterogeneous Wireless Networks Using Policy," Proceedings of the 1st International Symposium on Information and Communication Technologies, pp. 181-186, September 2003.
  9. M. Bernaschi, F. Cacace, A. Pescape and Stefano Za, "Analysis and Experimentation overHeterogeneous Wireless Networks," Proceedings of the 1st International Conference on Testbeds and Research Infrastructures for the Development of Networks and Communities, pp. 182-191, February, 2005.
  10. Ahmed, T.; Kyamakya, K.; Ludwig, M., "Architecture of a Context-Aware Vertical Handover Decision Model and Its Performance Analysis for GPRS - WiFi Handover", Computers and Communications, pp.795-801, ISCC.2006.
  11. Wenhui Zhang, "Handover decision using fuzzy MADM in heterogeneous networks", WCNC 2004, page 653-658 vol.2, 2004.
  12. Meriem Kassar, Brigitte Kervella, Guy Pujolle, "An Intelligent Handover Management System for Future Generation Wireless Networks", EURASIP Journal on Wireless Communication and Networking, 15 August 2008.
  13. N.Prasad, A.Prasad, WLAN Systems and Wireless IP for Next Generation Communications, Artech House, 2002.
  14. J. Heyman, "Intercell Interference Management in an OFDM-based Downlink", MSc Thesis, Linkopings Universitet, Department of Electrical Engineering, June 2006.
  15. T. L. Saaty, Decision Making for Leaders: The Analytic hierarchy Process for Decisions in a Complex World, pp.102-107, Lifetime Learning Pub., Belmont, CA, 1982.
  16. Abbas Jamalipour, The wireless mobile Internet-architectures, protocols and services, Wiley, 2003.
  17. Wonkwang Baik, Hyong woo Lee, "A Hybrid CDMA/TDMA Protocol for Integrated Voice/Data Transmission" JCCI, 2000.
  18. R2-070476, "Scheduling of LTE UL VoIP", Nokia, 3GPP TSG-RAN WG2 Meeting #57,12 - 16 February 2007.
  19. Farooq M. Anjum, and Leandros Tassiulas, "Fair Bandwidth Sharing among Adaptive and Non?Adaptive Flows in the Internet", IEEE INFOCOM99, Vol.13, 1999.
  20. Alex Brand, Hamid Aghvami, Multiple Access Protocols for Mobile Communications, Wiley, 2002.
  21. 3rd Generation Partnership Project (3GPP); Technical Specification Group Radio Access Network; LTE Physical Layer - Generic Description (Release 8), http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36201.htm
  22. W. Mohr, "Spectrum demand for systems beyond IMT-2000 based on data rate estimates", Wiley Journal Wireless Communication and Mobile Computing, No. 3, pp. 1-19, 2003.