Mobility management in wireless networks

Abstract

Jani Puttonen tutki väitöskirjassaan liikkuvuuden hallintaa IP-pohjaisissa langattomissa verkoissa. Liikkuvuus monimuotoisessa langattomassa ympäristössä voi aiheuttaa sekä yhden tekniikan sisäisiä että eri tekniikoiden välisiä yhteysvastuun vaihtoja. IETF-standardointiorganisaatiossa on kehitetty Mobile IP -protokolla sekä sen IP versio 6 -versio liikkuvuuden hallinnan ratkaisemiseksi IP-verkoissa. Vaikka Mobile IPv6 hallitsee sovelluksille näkymättömät yhteysvastuun vaihdot, sen laajamittainen käyttöönotto vaatii vielä useiden ongelmien ratkaisua. Puttonen keskittyi lähinnä IP-tason yhteysvastuun vaihdon viiveen minimoimiseen sekä parhaan liitynnän valintaan monimuotoisissa langattomissa ympäristöissä.Puttonen kehitti Mobile IPv6 -yhteysvastuun vaihdon rekisteröintiviiveen pienentämiseen tarkoitetun laajennuksen, jolla pienennetään osoitteiden rekisteröimisviivettä. Täten myös pakettien hävikki yhteysvastuun vaihtotilanteissa pienenee. Menetelmän ansiosta yhteysvastuun vaihtoon kuluva aika ei ole riippuvainen liikennöintikumppanien välisistä etäisyyksistä.Puttonen tutki myös menetelmää, jolla Mobile IPv6 -yhteysvastuun vaihtoja voidaan hallita siten, että käyttäjällä ja sovelluksilla olisi aina käytössään paras langaton yhteys. Käyttäjän ei tarvitse juurikaan puuttua liitynnän valintaan. Liitynnän valinnassa otetaan huomioon liityntöjen reaaliaikainen tila ja laatu sekä käyttäjien vaatimukset. Tutkimusmenetelminä Puttonen käytti sekä simulointeja ns-2-verkkosimulaattorilla että käytännön testejä Linux-käyttöjärjestelmällä oikeassa verkkoympäristössä.Kehitellyillä menetelmillä tarjotaan käyttäjälle aina paras yhteys ja saumattomat yhteysvastuun vaihdot tulevaisuuden monimuotoisissa langattomissa verkkoympäristöissä. Näin ollen tutkimuksen tulokset ovat merkittäviä neljännen sukupolven matkaviestinverkkoja suunniteltaessa.

This dissertation discusses mobility management in IP based wireless environments. Mobility management can include both handovers within one technology and selection of access technology in a heterogeneous overlapping environment. IETF has standardized Mobile IP and its IPv6 version for handling mobility management in the IP networks. Even though Mobile IPv6 handles mobility in an application transparent way, several unresolved problems remain. This dissertation focuses on minimizing the Mobile IPv6 handover delays and interface selection in heterogeneous wireless environments.An enhancement called Flow-based Fast Handover for Mobile IPv6 is presented for speeding up the Mobile IPv6 address registration phase. The address registration phase, and thus also packet loss, can be notably decreased. More importantly, the delay is not dependent on the distance of the Corresponding Nodes as is the case with Mobile IPv6. In addition, mechanisms to control Mobile IPv6 handovers to offer the users and applications a best access were researched. Real time information about the link status and quality as well as user preferences are taken into account in the interface selection. The objective is to offer an Always Best Connected access to the user, and seamless handovers.