Extension of MIH for FPMIPv6 (EMIH-FPMIPv6) to support optimized heterogeneous handover

Fast handover for Proxy Mobile IPv6 (FPMIPv6) can optimize the handover performance compared with PMIPv6 in terms of handover delay and packet loss. However, FPMIPv6 cannot handle heterogeneous handovers due to the lack of unified Layer 2 triggering mechanism. While Media Independent Handover (MIH) can provide heterogeneous handover support, and a lot of MIH-based integration solutions have been proposed. However, most of these solutions are based on the integration of MIH and PMIPv6, and require additional mechanisms such as L2 scanning, handover coordinator or neighbor discovery, which are out of the scope of MIH and difficult to be standardized. Furthermore, the direct integration of MIH and FPMIPv6 will cause redundant signaling cost due to the similar functions such as MIH handover commit procedure in MIH and inter-MAG (Mobility Access Gateway) tunnel setup in FPMIPv6. This paper provides a comprehensive survey on these solutions and compares each solution's functionality and characteristic, and then proposes an integration scheme based on Extension of MIH for FPMIPv6 (EMIH-FPMIPv6) to support optimized heterogeneous handover, which extends the existing MIH standard and reduces the redundant messages interaction caused by FPMIPv6 and MIH. This paper adopts the city section mobility model and heterogeneous networks model to analyze and compare the performance of EMIH-FPMIPv6 under different heterogeneous handover scenarios. The analytical results show that EMIH-FPMIPv6 is capable of reducing the handover delay and the signaling cost compared to the solution specified in MIH standard (noted as standard handover solution) and FPMIPv6. © 201

New Mobility Trends in Data Networks

Dizertační práce se zabývá návrhem nového algoritmu řízení handoveru v rámci protokolu Mobile IPv6, který umožní nasazení tohoto protokolu v leteckých datových sítích. Existující algoritmy řízení handoveru sice dosahují dostatečné výkonnosti v konvenčních pozemních bezdrátových sítích disponujích velkou šířkou pásma a nízkou latencí, jako jsou WiFi nebo UMTS, ale jak ukazuje tato práce, nasazení těchto algoritmů prostředí leteckých datových sítí nepřináší očekávané výhody. Analýza ukazuje, že v úzkopásmových leteckých sítích trpí tyto algoritmy řízení handoveru velkou latencí a způsobují značnou režii. Nový algoritmus řízení handoveru v MIPv6 navržený v této práci je založený na jednoduché myšlence: ''Já jsem letadlo, já vím, kam letím!'' To znamená, že pohyb letadla není náhodný, ale vysoce předvídatelný. Díky tomu je možno předvídat handovery mezi přístupovými sítěmi podél očekávané trajektorie letadla a vykonat nezbytné operace pro přípravu handoverů již na zemi, kde je letadlo připojeno k širokopásmové síti letiště. Tato dizertační práce dále uvádí porovnání existujících algoritmů řízení handoveru s nově navrženým pomocí analytické metody ohodnocení handoveru. Díky tomu je možno kvantifikovat výhody, které nový algoritmus přináší a taktéž popsat slabiny algoritmů existujících.The doctoral thesis is focused on a design of novel Mobile IPv6 handover strategy suitable for deployment in aeronautical data networks. The current handover strategies provide sufficient performance in the conventional ground networks such as WiFi or UMTS that dispose high bandwidth and low latency. However, as this thesis shows, deploying these handover strategies in aeronautical data link environment does not bring desired benefits - the handover latency is high and the related overhead gets high as well. The novel MIPv6 handover strategy presented in this thesis is based on a simple thought: ''I am an aircraft, I know where I'm flying!'' This means that the movement of the aircraft is not random, it is highly predictable. Thanks to that, inter-network handovers may be anticipated and necessary IP handover related actions can be taken in advance, while the aircraft is connected via a broadband ground link at the origination airport. The thesis also presents a comparison of the existing handover strategies with the proposed new one conducted using an analytical approach. This allows to quantify the benefits of the novel handover strategy and the drawbacks of the current ones.

Mobilidade em comunicações veiculares

Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesAs redes veiculares têm emergido com o objetivo de aumentarem a segurança nas estradas e também de providenciarem viagens mais confortáveis aos passageiros e condutores, utilizando para tal comunicações entre veículos ou entre veículos e infraestruturas colocadas ao longo das estradas. Devido ao facto de estas redes serem constituídas por veículos, estas vão enfrentar uma serie de desafios, como: elevada mobilidade, frequentes perdas ligações, particionamento da rede, etc.. Face a estes desafios, o trabalho realizado nesta Dissertação pretende desenvolver mecanismos capazes de providenciar handover transparente entre as varias estações fixas. Foram também estudados vários mecanismos de encaminhamento, pretendendo-se perceber quais poderiam ser utilizados em redes veiculares, e quais as adaptações necessárias para tal. Nas redes veiculares cada nó deve ser capaz de encaminhar a informação para os restantes, assim, torna-se necessário a utilização de protocolos de encaminhamento. Deste modo foram estudados três protocolos de encaminhamento para redes ad-hoc, concluindo-se que os protocolos BABEL e B.A.T.M.A.N. se podem adaptar a redes veiculares, ao contrário do protocolo OLSR. No entanto, foi também possível concluir que estes não são capazes de suportar a mobilidade dos veículos entre as varias estações fixas, sendo assim necessária a utilização de mecanismos capazes de o fazer. De forma a ser possível efetuar handover rápido e transparente e necessário utilizar um protocolo de mobilidade que ir a garantir a continuidade do endereço de IP e da sessão, efetuando todo o processo de registo necessário para tal. Sabendo desta necessidade, foram estudados dois protocolos de mobilidade, o MIPv6 e o PMIPv6, com o objetivo de se perceber qual apresenta melhor desempenho e qual se adapta melhor a VANETs. Ambos os protocolos evidenciaram limitações que impediam a realização de handover transparente. Para fazer face a estas limitaçõoes foram desenvolvidos mecanismos para as ultrapassar. Para alem do protocolo de mobilidade, para que se efetue um handover eficiente, e necessário utilizar um mecanismo que monitorize as redes existentes, faça a ligação ao com estas e comunique com o protocolo de mobilidade, ou seja, um gestor de conetividade, o qual foi também desenvolvido no âmbito desta Dissertação. Devido a existência de uma grande diversidade de tecnologias sem os de acesso a rede, pretende-se perceber até que ponto a utilização da norma IEEE 802.11p, criada especificamente para redes veiculares, melhora o desempenho durante o handover, em comparação com o desempenho obtido através das tecnologias de acesso a rede mais comuns, como o Wi-Fi e o 3G. Para tal utilizaram-se três tecnologias: o IEEE 802.11p, IEEE 802.11g e o 3G. Os resultados obtidos mostram que o PMIPv6 apresenta um desempenho global superior ao MIPv6, especialmente quando utilizada a tecnologia IEEE 802.11p. Observou-se também que utilizando o PMIPv6 e possível realizar handover entre duas redes IEEE 802.11p sem que exista qualquer perda de dados durante o processo, mesmo quando esta se faz a uma velocidade elevada. Alem disso, verificou-se também que o 3G não e adequado para comunicações veiculares que tenham restrições de latência