A network mobility management architecture for a heteregeneous network environment

Network mobility management enables mobility of personal area networks and vehicular networks across heterogeneous access networks using a Mobile Router. This dissertation presents a network mobility management architecture for minimizing the impact of handoffs on the communications of nodes in the mobile network. The architecture addresses mobility in legacy networks without infrastructure support, but can also exploit infrastructure support for improved handoff performance. Further, the proposed architecture increases the efficiency of communications of nodes in the mobile network with counter parts in the fixed network through the use of caching and route optimization. The performance and costs of the proposed architecture are evaluated through empirical and numerical analysis. The analysis shows the feasibility of the architecture in the networks of today and in those of the near future.Verkkojen liikkuuvudenhallinta mahdollistaa henkilökohtaisten ja ajoneuvoihin asennettujen verkkojen liikkuvuuden heterogeenisessä verkkoympäristössä käyttäen liikkuvaa reititintä. Tämä väitöskirja esittää uuden arkkitehtuurin verkkojen liikkuvuudenhallintaan, joka minimoi verkonvaihdon vaikutuksen päätelaitteiden yhteyksiin. Vanhoissa verkoissa, joiden infrastruktuuri ei tue verkkojen liikkuvuutta, verkonvaihdos täytyy hallita liikkuvassa reitittimessa. Standardoitu verkkojen liikkuvuudenhallintaprotokolla NEMO mahdollistaa tämän käyttäen ankkurisolmua kiinteässä verkossa pakettien toimittamiseen päätelaitteiden kommunikaatiokumppaneilta liikkuvalle reitittimelle. NEMO:ssa verkonvaihdos aiheuttaa käynnissä olevien yhteyksien keskeytymisen yli sekunnin mittaiseksi ajaksi, aiheuttaen merkittävää häiriötä viestintäsovelluksille. Esitetyssä arkkitehtuurissa verkonvaihdon vaikutus minimoidaan varustamalla liikkuva reititin kahdella radiolla. Käyttäen kahta radiota liikkuva reititin pystyy suorittamaan verkonvaihdon keskeyttämättä päätelaitteiden yhteyksiä, mikäli verkonvaihtoon on riittävästi aikaa. Käytettävissa oleva aika riippuu liikkuvan reitittimen nopeudesta ja radioverkon rakenteesta. Arkkitehtuuri osaa myös hyödyntää infrastruktuurin tukea saumattomaan verkonvaihtoon. Verkkoinfrastruktuurin tuki nopeuttaa verkonvaihdosprosessia, kasvattaenmaksimaalista verkonvaihdos tahtia. Tällöin liikkuva reitin voi käyttää lyhyen kantaman radioverkkoja, joiden solun säde on yli 80m, ajonopeuksilla 90m/s asti ilman, että verkonvaihdos keskeyttää päätelaitteiden yhteyksiä. Lisäksi ehdotettu arkkitehtuuri tehostaa kommunikaatiota käyttäen cache-palvelimia liikkuvassa ja kiinteässä verkossa ja optimoitua reititystä liikkuvien päätelaitteiden ja kiinteässä verkossa olevien kommunikaatiosolmujen välillä. Cache-palvelinarkkitehtuuri hyödyntää vapaita radioresursseja liikkuvan verkon cache-palvelimen välimuistin päivittämiseen. Heterogeenisessä verkkoympäristossä cache-palvelimen päivitys suoritetaan lyhyen kantaman laajakaistaisia radioverkkoja käyttäen. Liikkuvan reitittimen siirtyessä laajakaistaisen radioverkon peitealueen ulkopuolelle päätelaitteille palvellaan sisältöä, kuten www sivuja tai videota cache-palvelimelta, säästäen laajemman kantaman radioverkon rajoitetumpia resursseja. Arkkitehtuurissa käytetään optimoitua reititystä päätelaitteiden ja niiden kommunikaatiokumppaneiden välillä. Optimoitu reititysmekanismi vähentää liikkuvuudenhallintaan käytettyjen protokollien langattoman verkon resurssien kulutusta. Lisäksi optimoitu reititysmekanismi tehostaa pakettien reititystä käyttäen suorinta reittiä kommunikaatiosolmujen välillä. Esitetyn arkkitehtuurin suorituskyky arvioidaan empiirisen ja numeerisen analyysin avulla. Analyysi arvioi arkkitehtuurin suorituskykyä ja vertaa sitä aikaisemmin ehdotettuihin ratkaisuihin ja osoittaa arkkitehtuurin soveltuvan nykyisiin ja lähitulevaisuuden langattomiin verkkoihin.reviewe

Will SDN be part of 5G?

For many, this is no longer a valid question and the case is considered settled with SDN/NFV (Software Defined Networking/Network Function Virtualization) providing the inevitable innovation enablers solving many outstanding management issues regarding 5G. However, given the monumental task of softwarization of radio access network (RAN) while 5G is just around the corner and some companies have started unveiling their 5G equipment already, the concern is very realistic that we may only see some point solutions involving SDN technology instead of a fully SDN-enabled RAN. This survey paper identifies all important obstacles in the way and looks at the state of the art of the relevant solutions. This survey is different from the previous surveys on SDN-based RAN as it focuses on the salient problems and discusses solutions proposed within and outside SDN literature. Our main focus is on fronthaul, backward compatibility, supposedly disruptive nature of SDN deployment, business cases and monetization of SDN related upgrades, latency of general purpose processors (GPP), and additional security vulnerabilities, softwarization brings along to the RAN. We have also provided a summary of the architectural developments in SDN-based RAN landscape as not all work can be covered under the focused issues. This paper provides a comprehensive survey on the state of the art of SDN-based RAN and clearly points out the gaps in the technology.Comment: 33 pages, 10 figure

Mobility and Handoff Management in Wireless Networks

With the increasing demands for new data and real-time services, wireless networks should support calls with different traffic characteristics and different Quality of Service (QoS)guarantees. In addition, various wireless technologies and networks exist currently that can satisfy different needs and requirements of mobile users. Since these different wireless networks act as complementary to each other in terms of their capabilities and suitability for different applications, integration of these networks will enable the mobile users to be always connected to the best available access network depending on their requirements. This integration of heterogeneous networks will, however, lead to heterogeneities in access technologies and network protocols. To meet the requirements of mobile users under this heterogeneous environment, a common infrastructure to interconnect multiple access networks will be needed. In this chapter, the design issues of a number of mobility management schemes have been presented. Each of these schemes utilizes IP-based technologies to enable efficient roaming in heterogeneous network. Efficient handoff mechanisms are essential for ensuring seamless connectivity and uninterrupted service delivery. A number of handoff schemes in a heterogeneous networking environment are also presented in this chapter.Comment: 28 pages, 11 figure

Multimedia delivery in the future internet

The term “Networked Media” implies that all kinds of media including text, image, 3D graphics, audio and video are produced, distributed, shared, managed and consumed on-line through various networks, like the Internet, Fiber, WiFi, WiMAX, GPRS, 3G and so on, in a convergent manner [1]. This white paper is the contribution of the Media Delivery Platform (MDP) cluster and aims to cover the Networked challenges of the Networked Media in the transition to the Future of the Internet. Internet has evolved and changed the way we work and live. End users of the Internet have been confronted with a bewildering range of media, services and applications and of technological innovations concerning media formats, wireless networks, terminal types and capabilities. And there is little evidence that the pace of this innovation is slowing. Today, over one billion of users access the Internet on regular basis, more than 100 million users have downloaded at least one (multi)media file and over 47 millions of them do so regularly, searching in more than 160 Exabytes1 of content. In the near future these numbers are expected to exponentially rise. It is expected that the Internet content will be increased by at least a factor of 6, rising to more than 990 Exabytes before 2012, fuelled mainly by the users themselves. Moreover, it is envisaged that in a near- to mid-term future, the Internet will provide the means to share and distribute (new) multimedia content and services with superior quality and striking flexibility, in a trusted and personalized way, improving citizens’ quality of life, working conditions, edutainment and safety. In this evolving environment, new transport protocols, new multimedia encoding schemes, cross-layer inthe network adaptation, machine-to-machine communication (including RFIDs), rich 3D content as well as community networks and the use of peer-to-peer (P2P) overlays are expected to generate new models of interaction and cooperation, and be able to support enhanced perceived quality-of-experience (PQoE) and innovative applications “on the move”, like virtual collaboration environments, personalised services/ media, virtual sport groups, on-line gaming, edutainment. In this context, the interaction with content combined with interactive/multimedia search capabilities across distributed repositories, opportunistic P2P networks and the dynamic adaptation to the characteristics of diverse mobile terminals are expected to contribute towards such a vision. Based on work that has taken place in a number of EC co-funded projects, in Framework Program 6 (FP6) and Framework Program 7 (FP7), a group of experts and technology visionaries have voluntarily contributed in this white paper aiming to describe the status, the state-of-the art, the challenges and the way ahead in the area of Content Aware media delivery platforms