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Vertical handover management with quality of service support
For mobile usage of the Internet, new preferences might be desired when considering connectivity and handover between overlapped heterogeneous wireless networks. This work presents a cross-layer vertical handover framework, which includes modules for: multi-criteria decisions that support QoS, soft switching between the multiple interfaces of a mobile device, and a light weight signaling scheme for address resolution. The handover decisions are based on user's configuration, network attributes, and node's context information. A connection is transferred onto a new interface only when it is associated to the newly selected network and ready to take over the traffic. The identity of the mobile node is maintained by leveraging the well-known and widely employed NAT for the purpose of mobility management in a new version that we call Dynamic index NAT. DiNAT supports local and global mobility through hierarchical deployment of anchor points. The network simulator OMNeT++ is used to model the system and test its feasibility.Neue Anwendungen und Dienste steigern die Attraktivität der mobilen Nutzung
des Internets und fordern die Beibehaltung der Konnektivität auch beim Wechsel
zwischen heterogenen drahtlosen Zugangsnetzen, wobei viele Informationen unterschiedlicher
Quellen berĂĽcksichtigt werden mĂĽssen. Auf Basis dieser Informationen
mĂĽssen Handover-Entscheidungen getroffen werden, die ein Umschalten zwischen den
drahtlosen Schnittstellen bewirken und die Identifikation des mobilen Knotens aktualisieren.
Die vorliegende Arbeit stellt ein Rahmenwerk fĂĽr vertikalen Handover
vor, das zudem eine Mobilitätsunterstützung beinhaltet. Es verwendet Algorithmen
zur multikriteriellen Entscheidung, die eine breite Reihe von Parametern betrachtet,
um so die KommunikationsdienstgĂĽte (Quality of Service, QoS) fĂĽr Echtzeitanwendungen
bereitzustellen. DarĂĽber hinaus wurde eine Strategie fĂĽr die stabile und
weiche Umschaltung zwischen verschiedenen Schnittstellen des mobilen Geräts entwickelt
und eine leichtgewichtige Signalisierung für die Adressauflösung zur schnellen
Wiederaufnahme der DatenĂĽbertragung vorgeschlagen. Die Dissertation beschreibt
den schichtenĂĽbergreifenden Handover-Ansatz in drei Modulen, deren Konzept und
Funktionalität detailliert diskutiert werden. Handover-Entscheidungen werden auf
Grundlage von Benutzerpräferenzen, Netzwerkeigenschaften und Kontextinformationen
des mobilen Endgeräts getroffen. Eine Verbindung wird nur dann auf eine neue
Schnittstelle umgestellt, wenn diese mit dem neu gewählten Netzwerk in Verbindung
steht und entsprechend konfiguriert ist. Für die Aktualisierung der Identität des
mobilen Knotens wird der bekannte Mechanismus „Network Address Translation“
(NAT) wesentlich erweitert, was als Dynamic index NAT (DiNAT) bezeichnet wird.
Sowohl lokale als auch globale Mobilität werden durch eine hierarchische Bereitstellung
von DiNAT-fähigen Knoten unterstützt, ohne dass hierzu ein Vorwissen oder
die Kooperation der Nachbar-Netzwerke notwendig ist. Viele solcher Knoten können
zur Lastverteilung installiert werden, da die Dissertation einen AuswahlmechanismusWith a variety of new applications and services offered for mobile users of the Internet,
new usage plans and preferences in connectivity to wireless networks might
be desired. Connectivity anywhere and anytime through switching between heterogeneous
wireless networks became common communication scenarios for many users.
To maintain the connectivity for mobile nodes and the continuity of their running
sessions, handover decisions, a proper switching scheme between the wireless interfaces
of the communication device, and the identification of mobile nodes must be
managed. This work presents a vertical handover framework including a mobility
management solution as well. It employs multi-criteria decision algorithms that consider
a wide range of parameters, mainly to support Quality of Service (QoS) for
real-time applications, applies a strategy for stable and soft switching between the
multiple interfaces of the mobile device, and presents a light weight signaling scheme
for address resolution to quickly recover running sessions. The handover decisions are
based on user’s configuration, network attributes, and node’s context information.
A connection is transferred onto a new interface only when it is associated to the
newly selected network and ready to take over the traffic. The identity of the mobile
node is maintained by leveraging the well-known and widely employed Network Address
Translation (NAT) for the purpose of mobility management in a new version
that we call Dynamic index NAT (DiNAT). Local and global mobility are supported
through hierarchical deployment of DiNAT-enabled anchor points, with no need for
pre-knowledge or cooperation of neighbor networks. Many such nodes can be deployed
globally for load sharing and route optimization, where a selection mechanism is used
to choose a suitable anchor node for each session of a mobile node. The dissertation
introduces the proposed approach as a cross-layer system composed of three modules
that handle the mentioned tasks, and provides details on the concept of each. The
network simulator OMNeT++ is used to model the system and test its feasibility, as
compared to a widely adopted solution for mobility management, running real-time
applications while moving