Mécanismes de handover inter système 3G-WIMAX : étude des performances comparées d'une approche basée sur IP et d'une approche utilisant des protocoles radio de niveau 2
Institution:
Paris,ENSTDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
N future mobile networks, different radio access technologies, such as GSM, UMTS, WiMAX, WIFI, will coexist. In order to realize a seamless vertical handover (inter-RAT handover) between these technologies, a variety of interworking architectures and inter-RAT handover mobility managements have been proposed. We first analyze a typical Layer 3 solution- FMIPv6. The numerical analysis demonstrates its drawbacks of uncertain handover latency and possible packet losses, and reveals the requirements for a seamless inter-RAT handover. Then, based on an integrated coupling architecture, we propose a novel common interworking sublayer (IW sublayer) at Layer 2 on RNC (Radio Network Controller) and MS (Mobile Station) to provide a seamless inter-RAT handover between UMTS and WiMAX systems. This IW sublayer solution focuses on eliminating packet loss and reducing handover latency. Then, the IW sublayer solution is applied to the tight coupling architecture. In addition, two kinds of TCP Proxy, which interacts with the IW sublayer, are introduced on the RNC in the integrated coupling architecture to resolve two typical inter-RAT handover problems for TCP traffics: BDP mismatch and spurious RTO. Compared with other vertical handover solutions, our second TCP Proxy scheme with cross-layer mechanism has the merits of keeping existing TCP protocol stacks unchanged. For the future LTE and WiMAX systems in the integrated coupling architecture, two common modules named precoder and combiner are proposed respectively on Base Stations and on MS at physical layer to realize soft inter-RAT handover. This soft inter-RAT handover physical scheme is totally new to the best of our knowledge.
Abstract FR:
Dans les futurs réseaux mobiles, différentes technologies d’accès radio, telles que GSM, UMTS, WiMAX, WIFI coexisteront. Pour réaliser un handover vertical sans couture (handover inter-RAT) entre ces technologies, des architectures d’interconnexion et des moyens pour gérer le handover inter-RAT sont proposés. Nous allons d’abord analyser la solution FMIPv6. Les analyses numériques démontrent les défauts de FMIPv6 et les exigences de handover inter-RAT. En considérant une architecture de couplage intégré, nous proposons une nouvelle sous-couche commune d’interconnexion (IW sublayer) au niveau 2 sur le RNC (Radio Network Controller) et le MS (Mobile Station) pour offrir un handover inter-RAT sans couture entre les systèmes UMTS et WiMAX. Cette sous-couche IW permet d'éliminer la perte des paquets et de réduire la latence de handover. Cette sous-couche IW est également étendue à l'architecture de couplage serré. En outre, deux types de solution basées sur TCP Proxy, qui utilisent la sous-couche IW, sont également introduites sur le RNC pour résoudre deux problèmes rencontrés avec l’utilisation du trafic TCP dans un handover inter-RAT: le « BDP mismatch » et le « spurious RTO ». Les résultats de simulation montrent que notre deuxième type de solution a le mérite de maintenir la pile de protocole TCP existante inchangée. Après, pour les systèmes LTE et WiMAX dans à l'architecture de couplage intégré, deux modules nommés « precoder » et « combiner » sont proposés respectivement sur les stations de base et sur le MS au niveau physique afin de réaliser un « soft » handover inter-RAT. Ce « soft » handover inter-RAT au niveau physique est entièrement nouveau à notre connaissance.