Вертикальная передача управления между беспроводными сетями.
Vertical handover
Передача между сетями: что такое вертикальный хэндовер? Автоматический переход между Wi-Fi и сотовой связью для стабильного интернет-соединения и мобильности.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Вертикальная передача (или вертикальный хэндовер) – это изменение сетевым узлом типа соединения, используемого для доступа к базовой инфраструктуре, как правило, для обеспечения мобильности узла. Например, ноутбук с соответствующим оборудованием может использовать как высокоскоростную беспроводную локальную сеть (WLAN), так и сотовую связь для доступа в Интернет. WLAN-соединения обычно обеспечивают более высокую скорость передачи данных, в то время как сотовые технологии – более широкое покрытие. Таким образом, пользователь ноутбука может предпочесть использовать WLAN-соединение при его доступности и переключаться на сотовую связь при отсутствии WLAN. Вертикальные хэндоверы подразумевают автоматический переход между различными технологиями для поддержания связи. Это отличается от горизонтального хэндовера между различными точками беспроводного доступа, использующими одну и ту же технологию. Вертикальные хэндоверы между WLAN и UMTS (WCDMA) привлекли значительное внимание во всех областях исследований беспроводных сетей 4G благодаря возможности использования более высокой пропускной способности и меньшей стоимости WLAN, а также лучшей поддержки мобильности и большего покрытия UMTS. Вертикальные хэндоверы между различными проводными и беспроводными технологиями доступа, включая WiMAX, могут быть реализованы с использованием Media Independent Handover, стандартизированного как IEEE 802.21.
Vertical handover or vertical handoff refers to a network node changing the type of connectivity it uses to access a supporting infrastructure, usually to support node mobility. For example, a suitably equipped laptop might be able to use both high speed wireless LAN and cellular technology for Internet access. Wireless LAN connections generally provide higher speeds, while cellular technologies generally provide more ubiquitous coverage. Thus the laptop user might want to use a wireless LAN connection whenever one is available and to revert to a cellular connection when the wireless LAN is unavailable. Vertical handovers refer to the automatic transition from one technology to another in order to maintain communication. This is different from a horizontal handover between different wireless access points that use the same technology. Vertical handoffs between WLAN and UMTS (WCDMA) have attracted a great deal of attention in all the research areas of the 4G wireless network, due to the benefit of utilizing the higher bandwidth and lower cost of WLAN as well as better mobility support and larger coverage of UMTS. Vertical handovers among a range of wired and wireless access technologies including WiMAX can be achieved using Media independent handover which is standardized as IEEE 802.21.
Карта с двумя режимами работы
Для поддержки вертикальной передачи мобильному терминалу необходима карта с поддержкой двух режимов, например, способная работать в диапазонах частот и с использованием схем модуляции как WLAN, так и UMTS.
To support vertical handover, a mobile terminal needs to have a dual mode card, for example one that can work under both WLAN and UMTS frequency bands and modulation schemes.
Архитектура взаимодействия
Для вертикальной передачи между UMTS и WLAN существуют две основные архитектуры взаимодействия: тесная и свободная связь. Схема тесного соединения, принятая 3GPP, вводит два дополнительных элемента: WAG (Wireless Access Gateway) и PDG (Packet Data Gateway). Таким образом, передача данных от точки доступа WLAN (WLAN AP) к соответствующему узлу в интернете должна проходить через ядро сети UMTS. Свободная связь чаще используется, когда сеть WLAN не принадлежит сотовому оператору, а управляется любым частным пользователем. В этом случае данные, передаваемые через WLAN, не проходят через сети сотовой связи.
For the vertical handover between UMTS and WLAN, there are two main interworking architecture: tight coupling and loose coupling. The tight coupling scheme, which 3GPP adopted, introduces two more elements: WAG (Wireless Access Gateway) and PDG (Packet Data Gateway). So the data transfers from WLAN AP to a Corresponding Node on the internet must go through the Core Network of UMTS. Loose coupling is more used when the WLAN is not operated by cellular operator but any private user. So the data transmitted through WLAN will not go through Cellular Networks.
Показатели передачи
В традиционных процессах переключения, таких как переключение между сотовыми сетями, решение о переключении основывается главным образом на RSS (уровне принимаемого сигнала) в пограничной области двух ячеек, а также может учитывать частоту обрывов связи и т.п. в целях управления ресурсами. В случае вертикального переключения ситуация более сложная. Различные типы беспроводных сетей обычно используют несравнимые метрики уровня сигнала, например, WLAN и UMTS. При этом сети WLAN и UMTS могут одновременно обеспечивать покрытие одной и той же области. Метрики переключения в этой ситуации должны включать RSS, предпочтения пользователя, состояние сети, типы приложений, стоимость и другие факторы.
In traditional handovers, such as a handover between cellular networks, the handover decision is based mainly on RSS (Received Signal Strength) in the border region of two cells, and may also be based on call drop rate, etc. for resource management reasons. In vertical handover, the situation is more complex. Two different kinds of wireless networks normally have incomparable signal strength metrics, for example, WLAN compared to UMTS. In, WLAN and UMTS networks both cover an area at the same time. The handover metrics in this situation should include RSS, user preference, network conditions, application types, cost etc.
Алгоритм принятия решения о передаче
На основе вышеупомянутых показателей передачи будет принято решение о том, как и когда переключить интерфейс на ту или иную сеть. В многочисленных исследованиях представлены логические схемы, основанные на критериях наилучшего качества обслуживания и минимальной стоимости и т.д., а также используются методы нечеткой логики, нейронных сетей или многокритериального анализа решений (MADM) для решения данной задачи.
Based on the handover metrics mentioned above, the decision about how and when to switch the interface to which network will be made. Many papers have given reasonable flow charts based on the better service and lower cost, etc. while some others, using fuzzy logic, neuron network or MADM methods to solve the problem.
Управление мобильностью
Когда мобильная станция переносит сеанс пользователя из одной сети в другую, IP-адрес изменится. Чтобы соответствующий узел, с которым взаимодействует мобильная станция, мог правильно ее найти и обеспечить продолжение сеанса, используется управление мобильностью. Проблему управления мобильностью можно решить на различных уровнях, таких как прикладной, транспортный, IP-уровень и другие. Наиболее распространенными методами являются использование SIP (Session Initiation Protocol – протокол инициирования сеанса) и Mobile IP.
When a mobile station transfers a user's session from one network to another, the IP address will change. In order to allow the Corresponding Node that the MS is communicating with to find it correctly and allow the session to continue, Mobility Management is used. The Mobility Management problem can be solved in different layers, such as the Application Layer, Transport Layer, IP Layer, etc. The most common method is to use SIP (Session Initiation Protocol) and Mobile IP.
Процедура передачи
Процедура передачи определяет управляющую сигнализацию, используемую для осуществления передачи, и вызывается алгоритмом принятия решения о передаче.
The handover procedure specifies the control signalling used to perform the handover and is invoked by the handover decision algorithm.