Handover performance in the IEEE 802.16 mobile networks

Abstract

In broadband wireless access network, continuous high speed data communication can be provided to mobile subscribers by well designed mobility management, where handover is a key element in maintaining air link to base station even in high velocity. When a mobile station changes its geographical position, it may also need to change its attachment point in the network in order to retain the quality of the connection. This is when a controlled handover is conducted. In the thesis, hard handover in IEEE 802.16 WiMAX network is studied by means of simulations in NS-2 network simulator. The studied handover type always causes a short interruption time before new connections are established with target base station. During this time user data cannot be transferred. Therefore, it is important to use handover optimization methods to decrease the interruption time, as well as avoid redundant handovers to minimize unnecessary connection drops. These topics are examined in this thesis. Suomenkielinen tiivistelmä: Langattomassa laajakaistaverkossa liikkuville käyt-täjille voidaan tarjota jatkuva nopea tietoliikenneyhteys hyvin suunnitellun liikkuvuuden hallinnan avulla, missä yhteysvastuun vaihto tarjoaa keinon säilyttää langaton yhteys tukiasemaan suuressakin nopeudessa. Mobiilipäätelaitteen vaihtaessa maantieteellistä sijaintiaan voi olla tarpeellista vaihtaa myös sen liityntäpistettä verkossa, jotta yhteyden laatu voitaisiin säilyttää. Tässä tilanteessa suoritetaan hallittu yhteysvastuun vaihto. Tutkielmassa tutkitaan hard handover -tyyppistä yhteysvastuun vaihtoa IEEE 802.16 WiMAX -verkossa NS-2-verkkosimulaattorin avulla. Tutkittu yhteysvastuun vaihdon tyyppi aiheuttaa aina lyhyen katkoksen ennen uusien yhteyksien luomista kohdetukiasemalle. Tämän katkoksen aikana ei voida siirtää käyttäjän dataa. Tästä syystä on tärkeää käyttää yhteysvastuun vaihdon optimointitapoja katkoksen lyhentämiseksi, ja välttää turhia yhteysvastuun vaihtoja yhteyskatkosten minimoimiseksi. Näitä aiheita käsitellään tässä tutkielmassa.

WINSE: WiMAX NS-2 extension

“…obtain more accurate results for network entry and handover procedures. The description of the module is given by Mendieta 34 with simulation results presented by Hyto¨nen et al 35…”