A Study of Handover on Mobile WiMAX

IEEE 802.16 是一個提供高頻寬、具有服務品質、可同時提供大量使用 者使用的無線寬頻技術， 它也同時被稱為微波接取全球互連 （WiMAX）。由於行動通訊的需求量增加，因此提出了IEEE 802.16e 以因應WiMAX 行動通訊的需求。在IEEE 802.16e 中，交遞（Handover） 是影響整個行動通訊的系統效能和服務品質最主要的機制。因此，在 論文中，我們提出了兩種分散式的方法，針對行動WiMAX 網路中每 個使用者，有效地產生最適當的target-BS List，並且針對交遞成功率、 系統容量、交遞時間進行了一系列的模擬實驗，探討兩種分散式方法 的效能。The IEEE 802.16, also called WiMAX, is one of the advanced technologies of BWA for high data-rate, high capacity, and QoS wireless communications. To fulfill the raising demand of mobility, IEEE 802.16e is further proposed to support WiMAX mobile users. In IEEE 802.16e, handover has a great impact on system performance and QoS for mobile WiMAX. In this thesis, we proposes two distributed approaches to efficiently generate a proper target-BS list for each handover MSS over a mobile WiMAX network. A series of simulation experiments are conducted to investigate the performance of our approaches in terms of the handover success probability, the system capacity, and the handover latency. Keywords: 802.16, 802.16e, Handover, BS List, QoS, WiMAX iiiList of Figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vi Chapter 1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Chapter 2 Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.1 Overview of IEEE 802.16 and IEEE 802.16e . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.2 Handover . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.2.1 Fast Base Station Switching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.2.2 Macro Diversity Handover . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.2.3 Hard Handover . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.3 Problem Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Chapter 3 Our Proposed Efficient Handover Approaches . . . . . . . . 12 3.1 Approach I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.2 Approach II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Chapter 4 Performance Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4.1 Simulation Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4.1.1 Our Simulation Flow Chart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4.1.2 Input Parameters and Output Measures . . . . . . . . . . . . . . 22 4.2 Numerical Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 4.2.1 The Effect of the Inter-arrival Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 4.2.2 The Effect of the Overlay Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Chapter 5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3