고속열차에서 다중 셀룰러 망을 이용한 MPTCP를 위한 선제적 핸드오버 인지 패킷 스케줄링 (Proactive Handover-Aware Packet Scheduling for MPTCP with Multiple Cellular Networks on High-Speed Trains)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 49권 / 7호 / 958 ~ 968페이지
· 저자명 : 김민기, 김응협, 강순주, 조유제

초록

고속열차 환경에서는 높은 이동성으로 인한 빈번한 셀 간 핸드오버에 의해 LTE (Long Term Evolution)의 성능이 크게 감소한다. 다수의 LTE를 통합한 MPTCP (Multi Path Transmission Control Protocol)는 빈번한 핸드오버로 인한 문제를 해결하기 위한 방안으로 주목받고 있다. 그러나 기존의 다중경로 스케줄러를 고속 열차에서 사용할 경우 핸드오버 발생 시 네트워크의 급격한 변화로 인해 정상적인 스케줄링을 수행하지 못하고 Out-of-Order 패킷이 발생한다. 고속 열차의 이동 경로는 선로를 따르므로 변하지 않으며 일정한 속도로 이동한다. 또한, 기지국의 위치도 고정되어 있다. 따라서 사전에 수집된 핸드오버 정보는 이후의 열차 운행에서 사용할 수 있다. 이 논문에서는 사전에 수집된 핸드오버 정보와 열차의 실시간 위치 정보를 이용하여 핸드오버 발생 시 해당 서브플로우를 차단하는 선제적 핸드오버 인지 스케줄러를 제안한다. 제안된 기법은 Network Simulator-3를 이용해 평가되었으며, 핸드오버 발생 시 순간 처리량을 개선할 수 있음을 확인하였다.

영어초록

In the high-speed train environment, frequent handovers between cells due to high mobility significantly degrade the performance of LTE (Long Term Evolution). The integration of multiple LTE connections through MPTCP (Multi Path Transmission Control Protocol) has gained attention as a solution to address the challenges posed by frequent handovers. However, when using conventional multipath schedulers in high-speed trains, the network experiences abrupt changes during handovers, leading to the inability to perform normal scheduling and resulting in Out-of-Order packet occurrences. The movement path of high-speed trains follows railway tracks, remaining unchanged and moving at a constant speed. Additionally, the base station's location is fixed.
Therefore, handover information collected in advance can be utilized for subsequent train operations. In this paper,we proposed the proactive handover-aware scheduler, utilizing pre-collected handover information and real-time location data of the train to block the corresponding subflows when handovers occur. The proposed scheduler is evaluated using Network Simulator-3, confirming its capability to improve throughput at the moment of handover occurrences.

참고자료

· 없음