Mobile IP is a simple and scalable global mobility solution. However, it may cause excessive signaling traffic and long signaling delay. Mobile IP regional registration is proposed to reduce the number of location updates to the home network and the signaling delay, and there is the improved scheme with distributed gateway foreign agent(GFA). Paging extensions for Mobile IP is proposed to support paging to minimize the signaling overhead and optimize the mobility management performance, and the adaptive individual paging scheme optimizes the paging area of each mobile node(MN).
This paper introduces a distributed location management with dynamic individual paging for Mobile IP networks to reduce the total signaling cost for location update and packet delivery. The proposed scheme takes advantage of the reginal registration to reduce the location registration cost and uses paging to allow an idle MN to be able to move around without location registration. In our scheme, the location registration is performed regionally to the distributed GFA and the dynamic individual paging adapts its area size to the mobility pattern of the individual MN. The movement of the MN is modeled with the fluid flow and the random walk movement and the total signaling cost function is evaluated to verify the performance.
The paging area shaping scheme is also introduced. We consider the probability distribution of movement and packet arrival rate, and MN's directional movement. By dividing the paging area with the concentric rings and six directional sectors, we obtain the probability that the MN is located in a subarea of the paging area. Using the probability, we set the priority to the subareas and shape the paging area by excluding the subarea as long as the increased location update cost is not larger than the decreased paging cost.
Finally, we find the optimal size of paging area and the effective shape of paging area for given mobility pattern to minimize the signaling cost for location registration and packet delivery.
Mobil IP는 단순하고 확장성 있으며 광범한 이동성을 제공하지만, 과도한 시그널링 트래픽과 긴 지연을 초래할 수 있다. Mobile IP regional registration은 홈 네트워크로의 위치갱신의 회수를 줄이고 시그널링 비용과 지연을 줄이기 위해 제안되었고, 분산된 Gateway Foreign Agent(GFA)를 가진 시스템으로 발전하였다. Paing extensions for Mobile IP는 시그널링 오버헤드를 최소화하고 이동성 관리의 성능을 최적화하기 위해 페이징을 지원하며, 적응 개별 페이징은 각각의 이동 노드에 대해 페이징 영역의 크기를 최적화시킨다. 이 논문에서는 Mobile IP에서 위치 갱신과 패킷 전달을 포함하는 총 시그널링 비용을 줄이기 위해 동적 개별 페이징을 가진 분산 위치 관리를 제안한다. 지역 등록을 사용하여 위치등록 비용을 줄이고, 통신을 하지 않는 이동 노드들은 위치 등록을 하지 않고도 이동할 수 있도록 페이징을 사용하였다. 위치 등록은 분산된 GFA를 통해 지역적으로 이루어지고, 동적 개별 페이징은 페이징 영역의 크기를 개별 이동노드의 이동 특성에 맞추어 적응적으로 변한다. 이동 노드의 위치 이동은 Fluid Flow 모델과 Random Walk Model로 모델링하였고, 시그널링 비용 함수로 성능을 검증하였다. 또한 페이징 영역의 형성에 관한 방법을 소개했다. 이동 노드의 이동성과 패킷 수신률의 확률적 분포와 이동 노드의 방향성을 고려하여 페이징 영역을 동심의 ring과 6개 방향의 sector로 나누고, 패킷이 도착할 때 이동 노드가 위치할 확률을 구하였다. 이를 이용하여 subarea의 우선순위를 정했고, 증가되는 위치 갱신 비용과 감소되는 페이징 비용을 비교하여 전체 페이징 영역에서 subarea를 하나씩 제외하는 방법으로 페이징 영역을 형성하였다. 이동 특성에 따른 페이징 영역의 최적 크기와 효율적인 페이징 영역의 모양을 만들어 위치등록 및 패킷 전송의 시그널링 비용을 최소화했다.
