With the proliferation of mobile devices such as smartphones and tablet-PCs, IEEE 802.11 wireless network, known as Wi-Fi has been widely used in our daily life because of high data rate and cost-effectiveness. However, a number of users are currently unsatisfied in using Wi-Fi on move due to large handoff delay. The large handoff delay leads to severe quality degradation of multimedia services, and even disconnection with the network. If the handoff delay is reduced, users can walk or roam freely while using multimedia services like video streaming.
This thesis proposes a Directional Handoff scheme to carry out fast handoff in IEEE 802.11 wireless networks, using a geomagnetic sensor (or a digital compass) embedded in mobile devices. The proposed scheme performs selective scanning with the reduced number of channels in the wireless networks, thereby we can reduce the handoff delay. In order to restrict the number of channels to scan, our scheme predicts the relative direction of a mobile node from the currently associated AP (Access Point), and retrieves information about target APs including their MAC addresses and channel frequencies from the predefined AP table, which stores the list of APs and their target APs associated with direction.
The proposed scheme is implemented into a real smartphone device using Android platform. The performance of our scheme is evaluated by the experiments performed in the 1st floor of the Computer Science building of KAIST. The evaluation results demonstrate the proposed scheme achieves 62% lower handoff delay than the conventional handoff scheme.
최근 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 이동 단말의 보급이 폭발적으로 증가하고 있는 가운데, Wi-Fi로 알려진 IEEE 802.11 무선 네트워크의 보급도 급속히 증가하고 있다. 그러나 IEEE 802.11 무선 네트워크를 사용하는 사용자들은 이동 중에 큰 핸드오프 지연 시간(Handoff Delay)을 겪기 때문에 많은 불편을 겪고 있다. 예컨대 사용자가 이동 중에 무선 네트워크를 사용한다면, 큰 핸드오프 지연 시간으로 인해 실시간 멀티미디어 서비스에 지연(Delay)이 생기거나 심각한 경우에는 무선 네트워크와의 연결이 끊어지기도 한다.
본 논문에서는 이동 단말에 내장된 지자기 센서(Geomagnetic Sensor) 또는 디지털 나침반(Digital Compass)을 사용하여, IEEE 802.11 무선 네트워크에서 효율적으로 빠른 핸드오프를 수행하는 방법을 제안한다. 지자기 센서는 방향 정보를 제공하며, 방향 정보는 다음에 연결할 무선 AP (Access Point)를 예측하여 스캐닝할 채널의 수를 한정할 수 있다. 본 연구에서는 AP 간의 상대적인 위치와 방향을 고려한 AP 테이블을 설계함으로써 노드가 대상 AP의 정보를 알 수 있도록 하였다.
본 연구에서는 Android 플랫폼을 사용하는 실제 이동 단말에 제안하는 기법을 구현함으로써 핸드오프 지연 시간을 측정하였다. 한국과학기술원 전산학과 1층에서 실험을 수행하여 결과를 분석한 결과, 제안하는 기법은 기존 핸드오프 대비 62% 낮은 핸드오프 지연 시간을 보였다.
