A Dual-Connection based Handover Scheme in Ultra-Dense Millimeter-wave Cellular Networks

Abstract

밀리미터 웨이브를 사용하는 초고밀도 셀룰러 네트워크에서 이동하는 단말은 기존의 네트워크보다 더 많은 핸드 오버를 경험할 것이며, 이는 서비스 중단 시간의 증가와 그로 인한 성능저하를 야기할 것이다. 이런 문제점을 해결하기 위한 솔루 션으로서 다중연결성은 밀리미터 웨이브의 통신 범위를 향상시키고 링크를 보다 견고하게 할 수 있다는 점에서 현재 많이 각광 받고 있는 기법 중 하나이다. 본 논 문에서는 한 개의 단말이 기존의 LTE 셀과의 연결을 유지하면서 두 개의 밀리미터 웨이브 셀과 동시에 연결하는 새로운 네트워크 구조를 제안하며, 이러한 연결성에 의존하는 단말의 이동성을 보장하며 핸드오버의 수를 감소시키기 위하여 이중연결 기반 핸드오버 기법을 제시하였다. 또한 논문에서는 제시한 이중연결기법 기반의 핸드오버 기법과 기존의 단일 연결 기반의 핸드오버 기법을 ns-3 시뮬레이션을 통 해 구현하고 비교하였다. 시뮬레이션 결과는 제안 된 기법이 핸드 오버 비율, 전송 실패율 및 전송 지연 시간을 크게 감소시킨다는 것을 보여주었다. 따라서 본 논문은 이중 연결 기반 핸드 오버 기법이 네트워크의 부담을 줄여주고 더 안정적인 전송을 보장하며 보다 나은 서비스 품질을 제공 할 것이라고 주장한다.

Mobile UEs in ultra-dense millimeter-wave cellular networks will experience handover events more frequently than in conventional networks, which will cause increased service interruption time and performance degradation. To resolve this, leveraging multi-connectivity becomes a promising solution in that it can improve the coverage of millimeter-wave communications and support link robustness. In this paper, we propose a dual-connection based handover scheme for mobile UEs in an environment where they are connected simultaneously with two millimeter-wave cells to overcome frequent handover problems, keeping a legacy LTE connection. We compare our dual-connection based scheme with a conventional single-connection based one through ns-3 simulation. The simulation results show that the proposed scheme significantly reduces handover rate, transmission failure ratio and delay. Therefore, we argue that the dual-connection based handover scheme will decrease network controlling overheads, guarantee more reliable transmission and provide better quality-of-service.