Κινητός και ιάχυτος Υπολογισµός (Mobile & Pervasive Computing)

Σχετικά έγγραφα
Κινητός και ιάχυτος Υπολογισµός (Mobile & Pervasive Computing) Περιεχόµενα. Αρχιτεκτονική κινητού δικτύου. ηµήτριος Κατσαρός, Ph.D.

Κινητός και ιάχυτος Υπολογισµός (Mobile & Pervasive Computing) Ιστοσελίδα του µαθήµατος. Περιεχόµενα. ηµήτριος Κατσαρός, Ph.D.

Κινητός και ιάχυτος Υπολογισµός (Mobile & Pervasive Computing)

Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία Το Ευρωπαϊκό Πρότυπο GSM

Αρχιτεκτονική ικτύου

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών

Ασφάλεια στο δίκτυο GSM

ίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών ιαχείριση κινητικότητας

Υποστήριξη Κινητικότητας στο Internet. Σαράντης Πασκαλής Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήµιο Αθηνών

Το δίκτυο GSM. ρ Απόστολος Γεωργιάδης Εργαστήριο Κινητών Επικοινωνιών Τµήµα Πληροφορικής & Επικοινωνιών ΑΤΕΙ Σερρών

Κινητός και ιάχυτος Υπολογισµός (Mobile & Pervasive Computing) Ιστοσελίδα του µαθήµατος. Περιεχόµενα. ηµήτριος Κατσαρός, Ph.D.

Προσωπικών Επικοινωνιών. Διαχείριση κινητικότητας

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ASSIGNMENT IN NETWORKING TECHNOLOGIES PROFESSOR: A.A. ECONOMIDES SUBJECT: LOCATION MANAGEMENT IN MOBILE NETWORKS AUTHOR : KARADIMITRIOU KRISTALLENIA

Κινητές επικοινωνίες. Κεφάλαιο 4 Βασικές λειτουργίες στο GSM

Προσωπικών Επικοινωνιών. ιαχείριση κινητικότητας

Δροµολόγηση (Routing)

ιάθεση ασύρµατων πόρων

Κινητές Επικοινωνίες

Προσωπικών Επικοινωνιών. κυψελωτών συστημάτων

ιάφορες υπηρεσίες => ιάφοροι ρυθµοί

ΗΥ240: Δοµές Δεδοµένων Εαρινό Εξάµηνο Ακαδηµαϊκό Έτος 2017 Διδάσκουσα: Παναγιώτα Φατούρου Προγραµµατιστική Εργασία - 1 ο Μέρος

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών. Διαχείριση κινητικότητας

Κινητές επικοινωνίες. Κεφάλαιο 2 Αρχιτεκτονική GSM

Εργαστήριο 4 Πρωτόκολλα Δρομολόγησης

Προσωπικών Επικοινωνιών

Markov. Γ. Κορίλη, Αλυσίδες. Αλυσίδες Markov

Special. Mobile το Πανευρωπαϊκό Σύστηµα Κινητών Επικοινωνιών Ψηφιακό Κυψελωτό Σύστηµα 2 ης Γενιάς

Η Γλώσσα Προγραµµατισµού C++ (The C++ Programming Language)

Δρομολόγηση (Routing)

ΙΑΛΕΞΗ 6 Η. ίκτυα Υπολογιστών & Επικοινωνία. ιδάσκουσα: : ρ. Παντάνο Ρόκου Φράνκα. ίκτυα Υπολογιστών και Επικοινωνία. ιάλεξη 6: H Πολύπλεξη

ΤΕΙ Κρήτης, Παράρτηµα Χανίων

Πρωτόκολλα Ελέγχου προσπέλασης μέσου

8 η ιάλεξη: σε δίκτυα δεδομένων

ΕΠΛ 476: ΚΙΝΗΤΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (MOBILE NETWORKS)

Location Management and Addressing in Mobile Networks. Αποστόλου Κώστας Δευτέρα 23 Φεβρουαρίου 2009 Εργασία στα Δίκτυα Υπολογιστών

Κινητές επικοινωνίες. Εργαστηριακό Μάθημα 1 Κυψελοποίηση

1 η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. / 2. Οι όροι Eb. και Ec

Κεφάλαιο 7 Ιεραρχία Μνήμης (Memory Hierarchy)

Προσωπικών Επικοινωνιών. κυψελωτών συστημάτων

Search and Replication in Unstructured Peer-to-Peer Networks

Κινητός και Διάχυτος Υπολογισμός (Mobile & Pervasive Computing)

Προγραμματισμός Η/Υ (ΤΛ2007 )

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ιεργασίες και Επεξεργαστές στα Κατανεµηµένων Συστηµάτων

Προγραμματισμός Υπολογιστών & Υπολογιστική Φυσική

Κεφάλαιο 5: Τοπικά ίκτυα

Προγραμματισμός Ι (ΗΥ120)

Κινητός και ιάχυτος Υπολογισµός (Mobile & Pervasive Computing)

Κινητός και ιάχυτος Υπολογισµός (Mobile & Pervasive Computing) Ιστοσελίδα του µαθήµατος. Περιεχόµενα. ηµήτριος Κατσαρός, Ph.D.

Δομημένος Προγραμματισμός (ΤΛ1006)

ιαδίκτυα & Ενδοδίκτυα Η/Υ

ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ LIVETRIP TRAVELLER

H επίδραση των ουρών στην κίνηση ενός δικτύου

Τυχαία μεταβλητή (τ.μ.)

Τηλεματική, Διαδίκτυα και Κοινωνία Κυψελωτή Τηλεφωνία

Αρχές Δικτύων Επικοινωνιών. Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 4 ο

Ερώτηση 1 η μεταγωγής κυκλώματος? : Ποια είναι τα κύρια χαρακτηριστικά της. Ερώτηση 2 η : Ποια είναι τα κύρια χαρακτηριστικά της μεταγωγής μηνύματος?

ΗΥ240: Δομές Δεδομένων Εαρινό Εξάμηνο Ακαδημαϊκό Έτος 2017 Διδάσκουσα: Παναγιώτα Φατούρου Προγραμματιστική Εργασία - 2o Μέρος

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών

Οδηγίες χρήσης για την εφαρµογή Spot4U

Κατανεμημένα Συστήματα Ι

Alternative to Balanced Trees, Comms of the ACM, 33(6), June 1990,

Κινητές επικοινωνίες. Κεφάλαιο 5 Σχεδιασμός Δικτύου

Κινητές Επικοινωνίες

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. Τεχνική Ανίχνευσης του. Πτυχιακή Εργασία Σελίδα 95

Προγραµµατισµός ΙΙ. Ηγλώσσααντικειµενοστραφούς. ιδάσκων ηµήτριος Κατσαρός, Τµ. Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών & ικτύων Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

7.3 Πρωτόκολλο TCP. 1. Το TCP πρωτόκολλο παρέχει υπηρεσίες προσανατολισµένες σε σύνδεση. Σ Λ

Ειδικά θέματα Αλγορίθμων και Δομών Δεδομένων (ΠΛΕ073) Απαντήσεις 1 ου Σετ Ασκήσεων

Κεφάλαιο 4ο: Δικτυωτή Ανάλυση

2 η Σειρά Ασκήσεων Data Link Layer

ίκτυα ίκτυο υπολογιστών: Ένα σύνολο από υπολογιστικές συσκευές που συνδέονται µεταξύ τους για σκοπούς επικοινωνίας και χρήσης πόρων. Συνήθως, οι συσκε

Επιβλέπων καθηγητές: Δρ Γεωργίου Χρύσης, Δρ Βασιλείου Βάσος

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ, ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Εύρεση & ιαχείριση Πληροφορίας στον Παγκόσµιο Ιστό

Κινητός και ιάχυτος Υπολογισµός (Mobile & Pervasive Computing)

Εύρεση & ιαχείριση Πληροφορίας στον Παγκόσµιο Ιστό. Ζητήµατα Μεγάλης-Κλίµακας Υλοποίησης του PageRank. Αρχιτεκτονική Μηχανής Αναζήτησης

Αστικά δίκτυα και δίκτυα κορμού. Αλέξανδρος Σταυδάς Tέταρτος Κύκλος

ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ, ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΚΑΙ ΔΙΚΤΥΩΝ, ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών

Κινητός και ιάχυτος Υπολογισµός (Mobile & Pervasive Computing) Ιστοσελίδα του µαθήµατος. Περιεχόµενα. ηµήτριος Κατσαρός, Ph.D.

ΗΥ240: οµές εδοµένων Χειµερινό Εξάµηνο Ακαδηµαϊκό Έτος Παναγιώτα Φατούρου. Προγραµµατιστική Εργασία 3 ο Μέρος

ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΟΜΑΛΗ ΚΙΝΗΣΗ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΟΜΑΛΑ ΜΕΤΑΒΑΛΟΜΕΝΗ ΚΙΝΗΣΗ. Κινητική του υλικού σηµείου Ερωτήσεις Ασκήσεις

Λύσεις Παλιών Θεµάτων. Συστήµατα Παράλληλης Επεξεργασίας, 9ο εξάµηνο Υπεύθ. Καθ. Νεκτάριος Κοζύρης

Ορισµός. (neighboring) καταστάσεων. ηλαδή στην περίπτωση αλυσίδας Markov. 1.2 ιαµόρφωση µοντέλου

ιαδίκτυα & Ενδοδίκτυα Η/Υ

A contention/reservation access protocol for speech and data integration in TDMA-based advanced mobile systems

Εισαγωγή Αλγόριθµοι Αποτελέσµατα Επίλογος Ορισµός του Προβλήµατος Ευθυγράµµιση : Εύρεση ενός γεωµετρικού µετασχηµατισµού που ϕέρνει κοντά δύο τρισδιάσ

Μάθημα 3.8 Τεχνικές μεταφοράς δεδομένων Λειτουργία τακτικής σάρωσης (Polling) Λειτουργία Διακοπών DMA (Direct Memory Access)

Ενδεικτικές Λύσεις 1ου Σετ Ασκήσεων

Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή

Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής - Κεφάλαιο Κάθε δομή μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιοδήποτε πρόβλημα ή εφαρμογή

Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα

Ιεραρχία Μνήμης. Εικονική μνήμη (virtual memory) Επεκτείνοντας την Ιεραρχία Μνήμης. Εικονική Μνήμη. Μ.Στεφανιδάκης

Προγραμματισμός με Logo στο MicroWorlds Pro

Περίληψη. Ethernet Δίκτυα Δακτυλίου, (Token Ring) Άλλα Δίκτυα Σύνδεση Τοπικών Δικτύων.

Εργαστήριο 9: Άλλες Λειτουργίες στα Δίκτυα Κινητών Επικοινωνιών

Εκλογήαρχηγού. Εισαγωγή Ισχυρά συνδεδεµένος γράφος ακτύλιος µίας κατεύθυνσης Τοπολογία δένδρου. Κατανεµηµένα Συστήµατα 06-1

Transcript:

Κινητός και ιάχυτος Υπολογισµός (Mobile & Pervasive Computing) ηµήτριος Κατσαρός, Ph.D. Χειµώνας 006 ιάλεξη 9η 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Περιεχόµενα Συναλλαγές Αρχιτεκτονική δικτύου Μοντέλα κινητικότητας ιαχείριση θέσης: Registration ιαχείριση θέσης: Paging 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Αρχιτεκτονική κινητού δικτύου 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Αρχιτ. Personal Comm. Sys. (PCS) 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

5 Αρχιτεκτονική G PCS PSTN/ISDN VLR MSC MSC VLR BSC BSC BSC BSC BSC BTS MS MS : Mobile Station BTS : Base Transmitter Station BSC : Base Station Controller MSC : Mobile Services Switching Center VLR : Visitor Location Register 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

6 Περιεχόµενα Συναλλαγές Αρχιτεκτονική δικτύου Μοντέλα κινητικότητας ιαχείριση θέσης: Registration ιαχείριση θέσης: Paging 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

7 Τοπολογίες δικτύου (/) Regular / Γεωµετρικά 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

8 Τοπολογίες δικτύου (/) Irregular / Συµβολικά 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

9 Μοντέλο Fluid Flow Η πιθανότητα στη θέση x στο χρόνο t ενός κινητού που ξεκινά από τη θέση x 0 στο χρόνο t 0 είναι: όπου D η σταθερά διάχυσης (length /time), παράµετροσ που αναπαριστά την επιτάχυνση της κίνησης, v είναι η drift ταχύτητα (length/time) που αναπαριστά τη µέση ταχύτητα του κινητού Υψηλή D και v σηµαίνουν πολύ ενεργή κίνηση, ενώ χαµηλή D και v σηµαίνουν µικρή αλλαγή στη θέση σε σχέση µε αλλαγές στο χρόνο Στο µοντέλο αυτό, ηκατεύθυνσηδενµοντελοποιείται Κατάλληλο για κίνηση οχηµάτων 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

0 Μοντέλο Random Walk Μοντέλο διακριτού χρόνου Ο χρόνος διαιρείται σε slots Σε κάθε slot το κινητό επιλέγει τυχαία κατεύθυνση και την ακολουθεί Μια µόνο κίνηση σε κάθε slot εν έχει µνήµη, η επόµενηθέσηεξαρτάταιµόνο από την τωρινή Για µονοδιάστατη τοπολογία δικτύου Με πιθανότητα p παραµένει στο ίδιο κελί Με πιθανότητα (-p)/ µετακινείται σε γειτονικό κελί i+ ή i-. Για διδιάστατη (εξαγωνική) τοπολογία δικτύου Με πιθανότητα p παραµένει στο ίδιο κελί Με πιθανότητα (-p)/6 µετακινείται σε κάποιο γειτονικό κελί. Κατάλληλο για picocells και microcells, δηλ., για πεζούς µε συχνή αλλαγή κατεύθυνσης 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Μοντέλο Markov Walk Έχει µνήµη, η τρέχουσα κίνηση εξαρτάται από προηγούµενη Προτάθηκε για µονοδιάστατη τοπολογία δικτύου 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Μοντέλο Gauss-Markov Ικανό να περιγράψει τη συσχέτιση της ταχύτητας στο χρόνο Για κυψελοειδή και ad hoc δίκτυα Η συσχέτιση µεταξύ δυο διαδοχικών ταχυτήτων είναι: Οι αντίστοιχες συντεταγµένες είναι: 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Περιεχόµενα Συναλλαγές Αρχιτεκτονική δικτύου Μοντέλα κινητικότητας ιαχείριση θέσης: Registration ιαχείριση θέσης: Paging 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Το πρόβληµα της διαχείρισης θέσης Πού είναι ο 97568? Αποστολή broadcast µηνυµάτων σε κάθε σταθµό βάσης? 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

5 Κύρια ζητήµατα Ενηµέρωση θέσης (Location update) Εκτελείται από τον κινητό πελάτη Ενηµερώνει το δίκτυο για την τρέχουσα θέση του Αναζήτηση (Paging) Εκτελείται από το δίκτυο Αναζήτηση σε όλα τα πιθανά κελιά µέχρι να βρεθεί Οαριθµός των κελιών, όπου θα αναζητηθεί, εξαρτάται από τη διαδικασία ενηµέρωσης θέσης Tradeoff-: Συχνή ενηµέρωση θέσης vs. Λιγότερο συχνή ενηµέρωση θέσης Μικρή αβεβαιότητα θέσης (µικρό paging κόστος) & Μεγάλο κόστος (traffic) στο uplink κανάλι Μεγάλη αβεβαιότητα θέσης (µεγάλο paging κόστος) & Μικρό κόστος (traffic) στο uplink κανάλι Tradeoff-: Paging κόστος vs. Καθυστέρηση Ταυτόχρονο paging όλων των κελιών => µικρή καθυστέρηση 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

6 Tradeoff- Never Update Σχήµα Ποτέ ενηµέρωση θέσης (καθόλου κόστος). Ανάγκη αναζήτησης σε κάθε κελί (µέγιστο κόστος). Always Update Σχήµα Ενηµέρωση θέσης σε κάθε κελί (µέγιστο κόστος). Αναζήτηση σε ένα µόνο κελί (ελάχιστο κόστος). Location update 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Κατηγοριοποίηση των σχηµάτων 7 ενηµέρωσης θέσης Καθολικά (Global): όλοι οι κινητοί πελάτες ενηµερώνουν για τη θέση τους στο ίδιο σύνολο κελιών Π.χ., Location Areas, Reporting Centers Τοπικά(Local) ή Individualized ή Per-User: Κάθε κινητός πελάτης επιτρέπεται να αποφασίζει πότε και πού θα ενηµερώσει για τη θέση του Time-based, Movement-based, Distance-based Στατικά (Static): Το σύνολο των κελιών όπου πραγµατοποιείται ενηµέρωσηθέσηείναιπροκαθορισµένο Π.χ., Location Areas υναµικά (Dynamic): Ηενηµέρωση θέσης πραγµατοποιείται σε οποιοδήποτε κελί ανάλογα µε την κινητικότατα του κινητού Π.χ., Time-Varying Location Areas, LeZi-Update 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

8 ΗτεχνικήτωνLocation Areas (/) ιαµέριση της περιοχής κάλυψης σε διακριτές(?) Location Areas (LA). 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

9 ΗτεχνικήτωνLocation Areas (/) Κάθε σταθµός βάσης εκπέµπει το ID της LA όπου ανήκει Το κινητό ενηµερώνει για τη νέα θέση του (δηλ., το ID της νέας LA) οποτεδήποτε εισέρχεται σε νέα LA Γιαναβρεθείτοκινητό, το δίκτυο στέλνει paging µηνύµατα σε όλα τα κελιά της LA, όπου αναφέρθηκε τελευταία η θέση του LAs:Καθολικό και στατικό σχήµα διαχείρισης θέσης Παραλλαγή =>Two Location Areas (TLA): το κινητό αποθηκεύει τις δυο τελευταίες LA που έχει επισκεφτεί. Αντικατάσταση της παλιότερης ή µε µικρότερο χρόνο διαµονής, κ.τ.λ. Κατάλληλο για: Μικρό Call-to-Mobility Ratio Μεγάλο location update κόστος 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

0 Ενηµέρωση θέσης LA- Ενηµέρωση θέσης εκτελείται όταν διασχίζεται σύνορο. No location update LA- Location update Πώς να προσδιορίσουµε το µέγεθος και σχήµα µιας LA? 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Location Databases Αυτές οι δυο DB επικοινωνούν µεταξύ τουςγιανακάνουν authentication και ενηµέρωση για την θέση του κινητού. GSM Ορολογία: Home Location Register (HLR) Visitor Location Register (VLR) Home Database (HLR) Κάθε κινητό σχετίζεται µόνιµα µε µια home database Κρατά το profile του κινητού Mobile ID, authentication keys, θέση, χρέωση, κ.τ.λ. Visiting Database (VLR) Κρατάτηθέσητουκινητού στηδικήτηςservice area. 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Παράδειγµα GSM: Ενηµέρωση θέσης (5) HLR () VLR () (6) MSC MSC VLR () () Mobile Switching Center 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

ιαδικασία ενηµέρωσης θέσης. Το κινητό µεταδίδει ένα µήνυµα Location Update (LU) στο νέο ΣταθµόΒάσης(ΣΒ). ΟΣΒπροωθείτοσήµα LU στο MSC. Το MSC στέλνει LU στην HLR και ενηµερώνει τη VLR. Η HLR κάνει τα εξής: authenticates το κινητό Καταγράφει το ID της νέας VLR Στέλενι ACK στη νέα VLR 5. Η HLR στέλνει µήνυµα registration cancellation στην παλιά VLR 6. ΗπαλιάVLR διαγράφει την εγγραφή για το κινητό και επιστρέφει εάν ACK στη HLR 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Παράδειγµα GSM: ιανοµή κλήσης (5) HLR () VLR () () (6) MSC MSC VLR (7) () Mobile Switching Center Calling MS Called MS 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

5 ιαδικασία διανοµής κλήσης. Το καλούν (calling) κινητό στέλνει µήνυµα call initiation στο MSC διαµέσου του BS. To MSC στέλνει αίτηση location στην HLR του καλούµενου (called) κινητού. Η HLR προσδιορίζει την αντίστοιχη VLR του καλούµενου κινητού και στέλνει µήνυµα route request στο κινητό. Το MSC δεσµεύει προσωρινό ID στο ΣΒ και στέλνει αυτό το ID στη HLR 5. HLR forwards the ID to MSC of the calling MS 6. Το καλούν MSC αιτήται call set up στο καλούµενο MSC 7. Paging µηνύµατα στέλνονται σε όλα τα κελιά της συγκεκριµένης LA 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

ΗτεχνικήτωνReporting Cells (/) 6 Ένα υποσύνολο των κελιών έχουν επιλεγεί ως reporting cells ή reporting centers (RC) Οσταθµός βάσης κάθε τέτοιου κελιού εκπέµπει σήµα γιανα σηµατοδοτήσει ότι το κελί είναι RC Η γειτονιά ενός RC i είναι τα κελιά, που δεν είναι RC, και είναι προσβάσιµα απότοiχωρίς να περάσουµε από ένα άλλο RC Το κινητό ενηµερώνει για τη θέση του οποτεδήποτε περάσει από εάν RC ΗτεχνικήRC είναι καθολική και στατική Έχει δυο ακραίες περιπτώσεις όλατακελιάείναιrcs, και κανένα κελί δεν είναι RC. 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

ΗτεχνικήτωνReporting Cells (/) Η γειτονιάτουc αποτελείται από τα κελιά: A, C και F. Ένα κινητό που ακολουθεί τη διαδροµή B A C, θα ενηµερώσει για τη θέση του όταν φτάσει στο Α. Το σύστηµα στέλνει paging µηνύµατα στη γειτονιά του RC όπου εµφανίστηκε τελευταία το κινητό. 7 C A F D B G E 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας 8 Σχήµα Time-based (/) Ένα κατώφλι T χρόνου Ενηµέρωση για θέση κάθε T στιγµές Αναζήτηση του κινητού σε ένα δακτύλιο που καθορίζεται από i+j και i-j, όπου i είναι η θέση όπου τελευταία εκτέλεσε ενηµέρωση το κινητό 0 0

9 Σχήµα Time-based (/) Είναι δυναµικό σχήµα Εάν το κατώφλι προσδιοριστεί ανά κινητό, τότε είναι και τοπικό σχήµα, επίσης εν λαµβάνει υπόψη του την κινητικότητα Πλεονέκτηµα Απλό Μειονέκτηµα Πολύ άσχηµη επίδοση στη χειρότερη περίπτωση 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

0 Σχήµα Movement-based Το κινητό διατηρεί έναν µετρητή που αρχικοποιείται στο 0 Κάθε φορά που περνάει το σύνορο δυο κελιών, αυξάνει το µετρητή κατά ένα Εάν ο µετρητής γίνει ίσος µε M(προκαθορισµένη σταθερά), το κινητό ενηµερώνει για τη θέση του Συνεπώς, υπάρχει εγγύηση ότι το κινητό βρίσκεται σε δακτύλιο ακτίνας M+, µε κέντρο το τελευταίο κελί όπου ενηµέρωσε για τη θέση του Το κατώφλι µπορεί να τεθεί διαφορετικό για κάθε κινητό Τo σχήµα αυτόείναιδυναµικό και τοπικό 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Παράδειγµα Movement-based 0 0 Κατώφλι: M = Enhancement: Όταν ξαναφτάσει στο κελί, όπου έκανε την τελευταία ενηµέρωση θέσης, να µην εκτελέσει ξανά ενηµέρωση, δηλ., να θέσει τον µετρητή στην τιµή 0.

Σχήµα Distance-based (/) Το κινητό διατηρεί µια µεταβλητή που κρατά την απόσταση που έχει διανύσει Ηαπόστασηµετριέται σε αριθµό κελιών Εάν η διανυσθείσα απόσταση ξεπεράσει ένα κατώφλι D, το κινητό ενηµερώνει για τη θέση του Συνεπώς, υπάρχει εγγύηση ότι το κινητό βρίσκεται σε απόσταση D από το κελί, όπου ενηµέρωσε για τελυταία φορά γιατηθέσητου Το κατώφλι µπορεί να τεθεί διαφορετικό για κάθε κινητό Τo σχήµα αυτόείναιδυναµικό και τοπικό Μειονεκτήµατα Είναι δύσκολο να υπολογίζουµε την απόσταση µεταξύ δυο κελιών εν είναι εφικτό να αποθηκεύσει το κινητό όλα τα ζεύγη αποστάσεων 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας Σχήµα Distance-based (/) 0 0 Κατώφλι: D =

Περιεχόµενα Συναλλαγές Αρχιτεκτονική δικτύου Μοντέλα κινητικότητας ιαχείριση θέσης: Registration ιαχείριση θέσης: Paging 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

5 Σηµαντικά ζητήµατα στο paging εδοµένης µιας κατανοµής πιθανότητας για την παρουσία του κινητού σε διάφορα κελιά Ποια είναι η ελάχιστη µέση προσπάθεια (αριθµός αναζητούµενων τοποθεσιών) µέχρι να βρεθεί το κινητό; 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

6 Πρόβληµα paging (/) Απαριθµούµετιςpaging locations µε,,, έτσι ώστε το κινητό είναι στη θέση iµε πιθανότητα p i Συσχετίζουµετηθέσητουκινητούµε τυχαία µεταβλητή X, τέτοια ώστε P{X = i} = p i Χωρίςβλάβητηςγενικότητας, η location area n αποτελείται από υποπεριοχές (που τις συµβολίζουµε µε A n ), που όλες θα γίνουν paged ταυτόχρονα. Η cardinality του A n συµβολίζεται µε k n Η στρατηγική paging Α είναι µια διατεταγµένη ακολουθία (A, A, ) από location areas που θα γίνουν paged 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

7 Πρόβληµα paging (/) Η πιθανότητα ότι το κινητό είναι στη location area A n είναι: Εάντοκινητόείναιστηlocation area A n, τότε ο αριθµός των θέσεων όπου αναζητήθηκε είναι: Ορίζουµε το κόστος L του paging ως τον αριθµό τωνlocation που αναζητήθηκαν µέχρι να βρεθεί το κινητό. Παρατηρούµε ότι P{L = s n } = q n και αυτό: 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

8 Πρόβληµα paging (/) Αφού όλες οι θέσεις µέσα σε µια location area γίνονται paged ταυτόχρονα, η paging delay D ισούται µε τον αριθµό των location areas που αναζητούνται πριν βρεθεί το κινητό. Σηµειώνουµε ότιp{d = n}=q n και αυτό: Το πρόβληµα είναι η ελαχιστοποίηση του E[L] υποκείµενο στον περιορισµό τουe[d] για όλες τις paging στρατηγικές. 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

9 Το βασικό θεώρηµα τουpaging 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

0 Απόδειξη βασικού θεωρήµατος (/) 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Απόδειξη βασικού θεωρήµατος (/) 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Location databases Αρχιτεκτονικές δυο επιπέδων Per user location caching Replication Forwarding pointers Αρχιτεκτονικές πολλαπλών επιπέδων ( εν θα µας απασχολήσουν στο µάθηµα αυτό) Caching Replication Forwading pointers Partitions Call-to-Mobility ratio (CMR) [Local CMR] CMR Call Arrival Rate LA Crossing Rate 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας = λ µ

Per User Location Caching Κάθε φορά που καλείται το κινητό x, η θέση του x γίνεται cached στη VLR της LA του καλούντος Οποιαδήποτε µετέπεια κλήση για τον x που προκύπτει από τη συγκεκριµένη LA, µπορεί να χρησιµοποιήσει αυτή την πληροφορία εν χρειάζεται επικοινωνία µε τηνhlr του x. 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Cache Invalidation Eager Caching Οποτεδήποτε το κινητό µπαίνει σε νέα LA, όλες οι cache entries για τη θέση αυτού του κινητού ενηµερώνονται Το κόστος της ενηµέρωσης θέσης αυξάνει εάν το κινητό µετακινείται συχνά Lazy Caching εν εκτελείται ενηµέρωση της cache υο περιπτώσεις µπορεί να προκύψουν: hit ή miss Στη περίπτωση του miss: Επικοινωνία µετηνhlr Συνεπάγεται επιπλέον κόστος, αφού η cached VLR πρέπει να ερωτηθεί πρώτα 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

5 User Profile Replication (/) Παρατήρηση: Κάθε χρήστης (συνήθως) επικοινωνεί συχνά µε µικρό αριθµόπηγών Πώς µπορούµε να αξιοποιήσουµε αυτήτην παρατήρηση? Τα profiles των κινητών are replicated σε επιλεγµένες location βάσεις για να ελαττώσουν το κόστος ερώτησης της HLR 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

6 User Profile Replication (/) Όταν γίνεται µια κλήση από κάποια LA, το αντίστοιχο MSC προσδιορίζει εάν µια replica (αντίγραφο) του profile του καλούµενου κινητού είναι διαθέσιµη τοπικά Εάν ναι, δεν ερωτάται η HLR του κινητού Όταν το κινητό µετακινείται σε άλλη περιοχή, το δίκτυο ενηµερώνει όλες τις replicas 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

7 Pointer Forwarding Κάθε φορά που το κινητό µετακινείται σε νέα LA, ένας forwarding pointer δηµιουργείται στην παλιά VLR και δείχνει στη νέα Κλήσεις στο κινητό πρώτα ρωτούν τη HLR για να προσδιορίσουν την πρώτη VLR και κατόπιν ακολουθούν την αλυσίδα µέχρι να φτάσουν στην τρέχουσα VLR Το µήκος της αλυσίδας των pointers περιορίζεται σε µέγιστη τιµή N Αυτή η µέθοδος µπορεί να ελαττώσει το κόστος ενηµέρωσης της HLR 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

8 Παράδειγµα Forwarding Pointers 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

9 Σύγκριση των σχηµάτων 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

50 Σύνοψη εύρεσης κινητών Τι (granularity), πού (availability) πότε (currency) να αποθηκευτεί σε όλα τα σηµεία όλο το δίκτυο Availability σε επιλεγµένα σηµεία (π.χ., σε συχνούς callers) Ακριβή θέση Κάποια διαµέριση Granularity Πουθενά Ποτέ ενηµέρωση Currency Πάντα ενηµέρωση (σε κάθε κίνηση) 07//006 Τµήµα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και ικτύων, Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας