Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-05-03T16:10:03Z
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2016_JoseBenicioMenezesTrineto.pdf: 3474343 bytes, checksum: ce3a0467f29632c6b3693318f8d46d14 (MD5) / Com a crescente evolução das tecnologias de redes sem fio, passou a ser considerada, em anos recentes, a integração e a convergência de diferentes tecnologias de redes, com capacidades e funcionalidades específicas, e favorecida pela existência de terminais com múltiplas interfaces, que podem ser servidos por redes heterogêneas. Essa integração possibilita a oferta de alternativas de conectividade aos usuários e o aumento da área de cobertura, ao mesmo tempo em que uma variada gama de problemas passa a requerer solução, tais como a seleção de redes, o gerenciamento integrado de recursos, o controle de congestão, a autenticação e o gerenciamento de mobilidade. As redes heterogêneas (HetNets) constituem um dos pilares sobre os quais se baseiam as 4ª e 5ª gerações de redes sem fio (4G e 5G, respectivamente), em que redes baseadas em múltiplas tecnologias de acesso rádio (RAT) devem ser integradas harmoniosamente, o que requer o adequado tratamento de handovers, visando a desejada continuidade de serviços durante e após a transição entre diferentes RATs. Esse tratamento é fortemente dependente da adequada solução de alguns dos problemas citados, dos quais se destacam, neste trabalho, os de autenticação e de gerenciamento de mobilidade. Por outro lado, para o atendimento à demanda de diversas aplicações que apresentam requisitos estritos de QoS (Quality of Service), como as que envolvem comunicações multimídias em tempo real, os dispositivos móveis devem trocar o menor número de mensagens durante o handover, o que poderá proporcionar economia de banda e favorecer o atendimento aos requisitos de QoS citados. Este trabalho avaliou o impacto de recentes métodos de autenticação em handovers envolvendo redes LTE e WLAN, interligadas por um núcleo EPC (Evolved Packet Core), com relação a latência e sinalização de handover, juntamente com aspectos de segurança, tais como gerenciamento de chaves e proteção contra ameaças. Em conjunto com os métodos de autenticação, foi utilizado o protocolo PMIPv6 (Proxy Mobile IPv6), um dos padrões pelo 3GPP para prover gerenciamento de mobilidade relativo à interconexão de redes heterogêneas. A avaliação de desempenho se deu por meio de modelagem analítica em três estudos de casos. No primeiro, foi avaliada a latência de handover, em um cenário de handover vertical no sentido LTE WLAN; tal cenário é particularmente importante ao se considerar à possibilidade de data offloading para controle de congestão nas redes celulares. No segundo estudo de caso foram avaliadas a latência e a sinalização de handover em um cenário de handover horizontal entre redes WLANs em que a rede LTE é a rede caseira do móvel; tal cenário também possui relação direta com a possibilidade de data offloading. No terceiro estudo de caso utilizou-se o mesmo cenário do segundo estudo de caso, mas considerando outros aspectos relativos à modelagem analítica. O estudo e a avaliação dos diversos métodos de autenticação serviram como base para a apresentação de proposta preliminar de um novo protocolo de autenticação, dotado de diversas propriedades de segurança, além de assegurar baixa latência de handover em uma arquitetura de integração LTE-WLAN. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT / With the growing evolution of wireless networking technologies, has been considered, in recent years, the integration and convergence of different network technologies, with specific capabilities and features, and favored by the existence of terminals with multiple interfaces, which can be served by heterogeneous networks. This integration enables the proffer of connectivity options to the users and an increase in coverage area, while a wide range of problems now requires solution, such as the selection of networks, integrated management of resources, congestion control, authentication and mobility management. Heterogeneous networks (HetNet) constitute one of the pillars on which is based the 4ª and 5ª wireless network generation (4G and 5G, respectively), in which network based on multiple radio access technologies (RAT) must be integrated harmoniously, which requires adequate treatment of handovers, aiming at the desired continuity of services during and after the transition between different RATs. This treatment is highly dependent on the adequate solution of some of the problems cited, of which stand out, in this work, authentication and mobility management. On the other hand, to meet the demand of various applications that has strict QoS (Quality of Service) requirements, such as those involving multimedia communications in real time, the mobile devices must exchange the lower number of messages on handover, which will be able to provide bandwidth savings and promote compliance with the QoS requirements. This work evaluated the impact of recent authentication methods in a vertical handover between LTE and WLAN networks, interconnected by a core architecture of the EPC (Evolved Packet Core), regarding the handover latency and signaling, along with security aspects, such as key management and threat protection. In conjunction with the authentication methods, it was used to PMIPv6 (Proxy MobileIPv6) protocol, adopted as a standard by 3GPP to provide mobility management on the interconnection of heterogeneous networks. The performance evaluation was performed by analytical modeling in three different case studies. In the first case study, the handover latency was evaluated in a vertical handover scenario in the sense LTEWLAN; this scenario is particularly important when considering the possibility of data offloading for congestion control in cellular networks. In the second case study the handover latency and signaling were evaluated in a horizontal handover scenario between WLANs networks where LTE network is the UE’s home network; this scenario also has a direct relationship with the possibility of data offloading. In the third case study was used the same scenario of the second case study, but considering other aspects of the analytical modeling. The study and evaluation of authentication methods served as the basis for presentation of preliminary proposal of a new authentication protocol, having several security properties and ensuring low latency handover in a LTE-WLAN integration architecture.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/20601 |
| Date | 02 March 2016 |
| Creators | Trineto, José Benício Menezes |
| Contributors | Gondim, Paulo Roberto de Lira |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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