Хэндовер

В сотовой телекоммуникации термины хэндовер или передача обслуживания относится к процессу передачи текущего вызова или сеанса данных из одного канала, подключенного к базовой сети, на другой канал. В спутниковой связи это процесс передачи ответственности за управление спутником от одной земной станции к другой без потери или прерывания обслуживания.

• 1 Терминология
• 2 Назначение
• 3 Типы
• 4 Сравнение
• 5 Возможность
• 6 Реализации
• 7 Причины сбоя
• 8 Вертикальное переключение
• 9 Приоритезация передачи обслуживания
• 10 Межсистемная и внутрисистемная передача обслуживания
• 11 См. Также
• 12 Ссылки
• 13 Внешние ссылки

Американский английский использует термин передача обслуживания, и это наиболее широко используется в некоторых американских организациях, таких как 3GPP2, и в американских технологиях, таких как CDMA2000. В британском английском термин handover более распространен и используется в международных и европейских организациях, таких как ITU-T, IETF, ETSI и 3GPP и стандартизированы в рамках европейских стандартов, таких как GSM и UMTS. Термин «передача» чаще встречается в научных публикациях и литературе, в то время как передача несколько чаще встречается в организациях IEEE и ANSI.

В сфере телекоммуникаций могут быть разные причины, по которым может проводиться передача обслуживания:

• когда телефон удаляется из области, покрытой одной ячейкой, и входит в область, покрытую другой ячейкой, вызов переводится во вторую ячейку, чтобы избегать завершения вызова, когда телефон выходит за пределы диапазона первой ячейки;
• когда емкость для соединения новых вызовов данной ячейки исчерпана и существующий или новый звонок с телефона, который находится в область, перекрытая другой сотой, переносится в эту соту, чтобы высвободить некоторую емкость в первой соте для других пользователей, которые могут быть подключены только к этой соте;
• в не- CDMA сети, когда каналу, используемому телефоном, мешает другой телефон, использующий тот же канал в другом сотовом l, вызов передается на другой канал в той же соте или на другой канал в другой соте, чтобы избежать помех;
• снова в сетях без CDMA, когда поведение пользователя изменяется, например когда быстро перемещающийся пользователь, подключенный к большой ячейке зонтичного типа, останавливается, тогда вызов может быть передан в меньшую макроячейку или даже в микроячейку, чтобы освободить емкость зонтичной ячейки для других быстро перемещающихся пользователей и уменьшить потенциальные помехи для других сот или пользователей (это также работает в обратном направлении, когда обнаруживается, что пользователь движется быстрее определенного порога, вызов может быть передан в более крупную ячейку зонтичного типа, чтобы минимизировать частота передач обслуживания из-за этого перемещения);
• в сетях CDMA передача обслуживания (см. ниже) может быть вызвана для уменьшения помех меньшей соседней соте из-за "почти- far ", даже если телефон все еще имеет отличное соединение с его текущей ячейкой.

Самая простая форма передачи обслуживания - это когда phone текущий вызов перенаправляется из текущей ячейки (называемой источником) в новую ячейку (называемую целевой). В наземных сетях исходная и целевая соты могут обслуживаться двумя разными сотами или одной и той же сотой (в последнем случае две соты обычно называются двумя секторами на этой соте). Такая передача обслуживания, в которой источник и цель являются разными ячейками (даже если они находятся на одной и той же ячейке), называется передачей обслуживания между ячейками. Целью межсотовой передачи обслуживания является поддержание вызова, когда абонент покидает зону, покрытую исходной сотой, и входит в зону целевой соты.

Возможен особый случай, в котором источник и цель являются одной и той же сотой, и во время передачи обслуживания изменяется только используемый канал. Такая передача обслуживания, при которой ячейка не изменяется, называется передачей обслуживания внутри ячейки. Целью внутрисотового хэндовера является изменение одного канала, который может испытывать помехи или затухание, на новый, более четкий или менее затухающий канал.

В дополнение к приведенной выше классификации межсотовой и внутрисотовой классификации хэндоверов их также можно разделить на жесткие и мягкие хэндоверы:

Жесткий хэндовер

Это канал, в котором канал в исходной ячейке освобождается, и только после этого задействуется канал в целевой ячейке. Таким образом, соединение с источником прерывается до того, как будет установлено соединение с целью, или «по мере того, как» будет выполнено соединение с целью - по этой причине такие передачи обслуживания также известны как прерывание перед установкой. Жесткая передача обслуживания должна выполняться мгновенно, чтобы свести к минимуму прерывание вызова. Жесткая передача обслуживания воспринимается сетевыми инженерами как событие во время разговора. Он требует наименьшей обработки со стороны сети, предоставляющей услуги. Когда мобильный телефон находится между базовыми станциями, он может переключаться с любой из базовых станций, поэтому базовые станции переключают связь с мобильным телефоном взад и вперед. Это называется «пинг-понг».

Мягкая передача обслуживания

- это передача, при которой канал в исходной ячейке сохраняется и некоторое время используется параллельно с каналом в целевой ячейке. В этом случае соединение с целью устанавливается до того, как соединение с источником будет разорвано, поэтому такая передача обслуживания называется «прервать соединение». Интервал, в течение которого два соединения используются параллельно, может быть коротким или значительным. По этой причине мягкая передача обслуживания воспринимается сетевыми инженерами как состояние вызова, а не как кратковременное событие. Мягкая передача обслуживания может включать использование соединений более чем с двумя сотами: соединения с тремя, четырьмя или более сотами могут поддерживаться одним телефоном одновременно. Когда вызов находится в состоянии мягкой передачи обслуживания, сигнал лучшего из всех используемых каналов может использоваться для вызова в данный момент или все сигналы могут быть объединены для получения более четкой копии сигнала. Последнее более выгодно, и когда такое объединение выполняется как в нисходящей линии связи (прямая линия связи ), так и в восходящей линии связи (обратная линия связи ) передача называется более мягкой. Более мягкая передача обслуживания возможна, когда соты, участвующие в передаче обслуживания, имеют один сотовый узел.

Передача обслуживания также может быть классифицирована на основе используемых методов передачи обслуживания. В общих чертах их можно разделить на три типа:

1. Хэндовер, управляемый сетью
2. Хэндовер с помощью мобильного телефона
3. Управляемый мобильным телефоном хэндовер

Преимущество жесткого хэндовера заключается в том, что в любой момент времени один звонок использует только один канал. Событие жесткой передачи действительно очень короткое и обычно не ощущается пользователем. В старых аналоговых системах это было слышно как щелчок или очень короткий гудок; в цифровых системах это незаметно. Еще одним преимуществом жесткого переключения является то, что аппаратное обеспечение телефона не должно быть способно принимать два или более каналов параллельно, что делает его дешевле и проще. Недостатком является то, что при сбое передачи обслуживания вызов может быть временно прерван или даже аварийно завершен. Технологии, которые используют жесткую передачу обслуживания, обычно имеют процедуры, которые могут повторно установить соединение с исходной сотой, если соединение с целевой сотой не может быть выполнено. Однако восстановление этого соединения не всегда возможно (в этом случае вызов будет прерван), и даже когда это возможно, процедура может вызвать временное прерывание вызова.

Одно преимущество мягкой передачи обслуживания состоит в том, что соединение с исходной сотой разрывается только тогда, когда установлено надежное соединение с целевой сотой, и, следовательно, вероятность того, что вызов будет завершен ненормально из-за неудачных передач обслуживания, ниже. Однако гораздо большее преимущество заключается в том, что одновременно поддерживаются каналы в нескольких сотах, и вызов может потерпеть неудачу только в том случае, если все каналы будут иметь помехи или замирают одновременно. Замирание и помехи в разных каналах не связаны между собой, и поэтому вероятность того, что они имеют место в один и тот же момент во всех каналах, очень мала. Таким образом, надежность соединения становится выше, когда вызов находится в режиме мягкой передачи обслуживания. Поскольку в сотовой сети большая часть переключений происходит в местах с плохим покрытием, где вызовы часто становятся ненадежными, когда их канал создает помехи или замирает, мягкие передачи обслуживания значительно улучшают надежность вызовов в этих местах, создавая помехи. или замирание в одном канале не критично. Это преимущество достигается за счет более сложного оборудования в телефоне, которое должно быть способно обрабатывать несколько каналов параллельно. Еще одна плата за мягкую передачу обслуживания - использование нескольких каналов в сети для поддержки только одного вызова. Это уменьшает количество оставшихся свободных каналов и, таким образом, снижает пропускную способность сети. Регулируя продолжительность мягких переключений и размер областей, в которых они происходят, сетевые инженеры могут уравновесить преимущество дополнительной надежности вызовов и цену уменьшенной емкости.

Хотя теоретически мягкая передача обслуживания возможна в любой технологии, аналоговой или цифровой, стоимость их внедрения для аналоговых технологий непомерно высока, и ни одна из технологий, которые были коммерчески успешными в в прошлом (например, AMPS, TACS, NMT и т. д.) была эта функция. Из цифровых технологий те, которые основаны на FDMA, также имеют более высокую стоимость для телефонов (из-за необходимости иметь несколько параллельных радиочастотных модулей), а технологии, основанные на TDMA или Комбинация TDMA / FDMA, в принципе, позволяет не очень дорого реализовать мягкую передачу обслуживания. Однако ни одна из технологий 2G (второе поколение) не имеет этой функции (например, GSM, D-AMPS / IS-136 и т. Д.). С другой стороны, все технологии на основе CDMA, 2G и 3G (третье поколение), имеют мягкую передачу обслуживания. С одной стороны, этому способствует возможность разработки недорогого телефонного оборудования, поддерживающего мягкую передачу обслуживания для CDMA, а с другой стороны, это обусловлено тем фактом, что без мягкой передачи обслуживания сети CDMA могут страдать от значительных помех, возникающих из-за такого -названный эффект ближнего-дальнего.

Во всех современных коммерческих технологиях, основанных на FDMA или на комбинации TDMA / FDMA (например, GSM, AMPS, IS-136 / DAMPS и т. д.)) изменение канала во время жесткого хэндовера осуществляется путем изменения пары используемых частот передачи / приема .

Для практической реализации хэндовера в сотовой сети каждой ячейке назначается список потенциальные целевые ячейки, которые можно использовать для передачи им вызовов из этой исходной ячейки. Эти потенциальные целевые ячейки называются соседями, а список - списком соседей. Создание такого списка для данной ячейки нетривиально, и используются специализированные компьютерные инструменты. Они реализуют различные алгоритмы и могут использоваться для ввода данных из полевых измерений или компьютерных прогнозов распространения радиоволн в областях, покрытых сотами.

Во время вызова один или несколько параметров сигнала в канале в исходной соте отслеживаются и оцениваются, чтобы решить, когда может потребоваться передача обслуживания. Направление нисходящей линии связи (прямая линия связи) и / или восходящей линии связи (обратная линия связи) может контролироваться. Передача обслуживания может быть запрошена телефоном или базовой станцией (BTS) его исходной соты, а в некоторых системах - BTS соседней соты. Телефон и BTS соседних ячеек отслеживают сигналы друг друга, и среди соседних ячеек выбираются лучшие целевые кандидаты. В некоторых системах, в основном на основе CDMA, целевой кандидат может быть выбран среди ячеек, которых нет в списке соседей. Это делается для того, чтобы снизить вероятность помех из-за вышеупомянутого эффекта "ближний-дальний".

В аналоговых системах параметрами, используемыми в качестве критериев для запроса аппаратной передачи обслуживания, обычно являются принятый и принятый отношение сигнал / шум (последнее можно оценить в аналоговой системе, вставив дополнительные тоны, с частотами сразу за пределами захваченного диапазона голосовых частот в передатчике и оценки формы этих тонов в приемнике). В цифровых системах 2G, отличных от CDMA, критерии для запроса жесткой передачи обслуживания могут быть основаны на оценках мощности принятого сигнала, частоты ошибок по битам (BER) и ошибок / стирания блоков (BLER), качество принятой речи (RxQual ), расстояние между телефоном и BTS (оценивается по задержке распространения радиосигнала) и другие. В системах CDMA, 2G и 3G наиболее распространенным критерием для запроса передачи обслуживания является соотношение, измеренное в (CPICH ) и / или RSCP.

. В системах CDMA, когда телефон находится в программном или более мягкий хэндовер подключается к нескольким сотам одновременно, он обрабатывает полученные параллельно сигналы с помощью рейк-приемника . Каждый сигнал обрабатывается модулем под названием rake finger. Обычная конструкция приемника граблей в мобильных телефонах включает три или более пальца граблей, используемых в состоянии мягкой передачи обслуживания для обработки сигналов от такого же количества ячеек, и один дополнительный палец, используемый для поиска сигналов от других ячеек. Набор ячеек, сигналы которых используются во время мягкой передачи обслуживания, называется активным набором. Если палец поиска находит достаточно сильный сигнал (с точки зрения высокого Ec / Io или RSCP) от новой ячейки, эта ячейка добавляется к активному набору. Ячейки в списке соседей (вызываемые в наборе соседей CDMA) проверяются чаще, чем остальные, и, таким образом, передача обслуживания с соседней ячейкой более вероятна, однако передача обслуживания с другими ячейками за пределами списка соседей также разрешена (в отличие от GSM, ИС-136 / DAMPS, AMPS, NMT и др.).

Есть случаи, когда передача обслуживания неуспешна. Этой проблеме посвящено много исследований. Источник проблемы был обнаружен в конце 1980-х годов. Поскольку частоты не могут быть повторно использованы в соседних ячейках, когда пользователь переходит из одной ячейки в другую, для вызова должна быть выделена новая частота. Если пользователь переходит в ячейку, когда все доступные каналы используются, вызов пользователя должен быть прекращен. Кроме того, существует проблема интерференции сигнала, когда соседние соты подавляют друг друга, что приводит к снижению чувствительности приемника.

Также существуют межтехнологические передачи обслуживания, когда соединение вызова передается от одной технологии доступа к другой, например вызов, передаваемый из GSM в UMTS или из CDMA IS-95 в cdma2000.

Стандарт 3GPP UMA / GAN обеспечивает передачу обслуживания GSM / UMTS в Wi-Fi и наоборот.

Различные системы имеют разные методы обработки и управления запросом передачи обслуживания. Некоторые системы обрабатывают передачу обслуживания таким же образом, как и новый исходящий вызов. В такой системе вероятность того, что передача обслуживания не будет выполнена, равна вероятности блокировки нового исходящего вызова. Но если вызов прерывается внезапно в середине разговора, это раздражает больше, чем блокирование нового исходящего вызова. Таким образом, чтобы избежать этого внезапного завершения текущего запроса на передачу обслуживания, следует отдавать приоритет новому вызову, это называется приоритизацией передачи обслуживания.

Для этого есть два метода:

Концепция защитного канала

В этом методе часть всех доступных каналов в соте зарезервирована исключительно для запроса передачи обслуживания от текущих вызовов, которые могут

Организация очереди

Организация очереди передачи обслуживания возможна, поскольку существует конечный временной интервал между моментом, когда уровень принятого сигнала падает ниже порога передачи обслуживания, и временем завершения вызова из-за недостаточного уровня сигнала. Величина задержки определяется на основе модели трафика конкретной зоны обслуживания.

Межсистемная передача обслуживания

• Если во время текущего вызова мобильный объект перемещается из одной сотовой системы в другую сотовую систему, которая является управляемая другим MTSO, процедура передачи обслуживания, которая используется для предотвращения сброса вызова, называется межсистемной передачей обслуживания.
• MTSO участвует в этой системе передачи обслуживания. Когда мобильный сигнал становится слабым в данной соте и MTSO не может найти другую соту в своей системе, на которую он может передать вызов, он использует межсистемную передачу обслуживания.
• Перед реализацией межсистемной передачи обслуживания необходимо обеспечить совместимость MTSO

Внутрисистемная передача обслуживания

• Если во время текущего вызова мобильный объект перемещается из одной сотовой системы в соседнюю сотовую систему, которая управляется одним и тем же MTSO, процедура передачи обслуживания, которая используется, чтобы избежать сброса вызова, называется внутрисистемной передачей обслуживания.
• MTSO участвует в этой системе передачи обслуживания. Когда мобильный сигнал становится слабым в данной соте и MTSO находит другую соту в своей системе, в которую он может передать вызов, он использует внутрисистемную передачу обслуживания.
• При передаче обслуживания внутри системы локальные вызовы всегда остаются локальными вызовами только с тех пор, как после передачи обслуживания вызов также обрабатывается тем же MTSO.

• Сотовая сеть
• Роуминг
• Управление мобильностью
• Управление радиоресурсами
• UMA / GAN
• Непрерывность голосового вызова
• Отчет о смене смены

1. ^ Гуованг Мяо, Йенс Зандер, Ки Вон Сон и Бен Слиман, Основы сетей мобильной передачи данных, Cambridge University Press, ISBN 1107143217, 2016.

Найдите handover в Wiktionary, бесплатном словаре.

• Внутри-MSC GSM Handover Call Flow
• Процесс передачи вызовов GSM между MSC
• США Патент 3,663,762 : Система сотовой мобильной связи - Amos Edward Joel (Bell Labs), подана 21 декабря 1970 г., выдана 16 мая 1972 г.