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O handover ou handoff é um mecanismo fundamental nas comunicações móveis celulares ( GSM , CDMA , UMTS ou LTE , por exemplo).

O handover designa todas as operações implementadas para permitir que um telemóvel ou smartphone (denominado estação móvel - MS em GSM, ou equipamento de utilizador em redes 3G e 4G ) possa mudar de célula de rádio sem interromper a conversação ou transferência de dados.

Este mecanismo pode ser complementado por um serviço de roaming , que se manifesta no caso em que a estação móvel sai de uma célula gerida por uma operadora para outra pertencente a outra operadora, havendo ou não conversação.

O processo de handover permite que um terminal móvel mantenha a comunicação em andamento, durante um movimento que faz com que o móvel mude de célula . De fato, quando o sinal de transmissão entre um telefone e uma estação base (BTS) enfraquece, o software do telefone móvel procura outra estação base disponível em outra célula, que seja capaz de garantir a continuidade novamente.

A transferência também pode ocorrer entre canais de rádio ou células gerenciadas por um único BTS ou um nó B (falamos então de transferência intracelular), por exemplo, quando a estação móvel muda de um canal de rádio para outro, devido a uma deterioração do rádio link (muita interferência na banda de frequência do canal original) ou mudança de setor (as antenas são frequentemente agrupadas por três em um poste onde cada uma emite em um ângulo de 120 °, ou seja, 360 ° no total, esses 3 setores são gerenciados por um único BTS ou um único nó B).

Utilidade da transferência

Existem três casos em que uma transferência é necessária para garantir a continuidade de uma chamada telefônica:

Transferência de resgate : aestação móvelsai da área coberta por uma célula por outra. É a qualidade da transmissão que determina a necessidade dohandover, qualidade medida pela taxa de erro, a intensidade do sinal recebido (medição doRSSI), o nível de interferência e o atraso de propagação.
Contenção de handover : a estação móvel sofreria menos interferência se mudasse de célula (a interferência se deve em parte a outras estações móveis ativas na célula). A estação móvel escuta constantemente outrasantenaspara medir a qualidade de uma conexão com elas. Além disso, cada estação móvel é sincronizada com váriosBTS(2G) ouNó B(3G) para estar pronta em caso detransferência.
Transferência de tráfego : o número de estações móveis é muito grande para a célula e as células vizinhas podem acomodar novas estações móveis. Essa decisão requer o conhecimento da carga de outroBTS.

A transferência leva em consideração a direção do movimento .

No GSM , em todos os casos, a transferência é da responsabilidade do MSC ( Mobile Services Switching Center ou Mobile Switching Center ). No UMTS (3G), é decidido pelo RNC . Em redes 4G LTE , é negociado diretamente entre o eNode B que gerencia as células de rádio em questão.

Tipos de transferência

Transferências fortes e suaves

O hard handover ocorre quando o canal de rádio da célula de origem é liberado e o canal da célula de destino é ativado. Assim, a conexão com a célula de origem é interrompida antes (ou no momento) do estabelecimento do link com a célula de destino. Este método é denominado break-before-make (que significa "quebrar antes de fazer"). Nesse caso, é importante minimizar a duração da interrupção da comunicação. Este tipo de handover é usado em redes móveis GSM e em redes 4G LTE com uma duração de interrupção de algumas dezenas de milissegundos.
A transferência suave ocorre quando o canal da célula de origem é mantido por um determinado período de tempo enquanto a ligação com a célula de destino é ativada. Nesse caso, a conexão com a célula de destino é estabelecida antes que o link com a célula de origem seja interrompido. Esse método é chamado de fazer antes do intervalo (que significa "fazer antes do intervalo "). Este tipo de handover é utilizado em redes 3G UMTS graças ao código criptográfico (o “C” em W-CDMA ) que permite identificar e receber simultaneamente de várias células de rádio.

Transferências intra e inter sistemas

Por GSM

No GSM, a estação móvel MS já tendo um canal de rádio em uma determinada célula (gerenciado por um determinado BSC e MSC), ela migra para um novo canal. Existem quatro tipos de transferência :

Handover Intra- BSC (Base Station Controller) : o novo canal é atribuído aoMSna mesma célula ou em outra célula gerenciada pelo mesmoBSC.
Handover Intra- MSC : o novo canal está alocado aoMS,mas em uma célula gerenciada por outroBSC, sendo ele próprio gerenciado pelo mesmoMSC.
Handover Inter- MSC : o novo canal é alocado em uma célula que é gerenciada por outroMSC.
Handover Inter-System : um novo canal é alocado em umarede móveldiferenteda responsável peloMS(exemplo entre uma rede GSM e uma rede UMTS).

Em GPRS

Handover intra- SGSN : em modo de pacote, o novo canal é alocado aoMSmas numa célula gerida por outroBSC, sendo ela própria gerida pelo mesmoSGSN.
' Handover Inter SGSN : pacote, o novo canal é alocado em uma célula que é tratada por outro SGSN .

Em UMTS

Uma estação móvel (MS) já possui um canal de rádio em uma célula (gerenciado por um determinado Nó B e RNC ); quando o sinal recebido enfraquece, ele migra para um novo canal. Existem então seis tipos de transferência :

Handover Intra- RNC (Controlador de Rede de Rádio) : o novo canal de “voz” é atribuído aoMSna mesma célula ou em outra célula gerenciada pelo mesmo RNC.
Handover Intra- MSC / VLR : o novo canal é alocado aoMS,mas em uma célula gerenciada por outroRNC, sendo ele próprio gerenciado pelo mesmoMSC / VLR.
Handover intra- SGSN : em modo de pacote (transferência de dados), o novo canal é alocado aoMS,mas em uma célula gerenciada por outroRNC, sendo ele próprio gerenciado pelo mesmoSGSN.
Handover Inter-MSC / VLR : o novo canal é alocado em uma célula de rádio que é gerenciada por outroMSC / VLR.
Handover Inter-SGSN : em modo de pacote, o novo canal é alocado em uma célula que é gerenciada por outroSGSN.
Handover Inter-System : um novo canal de rádio é alocado em umarede móvelcom uma técnica diferente da rede à qual oMSfoi conectado (por exemplo, handover entre uma rede GSM e uma rede UMTS).

Em LTE

A rede 4G LTE é mais simples do que uma rede UMTS: voz ( VoLTE ) e dados usam os mesmos caminhos ( IP ) e não há mais um RNC (suas funções são integradas ao eNode B ). Um equipamento de usuário (geralmente um smartphone ) já possui recursos de rádio em uma célula de rádio (gerenciada por um eNode B ); quando ele se move e o sinal recebido enfraquece, ele migra para uma nova célula; a decisão é tomada pelo eNode B. Existem apenas dois tipos principais de transferência :

Entrega intra eNode B : novosrecursos de rádio( blocos de recursos ) são alocados para o dispositivo móvel em outra célula de rádio (outra banda de frequência) ou outro "setor" gerido pela mesmaeNode B.
Inter-eNode entrega B : novos recursos de rádio ( blocos de recursos ) são alocados para o terminal em uma célula gerenciada por outraeNode B. o diálogo entre os 2 eNode B é feito pelos linksX2da redeEUTRANda operadora móvel.

Quando ocorre a transferência entre a rede da operadora original e a de outra operadora móvel, falamos de roaming .

Notas e referências

Termo recomendado na França pelo DGLFLF (Jornal Oficial de 22/09/2000) e no Canadá pelo OQLF (ver o Grande dicionário terminológico).
(in) Handovers LTE - Intra E-UTRAN Handover lteworld.org, acessado em janeiro de 2014.
(in) UMTS Handover Umtsworld.com, acessado em dezembro de 2013.
(in) Why no soft handover in LTE 3glteinfo.com, 23 de maio de 2014.
(pt) Visão geral do sistema GSM , volume rev. não. 100. APIS Technical Training AB, Suécia, edição de treinamento e seminários da apis , 1998.

Veja também

Bibliografia

(en) C. Brunner, A. Garavaglia, M. Mittal, M. Narang e J. Vargas Bautista: Inter-System Handover Parameter Optimization. In: Proceedings of IEEE Vehicular Technology Conf. (VTC Fall '06) , Montreal, Canadá,Setembro de 2006
(pt) Visão geral do sistema GSM , volume rev. não. 100. APIS Technical Training AB, Suécia, apis training & seminars edition , 1998. Go East, Young Man: The Early Years; The Autobiography of William O. Douglas ( ISBN 0-394-71165-3 )
Curso online da Telecom Bretagne sobre redes celulares, introdução às redes celulares