Handover – как переносится активное соединение?

2015.09.07
Автор: RFBENCHMARK
Поделись информацией:


Handover – как переносится активное соединение?

Handover (Handoff) — это один из основных и важных функций мобильных систем. Без него пользование телефоном было бы обременительным. Трудно себе представить ситуацию, в которой каждый раз обрывалось бы голосовое соединение при перемещении пользователя за пределы одной из обслуживающих базовых станций.



Инженеры, разрабатывающие стандарты мобильных телесистем, ввели понятие механизма handover, который позволяет передвижение мобильного терминала из зоны действия одной базовой станции в зону действия другой базовой станции (где сильнее сигнал) без прерывания сеанса связи. Самое существенное, чтобы переключение соединений было неощутимым для пользователя.

Основываясь на примере сети UMTS (3G), следовало бы выделить следующие типы механизмов handover (обозначенных как HO):

  • Intra-system HO
    • Hard Handover (HHO)
    • Soft Handover (SHO)
    • Softer Handover
  • Inter-system HO
    • Hard Handover (HHO)


Inter-system HO — это переключение между двумя различными технологиями доступа, например UMTS и GSM, LTE и GSM или UMTS и LTE. Этой категории также присуще переключение между двумя различными режимами работы, например в технологии 3G: UTRA FDD и TDD. Тем не менее, в Польше в 3G используется только лишь режим FDD. Для трансляции в режиме TDD операторы имеют назначенную полосу частотности, которая в актуальности не используется.

FDD (ang. Frequency Division Duplex) – это мобильная связь, имеющая частотное разделение сигнала, сигнал разделяется на две разные частоты. Одна частота для приема данных, другая для передачи, что позволяет улучшить качество связи и уменьшить задержки при передаче данных. Стоит отметить, что в данном режиме количество каналов в обоих направлениях, как правило, одинаковое.
TDD (ang. Time Division Duplex) – это двухсторонняя связь с временным разделением сигнала. Связь осуществляется благодаря временному уплотнению каналов передачи и приема данных на одной несущей частоте. Благодаря такому режиму достигается наиболее оптимальное перераспределение ресурсов линий радиосвязи. При этом выделяется разное количество временных интервалов в нисходящих и восходящих каналах связи.




Hard Handover (HHO) выступает в случае всех вышеописанных переключений типа Inter-system HO. Inter-system HO имеет место в случае переключения между базовой станцией/сектором при одновременном изменении частоты. Характеризуются это тем, что, прежде всего, освобождается соединение между первой базовой станцией/сектором и терминалом, а только лишь следующим шагом является установление нового соединение с другой базовой станцией /сектором.

SoftHandover (SHO) используется в качестве противоположности от Hard Handover, промежуточное состояние, которого заключается, в удерживании радиосоединения терминала с двумя базовыми станциями одновременно. Для того чтобы могло дойти до SHO, базовая станция соединенная с подвижным терминалом должна работать на одной частоте.

Такое соединение на границе двух сот, где сигнал обоих передатчиков имеет относительно низкий уровень, с использованием приемника RAKE, позволяет получить большее соотношение сигнала к шуму, что соответственно отражается на улучшении качества предоставляемых услуг оператором. Однако данное решение имеет свои недостатки, один терминал во время handover одновременно использует ресурсы двух сот, что уменьшает пропускную способность системы.

Приемник RAKE используется для противодействия эффектам многолучевого распространения. Электромагнитная волна принимается непосредственно из нескольких направлений, для каждого направления сигнал доходит в разное время, соответственно с различной задержкой и фазой, а приемник передает сигналы так, чтобы все они были в одной фазе, т.е. окончательно их суммирует с целью получения на выходе улучшения показателя сигнала к шуму.

SofterHandover – это особый случай SoftHandover’а, является переключателем между секторами, принадлежащими одной базовой станции Node B. Переключение осуществляется в промежуточной фазе приема сигнала от двух секторов одновременно и является результатом наложения сигналов от соседних секторов или многолучевого распространения, или результатом отражения сигнала от различных объектов (например: зданий, сооружений).

Решение о handover принимает сеть, на основании выполненных измерений, посредством базовой станции и терминала. Разница между порогом достигнутого сигнала, при котором будет инициирован handover и минимально пригодным уровнем сигнала, должна быть выбрана оптимальна. Слишком большая разница – будет означать много handovers, например, на границе двух сот, слишком малая разница, что приведет к обрыву большого количества соединений. Эта величина зависит от среды распространения, ожидаемой скорости терминала и времени, необходимого для соединения.

Таким образом, работа сети устанавливается на повышение комфорта использования мобильного телефона. Возможные недостатки, связанные со сменой соты или ухудшением уровня сигнала от базовой станции были решены путем использования различных типов handover. В технологии 3G, в отличие от других технологий, внедрен SofterHandover, который позволяет поддерживать лучшее качество соединения на границе сот.