Download - Handover UMTS.pdf
Proiect RCI
Serviciul de HANDOVER în rețelele UMTS
Chircu Florin-Dumitru
IISC
2012
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
2
Contents 1. Introducere .................................................................................................................................3
2. Arhitectura sistemului UMTS .......................................................................................................3
Nivelul fizic .....................................................................................................................................4
Nivelul legătura de date ..................................................................................................................4
Nivelul reţea ...................................................................................................................................5
Nivelul aplicatie ..............................................................................................................................6
Nivelul control de retea...................................................................................................................6
Nivelul conectivitate .......................................................................................................................6
3. Procesul de handover în reţelele UMTS .......................................................................................7
Rolul RNC-ului în procesul de handover ...........................................................................................8
Tipuri de handover existente în reţelele UMTS ................................................................................9
Handover orizontal.................................................................................................................... 10
Handoverul vertical ................................................................................................................... 10
Handoverul intra-sistem ............................................................................................................ 11
Handoverul inter-sistem ............................................................................................................ 11
Handoverul hard ....................................................................................................................... 13
Handoverul soft şi softer ........................................................................................................... 14
■ Obţinerea şi prelucrarea măsurătorilor .............................................................................. 16
■ Algoritmul handoverului soft ............................................................................................. 17
4. Exemplu de modelare a procesului de handover în reţelele UMTS ............................................ 20
5. Concluzii ................................................................................................................................... 25
6. Bibliografie ................................................................................................................................ 26
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
3
1. Introducere
Rețeaua de comunicaţii mobile permite utilizatorilor echipaţi cu terminale mobile să
efectueze şi să primească apeluri telefonice, această capacitate fiind cunoscută sub numele de
telefonie celulară.
Conceptul de telefonie celulară a fost inventat în Statele Unite la Bell Laboratories în
1947. Au fost necesari peste 35 de ani pentru a-l pune în practică şi a realiza prima reţea
analogică şi terminalele necesare.
O reţea celulară este compusă dintr-o serie de staţii de bază de joasă putere, fiecare
oferind o arie de acoperire relativ mică. Acestea, combinate, asigură o acoperire continuă a
unei regiuni date. Prin utilizarea acestor staţii de putere mică, a devenit posibilă reutilizarea
frecvenţelor, lucru care a condus la o creştere a capacităţii reţelei.
Acoperirea oferită de o staţie de bază corespunde unui număr de utilizatori care se
presupune că există în respectiva arie, numită celulă. Astfel, arii dens populate necesită celule
mai mici şi o proiectare inteligentă a reţelei oferă posibilitatea ca o conversaţie să continue
fără întrerupere pe măsură ce utilizatorii se deplasează între aceste celule. Procesul prin care o
conversaţie este transferată dintr-o celulă în alta este cunoscut sub numele de "hand-off" sau
„handover" .
2. Arhitectura sistemului UMTS
UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems) este un sistem de telefonie
mobilă 3G (Third Generation) şi face parte din familia IMT-2000 (International Mobile
Telecommunication 2000) a standardelor de comunicaţii mobile de generaţia a treia. [1] Cele
trei standarde special definite pentru 3G sunt: UMTS sau W-CDMA (CDMA de banda largă),
CDMA2000 si TD-SCDMA (TDMA/CDMA cu sincronizare)
UMTS a fost iniţial dezvoltat de ETSI, iar apoi a fost preluat de 3GPP (Third
Generation Partnership Project).
Sistemul UMTS reprezintă o evoluţie în servicii şi în viteza de transfer de la a doua
generaţie la a treia generaţie (3G) şi consituie o cale reală pentru dezvoltarea produselor şi
serviciilor multimedia.
Sistemul UMTS a fost prevăzut ca successor al sistemului GSM şi se adresează unei
creşteri a cererii aplicaţiilor mobile şi Internet.
Elementele de reţea ale sistemului UMTS sunt împărţite în două grupe. Prima grupă
corespunde reţelei de acces radio, RAN (Radio Access Network), care suportă toate
funcţionalităţile radio. În cazul sistemelor UMTS, cu acces radio de tip WCDMA (Wide
CDMA), se utilizează denumirea de UTRAN (UMTS Terrestrial RAN) sau UTRA. Cea de-a
doua grupă corespunde reţelei centrale, CN (Core Network), care este responsabilă de
comutaţia şi de rutarea comunicaţiilor spre reţelele externe. Pentru a completa sistemul, se
defineşte, de asemenea, terminalul utilizator UE (User Equipement). [5]
UE UTRAN CN
Interfata Uu (radio) Interfata Iu
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
4
UTRAN este format din unul sau mai multe RNS-uri (Radio Network Subsystems),
care la rândul lor sunt formate din staţii de bază (Node Bs) şi RNCuri (Radio Network
Controllers). [4] Node B este o staţie de bază, ce comunică cu UE prin interfaţa WCDMA.
RNC controlează resursele radio. [2]
Reţeaua de acces radio UTRAN îndeplineşte mai multe categorii de funcţii:
- funcţii privind controlul accesului în sistem;
- funcţii de criptare şi de decriptare a informaţiilor pe canalul radio;
- funcţii de mobilitate;
- funcţii lagate de controlul şi managementul resurselor radio;
- funcţii legate de serviciile difuzate.
Reţeaua Centrală (CN) este partea sistemului UMTS ce conectează UTRAN la reţelele
externe, cum ar fi PTSN (Public Switched Telephone Network) şi Internet.
Echipamentul de utilizator (UE) este format din USIM (UMTS Subscriber
Identification Module) şi echipamentul mobil, ME (Mobile Equipment). [5] Interfaţa radio Uu
reprezintă punctul de legătură dintre terminalul mobil (UE) şi reţeaua UMTS.
Fig. 2.1: Arhitectuta UMTS
Arhitectura protocoalelor pe interfaţa radio, structurată pe trei nivele, este prezentată în
figura 1. [10]
Nivelul fizic
Nivelul 1 (sau L1) se bazează pe tehnologia WCDMA. El interfaţează cu subnivelul
de control al accesului la mediu MAC (Medium Access Control) din nivelul 2 şi nivelul de
control al resurselor radio RRC (Radio Resource Control) din nivelul 3. De asemenea, oferă
pentru MAC diferite canale de transport, iar MAC oferă diferite canale logice pentru RRC.
Nivelul fizic este controlat de RRC.
Nivelul legătura de date
Nivelul 2 (sau L2) asigură servicii şi funcţionalităţi ca MAC, RLC, protocolul de
convergenţă a datelor în pachete PDCP (Packet Data Convergence Protocol) şi controlul
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
5
modurilor broadcast/multicast BMC (broadcast/multicast control). De observat că PDCP şi
BMC există numai în planul informaţiilor de utilizator (U-plane information).
Nivelul reţea În planul de control, nivelul 3 este partiţionat în mai multe subnivele, din care
subnivelul cel mai de jos este RRC. Aceasta asigură interfaţa cu nivelul 2 şi se termină în
UTRAN.
Nivelul 3 (reţea sau L3) asigură funcţii pentru:
- managementul resurselor radio RRM (Radio Resource Management);
- controlul resurselor radio RRC;
- managementul mobilităţii MM (Mobility Management);
- managementul conexiunilor CM (Connection Management);
- controlul legăturii logice LLC (Logical Link Control).[1]
PHY
MAC
RLC
RRC PDCP BMC
Canale fizice
Canale de transport
Canale logice
de trafic
Canale logice
de control
Stabilirea
conexiunii
Semnalizarea
purtătorilor radio
Navigare InternetSMS broadcast
PLAN DE
CONTROL
PLAN DE
UTILIZATOR
L3
L2
L1
Fig. 2.2 - Arhitectura protocoalelor pe interfaţa radio
Se poate afirma ca retelele UMTS sunt cu adevarat universale in sensul ca:
Sunt proiectate astfel incat sa acopere intreaga planeta; acest lucru se realizeaza prin
combinarea unei componente terestre a serviciului (Terrestrial- UMTS) si a unei
componente care ofera serviciul cu ajutorul comunicatiei prin satelit (Satellite-
UMTS);
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
6
Sunt gandite in ideea oferirii unor servicii universale utilizatorilor.
Sunt proiectate avand in vedere mediul universal in care vor fi utilizate (incaperi,
spatii deschise, locatii fixe, vehicule aflate in miscare).
Pentru ca serviciul sa aiba acoperire cu adevarat globala (chiar si pe caile maritime sau
cele aeriene) este neaparata nevoie de existenta unei constelatii de sateliti (S- UMTS -
Satellite UMTS) geostationari care sa asigure legaturile in aceste zone. Ca urmare, satelitii vor
forma o parte integranta a retelelor UMTS, completand infrastructura terestra.
Trebuie spus ca trecerea de la retelele din a doua generatie (2G) operationale in ziua de
azi spre infrastructura UMTS se face prin intermediul serviciului General Packet Radio
Services (GPRS), care ofera oarecum un serviciu intermediar intre primele doua, permitand
viteze de comunicatie mai ridicate (de la 56 Kbps la 114 Kbps) decat cele atinse in cazul
retelelor 2G, dar neavand calitatea serviciilor si multitudinea aplicatiilor oferite de viitoarele
retele 3G. [2]
Nivelul aplicatie
Este nivelul la care sunt stocate aplicatiile accesibile utilizatorului. In majoritatea
cazurilor aplicatiile sunt incorporate in terminalele mobile si in serverele de aplicatii dedicate
acestui scop. Deseori serverele de aplicatii sunt completate cu servere care gazduiesc baze de
date cu continut aditional (sistemul de facturare, sistemul de administrare al retelei,
administrarea performantei retelei, colectii de video-clipuri sau de stiri, etc.). Operatorii se pot
diferentia unii fata de altii pe baza pachetelor de servicii unice pe care le ofera abonatilor la
acest nivel. In plus, operatorii pot apela la firme specializate pentru dezvoltarea, rularea, sau
depanarea acestor aplicatii, ceea ce duce la un numar foarte mare de aplicatii posibile oferite
abonatilor retelei. Nivelul aplicatie este conectat la nivelul controlului de retea prin
intermediul unor API-uri (Application Program Interface). [3]
Nivelul control de retea
Acest nivel include toate functiile necesare asigurarii unor servicii de calitate
superioara pe diferite tipuri de retele. Diferitele tipuri retele pot fi privite ca si un set de
domenii, fiecare dintre acestea avand in componenta servere de control care controleaza
fiecare tip de retea in parte. Serverele de control administreaza apelurile si sesiunile de
comunicatie intre utilizatori, asigura serviciile de securitate, sau indeplinesc alte functii
similare cu acestea. Aceste domenii pot fi detinute de un singur operator sau de operatori
individuali pentru fiecare domeniu sau grup de domenii. Nivelul control de retea contine si
serverul HSS (Home Subscriber Server) care are un rol foarte important, devenind o entitate
multidomeniu. Acesta poate administra autorizari, autentificari si poate administra locatii din
toate domeniile prezente in reteaua respectiva. Legatura intre nivelul control de retea si
nivelul conectivitate este realizat cu ajutorul protocoalelor GCP (Gateway Control Protocol).
[3]
Nivelul conectivitate
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
7
La acest nivel vorbim despre un mecanism de transport capabil de transportul oricarui
tip de informatie prin intermediul conexiunilor vocale, de date sau ale fluxurilor multimedia.
Arhitectura acestui nivel incorporeaza rutere sau comutatoare care directioneaza traficul,
precum si echipamente care colecteaza date si informatii privind facturarea serviciului si
asigura garantii cu privire la asigurarea unei bune calitati a serviciului.[3]
3. Procesul de handover în reţelele UMTS
Serviciul de handover reprezintă modalitatea principală de a oferi mobilitate în
arhitecturile celulare. În sistemele UMTS au fost introduse diferite tipuri de handover pentru a
coopera cu celelalte cerinţe, precum controlul încărcării reţelei, provizionarea ariilor de
acoperire şi satisfacerea condiţiilor impuse de calitatea serviciului.
Scopul procesului de handover este de a asigura continuitatea serviciilor de telefonie
mobilă pentru utilizatorii care se deplasează în cadrul celulelor componete ale unei
infrastructuri celulare. Pentru un utilizator, aflat în mijlocul unui apel telefonic, care se
deplasează şi depăşeşte graniţa celulei iniţiale, este mult mai favorabil să utilizeze resursele
radio disponibile în noua celulă - numită celulă receptoare - deoarece puterea semnalului
provenită de la „vechea" celulă este din ce în ce mai redusă pe măsură ce utilizatorul pătrunde
în celula receptoare. Întregul proces de întrerupere a conexiunii existente şi de stabilire a unei
noi conexiuni în noua celulă poartă numele de „handover". Capacitatea unei reţele celulare de
a efectua handoveruri eficiente este esenţială pentru a oferi servicii atractive, precum
aplicaţiile ce se desfăşoară în timp real sau traficul media, în sensul în care au fost proiectate
reţelele de generaţia a treia. În comparaţie cu sistemele celulare de comunicaţie predecesoare,
precum sistemul GSM, sistemele de generaţia a treia trebuie să reducă în special numărul de
„handover nereuşit" („handover failure") - adică situaţia în care procesul de handover nu
poate fi realizat cu succes. Cauzele pentru care un proces de handover nu este finalizat cu
succes variază de la eşuarea semnalizării până la lipsa de resurse disponibile în celula
receptoare, sau calitatea scăzuta a legăturii radio, aflată sub un prag minim admisibil pentru
realizarea transferului, acest lucru facând imposibilă acceptarea unui nou utilizator. În reţelele
de înaltă performanţă în care există o tendinţă de utilizare a celulor mai mici pentru creşterea
capacităţii, procesul de handover devine din ce în ce mai important, întrucât sunt necesare
handover-uri frecvente.
Un algoritm eficient de handover poate fi implementat doar cu ajutorul unui
management corespunzător al resurselor şi al localizării utilizatorului. Managementul
resurselor presupune existenţa unei modalităţi de a stabili, menţine, elibera şi controla
conexiunile la nivelul de acces radio. În sistemele UMTS, partea cea mai mare a semnalizării
de control dintre UE şi UTRAN este realizată de către protocolul RRC - protocolul de control
al resurselor radio (Radio Resource Control). Câteva dintre funcţiile implementate în
protocolul RRC care au o importanţă deosebită în discuţia noastră referitoare la handover
sunt: selecţia celulei, măsurătorile efectuate de către UE, relocarea SRNS-ului şi controlul
purtătorilor radio, canalele fizice şi canalele de transport. Cea mai mare parte din
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
8
funcţionalitatea protocolului RRC se regăseşte implementată în RNC. Controlerul de reţea
decide în conformitate cu măsurătorile efectuate cu privire la calitatea legăturii dacă este
necesar sau nu un proces de handover către o altă celulă.
Managementul localizării utilizatorului presupune cunoaşterea permanentă a locaţiei
echipamentului utilizatorului. O parte din aceste informaţii sunt păstrate în unităţile
funcţionale ale reţelei centrale: HSS (Home Subscriber Server) şi MSC; în principal
protocolul RRC operează între UE şi UTRAN - respectiv RNC - îndeplinind funcţiile de
mobilitate a conexiunii referitoare la procesele de handover.
Realizarea procesului de handover este necesară în următoarele situaţii:
- Când viteza de deplasare a echipamentului utilizatorului este foarte mare
- În momentul trecerii echipamentului utilizatorului dintr-o celulă în alta, în timpul unui
apel aflat în curs de desfăşurare
- În cazul apariţiei unui fenomen de interferenţă
Rolul RNC-ului în procesul de handover
Un handover soft este o problemă relativ simplă şi uşor de înţeles dacă Nodurile B
participante la proces aparţin aceluiaşi RNC. Un grad mai ridicat de complexitate apare în
cazul în care Nodurile B sunt controlate de RNC-uri diferite. Reţeaua centrală, CN, nu trebuie
să fie afectată în vreun fel de problemele care apar în partea de acces radio a reţelei (RAN)
sau să preia vreuna dintre sarcinile ce revin interfeţei radio. Cu toate acestea, acest lucru ar fi
necesar dacă cele două RNC-uri nu ar fi capabile să comunice direct unul cu celălalt prin
interfaţa Iur.
Pentru exemplificare vom considera figura de mai sus. Staţia mobilă ilustrată în figură
este alimentată de către celula 1, din stânga. RNC-ul din stânga controlează şi menţine
conexiunea cu reţeaua fixă printr-o interfaţă de tip Iu. Prin urmare, acest RNC este numit
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
9
RNC de control (CRNC). Dacă staţia mobilă se mută spre dreapta, la marginea celulei 1, are
loc un proces de handover soft. Staţia mobilă este alimentată de două Noduri B (1 şi 2). În
acest caz, al doilea Nod B este controlat de un RNC diferit în care CRNC-ul rezervă resursele
radio (RR) necesare staţiei mobile. Cu toate acestea, controlul asupra conexiunii este realizat
tot de RNC-ul din stânga. Acesta funcţionează ca un RNC de servire (SRNC), iar RNC-ul din
dreapta devine RNC de drift. SRNC primeşte datele neprelucrate de la RNC-ul de drift, iar
DRNC primeşte o copie a datelor de pe direcţia descendentă de la SRNC, pe care le transmite
mai departe către Nodurile B la care este conectată staţia mobilă. Rolul Nodului B numărul 1
scade treptat pe măsură ce staţia mobilă se deplasează mai mult înspre aria deservită de Nodul
B numărul 2. În cele din urmă conexiunea cu vechiul Nod B poate fi terminată.
Există o tehnică numită relocarea SRNS-ului conform căreia punctul de referinţă al
interfeţei Iu prin care sunt transferate datele de la RAN la CN este mutat de la RNC-ul din
stânga la RNC-ul din dreapta. Acesta este singurul tip de handover din UMTS care implică
reţeaua centrală în procesul de handover. În acest caz, DRNC-ul devine CRNC şi gestionează
conexiunea pe cont propriu. Termenii SRNC şi DRNC se referă la o conexiune individuală.
Deci, pentru un alt caz, RNC-ul din dreapta poate funcţiona ca un SRNC în timp ce RNC-ul
din stânga funcţionează ca un DRNC.
Tipuri de handover existente în reţelele UMTS
O primă clasificare a tipurilor de handover se face în funcţie de elemetele de reţea care
participă la procesul de handover, aşa cum urmează mai jos:
a) Handover intra-Nod B: Handoverul se realizează la nivelul unui singur Nod B. Un nou
canal aparţinând aceluiaşi Nod B este alocat staţiei mobile, pentru evitarea interferenţelor.
Transferul conexiunii poate fi realizat printr-un handover de tip soft sau hard. Realizarea
acestui proces este comandată de către RNC.
b) Handover intra-RNC, inter-Nod B: În timpul desfăşurării unui apel, sunt făcute măsurători
atât de către Nod B, cât şi de către RNC. Acestea păstrează o listă cu cei mai buni vecini.
În momentul în care puterea semnalului primită de la un anumit Nod B, aparţinând unui
anumit RNC,scade sub o valoare minimă admisibilă, RNC-ul comandă transferul către alt
Nod B. Acest proces poate fi de tip hard sau soft. În sistemele UMTS se preferă procesele
de handover soft, motivele urmând a fi prezentate în continuare.
c) Handover inter-RNC: Echipamentul utilizatorului aflat în mişcare poate trece la un
moment dat din zona de acoperire deservită de un Nod B controlat de un RNC, într-o zonă
de acoperire deservită de un Nod B controlat de un alt RNC. Acest transfer al sesiunii de
comunicaţie de la un RNC la altul prin interfaţa radio se numeşte handover inter-RNC.
Procesele de handover corespunzătoare WCDMA pot fi clasificate în continuare în
mai multe categorii în funcţie de tehnologiile între care se realizează transferul sau în funcţie
de modul în care este realizată conexiunea cu noul nod B.
1. Handover orizontal
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
10
2. Handover vertical
3. Handover soft
4. Handover hard
5. Handover softer
6. Handover intra-sistem
7. Handover inter-sistem
Handover orizontal
Transferul unei sesiuni de comunicaţie aflată în curs de desfăşurare de la o celulă la
alta, având aceeaşi tehnologie de acces se numeşte handover orizontal. De exemplu, dacă
echipamentul utilizatorului este conectat printr-o legătură radio la o reţea UMTS, handoverul
orizontal trebuie să se realizeze de la o reţea UMTS la altă reţea UMTS. Cu alte cuvinte ar
putea fi explicat ca transferul apelului telefonic de pe un canal pe alt canal aparţinând
aceleiaşi reţele centrale.
Menţinerea continuităţii legăturii se realizează prin ascunderea schimbării adresei IP
sau actualizarea dinamincă a acesteia în timpul deplasării mobilului. Pentru a ascunde
schimbarea adresei IP pe parcursul deplasării, nodul mobil conţine două tipuri de adrese IP: o
adresă IP permanentă (Home address) - care poate fi folosită de nivelurile superioare nivelului
de transport, şi o adresă IP variabilă (Care-of address) - care poate fi folosită de nivelurile
inferioare nivelului de transport.
Figura 3.1 procesul de handover orizontal:
Handoverul vertical
Transferul unei sesiuni de comunicaţie aflată în curs de desfăşurare de la o celulă la
alta, având tehnologii de acces diferite, se numeşte handover vertical. De exemplu, atunci
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
11
când un utilizator mobil se deplasează de la o reţea GSM la o reţea UMTS, tehnologiile de
acces diferă astfel încât avem de-a face cu un handover vertical. Spre deosebire de handoverul
orizontal, de această dată se schimbă nu numai adresa IP, ci şi tehnologia folosită, respectiv
interfeţele reţelei, caracteristicile QoS, etc. Această situaţie este ilustrată în Figura 3.2:
Handoverul intra-sistem
Handoverul intra-sistem este similar cu handoverul orizontal şi se realizează când
terminalele ce funcţionează în modurile duale FDD - TDD fac trecerea de la modul FDD la
modul TDD în urma unor mecanisme de măsurare. Acest tip de handover poate apărea doar în
cadrul unui singur sistem. Există două tipuri speciale de handover intra-sistem care sunt
explicate mai jos.
-Handoverul intra - frecvenţă
În sistemul WCDMA dacă procesul de handover intra-sistem se realizează între celule
având aceeaşi frecvenţă purtătoare, atunci acest tip de handover este numit handover intra-
frecvenţă.
-Handoverul inter - frecvenţă
De această dată handoverul se face între celule care operează la frecvenţe purtătoare
diferite.
Handoverul inter-sistem
Acest tip de handover este crucial în vederea sprijinirii compatibilităţii cu celelalte
sisteme. În faza preliminară a funcţionării reţelelor 3G, a fost puţin probabil ca zonele rurale
să beneficieze de acoperirea reţelei WCDMA. Drept consecinţă, reţelele GSM vor fi utilizate
în continuare pentru a oferi acoperire în aceste zone rurale. Handoverul inter-sistem va fi
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
12
folosit pentru transferul între celule având tehnologii de acces radio (RAT) diferite sau moduri
de acces radio (RAM) distincte. Majoritatea cazurilor din prima categorie se realizează între
sisteme WCDMA şi sisteme GSM/EDGE. Un exemplu de handover între celule cu moduri de
acces radio distincte este handoverul între modurile UTRA FDD şi UTRA TDD.
Mai jos este dat un exemplu de procedură de semnalizare pentru realizarea trecerii
unui utilizator UMTS în reţeaua GSM. Acest exemplu este reprezentativ pentru procedura
generală urmată în timpul proceselor de handover. Procedura constă, în mod normal, în
efectuarea de măsurători, rezervarea resurselor şi realizarea efectivă a handoverului.
Figura 3.3 Procedura handoverului inter-sistem între UTRAW şi GSM
Semnificaţia paşilor efectuaţi este următoarea:
1. Controlul măsurătorilor
2. Raportarea măsurătorilor
3. Rezervarea resurselor
4. Confirmarea de rezervare a resurselor (ACK) + comanda de handover
5. Handoverul de la UTRAN la GSM
6. Accesul handoverului
La comutarea conexiunii într-un alt sistem, este necesară măsurarea frecvenţei utilizate
de celălalt sistem. Atunci când nu există un receptor full duplex disponibil (adică capabil să
transmită şi să primească simultan în două benzi de frecvenţă) emisia şi recepţia sunt oprite
pentru scurt timp pentru a efectua măsurători pe alte frecvenţe. Acest mod se numeşte mod
comprimat. Aşa cum se poate observa în Figura 3.4 de mai jos, transmisiunea de date este
comprimată în domeniul timp fără a pierde date. Astfel, apare un decalaj în transmisie în
timpul căruia pot fi realizate măsurătorile.
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
13
Cum modurile FDD şi TDD folosesc frecvenţe diferite, handoverurile inter-mod
folosesc, de asemenea, modul comprimat pentru a efectua măsuratorile pe alte frecvenţe
necesare în timpul handoverului. [6]
Handoverul hard
Handoverul hard este tipul de handover în care conexiunea este întreruptă înaintea
realizării unei noi conexiuni radio între echipamentul utilizatorului şi reţeaua de acces radio.
Acesta este tipul de handover folosit în sistemele GSM în care fiecărei celule i-a fost alocată o
bandă de frecvenţă diferită. Pătrunderea unui utilizator în într-o celulă nouă conduce la
întreruperea conexiunii existente înaintea setării unei noi conexiuni la o altă frecvenţă în
celula receptoare. Algoritmul din spatele acestui tip de handover este destul de simplu; staţia
mobilă efectuează handoverul în momentul în care puterea semnalului celulei vecine
depăşeste puterea semnalului din celula curentă cu un anumit prag.
În sistemul UMTS, handoverul hard este folosit, de exemplu, pentru a schimba banda
de frecvenţă a conexiunii dintre UE şi UTRAN. În timpul procesului de alocare a frecvenţelor
în sistemul UMTS, a fost prevăzut ca fiecare operator UMTS să aibă posibilitatea de a solicita
frecvenţe suplimentare pentru a spori capacitatea în momentul în care va fi atins un nivel de
utilizare. În acest caz, mai multe benzi de aproximativ 5 MHz vor fi utilizate de către un
operator, acest lucru conducând la nevoia de a efectua procese de handover între ele.
Handoverul hard este efectuat, de asemenea, pentru a schimba celula pe aceeaşi
frecvenţă când nu există suportul reţelei pentru diversitatea macro. Altfel spus, atunci când un
echipament UE, având alocat un canal dedicat, trece într-o nouă celulă dintr-o reţea UMTS,
handoverul hard este ales atunci când este imposibilă realizarea proceselor de handover de tip
soft sau softer.
Un al treilea caz în care este posibilă efectuarea handoverului hard este reprezentat de
aşa numitul handover inter-mod. Acesta face posibil schimbul între modurile FDD şi TDD
UTRA. Acest tip de handover este uneori clasificat ca fiind un handover inter-sistem întrucât
metodele de măsurare folosite sunt asemănătoare cu cele folosite în cazul handoverului între
WCDMA - GSM.
Aceste procese sunt proiectate să fie instantanee, pentru a reduce probabilitatea
întreruperii apelului telefonic.
Handoverul hard poate fi realizat prin sudură sau fără sudură. Handoverul fără sudură
înseamnă că procesul de handover nu este sesizat de către utilizator. În mod obişnuit, un
handover ce presupune schimbarea frecvenţei purtătoare este similar cu handoverul hard.
Pentru purtătorarea sincronă, acest lucru presupune o deconectare scurtă a purtătoarei, iar
pentru purtătoarea asincronă handoverul hard se realizează fără pierderi. Handoverul hard
poate avea loc ca handover intra sau inter-frecvenţă.
Problema principală care apare la handoverul hard în sistemele GSM sunt
probabilităţile -uneori ridicate - de blocare experimentate de utilizatorii care trec într-o nouă
celulă. Această probabilitate poate fi redusă prin acordarea priorităţii utilizatorilor aflaţi în
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
14
proces de handover, în defavoarea utilizatorilor noi. Acest lucru poate fi realizat, de exemplu,
prin rezervarea unei părţi din capacitatea fiecărei celule pentru utilizatorii aflaţi într-un apel în
curs de desfăşurare. Pe de altă parte, această abordare ar duce la o utilizare mai puţin eficientă
a capacităţii sistemului celular sau la probabilităţi mai mari de blocare pentru noii utilizatori.
Aceste consideraţii precum şi alte argumente specifice CDMA au condus la alegerea unor
tipuri de handover suplimentare care să coexiste în reţeaua WCDMA, şi anume handoverul
soft şi handoverul softer. Algoritmii de realizare a acestor tipuri de handover vin să
contracareze o parte din dezavantajele sistemelor CDMA şi, prin urmare, conduc la creşterea
totală a performanţei sistemului. În general, procesele de handover hard sunt folosite numai
din motive de acoperire şi solicitare a reţelei, în timp ce handoverurile soft şi softer sunt
principalele mijloace de realizare a mobilităţii.
Handoverul soft şi softer
Handoverurile de tip soft şi softer sunt tipurile de handover specifice CDMA
implementate în sistemele UMTS, reprezentând una dintre cele mai importante caracteristici
ale metodei de acces WCDMA. În acest paragraf se va discuta impactul implementării acestor
tipuri de handover asupra proiectării sistemului şi vor fi analizaţi şi algoritmii din spatele
acestor metode aşa cum sunt descrişi în specificarea TR 25.022 a proiectului de parteneriat
3G.
Handoverul soft sau softer are loc atunci când staţia mobilă se află în zona de
intersecţie dintre ariile de acoperire corespunzătoare a două celule adiacente. Utilizatorul are
două conexiuni simultane la partea UTRAN a reţelei, folosind canale radio diferite
concomitent. În cazul handoverului soft, staţia mobilă se află în zona de intersecţie a ariilor de
acoperire ale celulelor a două sectoare aparţinând unor staţii de bază diferite. Handoverul
softer are loc în momentul în care o staţie de bază primeşte două semnale de la ut ilizator din
două sectoare adiacente pe care le deserveşte. Deşi există un grad mare de similitudine între
cele două tipuri de handover, există anumite diferenţe semnificative.
În cazul handoverului softer, staţia de bază primeşte 2 semnale separate printr-o
propagare multicale. Datorită reflexiilor pe clădiri sau obstacolele naturale, semnalul trimis de
către staţiile mobile ajunge la staţia de bază prin două sectoare diferite. Semnalele primite în
timpul handoverului softer sunt tratate în mod similar ca semnalele multicale. Pe direcţia de
uplink, semnalele recepţionate de staţia de bază sunt dirijate către acelaşi receptor Rake şi
apoi combinate folosind tehnica combinării maximale. Pe direcţia de downlink situaţia este
puţin diferită întrucât staţia de bază foloseşte diferite coduri aleatoare pentru a separa
sectoarele diferite pe care le deserveşte. Deci, pentru „degetele" receptorului Rake
corespunzător terminalului mobil, este necesar să se aplice un cod potrivit pe semnalele
primite de la diverse sectoare înainte de a le combina. Handoverul soft are loc în 5-10% dintre
conexiuni. Datorită naturii handoverului softer există doar o buclă de control al puterii activă.
Pentru handoverul soft situaţia este similară pentru legătura în direcţie descendentă
(downlink). În staţia mobilă, semnalele primite de la două staţii de bază sunt combinate
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
15
folosind prelucrarea MRC a receptorului Rake. În direcţia ascendentă (uplink), pe de altă
parte, apar diferenţe semnificative. Semnalele transmise nu mai pot fi combinate în staţia de
bază ci sunt dirijate către RNC. Procesul de combinare urmează un principiu diferit. În RNC
cele două semnale sunt comparate cadru cu cadru şi cel mai bun candidat este ales după
fiecare perioadă de întreţesere: de exemplu la fieracare 10, 20, 40, sau 80 ms. Întrucât
algoritmul de control al puterii prin buclă exterioară măsoară raportul semnal zgomot (SNR)
al semnalelor de uplink primite la o rată între 10 şi 100 Hz, această informaţie este folosită
pentru a selecta cadrul cu cea mai bună calitate în timpul handoverului soft.
Numele de handover soft provine din faptul că nu există nici un punct fix de tranziţie,
ci conexiunea este transferată de la un Nod B la altul. Noul Nod B contribuie inţial foarte
puţin la transmisiune; cu toate acestea, pe măsură ce UE pătrunde în noua celulă, noul Nod B
îşi asumă o responsabilitate din ce în ce mai mare. În final, conexiunea cu vechiul Nod B este
terminată şi staţia mobilă iese din starea de handover soft. În acest caz se foloseşte tehnica
cunoscută sub numele de micro-diversitate. Această tehnică prezintă multe avantaje, precum
cele enumerate mai jos:
- Este redus efectul „apropiat-depărtat"
- Oferă ocazia de a transmite date către un alt Nod B şi astfel comunicaţia este menţinută.
- Conexiunile sunt mai rezistente în faţa fenomenului de „shadowing". Fenomenul de
„shadowing" reprezintă pierderea puterii datorată difracţiei undelor radio la întâlnirea
obstacolelor în calea lor de propagare. În cazul în care un apare un obstacol care întrerupe
conexiunea cu Nodul B în timpul procesului de handover soft, există posibilitatea să
funcţioneze conexiunea cu cel de-al doilea Nod B şi astfel sesiunea de comunicaţie să nu
fie întreruptă.
Situaţiile de handover soft, respectiv handover softer aşa cum au fost prezentate mai sus,
sunt ilustrate în figura de mai jos.
În comparaţie cu handoverul tradiţional (handoverul hard), handoverul soft prezintă
mai multe avantaje. A îmbunătăţit comunicaţia fără sudură, caracteristica principală a acestui
tip de handover fiind lipsa întreruperii transmisiunii, în timp ce în handoverul hard apare o
întrerupere în timpul handover şi deci scad şansele realizării unui handover reuşit. O altă
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
16
caracteristică se referă la încărcarea redusă a reţelei. Procesul de handover soft elimină şi
problema interferenţei specifică sistemului WCDMA. Tot handoverul soft aduce o
îmbunătăţire a comunicaţiei între utilizatori, o capacitate mai mare cu menţinerea aceleiaşi
calităţi a serviciului, oferă mai mult timp pentru a ajunge la Nodul B dorit lucru care reduce
probabilitatea de blocare şi de asemenea reduce probabilitatea de terminare bruscă a apelului.
Deşi handoverul soft are multe avantaje, există şi anumite dezavantaje comparativ cu
handoverul tradiţional cum ar fi creşterea complexităţii şi consumul de resurse suplimentare
pentru legătura descendentă.
Conform descrierii procesului de handover din specificarea TR 25.922 a 3GPP,
handoverul soft întruneşte două funcţii principale: - Obţinerea şi prelucrarea măsurătorilor
- Executarea algoritmului de handover
Înainte de a începe o analiză detaliată a acestor funcţii, trebuiesc definiţi anumiţi termeni
utilizaţi în descrierea procesului de handover.
- Set: lista celulelor sau a Nodurilor B
- Set activ: lista celulelor care au o conexiune cu staţia mobilă
- Set monitorizat: lista celulelor (vecine) pentru care raportul EC/I0 al canalului pilot este
măsurat în permanenţă, dar nu este suficient de puternic pentru a fi adăugat la setul activ.
■ Obţinerea şi prelucrarea măsurătorilor
Măsurătorile precise ale raportului EC/I0 corespunzător canalului pilot (CPlCH)
reprezintă datele de intrare principale folosite pentru obţinerea raportului măsurătorilor RRC,
în funţie de care sunt luate deciziile de handover. În principiu, pot fi măsuraţi trei parametri.
Pe lângă raportul EC/I0 al CPICH, mai sunt măsurate şi puterea semnalului de cod primit
(RSCP) şi indicatorul de putere al semnalului primit (RSSl). RSCP este puterea transportată
de către canalul pilot decodat, iar RSSl este puterea totală primită în banda canalului. Raportul
EC/I0 este definit ca fiind raportul dintre RSCP şi RSSl.
Este importantă aplicarea unei filtrări a măsurătorilor procesului de filtrare, pentru a
realiza o mediere a efectului fenomenului de fading rapid. Erorile de măsurare ar putea
conduce la handoveruri inutile, deci o filtrare potrivită poate creşte semnificativ
performanţele. Cum perioadele mari de filtrare pot introduce întârzieri în procesul de
handover, durata perioadei de filtrare trebuie aleasă făcându-se un compromis între precizia
măsurătorilor şi întârzierea cu care se realizează handoverul. De asemenea, este importantă şi
viteza cu care se deplasează utilizatorul. Cu cât utilizatorul se deplasează mai încet, cu atât
este mai dificilă medierea efectului fenomenului de fading. În mod frecvent este ales un timp
de filtrare de 200ms. O altă informaţie esenţială necesară în timpul aşa numitelor handoveruri
intra-mod - handoverul soft si softer -este informaţia de sincronizare. Cum reţeaua WCDMA
este de natură asincronă, există diferenţe relative între celule. Pentru a permite combinarea
uşoară în receptorul RAKE şi pentru a evita întârzieri în buclele de control al puterii,
transmisiunile trebuie să fie adaptate în timp. După ce UE a evaluat diferenţa de timp dintre
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
17
canalul CPICH al celulei actuale şi canalul CPICH al celulei receptoare, RNC-ul trimite
informaţii DCH de sincronizare către celula receptoare.
■ Algoritmul handoverului soft
Pe baza măsurătorilor raportului EC/I0 (energia unui chip supra densitatea spectrală a
interferenţei) al setului celulelor monitorizate, staţia mobilă decide pe care dintre cele trei
acţiuni de bază să le efectueze; este posibilă adăugarea, eliminarea sau înlocuirea unui Nod B
în celula activă. Aceste funcţii sunt numite Adăugarea Legăturii Radio (Radio Link Addition),
Eliminarea Legăturii Radio (Radio Link Removal) şi respectiv Combinarea între Adăugarea şi
Eliminarea Legăturii Radio Combinate (Combined Radio Link Addition and Removal).
Exemplul de mai jos este luat direct din specificările 3GPP. Acest scenariu se bazează pe un
utilizator care urmează o traiectorie precum cea din Figura 3.6.
Figura 3.6 Scenariul handoverului soft
În Figura 3.7 se observă cum evoluează în timp puterile semnalului pilot ale diferitelor
celule:
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
18
La început, utilizatorul este conectat la celula numărul 1, care are cel mai puternic
semnal al canalului pilot. Datorită deplasării utilizatorului, percepţia puterii semnalului se
poate schimba şi se vor fi executate următoarele acţiuni:
- Evenimentul A: este adăugată celula 2
- Evenimentul B: celula 1 este înlocuită de către celula 3
- Evenimentul C: celula 3 este eliminată din setul activ
Staţia mobilă comunică iniţial doar cu Nodul B 1. Odată ce staţia mobilă începe să se
deplaseze în direcţia Nodulului B 2, creşte puterea semnalului primit de la CPICH al Nodului
B 2.
Dacă puterile semnalelor primite de la CPICH 1 şi CPICH 2 diferă cu o valoare
maximă numită „marja de handover", în timpul perioadei AT, se stabileşte o conexiune şi cu
cel de-al doilea Nod B. În acest moment, staţia mobilă se află într-un proces de handover soft.
Conexiunea cu primul Nod B este eliberată în momentul în care puterea semnalului primit de
la CPICH 1 este mai mică cu o anumită valoare decât puterea semnalului primit de la CPICH
2 sau dacă recepţia de la un alt Nod B este considerabil mai bună. În acest ultim caz,
conexiunea cu primul Nod B este eliberată şi se stabileşte o nouă conexiune cu Nodul B 3.
Parametrul principal în realizarea algoritmului de handover este pragul (threshold)
handoverului soft, notat As_Th. Acest parametru determină numărul de utilizatori care se află
în proces de handover şi, prin urmare, influenţează capacitatea sistemului şi puterea de
acoperire. În mare ar putea fi definit ca diferenţa maximă admisibilă între valorile SIR ale
două canale, astfel încât celulele corespunzătoare să coexiste în setul activ. Datorită efectului
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
19
de „shadowing" o staţie mobilă aflată la graniţa unei celule va primi semnale de putere
variabilă de la diferite Noduri B la intervale scurte de timp. Pentru a evita aşa-numitul
„pingpong" între handoveruri, în care apar schimbarea frecventă , se realizează un efect de
histerezis pe parcursul procesului de schimbare a celulei. Astfel, As_Th_Hyst reprezintă
histerezisul pentru pragul As_Th, iar As_Rep_Hyst este histerezisul de rezervă.
Algoritmul funcţionează în modul următor:
- Adăugarea: Dacă Meas_Sign este mai mare decât (Best_Ss - As_Th + As_Th_Hyst)
pentru o perioadă de timp AT şi dacă setul activ nu este deplin ocupat, se adaugă la setul
activ celula „cea mai bună"
- Eliminarea: Dacă Meas_Sign este mai mic decât (Best_Ss - As_Th - As_Th_Hyst), se
elimină celula „cel mai puţin bună" din setul activ.
- Înlocuirea: Dacă setul activ este deplin ocupat şi Best_Cand_Ss este mai mare decât
(Worst_Old_Ss + As_Rep_Hyst) pentru o perioadă de timp AT, este adăugată celula „cea
mai bună" şi eliminată celula „cel mai puţin bună" din setul activ.
Unde s-au notat:
- Best_Ss - celula „cea mai bună" prezentă în setul activ
- Worst_Old_Ss - celula „cel mai puţin bună" prezentă în setul activ
- Best_Cand_Set - celula „cea mai bună" prezentă în setul monitorizat
- Meas_Sign - valoarea măsurată şi filtrată a raportului EC/I0 corespunzător celulei
monitorizate.
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
20
4. Exemplu de modelare a procesului de handover în reţelele
UMTS
Punctul de plecare al analizei diferenţelor între handoverul de tip hard şi handoverul de tip
soft l-a constituit implementarea aceluiaşi scenariu, pentru fiecare tip de handover studiat în
parte, în care s-a încercat realizarea procesului de handover. Obiectivul urmărit este de a
realiza o comparaţie între performanţele handoverului de tip soft şi a celui de tip hard.
Se consideră o reţea UMTS simplă alcătuită din două staţii mobile ( staţia mobilă poate
fi un telefon mobil sau un PDA aflat într-un vehicul), două Noduri B şi un RNC care
administrează resursele radio ale Nodurilor B conectate şi reţeaua centrală care conţine
dispozitivele SGSN şi GGSN. Staţiile mobile, în timpul deplasării vor iniţia o legătură de date
cu un server FTP, iar la un moment dat vor ajunge spre graniţa ariei de acoperire a staţiei de
bază iniţiale. Astfel, staţia mobilă va detecta nivelul scăzut al semnalului, va scana staţiile de
bază învecinate şi va iniţia transferul pentru a nu se pierde legătura.
Fig. 4.1 Scenariu considerat pentru studiul handoverului hard respectiv soft
În scenariul considerat cele două staţii mobile au o traiectorie în zigzag între două
Noduri B – lucru ce duce la apariţia unor handoveruri repetate de la o celulă la alta. Ambele
staţii mobile efectuează trafic în mod continuu pe parcursul întregii simulări, cea mai mare
parte a traficului fiind făcut în direcţia de uplink.
Reţelele şi configuraţiile celor două scenarii sunt identice exceptând faptul că în
scenariul realizat pentru studiul handoverului hard, serviciul de handover soft este dezactivat
la RNC, astfel încât toate handoverurile care se realizează sunt de tip hard.
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
21
Structura celulelor utilizate nu reflectă structura trandiţională a celulelor UMTS, în
care fiecare Nod B corespunde unei staţii de bază cu trei antene direcţionale acoperind trei
sectoare sub un unghi de 120 de grade. Nodurile B au aceeaşi configuraţie pentru ambele
scenarii considerate.
În cadrul acestui studiu, am analizat graficele pentru puterea de transmisie a
echipamentului utilizatorului pe direcţia de uplink pe canalele fizice, simularea fiind realizată
pentru un interval de 360 de secunde.
Din figurile 4.2, 4.3 se observa ca atât pentru UE_0 cât şi pentru UE_1, handoverul
soft oferă rezultate mai bune din punctul de vedere al puterii de transmisie în direcţia de
uplink. Puterea de transmisie pe direcţia de uplink este reprezentată grafic pentru staţia mobilă
UE_0, respectiv UE_1, atât pentru scenariul handoverului hard cât şi pentru cel soft, în
figurile urmatoare:
Fig. 4.2 Puterea de transmisie în direcţia de uplink a staţiei mobile UE_0
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
22
Fig. 4.3 Puterea de transmisie în direcţia de uplink a staţiei mobile UE_1
Se observă că în graficele corespunzătoare transmisiei în direcţia de uplink, vârfurile,
care sunt mai netede în cazul handoverului soft faţă de cazul handoverului hard, indică
realizarea procesului de handover (deoarece înainte de handover staţia mobilă se îndepărtează
de Nodul B corespunzător, acest lucru conducând la o creştere a puterii de transmisie. După
realizarea handoverului staţiile mobile sunt conectate la Nodul B în apropierea căruia se află
fapt ce conduce la scăderea puterii de transmisie).
În momentul în care comparăm cele două grafice, observăm că puterea de transmisie a
staţiilor mobile atinge valori mult mai mari în cazul handoverului de tip hard decât a celui de
tip soft (o diferenţă de 3dBm însemnând aproximativ dublul puterii în Watti). Acest lucru
reprezintă un avantaj al handoverului soft în comparaţie cu handoverul hard. Astfel, handover
de tip soft permite staţiilor mobile să realizeze handoverul la nivele de putere mai scăzute.
Acest lucru este, de asemenea, un avantaj şi pentru celelalte staţii mobile care s-ar afla în
apropiere, mai ales în ceea ce priveşte fenomenele de interferenţă care pot apărea. Pentru
evidenţierea acestor concluzii am suprapus graficele corespunzătoare handoverurilor hard şi
soft pentru cele două staţii mobile aşa cum se observă în figurile 4.4 respectiv 4.5.
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
23
Fig. 4.4 Comparaţie între puterea de transmisie în direcţia de uplink a staţiei mobile
UE_1 corespunzătoare handoverului hard respectiv soft
Fig. 4.10 Comparaţie între puterea de transmisie în direcţia de uplink a staţiei mobile
UE_0 corespunzătoare handoverului hard respectiv soft
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
24
În scopul de a atinge aceleaşi performanţe cu o putere redusă, handoverurile soft
beneficiază de o caracteristică numită „câştigul handoverului soft". Cum o purtătoare radio
este suportată de mai multe legături radio în timpul handoverului soft, reţeaua poate scădea
calitatea acestor legături sub nivelul cerut, atâta timp cât calitatea combinată a acestora este
suficientă pentru a oferi nivelul de calitate impus pentru purtătoarea radio. Ca un rezultat al
scăderii calităţii legăturii radio, puterea de transmisie poate fi menţinută la nivele mai reduse
în timpul handoverului soft, oferind totuşi aceeaşi calitate pentru nivelele superioare.
În continuare am prezentat modul în care funcţionează algoritmul handoverului soft:
Aşa cum a fost prezentat în capitolul 3, există trei evenimente care au loc în momentul în care
se decide realizarea procesului de handover soft. Staţia mobilă comunică iniţial doar cu
Nodul_B_0. Odată ce staţia mobilă începe să se deplaseze în direcţia Nodulului B_1, creşte
puterea semnalului primit de la CPICH al Nodului B_1. În momentul în care puterile
semnalelor primite de la CPICH 0 şi CPICH 1 diferă cu o valoare maximă acceptată , se
stabileşte o conexiune şi cu cel de-al doilea Nod B. În acest moment, staţia mobilă se află într-
un proces de handover soft. Conexiunea cu primul Nod B este eliberată în momentul în care
puterea semnalului primit de la CPICH 0 este mai mică cu o anumită valoare decât puterea
semnalului primit de la CPICH 1.
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
25
5. Concluzii
- În comparaţie cu handoverul hard, handoverul soft oferă mai multe avantaje. Unul
dintre avantajele importante ale handoverului soft este acela că nu apar întreruperi în timpul
transmisiunii, deci cresc şansele realizării unui handover reuşit.
- Pentru realizarea handoverului hard sunt necesare puteri de transmisiune mult mai
mari faţă de cele necesare în cazul handoverului soft, deci optarea pentru cel din urmă este
evidentă.
- Efectuarea handoverului soft sau softer poate conduce, de asemenea, la o reducere
a inteferenţelor prezente în sistem şi la o îmbunătăţire a performanţelor datorită principiului
microdiversităţii. Acest principiu oferă un câştig în sistem în momentul combinării mai multor
semnale. Handoverul soft nu oferă numai mobilitate utilizatorilor şi controlul încărcării
sistemului, ci permite şi o utilizare eficientă a resurselor radio disponibile şi, prin urmare,
îmbunătăţeste puterea de acoperire a sistemului general şi capacitatea reţelei menţinând
calitatea serviciului.
- Putem concluziona faptul că este mai avantajoasă realizarea transferului unei
sesiuni de comunicaţii dintr-o celulă în alta printr-un proces de handover de tip soft sau softer,
decât printr-un proces de handover hard.
- Comunicaţiile mobile sau comunicaţiile celulare au evoluat constant, studiile fiind
în prezent orientate către sistemele mobile de generaţia a patra. Tehnologia celulară a fost una
revoluţionară, întrucât aducea în plus faţă de telefonia fixă, posibilitatea ca utilizatorii să se
poată conecta la reţea în orice moment, indiferent de locul în care se află. Performanţele
comunicaţiilor mobile sunt în continuă ascensiune, dezvoltându-se odată cu creşterea
numărului de utilizatori şi necesităţile acestora.
Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei
26
6. Bibliografie
[1] http://stst.elia.pub.ro/news/RCI200910/Teme%20prezentate/
GavrilaCosmin/C omunicatii%20internet%20mobile.ppt
[2] Van Cauwenberge, S., Study of soft handover in UMTS, 2003
[3] Irshad, M.J., Issues and Optimization of UMTS Handover, 2008
[4] Walke, B., Seidenberg,R., Althoff, M., UMTS The Fundamentals, Editura
Wiley,2003
[5] http://en.wikipedia.org/wiki/Network switching subsystem
[6] Khan, M.S., Investigation of handovers in 3G UMTS traffic classes, 2010