Handover
De forma que o PCS forneça comunicação transparente
sob mudança de recursos de rádio, torna-se necessária
a capacidade de handover ou handoff. O handover
é a característica mais crítica com relação
ao tempo, pois assegura a continuidade de uma chamada (ou qualquer
outro relacionamento da unidade móvel com a rede), enquanto
o recurso dedicado de rádio muda dentro de uma célula
(handover intra-célula) ou durante a travessia de
uma célula para outra (handover inter-célula),
dentro ou fora da área de controle de um comutador. O handover
está relacionado ao acesso, recurso de rádio
e controle da rede e tem um impacto significativo na capacidade
e na performance do sistema. O processo de handover envolver
três fases sucessivas: medição, iniciação
e controle de handover (estritamente depende da escolha
do acesso de rádio) e esquemas de alocação
de canal.
Durante a fase de medição, ambos a unidade móvel e a estação-base estimam a atual qualidade da transmissão em progresso, mantendo informações, ao mesmo tempo sobre os canais candidatos e células disponíveis para fornecer um novo caminho (recursos de rádio e de rede fixa) se necessário. Um handover é iniciado toda vez que a qualidade da transmissão cai abaixo de um dado limite, e a decisão é baseada em ambos os dados coletados e a aparência da transmissão atual. A iniciação de um handover pode ser tanto controlada pela rede (como em sistemas celulares analógicos), ou assistida pela unidade móvel (sistemas digitais utilizam ambos os tipos). Uma vez que a decisão pelo handover é tomada, através de um processo de controle de chamada um novo caminho é estabelecido, e então a conexão é deslocada para o novo caminho e o caminho antigo é liberado. O processo de handover é classificado de acordo com a forma de incialização de um novo canal e também de acordo com a forma em que ocorre o deslocamento do caminho antigo para o novo. A figura 1 mostra os três casos importantes, que são: handover suave, handover abrupto e handover indiferente.
No handover abrupto, o terminal móvel deve mudar o canal de rádio (frequência) para o novo caminho, com uma curta interrupção da conexão em andamento. O novo caminho é construído em avanço através da rede, de forma que a interrupção seja a menor possível. O chaveamento para o novo caminho e o reroteamento da informação são realizados simultaneamente. Este esquema implica que o handover seja controlado pela rede. Uma vantagem significativa reside no fato de que o terminal móvel trabalha em uma única portadora por vez. Por outro lado, o controle pela rede significa que todos os dados necessários para esta decisão devem se encontram na rede, considerando os dados que a unidade móvel deve enviar para a rede através da interface de rádio. Este tipo de handover é facilmente aplicável a esquemas de alocação fixa de canal. Observa-se que esta abordagem é inadequada para a transmissão de dados.
Em um processo de handover indiferente, o novo caminho é estabelecido em paralelo com o antigo e o fluxo de informação é transmitido pelo terminal móvel em ambos os caminhos, mesmo que, por alguns instantes o caminho ativo seja o antigo. Através de uma ação de chaveamento na rede, o novo caminho é ativado e o antigo desativado. Este esquema força o terminal móvel a trabalhar com duas portadoras em divisão de tempo, sendo a execução do handover adequada para ser controlada pela unidade móvel. A unidade móvel ativa a nova frequência na nova estação-base, baseada na sua própria percepção de qualidade, evitando transmissão de medidas pela interface de rádio. Está claro que alocação dinâmica de canais é mais adequada para este tipo de handover. Handover indiferente é utilizado no sistema DECT.
No handover suave, existem dois caminhos ativos e dois fluxos correspondentes, pelo menos por algum tempo. O comportamento assíncrono do processo de handover faz com que o tenpo seja um elemento não-crítico. A unidade móvel é simultaneamente conectada com duas (ou mais) estações-base e ambos os fluxos são considerados tanto do lado da unidade móvel, quanto do lado da estação-base para recuperar um único fluxo de informação. Este conceito pode ser estendido, permitindo que a unidade móvel se ligue com uma ou mais estações-base através da conexão inteira (macrodiversidade). Neste caso, a unidade móvel adiciona e libera conexões através da rede, de acordo com a condição atual do rádio detectada durante o movimento. Uma alta performance é obtida através do aumento da carga na rede fixa, devido ao dobramento dos vários caminhos correspondentes a uma única chamada. Além disso, as funções de controle de macrodiversidade são necessárias para suportar o disparo dinâmico durante o movimento. O handover suave foi introduzido no padrão CDMA, e está sendo considerado também no UMTS.
Uma distinção adicional é feita, relacionada a sequência adotada para construção do novo caminho no processo de handover. Refere-se aos recursos utilizados para a troca de informações relacionadas com o processo entre a unidade móvel e a rede fixa. Se são trocadas através do caminho velho, então o handover é denominado "para trás". Neste caso, a estação-base antiga tratará a inicialização do novo caminho. Se ao contrário, a informação relevante é enviada diretamente pela unidade móvel para a estação-base nova, o handover é chamado "para frente". Para este caso, a nova estação-base cuidará do estabelecimento do novo caminho dentro da rede fixa. Percebe-se que um processo de handover para frente só pode ser realizado por uma unidade móvel que controle a designação de canal.
Para o sistema GSM, a decisão de handover é baseada na estação-base antiga, baseada nas informações enviadas pela unidade móvel pelo caminho antigo. No sistema DECT, a primeira ação é tomada pela unidade móvel, alocando um canal preliminar de rádio na estação-base nova. Esta estação-base se encarrega de estabelecer o novo caminho.
Portanto, o processo de handover deve ser bastante considerado no desenvolvimento de sistemas móveis. O tipo de handover pode ser escolhido de acordo com aplicação desejada e também de acordo com os custos dos elementos do sistema.
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