Handover em Comunicação Móvel

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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 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 tempo 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, 
que utiliza as 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.