HANDOVER EM REDES CELULARES

Renan Duarte Oliveira

renanoliver182@gmail.com

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso – IFMT

Redes Sem Fio e Comunicação Móvel – Profº. Dr. Ruy de Oliveira

RESUMO Esse artigo abordará a importância do Handover no sistema de telefonia celular. Também falará

um pouco sobre as estratégias e técnicas de handover.

Palavras-chave: Handover, ERB, CCC, Estação Móvel. 1. INTRODUÇÃO

Quando se iniciou a comunicação móvel, existia a meta de cobrir uma extensa área com

apenas um transmissor de alta potência, que seria uma antena colocada em uma região alta. Isso de

certa forma era interessante, visto que se conseguia uma boa cobertura com pouca infra-estrutura.

No entanto, a capacidade de usuários simultâneos que se conseguia era muito pouco. Só para citar

como exemplo, “o sistema móvel da Bell em Nova Iorque, em 1970: o sistema suportava um

máximo de apenas doze chamadas simultâneas em uma área de mais de dois mil quinhentos e

oitenta quilômetros quadrados” [1]. Observando exemplos como esse, viu-se a necessidade de uma

reestruturação do sistema de telefonia por rádio.

O conceito celular foi primordial para se resolver os problemas dos sistemas de

comunicação móvel, como a limitação de usuários. A idéia do conceito celular é substituir a aquele

único transmissor de alta potência por vários transmissores com menor potência, que cobrem uma

região menor (célula). Daí o conceito de telefonia celular. Cada transmissor teria a capacidade de

suportar n usuários, e com isso aumentaria também a capacidade de usuários.

Essas mudanças foram ocorrendo com o decorrer do tempo e de estudos. Com isso,

chegamos ao sistema de telefonia celular como é utilizado hoje.

2. TELEFONIA CELULAR

Os três elementos principais de uma rede de telefonia celular são:

• Estação Móvel (Mobile Station – MS);

• Estação Rádio-Base – ERB (Base Station – BS);

• Central de Comutação e Controle – CCC (Mobile Switching Center – MSC).

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Sistema de telefonia celular.[2]

Uma das principais características de um sistema de telefonia celular é a mobilidade. Isso

significa que uma chamada seguirá normalmente independente da onde a pessoa esteja, se estive

dentro da área de serviço, ele poderá se mover para onde quiser que a chamada será mantida sem

interrupção. Isso se deve graças ao handover. Em poucas palavras, handover ou handoff é o

procedimento de transferência de estação móvel de uma ERB para outra sem que exista corte de

comunicação.

3. ESTRATÉGIAS PARA DETECÇÃO DE HANDOVER

Durante uma conversação, pode ocorrer o deslocamento da estação móvel de uma célula

(ERB) para outra, quando isso ocorre a CCC transfere a chamada para um novo canal que pertence

à nova ERB. Por que a CCC faz isso? Porque enquanto a estação móvel está saindo de sua célula

original e ficando sob a cobertura de outra célula, o sinal da sua célula original vai se deteriorando

pouco a pouco. Se A CCC recebe informações sobre isso. Se não fizer a transferência da chamada,

ela será descartada. Isso às vezes ocorre, mas podemos chamar isso de erro de handover.

Os processos de handover são muito importantes em qualquer sistema de telefonia celular.

Por isso, muitas estratégias de handover buscam colocar como primazia os pedidos de handover do

que estabelecer novas chamadas.

São três as estratégias para detecção de handover:

• Handover Controlado pela Rede (NCHO – Network-controlled HO);

• Handover Controlado pelo Terminal Móvel (MCHO – Mobile-controlled HO);

• Handover Assistido pelo Terminal Móvel (MAHO – Mobile-assisted HO).

3.1 Handover Controlado pela Rede – NCHO

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As Estações Rádio-Base (ERBs) monitora o nível e qualidade do sinal dos móveis que estão

com as chamadas em andamento. É estabelecido um limite, e quando esse o sinal está abaixo do

limite, a CCC inicia o handover. O CCC requisita informações que as outras ERBs monitorem o

sinal do móvel. Depois de escolher, o CCC informa ao móvel e a ERB escolhida que fará o

handover.

O tempo de trasferência de chamada, handover, utilizando essa estratégia é elevado,

demorando vários segundos.

3.2 Handover Controlado pelo Terminal Móvel – MCHO

No MCHO, o próprio móvel é quem faz as medições de qualidade e do sinal com respeito,

não apenas da ERB ao qual está conectado, mas também das ERBs mais próximas. Ele analisa e vê

se é necessário o processo de handover. Quando alcança os requisitos para isso, o próprio terminal

móvel informa a rede sobre a decisão de fazer um handover. O CCC apenas supervisiona o

handover e informa a nova ERB sobre ele.

O tempo de transferência nessa estratégia é muito reduzido, cerca de 100 ms.

3.3 Handover Assistido pelo Terminal Móvel – MAHO

Nesse estratégia, a estação móvel monitora a qualidade e o sinal da ERB a qual está

conectada, bem como de ERBs vizinhas. Envia essas informações à ERB a qual está conectada. A

ERB monitora apenas a qualidade da chamada com o móvel, e então decide pelo handover de

acordo com as informações coletadas pela estação móvel e informa a ERB nova, nesse caso a CCC

apenas supervisiona o handover. Ou a ERB antiga envia as medidas para a CCC, a qual decide pelo

handover e informa a ERB nova.

O tempo de transferência é reduzido, cerca de 1 s.

4. TÉCNICAS DE HANDOVER

Existem duas técnicas de handover: Soft Handover e Hard Handover.

4.1 Soft Handover

A principal característica dessa técnica é que é estabelecida uma conexão com a nova ERB

antes de quebrar a conexão com a ERB antiga. Com isso, a conexão anterior e a nova conexão estão

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ativas em simultâneo. A ERB antiga só é liberada após confirmação da ERB nova de que a chamada

está sob controle.

As estratégias de handover utilizadas nessa técnica são: MAHO e MCHO (Handover

Assistido pelo Terminal Móvel e Handover Controlado pelo Terminal Móvel, respectivamente).

4.2 Hard Handover

A principal característica é a quebra de conexão com a ERB antiga para então fazer a

conexão com a ERB nova. Com isso, a conexão anterior e a nova conexão nunca estão ativas em

simultâneo.

Tem duas fases de transferência:

• Fase de iniciação – Tomada de decisão de transferências de canais. Um motivo pode ser a

deteriorização do sinal da ERB atual. Outro motivo pode ser o congestionamento da célula.

• Fase de execução – Onde é feita a atribuição de recursos na ERB nova. Tem como objetivo

executar a transferência o mais rápido possível. E sempre uma transferência tem prioridade

sobre novas chamadas.

Algumas desvantagens do Hard Handover são: perda momentânea da conectividade com o

terminal móvel, e o tempo que demora para ser executado.

Uma vantagem é que requer pouco processamento da rede que fornece o serviço.

5. CONCLUSÃO

O Handover é imprescindível no sistema de telefonia celular atual. Se não houvesse o

handover, a telefonia celular que tem como um dos principais objetivos a mobilidade, não seria tão

móvel assim. A mobilidade ficaria limitada a apenas uma célula.

É importante que as operadoras celulares utilizem as estratégias e técnicas de handover,

visto que a não utilização delas causaria muitas quedas de chamadas. Se isso fosse algo rotineiro em

uma operadora, muitos de seus assinantes iriam mudar de operadora para outra que oferecesse um

serviço melhor.

6. REFERÊNCIAS

[ 1 ] – RAPPAPORT, Theodore S. Wireless Communications – Principles & Practice. Prentice Hall Communications Engineering and Emerging Technologies Series, 1996. [2] – FOROUZAN, Behrouz A. Comunicação de Dados e Redes de Computadores. 3ª Edição – Porto Alegre: Bookman, 2006.

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[3] – KUROSE, James F; ROSS, Keith W. Redes de Computadores e a Internet – Uma abordagem top-down. 3ª Edição – São Paulo: Pearson/Addison Wesley, 2006. [4] – Técnicas de Handover em Redes Wireless. Link : <http://www.getec.cefetmt.br/~ruy/2007/pos/wireless/trabalhos_alunos/handover_art.pdf> Acessado em 15/02/2010.