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Handover & Roaming
Rui Cristina nº22424
Sérgio Henriques nº22426
Redes Sem FiosRedes Sem Fios
Universidade do AlgarveUniversidade do AlgarveEngenharia de Sistemas e InformáticaEngenharia de Sistemas e Informática
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Plano de Apresentação Handover
O que é? Razões para à criação deste processo. Explicação como se dá o Handover.
Roaming O que é? O que distingue o Roaming do
Handover? Razões que levaram ao Roaming. Explicação como se realiza o Roaming.
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Sistema Celular O que é um sistema celular.
Área de cobertura de uma BTS (Base Transceiver Station)
Base Station (BS)Célula
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Potência do sinal A força do sinal sofre o impacto de vários factores
(por outros), mas a proximidade para a base station é o mais importante.
Distância é inversamente proporcional potência do sinal
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Movimento entre células
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Introdução ao Handover Mobilidade é o conceito - chave, num
sistema comunicação celular sem fios. Existe o problema, em redes celulares sem
fios, de manter a continuidade da ligação de um terminal móvel, de célula a célula.
Então, para poder suportar a consistência do conceito “mobilidade”, foi criado o método Handover/Handoff que permite a continuidade no fornecimento dos serviços quando o terminal móvel muda de célula na rede.
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Handover O handover acontece
Um mobile station migra de um célula para outra.
Exemplo comum de quando acontece handover.
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Handover (continuação)
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Handover
Processo de mudar o canal (frequência, time slot, código ou combinação das três) associado com a conexão actual enquanto uma chamada está a decorrer.
Ocorrido quando um MS atravessa uma fronteira de uma célula, ou quando a deterioração de um sinal atingir um limiar.
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Aplicação de Handover
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Handover (continuação)
Temos 2 tipos de Handover
Soft Handover
Hard Handover
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Soft Handover
“make-before-break” Mais de 1 conexão
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Hard Handover
“break-before-make” 1 conexão activa
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Tipos de Handover em GSM 1 – Intra BS - Entre canais na mesma célula; 2 – Inter BS e Intra BSC- Entre células (Base
Transceiver Stations (BTS)) controladas pelo mesmo Base Station Controller (BSC);
3 - Inter BSC - Entre células BTS sob o controle de BSCs diferentes, mas pertencentes ao mesmo Mobile Service-Switching Center (MSC);
4 - Macro-Handovers também conhecido por Inter MSC – Entre células sob o controle de diferentes MSCs.
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Tipos de Handover em GSM (continuação)
MSC
BSC BSCMSC
BSC BSC
23 4
1
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Handover considerando os tipos de rede Vertical Handover
Passagem de uma estação móvel da área de cobertura de uma rede sem fio para outra de tecnologia diferente (Ex: UMTS -> GSM)
Horizontal Handover Passagem de uma estação móvel da área de
cobertura de uma rede para outra área de cobertura da mesma tecnologia (Ex: GSM -> GSM)
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Estratégias para a detecção de Handover
Mobile-assisted HO (MAHO)
Network-initiated HO (NIHO)
Mobile-controlled HO (MCHO)
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Algoritmos de Handover
Minimum Acceptable Performance
Power Budget Algorithm
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Minimum Acceptable Performance Prioridade à gestão da potência do sinal em
detrimento do handover. Quando o sinal se degrada até um certo nível o
nível de potência da MS é aumentado. Se os aumentos de potência não melhoraram o
sinal: Então realiza-se o handover
É o método mais simples e mais comum. Contudo provoca smears (borrões) , pois, num
pico de potência de transmissão, pode causar interferências com a célula vizinha.
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Smears (borrões)
Legenda:
A – Célula A
B – Célula B
Potência de Pico
Local onde a potência da célula B é mais elevada que a da célula A
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Power Budget Algorithm Dá precedência ao handover e não gestão
de potência. Realiza-se o handover quando um sinal com
melhor qualidade está disponível numa célula da vizinhança
Não provoca borrão (“smear”) nos limites da célula.
Reduz a interferência co-channel. Contudo é um algoritmo complicado e difícil
de implementar.
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Algoritmos de Handover (continuação) Seamless Handover VS Conventional Handover
Seamless Handover – O MT (Mobile Terminal) muda de BTS, sempre que detectar um sinal melhor noutra.
Conventional Handover – O MT só muda de BTS, quando a potência do sinal que recebe da BTS atinge um limiar, a partir do qual não são garantidos os serviços pedidos.
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Fenómeno “Ping-Ponging”
Acontece no método “Seamless Handover”. Sinal emitido pelas estações “flutua” ondularmente. Um terminal móvel localizado no meio de duas BS,
poderá efectuar demasiados Handovers, gastando desnecessariamente carga da bateria, para além de sobrecarregar a rede.
Conventional Handover é a solução para o problema, pois estabelece limiares, em que se pode concluir com certeza que o sinal de uma BS está pior do que outra.
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Conventional Handover Quando é atingido o threshold 2 (Limiar A), é
o exemplo típico de Seamless Handover. O threshold 3 (Limiar B), é o exemplo típico
de Convencional Handover.
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Conventional Handover (continuação)
-H H
Ligação
Ligado à BS B
Ligado à BS A
Handover para A Handover para B
Potência (B)-Potência (A)
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Handover – Atrasos
Tráfego intenso ou nenhum canal disponível na célula vizinha causa atrasos em pedidos de handover e consequentemente quedas de chamada.
Solução: a BS da célula actual pode monitorizar a potência do sinal durante um intervalo de tempo (dwell time), para tentar não perdê-lo (e assim evitar o handover, enquanto não houver condições).
dwell time: intervalo de tempo no qual uma chamada pode ser mantida dentro de uma célula sem handover.
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Handover entre Micro células Pico células: solução para aumentar a capacidade
do sistema, reduzindo a interferência dos canais adjacentes.
Indicado para áreas urbanas com mais utilizadores. Resultado do uso da técnica “Cell Splitting”
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Umbrella cell (Micro e Macro células) Que fazer, quando utilizadores se movem
entre as micro-células a alta velocidade, enchendo o MSC local de pedidos de handover?
A técnica “Umbrella” permite a utilizadores em alta velocidade usar células maiores com canais de potencia de transmissão diferente, às usadas nas micro-células.
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Umbrella Cell
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Antena A
Antena B
No momento da curva:
•Qualidade do sinal A decresce rapidamente.
•MT tem que encontrar rapidamente o sinal B, antes de perder a chamada.
Corner-Effect
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Corner-Effect (Solução)
No momento em que se planeia a distribuição de pico – células numa zona urbana, o responsável pode distribui-los de tal maneira que exista sempre possibilidade de um handover fiável e seguro.
Usando mobile-assisted handover (Handover assistido por terminal móvel), aliviamos a Base Station Controller de usar recursos para estes tipos de handover, enquanto se elimina o problema do corner-effect.
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Introdução ao Roaming O que fazer, se o terminal móvel for para
regiões, onde a rede do subscritor do terminal móvel não têm cobertura?
É aqui entra o conceito “Roaming”. Roaming é um termo em comunicações sem
fios, que se refere a extensão de conectividade de um terminal móvel, por redes em que o subscritor (dono do terminal móvel), não está inscrito.
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Roaming
Roaming dentro de uma rede
Roaming internacional
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Roaming dentro de uma rede
O telefone liga-se automaticamente a diferentes células quando está em deslocação.
Quando perde ou enfraquece o seu contacto com uma determinada célula o telefone procura imediatamente outra célula que garanta uma melhor comunicação.
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Roaming Internacional
Roaming internacional significa que um telefone pode identificar-se na sua rede estando ligado a outra rede diferente.
É necessário que as operadoras de cada rede tenham estabelecido um contrato de roaming.
É possível utilizar do telefone no estrangeiro mantendo o mesmo número de telefone e podendo receber chamadas como se encontrasse na sua rede original.
Requer normalmente uma subscrição e tem um tarifário próprio.
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Roaming Internacional (Continuação)
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Roaming GPRS/3G (Vodafone) Diz-se ser o primeiro operador a disponibilizar serviços GPRS e
3G (3ª Geração) em Roaming em Portugal. A cobertura internacional GPRS
Cobertura bastante alargada por todo o mundo A cobertura 3G (3ª Geração)
Alemanha Áustria Bélgica Espanha Finlândia França Grécia Holanda Itália Luxemburgo
Polónia Reino unido República da Irlanda Roménia Suécia Suiça Africa do Sul Hong Kong Japão
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Referências
Handover: http://searchmobilecomputing.techtarget.com/ http://en.wikipedia.org/wiki/Handoff http://media.wiley.com/product_data/excerpt/
28/04714190/0471419028.pdf http://people.deas.harvard.edu/~jones/cscie129/nu_lectures/
lecture7/cellular/handoff/handoff.html
Roaming: http://www.vodafone.pt/main/Servicos+Roaming/Roaming/servicos/
Roaming+GPRS.htm http://www.tmn.pt/cobertura/internacional/mapa.shtml