Handover is a process in a mobile telecommunications network (e.g. GSM or UMTS) in which the mobile terminal (mobile station) changes from one radio cell to another during a call or a data connection without interrupting this connection. The term handoff is more commonly used in the US.

General information


Handover between two radio cells

During a call or a data connection, it may be necessary to transfer the connection to another radio cell. The most common reason for this is that the participant moves out of the supply area of the currently used cell. But also the quality of the radio channel, the utilization of the currently used cell, the distance to the cell or maintenance work can make a handover necessary.

The terminal continuously measures the signal strength and quality of the current cell as well as the field strength of the neighboring cells - in GSM it measures the received signal strength of the Broadcast Control Channel (BCCH). The measurement results are sent to the Base Station Controller (BSC) (with GSM every 480 ms). The BSC will then decide on the need for a handover. Before the handover can be performed, a suitable channel must be reserved by the BSC responsible for the target cell. Only when this is successful can the BSC give the handover command to the mobile station.

Most mobile radio systems have a wealth of system parameters that influence the start and course of a handover. The matches to be made differ according to the type of handover. In UMTS, for example, the quality of the call quality can be improved at the expense of network capacity by the mobile station being more often in soft handover, i.e. more often connected to several base stations simultaneously. Simultaneous improvement of the quality of the radio link and the network capacity can be achieved, for example, by optimizing the base station antenna parameters.

A handover only takes place during a call or a data connection. As long as the terminal does not hold a connection (device in "standby", idle mode), the mobile station automatically decides on a cell change based on the parameters set by the network.

There are different so-called "triggers" for handover processes:

  • By moving the participant enters an area where a neighboring cell is received with better signal strength or quality than the current cell.
  • The signal strength or quality drops below a defined threshold and at the same time the reception field strength of a cell (of another system) is above a defined threshold. Another parameter for the threshold value is a hysteresis, which only selects a next base station if it delivers at least one signal better by the hysteresis value.
  • The reception quality (measured by the bit error or frame error rate) falls below a defined threshold (quality handover).
  • For reasons of better traffic distribution (e.g. when a cell is overloaded), the network initiates a handover.
  • Conversations of fast-moving participants are to be moved from small (hot-spot) cells into cells with large cell areas in order to reduce the signalling associated with frequent handovers and to reduce the probability of disconnections (velocity-based handover).
  • Certain services (e.g. GPRS or HSCSD) should preferably be handled in certain cells or time slots (service based handover).




Source: https://de.wikipedia.org/wiki/Handover


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Als Handover oder Verbindungsübergabe (engl. Handover – Ablieferung, Übergabe) bezeichnet man einen Vorgang in einem mobilen Telekommunikationsnetz (zum Beispiel GSM oder UMTS), bei dem das mobile Endgerät (Mobilstation) während eines Gesprächs oder einer Datenverbindung ohne Unterbrechung dieser Verbindung von einer Funkzelle in eine andere wechselt. Im US-amerikanischen Sprachgebrauch ist der Begriff Handoff geläufiger.

Allgemeines

 
Handover zwischen zwei Funkzellen

Während eines Gesprächs oder einer Datenverbindung kann die Notwendigkeit entstehen, die Verbindung an eine andere Funkzelle zu übergeben. Der häufigste Grund hierfür ist, dass der Teilnehmer sich aus dem Versorgungsgebiet der aktuell benutzten Zelle herausbewegt. Aber auch die Qualität des Funkkanals, die Auslastung der aktuell benutzten Zelle, die Entfernung zur Zelle oder Wartungsarbeiten können einen Handover erforderlich machen.

Das Endgerät führt ständig Messungen der Signalstärke und -qualität der aktuellen Zelle sowie der Feldstärke der Nachbarzellen durch – bei GSM misst es die Empfangssignalstärke des Broadcast Control Channel (BCCH). Die Messergebnisse werden an den Base Station Controller (BSC) gesendet (bei GSM alle 480 ms). Im BSC wird dann die Entscheidung über die Notwendigkeit eines Handovers getroffen. Bevor das Handover durchgeführt werden kann, muss durch den BSC, der für die Zielzelle zuständig ist, ein passender Kanal reserviert werden. Erst wenn dies erfolgreich war, kann der BSC der Mobilstation den Handover-Befehl geben.

In den meisten Mobilfunksystemen gibt es eine Fülle von Systemparametern, die den Beginn und den Verlauf eines Handovers beeinflussen. Die zu treffenden Abgleiche unterscheiden sich nach Art des Handovers. In UMTS etwa lässt sich die Qualität der Funkverbindung (call quality) auf Kosten der Netzkapazität verbessern, indem die Mobilstation öfter im soft Handover ist, also öfter mit mehreren Basisstationen gleichzeitig verbunden ist. Eine gleichzeitige Verbesserung der Qualität der Funkverbindung und der Netzkapazität kann zum Beispiel durch die Optimierung der Basisstationsantennenparameter erreicht werden.

Ein Handover erfolgt grundsätzlich nur während eines Gesprächs oder einer Datenverbindung. Solange das Endgerät keine Verbindung hält (Gerät in „Standby“, idle mode), trifft die Mobilstation anhand der vom Netz vorgegebenen Parameter selbständig die Entscheidung über einen Zellwechsel.


Es gibt unterschiedliche sogenannte „Trigger“ (Auslöser) für Handover-Vorgänge:

  • Durch Bewegung kommt der Teilnehmer in ein Gebiet, in dem eine Nachbarzelle mit besserer Empfangssignalstärke oder -qualität als die der aktuellen Zelle empfangen wird.
  • Die Signalstärke oder Qualität sinkt unter eine definierte Schwelle und gleichzeitig liegt die Empfangsfeldstärke einer Zelle (eines anderen Systems) über einer definierten Schwelle. Ein weiterer Parameter zum Schwellwert ist eine Hysterese, die eine nächste Basisstation nur dann auswählt, wenn sie mindestens ein um den Hysteresewert besseres Signal liefert.
  • Die Empfangsqualität (gemessen anhand der Bitfehler- oder Rahmenfehlerrate) sinkt unter eine definierte Schwelle (quality handover).
  • Aus Gründen der besseren Verkehrsverteilung (z. B. bei Überlastung einer Zelle) veranlasst das Netz einen Handover.
  • Gespräche von sich schnell bewegenden Teilnehmern sollen von kleinen (hot-spot) Zellen in Zellen mit großer Zellfläche verschoben werden, um die Signalisierung, die mit häufigen Handovern einhergeht, zu reduzieren und um die Wahrscheinlichkeit von Verbindungsabbrüchen zu reduzieren (velocity based handover).
  • Bestimmte Dienste (z. B. GPRS oder HSCSD) sollen bevorzugt in bestimmten Zellen oder Zeitschlitzen abgewickelt werden (service based handover).



Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Handover


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