In LTE-Netzwerken (Long-Term Evolution) ist der Handover-Prozess, auch Handoff genannt, ein entscheidender Mechanismus, der es einem mobilen Gerät oder Benutzergerät (UE) ermöglicht, nahtlos von einer Zelle in eine andere zu wechseln und gleichzeitig eine laufende Kommunikationssitzung aufrechtzuerhalten. Übergaben sind für die Bereitstellung einer unterbrechungsfreien Konnektivität und die Optimierung der Netzwerkressourcen von entscheidender Bedeutung. Der LTE-Übergabeprozess umfasst mehrere Schritte, um eine reibungslose Übertragung der UE-Verbindung sicherzustellen. Lassen Sie uns den detaillierten Übergabeprozess in LTE untersuchen:
1. Messung und Bewertung:
- Kontinuierliche Signalmessungen: Der Handover-Prozess beginnt damit, dass das UE kontinuierlich die Signalqualität und andere relevante Parameter von seiner aktuellen Versorgungszelle, der sogenannten Quellzelle, misst. Zu diesen Messungen gehören die Signalstärke (RSRP, RSSI), die Signalqualität (SINR) und andere Funkbedingungen.
2. Ereignisauslösung:
- Grenzwertüberschreitung: Das UE vergleicht die gemessenen Werte mit vordefinierten Schwellenwerten. Wenn bestimmte Schwellenwerte überschritten werden, was auf eine Verschlechterung der Signalqualität oder anderer Kriterien hinweist, wird ein Ereignis ausgelöst. Dieses Ereignis dient als Hinweis darauf, dass eine Übergabe zur Aufrechterhaltung oder Verbesserung der Servicequalität erforderlich sein kann.
3. Berichterstellung und -übertragung:
- Messbericht: Beim Auslösen eines Ereignisses generiert das UE einen Messbericht mit Informationen über die aktuellen Funkbedingungen. Dieser Bericht wird dann an den eNB (evolved NodeB) der Quellzelle gesendet. Der eNB nutzt diese Informationen, um Entscheidungen darüber zu treffen, ob eine Übergabe erforderlich ist und wenn ja, an welche Zielzelle.
4. Entscheidungsfindung an der Quelle eNB:
- Auswertung der Messberichte: Der Quell-eNB wertet die vom UE erhaltenen Messberichte aus. Dabei werden Faktoren wie Signalstärke, Qualität, Lastausgleich und Mobilitätsmanagementrichtlinien berücksichtigt, um festzustellen, ob eine Übergabe erforderlich ist. Wenn eine Übergabe als vorteilhaft erachtet wird, leitet die Quell-eNB die Vorbereitungsphase für die Übergabe ein.
5. Auswahl der Zielzelle:
- Zielzellenidentifizierung: Der eNB identifiziert eine oder mehrere potenzielle Zielzellen für die Übergabe. Zielzellen werden auf der Grundlage von Kriterien wie Signalqualität, Kapazität und der Fähigkeit, die Kommunikationsanforderungen des UE zu unterstützen, ausgewählt. Der Ziel-eNB ist für die Verwaltung der Zielzelle verantwortlich.
6. Übergabevorbereitung:
- Ressourcen einrichten: Der Quell-eNB und der Ziel-eNB koordinieren sich, um die Übergabe vorzubereiten. Ressourcen in der Zielzelle werden zugewiesen und der UE-Kontext wird vom Quell-eNB zum Ziel-eNB übertragen. Dazu gehört die Einrichtung von Funkträgern, die Sicherstellung von QoS-Parametern (Quality of Service) und die Konfiguration der notwendigen Parameter für die Übergabe.
7. RRC-Verbindungsneukonfiguration:
- Aktualisieren der UE-Parameter: Der Quell-eNB sendet eine RRC-Verbindungsrekonfigurationsnachricht (Radio Resource Control) an das UE. Diese Nachricht enthält Informationen über die Zielzelle und weist das UE an, seine Funkparameter für die Übergabe neu zu konfigurieren. Das UE passt seine Übertragungsparameter entsprechend an.
8. Übergabeausführung:
- Datenweiterleitung zur Zielzelle: Die eigentliche Übergabeausführung umfasst die Übertragung der laufenden Kommunikationssitzung von der Quellzelle zur Zielzelle. Das UE beginnt mit der Übertragung und dem Empfang von Daten über den Ziel-eNB und stellt so die Kontinuität des Dienstes sicher. Die Übergabe kann über die X2-Schnittstelle zwischen eNBs im selben eNB-Cluster oder über die S1-Schnittstelle zwischen verschiedenen eNBs erfolgen.
9. Übergabebestätigung:
- Verifizierung und Bestätigung: Nachdem die Übergabe ausgeführt wurde, überprüft der Ziel-eNB den erfolgreichen Empfang der Übertragungen des UE und bestätigt den Abschluss der Übergabe. Das UE und sowohl die Quell- als auch die Ziel-eNBs aktualisieren ihre internen Zustände, um die erfolgreiche Übergabe widerzuspiegeln.
10. Radio Bearer-Veröffentlichung:
- Ressourcen in der Quellzelle freigeben: Sobald die Übergabe bestätigt ist, gibt der Quell-eNB die für das UE in der Quellzelle zugewiesenen Ressourcen frei. Dazu gehört die Freigabe der Funkträger und die Freigabe aller Ressourcen, die vorübergehend für die Verbindung des UE reserviert waren.
11. Post-Handover-Optimierung:
- Anpassung und Optimierung: Nach der Übergabe kann das Netzwerk Optimierungsverfahren durchführen, wie z. B. Lastausgleich oder die Anpassung von Übergabeparametern basierend auf dem Verhalten des UE und den Netzwerkbedingungen. Dies trägt dazu bei, die Gesamteffizienz und Leistung des LTE-Netzwerks aufrechtzuerhalten.
Abschluss:
Der Handover-Prozess in LTE-Netzen ist ein komplexer, aber entscheidender Mechanismus, der eine unterbrechungsfreie Konnektivität für mobile Benutzer gewährleisten soll. Es umfasst kontinuierliche Messung, Ereignisauslösung, Entscheidungsfindung, Ressourcenvorbereitung und Ausführung, um die Verbindung des UE nahtlos von der Quellzelle zur Zielzelle zu übertragen. Der LTE-Handover-Prozess ist für die Bereitstellung einer zuverlässigen und effizienten Kommunikationserfahrung in dynamischen drahtlosen Umgebungen unerlässlich.