Bei LTE (Long-Term Evolution) ist die Übergabe ein kritischer Prozess, der es einem Benutzergerät (UE) ermöglicht, nahtlos von einer Zelle zur anderen zu wechseln und gleichzeitig eine laufende Kommunikationssitzung aufrechtzuerhalten. Übergaben sind für die Bereitstellung einer unterbrechungsfreien Konnektivität und die Optimierung der Ressourcennutzung innerhalb des LTE-Netzwerks von entscheidender Bedeutung. Der Übergabeprozess bei LTE umfasst mehrere Phasen und Verfahren, um eine reibungslose Übertragung der UE-Verbindung sicherzustellen. Schauen wir uns die Details des Übergabevorgangs in LTE an.
Übergabeübersicht:
Definition:
Beim Handover, auch Handoff genannt, wird eine laufende Kommunikationssitzung von einer Zelle in eine andere übertragen. Bei LTE sollen Übergaben eine kontinuierliche Konnektivität für UEs gewährleisten, während diese sich innerhalb des Netzwerks bewegen, und so die Signalqualität und Ressourcennutzung optimieren.
Übergabearten:
- Intra-LTE-Handover: Beinhaltet die Übergabe zwischen Zellen innerhalb des LTE-Netzwerks.
- Inter-RAT-Handover (z. B. LTE zu 3G): Beinhaltet die Übergabe zwischen LTE und anderen Radio Access Technologies (RATs) wie 3G.
Phasen der Übergabe bei LTE:
1. Auslösen:
- Ereigniserkennung: Die Übergabe kann durch verschiedene Ereignisse ausgelöst werden, wie z. B. eine Verschlechterung der Signalqualität, übermäßige Interferenzen oder Lastausgleichsanforderungen.
- Messberichte: Das UE misst regelmäßig die Qualität benachbarter Zellen und sendet Messberichte an den bedienenden eNodeB.
2. Bewertung und Entscheidung:
- Ereignisauswertung: Der bedienende eNodeB wertet die Messberichte aus, um festzustellen, ob eine Übergabe erforderlich ist.
- Übergabeentscheidung: Basierend auf der Bewertung entscheidet der eNodeB, ob eine Übergabe eingeleitet werden soll, und wählt die Zielzelle aus.
3. Vorbereitung:
- Ressourcenzuweisung: Der bedienende eNodeB weist Ressourcen in der Zielzelle für das UE zu.
- Kontextübertragung: Relevante Informationen über die Sitzung des UE werden vom bedienenden eNodeB an den Ziel-eNodeB übertragen.
- Konfigurationsaktualisierung: Erforderliche Konfigurationen werden sowohl im Serving- als auch im Ziel-eNodeBs aktualisiert.
4. Ausführung:
- Handover-Befehl: Der bedienende eNodeB gibt einen Handover-Befehl an das UE aus und weist es an, zur Zielzelle zu wechseln.
- RRC-Verbindungsrekonfiguration: Radio Resource Control (RRC)-Nachrichten werden zwischen dem UE und beiden eNodeBs ausgetauscht, um die Verbindung mit der Zielzelle herzustellen.
5. Fertigstellung:
- Datenweiterleitung: Das UE beginnt mit der Kommunikation mit der Zielzelle und der Datenfluss wird nahtlos übertragen.
- Übergabebestätigung: Der Ziel-eNodeB bestätigt die erfolgreiche Übergabe an den bedienenden eNodeB.
6. Post-Handover-Optimierung:
- Adaptive Verfahren: Das Netzwerk kann adaptive Verfahren durchführen, z. B. das Anpassen von Übertragungsparametern oder das Neukonfigurieren der Verbindung, um die Leistung nach der Übergabe zu optimieren.
Übergabearten und -szenarien:
1. Sanfte Übergabe:
- Soft Handover beinhaltet die gleichzeitige Verbindung des UE mit mehreren Zellen während des Handover-Prozesses.
- Es wurde entwickelt, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen und das Risiko von Anrufabbrüchen zu verringern.
2. Harte Übergabe:
- Beim Hard Handover trennt das UE die Verbindung zur bedienenden Zelle, bevor es sich mit der Zielzelle verbindet.
- Es ist eine einfachere Übergabemethode, kann jedoch zu einer kurzen Unterbrechung der Kommunikationssitzung führen.
3. Interfrequenz- und Inter-RAT-Übergaben:
- Übergaben zwischen Zellen, die auf unterschiedlichen Frequenzen arbeiten (Inter-Frequenz-Handover) oder zwischen LTE und anderen RATs (Inter-RAT-Handover) sind entscheidend für die Gewährleistung der Konnektivität in verschiedenen Netzwerkumgebungen.
Herausforderungen und Lösungen:
1. Übergabelatenz:
- Übergabelatenz kann sich auf Echtzeitdienste auswirken. Techniken wie schnelle Übergabeverfahren und erweiterte Signaloptimierung werden eingesetzt, um die Latenz zu minimieren.
2. Lastverteilung:
- Load-Balancing-Übergaben zielen darauf ab, den Datenverkehr gleichmäßiger auf die Zellen zu verteilen, um die Ressourcennutzung zu optimieren und eine Überlastung des Netzwerks zu verhindern.
3. Mobilitätsrobustheit:
- LTE-Netzwerke nutzen Funktionen wie Mobility Robustness Optimization (MRO), um die Übergabeleistung in Szenarien mit hoher UE-Mobilität zu verbessern.
Abschluss:
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Übergabeprozess bei LTE eine ausgeklügelte Abfolge von Ereignissen ist, die darauf abzielt, eine unterbrechungsfreie Konnektivität für UEs sicherzustellen, die sich innerhalb des Netzwerks bewegen. Anstoß, Auswertung, Vorbereitung, Durchführung, Abschluss und Optimierung nach der Übergabe sind Schlüsselphasen im Übergabeprozess. Unabhängig davon, ob es sich um Intra-LTE- oder Inter-RAT-Übergaben handelt, nutzt das LTE-Netzwerk verschiedene Mechanismen, um Herausforderungen wie Übergabelatenz, Lastausgleich und Mobilitätsrobustheit zu bewältigen. Übergaben sind für den reibungslosen Betrieb von LTE-Netzen von grundlegender Bedeutung und bieten Benutzern eine zuverlässige und kontinuierliche Konnektivität, während sie sich innerhalb des Abdeckungsbereichs bewegen.