L’handover è il meccanismo che trasferisce una chiamata in corso da una cella all’altra mentre un utente si sposta attraverso l’area di copertura di un sistema cellulare. Il numero di attraversamenti dei confini delle celle aumenta perché vengono implementate celle più piccole per soddisfare le richieste di maggiore capacità.
Se minimizziamo il numero previsto di handover, viene minimizzato anche il carico di commutazione, poiché ogni handover richiede risorse di rete per reindirizzare la chiamata alla nuova stazione base. In GSM sono disponibili per ogni connessione i report di misura che vengono trasmessi periodicamente dalla MS alla BS sul SACCH assegnato a ciascuna comunicazione. La durata di ripetizione del SACCH produce una griglia temporale fissa di 480 ms in cui si verificano i rapporti di misurazione.
Nella Figura sopra sono mostrati gli RXLEV misurati dalla BTS servente e da quella vicina (NC1), secondo i rapporti di misurazione presentati durante una chiamata. L’asse orizzontale rappresenta il numero di rapporti di misurazione.
Ovviamente la procedura di handover considera un insieme di parametri in modo tale da evitare carenze. D’altra parte, non è possibile avere un’esecuzione sicura del passaggio di consegne in casi come quello mostrato nella Figura sopra, poiché la posizione e la direzione dell’utente nonché le caratteristiche dell’area non sono note. In molti casi avviene l’esecuzione e dopo un paio di rapporti di misura viene avviata nuovamente la procedura di consegna.
Esistono diversi motivi per un passaggio di consegne. Ciascun terminale mobile tenta di utilizzare il canale radio che fornirà la migliore qualità di connessione, ovvero il miglior C/I (rapporto portante-interferenza). L’interferenza co-canale è inevitabile a causa dell’uso multiplo degli stessi canali temporali e di frequenza a causa dei layout delle celle esistenti e di conseguenza la qualità può essere scarsa (ad esempio, rapporto bit-errore elevato) nonostante un livello di segnale elevato.
Il collegamento di un terminale mobile alle stazioni base può causare disturbi ad altre stazioni mobili, anche se di alta qualità. L’interferenza può essere ridotta al minimo se la stazione disturbata passa a un canale radio diverso. È anche possibile per gli utenti mobili avere la stessa buona qualità di ricezione da più di una cella. La qualità del servizio della rete può quindi essere ottimizzata se gli utenti mobili sono equamente distribuiti sulle celle disponibili.
Il seguente grafico a torta riassume le cause di handover, mostrando la percentuale dei diversi motivi di handover:
Per misurare la prestazione di handover in una rete cellulare vengono utilizzati diversi contatori. Per quanto riguarda la procedura, ciascun contatore viene attivato quando un messaggio Handover Required, contenente la rispettiva causa, viene instradato dal BSC all’MSC (handover inter-BSC). Quando l’handover è interno (handover intra-cella o inter-cella, intra-BSC), la procedura (decisione ed esecuzione, rispettiva causa conteggiata) viene intrapresa dal BSC responsabile e l’MSC viene informato da un messaggio Handover Performed.
Da un’approfondita valutazione statistica emerge che la normale procedura di consegna presenta numerose lacune. I maggiori sono i seguenti:
- Molto fallimento dei passaggi di consegne, a causa di una pianificazione insufficiente in alcuni settori.
- “Far-away-cell”, dove gli abbonati vengono serviti da una BTS lontana dalla cella in cui si trova l’utente
- Effetto “ping-pong”, il ripetuto passaggio tra due stazioni base causato da rapide fluttuazioni nell’intensità del segnale ricevuto da entrambe le stazioni base.
- Un passaggio di consegne non necessario spesso porta a un aumento del traffico di segnalazione, che può provocare una congestione del traffico nella procedura di impostazione della chiamata di altri abbonati che intendono impostare le chiamate.