En telecomunicaciones celulares , el traspaso o handoff es el proceso de transferir una llamada o sesión de datos en curso desde un canal conectado a la red central a otro canal. En comunicaciones satelitales es el proceso de transferir la responsabilidad del control del satélite desde una estación terrestre a otra sin pérdida o interrupción del servicio.
El inglés americano utiliza el término handoff , y este se utiliza más comúnmente dentro de algunas organizaciones estadounidenses como 3GPP2 y en tecnologías de origen estadounidense como CDMA2000 . En inglés británico el término handover es más común y se utiliza dentro de organizaciones internacionales y europeas como ITU-T , IETF , ETSI y 3GPP , y está estandarizado dentro de estándares de origen europeo como GSM y UMTS . El término handover es más común en publicaciones de investigación académica y literatura, mientras que handoff es ligeramente más común dentro de las organizaciones IEEE y ANSI . [ investigación original? ]
En telecomunicaciones pueden existir diferentes motivos por los cuales se puede realizar un traspaso: [1]
La forma más básica de transferencia es cuando una llamada telefónica en curso se redirige desde su celda actual (llamada origen ) a una nueva celda (llamada destino ). [1] En las redes terrestres, las celdas de origen y destino pueden recibir servicio desde dos sitios celulares diferentes o desde uno y el mismo sitio celular (en este último caso, las dos celdas suelen denominarse dos sectores en ese sitio celular). Este tipo de transferencia, en la que la fuente y el destino son celdas diferentes (incluso si están en el mismo sitio celular), se denomina transferencia entre celdas . El propósito de la transferencia entre celdas es mantener la llamada mientras el abonado se mueve fuera del área cubierta por la celda de origen y entra en el área de la celda de destino.
Existe un caso particular en el que la fuente y el destino son la misma celda y durante el traspaso solo se cambia el canal utilizado. Este tipo de traspaso, en el que no se cambia la celda, se denomina traspaso intracelular . El objetivo del traspaso intracelular es cambiar un canal que puede estar interferido o con pérdida de señal por un nuevo canal más claro o con menor pérdida de señal.
Además de la clasificación anterior de traspasos entre celdas y dentro de celdas , también se pueden dividir en traspasos duros y blandos: [1]
La transferencia también se puede clasificar en función de las técnicas de transferencia utilizadas. En líneas generales, se pueden clasificar en tres tipos:
Una ventaja del hard handover es que en cualquier momento una llamada utiliza sólo un canal. El evento hard handover es, de hecho, muy breve y, por lo general, no es perceptible para el usuario. En los antiguos sistemas analógicos se podía oír como un clic o un pitido muy breve; en los sistemas digitales es imperceptible. Otra ventaja del hard handover es que el hardware del teléfono no necesita ser capaz de recibir dos o más canales en paralelo, lo que lo hace más barato y sencillo. Una desventaja es que si un handover falla, la llamada puede interrumpirse temporalmente o incluso terminarse de forma anormal. Las tecnologías que utilizan hard handovers suelen tener procedimientos que pueden restablecer la conexión con la celda de origen si no se puede realizar la conexión con la celda de destino. Sin embargo, restablecer esta conexión puede no ser siempre posible (en cuyo caso se terminará la llamada) e incluso cuando sea posible, el procedimiento puede causar una interrupción temporal de la llamada.
Una ventaja de los traspasos suaves es que la conexión con la celda de origen se interrumpe sólo cuando se ha establecido una conexión fiable con la celda de destino y, por tanto, las posibilidades de que la llamada se termine de forma anormal debido a traspasos fallidos son menores. Sin embargo, una ventaja mucho mayor proviene del mero hecho de que se mantienen simultáneamente los canales en varias celdas y la llamada sólo podría fallar si todos los canales sufren interferencias o se desvanecen al mismo tiempo. El desvanecimiento y la interferencia en diferentes canales no están relacionados y, por tanto, la probabilidad de que se produzcan al mismo tiempo en todos los canales es muy baja. Por tanto, la fiabilidad de la conexión aumenta cuando la llamada se realiza en un traspaso suave. Dado que en una red celular la mayoría de los traspasos se producen en lugares de mala cobertura, donde las llamadas se volverían frecuentemente poco fiables cuando su canal sufre interferencias o se desvanece, los traspasos suaves aportan una mejora significativa a la fiabilidad de las llamadas en estos lugares al hacer que la interferencia o el desvanecimiento en un único canal no sean críticos. Esta ventaja se produce a costa de un hardware más complejo en el teléfono, que debe ser capaz de procesar varios canales en paralelo. Otro precio que hay que pagar por las transferencias suaves es el uso de varios canales en la red para dar soporte a una sola llamada. Esto reduce la cantidad de canales libres restantes y, por lo tanto, reduce la capacidad de la red. Al ajustar la duración de las transferencias suaves y el tamaño de las áreas en las que se producen, los ingenieros de red pueden equilibrar el beneficio de una mayor confiabilidad de las llamadas frente al precio de una capacidad reducida.
Aunque teóricamente hablando los soft handovers son posibles en cualquier tecnología, analógica o digital, el coste de implementarlos para tecnologías analógicas es prohibitivamente alto y ninguna de las tecnologías que tuvieron éxito comercial en el pasado (p. ej. AMPS , TACS , NMT , etc.) tenían esta característica. De las tecnologías digitales, las basadas en FDMA también enfrentan un mayor coste para los teléfonos (debido a la necesidad de tener múltiples módulos de radiofrecuencia paralelos) y las basadas en TDMA o una combinación de TDMA/FDMA, en principio, permiten una implementación no tan costosa de soft handovers. Sin embargo, ninguna de las tecnologías 2G (segunda generación) tiene esta característica (p. ej. GSM, D-AMPS / IS-136 , etc.). Por otro lado, todas las tecnologías basadas en CDMA, 2G y 3G (tercera generación), tienen soft handovers. Por un lado, esto se ve facilitado por la posibilidad de diseñar hardware telefónico no tan costoso que admita transferencias suaves para CDMA y, por otro lado, esto es necesario por el hecho de que sin transferencias suaves las redes CDMA pueden sufrir interferencias sustanciales que surgen debido al llamado efecto cerca-lejos .
En todas las tecnologías comerciales actuales basadas en FDMA o en una combinación de TDMA/FDMA (por ejemplo, GSM, AMPS, IS-136/DAMPS, etc.), el cambio de canal durante una transferencia dura se realiza cambiando el par de frecuencias de transmisión/recepción utilizadas .
Para la realización práctica de transferencias en una red celular, a cada célula se le asigna una lista de posibles células de destino, que pueden utilizarse para transferir llamadas desde esta célula de origen a ellas. Estas posibles células de destino se denominan vecinas y la lista se denomina lista de vecinos . Crear una lista de este tipo para una célula determinada no es trivial y se utilizan herramientas informáticas especializadas. Estas implementan diferentes algoritmos y pueden utilizar como entrada datos procedentes de mediciones de campo o predicciones informáticas de la propagación de ondas de radio en las áreas cubiertas por las células.
Durante una llamada, se monitorizan y evalúan uno o más parámetros de la señal en el canal de la celda de origen para decidir cuándo puede ser necesario un traspaso. Se pueden monitorizar las direcciones de enlace descendente (enlace directo) y/o ascendente (enlace inverso). El traspaso puede ser solicitado por el teléfono o por la estación base (BTS) de su celda de origen y, en algunos sistemas, por una BTS de una celda vecina. El teléfono y las BTS de las celdas vecinas monitorizan las señales de cada uno y se seleccionan los mejores candidatos a destino entre las celdas vecinas. En algunos sistemas, principalmente basados en CDMA, se puede seleccionar un candidato a destino entre las celdas que no están en la lista de vecinas. Esto se hace en un esfuerzo por reducir la probabilidad de interferencia debido al efecto cercano-lejano mencionado anteriormente.
En sistemas analógicos los parámetros utilizados como criterios para solicitar un hard handover son usualmente la potencia de la señal recibida y la relación señal-ruido recibida (esta última puede estimarse en un sistema analógico insertando tonos adicionales, con frecuencias justo fuera de la banda de frecuencia de voz capturada en el transmisor y evaluando la forma de estos tonos en el receptor). En sistemas digitales 2G no CDMA los criterios para solicitar un hard handover pueden basarse en estimaciones de la potencia de la señal recibida, tasa de error de bit (BER) y tasa de error/borrado de bloque (BLER), calidad de voz recibida ( RxQual ), distancia entre el teléfono y la BTS (estimada a partir del retardo de propagación de la señal de radio) y otros. En sistemas CDMA, 2G y 3G, el criterio más común para solicitar un handover es la relación Ec/Io medida en el canal piloto ( CPICH ) y/o RSCP .
En los sistemas CDMA, cuando el teléfono en un estado de transferencia suave o más suave se conecta a varias celdas simultáneamente, procesa las señales recibidas en paralelo utilizando un receptor de rastrillo . Cada señal es procesada por un módulo llamado dedo de rastrillo . Un diseño habitual de un receptor de rastrillo en teléfonos móviles incluye tres o más dedos de rastrillo utilizados en el estado de transferencia suave para procesar señales de tantas celdas como sea posible y un dedo adicional utilizado para buscar señales de otras celdas. El conjunto de celdas, cuyas señales se utilizan durante una transferencia suave, se denomina conjunto activo . Si el dedo de búsqueda encuentra una señal suficientemente fuerte (en términos de Ec/Io alto o RSCP) de una nueva celda, esta celda se agrega al conjunto activo. Las celdas en la lista de vecinos (llamadas en CDMA conjunto de vecinos ) se verifican con más frecuencia que el resto y, por lo tanto, es más probable una transferencia con una celda vecina, sin embargo, también se permite una transferencia con otras celdas fuera de la lista de vecinos (a diferencia de GSM, IS-136/DAMPS, AMPS, NMT, etc.).
Hay casos en los que una transferencia no se realiza correctamente. Se ha dedicado mucha investigación a este problema. [ ejemplo necesario ] La fuente del problema se descubrió a fines de la década de 1980. Debido a que las frecuencias no se pueden reutilizar en celdas adyacentes, cuando un usuario se mueve de una celda a otra, se debe asignar una nueva frecuencia para la llamada. Si un usuario se mueve a una celda cuando todos los canales disponibles están en uso, la llamada del usuario debe finalizar. Además, existe el problema de la interferencia de señal donde las celdas adyacentes se sobreponen entre sí, lo que resulta en la desensibilización del receptor.
También existen transferencias entre tecnologías en las que la conexión de una llamada se transfiere de una tecnología de acceso a otra, por ejemplo, una llamada que se transfiere de GSM a UMTS o de CDMA IS-95 a CDMA2000 .
El estándar 3GPP UMA/GAN permite la transferencia de GSM/UMTS a Wi-Fi y viceversa.
Los distintos sistemas tienen distintos métodos para gestionar y administrar las solicitudes de transferencia. Algunos sistemas gestionan la transferencia de la misma forma que gestionan las llamadas de origen nuevas. En estos sistemas, la probabilidad de que no se realice la transferencia es igual a la probabilidad de bloqueo de la nueva llamada de origen. Pero si la llamada finaliza de forma abrupta en medio de una conversación, es más molesto que el bloqueo de la nueva llamada de origen. Por lo tanto, para evitar esta terminación abrupta de una llamada en curso, se debe dar prioridad a la solicitud de transferencia a la nueva llamada. Esto se denomina priorización de la transferencia.
Hay dos técnicas para esto:
