Handover & Roaming
Realizado por:
Fernando Simão nº20598
Humberto Bento nº20611
Engenharia de Sistemas e Informática
Conteudo:
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Introdução
O que é o Handover?
Celulas e conceitos gerais
Etapas do Handover
Tipos de Handover (soft e hard)
Estratégias de handover
Definições e tipos de roaming
Funcionamento do roaming
Definição de assinante, acordos, serviços e cobranças
Estrutura do roaming
Conclusões
O que é o Handover? (1)
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Handover ou Handoff, é o procedimento empregado em
redes sem fios para tratar a transição de uma unidade
móvel(UM) de uma célula para outra de forma
transparente ao utilizador.
Por exemplo, se um veículo se desloca de uma célula de
rádio para uma célula adjacente, a rede entrega a ligação
em curso para a nova célula. Este processo é designado
por handover (entrega). A controladora da estação base
(BSC) administra esta entrega da ligação ativa dentro da
BTS (estação base transmissora/receptora) administrada
pela BSC ou de uma BSC a outra BSC, que controla uma
BTS vizinha.
O que é o Handover? (2)
Objectivo: Manter a coneção com uma UM
permitindo a continuidade dos serviços e aplicações
em execução.
Desafios:rápido e sem perdas de dados = Melhorar
a qualidade de serviço
Handover numa rede celular
Rede fixa
BD de localizações
Estação Base (BS)
Célula
Vantagem das células
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Permite reduzir a potência de transmissão.
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Permite descentralizar toda a informação.
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Os problemas de cada célula são tratados dentro da
própria.
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Permite ao mesmo tempo com essa divisão, um
maior número de utilizadores.
Arquitectura GSM
Tipos de handover(1)
Tipos de handover(2)
Conceitos a ter em conta
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O tamanho ou forma de cada célula depende da natureza ou
tamanho de cada região;
Acontece em muitos casos que uma unidade móvel esteja
dentro do alcance de mais do que uma BS, e a rede é
responsável de tempo a tempo de decidir por quem se
encarrega do sinal;
Os utilizadores devem ser abstraídos de todo o processo de
mudança de célula;
Existem regiões chamadas mortas (Dead Zones) nas quais
não existe sinal, o que deve ser evitado a todo o custo
Dweel time: Intervalo de tempo no qual uma chamada pode
ser mantida dentro de uma celula sem handoff.
Etapas do Handover (1)
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Detecção de Handover: Quando e como a necessidade de
handover é detectada. Pode ocorrer por exemplo quando
detecta o sinal mais forte numa célula vizinha
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Decisão/Inicio: Escolha da nova estação Base (BS), geração
da nova conexão, autenticação/autorização, alocação de
canais.
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Actualização de Contexto: notificação da nova localização,
reconfiguração do caminho de roteamento de pacotes.
Etapas do Handover (2)
Alguns problemas
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Detecção e início do handover devem ser feitos
antes da perda da conexão.
Estado do sinal (Se tem potência necessaria).
Como selecionar a “melhor” BS.
Handover pode não se completar pela falta de
recursos na nova BS.
Tempo requerido pelo handover pode causar atrasos
na entrega de pacotes e afetar o desempenho do
TCP e aplicações de tempo real.
Tipos de Handover
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Existem dois grandes tipos de handover:
-
Soft handover: é criada uma conexão com a nova
BTS antes de ser quebrada a antiga.
- Hard Handover: primeiro é quebrada a ligação e só
depois é conectada á nova BTS.
Soft handover (1)
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-
Vantagens:
A conexão é sempre garantida, sem atrasos;
Dificilmente a chamada poderá cair;
A área de cobertura consegue ser maior;
Devido á conjugação de todos estes factores é mais fácil
garantir a satisfação por parte dos utilizadores;
Desvantagens:
- Mais canais são bloqueados;
- A interferência de downlink é aumentada;
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Soft handover (2)
Hard handover (1)
Vantagens:
- Requer um número muito menor de recursos.
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Desvantagens:
- Possivel problemas com a perde momentânea da
conectividade;
- Essa perda de conectividade tem que ser
garantidamente muito breve;
- Pode tornar-se bastante caro;
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Hard handover (2)
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Em vez de permanecer ligado ás duas células na zona
de sobreposição, vai quebrar a conexão previamente.
Decisão no HO(1)
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Para efectuar o Hard handoff existe um algoritmo como o
que se segue:
Sx e Sy são a potência de sinal em duas estações base;
Se (Sy-Sx) > D Faz o handoff para BY
Se (Sx-Sy) > D Faz o handoff para BX
Senão não faz handoff
O parâmetro D chama-se histerese e é controlado pelo
administrador da rede.
Decisão no HO(2)
Obstáculos para a QoS
Existem handovers multiplos e distintos:
- Handover Horizontal: entre células da mesma
tecnologia;
- Handover Vertical: entre células de tecnologias
diferentes;
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Os handovers devem ser feitos num curto espaço de
tempo, sem prejudicar as comunicações já
estabelecidas;
Vertical vs Horizontal
Estratégias (1)
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Existem 3 estratégias propostas:
Mobile-assisted handoff(MAHO): Cada estação
móvel mede a potência recebida das BS próximas e
continuamente reporta os resultados para a BS na qual
está localizada. Um handoff é inicializado quando a
potência recebida da BS de uma célula vizinha começa a
exceder a potência recebida da BS corrente, por um
certo nível ou por um certo período de tempo.
Estratégias (2)
- Network-initiated handoff(NIHO): A BS verifica o sinal
com os móveis em andamento através de um receptor
especial.
- Mobile-controlled handoff(MCHO): Um dispositivo móvel
verifica continuamente os sinais vizinhos, e verifica a sua
qualidade em conjunto com a rede.
Situações existentes
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Handoff entre células: O destino e a origem são
conectados ao mesmo MSC.
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Handoff entre sistemas: ocorre quando um móvel vai
para um outro sistema celular controlado por uma
outra MSC(Mobile Switching Center). Neste caso
diz-se que o móvel está em “roaming”.
Definição de Roaming
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O roaming é definido como a capacidade que um
cliente móvel tem para automaticamente efectuar e
receber chamadas, enviar e receber dados, ou
aceder a outros serviços quando viaja para fora da
área de cobertura geográfica da sua operadora,
utilizando para o efeito, uma rede visitada.
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Em termos mais tecnicos é o equivalente a mudar
de MSC(Mobile Switching Center).
Tipos de Roaming
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“Um terminal móvel está em roaming quando opera
num sistema móvel de uma localidade diferente
daquela em que ele é assinante do serviço.” –
roaming nacional
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“podemos considerar como roaming todas as
chamadas efectuadas em países diferentes do país
onde o assinante reside” – roaming internacional
Funcionamento Roaming (1)
Funcionamento Roaming (2)
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Num sistema móvel, o terminal móvel comunica com o
sistema através da Estação Rádio Base (BTS) mais
próxima. A BTS que o terminal móvel utiliza para
comunicar com o sistema vai mudando conforme o
terminal se move.
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Um terminal móvel é registrado numa Área de Registo,
que é a área de localização do terminal móvel por
ocasião da sua habilitação no serviço móvel. Esta área
serve de referência para o cálculo do valor das
chamadas destinadas ao assinante
Definição de Assinante
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Quando o terminal está fora da sua Área de Mobilidade
ele está em roaming, ou seja, ele é um assinante
visitante no sistema móvel daquela região. Esta condição
é sinalizada no visor do terminal móvel.
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São visitantes todos os assinantes que não pertencem à
operadora na qual as chamadas são realizadas.
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O sistema de tarifação de uma região não será capaz de
identificar os assinantes que não pertencem à sua rede
(base de dados de assinantes).
Acordos para Roaming
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Para que estes assinantes possam efectuar chamadas
em roaming é necessário que existam acordos entre
operadoras.
Dependendo do acordo estabelecido
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as chamadas dos visitantes poderão ser tarifadas
normalmente e separadas para futuro acerto de contas
ou poderão ser simplesmente encaminhadas para as suas
operadoras de origem para então serem tarifadas.
Independentemente de serem tarifadas todas as
chamadas dos visitantes, estas deverão ser classificadas
e enviadas para as suas operadoras de origem, pois
serão responsáveis pela cobrança dos assinantes e pelo
acerto de contas entre as operadoras.
Cobrança em Roaming
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É efectuada a cobrança em serviços roaming:
Para receber chamadas locais, nacionais e
internacionais
Para efectuar chamadas
Serviços de dados
Serviços em Roaming
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Quando em modo analógico, basicamente, o assinante
tem acesso ao serviço de voz.
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Em modo digital, no entanto, o cliente tem acesso a
praticamente todos os serviços:
- Chamada em Espera,
- Consulta,
- Conferência,
- Identificação de Assinante que telefona,
- SMS (Short Message Service) bidireccional,
- WAP (Wirelless Application Protocol),
- Ícones de serviços como Correio de Voz e SMS,
- entre outros.
Estrutura do Roaming (1)
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A estrutura de roaming é uma estrutura complexa e
sujeita a problemas, pois cada operadora pode adoptar
os seus próprios padrões de comunicação. Para garantir
o perfeito funcionamento deste sistema é necessário a
definição de padrões de layout de troca de dados e a
introdução de alguma instituição para garantir a
integridade das informações e dos padrões (as clearing
houses).
As Clearing Houses também são centralizadoras de
dados o que simplifica o modelo de comunicação e troca
de informação. Todas as operadoras enviam e recebem
seus dados de um mesmo local.
Estrutura do Roaming (2)
Estrutura do Roaming (3)
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com a introdução deste novo
cenário o papel do Mediation
torna-se imprescindível, pois os
dados gerados pelas centrais
sobre as chamadas dos
assinantes locais podem possuir
formatação diferente da
formatação utilizada no processo
de troca de chamadas de roaming.
O Mediation irá realizar todas as
operações para traduzir ambos os
padrões em informações que o
software de tarifação “entenda”.
Roaming em Portugal(1)
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Os Clientes Vodafone podem, em roaming , utilizar os
serviços GPRS no estrangeiro como se estivessem em
Portugal. Terão assim acesso ao WAP sobre GPRS, à
Internet através de computador pessoal ou PDA, ao
envio e recepção de e-mail e mensagens multimédia
(MMS) e acesso remoto às várias aplicações
empresariais.
No estrangeiro, estes poderão ainda, se registados numa
rede 3G, utilizar o Vodafone Mobile Connect Card
(versão 3G/GPRS) e aceder ao e-mail, Internet e às
aplicações empresariais como se estivessem em
Portugal.
Roaming em Portugal(2)
Conclusões
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Área em constante tentativa de optimização.
Soft handoff, apesar do maior número de
recursos gastos, continua a oferecer mais
garantias que Hard handoff.
Falta de existência de uma rede global, para
que os utilizadores possam “viajar”
livremente entre diversas redes.
Problema dos contratos nas questões de
Redes sem fios.
Links
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http://dme.uma.pt/edu/st2/apo/332Sinal.pdf
http://www.gsmworld.com/roaming/index.sht
ml
http://www.eeng.dcu.ie/~arul/4G.html
Handover e Roaming
Obrigado pela Atenção