Mobilní telekomunikační sítě
Provoz s automatickým přepojením (Handover)

Mobilní stanice komunikuje vždy s nejbližší základnovou stanicí, přesněji řečeno se stanicí poskytující v místě mobilní stanice nejsilnější signál. Pokud se však při svém pohybu dostane mobilní stanice do oblasti sousední buňky, dojde k automatickému přepojení probíhajícího spojení na základnovou stanici této sousední buňky.

Tento provozní režim je označován jako provoz s automatickým přepojením neboli dle anglického termínu „Handover“.

Handover má za úkol správu změn aktuální pozice uživatele s ohledem na cílovou pozici, které jsou způsobeny pohybem uživatele napříč buňkovou strukturou sítě. Hlavním účelem Handoveru v mobilních sítích je zajištění nepřetržitého spojení s vysokou QoS nebo tzv. bilanční zatížení v síti.

Sledování polohy mobilních stanic v síti zajišťuje neustálé automatické navazování spojení mezi mobilní a základnovou stanicí. Tento údaj se v mobilní síti dále registruje, což umožňuje směrovat spojení k volanému účastníkovi přímo do oblasti, kde se jeho stanice s velkou pravděpodobností právě nachází.

V sousedních buňkách se na základě kmitočtového plánování vždy používají komunikační kanály s odlišnými frekvencemi. Při přechodu mobilního účastníka přes hranici ležící mezi dvěma odlišnými buňkami je tak vždy nutné přeladit jeho mobilní stanici.

Princip Handoveru

V mobilních sítích lze však z hlediska vlastního provozu sítě odlišit dva typy „Handoveru“:

- mezibuňkový handover (Intercell Handover, resp. Hard Handover) – pokud se v provozu mobilní sítě uplatní Hard Handover, pak MS nejprve ukončí všechna spojení s BS, která jej obsluhovala. Jakmile je připojení k původní BS ukončeno, je vytvořeno nové spojení s BS, která obsluhu převzala. Proto je tento typ handoveru také známý jako „break-before-make“, protože dochází ke krátkému přerušení mezi komunikujícími účastníky. Doba trvání přerušení při přepojení je závislá na charakteru toku řídicích zpráv vyměňovaných mezi MS a sítí. Délka přerušení také závisí na dalších faktorech, kterými jsou použité bezdrátové technologie (např. LTE nebo WiMAX), délka rámce na fyzické vrstvě, nebo také aktuální zatížení sítě. Obecně však platí, že délka přerušení v mobilní síti se pohybuje v řádu desítek až stovek milisekund.
- vnitrobuňkový handover (Intracell Handover, resp. Soft Handover) – umožňuje současné připojení a provoz MS k několika BS najednou. V důsledku toho je uskutečněno automatické přepojení bez přerušení, které by bylo pozorovatelné uživateli v průběhu komunikace. Toto přepojení je také známo jako „make-before-break“. Soft Handover je možné realizovat jako MDHO (Macro Diversity HandOver) nebo FCS (Fast Cell Selection), který také bývá často označován jako FBSS (Fast Base Station Switching). V případě MDHO je realizována makrodiverzita signálů přijatých z několika různých BS a to přímo v aktivní sadě (ve WiMAXu je označována jako sada výběrového příjmu). Významnou nevýhodou tohoto přístupu je jeho vysoká složitost a obtížná implementace. V případě FCS, je vybrán a zpracován nejlépe přijatý rámec vysílaný současně od všech stanic a následně je zahrnut do aktivního souboru. I přesto, že je přepojení typu FCS výrazně jednodušší v porovnání s přepojením typu MDHO, je stále podstatně složitější než v případě Hard Handoveru. Proto je Hard Handover považován za povinný v mobilních sítích, zatímco jiné typy handoverů jsou volitelné.