Handover y Roaming en los sistemas móviles

En un sistema de telefonía móvil automática (TMA), los teléfonos portátiles enlazan vía radio con las estaciones base emplazadas en lugares dominantes y espaciadas a lo largo y ancho del territorio al que se quiere ofrecer el servicio. Los teléfonos se sintonizan automáticamente en cada momento a la estación base de la que están más cerca o de la que reciben mejor señal, de modo que, al desplazarse, irán "saltando" de una a otra estación.

Esas estaciones bases (BTS) están conectadas a través de los BSC (controlador de estación base) a los MSC (centro de conmutación de móviles) que, a su vez, lo están a la red telefónica conmutada (RTC) haciendo posible la comunicación entre los portátiles y el resto de los terminales fijos de la red. El número de MSC de una red depende en gran medida de su numero de abonados móviles, mientras que el de BSC y BTS está en función de la extensión geográfica de la red. El número de comunicaciones simultáneas que una BTS soporta no es ilimitado por lo que, si en una porción del territorio se espera una densidad de portátiles más alta (por ejemplo, en áreas urbanas), será preciso establecer allí un mayor número de estaciones.

Los sistemas celulares de TMA siguen a los portátiles dentro de la red. Es decir, disponen de información puntual sobre su posición aproximada dentro del territorio atendido, de modo que, cuando alguien hace una llamada a uno de ellos, conocen en cada momento hacia que estación base deben dirigirla para establecer la comunicación. Esta característica se puede aprovechar para obtener servicios de posicionamiento similares a los que ofrece un sistema GPS, aunque, eso sí, con menos precisión, pero lo suficientemente válidos en muchos casos. Así, un vehículo puede enviar a un centro de control una indicación de la zona en la que se encuentra por un terminal GSM, o un terminal, con interfaz WAP (Wireless Access Protocol), acceder a Internet para recibir información sobre, por ejemplo, los restaurantes o cines más próximos.

La capacidad de seguimiento de la posición de los portátiles se conoce en sentido amplio como itinerancia o "roaming", lo que implica que el sistema ha de conocer en todo momento en que red (celda) se encuentra el móvil (registro). Ello da la posibilidad al usuario de moverse a voluntad por la red o redes de varios operadores con acuerdo establecido y facilita la facturación en un punto único, independientemente de donde se haya originado o recibido la llamada, ya que esta información se recoge en una base de datos para su posterior tratamiento.

Si el usuario y el terminal se desplazan, es posible que, durante el transcurso de una comunicación, pasen de la zona de influencia de una estación radio a la de otra -es decir, que cambie de celda- con lo que, en principio, la llamada podría perderse o, en cualquier caso, la calidad de la señal radio se degradaría. Los sistemas celulares de TMA prevén a este respecto un mecanismo automático de traspaso de la comunicación o "handover" de una a otra estación base obviando los problemas citados.

El traspaso o "handover" es el proceso por el cual se transfiere una comunicación de un canal de voz de una célula a un nuevo canal de voz, en la misma célula o en otra, cuando el canal se degrada, por ejemplo, por un problema técnico o porque el móvil pasa de una a otra célula. Así, el servicio se puede soportar de manera continua y sin que el usuario perciba el cambio de una célula a otra. El traspaso de canal puede ser decidido por el sistema, por el móvil o por ambos.

En función del modo en que se realice el traspaso de la llamada al cambiar el móvil de una a otra célula, el "handover" puede ser blando o duro.

  • Handover blando. Se dice que el handover es blando cuando el móvil permanece conectado simultáneamente al anterior y al nuevo canal hasta que el sistema determina que ha avanzado lo suficiente dentro de la nueva célula como para que la señal ya alcance la necesaria intensidad. Entonces, se procede a la desconexión del canal anterior.
  • Handover duro. Se dice que el handover es duro cuando el salto de uno a otro canal se realiza en un momento determinado sin que exista un periodo de transición en el que está conectado a los dos. Esto puede presentar algún inconveniente si el sistema no ha verificado, antes de ordenar el cambio, que todos los nuevos parámetros de transmisión son correctos.


PROCESO DE TRASPASO EN LAS REDES GSM
Para que el "handover" y el "roaming" puedan darse en una red de telefonía celular GSM hacen falta, además de los elementos propios que constituyen la infraestructura de red básica (MSC, BSC y BTS), otros dos fundamentales: HLR y VLR.

HLR (Home Location Register) consiste en una base de datos central donde se almacenan todas las características básicas de los abonados de una red (su número, PIN, categoría, etc.), así como su localización física dentro de la red. Aunque funcionalmente es única, físicamente puede estar distribuida en varios elementos, dependiendo de la cantidad de abonados de la red, algo que puede ser necesario si su número es muy grande. Cada uno de los operadores existentes en cada país tiene su propio HLR, diferente del de los demás.

Para facilitar la labor de consulta a la base de datos, y evitar que cada vez que se realice una llamada haya que consultar al HLR "centralizado", en cada uno de los MSC siempre existe un HLR secundario, no permanente, denominado VLR (Visitors Location Register). Así, cuando un usuario activa su teléfono, su

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