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Transfert UMTS WCDMA: dur, doux, plus doux, inter-RAT

Transfert UMTS WCDMA: dur, doux, plus doux, inter-RAT

L'un des aspects clés de tout système de télécommunications cellulaires est le transfert d'une cellule ou d'un secteur à un autre.

Dans le 3G UMTS, il existe plusieurs formes de transfert intercellulaire, y compris le transfert intercellulaire dur, le transfert intercellulaire progressif, une forme de transfert intercellulaire appelée transfert intercellulaire progressif et un transfert intercellulaire d'une technologie d'accès radio à une autre appelée transfert inter-RAT.

Il est essentiel que tous ces transferts fonctionnent de manière transparente, car tout problème entraînera des appels interrompus et il s'agit d'une source majeure de gêne pour l'utilisateur.

Il est à noter que les deux termes transfert et transfert ont la même signification. Le transfert UMTS est la terminologie qui a tendance à être utilisée en Europe, tandis que le transfert UMTS est plus susceptible d'être utilisé en Amérique du Nord.

Types de transfert UMTS

Dans UMTS, il est possible de définir un certain nombre de types différents de transfert ou de transfert UMTS. Avec l'avènement de la technologie CDMA générique, de nouvelles possibilités pour effectuer des formes de transfert intercellulaire plus fiables sont devenues possibles, et en conséquence l'une d'une variété de formes différentes de transfert intercellulaire est disponible en fonction des différentes circonstances.

Pour la technologie purement inter W-CDMA, il existe trois types de transfert de base:

  • Transfert dur: Cette forme de transfert intercellulaire est essentiellement la même que celle utilisée pour les réseaux 2G où une liaison est interrompue et une autre établie.
  • Transfert en douceur: Cette forme de transfert intercellulaire est plus graduelle et l'UE communique simultanément avec plus d'un nœud B ou station de base pendant le processus de transfert intercellulaire.
  • Remise plus douce: Il ne s'agit pas d'une forme complète de transfert UMTS, mais l'UE communique avec plus d'un secteur géré par le même NodeB.
  • Transfert UMTS inter RAT: Cette forme de transfert se produit lorsque les mobiles doivent changer entre les technologies d'accès radio, par ex. UMTS vers / depuis GSM ou UMTS vers / depuis 4G LTE, etc.

Chacun des différents types de transfert intercellulaire est utilisé à différentes occasions en fonction des conditions. Des détails supplémentaires sur chaque type de transfert UMTS sont donnés dans les sections individuelles ci-dessous.

Transfert dur UMTS

Le nom hard handover indique qu'il y a un changement "dur" pendant le processus de transfert. Pour le transfert dur, les liaisons radio sont interrompues puis rétablies. Bien que le transfert forcé semble transparent pour l'utilisateur, il est toujours possible qu'une courte interruption de la connexion soit remarquée par l'utilisateur.

La méthodologie de base derrière un transfert forcé est relativement simple. Il existe un certain nombre d'étapes de base pour un transfert automatique:

  1. Le réseau décide qu'un transfert intercellulaire est nécessaire en fonction des intensités du signal de la liaison existante et des intensités des canaux de diffusion des cellules adjacentes.
  2. Le lien entre le NodeB existant et l'UE est rompu.
  3. Un nouveau lien est établi entre le nouveau NodeB et l'UE.

Bien qu'il s'agisse d'une simplification du processus, c'est essentiellement ce qui se passe. Le problème majeur est que toute difficulté à rétablir la liaison entraînera l'échec du transfert intercellulaire et l'interruption de l'appel ou de la connexion.

Les transferts matériels UMTS peuvent être utilisés dans un certain nombre de cas:

  • Lors du déplacement d'une cellule à une cellule adjacente qui peut être sur une fréquence différente.
  • Lors de la mise en œuvre d'un changement de mode, par ex. du mode FDD au mode TDD, par exemple.
  • Lors du passage d'une cellule à une autre où il n'y a pas de capacité sur le canal existant, et un changement vers une nouvelle fréquence est nécessaire.

L'un des problèmes rencontrés par les transferts UMTS durs était également rencontré dans le GSM. Lorsque les niveaux d'utilisation sont élevés, la capacité d'une cellule particulière dans laquelle un UE tente d'entrer peut être insuffisante pour prendre en charge un nouvel utilisateur. Pour surmonter cela, il peut être nécessaire de réserver une certaine capacité pour les nouveaux utilisateurs. Ceci peut être réalisé en étalant la charge dans la mesure du possible - par exemple, les UE qui peuvent recevoir un signal suffisamment fort d'une cellule voisine peuvent être transférés lorsque la cellule d'origine s'approche de son niveau de capacité.

Transfert logiciel 3G UMTS

Le transfert progressif est une forme de transfert intercellulaire qui a été activée par l'introduction de CDMA. Un transfert intercellulaire progressif se produit lorsqu'un UE se trouve dans la zone de couverture de chevauchement de deux cellules. Des liaisons avec les deux stations de base peuvent être établies simultanément et de cette manière l'UE peut communiquer avec deux stations de base. En ayant plus d'un lien actif pendant le processus de transfert intercellulaire, cela fournit une manière plus fiable et transparente d'effectuer le transfert intercellulaire.

Compte tenu du fait que le transfert intercellulaire progressif utilise plusieurs liaisons simultanées, cela signifie que les cellules adjacentes doivent fonctionner sur la même fréquence ou le même canal car les UE ne disposent pas de plusieurs émetteurs et récepteurs qui seraient nécessaires s'ils étaient sur des fréquences différentes.

Lorsque l'UE et le nœud B entreprennent un transfert intercellulaire progressif, l'UE reçoit des signaux des deux nœuds B et les combine en utilisant la capacité de récepteur RAKE disponible dans le traitement de signal de l'UE.

Dans la liaison montante, la situation est plus compliquée car la combinaison de signaux ne peut pas être accomplie dans le NodeB car plus d'un NodeB est impliqué. Au lieu de cela, la combinaison est réalisée image par image. Les meilleures images sont sélectionnées après chaque période d'entrelacement. La sélection est accomplie en utilisant l'algorithme de commande de puissance de boucle externe qui mesure le rapport signal sur bruit (SNR) des signaux de liaison montante reçus. Ces informations sont ensuite utilisées pour sélectionner le cadre de meilleure qualité.

Une fois le transfert progressif terminé, les liens vers l'ancien NodeB sont supprimés et l'UE continue à communiquer avec le nouveau NodeB.

Comme on peut l'imaginer, le soft handover utilise un degré plus élevé de ressources réseau qu'un lien normal, voire un hard handover. Cependant, ceci est compensé par l'amélioration de la fiabilité et des performances du processus de transfert. Cependant, avec environ 5 à 10% des transferts entrant dans cette catégorie, les opérateurs de réseau doivent en tenir compte.

Transfert de relais 3G UMTS plus souple

Une forme de transfert appelé transfert progressif est en fait une forme spéciale de transfert automatique. Il s'agit d'une forme de transfert intercellulaire progressif qui se produit lorsque les nouvelles liaisons radio ajoutées proviennent du même NodeB. Cela se produit lorsque plusieurs secteurs peuvent être desservis à partir du même NodeB, ce qui simplifie la combinaison car elle peut être réalisée dans le NodeB et ne nécessite pas de liaison plus loin dans le réseau.

Un transfert intercellulaire plus doux UMTS n'est possible que lorsqu'un UE peut entendre les signaux de deux secteurs desservis par le même NodeB. Cela peut se produire en raison du chevauchement des secteurs, ou plus souvent en raison de la propagation par trajets multiples résultant des réflexions des bâtiments, etc.

Dans la liaison montante, les signaux reçus par le NodeB, les signaux des deux secteurs peuvent être acheminés vers le même récepteur RAKE puis combinés pour fournir un signal amélioré.

En liaison descendante, c'est un peu plus compliqué car les différents secteurs du NodeB utilisent des codes de brouillage différents. Pour surmonter cela, différents doigts du récepteur RAKE appliquent les codes de désétalement ou de désembrouillage appropriés aux signaux reçus. Une fois que cela a été fait, ils peuvent être combinés comme auparavant.

Compte tenu du fait qu'un seul émetteur est utilisé dans l'UE, une seule boucle de commande de puissance est active. Cela peut ne pas être optimal pour toutes les instances, mais cela simplifie le matériel et le fonctionnement général.

Transfert inter-RAT / Intersystem ou iRAT

Dans de nombreux cas, il est nécessaire que le réseau d'accès radio UMTS passe le relais au réseau GSM 2G. Ces transferts reçoivent une variété de noms, y compris le transfert Inter-RAT, car ils passent entre différentes formes de technologie d'accès radio, de transfert intersystème et de transfert UMTS / GSM. Ces transferts peuvent être nécessaires pour l'une des raisons suivantes:

  • Couverture UMTS limitée
  • Réseau UMTS occupé alors qu'une capacité de réserve est disponible sur le réseau GSM

La forme la plus courante de transfert inter-système ou inter-RAT est entre UMTS et GSM. Il existe deux types différents de transfert inter-RAT ou de transfert iRAT:

  • Transfert UMTS vers GSM: Il existe deux autres divisions de cette catégorie de transfert:
    • Transfert en mode compressé: En utilisant le transfert en mode compressé, l'UE utilise les intervalles de transmission qui se produisent pour analyser la réception des stations de base GSM locales. L'UE utilise la liste de voisins fournie par le réseau UMTS pour surveiller et sélectionner une station de base candidate appropriée. Après avoir sélectionné une station de base appropriée, le transfert a lieu, mais sans qu'aucune synchronisation temporelle ne se soit produite.
    • Transfert aveugle: Cette forme de transfert intercellulaire se produit lorsque la station de base transmet l'UE en lui transmettant les détails de la nouvelle cellule à l'UE sans s'y lier et en définissant la synchronisation, etc. du mobile pour la nouvelle cellule. Dans ce mode, le réseau sélectionne ce qu'il pense être la station GSM optimale. L'UE localise d'abord le canal de diffusion de la nouvelle cellule, acquiert la synchronisation temporelle et effectue ensuite un transfert intercellulaire non synchronisé.
  • Transfert du GSM vers l'UMTS: Cette forme de transfert intercellulaire est prise en charge dans le GSM et une "liste de voisins" a été établie pour permettre que cela se produise facilement. Comme le réseau GSM / 2G est normalement plus étendu que le réseau 3G, ce type de transfert intercellulaire ne se produit normalement pas lorsque l'UE quitte une zone de couverture et doit rapidement trouver une nouvelle station de base pour maintenir le contact. Le transfert du GSM vers l'UMTS a pour but d'améliorer les performances et ne peut normalement avoir lieu que lorsque les conditions sont réunies. La liste des voisins informera l'UE lorsque cela peut se produire.

L'un des avantages de l'utilisation d'un système tel que CDMA est que le transfert intercellulaire peut être effectué plus facilement qu'avec des systèmes comme le GSM où un transfert intercellulaire dur est toujours nécessaire. En utilisant une forme douce ou plus douce de transfert, il est plus facile d'effectuer un transfert réussi. Évidemment, le transfert Inter-RAT est le plus difficile à réaliser, mais il se fait néanmoins avec succès.

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