دست بدست
در مخابرات شبکه سلولی واژه دست بدست کردن (Handover) یا دستشدِه (Hand off) به فرایند انتقال مکالمه یا داده نشستِ در حال انجام از یک کانال متصل به شبکه اصلی به کانال دیگر اشاره دارد. در مخابرات ماهوارهای این فرایند انتقال، وظیفه کنترل ماهواره از یک ایستگاه زمینی به دیگری بدون از بین رفتن یا قطع سرویس است. انگلیسی آمریکایی از واژه هندآف استفاده میکند و این معمولاً در بعضی از سازمانهای آمریکایی مانند 3GPP2 استفاده میشود و در فناوریهای آمریکایی مانند CDMA2000 آغاز شدن. در زبان انگلیسی بریتانیایی واژه هنداُور بیشتر رایج است و در سازمانهای بینالمللی و اروپایی مانند ITU-T، IETF , ETSI و 3GPP و دارای استاندارد در اروپا با استانداردهای سامانهٔ جهانی ارتباطات سیار جیاسام و سامانه جهانی مخابرات سیار (UMTS) استفاده میشود. واژه هنداُور در انتشارات و ادبیات تحقیقات دانشگاهی بیشتر رایج است، در حالی که هندآف در سازمانهای ایتیپلایی و ANSI کمی بیشتر است.
کاربرد
کاربردها:
- هنگامی که یک تلفن خارج از عرصهای حرکت میکند که نوسط یک سلول پوشیده میشود و به عرصه پوششی توسط سلول دیگر وارد میشود و این مکالمه به اولین سلول انتقال مییابد تا از پایان مکالمه اجتناب شود هنگامی که تلفن به خارج از دامنه اولین سلول میرسد.
- هنگامی که این ظرفیت برای اتصال به فراخوانیهای تازه سلول داده شده مورد استفاده قرار گیرد یا یک مکالمه تازه و موجود از یک تلفن باشد که در عرصه همپوشانی شده توسط سلول دیگر قرار گرفته باشد به آن سلول برای آزادسازی ظرفیت در اولین سلول به کاربران دیگری انتقال مییابد که تنها به آن سلول اتصال مییابد.
- در شبکههای غیر دسترسی چندگانه تقسیم کدی (CDMA) هنگامیکه کانال برای تلفن دیگر استفاده میشود توسط سلول دیگر با استفاده از کانال مشابه در سلول متفاوت انتقال داده میشود این مکالمه به کانال متفاوت در سلول مشابه انتقال داده میشود یا به کانال متفاوت در سلول دیگر برای اجتناب از تداخل میرود.
- دوباره در شبکههای غیر دسترسی چندگانه تقسیم کدی زمانیکه کاربر از تغییرات رفتاری استفاده میکند و هنگامیکه یک کاربر جابجاکننده سریع وجود دارد و به سلول چتری وصل است متوقف میشود و این مکالمه به یک سلول ماکر و کوچکتر یا حتی به سلول میکرو به منظور ظرفیت آزاد به سلول چتری برای کاربران متحرک سریع انتقال داده میشود و تعامل نهفته به سلولها یا کاربران دیگر کاهش مییابد.
- در شبکههای دسترسی چندگانه تقسیم کدی یک دست بدست کردن نرم ممکن است برای کاهش تداخل در یک سلول همسایه به علت اثر تقریباً کم غالب شود هنگامیکه تلفن دارای رابط خوب به سلول اخیرش است.
- غیره
اصولیترین شکل دست بدست کردن زمانی است که مکالمه تلفنی در حال پیشرفت از سلول اخیر آن جهتیابی میشود و کانال استفاده شده در آن سلول به سلول تازه است و به یک کانال تازه وصل میشود.
در شبکههای زمینی این منبع و سلولهای هدف از دو سایت سلولی متفاوت یا از یکی و سایت سلولی مشابه حفاظت میشوند. به چنین دست بدست کردنی که منبع و سلول هدف سلولهای متفاوت هستند دست بدست کردن درون سلولی نامیده میشوند.
هدف از دست بدست کردن درون سلولی نگهداری سلول به صورت مشترک است که به خارج از عرصهای حرکت میکند که توسط سلول منبع و عرصه زمینی سلول هدف پوشش داده میشود.
یک مورد خاص ممکن میشود هنگامی که منبع و هدف یکی هستند و سلول مشابه تنها به کار میرود تنها کانال مورد استفاده به هنگام دست بدست کردن تغییر میکند. چنین دست بدست کردنی که سلول تغییر نمیکند دست بدست کردن فرا سلولی نامیده میشود. هدف دست بدست کردن انیترا سلولی تغییر کانالی است که ممکن است مداخله کند یا با کانال محوسازی کمتر و تازه به کار رود.
دستهبندی
دست بدست کردن میتواند بسته به روش مورد استفاده میتواند به صورت زیر دستهبندی شود:
- دست بدست کردن تحت کنترل شبکه
- دست بدست کردن با کمک تلفن همراه
- دست بدست کردن تحت کنترل شبکه بیسیم
گونهها
علاوه بر طبقهبندی درون و برون سلولی دست بدست کردنها به دو دسته نرم و سخت تقسیمبندی میشوند:
- دست بدست کردن سخت: یکی از دست بدست کردنهایی است که کانال در سلول منبع رها میشود و سپس کانال در سلول هدف درگیر میشود. سپس اتصال به منبع قبل از اتصال به هدف ایجاد شده از بین میرود به همین خاطر چنین دست بدست کردنهایی معروف به قطع-قبلِ-وصل (break-before-make) هستند. دست بدست کردنهای سخت بهطور همزمان برای به کمینه رساندن به قطع مکالمه به کار میروند. یک دست بدست کردن سخت توسط مهندسان شبکه بهعنوان حادثهای در مکالمه دریافت میشود.
- دست بدست کردن نرم: دست بدست کردنی است که کانال در سلول منبع حفاظت میشود و در حالی به کار میرود که موازی با آن کانال در سلول هدف است. در این مورد اتصال به هدف قبل از اتصال به منبع شکسته شده ایجاد میشود با این وجود این دست بدست کردن درست شدن قبل از شکستن نامیده میشود. این وقفه طی زمانی صورت میپذیرد که دو رابط بهطور موازی استفاده میشوند وممکن است خلاصه یا معتبر باشد یک دست بدست کردن نرم ممکن است شامل استفاده از رابطها به بیشتر از دو سلول باشد یعنی اتصال به سه یا چند سلول که توسط یک تلفن در زمان مشابه نگه داشته میشود. مورد بعدی برتری بیشتری دارد و هنگامیکه چنین اتصالی در هر دو لینک پائین و بالا قرار میگیرد این نوع دست بدست کردن به صورت نرمر است دست بدست کردنهای نرم ممکن میشوند زمانیکه سلولها درگیر در دست بدست کردنی هستند که دارای یک سایت سلولی واحد هستند.
مقایسه
یکی از برتری دست بدست کردن سخت، آن است که در هر لحظه زمانی یک مکالمه تنها از یک کانال استفاده میکند. حادثه دست بدست کردن سخت احتمالاً بسیار کوتاه است و معمولاً قابل پذیرش توسط کاربر نیست. در سامانههای آنالوگ قدیمی، هدآف سخت به صورت یک کلیک شنیده میشود یا یک صدای بسیار کوتاه در سامانههای دیجیتالی است که قابل ملاحظه نیستند. برتری دیگر دست بدست کردن سخت این است که سختافزار تلفن نیاز به دریافت دو یا چند کانال موازی ندارد که آن را ارزانتر یا سادهتر سازند. یکی از معایب آن این است که اگر دست بدست کردن با موفقیت صورت نگیرد مکالمه با نقص مواجه میشود یا به صورت غیر نرمال پایان میپذیرد. به هر حال با ایجاد این رابط که همیشه ممکن نیست و حتی هنگامیکه امکان دارد این فرایند باعث آسیب موقت به مکالمه میشود.
یکی از برتریهای دست بدست کردنهای نرم این است که اتصال به سلول منبع تنها زمانی شکسته میشود که رابط موثق به سلول هدف ایجاد شده باشد و بنابراین اینها شانسهایی هستند که سلول بهطور غیرطبیعی به علت عدم موفقیت دست بدست کردنی که پائینتر است پایان میپذیرد. محوسازی و تداخل در کانالهای متفاوت نامربوط هستند و بنابراین احتمال آنها در یکی از لحظات مشابه در کانالهایی رخ میدهد که بسیار پائین هستند؛ بنابراین موثق بودن این رابط بالاتر میرود زمانیکه مکالمه در یک دست بدست کردن نرم است. چون در یک شبکه سلولی حداکثر دست بدست کردن در مکانهایی از محوسازی رخ میدهد.
دست بدست کردنهای نرم یا محوسازی در یک کانال واحد بحرانی نیست. این برتری باعث هزینه بیشتر سختافزار در تلفنی میشود که باید قادر به پردازش چند کانال در یک مکالمه باشد. قطعه دیگری که برای دست بدست کردنهای نرم به کار میرود استفاده از چندین کانال در شبکه برای حمایت از یک مکالمه است. این باعث کاهش تعداد کانالهای آزاد نگهدارنده و کاهش ظرفیت شبکه میشود.
با تنظیم مدت زمان دست بدست کردنهای نرم و اندازه عرصههایی که رخ میدهد مهندسان شبکه، برتری موثق مکالمه را در برابر قیمت ظرفیت کاهشیافته، متعادل میسازند.
امکانپذیری
در حالیکه در گفتگوی تئوری دست بدست کردنهای نرم در هر فناوری ممکن میشوند و به صورت آنالوگ یا دیجیتال هستند هزینه بهکارگیری آنها برای فناوریهای آنالوگ بسیار بالاست و هیچکدام در فناوریهای گذشته با داشتن چنین ویژگی موفق نبودند. از فناوریهای دیجیتال آنها بر پایه تقسیم فرکانس با دسترسی چندگانه (FDMA) با هزینه بیشتر برای تلفنها مواجه میشوند و بعضیها بر پایه دسترسی چندگانه بخش زمانی (TDMA) یا ترکیبی از TDMA-FDMA هستند که اصولاً به تکمیل گسترده سختافزارهای نرم اجازه نمیدهند. به هر حال هیچکدام از فناوریهای دارای این ویژگی نیستند. از طرف دیگر همه فناوریهای دسترسی چندگانه تقسیم کدی و 2G و 3G دارای دست بدست کردنهای نرم هستند.
در همه فناوریهای تجاری اخیر بر پایه FDMA یا ترکیبی از TDMA-FDMA تغییر کانال در دست بدست کردن سخت با تغییر جفت فرکانسهای دریافتی / انتقالی به کار رفته قابل تشخیص است.
پیادهسازی
برای تشخیص عملی دست بدست کردنها در یک شبکه سلولی هر سلول به فهرستی از سلولهای هدف نهفته اختصاص داده میشود که برای مکالمههای دست بدست کردنی برای سلول منبع به آنها استفاده میشود. این سلولهای هدف نهفته سلولهای همسایه نامیده میشوند و این فهرست فهرست همسایه نامیده میشود.
با ایجاد چنین فهرستی برای سلول دریافتی در دادههای ورودی از مقیاسهای زمینهای یا پیشبینی طول موج رادیویی در عرصهها توسط سلولها پوشش داده میشوند.
طی یک مکالمه یک یا چند پارامتر از سیگنال در کانال در منبع سلول نظارت میشود و برای تصمیمگیری دربارهٔ ضرورت استفاده از کدام دست بدست کردن، ارزیابی میشود. این دست بدست کردن توسط تلفن یا ایستگاه اساسی سلول منبع در همه سامانهها درخواست میشود.
در اغلب سامانهها مخصوصاً دسترسی چندگانه تقسیم کدی یک کاندید مورد نظر در میان سلولهای انتخاب میشود که در فهرست همسایه نیست این در تلاش برای کاهش احتمال خطا به علت اثر نهایی بیان شده انجام میشود.
در سامانههای آنالوگ پارامترهای به کار رفته به عنوان معیارها برای درخواست یک دست بدست کردن سخت معمولاً توان سیگنال دریافتی یا نسبت سیگنال دریافتی به اختلال هستند. در سامانههای دسترسی چندگانه تقسیم کدی نسل دوم شبکه تلفن همراه (2G) و نسل سوم شبکه تلفن همراه (3G) و معمولترین معیار برای درخواست دست بدست کردنی هستند که با نسبت IO/EC در کانال و توان کد سیگنال دریافتشده اندازهگیری میشود.
در سامانههای دسترسی چندگانه تقسیم کدی هنگامیکه تلفن در دست بدست کردن نرم بهطور همزمان به چندین سلول وصل میشود این دریافتکننده سیگنالهای موازی با استفاده از یک رسیور است. هر سیگنال توسط یک RANK FINGER معروف اندازهگیری میشود. یک طراحی معمول رسیور در تلفنهای موبایل شامل سه یا چند فینگر است که در حالت دست بدست کردن نرم برای پردازش سیگنالها از سلولهای زیادی استفاده میشود و یک حالت اضافی برای سرچ برای سیگنالها از سلولهای دیگر استفاده میشود. این سلولها در فهرست همسایه بافرکانس بیشتر از بقیه چک میشوند و بنابراین دست بدست کردن با سلول همسایه مشابه است و به همراه سلولهای دیگر خارج از فهرست همسایه اجازه داده میشوند. اینها دست بدست کردنهای فناوری داخلی هستند که از فناوری دسترسی به دیگری انتقال داده میشوند. برای نمونه یک مکالمه از GSM به UMTS یا از دسترسی چندگانه تقسیم کدی IS-95 به دسترسی چندگانه تقسیم کدی انتقال داده میشود.
پانویس
- ↑ Guowang Miao, Jens Zander, Ki Won Sung, and Ben Slimane, Fundamentals of Mobile Data Networks, Cambridge University Press, شابک ۱۱۰۷۱۴۳۲۱۷, 2016.