Conceptos Clave del Handoff en Redes Móviles: Tipos, Métricas y Técnicas

Soft Handoff: Conexión Make-Before-Break

En el proceso de Soft Handoff, la Unidad Móvil (MU, Mobile Unit) se conecta simultáneamente a la Estación Base (BS, Base Station) de origen y a la de destino, utilizando canales distintos para cada una. Durante este traspaso, la transmisión de datos se realiza en paralelo a través de ambos canales, lo que garantiza que no haya interrupciones en el enlace.

En términos sencillos, se establece una nueva conexión antes de que se interrumpa la conexión actual (make-before-break). Una vez que el handoff se ha completado con éxito, la conexión original con la primera estación base se libera. Esta técnica es fundamental en sistemas CDMA, donde las células adyacentes operan en el mismo rango de frecuencias.

Métricas Fundamentales para el Handoff

Para decidir cuándo iniciar un proceso de handoff, se utilizan diversas métricas. Las tres principales son:

• Received Signal Strength Indication (RSSI): Mide la potencia de la señal recibida. Sus valores suelen fluctuar en un rango acotado, típicamente entre -80 dBm y -100 dBm.
• Word Error Indicator (WEI): Se basa en la capacidad del receptor (MU) para decodificar correctamente la señal recibida desde la BS. Un aumento en los errores de palabra indica un deterioro de la señal.
• Quality Indicator (QI): Se relaciona directamente con la relación señal/ruido (SNR o S/I, Signal-to-Noise Ratio). Este indicador opera en un rango aproximado de 5 dB a 25 dB.

Variantes del Método Basado en RSSI

Existen cuatro variantes principales que utilizan la potencia de la señal (RSSI) como criterio para ejecutar el handoff, diseñadas para evitar traspasos innecesarios y mejorar la estabilidad de la conexión:

1. Relative Signal Strength: El handoff se inicia cuando la señal de una estación base vecina es más fuerte que la actual.
2. Relative Signal Strength with Threshold: Además del criterio anterior, la señal de la estación base actual debe caer por debajo de un umbral predefinido.
3. Relative Signal Strength with Hysteresis: La señal de la nueva estación base debe superar a la de la actual por un margen de histéresis, evitando así el "efecto ping-pong" entre estaciones.
4. Relative Signal Strength with Hysteresis and Threshold: Combina los dos criterios anteriores para una toma de decisiones más robusta. La señal actual debe estar por debajo de un umbral y la nueva señal debe ser más fuerte por un margen de histéresis.

Técnicas de Detección para el Handoff

El proceso de detección y ejecución del handoff puede ser controlado por diferentes entidades de la red. Las tres técnicas principales son:

• Network-Controlled Handoff (NCHO)

  El control del proceso recae completamente en la red. Fue la técnica utilizada en las redes analógicas de primera generación (1G), como AMPS, TACS y NMT.

• Mobile-Assisted Handoff (MAHO)

  La Unidad Móvil (MU) asiste a la red midiendo continuamente la potencia de la señal de su BS actual y de las estaciones vecinas. Estos valores son reportados a la red, que es la que finalmente toma la decisión. Es la técnica empleada en redes 2G (GSM, IS-95 CDMA) y 3G (UMTS).

• Mobile-Controlled Handoff (MCHO)

  La Unidad Móvil (MU) tiene el control absoluto del proceso. La MU monitoriza las señales y, cuando se cumple un criterio predefinido, inicia el handoff seleccionando la mejor BS candidata y solicitando el traspaso.