Tecnología inalámbrica: ¿por qué una llamada de teléfono celular no se cae cuando se mueve de una torre a otra?

Hay un trabajo coordinado en la red y en el móvil, y la red siempre sabe qué frecuencia (y otros recursos) utiliza cada móvil, y la red siempre está en contacto con el móvil, incluso durante la transferencia. Durante el procedimiento de traspaso, antes de que se ordene al móvil que se mueva a una nueva celda, primero la red misma prepara la celda objetivo (o su controlador asociado como BTS / BSC / RNC) para la conexión a este móvil que está llegando a esta celda. Como parte de la preparación, la red decide qué frecuencia, código, etc. se asignan en la celda objetivo para este móvil, y esos recursos se incluyen en el mensaje de comando de transferencia al móvil (a través de la celda actual). Luego, el móvil detiene la conexión actual de la celda y comienza a hablar con la nueva celda según la configuración recibida en el mensaje de comando de transferencia. El móvil informa a la red (a través de la celda nueva / objetivo) del éxito en la transferencia, sobre la cual la red libera los recursos (frecuencia, código, recursos HW, etc.) de la celda anterior para que puedan ser reutilizados para algún otro móvil . Por lo tanto, hay una señalización coordinada para que el móvil siempre tenga una celda para comunicarse con la red durante la transferencia.

Habiendo dicho todo eso, es interesante notar que en realidad hay muy poco tiempo cuando el móvil no está en contacto con la red durante dicha transferencia. Es entonces cuando el móvil deja de hablar con una celda / frecuencia más antigua y luego comienza a hablar con una nueva celda / frecuencia. Esta interrupción en la interfaz aérea es de unos 10 segundos de milisegundos, pero de extremo a extremo hay una interrupción de tráfico mayor (~ <1 segundos). Esta interrupción no es lo suficientemente grande como para causar problemas tan graves con la pérdida de paquetes / tráfico que la llamada debe cancelarse. Para las llamadas de voz, la interrupción es de unos 100 milisegundos E2E, por lo que apenas los humanos nos damos cuenta. Para examinar el tipo de llamada, la interrupción de E2E puede ser un poco más grande, pero al final solo se nos presenta como un rendimiento más bajo durante algunos segundos, gracias a TCP.

Porque el móvil sigue observando todo el tiempo la potencia de la señal (básicamente relación señal / ruido) de las torres vecinas. Durante la llamada es más frecuente. Sigue calculando y realiza el movimiento correcto en el momento adecuado. Esto es aplicable a todos los tipos de estándares de red. GSM, WCDMA, CDMA, LTE, etc.

La tecnología 3G vino con un concepto más inteligente que permitía acampar en dos torres durante el tiempo de transición (movimiento de alta / baja velocidad), por lo que tanto la torre prácticamente se conectó al receptor móvil para ayudar a la mano más suave de una torre a otra. Combina los datos (de señales débiles, son débiles ya que estamos lejos de la torre) durante este tiempo de transición de la señal de ambas torres se combina para construir una señal 100% correcta (o datos en términos de usuario).

El gran desafío fue conectarse a una torre en 2G a torre con 3G o 4G … y las mismas formas de 4G a 3G y 2G.
Este desafío se manejó maravillosamente … Teniendo en cuenta que no hay interrupción en la voz / datos para el usuario … Se debe agradecer mucho a los receptores / antenas más nuevos con diversidad de receptores y algoritmos más inteligentes.

Depende. GSM utiliza una combinación de TDMA y FDMA (intervalos de tiempo y división de frecuencia) para compartir el ancho de banda. CDMA (sistemas 3G) utiliza la división de código, permitiendo astutamente que todos los teléfonos compartan todas las frecuencias en todo momento. En cualquier caso, la estación base sabe, por segundo, qué códigos / ranuras / frecuencias están utilizando un teléfono en particular. Los teléfonos modernos pueden comunicarse con más de una estación base a la vez para permitir la transferencia eficiente de una celda a otra. Los sitios de células CDMA pueden compartir las mismas frecuencias, pero solo usan diferentes codificaciones (por ejemplo, códigos Gold) para diferenciar qué estación base es cuál, al tiempo que minimizan la interferencia entre células. Es un sistema muy complejo, pero esto permite el uso más eficiente del espectro de radio.

Esto cae dentro del dominio de la gestión de la movilidad.

El área de servicio celular se divide en hexágonos (las áreas reales se superponen principalmente para mantener el servicio mientras se realiza la transferencia). Estas áreas hexagonales son atendidas por estaciones base que son responsables de establecer la conexión de la última milla a la estación móvil o al equipo móvil.

Ahora, como la estación es móvil, a diferencia de los teléfonos fijos, tienden a moverse de un hexágono a otro y, como resultado, la intensidad de la señal varía. La degradación de la señal requiere un proceso llamado transferencia e implica la medición del enlace.
La degradación de la señal también se puede atribuir a obstáculos físicos como colinas, edificios o propagación por múltiples caminos.

La intensidad de la señal se puede medir de varias maneras, como

1. Indicador de intensidad de señal recibida
2. Indicador de error de Word: comprueba si hubo algún error de bit que pueda indicar la degradación del enlace.
3. Indicador de calidad: este enfoque mide la relación señal / ruido y, según el valor y otros factores, se toma la decisión de traspaso.

Podemos utilizar una combinación de los enfoques mencionados anteriormente para obtener una mejor estimación de la calidad del enlace. Estas mediciones pueden realizarse instantáneamente (RSSI) o pueden ser acumulativas (WEI) y, por lo tanto, podemos obtener una mejor evaluación del canal.

Ahora el proceso real de llevar a cabo la transferencia se puede hacer de tres maneras, a saber:

1. Controlado por el móvil: aquí la estación móvil monitorea la intensidad de la señal y cuando siente la necesidad de un traspaso, selecciona una estación base adecuada.
2. Móvil asistido
3. Controlado por la red: en este enfoque, es la estación base la responsable de medir la intensidad de la señal de la MS y, al ver una degradación, selecciona una BS alternativa adecuada.

Como la estación móvil se encuentra en una nueva área de servicio, las entradas relevantes en el Registro de ubicación de inicio y el Registro de ubicación de visitante se actualizan (se utilizan en itinerancia) y se asigna un nuevo canal a la estación móvil para que pueda continuar la llamada sin interrupción. En caso de que un canal no esté disponible, un canal existente puede dividirse (subestimarse) o la solicitud se pone en cola.

Fuente de imagen y texto:
Arquitecturas de redes inalámbricas y móviles, Yi-Bang Lin e Imrich Chlamtac

Una explicación técnica puede ser larga. Ya que es un poco diferente para diferentes técnicos. Pero en términos simples, ¿alguna vez has visto una competencia de atletismo de relevos? No sueltes el palo a menos y hasta que lo entregues (o casi) a tu pareja. De esa manera, el “palo” o su conexión de llamada nunca se cae.

Se asigna una frecuencia al teléfono una vez que el teléfono está conectado a la estación base. Al pasar de una estación base a otra, se inicia un procedimiento de transferencia. Este proceso de transferencia puede ser activado por muchos factores, la relación señal / ruido, la estación base y el teléfono son algunos.

La forma en que la siguiente estación base asigna una frecuencia a través de algoritmos. Esto aseguraría que no haya colisión entre las dos estaciones base, especialmente si se superponen, y los teléfonos que están atendiendo.