Вертикальный хэндовер
Вертикальный хэндовер (англ. vertical handover), или вертикальная передача соединения, — это процесс, при котором сетевой узел переключается между различными типами доступа к инфраструктуре, обычно для обеспечения мобильности устройства. Например, ноутбук с поддержкой как высокоскоростных беспроводных локальных сетей (WLAN), так и сотовых сетей (англ. cellular network), может использовать оба типа подключения для выхода в Интернет. Как правило, беспроводные LAN обеспечивают большую скорость передачи данных, тогда как сотовые сети предоставляют более широкое покрытие. Поэтому пользователь может предпочитать использовать WLAN при наличии такой возможности и переключаться на сотовое соединение при отсутствии доступа к WLAN. Вертикальный хэндовер относится к автоматическому переходу между технологиями ради поддержания связи. Это отличается от так называемого горизонтального хэндовера — переключения между разными точками доступа одной и той же технологии[1].
Вертикальные переключения между WLAN и UMTS (WCDMA) привлекли значительное внимание в исследованиях четвёртого поколения беспроводных сетей (4G), поскольку позволяют сочетать преимущества более высокой полосы пропускания и меньшей стоимости WLAN с лучшей поддержкой мобильности и широким покрытием UMTS. Вертикальные хэндоверы между различными проводными и беспроводными технологиями доступа, включая WiMAX, могут осуществляться с помощью независимой от среды передачи технологии хэндовера (англ. Media independent handover), стандартизированной как IEEE 802.21.
Связанные вопросы
Для поддержки вертикального хэндовера мобильный терминал должен быть оснащён картой с двумя режимами работы, способной функционировать как в диапазонах частот и схемах модуляции WLAN, так и UMTS.
Для вертикального хэндовера между UMTS и WLAN существуют две основные архитектуры взаимодействия: тесное (tight coupling) и свободное (loose coupling) сопряжение. Схема тесного сопряжения, принятая организацией 3GPP, добавляет два элемента: WAG (шлюз беспроводного доступа, англ. Wireless Access Gateway) и PDG (шлюз пакетных данных, англ. Packet Data Gateway). В этом случае передача данных от точки доступа WLAN к корреспондирующему узлу в Интернете происходит через ядро сети UMTS.
Свободное сопряжение чаще применяется, когда WLAN не управляется оператором сотовой связи, а принадлежит частному пользователю. Тогда данные, передаваемые через WLAN, не проходят через сотовые сети.
В традиционных хэндоверах, например между сотовыми сетями, решение о переключении основывается главным образом на мощности принятого сигнала (RSS, англ. Received Signal Strength) в пограничной области двух ячеек, а также может учитывать вероятность разрыва соединения и другие факторы управления ресурсами. В случае вертикального хэндовера ситуация сложнее: различные типы беспроводных сетей обычно имеют несопоставимые метрики мощности сигнала (например, WLAN и UMTS могут одновременно покрывать одну и ту же территорию). Поэтому метрики хэндовера должны включать мощность сигнала, предпочтения пользователя, состояние сети, типы приложений, стоимость и другие параметры.
Используя вышеперечисленные метрики, принимается решение о том, когда и как переключить интерфейс на тот или иной тип сети. В ряде научных публикаций предложены обоснованные алгоритмы и блок-схемы, учитывающие качество сервиса и стоимость. Некоторые работы используют методы нечеткой логики, нейронных сетей или алгоритмы множественного анализа решений (MADM) для решения задачи выбора.
Когда мобильная станция переносит сессию пользователя из одной сети в другую, изменяется IP-адрес устройства. Для корректной идентификации корреспондирующим узлом и продолжения сессии применяется управление мобильностью. Задача управления мобильностью может решаться на разных уровнях стека протоколов — прикладном, транспортном, сетевом (IP) и других. Наиболее часто используется протокол инициации сессий (SIP, англ. Session Initiation Protocol), а также протокол англ. Mobile IP.
Процедура хэндовера определяет порядок управляющих сообщений, необходимых для выполнения переключения соединения, и инициируется алгоритмом принятия решения о хэндовере.