Il peut m'arriver, lorsque je suis en voiture et que je ne conduis pas, d'utiliser mon terminal et de regarder par exemple une vidéo. Il est très probable qu’au cours du déplacement je change d'eNode B. Comment puis-je continuer à regarder une vidéo sans rupture de service alors que mon terminal se déplace ? Telle est la question à laquelle nous allons répondre dans cette vidéo. Il faut d'abord faire un petit retour sur le concept cellulaire. Nous savons qu'un réseau mobile de type 4G est constitué d'un ensemble d'eNode B qui sont répartis sur le territoire. Chaque eNode B couvre une cellule et un terminal avec quelqu'un qui utilise ce terminal est en connexion radio avec un eNode B. Si le terminal est proche de la station de base, à ce moment-là le débit est élevé et le signal reçu de la station de base est fort. Plus l'utilisateur s'éloigne de sa station de base plus le signal reçu de la station de base est faible, et par conséquent plus le débit va être faible. Si le signal devient trop faible, eh bien il y a risque de perte de la connexion radio parce que les messages qui sont transmis vont être incorrectement reçus. Il faut donc transférer au bon moment la connexion radio de l'eNode B courant à un nouvel eNode B. Cette opération de transfert de la connexion radio s'appelle le handover. Le handover est donc le transfert d'une connexion sous-entendue active, où il y a des échanges de données au moment qu'on considère, d'un eNode B vers un autre eNode B. Le problème qui se pose c'est de déterminer le bon eNode B vers lequel transférer cette connexion. Cette identification de l'eNode B nécessite justement un mécanisme qui va permettre d'identifier chaque eNode B sur la voie radio. C'est une des fonctions de la voie balise, on va avoir chaque station de base qui va diffuser un signal de référence qui lui est propre, que peut détecter n'importe quel terminal. Nous ne rentrons pas dans les détails, mais ce signal de référence est lié à une identité spécifique à chaque cellule qui s'appelle le PCI pour Physical Channel Identity. Le point important qui nous occupe est que le terminal est capable de mesurer la puissance avec laquelle il reçoit le signal émis par chaque station de base. Si nous supposons que le terminal, fait par exemple un déplacement comme cela. La puissance avec laquelle il reçoit la station de base 1 va diminuer alors que la puissance avec lequel il reçoit la station de base 2 augmente. On voit ici que la puissance reçue de 3 commence à augmenter et puis finalement diminue. Ce que va faire le terminal c'est qu'il va mesurer le niveau de puissance reçu des six meilleurs voisins en général, c'est une valeur typique. Mais ces mesures sont faites par le terminal. Le choix dans les réseaux cellulaires, c'est de mettre les décisions importantes côté du réseau. Puisque c'est l'opérateur qui maîtrise la ressource radio, qui maîtrise le mieux son réseau. Et pour déterminer le meilleur moment auquel on peut faire le handover, il vaut mieux que ce soit le réseau qui le fasse. Et ce qu'on va faire, c'est que le terminal va faire les mesures, mais les transférer au réseau régulièrement. C'est ce qu'on appelle le UE assisted Network-triggered Handover. En d'autres termes, transfert intercellulaire décidé par le réseau, mais avec l'assistance du terminal. Cette assistance, c'est tout simplement la remontée périodique des mesures par le terminal, c'est ce que nous avons visualisé ici par des traits pointillés. Petite remarque, si le terminal est très proche de son eNode B, il va recevoir une puissance très forte et il n'est pas nécessaire de remonter les mesures parce qu’il n’y a pas de nécessité de handover. On peut donc imaginer que le transfert des mesures se fasse sur un seuil de signal. Si le signal reçu descend en dessous de ce seuil alors le mécanisme est activé. La remontée de ces mesures permet à l'eNode B qui sert un terminal de déterminer la cellule cible. Si nous regardons ce qui se passe maintenant côté réseau. Nous avons le transfert de la connexion radio, mais pas uniquement. Il y a entre les eNode B, S gateway, P gateway, des tunnels ou des connexions. Il va falloir transférer le tunnel ou le Bearer S1 entre eNode B et S gateway et aussi la connexion S1 AP. Mais ce n'est pas la seule chose. Si nous nous rappelons que l'utilisateur est vraisemblablement en train de consulter une page web ou par exemple de regarder un serveur vidéo, le serveur envoie des paquets contenant le flux vidéo. Lorsque la personne se déplace, on l'a dit, elle va s'éloigner de la station de base et le débit va diminuer. Ce qui veut dire que vraisemblablement la station de base, l'eNode B, va être obligée de mettre en buffer des paquets en attente de pouvoir les transmettre. On a dans chaque station de base un buffer qui contient des paquets à transmettre. Et le buffer le plus important se trouve dans l'eNode B, parce que c'est là , sur l'interface radio, qu'on va avoir le goulot d'étranglement. Dès que le terminal est loin de l'eNode B, le nombre de paquets en attente augmente. Il faut éviter de perdre ces paquets. En résumé le handover est une opération complexe, puisqu'il faut transférer la connexion radio, transférer aussi les tunnels. Il faut faire cette opération ni trop tôt ni trop tard et il faut que l'eNode B cible ait suffisamment de ressources radio pour accueillir le terminal. Si la cellule est saturée et qu’il n'y a pas de débit disponible parce qu'il y a beaucoup de monde qui fait des échanges, il n'est peut-être pas très judicieux d'accueillir un nouveau terminal. Ce sont des choix complexes qui sont faits par des opérateurs. Si on regarde ce qui a été prévu dans la norme, il y a deux types de handover. Le handover qui utilise une interface particulière, nouvelle dans la 4G, c'est l'interface X2 entre deux eNode B. On appelle cela le handover X2. Dans ce cas, la file d'attente des paquets de données va être transférée du source eNode B c'est-à -dire l'eNode B qui gère le terminal avant le handover, vers l'eNode B cible, target eNode B. Il n'y a donc quasiment pas de coupure de la connexion et pas de perte de paquets, puisque les paquets en attente sont transférés du source eNode B vers le target eNode B. Si nous considérons l'autre handover, c'est le S1 handover, par exemple s'il n'y a pas possibilité d'avoir une interface X2 à ce moment-là , il y a un transfert du Bearer S1 et il y a des mécanismes pour retransférer les paquets en attente, mais ceux-ci sont plus complexes et donc il y a plus de risques de perte temporaire de paquets. Nous verrons ces différents handovers plus en détail dans la suite. Pour un petit peu synthétiser et compléter ce que nous avons vu dans le handover, il y a d'abord une phase préalable qui est celle de remontée des mesures. Cette phase est très importante, mais elle est préalable au handover. Ensuite, il va y avoir une phase de préparation. Une fois que la décision de handover est faite à l'intérieur du réseau, le réseau va préparer tout ce qu'il faut pour recevoir le mobile dans la nouvelle cellule. C'est ce qu'on appelle donc Handover Preparation. Ensuite, il y a la face d'exécution, Handover Execution. On va envoyer au terminal l'ordre de changer de cellule. On va également rerouter les paquets, modifier les tunnels, les connexions vers l'eNode B cible. Et une fois que le terminal est récupéré, si on peut dire, sur la nouvelle cellule, à ce moment-là on va libérer les ressources sur l'ancienne cellule, c'est la phase de terminaison du handover ou Handover Completion.
