Mécanismes de Handover dans les réseaux Mesh

De nos jours, différentes technologies d’accès aux réseaux sans-fil coexistent. A quelques exceptions près, elles permettent à un terminal de se déplacer tout en gardant une connectivité avec un réseau de cœur (réseau d’interconnexion). Plusieurs points d’attachements sont répartis dans le réseau, et assurent la connectivité des terminaux mobiles. Une caractéristique primordiale d’une technologie d’accès est la distance maximale (la portée) entre un point d’attachement et un terminal mobile, à partir duquel la réception des informations devient précaire. La zone délimitée par cette portée est appelée cellule de bas niveau. La figure 3.1 présente un terminal mobile connecté à un point d’attachement A relié à un réseau filaire. La portée du point d’attachement est symbolisée par la cellule A. Tant que le terminal mobile est situé au centre de la cellule A, la qualité de réception de la communication sans-fil est optimale. Plus le terminal mobile se rapprochera du bord de la cellule, plus la qualité de réception se dégradera. En dehors de la cellule A, le terminal mobile ne peut plus communiquer avec le point d’attachement A, et le terminal perd sa connectivité. Le déplacement du terminal mobile entraîne la déconnexion du terminal mobile avec le point d’attachement A, et la connexion avec le point B. Ce phénomène est le Handover (HO). Les technologies d’accès sans-fil étant incompatibles, ce type de Handover de bas niveau ne permet pas au terminal mobile d’effectuer un mouvement entre cellules hétérogènes (technologies d’accès distinctes). Le délai D de déconnexion au réseau est susceptible de provoquer des pertes de paquets, et d’influencer sur les délais de transmission des autres paquets. Durant cette période, aucun paquet ne peut être transmis vers ou depuis le terminal mobile.

Handover en général

La structure cellulaire, si elle offre le principal avantage de pouvoir desservir des densités d’abonnés importantes, a pour principale inconvénient de devoir assurer les transferts des communications entre cellules. Le mécanisme assurant cette fonction est appelé transfert automatique intercellulaire ou Handover et se produit uniquement en cours de communication(en état de veille du terminal, aucun Handover n’est exécuté). Il y a plusieurs raisons pour lesquelles des Handover doivent être exécutés. D’une façon générale les Handovers sont nécessaires quand le raccordement n’est plus satisfaisant. Dans cette situation, un Handover est initialisé avec certaines règles. Les raisons les plus communes pour qu’un HO soit exécuté sont en raison de manque de qualité de signal ou niveau du trafic pour une station de base. [9].

Définition du Handover

Le Handover (HO) ou le transfert intercellulaire est l’ensemble des fonctions et des opérations mises en œuvre entre une ou plusieurs stations de service et une station mobile, pour permettre à cette dernière de changer son point d’attachement au réseau Internet (changement de cellule) et de bénéficier des services d’une autre cellule au lieu de l’ancienne. La station mobile aura la possibilité de continuer sa communication en cours avec un minimum d’interruption [10] sachant que les deux cellules impliquées sont gérées soit par le même réseau (Handover horizontal) soit par des différents réseaux (Handover vertical).

Les raisons pour exécuter le Handover

Qualité de signal

Le Handover est déclenché dans le cas où les signaux émis par une station de base voisine sont reçus avec un niveau de puissance supérieure a celle signaux issus de la station de base courante. Cette méthode présente ainsi l’inconvénient d’entrainer un nombre de handovers trop importants dans le cas où la station de base courante a une puissance insuffisante et que celle-ci peut donc encore desservir le mobile. [9].

Le trafic de Handover

Lors du dimensionnement du réseau, le taux de trafic est estimé dans chaque cellule. Il faut donc prendre en compte les appels (regroupés sous le terme de trafic <>) dans la cellule et également les appels qui en en sorte ou qui y rentrent après handover (regroupés sous le terme de <>). Le trafic de handover négligeable dans le système de première génération devient important dans les systèmes de deuxième génération et sera encore plus important dans la troisième génération .

Handover dans le réseau WIFI

Gestion de mobilité

La spécification 802.11 traite la mobilité de façon simple par rapport à un autre réseau (UMTS par exemple). Il n’y a pas de distinction entre gestion de localisation et gestion de handover.

Gestion de localisation

La gestion de localisation dans 802.11 diffère fortement de la gestion de localisation UMTS (par exemple). Quand une station est associée à un AP de BSS ou ESS, le DS connait la position de la station dans le Basic Service Set (BSS) ou l’Extended Service Set (ESS). Pour que la station demeure dans le BSS/ ESS, la station doit capable de transmettre et recevoir des trames de AP.

Gestion de handover

802.11 gère le handover en termes de transition. Il existe 3 types de transitions différentes : Aucune transition, transition BSS, transition ESS.
– Aucune transition : tant que la station reste dans l’AP service area, elle n’effectue aucune transition.
– Transition BSS : si une station, initialement située dans le BSS d’un AP1 est associée à cet AP1, sort de ce BSS pour entrer dans le BSS de l’AP2 de l’ESS.

La station utilise alors le service réassociation pour s’associer avec l’AP2 qui commence alors à envoyer des trames vers la station. La transition BSS demande une communication entre les APs via le protocole IAPP. En effet, lors de réassociation, AP2 doit signaler à AP1 que la station lui est a présent associée. Dans ce type de transition, les BSS des APs doivent se supposer en partie pour assurer la mobilité des stations. [9].

– Transition ESS : une transition ESS correspond au mouvement d’une station d’un ESS1 vers un ESS2 distinct. 802.11 supporte ce type de transition dans le sens où la station peut s’associer à un AP de l’ESS2 en quittant l’ESS1 mais aucune garantie n’est faite quand maintien de la connexion. Dans la pratique, la connexion est supposée se couper. Ceci signifie que les connexions de couche réseau et les couches supérieures sont rompues. Afin de conserver les connexions de couche réseau, le recours à des protocoles de mobilité est requis.

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