Als Handover bezeichnet man einen Vorgang in einem mobilen Telekommunikationsnetz (zum Beispiel GSM oder UMTS), bei dem das mobile Endgerät (Mobilstation) während eines Gesprächs oder einer Datenverbindung von einer Funkzelle in eine andere wechselt. Auch beim Wechsel zwischen GSM und UMTS mit einem Dual-Mode-Mobiltelefon spricht man von Handover.

Im US-amerikanischen Sprachgebrauch ist der Begriff Handoff geläufiger.

Allgemeines

Während eines Gesprächs oder einer Datenverbindung kann die Notwendigkeit entstehen, dass das Gespräch an eine andere Funkzelle übergeben werden muss. Der häufigste Grund hierfür ist, dass der Teilnehmer sich aus dem Versorgungsgebiet seiner aktuellen Zelle herausbewegt. Aber auch die Qualität des Funk-Kanals oder "organisatorische" Gründe wie beispielsweise eine Überlastung der Zelle können einen Handover erforderlich machen.

Das Endgerät führt ständig Messungen der Signalstärke und -qualität der aktuellen Zelle sowie der Feldstärke der Nachbarzellen durch - bei GSM misst es die Empfangssignalstärke des BCCH. Dieser Bericht wird an den BSC (Base Station Controller) gesendet (bei GSM alle 480 ms). In der BSC wird dann die Entscheidung über die Notwendigkeit eines Handovers getroffen und ggf. die neue BTS (Base Transceiver Station) informiert. Bevor das Handover durchgeführt werden kann, muss in der Zielzelle ein Gesprächskanal reserviert werden. Erst wenn dies erfolgreich war, kann die BSC der Mobilstation den Handover-Befehl geben.

Ein Handover erfolgt grundsätzlich nur während eines Gesprächs oder einer Datenverbindung. Im idle mode (Gerät in "Standby") hingegen trifft die Mobilstation selbständig die Entscheidung für einen Zellwechsel beim Verlassen eines Location Areas

Im Normalzustand kennt das GSM-Netz nur die Location Area des Endgeräts. Dieses ist selbst dafür verantwortlich, sich die am besten empfangbare BTS zu suchen und dort den Kontrollkanal abzuhören.

Arten von Handover

Abhängig davon, zwischen welchen Netz-Elementen gewechselt wird, unterscheidet man folgende Arten von Handovern:

• Intra-Cell Handover: Es wird (aus Qualitäts- oder Verkehrsgründen) auf eine andere Frequenz oder einen anderen Zeitschlitz derselben Zelle gewechselt.
• Inter-Cell Handover: Es wird zu einer Nachbarzelle gewechselt.
• Inter-BSC Handover: Beim Handover wird in eine Nachbarzelle gewechselt, die an einen anderen BSC angeschlossen ist.
• Inter-MSC Handover: Beim Handover wird in eine Nachbarzelle gewechselt, die an einen anderen BSC angeschlossen ist, welche wiederum an eine andere MSC angeschlossen ist.
• Inter-PLMN Handover: Beim Handover wird in eine Zelle eines anderen Mobilfunknetzes gewechselt.
• Inter-System Handover: Es wird zu einer Zelle gewechselt, die eine andere Mobilfunktechnik benutzt (z.B. Handover zwischen GSM und UMTS).

Des weiteren kann man den Handover-Typ noch trennen nach

• Hard Handover: Es wird die bestehende Verbindung zur aktuellen Zelle getrennt bevor die Verbindung zur neuen Zelle hergestellt wird. Da GSM-Nachbarzellen unterschiedliche Funkfrequenzen nutzen, sind GSM-Handover immer Hard Handover (Mobilfunkgerät muss Sende- und Empfangsfrequenz während des Handovers wechseln).
• Soft Handover: Eine Verbindung zur neuen Zelle wird aufgebaut bevor die bestehende Verbindung getrennt wird. Für eine gewisse Zeit bestehen zwei gleichzeitige Verbindungen zu verschiedenen Basisstationen. Dieses Verfahren wird beispielsweise bei UMTS eingesetzt (Nachbarzellen nutzen hier in der Regel die gleichen Funkfrequenzen). Gehören hierbei die Zellen, zwischen denen der Handover stattfindet, zu unterschiedlichen NodeBs, spricht man von Soft Handover. Eine Übergabe zwischen zwei Zellen des gleichen NodeBs wird als Softer Handover bezeichnet.

Außerdem kann die Art des Handovers danach differenziert werden, von wo aus es initiiert wird. Dabei ergeben sich folgende Möglichkeiten:

• Network Controlled Handover (NCHO): Sowohl die Kanalmessung als auch die Entscheidung über ein Handover werden netzseitig getroffen. Diese Variante wird (bzw. wurde) bei analogen Systemen eingesetzt.
• Mobile Assisted Handover (MAHO): Die Kanalmessung wird auf beiden Seiten des Links durchgeführt. Die Messergebnisse werden vom Mobilgerät ans Netz übermittelt, das darauf basierend eine Handoverentscheidung fällt. Diese Variante wird bei GSM und UMTS eingesetzt.
• Mobile Controlled Handover (MCHO): Eine Kanalmessung wird nur endgeräteseitig durchgeführt. Basierend auf den Ergebnissen entscheidet ausschließlich das Mobilgerät über einen durchzuführenden Handover. Einsatz beispielsweise bei DECT oder Wireless LANs nach IEEE 802.11.

Gründe für Handover

Es gibt unterschiedliche Triggerereignisse für Handover:

• Durch Bewegung kommt der Teilnehmer in ein Gebiet, in dem eine Nachbarzelle mit besserer Feldstärke als die der aktuellen Zelle empfangen wird (better cell handover).
• Die Empfangsfeldstärke sinkt unter eine definierte Schwelle (level handover)
• Die Empfangsqualität (gemessen anhand der Bitfehler- oder Rahmenfehlerrate) sinkt unter eine definierte Schwelle (quality handover).
• Aus Gründen der besseren Verkehrsverteilung (z.B. bei Überlastung einer Zelle) veranlasst der BSC einen Handover (Traffic reason handover).
• Gespräche von sich schnell bewegenden Teilnehmern sollen von kleinen (hot-spot) Zellen in Zellen mit großer Zellfläche verschoben werden (Speed based handover), um häufige Handover bzw. Verbindungsabbrüche zu vermeiden.
• Bestimmte Dienste (z.B. GPRS oder HSCSD) sollen bevorzugt in bestimmten Zellen oder Zeitschlitzen abgewickelt werden (service based handover).

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