Conforme visto, a probabilidade de handovers falhos pode ser reduzido por meio de esquemas de priorização dos pedidos de handovers sobre as tentativas de estabelecer novas chamadas. Na literatura, vários esquemas de priorização já foram estudados pre- valecendo três dessas modalidades:
- empilhamento de solicitações de handovers;
- sub-taxação de uma chamada existente para acomodar uma solicitação de handover. Em geral, o melhor esquema de priorização seria aquele que garantisse uma redução no número de handovers falhos, ao passo em que se reduzisse também o número de novas chamadas bloqueadas. Isso é algo inalcançável! Contudo, quanto melhor o desempenho alcançado no esquema de priorização, maior será a complexidade da sua implementa- ção [108].
Inexistindo um esquema de priorização de handovers sobre as novas chamadas nas BTSs; tanto a probabilidade de bloqueio de novas chamadas quanto a probabilidade de
handovers falhos serão iguais e teoricamente encontrados utilizando-se a Fórmula Er- lang-B: C k k off C off hf cb k A C A P P 0 ! ! (3.1)
onde C é o número de canais disponíveis, Aoff é o total de tráfego ofertado ao canal k e
C off
A é o tráfego ofertado a todos os canais de alocação. A fórmula para o cálculo de
k off
A pode ser encontrada no capítulo 6 deste trabalho.
A figura 3.4 apresenta o fluxograma de execução de um modelo que não adota priori- zação sobre o tráfego de handover.
O trabalho de [12] faz uma avaliação do tráfego de redes GSM/GPRS onde o cenário adotado na simulação contempla o uso dos canais que são alocados pelo Método de Compartilhamento Parcial (CP), utilizando técnicas de priorização de handovers sobre as novas chamadas.
3.6.1 - Reserva de Canais para Handover
Esta estratégia consiste em reservar um número de canais exclusivamente para realiza- ção de handover. Esses canais seriam reservados dentre os canais compartilhados, di- vidindo-os em: Grupo Comum de Canais (Gcomum) e Grupo de Canais Reservados
(GHO). Os canais Gcomum podem ser usados por novos canais e por handovers. O critério
para a seleção dos novos canais de handover segue uma dentre as duas formas seguin- tes:
1. Pré-Reserva (RCS-pre)
Quando da chegada de um novo handover, se o GHO estiver cheio é selecionado um ca-
nal em Gcomum. Isso garante que mesmo com um volume de tráfego grande, sempre ha-
verá um número mínimo de tráfego de handover aceito. 2. Pós-Reserva (RCS-pos)
Quando da chegada de um novo handover, primeiramente é verificado se existe canal disponível em Gcomum. Caso contrário, o mesmo será alocado em GHO. Essa técnica as-
segura uma prioridade extra ao handover.
Nova chamada Canal normal disponível?
Chamada Bloqueada
Canal atribuído Chamada em
curso Canal liberado
Chamada de handover Canal reservado disponível? Canal normal disponível? Sim Não Não Não
Esquemas de priorização de handovers foram estudados em [82]. O número de GHO
pode ser fixo ou dinamicamente ajustável no BTS, BSC e MSC. A sua otimização re- quer conhecimento de estruturas de tráfego, pois a reserva em GHO implica no aumento
do número de novas chamadas bloqueadas. Para evitarmos isso, é preciso que se faça sua utilização conjuntamente com o empilhamento de novas chamadas.
Também é possível empilharmos chamadas de handovers, conforme veremos na seção abaixo.
3.6.2 - Esquema de Empilhamento de Chamadas
O Esquema de Empilhamento de handovers é possível, baseando-se no fato de que as células adjacentes nas redes PCS se sobrepõem, conforme ilustra a figura 6.5, no capí- tulo 6. Dessa forma, existe uma área onde as chamadas são tratadas pelas BS de ambas as células adjacentes. A essa área, dá-se o nome de Área de Handoff (ou Handover). O tempo de permanência de um aparelho móvel nessa área é chamado de Intervalo de Degradação.
A figura 3.6 mostra um fluxograma de todo o processo de estabelecimento do canal. A atribuição de um canal para novas chamadas é similar ao processo visto no esquema sem prioridade de canais, no início da seção 3.6. Se houver canal disponível para han-
dover, o mesmo ocorrerá; caso contrário, ele será empilhado. Não havendo canal dis-
ponível em tempo hábil para a realização do handover, a conexão expirará e a chamada será interrompida abruptamente.
Caso algum canal seja liberado, o próximo handover a ser servido será extraído da pi- lha (se lá existir) baseada em uma dentre as duas políticas de empilhamento existentes para esse fim:
- Empilhamento com priorização (FIFO) ‘O primeiro a entrar, o primeiro a sair’; e, - Empilhamento com priorização baseada na mensuração do sinal.
Sim S im S im N ã o
Figura 3.6 Fluxograma para o Esquema de Empilhamento de Handovers [8]
3.6.3 - Empilhamento com Priorização FIFO
Nesse esquema de priorização o próximo handover a ser servido será o mais antigo dentre os que estão na pilha, ou seja, o primeiro a chegar, será o primeiro a sair. Este é um esquema mais fácil de ser implementado, que o da mensuração do sinal.
Novas chamadas são consideravelmente menos sensíveis que os pedidos de handovers. Dessa forma, caso todos os canais estejam ocupados, a solicitação para uma nova cha- mada pode ser empilhada segundo o escalonamento ‘o primeiro a entrar é o primeiro a sair’ (FIFO). Esse empilhamento reduz consideravelmente a probabilidade de bloqueio de novas chamadas, mas ele pode causar o aumento de falhas em handovers, caso não seja usado um esquema de priorização dos mesmos [12].
Esse esquema usa uma política de priorização dinâmica não preemptiva. A prioridade é definida conforme a intensidade do sinal recebido pela BS, advindo da MS. Ou seja, a rede monitora dinamicamente o nível de força dos sinais de handover da pilha. Dessa forma, uma requisição de alta prioridade é aquela cujo intervalo de degradação está mais próxima de expirar.
3.6.5 - Esquema de Sub-taxação
Sub-taxação é o processo de temporariamente, dividir um canal já ocupado em dois ou- tros com metade da taxa de ocupação do canal original onde o primeiro serviria ao trá- fego já existente e o segundo, a nova chamada de handover.
Essa implementação é útil em casos onde não existam canais disponíveis para a reali- zação do handover. Nesse contexto, a figura 3.7 apresenta um fluxograma que define a atribuição desses canais sobre o esquema de sub-taxação e [102] descreve um protoco- lo genérico para tal finalidade.
Para a realização do esquema de sub-taxação, é fundamental que a interface aérea ga- ranta um protocolo de sinalização de modo que o aparelho móvel informe à rede, por meio da estação base ocupada, o seu pedido de acesso para a realização do handover. Nesse caso, realizar-se-á um mecanismo sub-taxando um canal existente (ex. 32 kbps) em outros dois (ex. 16 kbps); reduzindo-se, dessa forma, a vazão original. Podem exis- tir situações onde seja inapropriado sub-taxar um canal; tal circunstância não pretende ser tratada neste trabalho por conta de sua grande complexidade. Praticamente todos os simuladores para redes GSM/GPRS modelam seus tráfegos de forma que qualquer chamada possa ser sub-taxada.
Se um codificador de voz de 16 kbps for temporariamente utilizado para chamadas de curta duração, essa potência não deverá impactar significantemente a qualidade da voz, garantindo sua tolerância. [8] afirma a existência de estudos feitos em probabilidade de blocagem de canais a fim de determinar o intervalo de tempo onde a qualidade da dete- riorização ainda viabilize o uso de Esquemas de Subtaxação.
Pode ser uma desvantagem o maior custo dos aparelhos móveis adaptados para sub- taxação, mas os benefícios advindos do melhor desempenho dos recursos de rádio, compensam o custo financeiro.
Figura 3.7 Fluxograma para Esquema de Sub-taxação [8]
3.6.6 - Esquema Híbrido
Ainda há possibilidade de combinarmos todos esses esquemas de priorização de han-
dovers. Por exemplo, é possível reservarmos canais exclusivos para handovers ao
mesmo tempo em que utilizamos uma pilha para armazenar solicitações de handovers. Essas duas medidas reduziriam o número de handovers bloqueados, ao passo que a a- doção de canais subtaxados reduziria o empilhamento.
Outra possibilidade é o uso simultâneo de pré-RCS e pós-RCS, conforme apresentado em [112]. Nesse caso, um número randômico entre 0 e 1 é gerado na BTS/BSC/MSC usando algum software instalado nele; se este número estiver entre 0 e 0.5 será usado o pré-RCS, caso contrário, usar-se-á o pós-RCS.