Handover позволяет абонентскому устройству (UE) автоматически переключать передачу трафика между сетями Wi-Fi и LTE без разрыва активной сессии. Функция используется для обеспечения непрерывности сервисов, прежде всего голосовых и мультимедийных (например, VoWiFi и VoLTE), при изменении условий подключения.

Переключение может происходить в двух направлениях:

• Wi-Fi → LTE — при ухудшении качества Wi-Fi соединения или потере сигнала.
• LTE → Wi-Fi — при обнаружении доступной Wi-Fi сети и наличии политики предпочтения Wi-Fi.

При корректной работе handover пользователь не замечает переключения: активная IP-сессия сохраняется, а сервис продолжает работать без разрыва.

Архитектура решения соответствует спецификациям 3GPP для интеграции 3GPP и non-3GPP доступов.

Основные спецификации:

• 3GPP TS 23.402 — Architecture enhancements for non-3GPP access
• 3GPP TS 24.302 — Access to the EPC via non-3GPP access networks
• 3GPP TS 33.402 — Security aspects of non-3GPP access
• 3GPP TS 29.273 — Evolved Packet Data Gateway (ePDG) interfaces

В процессе переключения участвуют элементы радиосети LTE, Wi-Fi инфраструктуры и ядра мобильной сети.

Основные системы:

• UE (User Equipment) — Абонентское устройство.
• Wi-Fi Access Point — Точка доступа Wi-Fi, через которую устройство подключается к сети.
• eNodeB (eNB) — Базовая станция LTE, обеспечивающая радиодоступ.
• MME (Mobility Management Entity) — Узел управления мобильностью абонентов в LTE.
• SGW (Serving Gateway) — Шлюз маршрутизации пользовательского трафика внутри мобильной сети.
• PGW (Packet Data Network Gateway) — Шлюз подключения к внешним сетям (например, интернет).
• PCRF (Policy and Charging Rules Function) — Система управления политиками трафика и параметрами QoS.
• HSS (Home Subscriber Server) — База данных абонентов.
• AAA Server (3GPP AAA) — Сервер аутентификации для non-3GPP доступа.
• ePDG (Evolved Packet Data Gateway) — Шлюз, обеспечивающий безопасное подключение абонента к мобильному ядру через недоверенные Wi-Fi сети.

Элементы сети взаимодействуют друг с другом через стандартные интерфейсы 3GPP.

Основные интерфейсы, используемые при handover между Wi-Fi и LTE, приведены в таблице ниже.

Этот сценарий используется, когда абонент подключен к Wi-Fi, но качество соединения ухудшается.

Основные этапы:

1. Инициирование handover
   Решение о переключении обычно принимает UE, анализируя:
   • уровень сигнала Wi-Fi
   • качество соединения
   • внутренние политики устройства.
     После этого устройство начинает поиск доступной LTE сети.
2. Подключение к LTE
   UE устанавливает радиосоединение с eNodeB и инициирует стандартную процедуру подключения к LTE.
3. Аутентификация и регистрация
   MME выполняет процедуры:
   • аутентификации абонента через HSS
   • регистрации устройства в сети.
4. Установка пользовательской сессии
   Создается сессия передачи данных через:
   • SGW
   • PGW
     Параметры трафика и QoS определяются политиками PCRF.
5. Перенос пользовательского трафика
   После установления LTE-сессии пользовательский трафик начинает передаваться через LTE.
6. Завершение Wi-Fi сессии
   После успешного переключения IPsec-туннель Wi-Fi закрывается и ресурсы Wi-Fi соединения освобождаются.

Этот сценарий используется для разгрузки мобильной сети или улучшения качества соединения при наличии доступной Wi-Fi сети.

Основные этапы:

1. Обнаружение Wi-Fi
   UE обнаруживает доступную Wi-Fi сеть и, в зависимости от политики оператора, инициирует подключение.
2. Установка защищенного туннеля
   UE устанавливает IPsec-туннель к ePDG с использованием протокола IKEv2.
   Спецификация: 3GPP TS 24.302
3. Аутентификация
   ePDG взаимодействует с AAA-сервером, который выполняет аутентификацию абонента.
   Обычно используется механизм EAP-AKA, позволяющий использовать данные SIM-карты.
   Спецификация: 3GPP TS 33.402
4. Создание пользовательской сессии
   После успешной аутентификации ePDG устанавливает соединение с PGW, через которое создается пользовательская сессия передачи данных.
5. Перенос трафика
   Пользовательский трафик начинает передаваться через Wi-Fi.
6. Освобождение LTE ресурсов
   После переключения LTE-сессия закрывается, а радиоресурсы сети освобождаются.