핸드오버(Handover)의 개념과 종류 완벽 정리

📡 핸드오버(Handover)의 개념과 종류 완벽 정리

이동통신 시스템에서는 사용자가 **기지국의 무선 커버리지(셀)**을 벗어나더라도 통화나 데이터 통신이 끊기지 않도록 기지국을 변경해주는 기술이 필요합니다.
이러한 기술이 바로 **핸드오버(Handover)**이며, 흔히 **핸드오프(Handoff)**라고도 합니다.

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✅ 핸드오버(Handover)란?

핸드오버는 이동 중인 단말기(스마트폰 등)가 현재 연결된 기지국(BS, Base Station)에서 다른 기지국으로 연결을 변경하는 과정을 말합니다.
이는 셀 간 경계 지역에 접근할 때 자동으로 발생하며, 연속적인 통신 품질을 보장하는 핵심 기술입니다.

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🔍 핸드오버의 분류

핸드오버는 크게 다음과 같이 분류됩니다:

1. 하드 핸드오버 (Hard Handover)

• 특징: 현재 연결을 끊고 새로운 셀로 다시 연결
• 절차: "Break Before Make" 방식
• 장점: 시스템이 단순하고 자원 효율이 높음
• 단점: 잠깐이라도 연결이 끊길 수 있어, 실시간 서비스에는 불리
• 주 사용 기술: CDMA, LTE 초기
• 예시: 통화 중에 뚝 끊겼다가 다시 연결되는 현상

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2. 소프트 핸드오버 (Soft Handover)

• 특징: 현재 기지국과의 연결을 유지한 채, 새로운 기지국과 동시에 연결
• 절차: "Make Before Break" 방식
• 장점: 핸드오버 중에도 통신 끊김 없음 → 통화 품질 우수
• 단점: 두 개 이상의 채널 자원을 동시에 사용 → 자원 낭비
• 주 사용 기술: WCDMA (3G)
• 예시: 통화 중에도 전혀 끊김 없이 기지국이 전환됨

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3. 소프트 소프터 핸드오버 (Soft/Softer Handover)

(1) Softer Handover

• 하나의 셀 내에서 여러 섹터 안테나 간 전환
• 같은 기지국 내의 안테나 간 이동

(2) Soft Handover

• 서로 다른 기지국 간 핸드오버
• 두 개 이상의 셀에서 동시에 수신

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4. 호수준 핸드오버 vs 채널수준 핸드오버

구분	설명
호수준 핸드오버	통화 전체 세션을 옮김 (MAC/RLC 이상의 계층)
채널수준 핸드오버	물리계층(PHY) 또는 무선 채널 수준만 변경

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📶 LTE 및 5G에서의 핸드오버

🔷 1. Intra-LTE 핸드오버

• 같은 LTE 네트워크 안에서 eNB (기지국) 간 핸드오버
• X2 인터페이스를 통해 기지국 간 직접 처리
• 빠른 핸드오버, 전환 지연 적음

🔷 2. Inter-LTE 핸드오버

• 다른 LTE 네트워크 (예: 다른 사업자) 간 이동 시 발생
• S1 인터페이스를 통해 MME를 통해 처리
• 인증 및 세션 재설정이 필요하므로 지연 발생

🔷 3. LTE to 3G/2G 핸드오버

• 커버리지 문제 등으로 LTE → 3G 또는 2G로 전환
• 이종망(Heterogeneous Network) 간 핸드오버
• Voice fallback 등에서 사용

🔷 4. LTE to 5G / 5G to LTE 핸드오버

• NSA (Non-Standalone) 모드에서는 LTE가 마스터, 5G가 보조
• 5G SA (Standalone) 모드에서는 완전한 5G망 간 핸드오버 진행
• 이종망 간 seamless 전환 지원

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⚙️ 핸드오버 절차의 구성 요소

1. 측정 보고 (Measurement Report)
   • 단말이 주변 기지국의 신호세기(RSRP, SINR 등)를 측정하여 보고
2. 결정 (Handover Decision)
   • 현재 셀과 타겟 셀의 품질을 비교하여 핸드오버 여부 결정
3. 자원 설정 (Resource Allocation)
   • 타겟 셀에서 무선 자원을 미리 준비
4. 실행 (Handover Execution)
   • 단말이 실제로 새 셀에 연결, 이전 연결 해제
5. 완료 (Completion)
   • 경로 업데이트 및 세션 재설정 완료

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📌 최근 등장하는 핸드오버 유형 (5G 기준)

✅ Fast Handover

초고속 이동 중에도 패킷 손실 없이 핸드오버 처리

✅ Conditional Handover

조건이 만족되었을 때만 핸드오버 진행 (예: 임계값 도달 시)

✅ Dual Connectivity 기반 핸드오버

LTE와 5G NR을 동시에 연결해 핸드오버 발생 시 최소화

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🧠 실무 적용 시 고려사항

• 핸드오버 실패율(HOF): 통화 끊김 원인이 됨
• 핸드오버 준비 실패(HOPF): 자원 설정 실패로 발생
• 핸드오버 지연: 사용자 체감 속도와 품질에 직접 영향
• 최적의 핸드오버 임계값 설정: 네트워크 튜닝 핵심

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✍️ 마치며

핸드오버는 사용자의 원활한 통신을 위한 핵심 기술로, 이동통신 기술이 발전하면서 더욱 다양하고 정교한 방식으로 진화하고 있습니다. 특히 5G 시대에는 사용자 체감 품질을 좌우하는 핵심 기술 중 하나로, 핸드오버의 최적화는 곧 망 품질 향상과 서비스 만족도 향상으로 이어집니다.

핸드오버의 이해는 네트워크 설계자, 최적화 엔지니어, 그리고 통신 장비 개발자에게 필수적인 지식입니다. 또한, 스마트폰 사용자 입장에서도 왜 통화가 끊기지 않고 이어지는지, 또는 왜 가끔씩 끊기는지를 이해하는 데 도움이 됩니다.

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📌 추천 연관 주제

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• 5G 네트워크 슬라이싱과 핸드오버 관계
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• 이동성 관리(Mobility Management) 핵심 개념

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