اتصالات نوع الماكينة المتطورة eMTC

يُعد (eMTC) مجرد تعديل لمعيار (LTE-M) الحالي، حيث يحدد وحدة (Cat-M1 UE) جديدة تمامًا قادرة على العمل على نطاق ترددي (1.08 ميجاهرتز) ضمن نشر (LTE) حالي، أو (1.4 ميجاهرتز) في النشر المستقل ويًعد هذا تطوراً مهماً من مواصفات الإصدار 12 السابقة لـ (LTE Cat-0)، والتي رغم احتوائها على عدد من التبسيط من (UE) التقليدي ولا يزال يتعين عليها العمل على عرض نطاق قناة (LTE) القياسي.

ما هي اتصالات نوع الماكينة المتطورة eMTC

اتصالات نوع الماكينة المتطورة (eMTC): هو نوع من شبكات (LTE-M) تنشره (3GPP) في مواصفات الإصدار 13، وهي تقنية ذات منطقة واسعة منخفضة الطاقة تدعم إنترنت الأشياء من خلال تعقيد أقل للأجهزة وتوفر تغطية موسعة مع الاستفادة من محطات (LTE) القائمة على شبكات الهواتف المحمولة، كما أنّ (eMTC) مكانها كخدمة ذات معدل بيانات مرتفع نسبياً لمزيد من تطبيقات إنترنت الأشياء المتعطشة للبيانات.

• “eMTC” هي اختصار لـ “enhanced Machine Type Communication”.

• “LTE-M” هي اختصار لـ ” Long Term Evolution Machine Type Communication”.

• “3GPP” هي اختصار لـ “The 3rd Generation Partnership Project”.

• “UE” هي اختصار لـ “User Equipment”.

أساسيات اتصالات نوع الماكينة المتطورة eMTC

يتيح (Cat-M1) إطالة عمر البطارية لأكثر من (10 سنوات) لمجموعة كبيرة من حالات استخدام الاتصال من نوع الماكينة، من خلال استخدام وضع توفير الطاقة (PSM) والاستقبال المتقطع (eDRX) وإنترنت الأشياء الخلوية (CIoT) وتحسينات (EPS) لنقل البيانات الصغيرة.

من المهم التمييز بين أنّ (eMTC) هو نوع فرعي من شبكة (LTE-M) وغالباً ما يتم استخدام المصطلحين بالتبادل، وتقتصر شبكة (eMTC Cat-M1) على (1.08 ميجاهرتز) لعرض القناة وبالتالي يبلغ الحد الأقصى لمعدل البيانات (1 ميجابت في الثانية)، بينما قد يكون لجهاز (LTE-M) معدل بيانات يصل إلى (10 ميجابت في الثانية) باستخدام أي عرض قناة (LTE) موجود.

بدعم من جميع المعدات المتنقلة الرئيسية وشركات تصنيع الشرائح والوحدات النمطية ستتعايش شبكات (LTE-M) مع شبكات الهاتف المحمول (2G) و(3G) و(4G)، وتستفيد من جميع ميزات الأمان والخصوصية لشبكات الهاتف المحمول، مثل دعم سرية هوية المستخدم ومصادقة الكيان والسرية وسلامة البيانات وتحديد هوية المعدات المتنقلة.

اقترحت (3GPP) على قطاع الاتصالات الراديوية أنّ (LTE-M) جنباً إلى جنب مع (NB-IoT) ينبغي أن تدمج التقنيات كجزء من مواصفات (5G)، وبالنظر إلى أنّ كلا التقنيتين تفي بمتطلبات (5G LPWA) وتم تصميم 5G) (NR لدعم نماذج النشر المتنوعة واستخدام الطيف وقدرات الجهاز،و أحد سيناريوهات النشر المدعومة من بداية عمل (5G NR) في (3GPP) هو السماح بإرسال (LTE-M) و(NB-IoT) مباشرة في نطاق تردد (5G NR).

• “PSM” هي اختصار لـ “Power Supply Module” و”eDRX” هي اختصار لـ “extended Discontinuous Reception”.

• “NB-IoT” هي اختصار لـ “Narrowband IoT” و”LPWA” هي اختصار لـ “Low-Power Wide-Area”.

• “EPS” هي اختصار لـ “Evolved Packet System” و”CIoT” هي اختصار لـ “Cellular Internet of Things”.

وظائف اتصالات نوع الماكينة المتطورة eMTC

يتم توفير الطاقة استنادًا إلى وظائف الاتصال المعزز من نوع الجهاز (eMTC) بين معالج التطبيقات ومودم جهاز (eMTC)، حيث تتضمن طريقة المثال بشكل عام الدخول في وضع توفير الطاقة (PSM)، حيث يتضمن الدخول إلى (PSM) إجراء انهيار طاقة أول لمعالج تطبيقات العقدة اللاسلكية ومودم العقدة اللاسلكية في حالة طاقة منخفضة، والخروج من (PSM) عند انتهاء صلاحية مؤقت الاستيقاظ، حيث يتضمن الخروج من (PSM) إيقاظ معالج التطبيقات والمودم من حالة الطاقة المنخفضة إلى حالة الطاقة النشطة.

وكذلك استجابةً للخروج من (PSM) يتم إجراء انهيار طاقة ثانٍ لمعالج التطبيقات في حالة الطاقة المنخفضة بينما يعمل المودم في حالة الطاقة النشطة، كما يتم نشر أنظمة الاتصالات اللاسلكية على نطاق واسع لتوفير أنواع مختلفة من محتوى الاتصال مثل الصوت والبيانات وما إلى ذلك، وقد تكون هذه الأنظمة أنظمة وصول متعددة قادرة على دعم الاتصال مع مستخدمين متعددين، من خلال مشاركة موارد النظام المتاحة كعرض النطاق الترددي وقدرة الإرسال.

يمكن لنظام الاتصال اللاسلكي متعدد الوصول أن يدعم في نفس الوقت الاتصال لعدة محطات لاسلكية حيث يتواصل كل مطراف مع محطة قاعدة واحدة أو أكثر، عبر عمليات الإرسال على الوصلات الأمامية والعكسية ويشير الوصلة الأمامية أو الوصلة الهابطة إلى وصلة الاتصال من المحطات القاعدة إلى المطاريف، والوصلة العكسية أو الوصلة الصاعدة تشير إلى وصلة الاتصال من المطاريف إلى المحطات القاعدة، كما يمكن إنشاء رابط الاتصال هذا عبر مدخل منفرد ومخرج فردي، ومخرج فردي متعدد المدخلات أو نظام متعدد المدخلات ومخرجات متعددة (MIMO).

قد تتضمن شبكة الاتصالات اللاسلكية عدداً من المحطات الأساسية التي يمكنها دعم الاتصال لعدد من الأجهزة اللاسلكية، وقد تشتمل الأجهزة اللاسلكية على معدات المستخدم (UEs) ويمكن اعتبار بعض (UEs) للاتصالات من نوع الآلة (MTC) والتي قد تشمل الأجهزة البعيدة التي قد تتصل بمحطة قاعدة، أو جهاز بعيد آخر، وقد تشير الاتصالات من نوع الآلة (MTC) إلى الاتصال الذي يتضمن جهازاً واحدًا عن بعد على الأقل على طرف واحد على الأقل من الاتصال.

وقد تتضمن أشكالاً من اتصالات البيانات التي تتضمن كياناً واحداً أو أكثر لا يحتاج بالضرورة إلى تفاعل بشري وقد تشتمل وحدات (UE) الخاصة بـ (MTC) على وحدات (UE) قادرة على اتصالات (MTC)، مع خوادم (MTC) أو أجهزة (MTC) الأخرى عبر الشبكات المتنقلة البرية العامة (PLMN)، والوصول إلى الراديو (5G NR) عبارة عن مجموعة من التحسينات لمعيار (LTE) للجوّال الصادر عن مشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP).

كما إنّه مصمم لدعم الوصول إلى الإنترنت عبر النطاق العريض المتنقل بشكل أفضل من خلال تحسين الكفاءة الطيفية وخفض التكاليف وتحسين الخدمات، والاستفادة من الطيف الجديد والتكامل بشكل أفضل مع المعايير المفتوحة الأخرى باستخدام (OFDMA) مع بادئة دورية على الوصلة الهابطة، وعلى الوصلة الصاعدة وكذلك دعم تكنولوجيا الهوائي متعدد المدخلات والمخرجات المتعددة (MIMO) وتجميع الموجات الحاملة.

في شبكة (LTE) أو (LTE-A)، قد تحدد مجموعة من محطة قاعدية واحدة أو أكثر، وقد يشتمل نظام اتصالات الوصول المتعدد اللاسلكي على عدد من الوحدات الموزعة في اتصال مع عدد من الوحدات المركزية، حيث تكون مجموعة واحدة أو المزيد من الوحدات الموزعة بالاتصال مع وحدة مركزية، وقد تحدد عقدة نفاذ عقدة راديو جديدة (NR NB) وعقدة شبكة و(gNB).

قد تتصل محطة قاعدة بمجموعة من تجهيزات المستعمل على قنوات الوصلة الهابطة للإرسال من محطة قاعدة أو إلى تجهيزات المستعمل، وقنوات الوصلة الصاعدة للإرسال من UE إلى محطة قاعدة أو وحدة موزعة، وقد تدعم بعض شبكات الجيل التالي (NR 5G) طبقة التحكم في الوصول المتوسط ​​القائمة على الارتباط الصاعد (MAC).

في هذه الشبكات قد ترسل تجهيزات المستعمل إشارة تجريبية كإشارة مرجعية لأجهزة الوصول إلى الشبكة مثل الوحدات الموزعة لتلقيها وقياسها، واستناداً إلى قياسات الإشارة التجريبية بواسطة واحد أو أكثر من أجهزة الوصول إلى الشبكة، قد تحدد الشبكة خلية خدمة أو وحدة موزعة تخدم لتجهيزات المستعمل.

أثناء تحرك تجهيزات المستعمل داخل الشبكة قد تتخذ الشبكة على الأقل بعض قرارات التنقل الخاصة بتجهيزات المستخدم، وعلى سبيل المثال قرارات بدء تسليم تجهيزات المستعمل من خلية تخدم إلى خلية خدمة أخرى بشفافية إلى تجهيزات المستعمل، وعلى سبيل المثال دون إخطار (UE) لقرار التنقل أو بدون إشراك (UE) في قرار التنقل.

• “MIMO” هي اختصار لـ “Multiple-input-multiple-output” و”MAC” هي اختصار لـ “Media Access Control”.

• “OFDMA” هي اختصار لـ “Orthogonal frequency-division multiple access” و”PLMN” هي اختصار لـ “Public Land Mobile Network”.