اقرأ في هذا المقال
- ما هي القنوات الصوتية العكسية
- أساسيات القنوات الصوتية العكسية
- استخدام التردد في القنوات الصوتية العكسية
- مبدأ عمل القنوات الصوتية العكسية
تحمل بعض القنوات بيانات النظام الخلوي فقط وتًسمى هذه بقنوات التحكم وعادةً ما تكون قناة التحكم هذه هي القناة الأولى في كل خلية، كما إنّها مسؤولة عن إعداد المكالمات، حيث يفضل العديد من مهندسي الراديو تسميتها قناة الإعداد لأنّ هذا هو ما تفعله، والقنوات الصوتية بالمقارنة هي تلك الترددات المقترنة التي تتعامل مع حركة مرور المكالمات سواء كانت صوتاً أو بيانات بالإضافة إلى إرسال معلومات حول المكالمة نفسها.
ما هي القنوات الصوتية العكسية
القنوات الصوتية العكسية: هي القناة الصوتية المستخدمة في اتجاه المحطة المتنقلة إلى المحطة الأساسية والمعروفة أيضاً باسم الارتباط الصاعد للقناة الصوتية.
أساسيات القنوات الصوتية العكسية
إنّ الهواتف الخلوية موجودة في كل مكان، كما تدعي جمعية صناعة الهاتف الخلوي “CTIA” أنّ أكثر من “30 مليون مشترك” لديهم هاتف محمول مع معدلات نمو تقترب من خمسين بالمائة كل عام، وفي عام 1995م بدأ أكثر من تسعة ملايين عميل الخدمة الخلوية، حيث تتوقع لجنة الاتصالات الفيدرالية “FCC” أكثر من 50 مليون مشترك في الخدمة الخلوية بحلول عام 2000م.
ويُعرف النظام الخلوي الأول والمهيمن حالياً في الولايات المتحدة باسم خدمة الهاتف المحمول المتقدمة “AMPS“، وعلى الرغم من أنّ جذور نظام الاتصال القائم على الخلية تعود إلى عدة عقود إلّا أنّ مختبرات بيل في أواخر السبعينيات أثبتت جدوى المفهوم الخلوي من خلال شبكة تطوير، وبعد أكثر من “15 عاماً” أصبحت هذه الخدمة الخلوية التناظرية متاحة في كل مدينة تقريباً في الولايات المتحدة.
وعند تحديد القواعد الأولية لخدمة الهاتف الخلوي قسمت لجنة الاتصالات الفيدرالية “FCC” الدولة إلى “306 منطقة” خدمة حضرية “MSAs” و”428 منطقة” خدمة ريفية “RSAs”، ومنحت ترخيصين مشغلين في كل منهما.
- “CTIA” هي اختصار لـ “Cellular Telecommunications Industry Association”.
- “RSA” هي اختصار لـ “”Rural Service Area.
- “MSA” هي اختصار لـ “Modern service area”.
- “FCC” هي اختصار لـ “Federal Communications Commission”.
استخدام التردد في القنوات الصوتية العكسية
المفهوم الرئيسي في الأنظمة الخلوية هو إعادة استخدام التردد، حيث خصصت خدمات الهاتف المحمول السابقة في الولايات المتحدة قناة واحدة لمستخدم الهاتف المحمول، وعبر منطقة التغطية بأكملها أثناء المكالمة، حيث عندما يتم استخدام القناة لا يمكن لأي عميل آخر استخدام هذه القناة وبغض النظر عن مكان وجودهم.
ونظراً لأنّ لجنة الاتصالات الفيدرالية “FCC” خصصت فقط عشرات الترددات أو أكثر في كل منطقة خدمة غالباً ما كان النظام محملاً بالكامل مع دعم عدد قليل نسبياً من المستخدمين، وكانت هذه الترددات في النطاقين “150 ميجاهرتز” و”450 ميجاهرتز” مزدحمة للغاية، وكانت شائعة جداً في أوقات ذروة الاستخدام لأكثر من نصف جميع محاولات الاتصال بالفشل بسبب نقص القنوات المتاحة، وفي أواخر عام 1976م كانت هناك “12 قناة” فقط تدعم المنطقة الحضرية بأكملها.
خصصت لجنة الاتصالات الفيدرالية “FCC” في البداية فتحتين لاستخدام الهاتف الخلوي في نطاق “800 ميجاهرتز”، أحدهما من “825 ميجاهرتز” إلى “845 ميجاهرتز” والآخر من “870 ميجاهرتز” إلى “890 ميجاهرتز، وهاتان الفتحتان “20 ميجاهرتز” مقسمتان إلى قنوات بعرض “30 كيلو هرتز” مرقمة من 1 إلى 666.
يتم إقران القنوات في كل من الفتحات لذا فإنّ قناة “30 كيلو هرتز” في الفتحة السفلية تقابل قناة “30 كيلو هرتز” في الفتحة العلوية، كما تم منح الشركة غير السلكية والمعروفة أيضاً باسم ناقل النطاق “A” استخدام القنوات من 1 إلى 333، وتم منح الشركة السلكية والمعروفة أيضاً باسم الناقل “B Band” استخدام القنوات من 334 إلى 666.
وفي عام 1985م خصصت لجنة الاتصالات الفيدرالية “FCC” حوالي “10 ميجاهرتز” أخرى من الطيف ممّا يوفر “166 قناة” إضافية وممّا أعطى الشبكات الخلوية ما مجموعه “832 قناة”، وفي نظام خلوي يتم تقسيم منطقة الخدمة إلى مناطق أصغر بكثير تسمى الخلايا والتي لها محطة أساسية في المركز، كما تغطي كل محطة أساسية مساحة في أي مكان من “1 ميلاً” إلى “40 ميلاً ” ولكن في المتوسط من “5 أميال” إلى “10 أميال”.
يتم تكوين كل محطة أساسية للتعامل مع المكالمات على مجموعة فرعية صغيرة من القنوات المتاحة وسيتم أيضاً” تقديم هذه المجموعة الفرعية بواسطة محطات قاعدة أخرى، ولكن فقط تلك البعيدة بما يكفي لتجنب التداخل، ولن يكون للمحطات القاعدية المجاورة أية قنوات مشتركة ويسمح نمط إعادة الاستخدام هذا لعدد أكبر بكثير من العملاء بمشاركة نفس مجموعة الترددات، حيث قد تكون القناة نفسها مستخدمة في عدة مواقع في نفس الوقت عبر منطقة الخدمة بأكملها.
ترتبط المحطات الأساسية بمكتب تبديل الهاتف المحمول “MTSO” والذي يربط القنوات الصوتية للمحطة الأساسية بخطوط الصوت في شبكة الهاتف العامة “PSTN“، كما يتحكم “MTSO” أيضاً في تشغيل معدات المحطة الأساسية ومعالجة طلبات المكالمات، ووظائف الدعم الأخرى لكل هاتف محمول في منطقة الخدمة.
- “MTSO” هي اختصار لـ “Mobile Telephone Switching Office”.
- “PSTN” هي اختصار لـ “Public Switched Telephone Network”.
مبدأ عمل القنوات الصوتية العكسية
تنقسم القنوات في الشبكة الخلوية إلى نوعين ويعرفان بالصوت والتحكم، حيث يتم تخصيص الجزء الأكبر من القنوات أي “395 لكل شركة نقل” لنقل الصوت الصوتي الفعلي للمحادثة، ويشار إليها باسم قنوات الصوت الأمامي “FOVC” وقنوات الصوت العكسي “REVC”، وأثناء المحادثة يتم إرسال الصوت التماثلي “FM“.
ولكن عندما ينتقل الهاتف المحمول من خلية إلى أخرى في عملية تسمى “hand-off” يتم كتم الصوت لفترة وجيزة ويتم إرسال مجموعة من البيانات الرقمية من القاعدة إلى الهاتف المحمول، كما يشير إلى القناة الصوتية الجديدة المراد استخدامها، وعندما ترسل محطة أساسية معلومات إدارية فإنّها تستخدم قناة تحكم أمامية “FOCC”.
وعندما يستجيب الهاتف المحمول للأوامر أو يقوم بإجراء مكالمة فإنّه يستخدم قناة التحكم العكسي “ROCC”، كما تم تخصيص إحدى وعشرين قناة تحكم لكل ناقل لإحدى وظيفتين هما الوصول أو المناداة وتتعامل قنوات التحكم في الوصول مع المسائل الإدارية المتعلقة بتسجيل، ومراقبة الهواتف المحمولة باستخدام دفق رقمي من البيانات.
وقناة الاستدعاء هي دفق رقمي لمعلومات النظام وصفحات المكالمات الهاتفية، كما تستمع جميع الهواتف المحمولة أثناء الخمول إلى قناة الترحيل هذه، وعند إجراء مكالمة إلى هاتف محمول يضع النظام الخلوي رقم الهاتف المحمول على قناة الاستدعاء، وإذا قام الهاتف المحمول بفك تشفير رقمه الخاص من قناة الاستدعاء فسوف يستجيب للمكالمة الواردة، ولا تحتوي كل محطة أساسية على قناة ترحيل وعادة لا يوجد سوى أجهزة إرسال كافية لتغطية المنطقة الخلوية.
لتقليل النفقات العامة في تخصيص القنوات يتم تخصيص فترات زمنية للربط الأمامي والعكس تلقائياً في أزواج، وعلى وجه الخصوص بدلاً من طلب عملية منفصلة لتخصيص قنوات الوصلة العكسية لإرسال رسائل الإشعار بالاستلام استجابةً لاستلام حزمة ارتباط أمامي يحدث سيناريو مختلف.
وعند الطرف المستقبل مثل الاستقبال الصحيح للبيانات على قناة وصلة أمامية في موقع محطة قاعدة مركزية، يتم توزيع فاصل زمني للوصلة العكسية تلقائيًا في فاصل زمني يعتمد على توزيع الفاصل الزمني على الوصلة الأمامية، كما يساعد هذا في العودة السريعة لرسائل الاستلام في اتجاه ارتباط عكسي وهو الاتجاه السائد لمثل هذه الرسائل في نظام لاسلكي، حيث تكون معظم حركة مرور البيانات موجهة إلى صفحات الويب.
- “ROCC” هي اختصار لـ “reverse channel control”.
- “FOCC” هي اختصار لـ “front control channel”.
- “FM” هي اختصار لـ “frequency modulation”.
- “REVC” هي اختصار لـ “Reverse audio channels”.
