نظام الكمون المنخفض للغاية LTE للتحكم في اتصالات البيانات

يعتمد الكمون المنخفض للغاية “LTE” للتحكم في اتصالات البيانات على هياكل إطار الوصلة الصاعدة وطرق إرسال الوصلة الصاعدة؛ لإدارة الاتصال مع معدات المستخدم في نظام اتصال لاسلكي ويتم نشر أنظمة الاتصالات اللاسلكية على نطاق واسع لتوفير خدمات اتصالات متنوعة، مثل الهاتف والفيديو والبيانات والرسائل والبث.

أساسيات الكمون المنخفض LTE للتحكم في اتصالات البيانات

قد يستخدم نظام اتصال لاسلكي نموذجي تقنيات وصول متعددة يمكنها دعم الاتصال مع مستخدمين متعددين من خلال مشاركة موارد النظام المتاحة مثل عرض النطاق الترددي وقدرة الإرسال، كما تشمل أمثلة تقنيات النفاذ المتعدد:

• أنظمة النفاذ المتعدد بتقسيم الشفرات “CDMA“.

• أنظمة النفاذ المتعدد بتقسيم الوقت “TDMA“.

• أنظمة النفاذ المتعدد بتقسيم التردد “FDMA“.

• أنظمة النفاذ المتعدد بتقسيم التردد المتعامد “OFDMA“.

• أنظمة النفاذ المتعدد بتقسيم التردد “SC-FDMA“.

• أنظمة النفاذ المتعدد بتقسيم الشفرة المتزامن بتقسيم الوقت “TD-SCDMA“.

تم اعتماد تقنيات الوصول المتعددة هذه في معايير اتصالات مختلفة لتوفير بروتوكول مشترك يسمح للأجهزة اللاسلكية المختلفة بالاتصال على نطاقات مختلفة، كمعيار الاتصالات “LTE” وهو عبارة عن مجموعة من الامتدادات القياسية للهاتف المحمول لنظام الاتصالات المتنقلة العالمي “UMTS“، كما تدعم “LTE” بشكل أفضل الوصول إلى الإنترنت عبر النطاق العريض للأجهزة المحمولة من خلال تحسين كفاءة الطيف، وخفض التكاليف وتحسين الخدمات واستخدام الطيف الجديد وعلى الوصلة الهابطة.

تم تصميمه للتكامل بشكل أفضل مع المعايير المفتوحة الأخرى باستخدام تقنية “OFDMA” و”SC-FDMA” على الوصلة الصاعدة وتقنية الهوائي متعدد المدخلات والمخرجات “MIMO“، ومع ذلك مع استمرار زيادة الطلب على الوصول إلى النطاق العريض المتنقل هناك حاجة إلى مزيد من التحسينات في تقنية “LTE” ويفضل أن تكون هذه التحسينات، قابلة للتطبيق على تقنيات الوصول المتعددة الأخرى ومعايير الاتصالات السلكية واللاسلكية التي تستخدم هذه التقنيات.

• “LTE” هي اختصار لـ “Long-Term-Evolution” و”MIMO” هي اختصار لـ ” Multiple-In-Multiple-Out,”.

• “OFDMA” هي اختصار لـ “Orthogonal-frequency-division-multiple-access” و”SC-FDMA” هي اختصار لـ “Single-Carrier-Frequency-Domain-Multiple-Access”.

• “UMTS” هي اختصار لـ “Universal-Mobile-Telecommunications-System” و”TDMA” هي اختصار لـ “Time-Division-Multiple-Access”.

• “CDMA” هي اختصار لـ “Code-Division-Multiple-Access” و”TD-SCDMA” هي اختصار لـ “Time-Division-Synchronous-Code-Division-Multiple-Access”.

• “FDMA” هي اختصار لـ “frequency-division-multiple-access” و”OFDMA” هي اختصار لـ “Orthogonal-frequency-division-multiple-access”.

مبدأ عمل الكمون المنخفض LTE للتحكم في اتصالات البيانات

في نظام الاتصالات اللاسلكية الذي يستخدم تقنية “LTE” القديمة قد يكون للعديد من “UEs” التي يخدمها “eNodeB” ارتباط واحد أو أكثر من الوصلات الصاعدة، مثل قناة التحكم في الوصلة الصاعدة المادية “PUCCH” وقناة مشتركة للوصلة الصاعدة المادية “PUSCH”، وموارد للتواصل مع “eNodeB” عبر قناة الارتباط قد تكون مجدولة.

في “LTE” القديم يتضمن كل إطار فرعي “LTE” منطقة تحكم، حيث يتم إرسال معلومات التحكم عبر “PUCCH” ومنطقة البيانات، حيث يتم نقل البيانات عبر “PUSCH” وبالإضافة إلى ذلك ترسل تجهيزات المستعمل عبر “PUCCH” أو “PUSCH” في فاصل زمني للإرسال “TTI” على إطار فرعي في حدود “1 ميلي ثانية”.

مع زيادة الطلب على قدرات تجهيزات المستعمل وعرض النطاق الترددي قد يكون من المرغوب فيه تقليل زمن الوصول في الاتصالات، كما يتم توفير طريقة للاتصال في شبكة لاسلكية وتتمثل الطريقة في تحديد فاصل زمني للإرسال “TTI” لإرسال قناة التحكم في الوصلة الصاعدة ضمن إطار فرعي، حيث يتضمن “TTI” عدداً من الرموز التي تشكل مجموعة فرعية من مجموعة رموز في الرتل الفرعي.

وتحديد ونقل بيانات التحكم في الوصلة الصاعدة عبر قناة التحكم في الوصلة الصاعدة أثناء “TTI”، كما يتم توفير معدات المستخدم للاتصال في شبكة لاسلكية، ويتم توصيل معدات المستخدم بشكل اتصال بجهاز الإرسال والاستقبال، ومعالج واحد على الأقل مقترن بشكل تواصلي بجهاز الإرسال والاستقبال عبر ناقل للاتصال في شبكة لاسلكية، ومعالج واحد على الأقل أو جهاز إرسال واستقبال عبر الناقل.

والغرض من المعالج والذاكرة واحد على الأقل هو تحديد “TTI” لإرسال قناة التحكم في الوصلة الصاعدة في إطار فرعي، بما في ذلك “TTI” عدداً من الرموز التي تشكل مجموعة فرعية من مجموعة من الرموز في الإطار الفرعي، وتحديد ونقل بيانات التحكم في الوصلة الصاعدة عبر قناة التحكم في الوصلة الصاعدة أثناء “TTI” عبر جهاز الإرسال والاستقبال.

يتم توفير معدات المستخدم للاتصال في شبكة لاسلكية، ومعدات المستخدم هي وسيلة لتحديد “TTI” لإرسال قناة التحكم في الوصلة الصاعدة ضمن إطار فرعي، حيث يمكن أن يشتمل “TTI” على عدد من الرموز التي تشكل مجموعة فرعية من مجموعة رموز في الرتل الفرعي، ووسائل لتحديد ووسائل إرسال بيانات التحكم في الوصلة الصاعدة عبر قناة تحكم في الوصلة الصاعدة أثناء “TTI”.

• “TTI” هي اختصار لـ “Transmission-Time-Interval” و”PUSCH” هي اختصار لـ “Physical-Uplink-Control-Channel”.

“PUCCH” هي اختصار لـ “Physical-Uplink-Control-Channel” و”” هي اختصار لـ “”.

تطور عمل الكمون المنخفض LTE للتحكم في اتصالات البيانات

قد يتضمن رابط الاتصال في نظام الاتصالات اللاسلكية إرسالاً للوصلة الصاعدة من “UE” إلى نقطة الوصول أو إرسال للوصلة الهابطة من نقطة الوصول إلى “UE”، وإرسالات الوصلة الهابطة هي يُشار إليها أحياناً باسم عمليات إرسال الوصلة الأمامية، ويشار أحياناً إلى عمليات الإرسال على الوصلة الصاعدة على أنّها عمليات إرسال الوصلة العكسية.

قد تحمل وصلة الاتصال إرسال لكل طبقة هرمية يمكن مضاعفة إرسالها في وصلة الاتصال في بعض الأمثلة، كما قد يستخدم “UE” نقاط وصول متعددة من خلال خرج متعدد المدخلات “MIMO” أو تجميع الموجة الحاملة “CA” أو متعدد النقاط المنسق “CoMP“، كما يمكن تكوينه للتواصل مع المستخدم.

تستخدم تقنيات “MIMO” هوائيات متعددة على نقطة الوصول أو هوائيات متعددة على “UE” لإرسال تدفقات بيانات متعددة، وقد يستخدم تجميع الموجات الحاملة اثنين أو أكثر من ناقلات المكونات على نفس خلايا الخدمة أو خلايا خدمة مختلفة لنقل البيانات، حيث قد يشتمل “CoMP” على تقنيات لتحسين جودة الإرسال الإجمالية لـ “UE”، وزيادة استخدام الشبكة والطيف من خلال الإرسال والاستقبال المنسقين من خلال عدة نقاط النفاذ.

قد تستخدم نقطة الوصول و”UE” تجميع الموجات الحاملة للإرسال على موجات حاملة متعددة، وقد تستخدم نقطة الوصول و”UE” موجتين أو أكثر من الموجات الحاملة، والمنفصلة لإرسال إطار فرعي واحد أو أكثر لكل منها نوع رتل فرعي أول في الإطار، ويمكن إرسالها بشكل متزامن في الطبقة الهرمية وقد يكون لكل موجة حاملة عرض نطاق قدره “20 ميجاهيرتز”، ولكن يمكن استخدام عروض نطاق أخرى.

تستخدم “UE” الهجين أو الطبقة الثانية “UE” موجة حاملة واحدة لها عرض نطاق أكبر من موجة حاملة منفصلة واحدة أو أكثر، وفي الطبقة الهرمية يمكن استقبال أو إرسال إطار فرعي واحد أو أكثر وإذا تم استخدام أربع موجات حاملة منفصلة “20 ميجاهيرتز”، وفي مخطط تجميع الموجات الحاملة في الطبقة الأولى فيمكن استخدام موجة حاملة واحدة “80 ميجاهيرتز” في الطبقة الثانية.

قد يشغل الموجة الحاملة “80 ميجاهيرتز” جزءاً من طيف التردد الراديوي الذي يتداخل جزئياً على الأقل مع طيف التردد الراديوي المستخدم من قبل واحدة، أو أكثر من الموجات الحاملة الأربعة “20 ميجاهيرتز” وقد يكون عرض النطاق الترددي القابل للتوسع من نوع الطبقة الثانية أسلوباً اندماجياً، ويوفر “RTT” أقصر لتوفير معدل بيانات محسن إضافي.

• “RTT” هي اختصار لـ “Round-trip-Time” و”UE” هي اختصار لـ “User-equipment”.

• “CoMP” هي اختصار لـ “Compare Communications”.