بنية القناة الهرمية لـ LTE في الاتصالات

يستخدم (MAC) القنوات المنطقية لتقديم خدمات إلى (RLC) ويتم تحديد كل قناة منطقية بناءً على نوع المعلومات التي تتيحها، وفي (LTE) هناك فئتان من القنوات المنطقية اعتمادًا على الخدمة التي تقدمها وهي قنوات التحكم المنطقية وقنوات المرور المنطقية.

ما هي بنية القناة الهرمية لـ LTE

لدعم فئات خدمات جودة الخدمة المختلفة بكفاءة تتبنى (LTE) بنية قناة هرمية، حيث هناك ثلاثة أنواع مختلفة من القنوات محددة في (LTE): وهي القنوات المنطقية وقنوات النقل والقنوات المادية وكل منها مرتبط بنقطة وصول خدمة (SAP) بين طبقات متنوعة.

يتم استخدام هذه القنوات بواسطة الطبقات السفلية من مكدس البروتوكول لتقديم الخدمات للطبقات العليا وتتيح القنوات المنطقية خدمات في (SAP) بين طبقات (MAC) و(RLC)، بينما تتيح قنوات الإرسال خدمات في (SAP) بين طبقات (MAC) و(PHY)، والقنوات المادية هي التنفيذ الفعلي لقنوات النقل عبر السطح البيني الراديوي.

تتبع القنوات المحددة في (LTE) بنية هرمية مماثلة لـ (UTRA) أو (HSPA)، ومع ذلك في حالة (LTE) تكون هياكل النقل والقنوات المنطقية أكثر بساطة وأقل عددًا مقارنةً بـ (UTRA) أو (HSPA)، وعلى عكس (UTRA / HSPA) تعتمد (LTE) بالكامل على القنوات المشتركة والبث، ولا تحتوي على قنوات مخصصة تحمل البيانات إلى تجهيزات معينة.

يؤدي ذلك إلى تحسين كفاءة السطح البيني الراديوي ويمكن أن يدعم التوزيع الديناميكي للموارد بين تجهيزات المستعمل المختلفة حسب متطلبات الحركة أو جودة الخدمة الخاصة بها، وظروف القناة الخاصة بها.

ملاحظة:“MAC” هي اختصار لـ “Media Access Control”.

ملاحظة:“LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.

ملاحظة:“HSPA” هي اختصار لـ “High Speed Packet Access”.

ملاحظة:“UTRA” هي اختصار لـ “Universal Terrestrial Radio Access”.

ملاحظة:“SAP” هي اختصار لـ “Systems, Applications and Products in Data Processing”.

ملاحظة:“RLC” هي اختصار لـ “Radio link control”.

ما هو وضع الاندفاع الهرمي LTE

قد يتم تكوين (eNB) أو (UE) للعمل ضمن نظام الاتصالات اللاسلكية الذي يتم تحديده جزئيًا على الأقل من خلال طبقة أولى مع إرسالات الطبقة الأولى، وفي بعض شبكات الاتصالات اللاسلكية قد تدعم المحطات الأساسية وتجهيزات المستعمل التشغيل على موجات حاملة متعددة، وهو ما قد يشار إليه بتجميع الموجة الحاملة.

يمكن استخدام تجميع الموجات الحاملة لزيادة الإنتاجية بين محطة قاعدة تدعم مشغلات متعددة المكونات وجهاز محمول، وقد يتم تكوين الأجهزة المحمولة للتواصل باستخدام ناقلات مكونة متعددة مرتبطة بمحطات قاعدة متعددة، ويتم تجنب أو تصحيح أخطاء الإرسال بين الأجهزة المحمولة والمحطات القاعدية عن طريق استخدام مخطط طلب التكرار التلقائي (ARQ).

يمكن استخدام إشارات اتصالات (OFDMA) في روابط الاتصال لإرسالات الوصلة الهابطة (LTE) لكل طبقة هرمية، بينما يمكن استخدام إشارات اتصالات الوصول المتعدد بتقسيم تردد الموجة الحاملة (SC-FDMA) في روابط الاتصال لعمليات إرسال الوصلة الصاعدة (LTE) في كل طبقة هرمية.

يتم توفير تفاصيل إضافية بشأن تنفيذ الطبقات الهرمية في نظام مثل نظام الاتصالات اللاسلكية، بالإضافة إلى الميزات والوظائف الأخرى المتعلقة بالاتصالات في مثل هذه الأنظمة، كما يمكن استخدام بنية الإطار في (LTE) أو (LTE-A) أو أنظمة مماثلة، ويمكن تقسيم الإطار (10 مللي ثانية) إلى (10) إطارات فرعية متساوية الحجم، وعلى سبيل المثال الإطار الفرعي.

يمكن استخدام الرتل للإرسال لكل من الطبقة الهرمية الأولى والطبقة الهرمية الثانية مع إطار فرعي واحد أو أكثر داخل الإطار المستخدم لعمليات الإرسال للطبقة الهرمية الأولى، وواحد أو أكثر من الأطر الفرعية الأخرى داخل الإطار المستخدم من أجل إرسالات الطبقة الهرمية الثانية، كما يمكن استخدام الإطارات الفرعية لعمليات النقل للطبقة الهرمية الأولى، ويمكن استخدام الأطر الفرعية أيضاً لعمليات النقل للطبقة الهرمية الثانية.

ملاحظة:“ARQ” هي اختصار لـ “Automatic Repeat ReQuest”.

ملاحظة:“OFDMA” هي اختصار لـ “Orthogonal frequency-division multiple access”.

ملاحظة:“SC-FDMA” هي اختصار لـ “Single-carrier FDMA”.

مبدأ عمل وضع الاندفاع الهرمي LTE

قد تتوافق الطبقة الهرمية الأولى في أمثلة معينة مع طبقة (LTE / LTE-A) قديمة وقد تتوافق الطبقة الهرمية الثانية مع طبقة زمن انتقال منخفض، وفي الأمثلة التي تتوافق فيها الطبقة الهرمية الأولى مع طبقة (LTE / LTE-A) قديمة يمكن أن تشتمل الأطر الفرعية للطبقة الأولى على فاصلين زمنيين متتاليين، وكل فتحة زمنية تتضمن سبعة رموز (OFDM) لبادئة دورية عادية.

يمكن تقسيم شبكة الموارد إلى عناصر موارد متعددة، وفي (LTE / LTE-A) القديمة قد تحتوي كتلة الموارد على (12 موجة حاملة فرعية متتالية) في مجال التردد، وبالنسبة لبادئة دورية عادية في كل رمز (OFDM) وقد يكون تباعد النغمات للموجات الحاملة الفرعية (15 كيلوهيرتز)، وقد تكون مدة الرمز المفيدة لرموز (OFDM) هي (66.67s).

في الأنظمة القديمة القائمة على (LTE-A)، قد يتم تكوين (UE) مع ناقلات مكونة متعددة يستخدمها (eNB) لتمكين عرض نطاق إرسال إجمالي أوسع، كما يمكن تشكيل معدات المستخدم بـ “الحامل المكون” من خلال الناقل المكون، بينما يجب إدراك أنّه يمكن تكوين معدات المستخدم مع أي عدد مناسب من ناقلات المكونات، وبالتالي يمكن أن يشتمل حامل المكون على قنوات الوصلة الهابطة بالإضافة إلى قنوات الوصلة الصاعدة ذات الصلة.

قد تكون وحدة الاستقبال أو تشتمل على مستقبل الترددات الراديوية (RF)، مثل: مستقبل الترددات الراديوية القابل للتشغيل لاستقبال الإرسالات على طبقتين هرميتين أو أكثر، من خلال الأطر الفرعية القديمة (LTE) والأطر الفرعية المتدفقة.

ويمكن استخدام وحدة الاستقبال لتلقي أنواع مختلفة من البيانات أو إشارات التحكم أي عمليات الإرسال عبر واحد أو أكثر من روابط الاتصال لنظام الاتصالات اللاسلكية، مثل واحد أو أكثر من روابط الاتصال من نظام الاتصالات اللاسلكية، وقد تكون وحدة الإرسال أو تشتمل على جهاز إرسال (RF)، مثل: مرسل (RF) القابل للتشغيل للإرسال على طبقتين هرميتين أو أكثر، ومن خلال الأطر الفرعية القديمة (LTE).

ملاحظة:“RF” هي اختصار لـ “Radio frequency”.

مؤشر التحكم في الوصلة الهابطة في قناة التحكم في الوصلة الهابطة المادية لـ LTE

يعد تصنيف الخدمة لحركة مرور الهاتف المحمول مهمة أساسية لإدارة حركة المرور وتحسين الخدمة، ويعتمد على الشبكات المسؤولة العميقة متعددة الوسائط؛ لتصنيف حركة مرور الهاتف المحمول في خدماتها وعلى وجه التحديد، فإنّه يتم التعامل مع مؤشر التحكم في الوصلة الهابطة (DCI) الذي تم الحصول عليه من قناة التحكم المادية للوصلة الهابطة للتطور طويل المدى (LTE) (PDCCH).

يحتوي (DCI) على معلومات التحكم مثل: المعرف المؤقت لشبكة الراديو (RNTI) وتخصيص كتلة الموارد (RB) وما إلى ذلك، وبالتالي يمكنه ملاحظة أي (RNTI) استخدم خلية (LTE) والجهاز المقابل استخدم عدد (RBs) ومن الطبيعي اعتبار المعلومات الموجودة في (DCI) كمتجه متسلسل، ويتم تصميمه مع الشبكات الراديوية المتكررة (RNNs)، وعلاوةً على ذلك تعمل الطرائق المزدوجة في معلومات التحكم في الوصلة الهابطة والوصلة الصاعدة (DCI) بشكل فعال من خلال الهيكل الهرمي.

ملاحظة:“DCI” هي اختصار لـ “Downlink Control Information”.

ملاحظة:“RNTI” هي اختصار لـ “Radio Network Temporary Identifier”.

ملاحظة:“PDCCH” هي اختصار لـ “Physical Downlink Control Channel”.

ملاحظة:“PSS” هي اختصار لـ “primary synchronization signal”.

ملاحظة:“SSS” هي اختصار لـ “Secondary Synchronization Signal”.

في النهاية، ترسل المحطة الأساسية في قنوات (LTE) إشارتين فيزيائيتين أخريين ممّا يساعد الهاتف المحمول في الحصول على المحطة الأساسية بعد تشغيلها لأول مرة، وتُعرف هذه بإشارة التزامن الأولية (PSS) وإشارة التزامن الثانوية (SSS).