تقنيات وتكوينات البيانات الصغيرة في شبكات الاتصالات اللاسلكية

تتعلق أنظمة الاتصالات اللاسلكية عموماً بمجال أنظمة الاتصالات اللاسلكية وبشكل أكثر تحديداً في شبكات الاتصالات اللاسلكية التقنيات والتكوينات الخاصة بنقل حمولات البيانات الصغيرة، ولتقنيات وتكوينات البيانات الصغيرة.

أساسيات تقنيات وتكوينات البيانات الصغيرة في شبكات الاتصالات اللاسلكية

يجري تطوير شبكات الهاتف المحمول ونشرها لتسهيل نقل المعلومات بمعدلات النطاق العريض، ويُشار إلى هذه الشبكات هنا باسم شبكات النفاذ اللاسلكي عريض النطاق (BWA)، كما يمكن استخدام أنواع مختلفة من الأجهزة في التكنولوجيا اللاسلكية ذات النطاق العريض ويتم تكوين هذه الأجهزة للاتصال عبر شبكة لاسلكية عريضة النطاق.

وعلى سبيل المثال أجهزة الكمبيوتر الشخصية والهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة (Ultra-books)، والأجهزة اللوحية والأجهزة المحمولة ومشغلات الموسيقى والكاميرات الرقمية وقد تشتمل على أجهزة منزلية أخرى.

تشير آلة إلى آلة (M2M) إلى تقنية تمكّن الأنظمة السلكية واللاسلكية من الاتصال بالأجهزة الأخرى دون تدخل بشري، وقد تستخدم (M2M) أجهزة استشعار أو عدادات لجمع المعلومات ويمكن نقل المعلومات عبر شبكة، وعلى سبيل المثال لاسلكية أو سلكية أو مختلطة إلى تطبيق يترجم المعلومات إلى بيانات ذات معنى، بحيث أدى التوسع العالمي لشبكة النفاذ اللاسلكي عريض النطاق (BWA) والزيادة المصاحبة في السرعة أو عرض النطاق الترددي وانخفاض قوة الاتصال اللاسلكي إلى نمو اتصالات (M2M).

على الرغم من أنّ كمية البيانات التي ترسلها أجهزة (M2M) صغيرة جداً فيمكن دمج العديد من هذه الأجهزة لزيادة الحمل على الشبكة، كما قد تكون التقنيات الحالية لإرسال حمولات البيانات الصغيرة مثل بيانات الاتصال من نوع الآلة (MTC) وغير فعالة أو غير متوافقة مع شبكات (BWA) الناشئة.

توفر نماذج تقنيات وتكوينات بيانات صغيرة في شبكات الاتصالات اللاسلكية تقنيات وتكوينات البيانات الصغيرة مخصصة لبدء إرسال حمولات البيانات الصغيرة، مثل بيانات اتصال نوع الآلة (MTC) لمراقبة اتصالات البيانات الصغيرة ولتحسين إشاراتها، كما يتم اعتماد “وحدة نمطية” هو تكامل خاص بالتطبيق يقوم بتنفيذ واحد أو أكثر من البرامج أو البرامج الثابتة، والمنطق التوافقي أو المكونات المناسبة الأخرى التي توفر الوظيفة.

قد تشير دائرة (ASIC) ودائرة كهربائية ومعالج سواء مشترك أو مخصص أو مجموعة أو ذاكرة مشتركة أو مخصصة أو مجموعة، كما يمكن استخدام النماذج في تطبيقات مختلفة بما في ذلك جهاز الإرسال والاستقبال لنظام راديو لاسلكي متنقل، بحيث لا تقتصر الأنظمة اللاسلكية المضمنة على وجه التحديد في نطاق النماذج على هذا ولكنها لا تقتصر على:

• بطاقات واجهة الشبكة (NIC).

• محولات الشبكة.

• المحطات الأساسية.

• نقاط الوصول (APs).

• عقد الترحيل.

• العقد المتطورة (B).

• البرامج الحاسوبية، بما في ذلك الجسور والمحاور وتليفونات الراديو عبر الأقمار الصناعية.

علاوة على ذلك تشمل الأنظمة اللاسلكية في نطاق النماذج أنظمة الأقمار الصناعية وأنظمة الاتصالات الشخصية (PCS) وأنظمة الراديو ثنائية الاتجاه، وأنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS) وأجهزة الاستدعاء ثنائية الاتجاه وأجهزة الكمبيوتر الشخصية، والأجهزة الطرفية ذات الصلة والرقمية الشخصية يمكن تطبيق المساعدين (PDAs)، وملحقات الكمبيوتر الشخصي ومبادئ النماذج حسب الاقتضاء، بما في ذلك جميع الأنظمة الحالية والمستقبلية ذات الصلة تقريباً.

ملاحظة: “BWA” هي اختصار لـ “Broadband-wireless-access” و”PDA” هي اختصار لـ “personal-digital-assistant”.

ملاحظة:“PCS” هي اختصار لـ “Personal-Communications-Service” و”AP” هي اختصار لـ “access-point”.

ملاحظة:“NIC” هي اختصار لـ “network interface card” و”ASIC” هي اختصار لـ “Application-specific integrated circuit”.

ملاحظة:“MTC” هي اختصار لـ “Machine type communication” و”M2M” هي اختصار لـ “Machine-to-machine”.

مبدأ عمل تقنيات وتكوينات البيانات الصغيرة في شبكات الاتصالات اللاسلكية

قد يرسل خادم (MTC) طلب تسليم المشغل إلى (MTC-IWF) لبدء إرسال حمولة بيانات صغيرة، وقد يتم تضمين حمولة البيانات الصغيرة في طلب بدء الإرسال للوصلة الهابطة إلى (UE) من خادم (MTC)، أو قد تكون حمولة البيانات الصغيرة في (UE) وقد يؤدي طلب المشغل إلى إرسال الوصلة الصاعدة للوصلة الصاعدة الصغيرة حمولة البيانات من (UE) إلى خادم (MTC).

في الحالة التي يكون فيها طلب التشغيل هو بدء إرسال حمولة بيانات صغيرة من (UE) إلى خادم (MTC)، وقد يتضمن طلب التشغيل حمولة بيانات صغيرة أخرى لتسليم الوصلة الهابطة إلى (UE) من خادم (MTC)، وقد يتم إرسال طلب المشغل عبر نقطة مرجعية (TSP) وقد يتضمن طلب المشغل تعريف جهاز (MTC)، أو معرف تطبيق (MTC) في المشغل للإشارة إلى (UE) مستهدف لنقل حمولة البيانات الصغيرة.

كما قد يرسل خادم التطبيق حمولة البيانات الصغيرة مباشرة إلى (MTC-IWF) ويمكن إنشاء اتصال آمن بين (MTC-IWF) وخادم (MTC) لإرسال طلب المشغل، واستجابةً لاستلام طلب المشغل عند يجوز لـ (MTC-IWF) الاستعلام عن (HLR / HSS) للحصول على معلومات التوجيه لتسليم المشغل إخطار المشغل أو حمولة البيانات الصغيرة إلى (UE) عبر النقطة المرجعية.

قد يرسل (MTC-IWF) معرف جهاز (MTC) إلى (HLR / HSS) والذي قد يحتوي على معرف جهاز (MTC) كجزء من اشتراك (MTC)، كما قد يقوم (HLR / HSS) بتعيين معرف جهاز (MTC) إلى (IMSI) الخاص بـ (UE) وإرسال (IMSI) جنباً إلى جنب مع عنوان (SGSN / MME) مرة أخرى إلى (MTC-IWF).

• “HLR” هي اختصار لـ “Home Location Register” و”SGSN” هي اختصار لـ “Serving GPRS Support Node”.

• “MME” هي اختصار لـ “Mobility Management Entity” و”HSS” هي اختصار لـ “Home Subscriber Server”.

• “IMSI” هي اختصار لـ “international mobile subscriber identity” و”UE” هي اختصار لـ “User equipment”.

تطور عمل تقنيات وتكوينات البيانات الصغيرة في شبكات الاتصالات اللاسلكية

يمكن إنشاء علاقة ثقة بين (MTC- IWF) و(HLR / HSS) أي عندما يكون (MTC-IWF) خارج مجال مشغل الشبكة الأساسية، واستجابة لاستلام الاستعلام من (MTC-IWF) قد يرسل (HLR / HSS) إلى (MTC-IWF IMSI) هويات عقدة الخدمة أو معلومات أخرى، مثل سياسة المشغل ومعلومات التفويض وإشارة الفشل مع قيمة السبب.

قد يتم إرسال إقرار المشغل رداً على المعلومات المرسلة من (HLR / HSS) إلى (MTC-IWF) رداً على الاستعلام، وقد يتم تخزين معلومات التوجيه مؤقتاً أو تخزينها بطريقة أخرى في (MTC-IWF) وقد لا يتم إجراء الاستعلام.

قد يرسل (MTC-IWF) إخطاراً بالمشغل إلى (SGSN / MME)  وقد يتم إرسال إشعار المشغل استجابة لطلب المشغل المرسل للإشارة إلى بدء إرسال حمولة البيانات الصغيرة، عبر شبكة الاتصالات اللاسلكية وعلى سبيل المثال عبر النقطة المرجعية ، كما يمكن إرسال إخطار الحمولة إلى (SGSN / MME) عبر النقطة المرجعية وقد يتضمن إخطار المشغل حمولة البيانات الصغيرة.

قد تشتمل رأسية (GTP) على بت واحد أو أكثر للإشارة إلى سمات الرسالة وقد يشتمل رأس (GTP) على ثماني بتات أولية من ثماني بتات للإشارة إلى الإصدار، وعلامة (Piggybacking) وعلامة (TEID) التي يمثلها T وعلى سبيل المثال (T = 0)، أو ميزات احتياطية للرسالة، وإذا لم يكن معرف نقطة نهاية النفق (TEID) متاحاً فقد يكون حقل (TEID) موجوداً في رأس (GTP) وقد يتم تعيين قيمة علامة T على “0” لإخطار المشغل أو تقرير المشغل.

قد تشير ثماني بتات ثانية إلى نوع الرسالة وقد يشير نوع الرسالة إلى إشعار التشغيل أو تقرير المشغل، كما قد يحتوي نوع الرسالة على قيمة نوع الرسالة عشري للإشارة إلى إشعار المشغل أو قيمة نوع الرسالة عشري للإشارة إلى تقرير المشغل، كما يكون إعلام المشغل نوع رسالة أولي وتقرير المشغل هو نوع رسالة تم تشغيله.

• “TEID” هي اختصار لـ “Tunnel-Endpoint-Identifier”.

• “GTP” هي اختصار لـ “GPRS-Tunneling-Protocol”.