تقنية تشكيل حزم شبكة الترحيل في الاتصالات

يؤدي النمو الهائل لتقنية الاتصالات اللاسلكية إلى حاجة ملحة لتحسين المعدل، ومع تقنيات الطبقة المادية الناضجة يمكن أن يكون التحسين الإضافي في الكفاءة الطيفية هامشيًا، ومن ناحية أخرى تؤدي ندرة الطيف المرخص في نطاق التردد المنخفض إلى حدوث عجز في زيادة معدل البيانات.

أساسيات تقنية تشكيل حزم شبكة الترحيل

تحدد تقنية (5G) التشغيل الموفر للطاقة بهدف أساسي هو تحسين كفاءة الطاقة لشبكات المحطات الطرفية والقاعدة، ومن أجل حل إمكانية الاستهلاك الإضافي للطاقة بسبب طريقة إرسال تشكيل الحزمة والتي لا غنى عنها للتشغيل في نطاق تردد عالٍ، بدأت عملية التحكم لتقليل عملية القياس ووقت تشغيل التنشيط للخلية المقابلة.

يتم توجيه النظام إلى طريقة لإرسال إشارة تحكم والاستدعاء إلى خلية كاملة عند إجراء إرسال بتكوين الحزمة لضمان التغطية في نطاق تردد عالٍ في نظام اتصالات (5G)، أي طريقة لتحسين تبديد القدرة الناتج عن فحص الحزمة الكاملة لإشارة التحكم ويتم إرسال الاستدعاء إلى جميع المطاريف في الخلية.

في نظام اتصال لاسلكي، قد تتضمن طريقة الاستدعاء باستخدام تشكيل الحزمة لمحطة أساسية خطوة لتحديد طريقة الترحيل بناءً على حالة نائمة واحدة على الأقل لخلية، وتحديد خيار الترحيل وإبلاغ الجهاز بخيار الترحيل المحدد وكذلك إجراء عملية ترحيل على الجهاز بناءً على خيار الترحيل المحدد.

مبدأ عمل تقنية تشكيل حزم شبكة الترحيل

تشتمل المحطة الأساسية التي تدعم تشكيل الحزمة في نظام اتصال لاسلكي على وحدة اتصال لإرسال واستقبال الإشارات، وتحديد خيار استدعاء (UE) بناءً على واحد على الأقل من عدد (UEs) في الخلية ومعلومات حمل حركة المرور للخلية وما إذا كانت الخلية نائمة، وإبلاغ (UE) بخيار الاستدعاء المحدد وللتحكم في المطراف لإجراء عملية ترحيل استنادًا إلى خيار الترحيل المحدد، كما تشتمل طريقة الاستدعاء باستخدام تشكيل الحزمة على ما يلي:

• تلقي معلومات عن خيار استدعاء تحدده محطة أساسية.

• تلقي رسالة ترحيل من المحطة الأساسية بناءً على خيار الترحيل، حيث يشتمل خيار الترحيل على واحدة على الأقل من معلومات نائمة للخلية، أو معلومات عدد الخلايا في الخلية أو معلومات تحميل حركة المرور للخلية يتم تحديدها بناءً على المعادلات المعتمدة.

• تشتمل المحطة الطرفية الداعمة لتشكيل الحزمة في نظام اتصال لاسلكي على وحدة اتصال لإرسال واستقبال الإشارات.

• معالج واحد على الأقل لتلقي المعلومات المتعلقة بخيار الترحيل المحدد من المحطة الأساسية وللتحكم في المحطة الأساسية؛ لتلقي رسالة استدعاء من المحطة الأساسية بناءً على خيار الترحيل حيث يتضمن خيار الترحيل تحديد ما إذا كانت الخلية نائمة، أو عدد المحطات في الخلية أو معلومات تحميل حركة المرور للخلية.

ملاحظة:“UE” هي اختصار لـ “User Equipment”.

إشارة الاستدعاء في تقنية تشكيل حزم شبكة الترحيل

من المتوقع توفير الطاقة للطرف من خلال التحكم في تقليل إشارة التحكم أو إشارة الاستدعاء التي يتم بثها إلى جميع المحطات بشكل فعال عن طريق مسح الحزمة الكاملة في نطاق التردد العالي، ومن ناحية أخرى عندما يتم إرسال معلومات التحكم في شكل حزمة في نطاق تردد عالي، فإنّ إرسال جميع معلومات التحكم من خلال فحص الحزمة الكاملة، قد يتسبب في عدم كفاءة في استهلاك الموارد والطاقة.

وفقًا لذلك تنقل إشارة تحكم مشتركة والتي يتم تطبيقها بشكل شائع على جميع تجهيزات المستعمل في تغطية الخلية على مسح الحزمة بالكامل، وعندما يتم الحصول على معلومات الحزمة المثلى لكل تجهيزات المستعمل وإشارة تحكم عند الطلب لحزمة مخصصة المقترحة، وفي نظام اتصال لاسلكي يستخدم تشكيل الحزمة، قد ترسل محطة قاعدة بشكل دوري إشارة تحكم مشتركة.

قد تتضمن إشارة التحكم معلومات النظام (SI)، وقد يؤدي نقل (SI) بالكامل إلى مسح الحزمة الكاملة إلى تقليل الحمولة النافعة لـ (SI) لنقل مسح الحزمة بالكامل بسبب عبء التحكم الكبير، أي أنّه يمكن تقسيم معلومات (SI) إلى مستويين من الحد الأدنى (SI).

يمكن فقط لمطراف الاستدعاء المستهدف أن يقدم معلومات الحزمة المثلى وإقرار الاستدعاء والمعلومات المتعلقة بخدمة تجهيزات المستعمل من خلال التغذية المرتدة لتجهيزات المستعمل، كما يمكن إرسال ردود فعل تجهيزات المستعمل واستقبالها كحزمة مخصصة بناءً على الحزمة المثلى، ويمكن إرسال أو استقبال (SI) الآخر كحزمة مخصصة بناءً على الحزمة المثلى.

في هذا الوقت قد تتضمن (SI) الأخرى معلومات التحكم بناءً على المعلومات ذات الصلة بخدمة (UE)، ويمكن إرسال (SI) الآخر فقط إلى المطراف الهدف من الاستدعاء بين المطاريف التي تنتمي إلى التغطية داخل الخلية ويمكن إرسال أو استقبال الاستدعاء كحزمة مخصصة بناءً على الحزمة المثلى.

ملاحظة:“SI” هي اختصار لـ “system information”.

خصائص إشارة الاستدعاء في تقنية تشكيل حزم شبكة الترحيل

يمكن إرسال الاستدعاء إلى جميع المطاريف التي تنتمي إلى التغطية داخل الخلية، وقد تحدد المحطة الأساسية خيار الاستدعاء لخيار الاستدعاء الأول والثاني المرغوب في التشغيل، كما قد تبدأ المحطة الأساسية عملية تحديد خيار الاستدعاء بشكل دوري أو عند حدوث حدث مدفوع بحدث.

قد تحدد المحطة الأساسية خيار ترحيل بناءً على معلومات واحدة على الأقل عمّا إذا كانت الخلية في وضع خامل أو عدد من المطاريف في خلية أو حمولة مرور الخلية، كما يمكن إخطار تجهيزات الاستدعاء بخيار الاستدعاء المحدد، ويمكن لتجهيزات المستعمل أن تقوم باستقبال معلومات التحكم وعمليات الاستدعاء وفقاً لخيار الاستدعاء.

أهمية تقنية تشكيل حزم شبكة الترحيل

قد يتم تضمين معلومات تحديد خيار الاستدعاء في الحد الأدنى (SI) وبثها إلى تجهيزات المستعمل، وفي العملية وفقًا لخيار الاستدعاء، يكون إجراء إرسال الاستدعاء بواسطة مسح الحزمة الكاملة أمرًا مرهقًا لذلك كلما انخفض حمل الحركة في الخلية انخفض تردد إرسال الاستدعاء.

من ناحية أخرى في العملية وفقًا لخيار الاستدعاء ترسل جميع تجهيزات المستعمل داخل التغطية الخلوية ردود فعل (UE)، لذلك عندما تكون الخلية في وضع السكون كلما قل عدد المحطات داخل الخلية وكلما كان ذلك مفيدًا، وقد تبدأ المحطة الأساسية عملية لتحديد خيار الترحيل وقد تقوم المحطة الأساسية بإجراء عملية تحديد خيار الترحيل عند حدوث حدث دوري أو حدث مدفوع.

قد تقوم المحطة الأساسية بإخطار خيار الترحيل المحدد للمحطة، وعلى سبيل المثال يمكن للمحطة الأساسية بث معلومات خيار الترحيل المحدد بما في ذلك الحد الأدنى (SI)، كما قد ترسل (BS) معلومات خيار الاستدعاء كالمؤشر بالإضافة إلى المعلومات المتعلقة بعرض نطاق الوصلة الهابطة و(SFN)، ومعلومات الجدولة وما شابه ذلك في حقل (SI) الأدنى.

يمكن للمحطة الأساسية إجراء معلومات التحكم وعمليات إرسال الاستدعاء بناءً على معلومات خيار الترحيل المحدد، وبعد ذلك يمكن للمحطة إجراء معلومات التحكم وعملية استقبال الاستدعاء بناءً على معلومات خيار الاستدعاء المستلمة من المحطة الأساسية.

ملاحظة:“SFN” هي اختصار لـ “Single Frequency Network”.

في النهاية، من خلال إرسال الإشارات عبر الترددات اللاسلكية التي يتم التحكم فيها وتوزيعها، سمحت خدمات الترحيل بتلقي المعلومات من خلال أجهزة الترحيل الفردية التي يحملونها.