طريقة رسم خرائط قناة مؤشر تنسيق التحكم المادي PCFICH

عند إرسال البيانات عبر الوصلة الهابطة لنظام اتصالات الحزمة اللاسلكية (OFDM)، إذا تم القيام بإعلام كل جهاز مستخدم بعدد رموز (OFDM) المستخدمة لإرسال قناة تحكم، فإنّ معدات المستخدم لها مزايا عديدة في استخدام معلومات قناة التحكم، وعلى وجه الخصوص يحدد نظام قناة (3GPP LTE) كم تبلغ عدد رموز (OFDM) المستخدمة لقناة التحكم كقناة مؤشر تنسيق التحكم المادي (PCFICH).

ما هي قناة مؤشر تنسيق التحكم المادي PCFICH

قناة مؤشر تنسيق التحكم المادي (PCFICH): هي قناة تحكم في (DL) تنقل مؤشر تنسيق التحكم (CFI) الذي يحتوي عدد رموز تعدد الإرسال تقوم بتقسيم التردد المتعامد (OFDM) المعتمدة؛ لنقل قناة التحكم في كل إطار فرعي (عادةً 1 و2 أو 3)، كما يتم تحديد (CFI) ممتد (32 بت) مع (16 عنصر مورد) في أول رمز (OFDM) لكل رتل للوصلة الهابطة باستعمال التشكيل (QPSK).

• “OFDM” هي اختصار لـ “Orthogonal Frequency Division Multiplexing” و”CFI” هي اختصار لـ “control format indicator”.

• “QPSK” هي اختصار لـ “Quadrature Phase Shift Keying” و”LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.

• “3GPP” هي اختصار لـ “3rd Generation Partnership Project” و”PCFICH” هي اختصار لـ “Physical Control Format Indicator Channel”.

كيفية رسم خرائط قناة مؤشر تنسيق التحكم المادي PCFICH

• في نظام (3GPP LTE)، يتم التعبير عن (PCFICH) في شكل (2 بت) تشير إلى ثلاث حالات وفقًا لما إذا كان عدد رموز (OFDM) المستخدمة لإرسال قناة التحكم هو (1 أو 2 أو 3).

• يتم زيادة البتتين إلى (32 بت) من خلال ترميز القناة ثم التعبير عنه بـ (16 رمزًا) لإدخال إزاحة الطور التربيعي (QPSK) من خلال التشكيل (QPSK).

• تُرسل القناة (PCFICH) دائمًا فقط من خلال أول رمز (OFDM) لرتل فرعي، وتكون طريقة التقابل في منطقة التردد للإرسال على نحو توفر الموارد.

• في أول رمز (OFDM) أي السطر الأول الذي يتم من خلاله إرسال (PCFICH)، حيث يتم إرسال الإشارات المرجعية للهوائيات المعنية، يتكون (REG) واحد من (6 عناصر موارد).

• نظرًا لعدم وجود إشارة مرجعية في رمز (OFDM) الثاني أي السطر الثاني عند استخدام هوائيين إرسال أو أقل، يتألف (REG) واحد من (4 عناصر موارد).

• في أول رمز (OFDM) الذي يتم من خلاله إرسال (PCFICH)، منذ إرسال الإشارات المرجعية للهوائيات يتكون (REG) واحد من (6 عناصر موارد).

• عند استخدام (4) هوائيات إرسال ونظرًا لوجود إشارات مرجعية حتى في رمز (OFDM) الثاني، فإنّ (REG) واحد يتكون من (6 عناصر موارد).

• كما يتوافق نطاق النظام مع (20 كتلة موارد).

• يتم تعيين مواضع بدء مختلفة لـ (10) معرفات خلايا.

• يتم تقليل التداخل بين معرفات الخلايا.

كيفية عمل PCFICH باستخدام طريقة تعزيز الطاقة

إن الطريقة التي تنفذها عقدة الشبكة لإرسال قناة مؤشر تنسيق التحكم المادي (PCFICH) تشتمل على:

• تحديد جهاز لاسلكي سيستفيد من زيادة موثوقية (PCFICH) بين عقدة الشبكة والجهاز اللاسلكي.

• زيادة قوة إرسال (PCFICH) المنقولة بين عقدة الشبكة والجهاز اللاسلكي.

• سيستفيد تحديد الجهاز اللاسلكي من الموثوقية المتزايدة لـ (PCFICH) التي تتضمن تحديد أن الجهاز اللاسلكي يعمل في وضع الموثوقية العالية.

• توجد حاليًا تحديات معينة مع فك ترميز مؤشر تنسيق التحكم (CFI) عند التشغيل في وضع الموثوقية العالية.

• نظراً لأنّ فك ترميز قناة التحكم المادية في الوصلة الهابطة (PDCCH) يعتمد على فك ترميز قناة (CFI) المادية (PCFICH)، ينبغي أن يكون (PCFICH) أكثر موثوقية من (PDCCH).

• ومع ذلك لا يتضمن (PCFICH) مفهوم مستوى التجميع كما في حالة (PDCCH)، ويتم تصميم (PCFICH) لتغطية “أسوأ حالة” ولا يتم تكييفه بناءً على تغطية معدات المستخدم (UE)؛ لأنّه يتم بثه إلى جميع تجهيزات المستعمل.

• ومع ذلك، إذا زاد مستوى التجميع بشكل أكبر مقارنة بمستوى التجميع المحدد عندما تم تصميم (PCFICH) فقد يصبح أداء (PCFICH) هو عنق الزجاجة.

• يتمثل أحد التدابير لمنع ذلك في تجميع (PCFICH) أيضًا ولكن هذا قد يكون له مشكلات في التوافق مع الإصدارات السابقة في الشبكة.

• تعزز قدرة (eNB) قناة (PCFICH) لتحسين موثوقيتها، ويتم ذلك عندما تكون هناك تجهيزات (UE) بأسلوب الموثوقية العالية في الخلية، أو إذا تقرر أن تستفيد تجهيزات المستعمل من زيادة قدرة (PCFICH).

• بشكل عام تعمل وحدة (eNB) على تعزيز قدرة (PCFICH) عندما تقرر أن وحدة المستعمل بحاجة إليها.

ملاحظة: “PDCCH” هي اختصار لـ “Physical downlink control channel” و”eNB” هي اختصار لـ “Evolved Node B”.

معدات فك ترميز PCFICH في LTE لتوفير الطاقة

• قد تقوم معدات المستعمل بفك ترمير (PCFICH) وقد تحصل (UE) على عناصر الموارد (REs) المحجوزة لقناة التحكم في الوصلة الهابطة المادية (PDCCH)، بناءً على أكبر قيمة لمؤشر تنسيق التحكم (CFI).

• قد تحصل على العدد الإجمالي المقابل لعناصر قناة التحكم (CCE)، حيث يتوافق (CCE) واحد مع تسع مجموعات من عناصر الموارد (REGs)، والتي تتوافق مع ستة وثلاثين (36) عنصرًا من عناصر الموارد (REs).

• قد تقوم (UE) بترقيم جميع (CCEs)، وتقوم بفك الترميز عن (PDCCH) على جميع (CCEs) هذه.

• يمكن بعد ذلك تحديد النتيجة عن طريق التحقق من فحص التكرار الدوري (CRC) مع جميع المعرفات المؤقتة لشبكة الراديو (RNTIs) الممكنة.

• في هذه الحالة لا يحتاج تجهيزات المستعمل إلى فك ترميز (PCFICH)، بل يتم فك ترميزه بشكل أعمى واستنادًا إلى حصول (PDCCH) على أكبر قيمة (CFI) في الإطارات الفرعية.

• إذا فشل فك الترميز فقد تحاول (UE) أيضًا فك الرمز بأكبر قيمة تالية من (CFI)، أي أكبر قيمة لـ (CFI) أقل من قيمة (CFI) التي فشل فك الترميز فيها وهكذا كدوال.

• بافتراض أنّ (CFI) لها أكبر قيمة ممكنة، يتم تقليل تعقيد فك الترميز لـ (PCFICH).

• بدلاً من المرور بجميع احتمالات (CFI) كالفرضيات بشكل مستقل، يبدأ فك التشفير بأكبر قيمة لـ (CFI) والتي تشمل جميع حالات (CFI) الأخرى، والتي تتيح تنفيذ البرامج أو الأجهزة المحسّنة (SW / HW)، وعلى سبيل المثال تقليل الذاكرة وتقليل عدد المخازن المؤقتة وتقليل عدد الحالات في عنصر التحكم ممّا يحسن عمر البطارية.

• نظراً لأنّ الجهاز مقيد النطاق فمن المتوقع أن يضمن (eNB) أن (UE) قادر على فك تشفير (PDCCH) ممّا يؤدي بدوره إلى معدل منخفض بشكل مفضل من (PDCCH)، والذي يمكن تحقيقه عن طريق زيادة مستوى تجميع (PDCCH) و باستخدام أكبر قيمة من (CFI).

لقد رأينا أنّ رسم خرائط وترميز قناة (PCFICH) يقوم على توفر جهاز المستخدم (UE) والمحطة الأساسية أو محطة الترحيل، والطريقة المرتبطة بها لتحسين قناة مؤشر تنسيق التحكم المادي (PCFICH) لتوفير الطاقة وتحسين النطاق أثناء الاتصالات اللاسلكية، وعلى سبيل المثال خلال اتصالات وعمليات النقل طويلة المدى (LTE).

ملاحظة:“CRC” هي اختصار لـ “Cyclic redundancy check”.

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