عملية التسليم - GSM Handover

تتطلب أنظمة (GSM) إجراءً يُعرف باسم (Handover) للحفاظ على استمرارية المكالمة؛ لأنّ خلية واحدة لا تغطي منطقة الخدمة بأكملها على سبيل المثال مدينة أو دولة بأكملها، كما يبلغ الحد الأقصى لمنطقة الخدمة للخلية الواحدة حوالي (23 ميلاً أي 35 كم) لكل هوائي.

ما هي عملية التسليم – GSM Handover؟

عملية التسليم (GSM Handover): هي أحد العناصر الرئيسية للهاتف المحمول أو نظام الاتصالات المتنقلة، حيث أنّ النظام مقسم إلى العديد من الخلايا الصغيرة لتوفير إعادة استخدام وتغطية ترددية جيدة، ومع ذلك عندما ينتقل الهاتف المحمول من خلية إلى أخرى، ويجب أن يكون من الممكن الاحتفاظ بالاتصال.

كلما كان حجم الخلية أصغر وأسرع حركة (MS) عبر الخلايا (حتى 155 ميلاً في الساعة أي 250 كم / ساعة) لنظام (GSM)، كلما تطلب الأمر المزيد من عمليات تسليم المكالمات الجارية ولكن لا ينبغي أن يتسبب التسليم في انخفاض المكالمة.

متطلبات تسليم GSM:

تُعتبر عملية التسليم داخل أي نظام هاتف متنقل ذات أهمية كبيرة، حيث إنّها عملية مهمة وإذا تم التسليم بشكل غير صحيح يمكن أن يؤدي إلى فقدان المكالمة، كما تُعد المكالمات التي تم إسقاطها مزعجة بشكل خاص للمستخدمين، وإذا ارتفع عدد المكالمات التي تم إسقاطها يزداد استياء العملاء ومن المحتمل أن يتغيروا إلى شبكة أخرى، وفقاً لذلك كان تسليم (GSM) مجالاً تم إيلاء اهتمام خاص به عند تطوير المعيار.

أنواع تسليم GSM:

1. التسليم داخل BTS:

يحصل هذا النوع من تسليم (GSM) إذا كان الهدف هو عملية تغيير التردد أو الفتحة التي يستخدمها الهاتف المحمول بسبب التداخل أو لأسباب أخرى، وفي هذا الشكل من تسليم (GSM) يبقى الهاتف المحمول متصلاً بنفس جهاز الإرسال والاستقبال للمحطة الأساسية، ولكنّه يغير القناة أو الفتحة.

2. تسليم Inter-BTS Intra BSC:

تحدث هذه العملية بالنسبة لتسليم (GSM) عندما ينتقل الهاتف المحمول إلى خارج المنطقة التي تغطيها أحد (BTS) ولكن إلى منطقة أخرى تتحكم فيها نفس (BSC)، وفي هذه الحالة يكون (BSC) قادراً على إجراء التسليم، ويقوم بتعيين قناة وفتحة جديدة للهاتف المحمول قبل تحرير (BTS) القديم من الاتصال بالهاتف المحمول.

3. التسليم بين BSC:

عندما يتحرك الهاتف المحمول إلى خارج نطاق الخلايا التي يتحكم فيها أحد (BSC)، فإنّه يجب القيام في عملية مشاركة من التسليم وليس فقط من (BTS) إلى آخر ولكن (BSc) واحد إلى آخر؛ لهذا يتم التحكم في التسليم من قبل (MSC).

4. التسليم بين MSC:

يحدث هذا النوع من التسليم عند التغيير بين الشبكات، حيث تتفاوض شركتا (MSC) المعنيتان للسيطرة على عملية التسليم.

عملية تسليم GSM:

على الرغم من وجود العديد من أنواع تسليم (GSM) التي تتعلق بالهاتف المحمول، إلّا أنّه يُنظر إليها على أنّها متشابهة جداً، وهناك عدد من المراحل التي ينطوي عليها إجراء تسليم (GSM) من خلية أو محطة أساسية إلى أخرى.

بالنسبة للـ (GSM) الذي يستخدم تقنيات (TDMA)، يُرسل المرسل فقط لفتحة واحدة من ثمانية، وبالمثل يستقبل المُستقبل فقط لفتحة واحدة من ثمانية، ونتيجةً لذلك قد يكون قسم التردد اللاسلكي في الهاتف المحمول خاملاً لمدة (6 فتحات) من إجمالي ثمانية، ولأنّه خلال الفتحات التي لا يتصل فيها (BTS) فإنّه يمسح قنوات الراديو الأخرى بحثاً عن ترددات منارة قد تكون أقوى أو أكثر ملاءمة.

بالإضافة إلى ذلك، عندما يتواصل الهاتف المحمول مع (BTS) معين، فإنّ أحد الردود التي يقدمها هو إرسال قائمة بالقنوات الراديوية لترددات إشارات (BTS) المجاورة عبر قناة البث (BCCH).

تسليم الهاتف بمساعدة الجوال (MAHO): هو التسليم الذي يقوم فيه الهاتف المحمول بفحص التقارير ويعيد جودة الارتباط إلى (BTS)، وبهذه الطريقة يساعد الهاتف المحمول في قرار التسليم.

تسعى الشبكة إلى معرفة جودة الارتباط بين الهاتف المحمول و(BTS) بالإضافة إلى قوة (BTSs) المحلية كما يأتي من قبل الهاتف المحمول، كما يُعرف أيضاً مدى توفر القنوات في الخلايا المجاورة، ونتيجةً لذلك لديه كل المعلومات التي يحتاجها ليتمكن من اتخاذ قرار بشأن ما إذا كان يحتاج إلى تسليم الهاتف المحمول من (BTS) إلى آخر.

إذا أعطت الشبكة أمر أنّه من الضروري تسليم الهاتف المحمول، فإنّها تخصص قناة جديدة وفتحة زمنية للجوال، كما يقوم بإبلاغ (BTS) والجوال بالتغيير ثم يُعيد الهاتف المحمول أثناء فترة عدم الإرسال أو الاستقبال أي في فترة الخمول.

أنواع التزامن في GSM:

يُعد التوقيت والمزامنة عنصرين أساسيين في عملية تسليم (GSM)، وهناك عدد من السيناريوهات المحتملة التي قد تحدث بناءً على مستوى المزامنة:

1. مزامنة BTS القديمة والجديدة:

في هذه الحالة، يُعطى الهاتف تفاصيل القناة المادية الجديدة في الخلية المجاورة ويتم تسليمه مباشرةً، وقد يرسل الهاتف المتحرك اختيارياً أربع دفعات وصول، وهذه هي أقصر من الدفعات القياسية وبالتالي فإنّ أي آثار لسوء التزامن لا تسبب تداخلاً مع دفعات أخرى، ولكن في هذه الحالة التي تكون فيها المزامنة جيدة بالفعل تُستخدم هذه الدفعات فقط لتوفير ضبط دقيق.

2. إزاحة الوقت بين BTS القديمة والجديدة المتزامنة:

في بعض الحالات، يوجد هناك إزاحة زمنية بين (BTS) القديمة والجديدة، كما تعمل على القيام بتوفير إزاحة الوقت حتى يتمكن الهاتف المحمول من إجراء التعديل، ثم يتم تسليم (GSM) كتحويل قياسي متزامن.

3. التمرير غير المتزامن:

عندما يحدث تسليم خلية غير متزامن، يرسل الهاتف المحمول (64 دفعة) وصول على القناة الجديدة، كما يتيح ذلك للمحطة الأساسية تحديد وضبط توقيت الهاتف المحمول بحيث يمكنه الوصول بشكل مناسب إلى (BTS) الجديد، كما يمكّن هذا الهاتف المحمول من إعادة الاتصال من خلال (BTS) الجديدة بالتوقيت الصحيح.

التسليم بين أنظمة GSM:

مع تطور المعايير وانتقال (GSM) إلى تقنيات (2G) أخرى بما في ذلك (3G UMTS / WCDMA) وكذلك (HSPA) ثم (LTE)، فهناك حاجة للتسليم من تقنية إلى أخرى، وغالباً ما تكون تغطية (2G GSM) أفضل من الآخرين ويتم استخدام (GSM) كبديل.

عندما تكون عمليات التسليم من هذا النوع مطلوبة، فهي أكثر تعقيداً بكثير من التسليم المباشر فقط لشبكة (GSM)؛ لأنّها تتطلب نظامين مختلفين جداً من الناحية الفنية للتعامل مع عملية التسليم، وقد يُطلق على عمليات التسليم هذه عمليات نقل بين الأنظمة أو عمليات نقل بين أنظمة التحكم عن بعد، حيث يحدث التسليم بين تقنيات الوصول الراديوي المختلفة.

أنواع التسليم بين الأنظمة هو بين GSM وUMTS / WCDMA:

1. تسليم UMTS / WCDMA إلى GSM:

هناك قسمان إضافيان لهذه الفئة من التسليم:

1. التسليم الأعمى – Blind handover:

يحدث هذا النوع من التسليم، عندما تُرسل المحطة الأساسية الهاتف المحمول عن طريق تمرير تفاصيل الخلية الجديدة إلى الهاتف المحمول دون الارتباط بها وتعيين التوقيت للجوال للخلية الجديدة، وفي هذا الوضع تختار الشبكة ما تعتقد أنّه أفضل محطة قائمة على (GSM)، كما يحدد الهاتف المحمول أولاً موقع قناة البث للخلية الجديدة، ويكتسب تزامناً زمنياً ثم ينفذ تسليماً غير متزامن بين الخلايا.

2. تسليم الوضع المضغوط – Compressed mode handover:

باستخدام هذا الشكل من التسليم، يستخدم الهاتف المحمول الثغرات التي تحدث لتحليل استقبال محطات (GSM) الأساسية المحلية باستخدام قائمة الجوار لتحديد محطات قاعدة مناسبة مرشحة، وبعد اختيار محطة أساسية مناسبة يتم التسليم مرة أخرى دون حدوث أي مزامنة زمنية.

2. التسليم من GSM إلى UMTS / WCDMA:

هذا النوع من التسليم مدعوم في (GSM) وتم إنشاء “قائمة الجوار”؛ لتمكين حدوث ذلك بسهولة، ونظراً لأنّ شبكة (GSM 2G) تكون عادةً أكثر شمولاً من شبكة (3G)، فإنّ هذا النوع من التسليم لا يحدث عادةً عندما يترك الهاتف المحمول منطقة تغطية، ويجب أن يجد بسرعة محطة أساسية جديدة للحفاظ على الاتصال، كما يحدث التسليم من (GSM) إلى (UMTS) لتوفير تحسين في الأداء، ويمكن أن يتم عادةً فقط عندما تكون الظروف مناسبة، كما تقوم قائمة الجيران بإبلاغ الهاتف المحمول عند حدوث ذلك.

التنقل في شبكات GSM:

التنقل في شبكات (GSM): هو عملية تسمح بنقل الخدمة المتنقلة أثناء انتقال المحطة المتنقلة من خلية إلى أخرى، كما تهدف إدارة التنقل في شبكات (GSM) إلى مراقبة المشتركين وموقعه من حيث المحطة الأساسية المسجلين بها، ولتمكينهم من تلقي المكالمات الصوتية أو الرسائل القصيرة أو خدمات البيانات.

رمز منطقة الموقع – LAC:

رمز منطقة الموقع (LAC): هو رقم فريد يتم تعيينه لكل منطقة موقع، وهي منطقة تخدمها عدة خلايا، حيث تقوم محطة متنقلة تعمل بالطاقة بإجراء تحديث للموقع كلما تجاوزت حدود منطقة الموقع.

يمكن تحديث منطقة الموقع عبر (VLR)، وإذا كانت منطقة الموقع القديمة والجديدة تخدمها نفس (MSC / VLR)، وخلاف ذلك يتم نقل المشترك إلى (VLR) مختلف إذا تم تقديم منطقة الموقع الجديدة بواسطة (MSC / VLR) مختلف، حيث تتضمن هذه الحالة تحديثاً لمشترك في (HLR) مع خدمة (MSC / VLR) الجديدة أيضاً.