قنوات بيانات نظام IS-95

يتم استخدام قنوات مختلفة داخل “IS-95” لنقل الأشكال المختلفة من البيانات في الاتصالات المتنقلة، حيث يمكن تقسيم قنوات “IS-95” الخاصة بالوصلة الأمامية والوصلة العكسية، بحيث تختلف قنوات “IS-95” بين الوصلات الأمامية والعكسية نتيجةً للمتطلبات المختلفة والطريقة المختلفة التي تعمل بها الروابط، كما يجب مزامنة رموز “Walsh” إذا كانت ستبقى متعامدة، ولأنّ الإشارات المرسلة من المحطات المتنقلة تنتقل عبر مسافات مختلفة، وبسبب تنوع مواقع الهواتف المحمولة، فإنّها تصل جميعها في أوقات مختلفة قليلاً.

هيكل قنوات الوصلة الأمامية في IS-95:

يستخدم شفرة “IS-95” إجمالي “64 قناة” يمكن استيعابها على كل قناة “RF”، حيث ترتبط قنوات “IS-95” برموز “Walsh” المختلفة، كما يتم استخدام رموز معينة لدعم وظائف مختلفة، وبالتالي لن تتم مزامنتها مع بعضها البعض، حيث تتغلب إضافة كود “PN” على هذه المشكلة، على الرغم من استخدام رموز “Walsh” في جزء من عملية الانتشار في الهاتف المحمول.

1- القناة التجريبية “Pilot channel”:

يتم إرسال القناة التجريبية كمرجع بواسطة المحطة الأساسية؛ لتوفير مرجع التوقيت والطور للهواتف المحمولة، ولا تحمل أي بيانات حقيقية، أمّا بالنسبة إلى “البيانات” التي تحملها القناة عبارة عن دفق مستمر من الأصفار ينتشر بواسطة رمز “Walsh” صفر، والذي هو بحد ذاته تيار من الأصفار، حيث ينتشر  أيضاً بواسطة زوج من متواليات “PN” التربيعية، ممّا يعني أنّ القناة التجريبية هي بشكل فعال تتابع “PN” مع التخالف المرتبط به، كما يعطي قياس نسبة الإشارة إلى الضوضاء للقناة التجريبية إشارة إلى قطاع الخدمة الأقوى.

• “IS” هي اختصار لـ “Interim Standard” و”RF” هي اختصار لـ “Radio Frequency”.

• “PN” هي اختصار لـ “Pseudo Noise”.

2- قنوات الاستدعاء “Paging Channels”:

قنوات الاستدعاء “PCH”: هي القناة “IS-95” التي تُستخدم لنقل المعلومات؛ لتمكين ترحيل الهواتف المحمولة، حيث تتضمن البيانات التي تحملها قناة “IS-95” معلمات النظام والصفحات الصوتية ورسائل “SMS” ورسائل البث الأخرى، حيث تحتل رموز “Walsh” من “1 إلى 7” وفقاً لمتطلبات النظام، كما يحمل “PCH” البيانات بمعدل “4.8 كيلوبت في الثانية” أو “9.6 كيلوبت في الثانية”، كما يُشير الحقل في قناة المزامنة إلى معدل نقل البيانات.

المراحل التي يتم اتخاذها لإنتاج القناة النهائية في قنوات الاستدعاء:

• تكون معلومات النطاق الأساسي محمية من الأخطاء.

• بعد ذلك تتكرر البيانات إذا كانت بمعدل “4.8 كيلوبت في الثانية”، وإلّا فإنّها تُترك كما هي.

• بعد ذلك يتم إدخال البيانات عندها يتم خلطها بواسطة تسلسل “PN” العشري الطويل.

• تنتشر أخيراً بواسطة شفرة “Walsh” لتخصيص قناة معينة، وفي هذه العملية يتم إخفاء شفرة “PN” الطويلة نفسها برمز خاص بالقناة المستخدمة، وبهذه الطريقة يختلف كود “PN” الطويل لقناة “Paging 1” باستخدام “Walsh Code 1” عن “Paging Channel 4” باستخدام “Walsh Code 4”.

ملاحظة:“PCH” هي اختصار لـ “Paging Channels” و”SMS” هي اختصار لـ “Short Message Service”.

3- القناة المزامنة “Sync channel”:

قناة التزامن “SC”: هي القناة التي تُستخدم لتوفير مرجع التوقيت للوصول إلى الخلية، حيث تستخدم قناة “IS-95” هذه دائماً شفرة “Walsh 32″، ولكل محطة قاعدة تخالف توقيت ثابت لتقليل التداخل بين محطات القاعدة المجاورة.

تشتمل قناة “Sync” على بنية إطار فائق “80 مللي ثانية”، حيث ينقسم هذا إلى ثلاثة إطارات “26.667 مللي ثانية” والتي تتوافق مع نفس طول متواليات “PN القصيرة”، ممّا يعني أنّها تتوافق مع التوقيت على قناة الطيار، حيث تُخصص قناة “IS-95” هذه أقل قدرة للقنوات العلوية في إرسال “CDMA” الكلي، كما تتضمن البيانات التي يتم إرسالها على هذه القناة وقت النظام و”PN” التجريبي للمحطة الأساسية وحالة الرمز الطويل ومعرف النظام ومعرف الشبكة.

• “SC” هي اختصار لـ “Synchronisation channel”.

• “CDMA” هي اختصار لـ “Code Division Multiple Access”.

4- قنوات المرور “Traffic channels”:

قناة حركة المرور إلى الأمام “FTC”: هي القناة التي تُستخدم لنقل الصوت وبيانات المستخدم وكذلك معلومات الإشارات، وعند نقل الصوت لا تتطلب البيانات الصوتية المشفرة معدل بتات ثابتاً ويسمح “IS-95” لمعدل الإطارات بالتغير ديناميكياً كل “20 مللي ثانية”.

عندما يتم تقليل المعدل، فإنّه يقلل من مستوى التداخل مع المستخدمين الآخرين، كما استخدمت مواصفات المشفر الصوتي الأصلي مجموعة من المعدلات بناءً على تقسيمات “9.6 كيلو بت في الثانية” حيث ينعكس هذا في “IS-95A”، في وقت لاحق تم تحسين المشفر الصوتي لإعطاء جودة صوت أفضل وفي “IS-95B” تم تقديم مشفر صوتي بمعدل معدل يعتمد على “14.4 كيلو بايت في الثانية”، ومجموعة معدل “9.6 كيلو بايت في الثانية” كان يطلق عليها “RS1” والأخرى على أساس “14.4 كيلو بايت في الثانية” تسمى “RS2″، كما يتم دائماً نقل البيانات بمعدل كامل.

لإنتاج الإشارة النهائية، يتم مضاعفة البيانات من القنوات الفردية برموز “Walsh”؛ لتوفير قنوات الارتباط الأمامي “IS-95” الفردية، وبعد ذلك يتم مضاعفة ناتج هذه العملية مع رموز “PN” القصيرة، حيث يوفر وسيلة لتحديد القطاع أو الخلية التي تأتي منها الإشارة للهاتف.

• “FTC” هي اختصار لـ “Forward Traffic Channel”.

• “RS” هي اختصار لـ “Recommended Standard”.

تعديل القناة الأمامية Forward channel modulation:

يتم تجميع البيانات الأمامية التي تظهر على قنوات “IS-95” المختلفة معاً، بحيث يمكن جمعها وتشكيلها على حامل التردد اللاسلكي، كما يتم ضبط الغاية الفردية لكل قناة “IS-95″؛ لتوفير القدرة النسبية الصحيحة لكل قناة، ويتم ذلك لأنّ مستويات الحركة على كل قناة تتغير دائماً، وبمجرد ضبط الأهداف من القناة، تتم إضافة الإشارات بشكل متماسك لتشكيل إشارة الطيف المنتشر، وبعد ذلك يتم تشكيل كل من المكونين “I” و”Q” على ناقل ويتم تجميعهما لإعطاء إشارة “QPSK” النهائية المرسلة.

• “QPSK” هي اختصار لـ “Quadrature Phase Shift Keying”.

• “I” هي اختصار لـ “In-phase” و”Q” هي اختصار لـ “Quadrature”.

هيكل قنوات الوصلة العكسية في IS-95:

1- قناة الوصول “Access channel”:

يستخدم الهاتف المحمول قناة “IS-95” للاتصال بالمحطة الأساسية في حالة عدم إعداد قناة حركة، لذلك تُستخدم قناة “IS-95″؛ للحصول على وصول إلى الشبكة الإلكترونية وطلبات إنشاء المكالمة ولإرسال استجابات لأوامر الترحيل التي قد ترسلها الشبكة، كما يمكن أن يكون هناك ما يصل إلى “32 قناة” وصول على الارتباط العكسي “IS-95” لكل قناة استدعاء على ارتباط أمامي، كما يستخدم كل “AC” نفس “PN” ولكن تم تغيير الوقت؛ لتمكين التعرف على الهاتف المحمول بشكل فريد، حيث يتم إرسال البيانات بسرعة “4800 بت في الثانية” في إطار زمني “20 مللي ثانية” بحيث يحتوي كل إطار على “96 بت”.

• “AC” هي اختصار لـ “Access Channel”.

2- قناة الحركة العكسية “Reverse traffic channel”:

تُستخدم قناة “IS-95” للوصلة العكسية لنقل البيانات الصوتية ذات المعدل المتغير وبيانات المستخدم وإرسال الإشارات، كما يشبه هيكل قناة الحركة العكسية بنية قناة الوصول، ومع ذلك فإنّها تشتمل على جهاز توزيع عشوائي للبيانات يتم فيه تغذية البيانات المشكّلة بشكل متعامد.

جهاز توزيع البيانات العشوائي “Data Burst Randomizer”: هو التقنية المستخدمة لحساب البيانات الصوتية ذات المعدل المتغير، حيث لا يمكن استخدام نفس التقنيات المستخدمة في الوصلة الأمامية؛ لأنّها تؤثر على قدرة القناة، وهذا بدوره من شأنه أن يزعج تعديلات التحكم في الطاقة التي يجب إجراؤها لضمان تلقي جميع الهواتف المحمولة في أقرب وقت ممكن من نفس القوة.