لجعل نظام “GPRS” يعالج البيانات التي يتم نقلها عبر السطح البيني الراديوي بالطريقة المطلوبة، فإنّه يتم تنظيم البيانات في قنوات، وهذه القنوات لها وظائف مختلفة، ويمكن مشاهدة أنواع مختلفة من القنوات ومن خلال تنظيم البيانات التي سيتم إرسالها إلى قنوات مختلفة، ويمكن معالجة البيانات وفقاً لذلك عبر واجهة الراديو، وبمعرفة نوع القناة يكون النظام قادراً على معالجة البيانات بالطريقة الصحيحة.
ما هو نظام GPRS؟
نظام راديو الحزمة العامة “GPRS”: هو خطوة من الجيل الثالث نحو الوصول إلى الإنترنت، ويُعرف أيضاً باسم “GSM-IP” وهو بروتوكول إنترنت لاتصالات الهاتف المحمول للنظام العالمي؛ لأنّه يُبقي مستخدمي هذا النظام على الإنترنت ويسمح بإجراء مكالمات صوتية والوصول إلى الإنترنت أثناء التنقل، وحتى مستخدمو الوصول المتعدد بتقسيم الوقت “TDMA” يستفيدون من هذا النظام لأنّه يوفر وصولاً لاسلكياً.
- “GPRS” هي اختصار لـ “General Packet Radio Service”.
- “GSM-IP” هي اختصار لـ “Global System for Mobile communication-Internet Protocol”.
- “TDMA” هي اختصار لـ “Time Division Multiple Access”.
القناة المادية في GPRS:
يستخدم “GPRS” بنية “GSM” الأساسية، حيث يعتمد “GPRS” على نفس التشكيل وهيكل الإطار الذي يستخدمه “GSM”، وبهذه الطريقة يُعتبر تقدماً لمعيار “GSM”، حيث يمكن تخصيص الفتحات ديناميكياً بواسطة “BSC” لمكالمات “GPRS” حسب الطلب، وهناك قناة بيانات جديدة تُعتمد في خدمة “GPRS” وهي قناة “PDCH”، أمّا التركيب العام لهذه القناة هو نفسه المستخدم في “GSM“، وله نفس المظهر الجانبي للقدرة وخصائص تقدم التوقيت للتغلب على أوقات انتقال الإشارة المختلفة إلى المحطة الأساسية التي ترتبط بالمسافة التي يبعدها الهاتف المحمول عن المحطة الأساسية، وممّا يوفر الاندفاع ليتناسب بسلاسة مع بنية “GSM” الحالية.
يُعد طول كل حزمة من المعلومات الخاصة بخدمة “GPRS” حوالي “0.577 مللي ثانية”، وهي نفسها المستخدمة في نظام “GSM”، كما أنّه يحمل كتلتين من “57 بتة” من المعلومات، ممّا يعطي إجمالي “114 بت” لكل دفعة، لذلك يتطلب الأمر أربع دفعات لحمل كل فترة “20 مللي ثانية” من البيانات أي “456 بتة” من البيانات المشفرة، كما تقوم “BSC” بتعيين “PDCHs” لفترات زمنية معينة، وستكون هناك أوقات تكون فيها “PDCH” غير نشطة.
كما يسمح للهاتف المحمول بالتحقق من محطات القاعدة الأخرى ومراقبة قوة إشاراتها لتمكين الشبكة من الحكم عند الحاجة إلى التسليم، كما يمكن استخدام فتحة “GPRS” بواسطة المحطة الأساسية لتحديد التأخير الزمني باستخدام قناة منطقية هي قناة التحكم المتقدم في توقيت الحزم “PTCCT”.
- “BSC” هي اختصار لـ “Base Station Controller”.
- “PDCH” هي اختصار لـ “Packet Data Channel”.
- “PTCCT” هي اختصار لـ “Packet Timing Advance Control Channel”.
تخصيص قناة GPRS:
تستخدم “GPRS” قناة مادية واحدة فقط “PDCH” لإرسال البيانات، إلّا أنّها تستخدم العديد من القنوات المنطقية التي تم تحديدها لتمكين إدارة بيانات ومرافق “GPRS”، ولأنّ البيانات في “GPRS” يتم التعامل معها كحزم بيانات بدلاً من بيانات تبديل الدارات، فإنّ الطريقة التي يتم ترتيبها مختلفة تماماً عن تلك الموجودة على ارتباط “GSM” القياسي، حيث يتم تحديد مساحة لحزم البيانات داخل النظام وفقاً للاحتياجات الحالية، كما تُعد طبقة “MAC” مركزية في هذا الأمر سواء من أوضاع التخصيص الثابت والتخصيص الديناميكي والتخصيص الديناميكي الموسع.
يُعد وضع التخصيص الثابت مهماً عندما يحتاج الهاتف المحمول نقل البيانات بمعدل بيانات ثابت ولتحقيق ذلك، يتم تعيين مجموعة من “PDCHs” لفترة زمنية معينة، وعند استخدام هذا الوضع لا توجد متطلبات لمراقبة التوافر، ويمكن للهاتف المحمول إرسال البيانات واستقبالها بسهولة، حيث يستخدم هذا الوضع لتطبيقات، مثل مؤتمرات الفيديو.
عند استخدام وضع التخصيص الديناميكي، تحدد الشبكة فترات زمنية حسب الحاجة، حيث يُسمح للهاتف المحمول بالإرسال في الارتباط الصاعد، عندما تظهر علامة معرف تُعرف باسم علامة حالة الارتباط المرتفع “USF”، التي تشابه علامتها الخاصة، وبعدها يُرسل الهاتف المحمول بياناته في الفتحة المخصصة وهو مطلوب لأنّ ما يصل إلى ثمانية هواتف نقالة يمكن أن يكون لها وصول محتمل إلى فتحة، ولكن من لا يمكن الإرسال إلّا لواحد فقط في أي وقت.
يسمح التخصيص الديناميكي الموسع بتوفير معدلات بيانات أعلى بكثير؛ لأنّه يجعل الهواتف المحمولة تقوم بالإرسال في أكثر من فتحة واحدة، وعندما يبين “USF” أنّ الهاتف المحمول يمكنها استخدام هذا الوضع، فإنّه يمكنه الإرسال بالعدد المسموح به وبالتالي زيادة معدل إرسال البيانات.
- “MAC” هي اختصار لـ “Media Access Control”.
- “USF” هي اختصار لـ “Uplink Status Flag”.
القنوات المنطقية في GPRS:
أولاً: قنوات البث:
القناة المركزية لبث الحزمة “PBCCH”:
هي قناة للوصلة الهابطة فقط، وتُستخدم لبث المعلومات إلى الهواتف المحمولة وإعلامهم بالمكالمات الواردة، وهي تشبه إلى حد كبير في التشغيل القناة “BCCH” المستخدمة في “GSM”، حيث لا تزال القناة “BCCH” مطلوبة في البداية لتوفير رقم فترة زمنية للقناة “PBCCH”، وأثناء التشغيل تبث “PBCCH” معلومات عامة مثل معلمات التحكم في الطاقة وطرق الوصول وأساليب التشغيل ومعلمات الشبكة المطلوبة لإعداد المكالمات.
- “PBCCH” هي اختصار لـ “Packet Broadcast Central Channel”.
- “BCCH” هي اختصار لـ “Broadcast Control Channel”.
ثانياً: قنوات التحكم المشتركة:
1- قناة ترحيل الحزمة “PPCH”:
هي قناة للوصلة الهابطة، وتستخدم لتنبيه الهاتف المحمول إلى مكالمة واردة وتنبيهه ليكون جاهزاً لاستقبال البيانات، ويتم استخدامه لإشارات التحكم قبل إعداد المكالمة، وبمجرد أن تكون المكالمة جارية تتولاها القناة المخصصة.
- “PPCH” هي اختصار لـ “Packet Broadcast Central Channel”.
2- قناة منح الوصول إلى الحزم “PAGCH”:
هي قناة للوصلة الهابطة، وترسل معلومات تخبر الهاتف المحمول بقناة حركة البيانات التي تم تخصيصها لها، ويحدث ذلك بعد أن أبلغ “PPCH” الهاتف المحمول بوجود مكالمة واردة.
- “PAGCH” هي اختصار لـ “Packet Access Grant Channel”.
3- قناة إعلام الحزمة “PNCH”:
هي قناة للوصلة الهابطة، وتُستخدم لتنبيه الهواتف المحمولة بوجود حركة بث مخصصة لعدد كبير من الهواتف المحمولة، ويتم استخدامه عادةً في الإرسال المتعدد من نقطة إلى نقطة.
- “PNCH” هي اختصار لـ “Packet Notification Channel”.
4- قناة الوصول العشوائي للحزم “PRACH”:
هي قناة للوصلة الصاعدة تمكن الهاتف المحمول من بدء سلسلة من البيانات في الوصلة الصاعدة، وهناك نوعان من دفعات “PRACH”، أحدهما عبارة عن دفعة قياسية “8 بتات“، والثاني يستخدم دفعة “11 بتة” وقد أضاف البيانات للسماح بتحديد الأولوية، ويسمحان بالتوقيت المسبق.
- “PRACH” هي اختصار لـ “Packet Random Access Channel”.
ثالثاً: قنوات التحكم المخصصة:
1- قناة التحكم المرتبطة بالحزمة “PACCH”:
هي القناة الموجودة في كل من اتجاهات الوصلة الصاعدة والهابطة وتستخدم لإشارات التحكم أثناء إجراء المكالمة، وإنّه يتولى المهمة من “PPCH” بمجرد إعداد المكالمة ويحمل معلومات مثل تخصيصات القنوات ورسائل التحكم في الطاقة وإشعارات استلام البيانات.
- “PACCH” هي اختصار لـ “Packet Associated Control Channel”.
2- قناة التحكم المشتركة لتوقيت الحزم “PTCCH”:
هي القناة المُستخدمة في كل من اتجاهي الوصلة الصاعدة والهابطة لضبط تقدم التوقيت؛ لضمان وصول الرسائل في الوقت الصحيح في المحطة الأساسية، وبغض النظر عن مسافة الهاتف المحمول من المحطة الأساسية، ولأنّ التوقيت أمر بالغ الأهمية في نظام “TDMA” وأنّ الإشارات تستغرق وقتاً قصيراً ومحدوداً، فإنّ هذا الجانب مهم جداً.
- “PTCCH” هي اختصار لـ “Packet Timing Advance Common Control Channel”.
رابعاً: قناة المرور المخصصة:
1- قناة حركة حزم البيانات “PDTCH”:
تُستخدم هذه القناة لإرسال حركة البيانات، وهي متوفرة في كل من اتجاهي الوصلة الصاعدة والهابطة ويمكن تحديد ما يصل إلى ثمانية أرقام “PDTCH” للهاتف المحمول؛ لتوفير بيانات عالية السرعة.
- “PDTCH” هي اختصار لـ “Packet Data Traffic Channel”.
