اقرأ في هذا المقال
يتم استخدام أجهزة اتصالات تتألف من ثلاثة هوائيات، وأول جهاز إرسال واستقبال تم تكوينه للاتصال باستخدام أول هوائي على الأقل، وجهاز إرسال واستقبال ثان تم تكوينه للاتصال باستخدام الهوائي الثاني على الأقل، ووحدة تحكم تم تكوينها لتحديد ما إذا كان سيتم استخدام الهوائي الثالث بواسطة جهاز الإرسال والاستقبال الأول، أو جهاز الإرسال والاستقبال الثاني بناءً على معيار اختيار.
أساسيات إجراء الاتصال اللاسلكي
يتم تكوين التحكم في جهاز الإرسال والاستقبال الأول للاتصال باستخدام الهوائي الأول والهوائي الثالث إذا حددت وحدة التحكم ذلك، ويجب استخدام الهوائي الثالث بواسطة جهاز الإرسال والاستقبال الأول وللتحكم في جهاز الإرسال والاستقبال الثاني للتواصل باستخدام الهوائي الثاني، والهوائي الثالث إذا حددت وحدة التحكم أن الهوائي الثالث سيستخدمه جهاز الإرسال والاستقبال الثاني.
قد تدعم أجهزة الاتصالات المحمولة الحالية مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وما إلى ذلك العديد من تقنيات الوصول إلى الراديو “RATs”، مثل شبكة المنطقة المحلية اللاسلكية “WLAN” و”Bluetooth” ونظام تحديد المواقع العالمي “GPS” والنظام العالمي للاتصالات المتنقلة “GSM“، والنظام العالمي للاتصالات المتنقلة “UMTS” والتطور طويل الأمد “LTE“.
ولاستقبال وإرسال الإشارات اللاسلكية باستخدام “RAT” معين يحتاج جهاز الاتصال إلى هوائي، حيث للحصول على سرعة بيانات عالية أو استقبال محسّن مع تقنيات، مثل تنوع الاستلام أو تنوع الإرسال أو متعدد المدخلات والمخرجات المتعددة “MIMO”، قد تكون هناك حاجة إلى هوائيات متعددة لـ “RAT” معين وعلى سبيل المثال “LTE” أو “WLAN”.
ومع ذلك فإنّ المساحة المتاحة في جهاز الاتصال المحمول عادة ما تكون محدودة للغاية وغالباً ما تكون غير كافية لوضع عدد أكبر من الهوائيات، كما قد لا يكون تقليل حجم الهوائيات ممكنًاً أو قد يكون غير مرغوب فيه لأنّه قد يقلل من أداء الهوائيات بشكل كبير، وعلاوة على ذلك فإنّ كل هوائي مدمج في جهاز اتصال محمول يولد تكلفة إضافية أثناء إنتاج جهاز الاتصال المحمول.
- “LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution” و”WLAN” هي اختصار لـ “Wireless Local Area Network”.
- “GPS” هي اختصار لـ “Global Positioning System” و”RAT” هي اختصار لـ “Radio Access Technology”.
- “MIMO” هي اختصار لـ “Multiple Input/Multiple Output”.
- “GSM” هي اختصار لـ “Global System for Mobile” و”UMTS” هي اختصار لـ “Universal Mobile Telecommunications System”.
مبدأ عمل إجراء الاتصال اللاسلكي
يتضمن ترتيب الاتصالات جهاز اتصالات محمول مثل الهاتف الذكي أو الكمبيوتر اللوحي أو الكمبيوتر المحمول والذي يدعم تقنيتين أو أكثر للوصول إلى الراديو “RATs”، وفي هذا المثال تطور طويل الأجل “LTE” و”Wi-Fi” أو “WLAN“، ولهذا الغرض يشتمل جهاز الاتصالات المحمولة الذي يُشار إليه أيضاً باسم محطة متنقلة على أول جهاز إرسال واستقبال، كجهاز إرسال واستقبال “LTE” وجهاز إرسال واستقبال “Wi-Fi”.
يشتمل جهاز الاتصالات المتنقلة أيضاً على مجموعة هوائيات، وعن طريق واحد أو أكثر من الهوائيات قد يتصل جهاز الإرسال والاستقبال “LTE” بمحطة “LTE” الأساسية، ويمكن لجهاز الإرسال والاستقبال “Wi-Fi” الاتصال بشبكة المنطقة المحلية اللاسلكية “WLAN” بنقطة الوصول.
وقد تدعم “RATs” التقنيات التي تتطلب استخدام أكثر من هوائي واحد وعلى سبيل المثال ناتج متعدد المدخلات “MIMO“، ولتزويد كل من أجهزة الإرسال والاستقبال بعدد كافٍ لهذه التقنيات مع عدم تضمين عدد كبير من الهوائيات، والتي قد تكون غير مرغوب فيها وعلى سبيل المثال بسبب قيود المساحة، يمكن استخدام هوائي غير متحكم فيه بالتوازي بواسطة مجموعة من “RATs”.
ومع ذلك قد يتدهور أداء الاستقبال بسبب التفاعل المحتمل بين إشارات RATs المختلفة والافتقار إلى ضبط الهوائي على RAT محدد، وكما أنّ جهاز اتصال يتم توفيره يمكن من خلاله مشاركة هوائي واحد أو أكثر بين “RATs”، والتي يطلب كل منها هوائيات متعددة عن طريق التبديل بين “RATs” بطريقة محكومة كما تتطلب “RATs”، مثل “LTE” و”Wi-Fi” عادةً هوائيات متعددة فقط لاستقبال أو إرسال البيانات عالية السرعة أو في ظل ظروف الراديو السيئة.
ومع ذلك فمن غير المحتمل أن تقوم عدة “RATs” باستقبال أو إرسال بيانات عالية السرعة في نفس الوقت، وفي حالة تعرض العديد من “RATs” لظروف راديوية متدهورة يمكن اتخاذ قرار ذي أولوية لتحديد “RAT” الأكثر أهمية والمخصص لهوائي مشترك، كما يشتمل جهاز الاتصال على هوائيات وجهاز إرسال واستقبال وتم تكوينه للتواصل باستخدام الهوائيات على الأقل، وجهاز إرسال واستقبال ثاني تم تكوينه للتواصل باستخدام الهوائي أخر على الأقل.
يشتمل جهاز الاتصال أيضاً على وحدة تحكم تم تكوينها لتحديد ما إذا كان سيتم استخدام الهوائي بواسطة جهاز الإرسال والاستقبال، أو جهاز الإرسال والاستقبال الآخر بناءً على معيار اختيار وتم تكوينه للتحكم في جهاز الإرسال والاستقبال، للتواصل باستخدام الهوائيات إذا حددت وحدة التحكم أنّ الهوائي سيتم استخدامه بواسطة جهاز الإرسال والاستقبال، وللتحكم في جهاز الإرسال والاستقبال للتواصل باستخدام الهوائيات وإذا كانت وحدة التحكم بها قرر أنّ الهوائي سيستخدمه جهاز الإرسال والاستقبال.
تطور عمل إجراء الاتصال اللاسلكي
يمكن مشاركة الهوائي بين أجهزة إرسال واستقبال مختلفة وعلى سبيل المثال تعمل وفقاً لـ “RATs” مختلفة، أي بمعنى أنّه يتم تحديده بناءً على معيار معين يمكن لجهاز الإرسال والاستقبال أن يستخدم الهوائي، وبالإضافة إلى واحد أو أكثر من الهوائيات المخصصة لجهاز الإرسال والاستقبال على أي حال وقد يعتمد المعيار، وعلى سبيل المثال على الجودة المطلوبة لاتصال جهاز الإرسال والاستقبال وعلى سبيل المثال الإنتاجية المطلوبة والمتانة وجودة الخدمة والكمون وما إلى ذلك.
وعلى أولوية أجهزة الإرسال والاستقبال أو الظروف الراديوية الحالية التي يمر بها جهاز الإرسال والاستقبال، وعلى سبيل المثال يتم تخصيص جهاز الإرسال والاستقبال الذي يواجه أسوأ ظروف الراديو مع الهوائي المشترك، كما قد تعني ظروف الراديو الأسوأ على سبيل المثال ارتفاع مخاطر فقدان اتصال الاتصال أو معدل خطأ بتات أعلى أو معدل خطأ في الحزمة ونسبة إشارة إلى ضوضاء أقل.
يشتمل ترتيب جهاز الإرسال والاستقبال على جهاز إرسال واستقبال “LTE” يتوافق مع جهاز الإرسال والاستقبال “LTE” آخر، وجهاز إرسال واستقبال “Wi-Fi” يتوافق مع جهاز الإرسال والاستقبال “Wi-Fi” آخر ويتضمن ترتيب جهاز الإرسال والاستقبال أيضاً هوائيات تتوافق مع الهوائيات البعيدة، وكما يتم تخصيص الهوائيات بشكل دائم لجهاز الإرسال والاستقبال “LTE”، والهوائي المخصص بشكل دائم لجهاز الإرسال والاستقبال Wi-Fi”.
أمّا الهوائي الآخر هو هوائي مشترك يمكن تبديله بين جهاز الإرسال والاستقبال “LTE” وجهاز الإرسال والاستقبال Wi-Fi” عن طريق المفاتيح، حيث تدعم أجهزة الإرسال والاستقبال نظام “MIMO” أي “MIMO” بهوائي إرسال وهوائيان استقبال للاستقبال، أي لإرسال الوصلة الهابطة من المحطة الأساسية ونقطة الوصول إلى جهاز الاتصالات المتنقلة.
يتميز جهاز الإرسال والاستقبال الذي يستخدم هوائياً واحداً فقط بأداء متدهور قليلاً مقارنةً بجهاز الإرسال والاستقبال الآخر لأنّه قد لا يستخدم هوائيين لـ “MIMO”، كما يتم تقديم أمثلة عن كيفية قيام وحدة تحكم بجهاز الاتصالات المحمولة بتحديد أي جهاز إرسال واستقبال، ويتم تخصيص الهوائي المشترك بحيث لا يزال بإمكان كل من “RATs” أي أجهزة الإرسال والاستقبال أداء جيد.
