كيفية إجراء التسليم في نظام الاتصالات المتنقلة

يتم إجراء تسليم محسن لمحطة متنقلة، وذلك تحت سيطرة المحطة الأساسية المستهدفة، بحيث يتعين على المطراف المتنقل إجراء تسليم إلى محطة قاعدة مستهدفة، حيث يتم تكوينه للاتصال بمحطة القاعدة المستهدفة عبر خلية راديوية مستهدفة تشتمل على ناقل للوصلة الهابطة، وناقل للوصلة الصاعدة.

أساسيات إجراء التسليم في نظام الاتصالات المتنقلة

تستقبل المحطة الطرفية المتنقلة رسالة أمر تسليم من أجل التسليم إلى المحطة الأساسية المستهدفة، بما في ذلك شرط تنفيذ التسليم كمحفز لتنفيذ التسليم إلى المحطة الأساسية المستهدفة، وبعد ذلك تحدد المحطة الطرفية المتنقلة بناءً على شرط تنفيذ التسليم المستلم ما إذا كان المطراف المتنقل سيبدأ تنفيذ التسليم إلى المحطة الأساسية المستهدفة أم لا.

في حالة ما إذا قرر المطراف المتنقل أنّه سيبدأ تنفيذ التسليم إلى المحطة الأساسية المستهدفة ينفذ المطراف المتنقل عملية التسليم إلى المحطة الأساسية المستهدفة، ومن أجل الاستعداد لمزيد من طلبات المستخدمين المتزايدة وللمنافسة مع تقنيات الوصول الراديوي الجديدة، قدمت (3GPP) نظام اتصالات محمول جديد يسمى التطور طويل الأمد (LTE)، وتم تصميم (LTE) لتلبية احتياجات الناقل للبيانات عالية السرعة ونقل الوسائط بالإضافة إلى دعم صوتي عالي السعة للعقد القادم.

تعد القدرة على توفير معدلات بت عالية مقياسًا رئيسيًا لـ (LTE)، كما تم الانتهاء من مواصفات عنصر العمل (WI) الخاصة بالتطور طويل الأمد (LTE) المسمى (UTRA) و(UTRAN)، ويمثل نظام (LTE) شبكة فعالة للوصول إلى الراديو وشبكات الوصول اللاسلكي، والتي توفر وظائف قائمة على بروتوكول الإنترنت (IP) بزمن انتقال منخفض وتكلفة منخفضة.

في (LTE)، يتم تحديد عروض نطاقات إرسال متعددة قابلة للتطوير، من أجل تحقيق نشر نظام مرن باستخدام طيف معين، وفي الوصلة الهابطة تم اعتماد الوصول الراديوي القائم على تقسيم التردد المتعامد (OFDM) بسبب مناعته المتأصلة من التداخل متعدد المسارات (MPI)، بسبب معدل الرموز المنخفض واستخدام بادئة دورية (CP) وتقاربها مع عرض نطاق إرسال مختلف ترتيبات.

• “UTRA” هي اختصار لـ “Evolved UMTS Terrestrial Radio Access” و”LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.

• “OFDM” هي اختصار لـ “Orthogonal Frequency Division Multiplexing”، و”3GPP” هي اختصار لـ “3rd Generation Partnership Project”.

• “MPI” هي اختصار لـ “Multipath interference” و”UTRAN” هي اختصار لـ “UMTS Terrestrial Radio Access Network”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol” و”WI” هي اختصار لـ “work item”.

مبدأ إجراء التسليم في نظام الاتصالات المتنقلة

تم اعتماد النفاذ الراديوي القائم على النفاذ المتعدد بتقسيم الموجة الحاملة الواحدة (SC-FDMA) في الوصلة الصاعدة، حيث تم إعطاء الأولوية لتوفير تغطية منطقة واسعة على تحسين معدل بيانات الذروة مع مراعاة قدرة الإرسال المقيدة لمعدات المستخدم (UE)، كما يتم استخدام العديد من تقنيات الوصول إلى حزم الراديو الرئيسية، بما في ذلك تقنيات إرسال القنوات متعددة المدخلات ومخرجات متعددة (MIMO) ويتم تحقيق بنية إشارات تحكم عالية الكفاءة.

يتعامل دعم التنقل داخل شبكة (UTRAN-Access) لوحدات (UE) في الوضع (CONNECTED) مع جميع الخطوات اللازمة لإجراءات التسليم، مثل العمليات التي تسبق التسليم النهائي (HO) والقرار على جانب شبكة المصدر أي مراقبة وتقييم قياسات (UE) و(eNB)، مع الأخذ في الاعتبار حساب قيود معينة لمنطقة معينة من (UE)، وإعداد الموارد على جانب الشبكة المستهدفة وتوجيه (UE) إلى موارد الراديو الجديدة وأخيراً تحرير الموارد على جانب شبكة المصدر.

يتم تنفيذ مرحلة التحضير والتنفيذ لإجراء (HO) دون مشاركة (EPC)، أي يتم تبادل رسائل التحضير مباشرة بين (eNBs)، كما يتم تشغيل تحرير الموارد في جانب المصدر أثناء مرحلة إكمال (HO) بواسطة (eNB)، كما ينطبق إجراء فشل الارتباط الراديوي أيضًا على (RN)، باستثناء أنّ (RN) يقتصر على تحديد خلية من قائمة خلايا (DeNB) الخاصة بها.

عند اكتشاف فشل الارتباط الراديوي يتجاهل (RN) أي تكوين إطار فرعي (RN) حالي للتواصل مع (DeNB) الخاص به، ممّا يمكّن (RN) من أداء (RACH) الطبيعي القائم على التنازع كجزء من إعادة التأسيس وعند إعادة التأسيس بنجاح، يمكن تكوين تكوين الإطار الفرعي (RN) مرة أخرى باستخدام إجراء إعادة تكوين (RN).

إذا فشلت محاولة الاسترداد في المرحلة الثانية، فإنّ تفاصيل سلوك (RN) في (RRC_IDLE) لاستعادة اتصال (RRC) تصل إلى تنفيذ (RN)، وإن التسليم داخل (E-UTRAN) و(HO) لوحدة (UE) في حالة (RRC_CONNECTED) هو (HO) الذي يتم التحكم فيه عن طريق الشبكة بمساعدة (UE)، مع إرسال إشارات إعداد (HO) في (E-UTRAN):

• يأتي جزء من الأمر (HO) من (eNB) الهدف ويتم إعادة توجيهه بشفافية إلى (UE) بواسطة مصدر (eNB).

• لإعداد (HO)، يمرر مصدر (eNB) جميع المعلومات الضرورية إلى (eNB) الهدف.

• يحتفظ كل من مصدر (eNB) و(UE) ببعض السياق مثل (C-RNTI) لتمكين عودة تجهيزات المستعمل في حالة فشل (HO).

• يصل (UE) إلى الخلية المستهدفة عبر (RACH) باتباع إجراء خالٍ من الخلاف باستخدام تمهيد (RACH) مخصص، أو اتباع إجراء قائم على التنازع في حالة عدم توفر عناصر تمهيد (RACH) المخصصة.

• تستخدم تجهيزات المستعمل الديباجة المخصصة حتى انتهاء إجراء التسليم (بنجاح أو دون جدوى).

• إذا لم ينجح إجراء (RACH) تجاه الخلية المستهدفة خلال فترة زمنية معينة، تبدأ (UE) في استعادة فشل الارتباط الراديوي باستخدام أفضل خلية.

ملاحظة:“MIMO” هي اختصار لـ “Multiple-input-multiple-output” و”RACH” هي اختصار لـ “Random Access Channel”.

ملاحظة:“C-RNTI” هي اختصار لـ “Cell Radio Network Temporary Identifier” و”RRC” هي اختصار لـ “Radio Resource Control”.

ملاحظة:“E-UTRAN” هي اختصار لـ “Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network” و”EPC” هي اختصار لـ “Evolved Packet Core”.

تطور عمل إجراء التسليم في نظام الاتصالات المتنقلة

تؤدي الطلبات الهائلة على بيانات الهاتف المحمول إلى تغييرات في كيفية احتياج مشغلي شبكات الهاتف المحمول إلى الاستجابة للمتطلبات الصعبة المتمثلة في زيادة السعة، وتحسين جودة تجربة المستخدم (QoE)، كما يتم نشر أنظمة الوصول اللاسلكي من الجيل الرابع باستخدام  (LTE) من قبل العديد من المشغلين في جميع أنحاء العالم من أجل توفير وصول أسرع مع زمن انتقال أقل، وكفاءة أكبر من نظام (3G) أو (3.5G).

ومع ذلك فإن النمو المتوقع لحركة المرور في المستقبل هائل لدرجة أن هناك حاجة متزايدة بشكل كبير لمزيد من تكثيف الشبكة للتعامل مع متطلبات السعة، لا سيما في مناطق الازدحام الشديد التي تولد أكبر حجم لحركة المرور، كما تكثيف الشبكة أي زيادة عدد عقد الشبكة وبالتالي جعلها أقرب ماديًا إلى محطات المستخدم، وهو مفتاح لتحسين سعة المرور وتوسيع معدلات بيانات المستخدم القابلة للتحقيق لنظام الاتصالات اللاسلكية.

بالإضافة إلى التكثيف المباشر للنشر الكلي، يمكن تحقيق تكثيف الشبكة عن طريق نشر العقد التكميلية منخفضة الطاقة على التوالي الخلايا الصغيرة تحت تغطية طبقة العقدة الكلية الحالية، وفي مثل هذا النشر غير المتجانس توفر العقد منخفضة الطاقة سعة مرور عالية جدًا وإنتاجية عالية جدًا للمستخدم محلياً، على سبيل المثال في مواقع النقاط الساخنة الداخلية والخارجية.

وفي الوقت نفسه تضمن الطبقة الكلية توفر الخدمة وجودة التجربة عبر منطقة التغطية بأكملها، كما يمكن أيضاً الإشارة إلى الطبقة، والتي تحتوي على العقد منخفضة الطاقة على أنها توفر وصولاً إلى المنطقة المحلية وعلى عكس الطبقة الكلية التي تغطي مساحة واسعة.

• “QoE” هي اختصار لـ “Quality of Experience”.