كيفية إدارة التسليم في الاتصالات اللاسلكية

يوفر جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول معلومات للبنية التحتية للاتصالات، واستجابة للمعلومات ترسل المحطة الأساسية، والتي تخدم جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول تعليمات انتقال إلى جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول، وتشير إلى أنّ جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول مصرح له بتنفيذ إجراء انتقال من محطة الخدمة الأساسية إلى أي مجموعة من المحطات القاعدية.

أساسيات إدارة التسليم في الاتصالات اللاسلكية

تخول تعليمات الانتقال جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول لتنفيذ إجراء الانتقال استجابةً لمشغل وبدون إرسال أي تقارير قياس، واستجابة لتحديد المشغل وبدون إرسال تقرير قياس ينتقل جهاز الاتصال اللاسلكي المتنقل من خدمة الاتصالات المستقبلة من المحطة الأساسية، والتي تخدم إلى استقبال خدمة الاتصال من محطة قاعدة مستهدفة لمجموعة من المحطات القاعدية.

تستخدم أنظمة الاتصالات الخلوية وغيرها من أنظمة الاتصالات اللاسلكية المحطات القاعدية لتوفير خدمة لاسلكية لأجهزة الاتصالات اللاسلكية المحمولة، اعتماداً على التكنولوجيا والتفضيلات المعينة يمكن الإشارة إلى المحطة الأساسية باسم محطة الإرسال والاستقبال، وعقدة الوصول ونقطة الوصول وعقدة جهاز الإرسال والاستقبال و(eNodeB) و(eNB) بالإضافة إلى مصطلحات أخرى.

توفر المحطات القاعدية في أنظمة الاتصالات الخلوية خدمات الاتصالات لأجهزة الاتصالات اللاسلكية داخل الخلايا الجغرافية، حيث تتبادل كل محطة قاعدة الإشارات مع أجهزة الاتصالات اللاسلكية داخل خلية مرتبطة، كما يتم تحديد حجم وشكل كل خلية بعدة عوامل وهي تستند جزئياً على الأقل إلى معلمات تصميم المحطة الأساسية.

بالإضافة إلى الخلايا الكبيرة الكبيرة التي توفر خدمات للعديد من الأجهزة داخل مناطق جغرافية كبيرة نسبياً، تستخدم بعض أنظمة الاتصالات الخلوية بشكل متزايد خلايا أصغر لزيادة الكفاءة وتحسين التغطية وتحسين جودة الخدمة وتقديم خدمات إضافية، كما قد تحتوي الخلايا الأصغر حجماً على مجموعة متنوعة من الأحجام يشار إليها عادةً باسم الخلايا الدقيقة والخلايا البيكوسية وخلايا الفيمتوسيل.

مبدأ عمل إدارة التسليم في الاتصالات اللاسلكية

عندما ينتقل جهاز اتصال لاسلكي محمول من خلية إلى أخرى تتطلب الأنظمة التقليدية جهاز اتصال لاسلكي متنقل لتنفيذ إجراء التسليم، ومع زيادة سرعة جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول تحدث عمليات التسليم بشكل متكرر وتقل كفاءة نظام الاتصال، كما ينتج عن عمليات التسليم المتكررة بسبب السرعة العالية لجهاز اتصال لاسلكي متنقل خدمة اتصال غير فعالة على الأقل.

أحد الأمثلة التي تظهر فيها المشكلة بشكل واضح تحدث في القطارات عالية السرعة، والسكك الحديدية عالية السرعة تنمو بشكل هائل، ومع ذلك فإنّ السرعة العالية تمثل تحدياً لتوفير اتصالات موثوقة للمسافرين، وفي الوقت الحالي لا تلبي اتصالات السكك الحديدية عالية السرعة طلب المستخدمين ومن أجل دعم اتصالات موثوقة للمسافرين، يجب أن يحل نشر الشبكة نوعين من التحديات.

عند السرعة العالية مثل أعلى من (250 كم / ساعة) تمر أجهزة الاتصالات اللاسلكية المتنقلة عبر خلايا متعددة في وقت قصير جداً، حيث يؤدي هذا إلى تحميل مفرط للإشارات على الشبكة وغالباً ما يؤدي إلى إسقاط المكالمات، وفي الشبكات الحالية قد يستغرق جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول ما يصل إلى (6 ثوانٍ) لإكمال التسليم بين الخلايا، بينما يستغرق عادةً أقل من (6 ثوانٍ) للقطارات عالية السرعة بأقصى سرعة لتمرير منطقة التداخل في خليتين.

ونتيجة لذلك لا يمكن لأجهزة الاتصالات اللاسلكية المحمولة أن تكمل عمليات التسليم بشكل موثوق مما يؤدي إلى انقطاع المكالمات، كما تتضمن الأساليب التقليدية لإجراء التسليم إرسال العديد من الرسائل من وإلى جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول، حيث توفر رسائل التسليم التقليدية معلومات إلى جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول وتمكين مزامنة جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول مع المحطة الأساسية المستهدفة.

تطور عمل إدارة التسليم في الاتصالات اللاسلكية

ينتج عن الوقت اللازم لتنفيذ هذه الرسائل ومعالجتها حالات فشل في التسليم أو فشل الارتباط اللاسلكي، وبالنسبة لأجهزة الاتصالات اللاسلكية المحمولة التي تسافر في قطارات عالية السرعة يمكن أن تكون هذه الإخفاقات كبيرة وتؤثر بشكل كبير على جودة تجربة المستخدم، وبحيث يتم تقليل تأخيرات التسليم عن طريق التخلص على الأقل من بعض الرسائل الخاصة بأجهزة الاتصالات اللاسلكية المحمولة والتي تنتقل بسرعات أعلى من الحد الأدنى.

كما أنّ جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول البنية التحتية للشبكة عندما ينتقل جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول بسرعة عالية أي بسرعة أكبر من العتبة، حيث تقوم الشبكة بتوجيه جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول لاستخدام إجراء انتقالي للانتقال بين المحطات الأساسية بدلاً من استخدام إجراء التسليم لأجهزة الاتصالات اللاسلكية المتنقلة البطيئة الحركة.

وفقاً لذلك يمكن لأجهزة الاتصالات اللاسلكية المتنقلة البطيئة الحركة أن تستمر في إجراء عمليات التسليم باستخدام التقنيات التقليدية، بينما يمكن لأجهزة الاتصالات اللاسلكية المتنقلة ذات الحركة الأسرع استخدام إجراءات الانتقال، والتي تنطوي على تأخيرات أقل عند تغيير محطات القواعد مقارنة بعمليات التسليم التقليدية.

كما يمتنع جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول عن إرسال قياسات الإشارة إلى محطة قاعدة المصدر أثناء إجراءات الانتقال، حيث في بعض إجراءات الانتقال يراقب جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول معرف خلية مجموعة (ID) شائعاً لمحطات القاعدة بدلاً من معرف خلية واحد فريد لمحطات القاعدة، بحيث إذا كان معرّف خلية المجموعة للمحطة الأساسية المستهدفة يطابق معرّف خلية المجموعة للمحطة الأساسية المصدر، يتحول جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول إلى المحطة الأساسية المستهدفة دون إرسال تقارير القياس.

في إجراء انتقال آخر يُشار إليه هنا على أنّه تسليم شفاف يقارن جهاز الاتصال اللاسلكي المحمول معرّف الخلية المادية (PCI) بمعرفات (PCI) الشفافة، والتي توفرها الشبكة مسبقاً ويتحول إلى خدمة الاتصال المستقبلة من المحطة الأساسية المستهدفة دون إرسال قياسات الإشارة إلى محطات قاعدة المصدر.

كما أنّ نظام اتصالات بما في ذلك مجموعة من المحطات الأساسية توفر خدمة اتصالات لاسلكية لجهاز اتصال لاسلكي محمول واحد على الأقل، حيث يمكن لكل محطة أساسية الاتصال بأجهزة اتصالات لاسلكية متنقلة داخل منطقة جغرافية منطقة الخدمة للمحطة الأساسية المقابلة، وقد تكون مناطق الخدمة الجغرافية التي يشار إليها غالباً باسم الخلايا، أياً من الأشكال والأحجام المتعددة وتتداخل عادةً مع مناطق الخدمة الجغرافية المجاورة.

يمكن تنفيذ الوظائف والعمليات المختلفة للكتل الموصوفة بالرجوع إلى نظام الاتصالات في أي عدد من الأجهزة أو الدوائر أو العناصر، حيث يمكن دمج اثنتين أو أكثر من الكتل الوظيفية في جهاز واحد ويمكن تنفيذ الوظائف وكما يتم تنفيذها في أي جهاز منفرد على عدة أجهزة، وعلى سبيل المثال قد يتم تنفيذ أجزاء على الأقل من وظائف وحدة التحكم بواسطة محطات القاعدة.

عادة ما يكون نظام الاتصال الخلوي مطلوباً للالتزام بمعيار أو مواصفات الاتصال، ومواصفات اتصالات مشروع الشراكة من الجيل الثالث للتطور طويل الأمد (3GPP LTE) هي مواصفات للأنظمة، حيث توفر المحطات الأساسية (eNodeBs) خدمة لأجهزة الاتصالات اللاسلكية المتنقلة، باستخدام تعدد الإرسال المتعامد بتقسيم التردد (OFDM) على الوصلة الهابطة والناقل الفردي النفاذ المتعدد بتقسيم التردد (SC-FDMA) على الوصلة الصاعدة، وعلى الرغم من إمكانية تطبيق التقنيات في أنواع أخرى من أنظمة الاتصالات إلّا أنّ الأنظمة النموذجية تعمل وفقاً لمواصفات اتصال (3GPP LTE).

• “LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.

• “3GPP” هي اختصار لـ “3rd Generation Partnership Project”.

• “SC-FDMA” هي اختصار لـ “Single Carrier Frequency Division Multiple Access”.

• “PCI” هي اختصار لـ “Personal Communications Interface”.

• “ID” هي اختصار لـ “Identification”.

• “OFDM” هي اختصار لـ “Orthogonal frequency-division multiplexing”.