كيفية إرسال البيانات في نظام الاتصالات المتنقلة

تتعلق عملية إرسال البيانات في نظام الاتصالات المتنقلة بأساليب وأنظمة الاتصال لاستخدام تقنية إنترنت الأشياء (IoT) لدمج أنظمة اتصالات الجيل الخامس (5G)؛ لدعم معدلات بيانات أعلى تتعدى أنظمة الجيل الرابع (4G) وقد يتم تطبيق الكشف الحالي على الخدمات الذكية، والقائمة على تقنيات الاتصالات (5G) والتقنيات ذات الصلة بإنترنت الأشياء، ويقوم على تخصيص موارد إرسال الوصلة الصاعدة بسرعة وكفاءة لبيانات مطراف.

أساسيات عملية إرسال البيانات في نظام الاتصالات المتنقلة

يتم التوجيه إلى توفير طريقة لمعالجة عداد الوقت المتعلق بالتسليم عند إجراء تسليم قائم على طرفي في نظام اتصال لاسلكي، وتوفير طريقة لإنشاء شرط متعلق بالتسليم عند إجراء تسليم قائم على طرفي في نظام اتصال لاسلكي، ويهدف إلى توفير طريقة لمعالجة البيانات دون خسارة عند إجراء تسليم قائم على طرفي في نظام اتصال لاسلكي.

تتعلق عملية إرسال البيانات في نظام الاتصالات المتنقلة بتوفير طريقة تحديد أولويات القناة المنطقية (LCP) لتخصيص بيانات أحد المطراف لموارد الإرسال للوصلة الصاعدة في نظام (LTE) الحالي، وقد تشتمل طريقة (LCP) على خطوتين، هُما تزيد طريقة (LCP) من تعقيد الجهاز وعلى وجه الخصوص قد يؤدي التعقيد إلى تقنية وصول لاسلكية جديدة أو استهلاك شديد للبطارية، وعبء معالجة للجهاز في 5 ساعات ممّا يدعم نقل البيانات عالي السرعة عالي السعة.

بالإضافة إلى ذلك هناك حاجة إلى طريقة لتخصيص موارد إرسال الوصلة الصاعدة بكفاءة أكبر لتوفير خدمات متنوعة وتلبية مختلف أنواع الخدمة (QoS)، والمستخدمة في الجيل التالي من أنظمة الاتصالات المتنقلة، ووفقاً لذلك يتم اقتراح طريقة لتخصيص موارد إرسال الوصلة الصاعدة المناسبة للجيل التالي من أنظمة الاتصالات المتنقلة لبيانات مطراف.

كما تتعلق عملية إرسال البيانات في نظام الاتصالات المتنقلة بالنفاذ العشوائي، ونظراً لأنّ الوصول العشوائي في نظام (LTE) الحالي يتضمن أربع خطوات، يحدث تأخير بسبب تبادل الرسائل بين المحطة والمحطة الأساسية، حيث تم اقتراح طريقة لحل المشكلة التي يواجهها نظام (LTE) في تلبية متطلبات الجيل التالي من أنظمة الاتصالات المتنقلة، والتي تتطلب وقت تأخير منخفض في موقف معين بسبب الوصول العشوائي، كما تتضمن الطريقة التي ينفذها مطراف ما يلي:

• تتضمن الطريقة تحديد قناة منطقية واحدة على الأقل لإرسال الوصلة الصاعدة استناداً إلى المدة الأولى لكل قناة منطقية والمدة الثانية لموارد الوصلة الصاعدة.

• تخصيص موارد الوصلة الصاعدة إلى حدد قناة منطقية واحدة على الأقل بناءً على ترتيب أولوية محدد مسبقاً.

• نقل البيانات على موارد الوصلة الصاعدة، والبيانات التي يتم إنشاؤها من قناة منطقية واحدة على الأقل بناءً على تخصيص موارد الوصلة الصاعدة.

ملاحظة:“LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution” و”QoS” هي اختصار لـ “Quality of Service”.

ملاحظة:“IoT” هي اختصار لـ “Internet of Things” و”LCP” هي اختصار لـ “Logical channel priorities”.

مبدأ عمل عملية إرسال البيانات في نظام الاتصالات المتنقلة

تشتمل المحطة الطرفية على جهاز إرسال واستقبال ووحدة تحكم مقترنة بجهاز الإرسال والاستقبال ومهيأة للتحكم، وتتضمن الطريقة تحديد قناة منطقية واحدة على الأقل لإرسال الوصلة الصاعدة بناءً على المدة الأولى لكل قناة منطقية ومدة ثانية لموارد الوصلة الصاعدة، وتخصيص موارد الوصلة الصاعدة إلى المحدد على الأقل قناة منطقية واحدة تستند إلى ترتيب أولوية محدد مسبقاً، ونقل البيانات على موارد الوصلة الصاعدة والبيانات التي يتم إنشاؤها من قناة منطقية واحدة على الأقل بناءً على تخصيص موارد الوصلة الصاعدة.

ومن خلال اقتراح إجراء تسليم متعدد التوصيلات مع خلية مستهدفة في نظام اتصالات متنقل من الجيل التالي، يمكن للكشف الحالي إرسال أو استقبال البيانات دون تداخل زمني عندما يقوم طرف ما بعملية تسليم، بالإضافة إلى ذلك قد يقلل من احتمالية فشل التسليم من خلال السماح للمطاريف بإجراء التسليم وفقًا لشرط تم استلامه من محطة أساسية.

بالإضافة إلى ذلك قد يقلل من عدد الحزم المفقودة من خلال السماح للمحطة بإجراء التسليم وفقاً لظروف مستلمة من المحطة الأساسية وتنفيذ عملية محددة مسبقاً، ويتم اعتماد طريقة لتخصيص موارد إرسال الوصلة الصاعدة بسرعة وكفاءة لبيانات المحطة، وبالتالي تقليل حمل المعالجة واستهلاك البطارية للطرف في الجيل التالي من نظام الاتصالات المتنقلة، والذي يدعم خدمات البيانات ذات السعة العالية والسرعة العالية ويلبي متطلبات جودة الخدمة (QoS) المختلفة.

يمكن أن يقلل من وقت التأخير من خلال السماح لمحطة ومحطة أساسية باستخدام نفاذ عشوائي من خطوتين وفقًا للحالة في نظام اتصالات متنقل من الجيل التالي، في الحالة وأثناء مراحل الانقطاع يتم قطع إرسال البيانات على الأقل إلى محطة متنقلة معينة تقوم بالبحث عن القناة المجاورة، بينما يمكن الاستمرار في الإرسال إلى محطات متنقلة أخرى، ويمكن تحقيق ذلك من خلال استخدام وصول متعدد طريقة ، على سبيل المثال طريقة (CDMA).

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

تطور عمل عملية إرسال البيانات في نظام الاتصالات المتنقلة

يحتوي إطار (GSM) المرسل عن طريق محطة (GSM) الأساسية على ثماني فترات زمنية تحتوي كل منها على حزمة بيانات، وحزم البيانات المرسلة من محطة (GSM) الأساسية (BS) مثل حزم بيانات المزامنة أي حزم البيانات واندفاع التزامن، حزم بيانات تصحيح التردد كحزم البيانات المميزة واندفاع تصحيح التردد وحزم البيانات العادية، وكلها تابعة لنفس الإطار الزمني. تنقل محطات (GSM) الأساسية جميع الأطر الزمنية العشرة (إطارات GSM) بحوالي (4 مرات).

وبعد 11 إطاراً زمنياً لإطارات (GSM) يكون إجمالي (51 إطاراً زمنياً)، وحزمة بيانات تصحيح التردد وإطار زمني واحد في وقت لاحق ومزامنة حزمة البيانات، وإذا تم إدراج مراحل الانقطاع المستندة إلى معيار (GSM) بفترة (26 إطاراً زمنياً)، فإنّ حقيقة أنّ الفترة من (51 إطاراً زمنياً) والفترة المكونة من (26 إطاراً زمنياً) ليس لها قاسم مشترك ستؤدي إلى حدوث تحول دوري في فترتان زمنيتان.

إذا تم تقليل المدة الإجمالية القصوى الفعالة لمراحل الانقطاع، من (11 إطار) مراقبة إلى 10 أو 9 إطارات مراقبة عند مراقبة محطات (GSM) الأساسية، أثناء مرحلة الاستدعاء لمحطة متنقلة (MS) ومحطة (UMTS) الأساسية (BS)، يمكن تحسين إرسال البيانات في سياق النداء بواسطة محطة متنقلة (MS) عبر المحطة القاعدة (BS).

والانخفاض المصاحب في احتمالية الكشف صغير نسبيًا وبالتالي فهو مقبول، ويتم إرسال حزم البيانات التي سيتم اكتشافها بواسطة محطة قاعدة ثانية (BS) ضمن إطارات (GSM)، ويتم إدخال مراحل الانقطاع لمراقبة القناة المجاورة في إرسال بيانات الوصلة الهابطة من محطة قاعدة (UMTS) إلى محطة متنقلة (MS)، مع فترة (52 إطار GSM) بين بداية مرحلة الانقطاع الأولى ومرحلة الانقطاع الثانية.

• “UMTS” هي اختصار لـ “Universal Mobile Telecommunications System” و”MS” هي اختصار لـ “mobile station”.

• “GSM” هي اختصار لـ “Global System for Mobile communication” و”BS” هي اختصار لـ “Base Station”.