كيفية إرسال الموقع لتحديد الموقع في الاتصالات اللاسلكية

في جهاز الاتصال اللاسلكي تتضمن إحدى الطرق النموذجية لإرسال بيانات الموقع لموقع جهاز الاتصال اللاسلكي استخدام بروتوكول اتصال لاسلكي قصير المدى؛ لتلقي دون استجواب مسبق إشارات لاسلكية من أي جهاز إرسال لاسلكي قريب، وكشف بيانات الموقع في إشارة لاسلكية من جهاز إرسال لاسلكي قريب بشكل مستقل، حيث تكون إشارة الراديو أقوى إشارة راديو تتضمن بيانات الموقع وقياس مستوى الإشارة المستقبلة للإشارة اللاسلكية من جهاز الإرسال المستقل للراديو.

أساسيات طريقة إرسال الموقع لتحديد الموقع في الاتصالات اللاسلكية

نظراً لأنّ استخدام الهواتف الخلوية وأجهزة الاتصال اللاسلكي الأخرى أصبح في كل مكان فقد زاد أيضاً عدد الخدمات التجارية، وغيرها من الخدمات اللاسلكية المتاحة لمستخدمي الأجهزة اللاسلكية إلى جانب الاتصالات الصوتيةواتصالات البيانات العادية، بحيث تعتمد بعض الخدمات اللاسلكية على الشبكة اللاسلكية التي تخدم جهازاً لاسلكياً لتوفير الموقع الجغرافي للجهاز اللاسلكي وبالتالي مستخدمه لتمكين الوظيفة المقصودة للخدمة أو تحسينها، وقد يتم توفير هذه الخدمات من قبل مشغل الشبكة اللاسلكية أو من قبل طرف ثالث.

إحدى هذه الخدمات المعروفة بشكل خاص هي “911 المحسّن” (E-911)، والتي توفر تلقائياً موقع مستخدم الجهاز اللاسلكي إلى مركز الإرسال، أو نقطة وصول الخدمة العامة (PSAP) عندما يقوم المستخدم بإجراء مكالمة إلى 911 لخدمات الطوارئ، كما يمكن أن تكون معلومات الموقع هذه مهمة نظراً لأنّ المتصل غالباً ما يكون غير قادر على إبلاغ مشغل 911 شفهياً بموقعه، ولأنّ الاتصال لا يتم عبر خط أرضي فلا يوجد عنوان مادي مرتبط بالطرف المتصل.

تشمل الخدمات اللاسلكية الأخرى المتوفرة عدداً متزايداً من الخدمات التجارية القائمة على الموقع (LBS) مثل المعلومات أو خدمات الترفيه، وقد يتم تسليم أو عرض (LBS) بشكل انتقائي لمستخدمي الأجهزة اللاسلكية الفردية بناءً على قرب المستخدم من موقع معين، أو قد يتم تخصيصها بناءً على موقع المستخدم الحالي، وبالتالي بالإضافة إلى الاتصالات الصوتية والبيانات الأساسية يمكن للهاتف الخلوي أو أي جهاز اتصال لاسلكي آخر أن يوفر العديد من الخدمات الأخرى المهمة، والمريحة لمستخدمه إذا كان من الممكن تحديد موقعه.

يشتمل جهاز إرسال الموقع على وحدة إرسال لاسلكية تم تكوينها لإرسال إشارة تحتوي على بيانات الموقع لجهاز نقل الموقع بشكل مستقل إلى أي جهاز اتصال لاسلكي قريب مجهز؛ لاستقبال تلك الإشارة ووحدة الذاكرة التي تخزن بيانات الموقع لجهاز نقل الموقع، ومصدر طاقة تم تكوينه لتوفير الطاقة لوحدة الإرسال اللاسلكي.

• “PSAP” هي اختصار لـ “Public-safety-answering-point”.

• “LBS” هي اختصار لـ “Location-based-Services”.

مبدأ إرسال الموقع لتحديد الموقع في الاتصالات اللاسلكية

يتم توفير طريقة لجهاز إرسال الموقع لتوفير بيانات الموقع لأي جهاز اتصال لاسلكي قريب، وتتضمن الطريقة قبول بيانات الموقع لموقع ما، وتخزين بيانات الموقع في وحدة ذاكرة ونقل بيانات الموقع بشكل مستقل إلى أي جهاز اتصال لاسلكي قريب باستخدام جهاز إرسال لاسلكي قصير المدى، كمايتم توفير طريقة لجهاز لاسلكي لنقل موقعه.

وتتضمن الطريقة استخدام بروتوكول اتصال لاسلكي قصير المدى لتلقي دون استجواب مسبق إشارات لاسلكية من أي جهاز إرسال لاسلكي قريب، يكتشف بيانات الموقع في إشارة راديوية من جهاز إرسال لاسلكي قريب ومستقل يتم التخلص منه في الموقع ونقل بيانات الموقع إلى طرف ثالث، وتُعد الهواتف الخلوية وأجهزة الاتصال اللاسلكي الأخرى أدوات قيمة؛ لتوفير موقع المستخدم لموفري الخدمات اللاسلكية من أجل سلامة وراحة المستخدم، ولكن هذه الوظيفة تعاني من قيود مهمة.

على وجه التحديد من المتطلبات الشائعة لهذه الخدمات أن الشبكة اللاسلكية التي تخدم المستخدم أو موفر معلومات الموقع من جهة خارجية تحدد بدقة الموقع الجغرافي للمستخدم، بينما في الممارسة العملية الطريقتان الأكثر شيوعاً التي تحدد بها الشبكات اللاسلكية المواقع الجغرافية، أي تحديد المواقع العالمي بمساعدة (A-GPS) وفرق وقت الوصول (TDOA)، وغالباً ما يكونان غير قادرين على توفير أكثر من موقع تقريبي للمستخدم.

يعتمد نظام (A-GPS) على جهاز اتصال لاسلكي يستقبل الإشارات المرسلة عن طريق الأقمار الصناعية التي تدور في مدار في كوكبة (GPS)، حيث يعاني (A-GPS) من القيود التي تمنع أجهزة الاتصال اللاسلكي الموجودة داخل المباني الكبيرة في كثير من الأحيان من استقبال إشارات (GPS) ذات القوة الكافية أو من عدد كافٍ من أقمار (GPS) الصناعية للسماح بتحديد الموقع بدقة، وعلاوة على ذلك حتى إذا كان بإمكان (A-GPS) تحديد الموقع العام لجهاز الاتصال اللاسلكي، فلا يمكن حل معلومات الموقع الدقيقة بدقة ضرورية للعديد من الخدمات اللاسلكية.

يتضمن نظام (TDOA) استلام إشارات من جهاز اتصال لاسلكي عن طريق محطات قاعدية متعددة في شبكة الخدمة التي يحتفظ كل منها بساعة دقيقة للغاية، كما يتم حساب موقع المستخدم بناءً على الاختلاف في الأوقات التي تتلقى فيها كل محطة أساسية إشارات من جهاز الاتصال اللاسلكي، ويعاني نظام (TDOA) من عدد من القيود بما في ذلك دقة أقل بشكل عام مّما يوفره نظام (A-GPS).

بالإضافة إلى ذلك يصبح أسلوب (TDOA) أقل دقة في البيئات ذات الانتشار القوي متعدد المسارات وهو ما يحدث في المناطق الحضرية، وعلاوة على ذلك لن يعمل نظام (TDOA) على الإطلاق عندما لا يمكن استقبال إشارة من جهاز اتصال لاسلكي إلا عن طريق محطة قاعدية واحدة أو محطتين، وهو ما يحدث غالباً عندما يوجد جهاز اتصال لاسلكي داخل مبنى كبير.

• “TDOA” هي اختصار لـ “Time-Difference-Of-Arrival”.

• “A-GPS” هي اختصار لـ “Assisted-Global-Positioning-System”.

تطور طريقة إرسال الموقع لتحديد الموقع في الاتصالات اللاسلكية

يتم تكوين جهاز إرسال الموقع لإرسال إشارة تحتوي على بيانات الموقع بشكل مستقل إلى أي جهاز اتصال لاسلكي قريب ومهيأ بشكل مناسب، ممّا يتيح للجهاز اللاسلكي تقديم معلومات دقيقة عن الموقع لموفري الخدمة اللاسلكية، ويشتمل جهاز إرسال الموقع على مصدر طاقة ووحدة إرسال لاسلكي ووحدة تحكم ووحدة ذاكرة.

كما أنّ جهاز إرسال الموقع تم تكوينه لنقل بيانات الموقع الدقيقة والدقيقة بشكل مستقل إلى جهاز اتصال لاسلكي ممكّن بشكل مناسب، بحيث يكون لجهاز الاتصال اللاسلكي معلومات موقع أكثر دقة بكثير مما كان عليه عند الاعتماد على مخططات الفن السابق لتحديد موقع المستخدم، ويوفر مصدر الطاقة الطاقة الكهربائية لجهاز نقل الموقع.

ومزود الطاقة يوفر طاقة التيار المستمر لمكونات جهاز نقل الموقع حسب الحاجة، بما في ذلك وحدة الإرسال اللاسلكي ووحدة التحكم ووحدة الذاكرة، بحيث يشتمل مصدر الطاقة على مصدر طاقة تيار مستمر تم تكوينه للعمل على طاقة التيار المتردد التقليدية، عبر القابس ومقبس التيار المتردد التقليدي وبدلاً من ذلك قد يكون مصدر طاقة التيار المستمر موصلاً بمصدر طاقة التيار المتردد.

كما يشتمل مصدر الطاقة أيضاً على بطارية يمكن أن تعمل كمصدر للطاقة الاحتياطية لضمان استمرار تشغيل جهاز إرسال الموقع في حالة انقطاع التيار المتردد، وبدلاً من ذلك قد تعمل البطارية كمصدر طاقة أساسي لجهاز إرسال الموقع، بحيث يمكن استخدام جهاز نقل الموقع في المناطق التي لا تتوفر فيها طاقة التيار المتردد التقليدية، وقد تكون البطارية بطارية تقليدية أو قابلة لإعادة الشحن.

ينفذ جهاز التحكم التعليمات الخاصة بتشغيل جهاز إرسال الموقع، ولهذه الغاية يتم تكوين وحدة التحكم لتلقي معلومات البرمجة والتي قد تتضمن تعليمات تشغيل لجهاز إرسال الموقع، وقد تتضمن معلومات البرمجة معلومات الموقع الأخرى أن يتم إرسالها عن طريق وحدة الإرسال الراديوي أثناء التشغيل العادي لجهاز إرسال الموقع، وتتوافق معلومات الموقع هذه مع الموقع الدقيق لجهاز إرسال الموقع.