كيفية إرسال واستقبال البيانات في نظام الاتصالات اللاسلكية

تتوفر طريقة لإرسال واستقبال البيانات في نظام اتصال لاسلكي وجهاز لذلك، حيث في طريقة إرسال بيانات الوصلة الهابطة في نظام اتصال لاسلكي، تقوم محطة أساسية بتعيين بيانات الوصلة الهابطة الأولى إلى منطقة قناة مشتركة للوصلة الهابطة (PDSCH)، وفقاً لبنية رتل راديوية تعتمد على فاصل زمني للإرسال (TTI).

أساسيات إرسال واستقبال البيانات في نظام الاتصالات اللاسلكية

ترسم المحطة الأساسية بيانات الوصلة الهابطة الثانية إلى منطقة (PDSCH) قصيرة أي (sPDSCH) وفقاً لهيكل رتل راديوي ثانٍ قائم على (TTI)، وتنقل بيانات الوصلة الهابطة الأولى وبيانات الوصلة الهابطة الثانية بواسطة المحطة الأساسية، كما يعتمد نظام اتصال لاسلكي على طريقة إرسال واستقبال البيانات في بنية إطار راديوي على أساس فاصل زمني؛ للإرسال على مستويين (TTI) في نظام اتصال لاسلكي وجهاز يدعم عملية الاتصال.

تم تطوير أنظمة الاتصالات المتنقلة لتوفير الخدمات الصوتية مع ضمان نشاط المستخدم، ومع ذلك فقد توسع نظام الاتصالات المتنقلة ليشمل خدمات الصوت فحسب بل خدمات البيانات أيضاً، وفي الوقت الحاضر نظراً للزيادة الهائلة في حركة المرور، يحدث نقص في الموارد ويطلب المستخدمون خدمات عالية السرعة لذا فإنّ نظام اتصالات الهاتف المحمول الأكثر تقدماً هو مطلوب.

متطلبات الجيل التالي من نظام الاتصالات المتنقلة هي إلى حد كبير قبول حركة البيانات المتفجرة، وزيادة كبيرة في معدل الإرسال لكل مستخدم، وزيادة عدد الأجهزة المتصلة إلى حد كبير وزمن انتقال منخفض للغاية من طرف إلى طرف ودعم كفاءة عالية في استخدام الطاقة، كما يمكن تحقيق هذه الغاية بحيث يتم دراسة الاتصال المزدوج والمخرجات المتعددة ذات المدخلات المتعددة الضخمة (MIMO)، والازدواج الكامل في النطاق والوصول المتعدد غير المتعامد (NOMA)، والنطاق العريض الفائق ودعم التقنيات المختلفة مثل النطاق العريض وشبكات الجهاز.

• “TTI” هي اختصار لـ “Transmission-Time-Interval” و”NOMA” هي اختصار لـ “Non-orthogonal-multiple-access”.

• “MIMO” هي اختصار لـ “multiple-input-multiple-output” و”PDSCH” هي اختصار لـ “Physical-Downlink-Control-Channel”.

مبدأ عمل إرسال واستقبال البيانات في نظام الاتصالات اللاسلكية

بتم اعتماد هيكل إطار لاسلكي قائم على (TTI) من مستويين لمحطة تتطلب اتصالات بيانات بزمن انتقال منخفض في نظام اتصال لاسلكي عريض النطاق في المستقبل، وبالإضافة إلى ذلك فإنّ هدف النظام عبارة عن هيكل إطار (TTI) قصير للإرسال بزمن انتقال منخفض في بعض النطاقات الفرعية داخل نفس النطاق، أو في نطاق معين لتقليل التأثير على الطرف القديم الحالي.

بالإضافة إلى ذلك يتم اعتماد طريقة لإرسال واستقبال البيانات في بنية إطار راديوي مُعرَّفة حديثاً على مستويين على أساس (TTI)، وفي طريقة لإرسال بيانات الوصلة الهابطة في نظام اتصال لاسلكي توفر المحطة الأساسية الوصلة الهابطة الأولى في منطقة القناة المشتركة، للوصلة الهابطة المادية (PDSCH) وفقاً لفاصل زمني للإرسال الأول (TTI) هيكل إطار الراديو القائم.

وكذلك بيانات الخرائط، حيث تقوم المحطة الأساسية بتعيين بيانات الوصلة الهابطة الثانية إلى منطقة (PDSCH) قصيرة وفقاً لهيكل إطار راديوي ثانٍ قائم على (TTI)، وتقوم المحطة الأساسية بأداء بيانات الوصلة الهابطة الأولى وبيانات الوصلة الهابطة الثانية وقد تتضمن خطوة الإرسال، كما يعتمد النظام على محطة أساسية لإرسال بيانات الوصلة الهابطة في نظام اتصال لاسلكي، تتألف من وحدة تردد لاسلكي (RF) ومعالج لإرسال واستقبال إشارة لاسلكية.

أمّا المعالج هو الفاصل الزمني للإرسال (TTI) وتعيين بيانات الوصلة الهابطة الأولى لمنطقة قناة الوصلة الهابطة المادية المشتركة (PDSCH) وفقاً لهيكل الرتل الراديوي الأساسي، وتعيين بيانات الوصلة الهابطة الثانية إلى منطقة (sPDSCH) وفقاً لهيكل الرتل الراديوي الثاني القائم على (TTI)، قد يتم تكوينه لإرسال بيانات الوصلة الهابطة الأولى وبيانات الوصلة الهابطة الثانية.

وفي طريقة لتلقي بيانات الوصلة الهابطة في نظام اتصال لاسلكي يتم تكوين محطة لأداء الوصلة الهابطة الأولى في منطقة القناة المشتركة للوصلة الهابطة المادية (PDSCH)، وفقاً للفاصل الزمني الأول للإرسال (TTI) أي هيكل إطار راديوي قائم على أساس.

واستقبال بيانات الوصلة واستقبال بيانات الوصلة الهابطة الثانية بواسطة المطراف في منطقة (PDSCH) قصيرة (sPDSCH) وفقاً لهيكل رتل راديوي ثانٍ قائم على (TTI)، ومحطة لتلقي بيانات الوصلة الهابطة في نظام اتصال لاسلكي، ويشتمل على وحدة تردد لاسلكي (RF) ومعالج لإرسال واستقبال إشارة راديو والمعالج هو (TTI) تم تكوينه لاستقبال بيانات الوصلة الهابطة الأولى في منطقة (PDSCH) وفقاً لهيكل الرتل الراديوي الأساسي، واستقبال بيانات الوصلة الهابطة الثانية في منطقة (sPDSCH) وفقاً لهيكل الرتل الراديوي الثاني القائم على (TTI Can).

• “RF” هي اختصار لـ “Radio-Frequency”.

تطور عمل إرسال واستقبال البيانات في نظام الاتصالات اللاسلكية

يجب أن تكون خلية الوصلة الهابطة التي يتم تعيين بيانات الوصلة الهابطة الأولى لها وخلية الوصلة الهابطة التي يتم تعيين بيانات الوصلة الهابطة الثانية لها هي نفسها، ونطاق فرعي واحد على الأقل في خلية الوصلة الهابطة هو بنية الرتل الراديوية الثانية القائمة على (TTI)، ويمكن تجميع خلية الوصلة الهابطة الأولى التي يتم تعيين بيانات الوصلة الهابطة الأولى لها وخلية الوصلة الهابطة الثانية، التي يتم تعيين بيانات الوصلة الهابطة الثانية إليها ويمكن تجميع خلية الوصلة الهابطة الأولى وخلية الوصلة الهابطة الثانية.

كما يمكن تشكيل نطاق فرعي واحد أو أكثر في خلية الوصلة الهابطة الثانية باستخدام بنية الرتل الراديوية الثانية القائمة على (TTI)، ويجب أن يكون حجم (TTI) هو نفس عدد الرموز في منطقة (sPDSCH) وأن يكون حجم (TTI) الآخر مساوياً لمجموع عدد الرموز في منطقة (sPDCCH) وعدد الرموز في منطقة (sPDSCH).

كما يمكن تعيين خلية الوصلة الهابطة الأولى كخلية ثانوية ويمكن تعيين خلية الوصلة الهابطة الثانية كخلية أولية، ويمكن تعيين كل من خلية الوصلة الهابطة الأولى وخلية الوصلة الهابطة الثانية كخلية أولية ويمكن أن يتضمن كذلك إرسال معلومات عن بنية الرتل الراديوية الثانية، والقائمة على (TTI) من خلال رسالة التحكم في الموارد الراديوية (RRC).

يكون للمحطة الأساسية معنى كعقدة طرفية لشبكة تتصل مباشرة بالقناة، وقد يتم تنفيذ العملية على أنّها تؤديها المحطة الأساسية بواسطة عقدة عليا للمحطة الأساسية، كما أنّ العمليات المختلفة التي يتم إجراؤها للاتصال بمطاريف في شبكة تشتمل على عدد كبير من عقد الشبكة، بما في ذلك محطة قاعدة يمكن إجراؤها بواسطة المحطة الأساسية أو عقد الشبكة بخلاف المحطة الأساسية.

يمكن استبدال (BS) بمصطلحات مثل المحطة الثابتة والعقدة B والعقد B المتطور (eNB) ونظام الإرسال والاستقبال الأساسي (BTS) ونقطة الوصول (AP)، بالإضافة إلى ذلك قد تكون المحطة الطرفية ثابتة أو متنقلة ومعدات المستخدم (UE) ومحطة متنقلة (MS) ومحطة المستخدم، ومحطة المشترك المحمول (MSS) ومحطة المشترك (SS) ومحطة متنقلة متقدمة (AMS) ومحطة لاسلكية، وجهاز اتصال من نوع الجهاز (MTC) وجهاز من آلة إلى آلة (M2M) وجهاز من جهاز إلى جهاز (D2D).

• “BS” هي اختصار لـ “Base station” و”AMS” هي اختصار لـ “advanced-mobile-station”

• “RRC” هي اختصار لـ “Radio-Resource-Control” و”BTS” هي اختصار لـ “Base-transceiver-station”.

• “AP” هي اختصار لـ “Access-Point” و”MS” هي اختصار لـ “Mobile-station”.

• “MTC” هي اختصار لـ “Machine-type-communication” و”D2D” هي اختصار لـ “Device-to-Device”.

• “SS” هي اختصار لـ “subscriber-station” و”UE” هي اختصار لـ “User-equipment”.

• “M2M” هي اختصار لـ “Machine-to-machine” و”MSS” هي اختصار لـ “mobile-switching-station”.