كيفية استعادة الحزمة في نظام الاتصالات اللاسلكية

يقوم نظام اتصال من الجيل الخامس (5G) أو ما قبل (5G) لدعم معدلات بيانات أعلى بعد أنظمة اتصالات الجيل الرابع (4G) مثل التطور طويل الأمد (LTE)، كما يتم توفير طريقة لجهاز المستخدم (UE) لإجراء استرداد فشل الحزمة في نظام الاتصالات اللاسلكية.

أساسيات استعادة الحزمة في نظام الاتصالات اللاسلكية

يتضمن استعادة الحزمة في نظام الاتصالات اللاسلكية استقبال إشارة مرجعية واحدة على الأقل لكشف فشل الحزمة (RS) وحزمة (RS) مرشحة جديدة واحدة على الأقل من محطة قاعدة (BS)، عبر قناة الوصلة الهابطة (DL) وتحديد مجموعة من موارد (RS)، تشتمل على فهرس واحد على الأقل من (RS) للكشف عن فشل الحزمة، وتحديد مجموعة من موارد (RS) تشتمل على فهرس لحزمة (RS) مرشح جديدة واحدة على الأقل.

كما يتم تحديد مجموعة موارد تحكم مخصصة تم استلامها من (BS) لطلب استرداد فشل الحزمة وإرسال طلب استرداد فشل الحزمة، فيما يتعلق بقياس جودة ما لا يقل عن (RS) واحد للكشف عن فشل الحزمة من خلال قناة نفاذ عشوائي مادية (PRACH) إلى المحطة القاعدة، وتلقي استجابة فشل الحزمة من (BS) استجابة لطلب استرداد فشل الحزمة بناءً على (CORESET) المخصص والمشار إليه لتجهيزات (UE).

يتم اعتماد (4G) لتلبية الطلب على حركة المرور في نظام اتصالات البيانات الراديوية، وقد بذلت الجهود لتطوير نظام اتصالات (5G) المحسن أو نظام اتصالات ما قبل (5G)، ولهذا السبب يُطلق على نظام اتصالات (5G) بنظام اتصال (Beyond 4G Network) أو نظام (Post LTE)، ومن أجل تحسين شبكة النظام طور نظام اتصالات (5G) خلايا صغيرة وخلايا صغيرة متقدمة، وشبكة وصول للراديو السحابي (Cloud RAN) وشبكة فائقة الكثافة واتصال من جهاز إلى جهاز (D2D).

يتم توفير جهاز مستخدم (UE) لاستعادة فشل الحزمة في نظام اتصال لاسلكي وتشتمل تجهيزات المستعمل على جهاز إرسال واستقبال مُكوَّن لاستقبال إشارة مرجعية واحدة على الأقل؛ لكشف فشل الحزمة (RS) وحزمة (RS) مرشحة جديدة واحدة على الأقل من محطة قاعدة (BS) عبر قناة الوصلة الهابطة (DL).

تشتمل تجهيزات المستعمل كذلك على معالج مقترن عملياً بجهاز الإرسال والاستقبال والمعالج الذي يحدد مجموعة من موارد (RS)، والتي تشتمل على فهرس لاكتشاف فشل حزمة واحد على الأقل (RS) ويتضمن فهرساً لحزمة مرشح جديدة واحدة على الأقل (RS) حدد مجموعة من موارد (RS)، وكذلك تحديد مجموعة موارد تحكم مخصصة (CORESET) تم استلامها من (BS) لطلب استرداد فشل الحزمة.

يرسل جهاز الإرسال والاستقبال إلى (BS) طلب استرداد فشل الحزمة فيما يتعلق بقياس الجودة لاكتشاف فشل حزمة واحدة على الأقل (RS)، عبر قناة وصول عشوائي مادية (PRACH) واستجابة لطلب استرداد فشل الحزمة بناءً على (CORESET) المخصص المشار إليه (UE)، وتلقي استجابة فشل الحزمة من (BS).

• “LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution” و”BS” هي اختصار لـ “Base Station”.

• “PRACH” هي اختصار لـ “Physical Random Access Channel” و”UE” هي اختصار لـ “User equipment”.

• “DL” هي اختصار لـ “down link” و”D2D” هي اختصار لـ “Device to Device”.

• “RAN” هي اختصار لـ “Radio access network” و”5G” هي اختصار لـ “5th generation mobile network”.

مبدأ عمل استعادة الحزمة في نظام الاتصالات اللاسلكية

يتم توفير (BS) لاستعادة فشل الحزمة في نظام اتصال لاسلكي وتشتمل (BS) على معالج تم تكوينه لتحديد مجموعة من موارد (RS)، بما في ذلك فهرس لاكتشاف فشل حزمة واحدة على الأقل (RS) ولتحديد مجموعة من موارد (RS) بما في ذلك فهرس لحزمة (RS) مرشح جديدة واحدة على الأقل، كما تشتمل BS كذلك على جهاز إرسال أو استقبال مرتبط عملياً بالمعالج.

وكذلك جهاز الإرسال والاستقبال الذي يرسل على الأقل (RS) اكتشاف فشل حزمة واحد وحزمة مرشح جديدة واحدة على الأقل (RS) إلى (UE) عبر قناة (DL)، ويكتشف عطل حزمة واحدة على الأقل عبر (PRACH Receiving) طلب استرداد فشل الحزمة من (UE) فيما يتعلق بقياس جودة (RS)، حيث يتم تكوين المعالج بشكل إضافي لتحديد (CORESET) مخصص لطلب استرداد فشل الحزمة، أي استجابة لطلب استرداد فشل الحزمة بناءً على (CORESET) المخصص المشار إليه إلى (UE) وإرسال استجابة فشل الحزمة إلى (UE).

في شبكة الاتصالات اللاسلكية يتم تمكين الوصول إلى الشبكة وإدارة الموارد الراديوية (RRM) عن طريق إشارات تزامن الطبقة المادية وإجراءات طبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC)، وعلى وجه الخصوص تحاول معدات المستخدم (UE) الكشف عن وجود إشارة تزامن مع هوية خلية (ID) واحدة على الأقل للوصول الأولي.

وبمجرد أن تكون تجهيزات المستعمل في الشبكة ومرتبطة بخلية الخدمة تراقب تجهيزات المستعمل عدة خلايا مجاورة بمحاولة اكتشاف إشارة تزامنها أو عن طريق قياس (RS) الخاصة بالخلية المرتبطة بها، أمّا بالنسبة للأنظمة الخلوية من الجيل التالي مثل واجهة أو وصول لاسلكي جديد لشراكة الجيل الثالث (3GPP-NR) والنطاق العريض المتنقل المحسّن (eMBB).

وكذلك زمن انتقال منخفض موثوق للغاية (URLLC) واتصالات ضخمة من نوع الجهاز (mMTC)، ولكل منها تغطية مختلفة آليات اكتساب، أو تتبع فعالة لموارد راديوية متكاملة تعمل في حالات استخدام مختلفة مثل المتطلبات ونطاقات التردد المقابلة مع خسارة انتشار مختلفة.

• “MAC” هي اختصار لـ “Medium access control” و”mMTC” هي اختصار لـ “Massive Machine-Type Communications”.

• “URLLC” هي اختصار لـ “Ultra Reliable Low Latency Communications” و”eMBB” هي اختصار لـ “enhanced Mobile Broad band”.

• “3GPP-NR” هي اختصار لـ “3rd Generation Partnership Project new radio” و”RRM” هي اختصار لـ “Radio resource management”.

• “ID” هي اختصار لـ “Identifier”.

تطور عمل استعادة الحزمة في نظام الاتصالات اللاسلكية

لتحقيق معدلات بيانات عالية يتم النظر في تنفيذ أنظمة اتصالات (5G) في نطاق التردد الفائق (mmWave) كالنطاق (60 جيجاهرتز)، ومن أجل تقليل فقد انتشار الموجات الراديوية وزيادة تغطية الإرسال وفي نظام اتصالات (5G)، تشكيل الحزمة ومجموعة ضخمة متعددة المدخلات أو المخرجات (MIMO) كامل الأبعاد أي (FD-MIMO) وصفيف هوائي (هوائي صفيف) وتشكيل الحزمة التناظرية وتناقش تقنيات الهوائي واسعة النطاق.

بالإضافة إلى ذلك من أجل تحسين شبكة النظام وفي نظام اتصالات 5G هناك خلية صغيرة محسّنة وشبكة وصول للراديو السحابي (Cloud RAN)، وشبكة فائقة الكثافة وتطورات تقنية من جهاز إلى جهاز (D2D) تشمل الاتصالات إلى الجهاز والاتصالات اللاسلكية، وشبكات الهاتف المحمول والاتصالات التعاونية والإرسال المنسق متعدد النقاط والاستقبال وإلغاء التخفيف من التداخل.

• “MIMO” هي اختصار لـ “Multiple Input/Multiple Output”.

• “FD-MIMO” هي اختصار لـ “Full Dimension Multiple Input/Multiple Output”.