الهندسةهندسة الاتصالات

كيفية البث في نظام الاتصالات من آلة إلى آلة

الاتصال من آلة إلى آلة (M2M) أو الاتصال من نوع الآلة (MTC) هو مصطلح يمكن استخدامه للإشارة إلى تقنيات اتصال البيانات التي تسمح للأجهزة الآلية بالتواصل مع بعضها البعض دون تدخل بشري، وعلى سبيل المثال قد تشير (M2M) أو (MTC) إلى الاتصالات من الأجهزة التي تدمج أجهزة الاستشعار أو العدادات لقياس المعلومات أو التقاطها ونقل هذه المعلومات إلى خادم أو تطبيق مركزي.

 

أساسيات البث في نظام الاتصالات من آلة إلى آلة

 

يمكن استخدام أجهزة (MTC) في عدد من التطبيقات المختلفة وعلى سبيل المثال لجمع المعلومات أو للسماح بالسلوك الآلي للآلة، حيث تشمل الأمثلة على تطبيقات أجهزة (MTC) القياس الذكي ومراقبة المخزون ومراقبة مستوى المياه ومراقبة المعدات، ومراقبة الرعاية الصحية ومراقبة الحياة البرية ومراقبة الطقس والأحداث الجيولوجية وإدارة الأسطول وتتبعه والكشف الأمني ​​عن بُعد.

 

ونظراً لأنّ صناعات مثل السيارات والأمن والرعاية الصحية تتبنى أجهزة (MTC) لزيادة الإنتاجية وإدارة التكلفة أو توسيع خدمة العملاء فمن المتوقع أن ينمو سوق أجهزة (MTC) بسرعة، وقد تستخدم أجهزة (MTC) مجموعة متنوعة من تقنيات الاتصالات السلكية أو اللاسلكية، وعلى سبيل المثال قد يتم توصيل أجهزة (MTC) عبر تقنيات خلوية لاسلكية متنوعة أو تقنيات شبكات لاسلكية مختلفة، وعلى سبيل المثال (IEEE 802.11 (Wi-Fi)) و(IEEE 802.16 (WiMAX)).

 

يمكن التواصل مع الشبكة وقد تتواصل أجهزة (MTC) مع بعضها البعض باستخدام تقنيات نظير إلى نظير متنوعة مثل (Bluetooth) و(ZigBee) أو تقنيات شبكات مخصصة أو شبكة متداخلة أخرى، وأدى توسع الشبكات اللاسلكية المتعددة الوصول حول العالم إلى تسهيل إجراء اتصالات (MTC)، ممّا قلل من مقدار الطاقة والوقت المطلوبين لتوصيل المعلومات بين الأجهزة.

 

تتيح هذه الشبكات أيضاً عدداً من الفرص التجارية الجديدة والاتصالات بين المستهلكين والمنتجين فيما يتعلق بمبيعات المنتجات، وفي بعض الحالات قد يكون جهاز (MTC) موجوداً في موقع يجعل الاتصال اللاسلكي صعباً، كما أنّه قد يكون من الضروري توسيع التغطية ويتم استخدام تجميع الفاصل الزمني للإرسال (TTI) لتحقيق تمديدات تغطية معينة.

 

ومع ذلك فإنّ قنوات البث مثل قنوات البث المادية وعمليات إرسال معلومات النظام قد تتطلب أيضاً تحسين التغطية، بالإضافة إلى ذلك فإنّ الكثير من معلومات النظام التي يتم إرسالها عادةً عبر قناة البث قد لا تكون مطلوبة لتشغيل (MTC)، وبالتالي قد يكون من المفيد توفير قناة البث المادي (MTC) أو كتلة معلومات النظام الخاصة بـ (MTC) التي تسمح لجهاز (MTC) بالحد من كمية المعلومات غير الضرورية التي يتم تلقيها.

 

قد يكون من المفيد أيضاً زيادة الكفاءة في توقع عمليات الإرسال وفك تشفيرها حتى يتمكن جهاز (MTC) من تحديد التغييرات في معلومات النظام، وتحديد ما إذا كان سيتم فك تشفير معلومات نظام معينة وتتعلق السمات بواحد أو أكثر من الأنظمة والطرق والأجهزة؛ لتسهيل الاتصال بنوع الآلة في نظام اتصال لاسلكي، ويمكن استخدام تقنيات لدعم ربط أجهزة (MTC) محدودة الميزانية.

 

  • “M2M” هي اختصار لـ “Machine-to-machine”.

 

  • “MTC” هي اختصار لـ “Machine-type-communication”.

 

  • “TTI” هي اختصار لـ “Transmission-interval”.

 

مبدأ عمل البث في نظام الاتصالات من آلة إلى آلة

 

يمكن استخدام قناة بث مادية (MTC) لتسهيل الاتصال بنوع الآلة، ويمكن إرسال قناة البث المادي (MTC) عبر إطار فرعي واحد أو أكثر يختلف عن قناة البث المادية العادية، كما قد يتم تقليل الحمولة النافعة لقناة الإذاعة المادية (MTC) بالنسبة لقناة البث المادية القديمة في بعض الحالات، ويمكن أيضاً استخدام قناة البث المادية (MTC) للإشارة إلى وجود الاستدعاء أو للإشارة إلى التغييرات في معلومات النظام.

 

تتضمن طريقة تسهيل الاتصال بنوع الآلة في نظام اتصال لاسلكي تلقي واحد أو أكثر من كتل معلومات النظام الخاصة بـ (MTC) على جهاز (MTC) وعلى جهاز (MTC)، ومعالجة واحدة أو أكثر من كتل معلومات النظام الخاصة بـ (MTC)، ويشتمل جهاز لتسهيل الاتصال بنوع الآلة في نظام اتصال لاسلكي على وسائل لتلقي واحد أو أكثر من كتل معلومات النظام الخاصة بـ (MTC) على الجهاز، ويعني معالجة واحدة أو أكثر من كتل معلومات النظام الخاصة بـ (MTC).

 

يشتمل جهاز لتسهيل الاتصال بنوع الآلة في نظام اتصال لاسلكي على معالج وذاكرة في اتصال إلكتروني مع المعالج وتعليمات مخزنة في الذاكرة، وقد يكون التعليمات قابلة للتنفيذ من قبل المعالج لتلقي واحدة أو أكثر من كتل معلومات النظام الخاصة بـ (MTC)، ومعالجة واحدة أو أكثر من كتل معلومات النظام الخاصة بـ (MTC) على الجهاز.

 

يتلقى منتج برنامج كمبيوتر لتسهيل الاتصال بنوع الآلة في نظام اتصال لاسلكي واحداً أو أكثر من كتل معلومات النظام الخاصة بـ (MTC) في جهاز (MTC)، ووسيط مقروء غير انتقالي بالكمبيوتر يخزن التعليمات القابلة للتنفيذ بواسطة المعالج لمعالجة واحدة أو أكثر من كتل معلومات النظام الخاصة بـ (MTC)، وفي بعض الأمثلة للطرق والأجهزة أو منتجات برامج الكمبيوتر، قد تتضمن مجموعة معلومات النظام الخاصة بـ (MTC) مجموعة من معلومات النظام المضمنة في مجموعتين، أو أكثر من مجموعات معلومات النظام الأخرى.

 

تطور عمل البث في نظام الاتصالات من آلة إلى آلة

 

يكون واحد أو أكثر من مجموعات معلومات النظام الأخرى عبارة عن كتلة معلومات النظام (SIB1) وكتلة معلومات النظام (SIB2) أو قد تتضمن كتلة معلومات النظام (SIB 12)، وقد تتضمن واحدة أو أكثر من مجموعات معلومات النظام الخاصة بـ (MTC) معلومات الوصول إلى الخلية، ومعلومات الجدولة لكتل ​​معلومات النظام الأخرى ومعلومات تكوين موارد الراديو، والوصول العشوائي لـ (MTC) معلومات تكوين القناة (RACH).

 

وكذلك معلومات تكوين قناة الترحيل (MTC) ومعلومات تكوين القناة المشتركة للوصلة الصاعدة المادية (PUSCH) والتحكم في الطاقة والمؤقت، ومعلومات تكوين موارد الراديو بخلاف معلومات تكوين (PUSCH) أو صوت حقل للإشارة المرجعية (SRS) قد يتم تضمين معلومات التكوين، كما يتضمن نظام اتصال لاسلكي وفقاً لنماذج مختلفة شبكة وصول لاسلكي أو شبكة أساسية تنفذ خدمات اتصال من نوع الماكينة وفقاً لنماذج مختلفة.

 

كما أنّ نظام اتصال لاسلكي ينفذ خدمات اتصال من نوع الجهاز عبر شبكة (LTE) أو (LTE-A)، وكما تم تكوينه لتسهيل الاتصال بنوع الآلة في نظام اتصال لاسلكي، ويتضمن شبكة وصول لاسلكي (RAN) أو شبكة أساسية التي تنفذ خدمات اتصال من نوع الجهاز، قد يشتمل النظام على عدد من أجهزة (MTC) وخادم (MTC).

 

وقد يتم توجيه الاتصالات بين الخادم  وجهاز (MTC) عبر المحطة الأساسية والتي يمكن اعتبارها جزءاً من الشبكة الأساسية (RAN)، ويمكن إجراء نقل البيانات من خادم (MTC) إلى جهاز (MTC) عبر المحطة الأساسية عبر اتصال الوصلة الأمامية، ويمكن استخدام رابط إعادة التوجيه لإرسال الإرشادات أو تحديثات البرامج أو الرسائل إلى جهاز (MTC).

 

يشتمل الاتصال بنوع الآلة على قياس المرافق والمراقبة عن بُعد والقياس وتسجيل الحالة وإدارة الأسطول وتتبع الأصول، وجمع البيانات الميدانية والتوزيع والتحكم في الوصول المادي أو التخزين ويمكن استخدامها مع تطبيقات مختلفة، وقد تقوم المحطة الأساسية بإنشاء إطار ارتباط أمامي واحد أو أكثر مع عدد صغير من القنوات لإرسال الإرشادات أو تحديثات البرامج أو الرسائل.

 

  • “SIB” هي اختصار لـ “System-Information-Block”.

 

  • “RAN” هي اختصار لـ “Radio-Access-Network”.

 

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

 

  • “SRS” هي اختصار لـ “Sounding-Reference-Signal”.

 

  • “LTE-A” هي اختصار لـ “Long-Term-Evolution-Advanced”.

 

  • “PUSCH” هي اختصار لـ “Physical-Uplink-Control-Channel”.

 

  • “RACH” هي اختصار لـ “Random-access-channel”.

المصدر
Introduction to Analog and Digital Communications/ Simon HaykinData Communication and Computer NetworkWIRELESS COMMUNICATIONS/ Andreas F. MolischTheory and Problems of Signals and Systems/ Hwei P. Hsu, Ph.D./ JOHN M. SENIOR Optical Fiber Communications Principles and Practice Third Edition

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى