كيفية التسجيل الطرفي في نظام الاتصالات اللاسلكية

متطلبات الجيل التالي من أنظمة الاتصالات المتنقلة هي بشكل عام سعة مرور البيانات القابلة للانتشار والزيادات الهائلة في معدل الإرسال لكل مستخدم، وزيادة قدرة الأجهزة المتصلة بشكل كبير والنهاية المنخفضة للغاية، كما يجب أن يكون قادراً على دعم زمن الانتقال الشامل وكفاءة الطاقة العالية.

أساسيات التسجيل الطرفي في نظام الاتصالات اللاسلكية

لغرض التسجيل الطرفي في نظام الاتصالات اللاسلكية تم اعتماد اتصال مزدوج وإخراج متعدد المدخلات ضخمة (MIMO ضخمة) مزدوج كامل في النطاق وصول متعدد غير متعامد، كما يتم البحث عن تقنيات مختلفة مثل لوصول المتعدد غير المتعامد (NOMA) ودعم النطاق العريض الفائق والشبكات الطرفية أي شبكات الأجهزة.

في الآونة الأخيرة تمت دراسة تقنيات مختلفة لتقليل استهلاك الطاقة بنشاط للأجهزة التي يكون لاستهلاك الطاقة فيها تأثير كبير على عمر الجهاز، ويمنع حالة تقييد استخدام الخدمة الطرفية التي قد تحدث عندما يكون هناك تناقض بين معلومات الشريحة المطلوبة (NSSAI)، والتي تطلبها المحطة ومعلومات الشريحة والمسموح بها (NSSAI) المسموح بها من قبل الشبكة.

المرحلة الموحدة لنظام هي طريقة لتسجيل محطة في نظام اتصال لاسلكي، حيث يتم إرسال رسالة طلب التسجيل إلى وظيفة إدارة الوصول والتنقل (AMF)، في مرحلة الإرسال يُطلب من رسالة طلب التسجيل الحصول على معلومات المساعدة في اختيار شريحة الشبكة الواحدة (S-NSSAI) المقابلة لشريحة الشبكة التي يريد الجهاز تسجيلها.

ومرحلة الحصول على (NSSAI) ومرحلة استلام رسالة قبول التسجيل من (AMF) رداً على رسالة طلب التسجيل، تكون رسالة الموافقة على التسجيل واحدة على الأقل من (S-NSSAI) الواردة في طلب (NSSAI)، وإذا تم رفضه من قبل (AMF) فيمكن أن يكون لديه مرحلة مع سبب رفض (S-NSSAI) المرفوض وكذلك (S-NSSAI) المرفوض.

كما يشير سبب الرفض أيضاً إلى أنّ (S-NSSAI) المرفوض غير متاح في القائمة المفضلة لشبكات المحمول (PLMN) أو المنطقة المسجلة حالياً، وعلاوة على ذلك يمكن أن تتضمن طريقة التسجيل أيضاً خطوة لتخزين (S-NSSAI) المرفوضة باعتبارها (NSSAI) مرفوضة بناءً على سبب الرفض، ويتم التركيز على المحطة التي تقوم بإجراء تسجيل في نظام اتصال لاسلكي، أي وحدة اتصال لإرسال واستقبال الإشارات ومعالج يتحكم في وحدة الاتصال.

• “MIMO” هي اختصار لـ “multiple-input-multiple-output”.

• “NSSAI” هي اختصار لـ “Network-Slice-Selection-Assistance-information”.

• “S-NSSAI” هي اختصار لـ “Single-Network-Slice-Selection-Assistance-information”.

• “PLMN” هي اختصار لـ “Public-land-mobile-network”.

• “AMF” هي اختصار لـ “Access and Mobility Function”.

• “NOMA” هي اختصار لـ “Non-orthogonal-multiple-access”.

مبدأ عمل التسجيل الطرفي في نظام الاتصالات اللاسلكية

يكون المعالج لديه رسالة طلب تسجيل مرسلة إلى وظيفة إدارة الوصول والتنقل (AMF) ورسالة طلب التسجيل عبارة عن شبكة واحدة تتوافق مع شريحة الشبكة التي تريد المحطة الطرفية تسجيلها، ولديها (NSSAI) المطلوبة مع معلومات مساعدة اختيار شريحة الشبكة الواحدة (S-NSSAI)، وتتلقى رسالة قبول التسجيل من (AMF) كرد على رسالة طلب التسجيل وتسجيلها.

يمكن أن يكون لرسالة الموافقة سبب لرفض (S-NSSAI) المرفوض جنباً إلى جنب مع (S-NSSAI) المرفوض إذا تم رفض واحد على الأقل من (S-NSSAIs) في الطلب (NSSAI) من قبل (AMF)، كما يمكن أن يشير سبب الرفض أيضاً إلى أنّ (S-NSSAI) المرفوض غير متاح في القائمة المفضلة لشبكات المحمول (PLMN) أو المنطقة المسجلة حالياً.

بالإضافة إلى ذلك تحتوي المحطة الطرفية أيضاً على ذاكرة لتخزين المعلومات ويمكن للمعالج تخزين (S-NSSAI) المرفوض في الذاكرة باعتباره (NSSAI) مرفوضاً بناءً على سبب الرفض، وأيضاً قد لا يحاول المعالج استخدام (S-NSSAI) المرفوض لأنّه غير صالح على (PLMN) حتى تتم إزالة (S-NSSAI) المرفوض من (NSSAI) المرفوض.

كما لا يجوز للمعالج محاولة طلب استخدام لـ (S-NSSAI) الذي تم رفضه حالياً لأنّه غير صالح في منطقة التسجيل حتى خروج الجهاز من منطقة التسجيل، وبالإضافة إلى ذلك تتضمن رسالة الموافقة على التسجيل (S-NSSAI) المسموح به عندما يسمح (AMF) بـ (S-NSSAI) باستثناء (S-NSSAI) المرفوض بين (S-NSSAI) الوارد في طلب (NSSAI)، ويمكن عقد (NSSAI) المسموح به.

عند استخدام شريحة شبكة في شبكة (5G) وبين معلومات الشريحة المطلوبة بواسطة الجهاز أي (مطلوب NSSAI) ومعلومات الشريحة التي تسمح بها الشبكة (مسموح بها NSSAI)، وله تأثير في منع حالة تقييد استخدام الخدمة الطرفية التي قد تحدث عند حدوث عدم تطابق والسماح للمحطة باستلام الخدمة بشكل أكثر كفاءة.

كما يبسط نظام الحزم المتطور (EPS) هيكل شبكة الوصول الراديوي الأرضي العالمي المتطور (E-UTRAN) التي يمكن تطبيقها، كما إنّه شكل يوضح بنية (E-UTRAN) و(EPC) في نظام الاتصال اللاسلكي الذي يمكن أن ينطبق عليها، وإنه شكل يوضح بنية بروتوكول واجهة الراديو أي بروتوكول واجهة الراديو بين طرف و(E-UTRAN) في نظام الاتصال اللاسلكي الذي يمكن تطبيقها.

كما إنّه شكل يوضح بنية بروتوكول الواجهة (S1) في نظام الاتصال اللاسلكي الذي يمكن أن ينطبق عليها وإنّه شكل يوضح بإيجاز بنية القناة المادية في نظام الاتصال اللاسلكي، وفي بعض الحالات لتجنب التعتيم يمكن حذف الهياكل والأجهزة المعروفة أو إظهارها في شكل مخططات كتلة تتمحور حول الوظائف الأساسية لكل هيكل وجهاز.

• “EPC” هي اختصار لـ “Evolved-Packet-System”.

• “E-UTRAN” هي اختصار لـ “Evolved-Universal-Terrestrial-Radio-Access-Network”.

تطور عمل التسجيل الطرفي في نظام الاتصالات اللاسلكية

يكون للمحطة الأساسية معنى كعقدة طرفية لشبكة تتصل مباشرة بالمطاريف، وقد يتم تنفيذ بعض الإجراءات على أنّها تؤديها محطة قاعدة، وفي بعض الحالات بواسطة عقدة عليا للمحطة الأساسية أي أنّه من البديهي أنّ العمليات المختلفة التي يتم إجراؤها للاتصال بمحطة في شبكة، تتكون من عدد كبير من عقد الشبكة بما في ذلك محطة أساسية يمكن إجراؤها بواسطة المحطة الأساسية أو عقد شبكة أخرى غير المحطة الأساسية.

كما يمكن استبدال “BS” بمصطلحات مثل المحطة الثابتة و(NodeB) و(المتطورة-NodeB) ونظام الإرسال والاستقبال الأساسي (BTS) ونقطة الوصول (AP)، بالإضافة إلى ذلك قد يكون “الجهاز الطرفي” ثابتاً أو متحركاً وقد يكون معدات المستخدم (UE) ومحطة متنقلة (MS) ومحطة المستخدم (UT) ومحطة المشترك المحمول (MSS) ومحطة المشترك (SS)، كما تم استبدالها بمصطلحات مثل (Station) ومحطة متنقلة متقدمة (AMS) ومحطة لاسلكية (WT) وجهازاتصال من نوع آلة (MTC) وجهاز إلى جهاز (M2M) وجهاز (D2D) .

أمّا النهاية أي معدات المستخدم، يمكن الإشارة فيها إلى الجهاز بمصطلحات مثل المحطة الطرفية والمعدات المتنقلة (ME) والمحطة المتنقلة (MS)، بالإضافة إلى ذلك قد يكون الجهاز عبارة عن جهاز محمول مثل كمبيوتر محمول أو هاتف محمول أو مساعد رقمي شخصي (PDA) أو هاتف ذكي أو جهاز وسائط متعددة أو كمبيوتر شخصي أو جهاز داخل السيارة، كما قد يكون جهازاً غير محمول وفي المحتوى المتعلق بـ (MTC) يمكن أن يشير المصطلح (Terminal) أو (Terminal) إلى محطة (MTC).

• “BS” هي اختصار لـ “Base-Station” و”MTC” هي اختصار لـ “Machine-type-communication”.

• “ME” هي اختصار لـ “mobile-equipment” و”UE” هي اختصار لـ “User-equipment”.

• “PDA” هي اختصار لـ “Personal-Digital-Assistant” و”D2D” هي اختصار لـ “Device-to-Device”.

• “M2M” هي اختصار لـ “Machine-to-machine” و”WT” هي اختصار لـ “wireless-terminal”.

• “AMS” هي اختصار لـ “advanced-mobile-station” و”SS” هي اختصار لـ “subscriber-station”.

• “MSS” هي اختصار لـ “mobile-subscriber-station” و”UT” هي اختصار لـ “User-Terminal”.

• “MS” هي اختصار لـ “mobile-station” و”BTS” هي اختصار لـ “base-transceiver-station”.

• “AP” هي اختصار لـ “access-point”.