كيفية التشغيل البيني متعدد الراديو في شبكات الاتصالات اللاسلكية غير المتجانسة

يتم توفير طريقة للتشغيل البيني متعدد الراديو لتوفير وصول خلوي و(WLAN) متكامل لجهاز راديو متعدد بحيث تحصل المحطة الأساسية، والتي تخدم في الشبكة الخلوية أولاً على معلومات الشبكة المحلية اللاسلكية (WLAN) ثم تعيد توجيه معلومات (WLAN) إلى جهاز خدمة، بحيث يكون جهاز الخدمة قادراً على الاتصال بكل من الشبكة الخلوية والشبكة المحلية اللاسلكية.

أساسيات التشغيل البيني متعدد الراديو في شبكات الاتصالات اللاسلكية غير المتجانسة

قد تشتمل معلومات (WLAN) على معلومات المسح أو معلومات (WLAN QoS) أو معلومات (WLAN layer-3) أو معلومات نقطة وصول (WLAN) إضافية، بحيث يتم إعادة توجيه معلومات (WLAN) استناداً إلى أحداث التشغيل المرتبطة بمعلومات المحطة الأساسية، والتي تخدمها أو معلومات تغطية (WLAN) أو معلومات جهاز الخدمة.

استناداً إلى معلومات (WLAN) المستلمة، عند الدخول إلى تغطية (WLAN) يقوم جهاز الخدمة بتنشيط وصول (WLAN)؛ لإعادة توجيه حركة المرور من شبكة الوصول الخلوي إلى شبكة الوصول إلى (WLAN) وعند مغادرة تغطية (WLAN)، يقوم جهاز الخدمة بإلغاء تنشيط وصول (WLAN) الخاص به لتوفير استهلاك الطاقة.

يستمر الطلب على خدمة البيانات المتنقلة في النمو بشكل كبير في السنوات الأخيرة، والنمو في الطلب مدفوع بالأجهزة المحمولة الحديثة، مثل الهواتف الذكية والكمبيوتر اللوحي وجهاز التوجيه المحمول وما إلى ذلك، وأظهر أنّ الطلب على خدمة البيانات المتنقلة من المتوقع أن ينمو أكثر من خمسين مرة من عام 2008م إلى عام 2013م.

لتلبية هذا الطلب المتزايد بسرعة على خدمة البيانات المتنقلة يقوم العديد من مشغلي الشبكات بتطوير تقنيات جديدة، وتحديد معايير جديدة للجيل التالي من الشبكات اللاسلكية لتحقيق ذروة معدل نقل أعلى بكثير، كما يتطلب قطاع الاتصالات الراديوية (ITU-R) سرعة إرسال تبلغ (1 جيجابت) في الثانية لأنظمة الاتصالات المتنقلة الدولية المتقدمة في أنظمة الاتصالات المتنقلة من الجيل الرابع (4G).

يمكن أن يوفر معدل نقل الذروة البالغ (1 جيجابت في الثانية) في الشبكات اللاسلكية للمستخدمين تجربة مماثلة، كما هو الحال في الشبكات السلكية وهو كافٍ لتلبية معظم التطبيقات على الإنترنت اليوم وفي المستقبل القريب، وفي حين أنّ ذروة معدل الإرسال لم تعد مشكلة حرجة بعد عصر (4G) فمن المرجح أن يتم استنفاد سعة الشبكة قريباً جداً في السنوات القليلة المقبلة.

• “WLAN” هي اختصار لـ “Wireless-Local-Area-Network”.

• “QoS” هي اختصار لـ “Quality of Service”.

مبدأ التشغيل البيني متعدد الراديو في شبكات الاتصالات اللاسلكية غير المتجانسة

لا ينمو الطلب على حركة المرور بشكل كبير فقط، ولكنّ التحسن في متوسط ​​كفاءة طيف الخلية محدود للغاية من عصر (3G) إلى (4G)، وبالإضافة إلى ذلك فإنّ مورد الطيف المتاح محدود وستظل سعة الشبكة مستنفدة قريباً جداً حتى يتم ترقية جميع الشبكات بواجهة (4G) الهوائية، وهذه المشكلة في الواقع تحدث بالفعل في بعض المجالات لذلك من المتوقع أن يكون استنفاد السعة هو المشكلة الأكثر خطورة خلال (4G).

بينما يستمر الطلب على خدمة الاتصالات اللاسلكية في الازدياد، فإنّ الطلب على الوصول إلى النطاق العريض قد لا يتطلب دائماً دعماً للتنقل، وأظهرت الدراسات أنّ جزءاً صغيراً فقط من المستخدمين يطلبون الوصول المتزامن للهاتف المحمول والنطاق العريض، بالإضافة إلى الشبكات الخلوية هناك شبكات أخرى قادرة على توصيل المعلومات لمستخدمي الهواتف المحمولة، مع دعم التنقل أو بدونه.

كما تتوفر عادةً شبكات وصول لاسلكية متعددة (RAN) مثل (E-UTRAN) و(WLAN)، ويتم تجهيز أجهزة الاتصالات اللاسلكية، بشكل متزايد بأجهزة إرسال واستقبال لاسلكية متعددة للوصول إلى شبكات وصول الراديو المختلفة، وقد تشتمل محطة راديو متعددة (MRT) في وقت واحد على أجهزة إرسال واستقبال لاسلكية (Bluetooth) و(WiMAX) و(Wi-Fi).

أصبح التكامل متعدد الراديو أكثر جدوى وهو المفتاح لمساعدة محطات المستخدم على استكشاف المزيد من عرض النطاق الترددي المتاح من تقنيات الوصول الراديوية المختلفة، وتحقيق استخدام أفضل لموارد الطيف الراديوي النادرة، ويجب تحقيق تكامل الراديو المتعدد من منظورين.

ومن منظور الشبكة تم بالفعل إجراء الكثير من الأبحاث منذ عصر الجيل الثالث على الشبكات البينية لتوجيه حركة المرور وتفريغها في شبكة التوصيل أي الخط السلكي، ومن ناحية أخرى من منظور الجهاز تم الشروع في بعض الأبحاث للتو؛ للتحقيق في كيفية عمل شبكات الوصول اللاسلكي المختلفة مع بعضها البعض لمنع التداخل المتبادل.

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

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

كيفية التشغيل البيني متعدد الراديو في شبكات الاتصالات اللاسلكية غير المتجانسة

يتم توفير طريقة للتشغيل البيني متعدد الراديو لتوفير وصول خلوي و(WLAN) متكامل لجهاز راديو متعدد في شبكة اتصالات لاسلكية، كما تحصل المحطة الأساسية التي تخدم في الشبكة الخلوية أولاً على معلومات الشبكة المحلية اللاسلكية (WLAN) الخاصة بشبكة (WLAN)، ثم تعيد توجيه معلومات (WLAN) إلى جهاز خدمة بحيث يكون جهاز الخدمة قادراً على الاتصال بكل من الشبكة الخلوية والشبكة المحلية اللاسلكية.

يتم إعادة توجيه معلومات (WLAN) بواسطة محطة الخدمة الأساسية إلى جهاز الخدمة بناءً على أحداث تشغيل معينة مرتبطة بمعلومات المحطة الأساسية، والتي تخدم أو معلومات تغطية (WLAN) أو معلومات جهاز الخدمة، كما قد ترتبط أحداث التشغيل بالتغطية الخلوية للمحطة الأساسية التي تخدم معلومات تغطية (WLAN) بما في ذلك موقع (WLAN AP) وتغطية خدمة (WLAN)، ومعلومات جهاز الخدمة بما في ذلك موقع الجهاز وبصمة الجهاز ونتائج قياس الجهاز على قاعدة الخدمة محطة أو قدرة (WLAN) للجهاز.

واستناداً إلى معلومات (WLAN) المستلمة عند الدخول إلى تغطية (WLAN) يقوم جهاز الخدمة بتنشيط الوصول إلى (WLAN) عبر جهاز الإرسال والاستقبال (WLAN) الخاص به؛ لتفريغ حركة المرور من شبكة الوصول الخلوي إلى شبكة الوصول إلى (WLAN)، وعند مغادرة تغطية (WLAN) يقوم جهاز التقديم في الوقت المناسب بإلغاء تنشيط الوصول إلى (WLAN) عبر جهاز الإرسال والاستقبال (WLAN) الخاص به لتوفير استهلاك الطاقة.

لذلك من خلال الحصول على معلومات (WLAN) وإعادة توجيهها تكون المحطة الأساسية التي تخدم في الشبكة الخلوية قادرة على مساعدة جهاز الخدمة، الخاص بها على تفريغ حركة المرور إلى شبكة (WLAN) لتحسين الكفاءة والاستخدام، وتُعد شبكة الوصول الراديوي (RAN) جزءاً من نظام اتصالات محمول يطبق تقنية الوصول إلى الراديو.

في معظم المناطق الجغرافية تتوفر عادةً شبكات وصول لاسلكية متعددة لمطراف المستخدم للوصول إلى مصدر المعلومات (مثل الإنترنت) والحصول على خدمة البيانات المتنقلة، ومن الأمثلة على أنواع شبكات الوصول إلى الراديو المختلفة شبكة الوصول إلى الراديو (GSM)، وشبكة الوصول الخلوي (UTRA) أو (E-UTRA) ونظام (WiMAX)، وشبكة المنطقة المحلية اللاسلكية (WLAN).

وإذا كانت شبكات (RAN) المتعددة تدعم نفس الواجهة الهوائية، فإنّ شبكة الوصول بأكملها تكون شبكة متجانسة، وإذا كانت شبكات (RAN) المتعددة تدعم واجهات هوائية مختلفة مثل الشبكة الخلوية وشبكة (Wi-Fi)، فإنّ شبكة الوصول بأكملها هي شبكة غير متجانسة، ويتم الحفاظ على خدمة البيانات بسرعة عالية وجودة عالية.

كما إنّ محطة المستخدم هي محطة راديو متعددة (MRT) وهي قادرة على استكشاف المزيد من عرض النطاق الترددي المتاح من مختلف شبكات الوصول الراديوي، وسواء كانت متجانسة أو غير متجانسة لتحسين الأداء لكل طرف أو الاستخدام الأمثل لموارد الراديو.

• “UTRA” هي اختصار لـ “Universal-Terrestrial-Radio-Access”.

• “GSM” هي اختصار لـ “Global-System-for-Mobile”.