اقرأ في هذا المقال
- أساسيات نظام بث معلومات النظام في اتصالات نوع الآلة
- مبدأ نظام بث معلومات النظام في اتصالات نوع الآلة
- تطور عمل نظام بث معلومات النظام في اتصالات نوع الآلة
يتم توفير طريقة لتشغيل عقدة شبكة في شبكة اتصالات وهي الطريقة التي تشتمل على إرسال المعلومات المطلوبة، بواسطة جهاز محمول للاتصالات الموثوقة مع شبكة الاتصال إلى الأجهزة المحمولة في كتلة معلومات واحدة، كما يتم توفير طريقة لتشغيل جهاز محمول في شبكة اتصالات وهي الطريقة التي تشتمل على تلقي المعلومات، والمطلوبة من قبل الجهاز المحمول للاتصالات الموثوقة مع شبكة الاتصالات في كتلة معلومات واحدة من شبكة الاتصالات.
أساسيات نظام بث معلومات النظام في اتصالات نوع الآلة
توفير عقدة شبكة وجهاز محمول تم تكوينهما لأداء الطرق ذات الصلة وفي نظام راديو خلوي نموذجي تتواصل محطات الراديو أو المطاريف اللاسلكية، والمعروفة أيضاً باسم المحطات المتنقلة أو وحدات معدات المستخدم (UEs) عبر شبكة وصول لاسلكي (RAN) إلى شبكة أساسية واحدة أو أكثر.
كما تغطي شبكة النفاذ الراديوي (RAN) منطقة جغرافية مقسمة إلى مناطق خلوية، مع خدمة كل منطقة خلية بواسطة محطة قاعدة، وعلى سبيل المثال محطة قاعدة راديوية (RBS) والتي يمكن تسميتها أيضاً في بعض الشبكات، وعلى سبيل المثال “NodeB” في شبكة النظام العالمي للاتصالات المتنقلة (UMTS) أو “eNodeB” في شبكة التطور طويل الأمد (LTE).
الخلية هي منطقة جغرافية يتم فيها توفير التغطية الراديوية بواسطة معدات محطة قاعدة راديوية في موقع محطة قاعدة، ويتم تحديد كل خلية بهوية داخل منطقة الراديو المحلية والتي يتم بثها في الخلية وتتواصل المحطات القاعدية عبر السطح البيني الجوي، والذي يعمل على الترددات الراديوية مع وحدات معدات المستخدم (UEs) داخل مدى المحطات القاعدية.
في بعض شبكات الوصول اللاسلكي قد يتم توصيل عدة محطات أساسية وعلى سبيل المثال عن طريق الخطوط الأرضية أو الميكروويف بوحدة تحكم شبكة الراديو (RNC)، أو وحدة تحكم المحطة الأساسية (BSC)، ويشرف مراقب شبكة الراديو وينسق الأنشطة المختلفة لمحطات القاعدة المتعددة المتصلة بها وعادة ما تكون وحدات التحكم في شبكة الراديو متصلة بشبكة واحدة أو أكثر من الشبكات الأساسية.
- “UE” هي اختصار لـ “User-Equipment” و”RAN” هي اختصار لـ “Radio-Access-Network”.
- “BSC” هي اختصار لـ “Base-Station-Controller” و”UMTS” هي اختصار لـ “Universal-Mobile-Telecommunications-System”.
- “RBS” هي اختصار لـ “radio-base-station”.
مبدأ نظام بث معلومات النظام في اتصالات نوع الآلة
النظام العالمي للاتصالات المتنقلة (UMTS) هو نظام اتصالات محمول من الجيل الثالث ونشأ من النظام العالمي للاتصالات المتنقلة (GSM)، وشبكة النفاذ الراديوي العالمي للأرض (UTRAN) هي في الأساس شبكة نفاذ راديوي تستخدم نفاذ متعدد بتقسيم الشفرات عريض النطاق (WCDMA)، لوحدات معدات المستخدم (UEs).
وفي (3GPP) يقترح موردو الاتصالات ويوافقون على معايير لشبكات الجيل الثالث و(UTRAN) على وجه التحديد ويتحققون من معدل البيانات المحسّن والسعة الراديوية، كما تعهد (3GPP) بتطوير تقنيات شبكة الوصول اللاسلكي القائمة على (UTRAN) و(GSM)، وتم إصدار الإصدار الأول لمواصفات شبكة الوصول الراديوي الأرضي العالمي المتطور (E-UTRAN)، وكما تضم شبكة النفاذ الراديوي الأرضي العالمي (E-UTRAN) التطور طويل الأمد (LTE) وتطور بنية النظام (SAE).
و(LTE) هو متغير لتقنية الوصول اللاسلكي (3GPP)، حيث يتم توصيل عقد محطة الراديو الأساسية بشبكة أساسية عبر بوابات الوصول (AGWs) بدلاً من عقد وحدة تحكم شبكة الراديو (RNC)، وفيه يتم توزيع وظائف عقدة وحدة تحكم شبكة الراديو (RNC) بين عقد محطات قاعدة الراديو (eNodeBs في LTE) و(AGWs).
على هذا النحو فإنّ شبكة الوصول اللاسلكي (RAN) لنظام (LTE) لديها ما يُطلق عليه أحياناً بنية “مسطحة”، بما في ذلك عقد المحطة الأساسية للراديو دون إبلاغ وحدات التحكم في شبكة الراديو (RNC)، وتتضمن الرؤية الشائعة حالياً لمستقبل الشبكات الخلوية آلات أو أجهزة مستقلة أخرى تتواصل فيما بينها أو مع خادم تطبيق دون تفاعل بشري.
كما تقوم أجهزة الاستشعار بإرسال القياسات بشكل غير منتظم، حيث يتكون كل إرسال من كميات صغيرة فقط من البيانات، ويُطلق على هذا النوع من الاتصال اسم الاتصال من آلة إلى آلة (M2M) في الأدبيات أو الاتصال من نوع الآلة (MTC) في (3GPP)، وغالباً ما تكون تجهيزات (UE) في الأنظمة الخلوية مثل (3GPP WCDMA) و(LTE) مدفوعة بالبطارية، وبالتالي فإن استهلاك الطاقة لهذه الأجهزة يعد عاملاً مهماً.
- “LTE” هي اختصار لـ “Long-Term-Evolution” و”GSM” هي اختصار لـ “Global-System-for-Mobile”.
- “3GPP” هي اختصار لـ “3rd-Generation-Partnership-Project” و”WCDMA” هي اختصار لـ “Wideband-Code-Division-Multiple-Access”.
- “MTC” هي اختصار لـ “Machine type communication” و”M2M” هي اختصار لـ “Machine-to-machine”.
- “RNC” هي اختصار لـ “Radio Network Controller” و”AGW” هي اختصار لـ “access gates way”.
- “UTRAN” هي اختصار لـ “UMTS Terrestrial Radio Access Network” و”SAE” هي اختصار لـ “System Architecture Evolution”.
تطور عمل نظام بث معلومات النظام في اتصالات نوع الآلة
تتمثل إحدى الوسائل الحالية لتقليل استهلاك طاقة البطارية في استخدام الاستقبال غير المستمر (DRX) وهي ميزة يتم فيها إيقاف تشغيل مستقبل UE إلا في فترات محددة، وأطول مدة محددة لدورة (DRX) هي (2.56 ثانية) و(5.12 ثانية) لـ (EUTRA) و(UTRA)، ومع ذلك سيكون من المفيد تمديد أطوال دورة (DRX) إلى ما بعد القيم المحددة حالياً لتقليل استهلاك طاقة البطارية بشكل أكبر، خاصةً لصالح أجهزة (MTC)، حيث لا توجد إمكانية للشحن التفاعلي للبطارية على أساس منتظم.
في ضوء الزيادة المحتملة في استخدام أجهزة (MTC)، يتم النظر في إدخال تحسينات على المعايير لتحسين الاتصال بنوع الماكينة، والهدف هو تسهيل النقل الفعال للكميات القليلة والصغيرة من البيانات مع تقليل الإشارة نحو الشبكة الأساسية وإطالة عمر البطارية لأجهزة (MTC)، كما أنّه يحتفظ الجهاز المحمول بمعلومات نظام محدثة لأنّه بخلاف ذلك لا يمكنه التفاعل مع الشبكة بطريقة قابلة للتشغيل البيني.
يجب أن يحصل الجهاز المحمول على أحدث إصدار من معلومات النظام قبل الوصول ممّا يعني أنّه لا يمكنه الوصول إلى النظام، مثل إرسال طلبات الوصول العشوائي قبل التأكد من أنّ لديه أحدث إصدار من معلومات النظام، ومن ناحية أخرى فإنّ الاستحواذ المتكرر على معلومات النظام له تأثير سلبي على عمر البطارية.
وبالتالي فإنّ جوانب التحسينات التي يتم النظر فيها للمعايير تشمل تأثير الحصول على المعلومات المطلوبة من قبل الجهاز المحمول؛ للتواصل بشكل موثوق مع الشبكة على استهلاك طاقة البطارية وتأثير دورات (DRX) الممتدة على إجراءات التنقل، وفي شبكات (E-UTRA) يُشار إلى المعلومات المطلوبة لتمكين الاتصالات الموثوقة مع الشبكة باسم معلومات النظام ويتم إرسالها إلى (UE) في مجموعات معلومات النظام (SIBs).
أمّا في اتصالات (E-UTRAN) يلزم استخدام (UE) للحفاظ على التزامن مع رقم إطار النظام (SFN) الذي تستخدمه (UE) للحفاظ على التزامن مع الشبكة والذي يعمل كمرجع توقيت، وتحتاج UE لمعرفة ما إذا كان لقد انتقلت إلى خلية أخرى، واكتسب معلومات حول حظر الخلايا وحظر فئة الوصول قبل إرسال أي شيء.
- “SIB” هي اختصار لـ “Serial-Interface-Bus” و”E-UTRAN” هي اختصار لـ “Evolved-UMTS-Terrestrial-Radio-Access-Network”.
- “DRX” هي اختصار لـ “discontinuous-reception” و”SFN” هي اختصار لـ “System frame number”.
