كيفية تعيين قيم معلمات النظام المستخدمة في نظام الاتصالات اللاسلكية

يعتمد تعيين قيم معلمات النظام على طريقة في جهاز مستخدم وطريقة في محطة قاعدة ومحطة أساسية لتعيين قيم معلمات النظام المستخدمة داخل نظام اتصال لاسلكي، كما يتم إرسال المجموعة الأولى من قيم المعلمات والعلامة الأولى المرتبطة بها من المحطة الأساسية؛ ليتم استلامها وتخزينها بواسطة جهاز المستخدم، وعلاوة على ذلك يتم إرسال مجموعة ثانية من قيم المعلمات وعلامة ثانية مرتبطة بها من المحطة الأساسية ليتم استلامها وتخزينها بواسطة جهاز المستخدم.

أساسيات تعيين قيم معلمات النظام المستخدمة في نظام الاتصالات اللاسلكية

عندما تقرر المحطة الأساسية تغيير معلمات معلومات النظام يتم إرسال علامة أمر ليتم استلامها بواسطة جهاز المستخدم، والذي يطبق مجموعة قيم المعلمات المرتبطة بالعلامة المقابلة لعلامة الأمر المستلمة، ويتم تمكين معدات المستخدم (UE) والمعروفة أيضاً بالمطاريف المتنقلة أو المحطات اللاسلكية أو المحطات المتنقلة للاتصال لاسلكياً في نظام اتصال لاسلكي، ويُشار إليه أحياناً باسم نظام الراديو الخلوي.

قد يتم الاتصال على سبيل المثال بين وحدتي معدات مستخدم بين جهاز مستخدم وهاتف عادي أو بين جهاز مستخدم وخادم عبر شبكة وصول لاسلكي (RAN) وربما شبكة أساسية واحدة أو أكثر، كما يمكن الإشارة إلى معدات المستخدم على أنّها الهواتف المحمولة والهواتف الخلوية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ذات الإمكانيات اللاسلكية.

يغطي نظام الاتصالات اللاسلكية منطقة جغرافية مقسمة إلى مناطق خلوية، حيث يتم تقديم كل منطقة خلية بواسطة محطة قاعدة، وعلى سبيل المثال محطة قاعدة راديوية (RBS) والتي قد يشار إليها في بعض الشبكات باسم “eNB” أو “eNodeB” أو “NodeB” أو “عقدة B”، وقد تكون المحطات الأساسية من فئات مختلفة مثل على سبيل المثال الماكرو (eNodeB) أو (eNodeB) المنزلي أو محطة قاعدة بيكو، بناءً على طاقة الإرسال وبالتالي حجم الخلية أيضاً.

والخلية هي المنطقة الجغرافية، حيث يتم توفير التغطية الراديوية من قبل المحطة الأساسية في موقع المحطة القاعدة، وقد تخدم محطة قاعدة واحدة وتقع في موقع المحطة الأساسية وخلية واحدة أو عدة خلايا وتتواصل المحطات القاعدية عبر الواجهة الهوائية، والتي تعمل على ترددات الراديو مع المحطات المتنقلة داخل نطاق المحطات الأساسية.

• “UE” هي اختصار لـ “User-equipment“.

• “RAN” هي اختصار لـ “radio-access-network”.

• “RBS” هي اختصار لـ “Radio-Base-Station”.

مبدأ تعيين قيم معلمات النظام المستخدمة في نظام الاتصالات اللاسلكية

في (3GPP) و(LTE) قد يتم توصيل المحطات الأساسية والتي قد يشار إليها باسم (eNodeBs) ببوابة على سبيل المثال بوابة وصول الراديو، كما قد تكون وحدات التحكم في شبكة الراديو متصلة بشبكة واحدة أو أكثر من الشبكات الأساسية، والنظام العالمي للاتصالات المتنقلة (UMTS) هو نظام اتصالات محمول من الجيل الثالث، نشأ من نظام (GSM).

والغرض من (UMTS) هو توفير خدمات اتصالات متنقلة محسّنة تستند إلى تقنية الوصول المتعدد لتقسيم الكود عريض النطاق (WCDMA)، وشبكة النفاذ الراديوي الأرضي (UMTS (UTRAN)) هي أساسًا شبكة وصول راديوية تستخدم الوصول المتعدد بتقسيم رمز النطاق العريض للمحطات المتنقلة، كما تعهدت (3GPP) بتطوير تقنيات شبكة الوصول اللاسلكي القائمة على (UTRAN) و(GSM).

في (3GPP) يجري توحيد معيار التطور طويل المدى (LTE) مع (UTRAN)، ويمكن أيضاً الإشارة إلى شبكة الوصول الراديوي الجديدة بالاختصار (E-UTRAN)، وبروتوكول التحكم في الموارد الراديوية (RRC) هو بروتوكول إرسال إشارات المسؤول عن تكوين وإعادة تكوين الطبقات السفلية لمعدات المستخدم، بحيث تتضمن هذه الطبقات السفلية الطبقة المادية، والتحكم في الوصول المتوسط ​​(MAC) وبروتوكول التحكم في ارتباط الراديو (RLC) وبروتوكول تقارب حزم البيانات (PDCP).

كما ينتهي بروتوكول (RRC) في المحطة القاعدة وجهاز المستعمل وتتمثل إحدى الوظائف المهمة لبروتوكول (RRC) في توزيع معلومات النظام، كما يتم توزيع قيم معلمات معلومات النظام من المحطة الأساسية إلى جميع وحدات معدات المستخدم في الخلية بأكملها، وتُستخدم معلومات النظام لتكوين المعلمات التي يحتاجها مجتمع معدات المستخدم بالكامل، والمعلمات في معلومات النظام ذات صلة لكل من وحدات معدات المستخدم الخامل والمتصل.

• “3GPP” هي اختصار لـ “3rd-Generation-Partnership-Project” و”RRC” هي اختصار لـ “Radio-Resource-Control”.

• “RLC” هي اختصار لـ “Radio-link-control” و”PDCP” هي اختصار لـ “Packet-Data-Convergence-Protocol”.

• “MAC” هي اختصار لـ “Media-Access-Control” و”UTRAN” هي اختصار لـ “UMTS-Terrestrial-Radio-Access-Network”.

• “LTE” هي اختصار لـ “Long-Term-Evolution” و”UMTS” هي اختصار لـ “Universal-Mobile-Telecommunications-System”.

• “WCDMA” هي اختصار لـ “Wideband-Code-Division-Multiple-Access” و”GSM” هي اختصار لـ “Groupe-Special-Mobile”.

تطور تعيين قيم معلمات النظام المستخدمة في نظام الاتصالات اللاسلكية

يُستعمل تعبير الوصلة الهابطة لمسير الإرسال من المحطة القاعدة إلى تجهيزات المستعمل ويتم استخدام الوصلة الصاعدة للتعبير عن مسار الإرسال في الاتجاه المعاكس، أي من معدات المستخدم إلى المحطة الأساسية، ويتم تجميع معلمات توزيع معلومات النظام في كتل معلومات النظام (SIBs).

كما يحتوي (MIB) على أهم المعلومات الأساسية للخلية ويتم إرسال رسالة معلومات النظام هذه في رسالة منفصلة لمعلومات النظام، والتي يشار إليها في السياق الحالي باسم (SI-M) والتي لها وقت ثابت وموقع مورد، كما يتم إرسال (SIB1) في رسالة منفصلة لمعلومات النظام وتتضمن معلومات حول كيفية تعيين (SIBs) الأخرى في رسائل معلومات النظام ، وكيفية جدولة رسائل معلومات النظام هذه.

يحتوي (SIB) على فترات دورية ثابتة مثل على سبيل المثال (80 مللي ثانية)، مع التكرار على سبيل المثال كل (20 مللي ثانية)، وموضع في النطاق الزمني أي الإطار الفرعي كل إطار راديو ثانٍ ولكن يتم جدولة الموارد باستخدام قناة التحكم في الارتباط الهابطة المادية (PDCCH).

قد يتم تعيين (SIBs) الأخرى باستثناء (MIB) و(SIB1) التي يجب إرسالها بنفس التواتر في نفس رسالة معلومات النظام، بحيث تتم جدولة رسائل معلومات النظام هذه ديناميكياً بواسطة مؤشرات منتظمة على قناة التحكم (PDCCH)، ويتم تحديد هوية خاصة المعرّف المؤقت لشبكة راديو معلومات النظام (SI-RNTI) لتحديد جدولة رسائل معلومات النظام من حركة المرور الأخرى، على القناة المشتركة للوصلة الهابطة (DL-SCH).

يتم استخدام (SI-RNTI) واحد لجدولة جميع رسائل معلومات النظام على قناة التحكم في البث (BCCH) ولا تنتقل جميع (SIBs) في كل خلية، كما يحتوي (SIB8) على معلمات للعمل البيني مع (CDMA2000) وبالتالي يتم نقل (SIB) فقط في المناطق ومن خلال المشغلين، حيث يكون هذا العمل البيني مناسبًا.

في بعض الحالات قد تكون هناك حاجة لتحديث بعض معلمات معلومات النظام ولهذا الغرض يتم تحديد طريقة لتحديث معلومات النظام، حيث يتم إخطار وحدات معدات المستخدم بالتغيير وقد تعيد الحصول على معلومات النظام المحدثة، ويجب أن يصل الإخطار المستخدم للإشارة إلى حدوث تغيير في معلومات النظام، إلى كل من وحدات معدات المستخدم المتصلة (RRC_CONNECTED) والوضع الخامل (RRC_IDLE)، كما يتم تحقيق ذلك من خلال استخدام “فترة تعديل” ويتم تغيير معلومات النظام عند حدود فترة التعديل وطول فترة التعديل المحددة على النحو التالي:

فترة التعديل = modification Period Coeff * default Paging Cycle

حيث يكون تعديل المعلمة (Period Coeff) قيمة دنيا تبلغ 2 وتكون قيمة الدورة الافتراضية هي (32 إطاراً راديوياً)، وبالتالي فإنّ أقصر فترة تعديل ممكنة هي (640 مللي ثانية) ويمكن تكوين فترات تغيير أطول بكثير اعتماداً على سبيل المثال على دورة الترحيل المطلوبة.

• “MIB” هي اختصار لـ “Management-Information-Base” و”SIB” هي اختصار لـ “Standards-Information-Base”.

• “CDMA” هي اختصار لـ “Code-Division-Multiple-Access” و”BCCH” هي اختصار لـ “Broadcast-control-channel”.