كيفية توليد ونقل تقرير ارتفاع الطاقة في نظام الاتصالات المتنقلة

يتم توفير طريقة ونظام اتصال يتيح تقارب اتصالات (5G) وتقنيات إنترنت الأشياء لتحقيق معدلات بيانات أعلى لأنظمة اتصالات (4G) الفائقة، بالإضافة إلى ذلك يتم توفير طريقة لإرسال تقرير (PHR) بواسطة جهاز المستخدم (UE) في نظام اتصالات متنقل.

أساسيات توليد ونقل تقرير إرتفاع الطاقة في نظام الاتصالات المتنقلة

بشكل عام، تم تطوير أنظمة الاتصالات المتنقلة لتوفير خدمات الاتصال مع ضمان تنقل المستخدم، ونظرًا للتقدم التكنولوجي السريع فإنّ أنظمة الاتصالات المتنقلة قادرة ليس فقط على توفير خدمات الاتصالات الصوتية، ولكن أيضًا خدمات اتصالات البيانات عالية السرعة.

في الآونة الأخيرة يعمل مشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP) على توحيد مواصفات نظام التطور طويل الأمد (LTE)، وهو نظام اتصالات متنقل من الجيل التالي. الغرض من نظام (LTE) هو تمكين الاتصال عالي السرعة المستند إلى الحزم، والذي يدعم معدلات بيانات تصل إلى عدة مئات من الميجابت في الثانية والتي تتجاوز معدلات البيانات الحالية وقد اكتمل توحيدها تقريباً.

من خلال تقديم العديد من أنظمة الاتصال الجديدة إلى نظام (LTE) يتم بذل جهد فعال لتطوير نظام (LTE-a) المتقدم، كما يتم تجميع الناقل (CA) هو مخطط تمثيلي واحد بين مخططات الاتصالات التي تم تقديمها حديثًا، وعلى عكس معدات المستخدم الحالية التي تستخدم ناقل واحد للوصلة الهابطة وناقل واحد للوصلة الصاعدة لإرسال البيانات واستقبالها، تستخدم معدات المستخدم الداعمة لتجميع الموجات الحاملة مجموعة من الموجات الحاملة للوصلة الهابطة ومجموعة من الموجات الحاملة للوصلة الصاعدة.

في (LTE-a) يتم تحديد تجميع الناقل داخل (ENB) فقط، وهذا يقلل من إمكانية التطبيق المحتمل لتجميع الناقل، ويعيق تجميع الخلايا الكلية والبيكو خاصةً إذا تم نشر خلايا بيكو متعددة وخلية ماكرو واحدة بطريقة متداخلة، ومن أجل التعامل مع الطلب المتزايد على خدمات البيانات اللاسلكية بعد تسويق أنظمة اتصالات (4G)، تُبذل جهود فعالة لتطوير نظام اتصالات محسّن (5G) أو ما قبل (5G).

• “LTE” هي اختصار لـ “Long-Term Evolution” و”3GPP” هي اختصار لـ “The 3rd Generation Partnership Project”.

• “UE” هي اختصار لـ “User Equipment” و”PHR” هي اختصار لـ “Power Headroom”.

مبدأ توليد ونقل تقرير إرتفاع الطاقة في نظام الاتصالات المتنقلة

من أجل تحقيق معدلات بيانات عالية من المتوقع أن يتم استخدام نطاقات تردد عالية للغاية كموجة ملليمتر في نطاق (60 جيجاهرتز) في أنظمة اتصالات (5G)، ولتقليل خسارة مسار الانتشار وزيادة مسافة الانتشار عبر نطاق تردد الموجة المليمترية، فإنّ استخدام تقنيات مختلفة مثل (MIMO)، وتشكيل الحزمة التناظرية لهوائي المصفوفة والهوائيات الضخمة هو تجري مناقشتها لأنظمة اتصالات 5G.

لتعزيز شبكات النظام يتم تطوير تقنيات مختلفة لأنظمة اتصالات (5G)، مثل الخلايا الصغيرة المتقدمة وشبكات الوصول إلى الراديو السحابي (Cloud RAN) والشبكات فائقة الكثافة والاتصال من جهاز إلى جهاز (D2D)، والاتصال اللاسلكي أي التوصيل اللاسلكي وشبكات المحمول، والاتصالات التعاونية وتعدد النقاط المنسق (COMP) وإلغاء التداخل.

وفي الوقت نفسه، تتطور الإنترنت من شبكة تتمحور حول الإنسان، حيث ينشئ البشر المعلومات ويستهلكونها إلى إنترنت الأشياء (IoT)، حيث تقوم العناصر أو الكائنات الموزعة بمعالجة وتبادل المعلومات، كما يتم دمج معالجة البيانات الضخمة من خلال الخوادم السحابية وتقنية إنترنت الأشياء في عشرة آلاف شبكة (إنترنت الأحداث).

لتنفيذ خدمات إنترنت الأشياء يلزم وجود تقنيات أساسية مثل الاستشعار والاتصال السلكي أو اللاسلكي، والبنية التحتية للشبكة وواجهات الخدمة والأمن وتقنيات العناصر المترابطة مثل شبكات الاستشعار، أو من آلة إلى آلة (M2M) أو اتصال نوع الجهاز (MTC) قيد التطوير، وفي بيئة إنترنت الأشياء قد يتم توفير خدمات تكنولوجيا الإنترنت الذكية التي تجمع وتحلل البيانات، والتي تم إنشاؤها بواسطة عناصر مترابطة لإضافة قيمة جديدة إلى حياة الإنسان.

• “M2M” هي اختصار لـ “Machine-to-machine” و”MTC” هي اختصار لـ “Machine-Type Communications”.

• “IoT” هي اختصار لـ “Internet of Things” و”RAN” هي اختصار لـ “radio access network”.

• “COMP” هي اختصار لـ “Coordinated Multi-Point” و”MIMO” هي اختصار لـ “Multiple-input-multiple-output”.

تطور مبدأ توليد ونقل تقرير ارتفاع الطاقة في نظام الاتصالات المتنقلة

يتم تلقي أول معلومات تكوين (PHR) لمحطة قاعدة أولى (ENB)، وتلقي معلومات تكوين (PHR) الثانية لـ (ENB) ثانية وإنشاء اتصال مزدوج (PHR)، بما في ذلك معلومات (PHR) لـ (ENB) الأول والثاني (ENB) بناءً على تنسيق (PHR) للاتصال المزدوج، عندما يكون لدى (UE) اتصال مزدوج بـ (ENB) الأول والثاني (ENB) وينقل اتصال مزدوج (PHR).

كما يتم توفير معدات مستخدم تدعم الطريقة، وكما يتم توفير محطة أساسية تمكن جهاز المستخدم من الحصول على اتصال مزدوج وطريقة تشغيل خاصة به، ويتم توفير طريقة وجهاز لتوليد وإرسال (PHR) في جهاز مستخدم يدعم التوصيلية المزدوجة، ويتم توفير طريقة لإرسال تقرير (PHR) بواسطة جهاز مستخدم (UE) في نظام اتصالات متنقل.

قد تولد وتنقل موجات قدرة نتيجة لخصائص شكل الموجة المادية كالتردد والسعة والطور والكسب والاتجاه وكما تتلاقى في موقع محدد في مجال الإرسال لتوليد جيب من الطاقة، قد تستخرج أجهزة الاستقبال المرتبطة بجهاز إلكتروني يتم تشغيله بواسطة نظام الشحن اللاسلكي الطاقة من جيوب الطاقة هذه، ثم تحويل تلك الطاقة إلى طاقة كهربائية قابلة للاستخدام للجهاز الإلكتروني المرتبط بجهاز استقبال، كما قد تظهر جيوب الطاقة كحقل ثلاثي الأبعاد كمجال النقل، حيث يمكن حصاد الطاقة بواسطة جهاز استقبال يتم وضعه داخل جيب الطاقة أو بالقرب منه.

على وجه التحديد في نظام الشحن اللاسلكي الذي ينقل الطاقة إلى الأجهزة الموجودة في مجاله البعيد، تُحسب معلمات الإرسال المثلى التي تمكن موجة طاقة واحدة أو أكثر من تكوين جيوب من الطاقة في المواقع الدقيقة لأجهزة استقبال الطاقة من خلال عملية تحسين الحزمة، حيث يقوم مرسل الطاقة بتحديث متكرر لمعلمات الإرسال لموجات القدرة المرسلة، كمستوى الطاقة والاتجاه والمرحلة استنادًا إلى الملاحظات التي تتلقاها من مستقبلات الطاقة، وفيما يتعلق بمواقعها فيما يتعلق بموجات القدرة المرسلة سابقاً.

لهذا الغرض يتم استخدام إشارة اتصال مخصصة مع موجات الطاقة، كما تُستخدم معلمات الإرسال المتقاربة في النهاية لنقل الطاقة إلى أجهزة استقبال الطاقة، ويتم إجراء العديد من المحاولات لنقل الطاقة لاسلكياً إلى الأجهزة الإلكترونية، حيث يمكن لجهاز الاستقبال أن يستهلك الإرسال وتحويله إلى طاقة كهربائية.

ومع ذلك فإنّ معظم التقنيات التقليدية غير قادرة على نقل الطاقة على أي مسافة ذات معنى، بحيث يوفر الرنين المغناطيسي الطاقة الكهربائية للأجهزة، دون الحاجة إلى توصيل جهاز إلكتروني بمرنان طاقة ومع ذلك يجب أن يكون الجهاز الإلكتروني موجوداً بالقرب من ملف مرنان القدرة، أي داخل مجال مغناطيسي، وقد لا تفكر الحلول التقليدية الأخرى في إمكانية تنقل المستخدم للمستخدمين الذين يشحنون أجهزتهم المحمولة، أو لا تسمح هذه الحلول للأجهزة بأن تكون خارج نافذة ضيقة من قابلية التشغيل.

• “ENB” هي اختصار لـ “Evolved Node B”.