كيفية دعم نطاقات التردد المتعددة في نظام الاتصالات المتنقلة

يتم توفير العديد من الطرق لدعم نطاقات تردد متعددة بكفاءة في نظام اتصالات متنقل، وتتضمن الطريقة توليد معلومات النظام بما في ذلك مؤشر نطاق التردد، الذي يشير إلى نطاق تردد تدعمه محطة القاعدة ومؤشر نطاق تردد إضافي يشير إلى نطاق تردد واحد على الأقل تدعمه المحطة الأساسية، وبث معلومات النظام.

مبدأ دعم نطاقات التردد المتعددة في نظام الاتصالات المتنقلة

تم تطوير أنظمة الاتصالات المتنقلة لتزويد المشتركين بخدمات الاتصال الصوتي أثناء التنقل، ومع تقدم تقنيات الاتصالات تطورت أنظمة الاتصالات المتنقلة؛ لدعم خدمات اتصالات البيانات عالية السرعة بالإضافة إلى خدمات الاتصالات الصوتية القياسية في الآونة الأخيرة، كواحد من الاتصالات المتنقلة من الجيل القادم ويتم توحيد  (LTE-A) من خلال (3GPP).

وفي الوقت نفسه على عكس الخدمة الصوتية يتم توفير خدمة البيانات على مورد يتم تحديده وفقًا لكمية البيانات المراد إرسالها وظروف القناة، ووفقًا لذلك يتم تزويد نظام الاتصال اللاسلكي خاصةً للاتصالات الخلوية بجدول يدير تخصيص موارد الإرسال مع الأخذ في الاعتبار كمية الموارد المطلوبة وظروف القناة وكمية البيانات وما إلى ذلك.

في (LTE-A Release-11)، يتم إضافة نطاق تردد جديد يتداخل مع نطاق تردد قديم وعلى الرغم من استخدام نطاقات التردد في مناطق مختلفة، ينبغي أن يكون المطراف المتجول قادرًا على العمل في نطاقي التردد المتراكبين، لذلك هناك حاجة إلى تقنية لدعم محطة تجوال قادرة على العمل في كلا نطاقي التردد المتراكبين.

كما يتم توفير طرف لدعم مجموعة من نطاقات التردد في نظام اتصالات متنقل ويشتمل الطرف على جهاز إرسال واستقبال يرسل الإشارات ويستقبلها من وإلى محطة قاعدة، وجهاز تحكم يتحكم في استقبال معلومات النظام الأولى بما في ذلك مؤشر نطاق التردد، الذي يشير إلى نطاق تردد مدعوم بمحطة أساسية ومؤشر نطاق تردد إضافي يشير على الأقل نطاق تردد واحد مدعوم من المحطة الأساسية.

وكذلك تحديد ما إذا كانت نطاقات التردد المشار إليها بواسطة مؤشر نطاق التردد ومؤشر نطاق التردد الإضافي تشتمل على واحد أو أكثر من نطاقات التردد التي يدعمها الطرف، وعندما يشار إلى نطاقات التردد بواسطة مؤشر النطاق الترددي يشمل مؤشر نطاق التردد الإضافي واحدًا أو أكثر من نطاقات التردد التي يدعمها المطراف والنفاذ إلى المحطة الأساسية.

ملاحظة:“LTE-A” هي اختصار لـ “Long Term Evolution Advanced”.

ملاحظة:“3GPP” هي اختصار لـ “The 3rd Generation Partnership Project”.

عملية دعم نطاقات التردد المتعددة في نظام الاتصالات المتنقلة

بافتراض دعم نطاقي تردد النطاق، تختار تجهيزات المستعمل أحد نطاقي التردد الداعمين، كما يتم اختيار نطاق التردد المتضمن أولاً في مؤشر (IE) للاستخدام بواسطة تجهيزات المستعمل، وعلى الرغم من أن تجهيزات المستعمل تختار نطاق تردد جديدًا، فإنّ التردد المركزي للوصلة الصاعدة والتردد المركزي للوصلة الهابطة لخلية (E-UTRA) المجاورة مشتق من القيم (IE).

وهذا لأنّه لا توجد حاجة لزيادة الحمل الزائد للإشارة دون داعٍ من خلال تحديد العديد من (IEs) الجديدة مثل نطاقات التردد التي تدعمها الخلية، ونظرًا لأن كل خلية من خلايا الخدمة المقابلة والخلية المجاورة لها تردد مركزي واحد في كل من الوصلة الصاعدة والهابطة على الرغم من خلية الخدمة، والتي تدعم نطاقات تردد متعددة.

وعادةً ما يكون من المتطلبات الأساسية أن ينتمي التردد المركزي للوصلة الهابطة والتردد المركزي للوصلة الصاعدة للخلية إلى نفس نطاق التردد، وقد تتغير المسافة بين ترددات مركز الوصلة الهابطة والوصلة الصاعدة اعتمادًا على الخلية، ومن أجل دعم مثل هذه الحالة يبث جهاز (eNB) شبكة (ARFCN) تشير إلى التردد المركزي للوصلة الصاعدة.

ومع ذلك قد لا يكون مدعومًا لتكوين المسافة بين الترددات المركزية للوصلة الهابطة والوصلة الصاعدة بمرونة ولكن يتم تطبيق المسافة الافتراضية على جميع الخلايا، ووفقًا لذلك عند تطبيق المسافة الافتراضية على خلية معينة تدعم نطاقات تردد متعددة، فإنّ (eNB) يشير إلى (ARFCN) واحد فقط يشير إلى تردد مركز الوصلة الصاعدة.

وإذا كان هناك (ARFCN) واحد فقط يشير إلى التردد المركزي للوصلة الصاعدة، فإنّ (UE) يحسب التردد المركزي للوصلة الصاعدة باستخدام (ARFCN)، عندما يختار (UE) نطاق التردد أو بتطبيق المسافة الافتراضية وإذا لم يتم تطبيق المسافة الافتراضية على خلية معينة تدعم نطاقات تردد متعددة، فإنّ (eNB) يشير إلى (ARFCN) الذي يشير إلى تردد مركز الوصلة الصاعدة لكل نطاق تردد بشكل منفصل.

ملاحظة:“E-UTRA” هي اختصار لـ “Evolved Universal Terrestrial Radio Access”.

ملاحظة: “ARFCN” هي اختصار لـ “Absolute radio-frequency channel number”.

كيفية دعم التوصيل الخفيف في الجيل القادم من الاتصالات المتنقلة

• في الجيل التالي من أنظمة الاتصالات المتنقلة إذا تم استخدام رقم تسلسلي واحد (SN) فمن الممكن تقليل النفقات العامة عند دعم اتصال واحد، ومع ذلك من المستحيل دعم وصول متعدد باستخدام (SN) واحد لذلك يجب إضافة آلية جديدة، وبناءً على ذلك يتم توفير طريقة ترميز وطريقة للإبلاغ عن حالة التحكم في الوصلة الراديوية (RLC) تدعم فقدان عدد كبير من الحزم.

• في الجيل التالي من أنظمة الاتصالات المتنقلة عندما ينتهي تاريخ انتهاء صلاحية حزمة البيانات تُعد معالجة الحزمة منتهية الصلاحية مسألة مهمة، كما قد تكون الحزمة منتهية الصلاحية بالفعل لوحدة بيانات بروتوكول تقارب البيانات (PDCP)، أو قد تكون (RLC PDU) أو وحدة (PDU) للتحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC).

• كما قد تتأثر وظائف كل طبقة اعتمادًا على كيفية معالجة الحزمة منتهية الصلاحية، ويتم توفير طرق معالجة مختلفة اعتمادًا على مدى معالجة الحزمة منتهية الصلاحية، يتم تمكين المطراف لتحديد ما إذا كان سيتم دعم اتصال خفيف وإنشاء اتصال، عن طريق بث معلومات النظام فيما إذا كانت كل محطة قاعدة تدعم اتصالاً خفيفًا في الجيل التالي من أنظمة الاتصالات المتنقلة.

• في نظام (LTE)، عندما تقوم محطة طرفية بعملية تسليم (HO) تقوم المحطة الطرفية بإجراء المزامنة بناءً على إجراء وصول عشوائي إلى خلية مستهدفة، وتتلقى منحة الإرسال لإكمال إجراء التسليم وإذا تم تقديم عملية تسليم بدون إجراء وصول عشوائي لتقليل تأثير تداخل الوقت في إجراء التسليم، فلا توجد طريقة للإبلاغ عن اكتمال إجراء التسليم بنجاح.

• كما تتضمن الطريقة تلقي من محطة قاعدة مصدر رسالة تشير إلى تسليم بدون وصول عشوائي من محطة قاعدة المصدر إلى محطة قاعدة مستهدفة، وتلقي على قناة تحكم في الوصلة الهابطة من المحطة الأساسية المستهدفة إمكانية للوصلة الصاعدة بالتسليم، وإرسال رسالة إلى المحطة الأساسية المستهدفة تشير إلى اكتمال عملية التسليم بناءً على منحة الوصلة الصاعدة.

ملاحظة:“RLC” هي اختصار لـ “Radio link control”.

ملاحظة:“PDU” هي اختصار لـ “protocol data unit”.

ملاحظة:“PDCP” هي اختصار لـ “Packet Data Convergence Protocol”.

في النهاية، في عملية دعم نطاقات التردد المتعددة في نظام الاتصالات المتنقلة يتم تلقي رسالة من محطة قاعدة مصدر لطلب تسليم بدون وصول عشوائي لمطاريف، وإرسال من خلال قناة التحكم في الوصلة الهابطة إلى المطراف.