كيفية عمل أجهزة الاتصالات الطرفية في نظام الاتصالات اللاسلكية

يشتمل نظام الاتصال اللاسلكي على وحدة استقبال معلومات قدرة المحطة الطرفية لتلقي واستخراج معلومات القدرة الطرفية، وتشير معلومات قدرة المحطة الطرفية على الأقل إلى عرض نطاق تردد للوصلة الصاعدة كقدرة لجهاز طرفي لاسلكي، وعرض نطاق تردد للوصلة الهابطة كقدرة على جهاز طرفي لاسلكي وحدة ضبط فئة المحطة الطرفية لتحديد الفئة الطرفية، والتي ينتمي إليها الجهاز الطرفي اللاسلكي.

مبدأ عمل أجهزة الاتصالات الطرفية في نظام الاتصالات اللاسلكية

بناءً على معلومات القدرة الطرفية ووحدة إعداد ارتباط لتعيين ارتباط بين محطة أساسية وجهاز طرفي لاسلكي، ولإرسال إشارة تحكم اعتماداً على إعداد الارتباط بين المحطة الأساسية والجهاز الطرفي اللاسلكي، استناداً إلى فئة المحطة الطرفية التي تم تعيينها بواسطة إعداد فئة المحطة الطرفية وحدة.

في الآونة الأخيرة مطلوب سرعة اتصال أعلى في الاتصالات اللاسلكية، وفي خدمة اتصالات متنقلة مثل الهاتف المحمول وما إلى ذلك، تمت دراسة نظام اتصال عريض النطاق عالي السرعة عند الطلب أو اتصال عالي السرعة، كما تمت دراسة نظام (W-CDMA) وتوحيده في (3GPP) كأحد أنظمة الاتصالات، ويتم تكوين نظام (W-CDMA) بواسطة جهاز طرفي (UE) مثل الهاتف المحمول وهاتف مركب على السيارة.

وكذلك مجموعة من محطات القاعدة اللاسلكية (العقدة B) للتواصل مع الجهاز الطرفي ويشار إليه فيما يلي باسم يشار إليها باسم “المحطة الطرفية”، ووحدة تحكم شبكة الراديو (RNC) للتحكم في تعدد محطات القاعدة اللاسلكية والمشار إليها فيما يلي باسم “المحطة الأساسية”.

في نظام (W-CDMA) يمكن تحقيق الاتصالات بسرعة أعلى من خلال نطاقات عريضة باستخدام (FDD) أو (TDD)، ويتم تخصيص مورد تردد مستقل على التوالي للوصلة الأعلى أو الأسفل في وضع (FDD) ويتم تنظيم نطاق التردد المتاح للوصلة الصاعدة ونطاق التردد المتاح للوصلة الهابطة بموجب قوانين الراديو وما إلى ذلك.

وعلى سبيل المثال في خدمة النطاق (2 جيجاهرتز) المقدمة في اليابان، يتم تثبيت عرض النطاق على (5.0 ميجاهرتز) ويكون فرق التردد بين النطاقين الأعلى والأسفل (190 ميجاهرتز) باستمرار، لذلك في طريقة (W-CDMA) التي تستخدم نظام (W-CDMA)، عند اختيار أحد نطاقات تردد الوصلة الصاعدة والهابطة يمكن تحديد الآخر من اختلاف التردد، أي يجب إبلاغ المطراف بتردد أي نطاق الوصلة الهابطة المحدد فقط.

• “W-CDMA” هي اختصار لـ “Wideband-Code-Division-Multiple-Access”.

• “FDD” هي اختصار لـ “Frequency-Division-Duplexing”.

• “TDD” هي اختصار لـ “Time-Division-Duplexing”.

• “3GPP” هي اختصار لـ “3rd-Generation-Partnership-Project”.

• “UE” هي اختصار لـ “User-equipment”.

• “RNC” هي اختصار لـ “Radio-Network-Controller”.

أساسيات عمل أجهزة الاتصالات الطرفية في نظام الاتصالات اللاسلكية

في نظام (W-CDMA) تُصنف القدرة بالقدرة الطرفية للمطاريف، وتشير القدرة الطرفية إلى المعلومات الأساسية للاتصالات مثل عدد القنوات اللاسلكية المتاحة للبث، حيث من خلال تصنيف القدرة إلى فئات باستخدام المعلومات يمكن إدارة القدرة بسهولة أكبر، كتصنيف القدرة في نظام (HSDPA) التقليدي وتصنيف القدرة في نظام (HSUPA)، ويتم تشغيل أنظمة (HSDPA) و(HSUPA) بسرعة أعلى من نظام (W-CDMA).

كما يكون لكل فئة عدد أقصى محدد من القنوات المشتركة للوصلة الهابطة عالية السرعة (HS-DSCH) التي يمكن استقبالها في وقت واحد، والحد الأدنى للفاصل الزمني للإرسال أي الحد الأدنى للفاصل الزمني بين (TTI) الذي يمكن استقباله بشكل متقطع، والحد الأقصى لعدد بتات فترات إرسال (HS-DSCH) وإجمالي عدد بتات القنوات اللينة.

كما أنّه لكل فئة الحد الأقصى المحدد لعدد القنوات المخصصة المحسنة (E-DCH) التي يمكن إرسالها في وقت واحد، والحد الأدنى من عامل التمديد (SF)، والفاصل الزمني للإرسال (TTI) هو (10 مللي ثانية) و(2 مللي ثانية) المدعومة (E-DCH)، وأقصى عدد لبتات فدرات إرسال (E-DCH) المرسلة عند (TTI) يبلغ (10 مللي ثانية)، وأقصى عدد لبتات فدرات إرسال (E-DCH) المرسلة عند (TTI) تبلغ (2 مللي ثانية).

كما تعتبر الفئة معلومات حتمية لإجراء اتصالات مناسبة بين محطة قاعدة ومحطة، ووفقاً لذلك يتم الإخطار بمعلومات الفئة وعلى سبيل المثال رقم الفئة، أو معلومات القدرة المطرافية من مطراف إلى محطة قاعدة، بحيث ينعكس الإخطار من خلال جدولة اختيار شريك الاتصال وتحديد طريقة الإرسال.

كما يتم اعتماد نظام اتصال له عرض نطاق ترددي متاح عملياً ويشار إليه فيما يلي باسم “عرض النطاق الترددي الأعلى”، وعرض النطاق الترددي للوصلة الهابطة والمشار إليه فيما يلي باسم “عرض النطاق الترددي النازل” ليس منفصلاً فقط عن بعضهما البعض ولكن أيضاً متغير اعتماداً على قدرة المحطة، وعلى سبيل المثال هو نظام الجيل الثالث المتطور (E3G) والمشار إليه أيضًا باسم الجيل الثالث الفائق (S3G)  الذي تم اعتماده من أجل المواصفات في نظام (3GPP).

• “HSUPA” هي اختصار لـ “High-Speed-Uplink-Packet-Access” و”E3G” هي اختصار لـ “Third-Generation-Environmentalism”.

• “S3G” هي اختصار لـ “super-3rd-Generation” و”TTI” هي اختصار لـ “Transmission-Time-Interval”.

• “SF” هي اختصار لـ “Spreading-Factor” و”E-DCH” هي اختصار لـ “Enhanced-Dedicated-Channel”.

• “HS-DSCH” هي اختصار لـ “High-Speed-Downlink-Shared-Channel” و”HSDPA” هي اختصار لـ “High-Speed-Downlink-Packet-Access”.

تطور عمل أجهزة الاتصالات الطرفية في نظام الاتصالات اللاسلكية

يعتمد اختلاف التردد بين الوصلات الصاعدة والهابطة في نظام (E3G) على تخصيص كل عرض نطاق والتردد المركزي لكل نطاق، لذلك على عكس نظام (W-CDMA) التقليدي لا يمكنه تحديد تردد الارتباط الأعلى تلقائياً عن طريق تحديد تردد الارتباط السفلي، أي أنّ إعدادات الترددات الأعلى والأسفل يجب أن يتم إجراؤها بشكل منفصل، ممّا يتطلب حجمًا أكبر من معلومات التحكم الضرورية وممّا يعقد عملية التحكم ويجبر المحطة الأساسية على إخطار المحطة بمعلومات التحكم حول الأعلى والأسفل الترددات.

يهدف النظام الحالي إلى توفير تقنية ضبط التردد بسرعة عالية في الاتصالات اللاسلكية أي الاتصالات المتنقلة، كما يجب على أنظمة الاتصالات اللاسلكية الأولى والثانية وفقاً للنظام الحالي الاتصال بجهاز طرفي لاسلكي ويشار إليه فيما يلي باسم “المحطة الطرفية”.

يشتمل نظام الاتصال اللاسلكي وفقاً للنظام على وحدة تعيين فئة لتعيين فئة طرفية باستخدام عرض نطاق تردد الإرسال على الأقل، وعرض نطاق تردد الاستقبال المتاح بين النظام وجهاز طرفي لاسلكي وكما يشتمل نظام الاتصال اللاسلكي وفقاً للنظام أيضاً على وحدة تعيين فئة لتعيين فئة طرفية باستخدام الفرق بين تردد الإرسال، وتردد الاستقبال المتاح بين النظام وجهاز طرفي لاسلكي.

تتوافق أنظمة الاتصالات اللاسلكية مع مطراف يكون فيه واحد على الأقل من عرض نطاق التردد الأول وتردده المركزي للاستخدام في ارتباط علوي، وعرض نطاق ترددي ثانٍ وتردده المركزي للاستخدام في الارتباط السفلي متغير ويتضمن كل نظام الوحدات.

يعتمد المطراف وفقاً للنظام على واحد على الأقل من عرض نطاق التردد الأول وتردده المركزي للاستخدام في ارتباط علوي، وعرض نطاق تردد ثانٍ وتردده المركزي للاستخدام في وصلة هابطة متغير ويتضمن الوحدات التالية.

يشتمل نظام الاتصالات اللاسلكية على وحدة استقبال معلومات القدرة لتلقي واستخراج معلومات القدرة الطرفية المرسلة من محطة والمتعلقة بقدرة الجهاز، ووحدة تعيين فئة لتعيين فئة نهائية ينتمي إليها المطراف بناءً على معلومات قدرة المطراف المتلقاة والمستخرجة من وحدة استقبال معلومات القدرة.

وكذلك يتضمن وحدة إعداد الارتباط لإعداد ارتباط بالجهاز الطرفي اللاسلكي وإرسال إشارة تحكم اعتماداً على إعداد الارتباط بالجهاز الطرفي اللاسلكي، وبناءً على فئة الجهاز الطرفي المعينة بواسطة وحدة تعيين الفئة.