كيفية نقل أحجام البيانات الصغيرة في شبكة الاتصالات اللاسلكية

يعتمد نقل أحجام البيانات الصغيرة بأنظمة الاتصالات اللاسلكية وتهدف إلى تحسين كفاءة نقل الحمولة بكمية صغيرة من البيانات، مثل البيانات الخاصة بنقل بيانات من نوع الآلة (MTC) والتوافق مع الشبكات ذات النطاق العريض الوصول اللاسلكي (BWA).

أساسيات نقل أحجام البيانات الصغيرة في شبكة الاتصالات اللاسلكية

تستمر شبكات الهاتف المحمول التي تم تكوينها لنقل المعلومات عبر قنوات النطاق العريض في التطور والظهور ويمكن تسمية هذه الشبكات هنا بشبكات الوصول اللاسلكي عريض النطاق (BWA)، كما يمكن استخدام العديد من أنواع الأجهزة المختلفة في التقنيات اللاسلكية ذات النطاق العريض، وقد تشمل هذه الأجهزة على أجهزة الكمبيوتر الشخصية والهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة (Ultra-books).

قد يكون نقل البيانات من جهاز إلى جهاز (M2M) تقنية تسمح للأنظمة اللاسلكية والسلكية بالاتصال بالأجهزة الأخرى دون تدخل بشري، ويمكن لـ (M2M) استخدام جهاز على سبيل المثال جهاز استشعار أو جهاز قياس لجمع المعلومات التي يمكن نقلها عبر شبكة، كشبكة لاسلكية أو كابلية أو مختلطة إلى تطبيق يحول هذه المعلومات إلى بيانات مفيدة.

ساهم توسع شبكات النفاذ اللاسلكي عريض النطاق في جميع أنحاء العالم والزيادة المصاحبة في السرعة أو توسيع النطاق الترددي وانخفاض قدرة نقل البيانات اللاسلكية في نمو اتصالات (M2M)، وعلى الرغم من أنّ كمية البيانات التي ترسلها أجهزة (M2M) صغيرة جداً، إلّا أنّ عدداً كبيراً من هذه الأجهزة مجتمعة يمكن أن يزيد الحمل على الشبكة، كما قد تكون التقنيات الحديثة لنقل الحمولات النافعة بكمية صغيرة من البيانات، مثل بيانات الاتصال من نوع الآلة (MTC) غير فعالة أو غير متوافقة مع شبكات (BWA) الناشئة.

كما تتوفر تقنية وتكوينات لنقل الحمولات بكمية صغيرة من البيانات كبيانات الاتصال من نوع الجهاز (MTC) في شبكات الاتصالات اللاسلكية، وبدء أو مراقبة نقل كميات صغيرة من البيانات وتحسينها بشكل كبير وقد يشير المصطلح “وحدة نمطية” إلى دائرة متكاملة متخصصة (ASIC)، أو دائرة إلكترونية أو معالج مشترك أو متخصص أو مجموعة من المعالجات، أو تشكل جزءاً منها أو تشملها أو جهاز تخزين كمشترك أو متخصص أو مجموعة من المعالجات.

يمكن اعتماد شبكات الوصول اللاسلكي عريض النطاق (BWAs) بما في ذلك الشبكات التي تعمل وفقاً لبروتوكول (3GPP) ومشتقاته و(WiMAX) و(LTE)، جنبًا إلى جنب مع أي تغييرات أو تحديثات أو إصدارات مثل (LTE المتقدم) و(UMB) ويشار إليه أيضاً باسم “3GPP2″، وقد تكون مخططات الاتصال متوافقة مع معايير أو مواصفات أو بروتوكولات إضافية أو بديلة لنقل البيانات.

قد يتم تطبيق أنواع أخرى من الشبكات اللاسلكية، حيث يمكن الحصول على مزايا مماثلة، وقد تشمل هذه الشبكات على شبكات المنطقة المحلية اللاسلكية (WLAN)، وشبكات المنطقة الشخصية اللاسلكية (WPAN) أو الشبكات اللاسلكية واسعة النطاق (WWAN)، مثل الشبكات الخلوية وما شابه ذلك.

• “BWA” هي اختصار لـ “Broadband-wireless-access” و”WPAN” هي اختصار لـ “Wireless-Personal-Area-Network”.

• “WWAN” هي اختصار لـ “Wireless-wide-area-network” و”WLAN” هي اختصار لـ “wireless-local-area-network”.

• “UMB” هي اختصار لـ “Ultra-Mobile-Broadband” و”LTE” هي اختصار لـ “Long-Term-Evolution”.

• “3GPP” هي اختصار لـ “3rd-Generation-Partnership-Project” و”ASIC” هي اختصار لـ “Application-specific-integrated-circuit”.

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

مبدأ نقل أحجام البيانات الصغيرة في شبكة الاتصالات اللاسلكية

يتكون جهاز النقل من دائرة واجهة اتصال تم تكوينها لتلقي من خلال نقطة ربط أولى من الخادم (SCS) رسالة طلب بدء الجهاز لبدء الإرسال بواسطة جهاز المستخدم (UE) للحمولة الصغيرة، حيث يتم طلب بدء الجهاز تحتوي الرسالة على حمولة البدء، وحيث تحتوي حمولة البدء على معلومات مخصصة لتطبيق (MTC) من (UE) جنباً إلى جنب مع معرف تطبيق (MTC (ID))، حيث يتم تكوين (MTC-IWF) لإنهاء نقطة الربط الأولى.

وكذلك تقديم الدعم إلى الدعم عنصر الشبكة حمولة البدء لتسليم حمولة البدء إلى تجهيزات المستعمل من خلال نقطة الربط الثانية ودائرة المعالج المرتبطة بدائرة واجهة الاتصال، حيث يتم تكوين دائرة المعالج للسماح لـ (SCS) قبل إنشاء اتصال بشبكة الاتصالات اللاسلكية، وحل طلبات مستوى التحكم من (SCS) وإخفاء طوبولوجيا الشبكة العامة المتنقلة الأرضية (PLMN)، وإرسال أو ترجمة بروتوكولات الإشارة المستخدمة في النقطة المرجعية الأولى لاستدعاء وظائف محددة في شبكة (PLMN).

يمكن استخدام النظام في تطبيقات مختلفة بما في ذلك أجهزة الإرسال وأجهزة الاستقبال لأنظمة الراديو اللاسلكية المتنقلة، كما يتم تضمين أنظمة الراديو ، على وجه الخصوص في النطاق والتي تشمل على بطاقات واجهة الشبكة (NIC) ومحولات الشبكة والمحطات الأساسية، ونقاط الوصول (AP) وعقد الترحيل والعقد الممتدة B والبوابات والجسور والمحاور والهواتف الراديوية الساتلية.

بالإضافة إلى ذلك قد تشتمل الأنظمة الراديوية في نطاق النماذج على أنظمة الأقمار الصناعية وأنظمة الحوسبة الشخصية (PCS) وأجهزة الراديو ثنائية الاتجاه وأنظمة الملاحة العالمية (GPS)، وأجهزة الاستدعاء ثنائية الاتجاه وأجهزة الكمبيوتر الشخصية كأجهزة الكمبيوتر، والأجهزة الطرفية المرتبطة بها أجهزة الكمبيوتر الشخصية (PDA) وملحقات أجهزة الكمبيوتر الشخصية، وجميع الأنظمة الحالية والمستقبلية التي يمكن مقارنتها بطبيعتها والتي يمكن تطبيق مبادئ الخيار على التنفيذ.

يمكن لجهاز المستخدم (UE) الوصول إلى الشبكة الأساسية عبر قناة راديوية أي “اتصال” بمحطة قاعدة (BS) وفي (RAN)، كما قد تكون (UE) محطة اشتراك تم تشكيلها للاتصال بمحطات القاعدة وفقاً لبروتوكول واحد أو أكثر، كما يتم توفير مثال لشبكة (BWA) تتوافق معها (3GPP)، ومع ذلك يمكن التطبيق على الشبكات الأخرى التي تستفيد من المبادئ.

• “UE” هي اختصار لـ “User-equipment” و”RAN” هي اختصار لـ “radio-access-network”.

• “GPS” هي اختصار لـ “Global-Positioning-System” و”PDA” هي اختصار لـ “personal-digital-assistant”.

• “PCS” هي اختصار لـ “personal-communications-service” و”NIC” هي اختصار لـ “Network-Interface-Card”.

• “AP” هي اختصار لـ “access-point” و”PLMN” هي اختصار لـ “Public-Land-Mobile-Net”.

• “SCS” هي اختصار لـ “Service-Capability-Server” و”MTC-IWF” هي اختصار لـ “Machine-Type-Communications – Interworking-Function”.

كيفية عمل نقل أحجام البيانات الصغيرة في شبكة الاتصالات اللاسلكية

قد تشتمل المحطات الأساسية على محطة ممتدة (eNB) ومحطات (UE)، والتي تم تكوينها للتواصل باستخدام دوائر اتصالات متعددة المدخلات (MIMO)، كما يمكن استخدام هوائي واحد أو أكثر من تجهيزات (UE) للاستخدام المتزامن لموارد راديوية لمجموعة من الموجات الحاملة المكونة ذات الصلة والتي قد تقابل هوائيات محطات (eNB) لشبكة النفاذ اللاسلكي عريض النطاق.

كما قد (UE) يتم تكوينه للاتصال باستخدام الوصول المتعدد بتقسيم التردد المتعامد (OFDMA)، وعند إرسال البيانات على الوصلة الهابطة أو الوصول المتعدد، وتقسيم التردد مع ناقل واحد (SC-FDMA) وعند إرسال البيانات على الوصلة الصاعدة، ويتم تمثيل (UE) على أنّه هاتف خلوي وقد يكون (UE) جهاز كمبيوتر شخصي (PC) وكمبيوتر محمول، وهاتف ذكي ومساعد رقمي شخصي (UMPC) وجهاز محمول محمول.

• “SC-FDMA” هي اختصار لـ “Single-carrier-FDMA” و”OFDMA” هي اختصار لـ “Orthogonal-frequency-division-multiple-access”.

• “PC” هي اختصار لـ “Personal-computer” و”eNB” هي اختصار لـ “Evolved-Node-B”.

• “MIMO” هي اختصار لـ “Multiple-Input-Multiple-Output” و”UMPC” هي اختصار لـ “Ultra-mobile-PC”.