اقرأ في هذا المقال
- أساسيات نظام الاتصالات بين المحطات في نظام الاتصالات اللاسلكية
- مبدأ نظام الاتصالات بين المحطات في نظام الاتصالات اللاسلكية
- تطور نظام الاتصالات بين المحطات في نظام الاتصالات اللاسلكية
في (LTE) نظراً لأنّ نظام الاتصال يتم تكوينه باستخدام شبكة أساسية جديدة مختلفة عن خدمة حزمة الراديو العامة (GPRS) وهي شبكة أساسية لـ (W-CDMA)، يتم تعريف شبكة الوصول اللاسلكي أي شبكة الوصول اللاسلكي لـ (LTE) شبكة وصول لاسلكية مستقلة منفصلة عن شبكة (W-CDMA).
أساسيات نظام الاتصالات بين المحطات في نظام الاتصالات اللاسلكية
من أجل تمييزها عن نظام الاتصالات( W-CDMA) في نظام اتصالات (LTE) تسمى الشبكة الأساسية (EPC) وتسمى شبكة الوصول اللاسلكي (E-UTRAN)، وفي شبكة الوصول الراديوي تسمى المحطة الأساسية التي تتصل بمحطة متنقلة معدات المستخدم (UE)، بالإضافة إلى ذلك يتم تنفيذ وظيفة وحدة التحكم في المحطة الأساسية التي تتبادل بيانات التحكم وبيانات المستخدم مع عدد كبير من المحطات الأساسية بواسطة (EPC).
في نظام اتصالات (LTE) يتم توفير خدمة أحادي الإرسال (Unicast) وخدمة (E-MBMS)، وهي خدمة وسائط متعددة من النوع الإذاعي، وقد يشار إلى خدمة (E-MBMS) باسم (MBMS) وفي خدمة (E-MBMS) تُرسل محتويات البث ذات السعة الكبيرة ،مثل الأخبار والتنبؤات الجوية والبث المحمول إلى عدد كبير من المطاريف المتنقلة وهذا ما يسمى أيضاً خدمة من نقطة إلى عدة نقاط.
تقوم المحطة الأساسية بالجدولة وإرسال إشارة الاستدعاء والتي يشار إليها أيضاً باسم رسائل الاستدعاء التي يتم إخطارها من كيان إدارة التنقل (MME)، والمحطات الأساسية متصلة ببعضها البعض بواسطة واجهة (X2)، والمحطة الأساسية متصلة بـ (EPC) بواسطة واجهة (SI) ويتم توصيل المحطة الأساسية بـ (MME) بواسطة واجهة (SI_MME)، وهي متصلة بواجهة (S-GW) بواسطة واجهة (SI_U).
يوزع (MME) إشارة استدعاء إلى مجموعة أو محطة قاعدة واحدة، كما يقوم (MME) بالتحكم في التنقل في حالة الاستعداد أي حالة الخمول، كما يدير (MME) قائمة منطقة التعقب عندما يكون الجهاز المحمول في حالة الاستعداد وفي الحالة النشطة.
يرسل أو يستقبل (S-GW) بيانات المستخدم إلى أو من محطة قاعدة واحدة أو أكثر، ويصبح (S-GW) نقطة ارتساء تنقل محلية أي نقطة ارتساء التنقل في وقت التسليم بين المحطات القاعدية، ويتضمن (EPC) كذلك (P-GW)، ويقوم (P-GW) بترشيح الرزم وتخصيص عنوان معرف المستخدم لكل مستخدم.
- “EPC” هي اختصار لـ “Evolved Packet Core”.
- “LTE” هي اختصار لـ “Long-Term-Evolution” و”GPRS” هي اختصار لـ “General-Packet-Radio-Service”.
- “MME” هي اختصار لـ “Mobility-Management-Entity” و”W-CDMA” هي اختصار لـ “Wideband-Code-Division-Multiple-Access”.
- “E-UTRAN” هي اختصار لـ “Evolved-Universal-Terrestrial-Radio-Access-Network” و”S-GW” هي اختصار لـ “signaling-gateway”.
- “E-MBMS” هي اختصار لـ “Multimedia-Broadcast-Multicast-Service” و”UE” هي اختصار لـ “User-equipment”.
مبدأ نظام الاتصالات بين المحطات في نظام الاتصالات اللاسلكية
ينفذ بروتوكول التحكم (RRC) بين المطراف المتنقل والمحطة الأساسية البث الإذاعي والاستدعاء وإدارة توصيل (RRC) أي إدارة توصيل (RRC)، وفي (RRC_IDLE) يتم اختيار الشبكة المتنقلة البرية العامة (PLMN) والإخطار بمعلومات النظام (SI) والترحيل وإعادة اختيار الخلية والتنقل، وفي (RRC_CONNECTED) يكون للمطاريف المتنقل اتصال (RRC) ويمكنه إرسال واستقبال البيانات من وإلى الشبكة.
في (RRC_CONNECTED) يتم تنفيذ التسليم (HO) وقياس الخلية المجاورة، والإشارة المرجعية للوصلة الهابطة (RS) هي رمز يُعرف بنظام الاتصالات المتنقلة، ويتم تحديد الأنواع الخمسة التالية من الإشارات المرجعية للوصلة الهابطة، وإشارة مرجعية لإزالة تشكيل البيانات (DM-RS) وهي إشارة مرجعية خاصة بالخلية (CRS)، وإشارة مرجعية (MBSFN) وإشارة مرجعية خاصة بتجهيزات المستعمل أي إشارة مرجعية خاصة بـ (UE).
وكذلك إشارات مرجعية لتحديد المواقع (PRS) والإشارات المرجعية لمعلومات حالة القناة (CSI-RS)، كما يتم قياس الطبقة المادية للمطاريف المتنقل، ويوجد قياس إشارة مرجعية للقدرة المستقبلة (RSRP) ومن بين قنوات النقل للوصلة الهابطة يتم بث قناة البث (BCH) عبر التغطية الكاملة للمحطة الأساسية أي الخلية، وتقابل القناة (BCH) قناة بث مادية (PBCH).
يتم تطبيق التحكم في إعادة الإرسال بواسطة (HARQ) على قناة مشتركة للوصلة الهابطة (DL-SCH) يمكن لـ (DL-SCH) البث إلى التغطية الكاملة للمحطة الأساسية، ويدعم (DL-SCH) تخصيص الموارد الديناميكي أو شبه الثابت، ويُشار أيضاً إلى تخصيص الموارد شبه الثابت بالجدولة المستمرة ويدعم (DL-SCH) الاستقبال غير المستمر (DRX) لمحطة متنقلة لتقليل استهلاك الطاقة للمطاريف المتنقل.
تدعم قناة الاستدعاء ((PCH) DRX) للمطاريف المتنقل لتمكين استهلاك الطاقة المنخفض للمطاريف المتنقل، ومطلوب (PCH) لإخطار التغطية الكاملة للمحطة الأساسية ويتم تعيين (PCH) ديناميكياً إلى مورد مادي، مثل القناة المادية المشتركة للوصلة الهابطة (PDSCH) التي يمكن استخدامها لحركة المرور.
تُستخدم قناة البث المتعدد (MCH) للبث إلى التغطية الكاملة للمحطة الأساسية، وتدعم الشبكة (MCH) الجمع بين خدمات (MTCH) و(MCCH) في الإرسال متعدد الخلايا، ولقنوات نقل الوصلة الصاعدة يتم تطبيق التحكم في إعادة الإرسال بواسطة (HARQ) على قناة مشتركة للوصلة الصاعدة (UL-SCH)، كما تدعم (UL-SCH) التخصيص الديناميكي أو شبه الثابت للموارد ويتم تعيين (UL-SCH) لقناة مشتركة في الوصلة الصاعدة (PUSCH).
كما تُعد (HARQ) هي تقنية لتحسين جودة الاتصال لمسير الإرسال من خلال الجمع بين طلب التكرار التلقائي (ARQ) وتصحيح الخطأ أي تصحيح الخطأ الأمامي، وتتميز (HARQ) بميزة أنّ تصحيح الخطأ يعمل بشكل فعال عن طريق إعادة الإرسال حتى على خط النقل الذي تتغير جودة اتصاله، ومن الممكن زيادة تحسين الجودة من خلال الجمع بين نتيجة الاستقبال للإرسال الأولي ونتائج الاستقبال لإعادة الإرسال في إعادة الإرسال.
- “RRC” هي اختصار لـ ” Radio-Resource-Control” و”HARQ” هي اختصار لـ “Hybrid-automatic-repeat-request”.
- “MTCH” هي اختصار لـ “Multicast-Traffic-Channel” و”PUSCH” هي اختصار لـ “Physical-Uplink-Shared-Channel”.
- “PCH” هي اختصار لـ “Paging-Channel” و”BCH” هي اختصار لـ “Broadcast-Channel”.
- “DL-SCH” هي اختصار لـ “Downlink-Shared-Channel” و”UL-SCH” هي اختصار لـ ” uplink-shared-channel”.
تطور نظام الاتصالات بين المحطات في نظام الاتصالات اللاسلكية
أمّا طريقة إعادة الإرسال، وعندما يفشل جانب الاستقبال في فك تشفير البيانات المستلمة بشكل صحيح أي عندما يحدث خطأ (CRC = NG)، يتم إرسال “Nack” من جانب الاستقبال إلى جانب الإرسال ويقوم جانب الإرسال الذي استقبل “Nack” بإعادة إرسال البيانات، وإذا نجح الجانب المستقبل في فك تشفير البيانات المستلمة وإذا لم يحدث خطأ (CRC = OK)، يرسل الجانب المستقبل “Ack” إلى جانب الإرسال ويرسل جانب الإرسال الذي تلقى “Ack” البيانات التالية.
قناة التحكم في الإرسال المتعدد (MCCH) هي قناة للوصلة الهابطة للإرسال من واحد إلى متعدد، كما تُستخدم (MCCH) لإرسال معلومات التحكم (MBMS) لواحد، أو عدة قنوات (MTCH) من شبكة إلى مطراف متنقل ويتم استخدام (MCCH) فقط لمحطة متنقلة تستقبل (MBMS)، ويتم تعيين (MCCH) لقناة البث المتعدد (MCH) وهي قناة نقل.
وقناة التحكم الفردية (DCCH) هي قناة لإرسال معلومات التحكم الفردية بين مطراف متنقل وشبكة على أساس واحد لواحد، ويتم استخدام (DCCH) عندما يكون للمطاريف المتنقل اتصال (RRC) ويتم تعيين (DCCH) للقناة المشتركة للوصلة الصاعدة (UL-SCH) في الوصلة الصاعدة، ويتم تعيينها على القناة المشتركة للوصلة الهابطة (DL-SCH) في الوصلة الهابطة.
يتم تنفيذ تتبع موقع محطة متنقلة في وحدات منطقة بما في ذلك خلية واحدة أو أكثر ويتم تنفيذ تتبع الموقع؛ لتتبع موقع المحطة المتنقلة حتى في حالة الاستعداد واستدعاء المحطة الطرفية المتنقلة أي لتمكين المحطة المتنقلة من تلقي مكالمة، وتسمى منطقة تتبع موقع المحطة المتنقلة بمنطقة التعقب.
- “CRC” هي اختصار لـ “Cyclic redundancy check” و”DCCH” هي اختصار لـ “dedicated control channel”.
