ما هو نظام البث المتعدد MBSFN في الاتصالات

توفر خدمات البث المتعدد الوسائط (MBMS) آلية لدعم التسليم الفعال لحركة مرور الوسائط المتعددة عبر الشبكة الخلوية لجميع المستخدمين الذين يطلبون نفس بيانات الوسائط المتعددة، كما تم تقديمه في (3GPP) وتم تطويره في الإصدار الأخير من حيث (MBMS) المحسن (eMBMS).

تعريف نظام البث المتعدد MBSFN

يصف (MBSFN) تسليم خدمات البث المتعدد الوسائط (MBMS) عبر شبكة راديو تتم مزامنتها لتقليل التداخل، حيث تسمح هذه التقنية لمجموعة من الخلايا بنقل نفس محتوى البث المتعدد باستخدام نفس الموجات الحاملة الفرعية الراديوية، وهو ما يعني أساساً أنّ مجموعة الخلايا تظهر جميعها كخلية واحدة كبيرة نظراً لأنّ المحتوى المرسل من كل خلية فردية متطابق ومتزامن.

ملاحظة:“MBSFN” هي اختصار لـ “Multimedia Broadcast/Multicast Services over Single Frequency Network”.

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

ملاحظة:“MBMS” هي اختصار لـ “Multimedia Broadcast Multicast Services”.

تطور نظام البث المتعدد MBSFN

يمكن أن يدعم (eMBMS) الحالي نوعين من الإرسال وهما الإرسال أحادي الخلية وفي هذا الوضع يمكن نقل بيانات (MBMS) فقط داخل تغطية خلية واحدة، والإرسال متعدد الخلايا وفي هذا الوضع يتم إرسال بيانات (MBMS) بواسطة خلايا مختلفة متزامن بإحكام، والتي تُعرف أيضًا باسم شبكة التردد الأحادي (SFN).

في الشبكة وحيدة التردد ترسل جميع المحطات القاعدة نفس الإشارة في نفس الوقت وعبر نفس قناة التردد إلى جهاز المستعمل، وفي الشبكة وحيدة التردد ستظهر الإرسالات المستلمة من خلايا متعددة وكما يتضح من تجهيزات المستعمل، كإرسال فردي خاضع لانتشار شديد متعدد المسارات.

يمكن أن تحقق (SFN) فائدة من شأنها تغيير التداخل أو الإشارة المدمرة إلى إشارة بناءة وتحتوي على بادئة دورية أطول من الإرسال التقليدي، و(Femtocells) هي نقاط وصول لاسلكية منخفضة الطاقة تعمل في طيف مرخص؛ لتوصيل الأجهزة المحمولة القياسية بشبكة مشغل الهاتف المحمول باستخدام (DSL) السكنية أو اتصالات الكابلات ذات النطاق العريض.

يمكن أن تدعم الخلايا الكبيرة الحالية التغطية الداخلية ولكن مع بعض القيود التي تسببها الجدران السميكة والمواقع العالية والعوائق الداخلية الأخرى، وكانت تلك تحديات تحتاج إلى حل وتقدم (Femtocells) حلولًا أكثر كفاءة للتعامل مع التغطية الداخلية، وعند تقديمها لأول مرة يمكن لـ (Femtocells) حل مشكلة الجودة الرديئة لخدمات الصوت والبيانات الداخلية، وعندما يتم حل هذه المشاكل يطلب المزيد من الخدمات التي تدعمها (Femtocell) كخدمات الوسائط المتعددة.

ملاحظة:“SFN” هي اختصار لـ ” single-frequency network”.

ملاحظة: “DSL” هي اختصار لـ “digital subscriber line”.

كيفية إرسال واستقبال بيانات الوصلة الهابطة في إطار MBSFN

يتم تنفيذ هذه الطريقة بواسطة جهاز مستخدم (UE) وتتضمن تلقي معلومات تشير إلى إطار فرعي (MBSFN) تم تكوينه كإطار فرعي شبه فارغ (ABS) بين أطر فرعية (MBSFN)، والتي تم تخصيص منطقة بيانات لها طاقة إرسال مخفضة أقل من قدرة الإرسال في منطقة بيانات لإطار فرعي عادي، وإزالة تشكيل إشارة الوصلة الهابطة المستلمة في منطقة البيانات للإطار الفرعي (ABS MBSFN)، بناءً على إشارة مرجعية خاصة بالخلية (CRS) في منطقة تحكم في الإطار الفرعي (ABS MBSFN) وفقًا للمعلومات.

قد تتضمن الطريقة كذلك استقبال إشارة مرجعية خاصة بتجهيزات المستعمل (RS) تُوزَّع لها قدرة إرسال أعلى من قدرة الإرسال المخفضة في منطقة البيانات في الرتل الفرعي (ABS MBSFN)، حيث تكون قدرة الإرسال الخاصة بتجهيزات المستعمل (RS) محددة بشكل فردي موزعة على كل رتل فرعي (MBSFN)، أو كل رمز (OFDM) في الرتل الفرعي، أو كل هوائي مهيأ لإرسال المحطة (RS) الخاصة بتجهيزات المستعمل وحيث يُستخدم كل من (RS) و(CRS) الخاصين بتجهيزات (UE) من أجل إزالة تشكيل إشارة الوصلة الهابطة.

تتضمن طريقة محطة القاعدة (BS) لإرسال إشارة الوصلة الهابطة إلى جهاز مستخدم (UE) في إطار فرعي لشبكة بث متعدد التردد واحد (MBSFN)، وتكوين واحد على الأقل من الأطر الفرعية (MBSFN) مثل إطار فرعي شبه فارغ (ABS)، حيث يتم تخصيص طاقة نقل مخفضة أقل من طاقة الإرسال في منطقة بيانات لإطار فرعي عادي لمنطقة بيانات (ABS).

كما يتم إرسال معلومات تشير إلى الإطار الفرعي (MBSFN) الذي تم تكوينه على أنّه (ABS) إلى تجهيزات المستعمل، حيث تسمح المعلومات لتجهيزات المستعمل بإزالة تشكيل إشارة الوصلة الهابطة المستلمة في منطقة بيانات الرتل الفرعي (ABS MBSFN) بناءً على إشارة مرجعية خاصة بالخلية (CRS) في منطقة تحكم في الرتل الفرعي (ABS MBSFN).

ملاحظة:“CRS” هي اختصار لـ “cell reference signal”.

كيفية عمل نظام البث المتعدد MBSFN

قد تشتمل الطريقة كذلك على تخصيص قدرة أعلى من قدرة الإرسال المخفضة لإشارة مرجعية خاصة بتجهيزات المستعمل (RS) تُرسَل في منطقة بيانات الرتل الفرعي (ABS MBSFN)، حيث تُوزَّع قدرة إرسال المحطة (RS) الخاصة بتجهيزات المستعمل بشكل فردي لكل منها الرتل الفرعي (MBSFN)، وكل رمز (OFDM) في الرتل الفرعي (MBSFN)، أو كل هوائي مهيأ لإرسال المحطة (RS) الخاصة بتجهيزات المستعمل وإرسال معلومات حول قدرة إرسال (RS) الخاصة بتجهيزات المستعمل إلى تجهيزات المستعمل.

كما إنّ جهاز المستخدم (UE) الذي تم تكوينه لاستقبال إشارة الوصلة الهابطة من محطة أساسية (BS) في إطار فرعي لشبكة بث أحادي البث المتعدد (MBSFN)، يشتمل على وحدة تردد راديوي (RF) تم تكوينها بحيث إرسال أو استقبال إشارة (RF) ومعالج مهيأ للتحكم في وحدة التردد اللاسلكي، حيث يتلقى المعالج معلومات تشير إلى إطار فرعي (MBSFN).

كما يتم تكوينه كإطار فرعي شبه فارغ (ABS) بين الإطارات الفرعية (MBSFN) من خلال وحدة التردد اللاسلكي، حيث يتم تخصيص طاقة إرسال منخفضة أقل من قدرة الإرسال في منطقة بيانات لإطار فرعي عادي لمنطقة بيانات للإطار الفرعي (ABS MBSFN)، ويزيل تشكيل إشارة الوصلة الهابطة المستلمة في منطقة البيانات للإطار الفرعي (ABS MBSFN)، بناءً على خلية محددة إشارة مرجعية (CRS) في منطقة تحكم في الرتل الفرعي (ABS MBSFN) وفقًا للمعلومات.

كما أنّ المحطة الأساسية (BS) التي تم تكوينها لإرسال إشارة الوصلة الهابطة إلى جهاز مستخدم (UE) في إطار فرعي لشبكة بث متعدد التردد واحد (MBSFN)، تشتمل على وحدة تردد راديوي (RF) تم تكوينها بحيث إرسال واستقبال إشارة (RF) ومعالج مهيأ للتحكم في وحدة التردد اللاسلكي، حيث يقوم المعالج بتكوين واحد على الأقل من الإطارات الفرعية (MBSFN) كإطار فرعي شبه فارغ (ABS).

كما يتم تكون طاقة الإرسال المخفضة أقل من طاقة الإرسال في منطقة البيانات من إطار فرعي عادي إلى منطقة بيانات من (ABS)، وينقل المعلومات التي تشير إلى الإطار الفرعي (MBSFN) الذي تم تكوينه على أنّه (ABS MBSFN) إلى تجهيزات المستعمل، حيث تسمح المعلومات لتجهيزات المستعمل بإعادة تشكيل إشارة الوصلة الهابطة المستلمة في منطقة البيانات في الإطار الفرعي (ABS MBSFN) المستند إلى إشارة مرجعية خاصة بالخلية (CRS) في منطقة تحكم في الرتل الفرعي (ABS MBSFN).

كما يمكن إرسال المعلومات التي تشير إلى الرتل الفرعي (ABS MBSFN) إلى تجهيزات المستعمل من خلال إشارات الطبقة العليا، وقد يرسل المعالج معلومات حول مصفوفة افتراضية للهوائي ومصفوفة ترميز مسبق من أجل إزالة تشكيل إشارة الوصلة الهابطة على أساس (CRS)، إلى تجهيزات المستعمل من خلال وحدة التردد الراديوي.

ملاحظة:“RF” هي اختصار لـ “Radio frequency” و”OFDM” هي اختصار لـ “Orthogonal frequency-division multiplexing”.

في النهاية، يمكن استقبال المعلومات التي تشير إلى الرتل الفرعي (ABS MBSFN) من المحطة القاعدة من خلال إرسال إشارات الطبقة العليا.