اقرأ في هذا المقال
- ما هو نظام التخصيص الديناميكي في نظام الاتصالات اللاسلكية القائم على الحزم
- أساسيات نظام التخصيص الديناميكي في نظام الاتصالات اللاسلكية القائم على الحزم
- مبدأ نظام التخصيص الديناميكي في نظام الاتصالات اللاسلكية القائم على الحزم
- تطور عمل نظام التخصيص الديناميكي في نظام الاتصالات اللاسلكية القائم على الحزم
قد تخصص محطة قاعدة أو (eNB) أطراً فرعية معينة داخل إطار راديوي متكرر لتشكيل (TDD) كإطار فرعي (DL) أو (UL) للاتصال بمعدات المستخدم أو أجهزة (UE)؛ لزيادة الاستخدام الفعال لموارد النظام بناءً على البيانات المراد إرسالها، كما يتم تحديد قدرات تجهيزات المستعمل المختارة واستناداً إلى الخطوة المحددة اولتخصيص الديناميكي لأطر فرعية معينة.
ما هو نظام التخصيص الديناميكي في نظام الاتصالات اللاسلكية القائم على الحزم
نظام التخصيص الديناميكي في نظام الاتصالات اللاسلكية القائم على الحزم: هي أنظمة وطرق لتمكين التخصيص الديناميكي لأطر فرعية معينة، مثل موارد الوصلة الهابطة أو الصاعدة في تقسيم زمني مزدوج الإرسال عبر نظام الاتصالات الجوية.
- “TDD” هي اختصار لـ “Time-Division-Duplexing”.
- “UE” هي اختصار لـ “User-equipment”.
أساسيات نظام التخصيص الديناميكي في نظام الاتصالات اللاسلكية القائم على الحزم
نظراً لأن أنظمة الاتصالات اللاسلكية مثل الهاتف الخلوي والأقمار الصناعية وأنظمة اتصالات الميكروويف تنتشر على نطاق واسع وتستمر في جذب عدد متزايد من المستخدمين، فهناك حاجة ملحة لاستيعاب عدد كبير ومتغير من أنظمة الاتصالات الفرعية التي تنقل حجماً متزايداً من البيانات، باستخدام مورد ثابت مثل عرض نطاق قناة ثابتة يستوعب حجم حزمة بيانات ثابتة.
أصبحت تصميمات أنظمة الاتصالات التقليدية التي تستخدم مورداً ثابتاً كمعدل بيانات ثابت لكل مستخدم تحدياً لتوفير معدلات نقل بيانات عالية ومرنة في ضوء قاعدة العملاء المتنامية بسرعة، ويتم إجراء التحسينات للتعامل مع المتطلبات الجديدة المستمرة والقاعدة المتزايدة للمستخدمين، وتشمل أهداف هذا المشروع واسع النطاق تحسين كفاءة الاتصالات وخفض التكاليف وتحسين الخدمات والاستفادة من فرص الطيف الجديدة.
وكذلك تحقيق تكامل أفضل مع المعايير المفتوحة الأخرى والتوافق العكسي مع بعض البنية التحتية الحالية المتوافقة مع المعايير السابقة، ويتصور المشروع بيئة اتصالات بتبديل الحزم مع دعم لخدمات مثل (VoIP)، ومشروع (3GPP LTE) ليس في حد ذاته جهداً لإنشاء المعايير ولكنه سينتج عنه توصيات جديدة لمعايير (UMTS).
يشتمل (UTRAN) على عدة أنظمة فرعية لشبكة الراديو (RNS) ويحتوي كل منها على الأقل على وحدة تحكم شبكة لاسلكية (RNC)، ومع ذلك إنّ (RNC) قد لا تكون موجودة في الأنظمة الفعلية المنفذة التي تتضمن التطور طويل المدى (LTE) لشبكة (UTRAN (E-UTRAN))، وقد تتضمن (LTE) كياناً مركزياً أو لامركزياً لمعلومات التحكم.
- “LTE” هي اختصار لـ “Long-Term-Evolution” و”UTRAN” هي اختصار لـ “Universal-Terrestrial-Radio-Access-Network”.
- “RNC” هي اختصار لـ “Radio-Network-Controller” و”RNS” هي اختصار لـ “Radio-network-subsystems”.
- “3GPP” هي اختصار لـ “Third-Generation-Partnership-Project” و”VoIP” هي اختصار لـ “Voice-over-Internet-protocol”.
- “UMTS” هي اختصار لـ “Universal-Mobile-Telecommunications-System” و”E-UTRAN” هي اختصار لـ “Evolved-Universal-Terrestrial-Radio-Access-Network”.
مبدأ نظام التخصيص الديناميكي في نظام الاتصالات اللاسلكية القائم على الحزم
في تشغيل (UTRAN) قد يتم توصيل كل (RNC) بالعقد B المتعددة التي تعتبر نظراء (UMTS) لمحطات قاعدة النظام العالمي للاتصالات المتنقلة (GSM)، وفي أنظمة (E-UTRAN) قد تكون العقدة الإلكترونية B متصلة مباشرة ببوابة الوصول، والتي يشار إليها أحياناً باسم بوابة الخدمات أو تكون متصلة بها.
وقد تكون كل عقدة B على اتصال لاسلكي بوحدات (UE) متعددة كمعدات المستخدم بما في ذلك أجهزة الإرسال والاستقبال المحمولة أو الهواتف المحمولة، وعلى الرغم من أنّ الأجهزة الأخرى مثل الهواتف الخلوية الثابتة ومتصفحات الويب المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة المساعد الرقمي الشخصي، ومشغلات (MP3) وأجهزة الألعاب المزودة بأجهزة إرسال واستقبال قد تكون وحدات استخدام عبر واجهة الراديو (Uu).
كما أنّ أنظمة الاتصالات اللاسلكية المتوافقة مع (3GPP LTE) والمهمة هي جانب من جوانب (LTE) يشار إليها باسم شبكة الوصول إلى الراديو الأرضي (UMTS المتطورة)، ويتم تخصيص موارد (E-UTRAN) مؤقتاً بشكل أو بآخر بواسطة الشبكة لواحد أو أكثر من تجهيزات المستعمل باستخدام جداول التخصيص، أو بشكل أعم باستخدام قناة تخصيص موارد الوصلة الهابطة أو قناة التحكم المادية في الوصلة الهابطة (PDCCH).
و(LTE) هو نظام قائم على الحزم وبالتالي قد لا يكون هناك اتصال مخصص محجوز للاتصال بين (CE) والشبكة، تتم جدولة المستخدمين بشكل عام على قناة مشتركة في كل فاصل زمني للإرسال (TT1) بواسطة العقدة B أو العقدة B المتطورة أي العقدة الإلكترونية (ES)، وتتحكم العقدة B أو العقدة الإلكترونية B في الاتصالات بين أطراف أجهزة المستخدم في خلية تخدمها العقدة B أو العقدة C.
كما تخدم العقدة B أو العقدة الإلكترونية B كل خلية، وقد يُشار أحيانًا إلى العقدة “B” على أنّها محطة أساسية، ويتم تخصيص الموارد اللازمة لنقل البيانات إما كتخصيصات لمرة واحدة أو بطريقة ثابتة أو شبه ثابتة، ويدعم (LTE) عدداً كبيراً من المستخدمين لكل خلية مع وصول شبه فوري إلى موارد الراديو في الحالة النشطة.
من متطلبات التصميم أن يتم دعم (200 مستخدم) على الأقل لكل خلية في الحالة النشطة لتخصيصات الطيف حتى (3 ميجاهرتز) وما لا يقل عن (400 مستخدم) لتخصيص طيف أعلى، ومن أجل تسهيل الجدولة على القناة المشتركة، ترسل العقدة الإلكترونية B تخصيص الموارد إلى تجهيزات مستخدم معينة في قناة تحكم مشتركة للوصلة الهابطة (PDCCII) إلى (CE).
- “GSM” هي اختصار لـ “Global-System-for-Mobile” و”PDCCH” هي اختصار لـ “Physical-Downlink-Control-Channel”.
تطور عمل نظام التخصيص الديناميكي في نظام الاتصالات اللاسلكية القائم على الحزم
قد تكون معلومات التخصيص مرتبطة بقنوات الوصلة الصاعدة والهابطة. قد تتضمن معلومات التخصيص معلومات حول أي فترات الموارد في مجال التردد أو المجال الزمني أو كليهما، والمخصصة للمستعملين المجدولين وخطط التشكيل والتشفير المراد استخدامها وحجم فترة النقل، ويتم تنفيذ أدنى مستوى من الاتصالات في نظام (e-UTRAN) المستوى الأول، بواسطة الطبقة المادية (PHY) في تجهيزات المستعمل وفي العقدة c، وتنفذ الطبقة المادية النقل المادي للحزم بينها عبر واجهة الهواء باستخدام إشارات تردد الراديو.
لضمان استلام حزمة مرسلة يتم توفير طلب إعادة الإرسال التلقائي (ARQ) ونهج طلب إعادة الإرسال التلقائي الهجين (HARQ)، وبالتالي عندما تستقبل (UE) الحزم عبر إحدى قنوات الوصلة الهابطة العديدة بما في ذلك القنوات المشتركة والقنوات المشتركة، تقوم (UE) بإجراء فحص لأخطاء الاتصالات على الحزم المستلمة، وعادةً ما يكون التحقق من التكرار الدوري (CRC) وفي إطار فرعي لاحق بعد الاستقبال من الحزم يرسل استجابة على الوصلة الصاعدة إلى العقدة الإلكترونية B أو المحطة الأساسية.
والاستجابة هي إمّا رسالة إقرار بالاستلام (ACK) أو رسالة إقرار سلبي (NACK)، وإذا كانت الاستجابة (NACK)، فإنّ (a-Node B) يعيد إرسال الحزم تلقائياً في إطار فرعي لاحق على الوصلة الهابطة (DL) ويتم الرد على أي إرسال للوصلة الصاعدة من تجهيزات المستعمل إلى العقدة الإلكترونية B، وبهذه الطريقة يظل نظام اتصالات الحزم قوياً مع وقت استجابة منخفض ووقت استجابة سريع.
كما إنّ رسائل (HARQ) للوصلة الصاعدة متزامنة ويتبع (HARQ) المتزامن إرسالاً على الوصلة الهابطة من (eNB) إلى تجهيزات المستعمل بواسطة عدد محدد سلفاً من الأرتال الفرعية، ولذلك فإنّ استخدام (HARQ) المتزامن يضع متطلبات التوقيت على الأُطر الفرعية التالية، حيث يمكن بث ثقة رسالة (HARQ) للوصلة الصاعدة في غضون قيود زمنية معينة.
قد توفر شبكات (E-UTRAN) الدعم لأنواع حركة المرور المختلفة وقد تشمل (UE) على الأجهزة اللاسلكية القائمة على الويب مثل أجهزة تصفح الويب، وقد يتم توفير توصيل الفيديو عبر الإنترنت للتلفزيون المحمول أو توصيل برامج الصوت أو الفيديو، وبعض هذه التطبيقات غير متماثلة للغاية من حيث حجم البيانات في اتجاه (UL) و(DL)، وغالبًا ما تكون حركة الوصلة الهابطة إلى تجهيزات المستعمل أكثر تواتراً بكثير من حركة الوصلة الصاعدة من تجهيزات المستعمل.
