تعد الأجهزة المحمولة اليوم جزءًا أساسيًا من الحياة اليومية والاتصالات، وغالباً ما يُنظر إلى الاتصالات المحمولة على أنّها اختراع حديث، ولكن الاتصالات المحمولة كانت متاحة تجاريًا بعد الحرب العالمية الثانية مباشرة عندما أطلق (Bell Telephone) خدمة الهاتف المحمول، التي يمكن أن تصل إلى مسافة مذهلة تبلغ (50) ميلاً وكان التحدي مع هذا النظام المبكر هو القوة المحدودة لأجهزة الإرسال.
تصنيف الاتصالات المتنقلة
أحدث عصر التكنولوجيا ثورة في التواصل مع إدخال الاتصالات المتنقلة واللاسلكية، حيث يمكن تعريف نظام الاتصالات المتنقلة على أنّه نظام اتصال يسمح للأشخاص بالتواصل دون استخدام أي رابط مادي، وتجاهل الموقع والوقت والمسافة وكما يتم طرح فكرة الاتصال اللاسلكي بواسطة (Marconi) في عام (1985م) مع اختراع (Wireless Telegraph).
أولاً: الاتصالات المتنقلة بوجود البنية الأساسية
في هذا النوع من الاتصالات يحتاج مزود الخدمة إلى وضع البنية التحتية لتكوين شبكة للاتصال وبالتالي تعتمد الشبكة على البنية التحتية ومثال عليه هي الاتصالات الخلوية، حيث يتم تصنيف الاتصالات الخلوية على أنها بنية تحتية لأنّها تنطوي على استخدام نظام الاستقبال عبر القاعدة (BTS) للاتصال، ويعتمد (BTS) على فئتين من الهوائي لإجراء الاتصالات وهما:
الهوائي العمودي: يُعرف أيضًا باسم هوائي (RF) أو هوائي (GSM)، ويعمل على تردد الراديو أي بالميجاهرتز وهو مسؤول عن إرسال واستلام الإشارات.
ملاحظة:“BTS” هي اختصار لـ “Base transceiver station”.
ملاحظة:“RF” هي اختصار لـ “Radio frequency”.
ملاحظة:“GSM” هي اختصار لـ “Global system for mobile communication”.
الهوائي الطبل: يُعرف أيضًا باسم هوائي الميكروويف، وإنّها مسؤولة عن إنشاء رابط اتصال بين (BTS) وهو يعمل على أجهزة الميكروويف التي لها تردد في (GHz).
ثانياً: الاتصالات المتنقلة بدون بنية تحتية
ألغت هذه الفئة من الاتصالات الحاجة إلى البنية التحتية للاتصالات وبالتالي جعل الاتصالات المتنقلة فعالة من حيث التكلفة واستقلالية (BTS) وأكثر كفاءة، كما يتم تصنيفها على أنّها:
1- شبكة Adhoc المتنقلة MANET
شبكة Adhoc المتنقلة: هي شبكة مرتجلة يتم إنشاؤها عند الحاجة، وبمجرد الانتهاء من المهمة يتم إنهاء الشبكة، كما يستخدم (MANET) في التنظيم العسكري؛ لغرض الاتصالات أثناء الحرب مثل الطوارئ وهناك العديد من المجالات في مانيت التي هي قيد البحث، ويستخدم (MANET) في مختلف المجالات ويتم تصنيفها إلى الأنواع التالية:
- شبكة فانيت (FANET): يتم استخدامها في أنظمة المركبات الجوية غير المأهولة المتعددة (UAV) لحل المشكلات الناشئة عن أنظمة الاتصالات القائمة على البنية التحتية والتي تقيد قدرات أنظمة الطائرات بدون طيار المتعددة، وباستخدام (FANET) يتم توصيل مجموعة من المحطات الطرفية عبر شبكة مخصصة، وتشكيل فريق وزيادة قدرة الطائرات بدون طيار في مختلف المجالات.
ملاحظة:“FANET” هي اختصار لـ “Flying Adhoc Network”.
ملاحظة:“UAV” هي اختصار لـ “unmanned aircraft system”.
ملاحظة:“MANET” هي اختصار لـ “Mobile Ad-hoc NETwork”.
- شبكة فانيت (VANET): وتعني شبكة (Adhoc) الخاصة بالمركبات، وهي مجموعة فرعية أخرى من (MANET) المستخدمة في المركبات من أجل تمكين الاتصال بين المركبات، وتقدم (VANET) المساعدة في مراقبة حركة المرور وتجنب الاصطدام وتعزيز السلامة وما إلى ذلك، ولكن هذا المجال لا يزال قيد البحث ولم يتم تنفيذه بالكامل.
ملاحظة:“VANET” هي اختصار لـ “vehicular ad hoc network”.
- شبكة (SANET): تعني شبكة (Adhoc) للهواتف الذكية، وفي هذا يتم استخدام الشبكات المخصصة بين الهواتف الذكية للاتصال الخلوي ممّا يلغي استخدام (BTS).
ملاحظة:“SANET” هي اختصار لـ “Sensor-Actuator Network”.
2- شبكة الاستشعار اللاسلكية WSN
شبكة الاستشعار اللاسلكية (WSN): هي شبكة بدون بنية تحتية تستخدم أجهزة استشعار مثل: أجهزة الاستشعار لتحليل البيانات وجمعها ونقلها إلى الخوادم البعيدة، حيث تتميز هذه المستشعرات بأنها ذكية وصغيرة الحجم وفعالة من حيث التكلفة، وهي متصلة لاسلكيًا لتوفير اتصال بعيد وخالي من المتاعب.
يستخدم (WSN) في الغالب في أنظمة مراقبة البيئة البعيدة، حيث تقوم المستشعرات بتحليل وتسجيل العوامل الفيزيائية والكيميائية للبيئة، بما في ذلك درجة الحرارة والضغط والملوثات والصوت وما إلى ذلك ونقل البيانات إلى موقع مركزي رئيسي، كما أنّها تستخدم في تتبع الأهداف.
ملاحظة:“WSN” هي اختصار لـ “wireless sensor network”.
تطور أصناف الاتصالات المتنقلة
في السنوات الأخيرة مع الانتشار السريع لمحطات الجيل الخامس الأساسية أصبحت إشارات الاتصالات المتنقلة أكثر تعقيدًا، كما تعتبر كيفية تحديد هذه الإشارات وتصنيفها نقطة ساخنة للبحث حاليًا ودخلت شبكات الاتصالات المتنقلة حقبة جديدة، حيث نضجت تدريجياً تقنية الجيل الخامس (5G) القائمة على الاتصالات الخلوية.
ولتحسين كفاءة نظام اتصالات (5G) اجتذب الإشراف على موارد الطيف المزيد من الاهتمام، حيث أصبح التعرف على الإشارات الخلوية بسرعة وبدقة جزءًا مهمًا من مراقبة موارد الطيف، حيث أنه إذا تمكنت كل نقطة اتصال وجهاز من تعديل خطة التشغيل بذكاء من خلال بيئة الشبكة الحالية، فسيتم تحسين كفاءة الإرسال بشكل كبير وسيتم تعزيز موثوقية الشبكة.
كما أنّ مفتاح المشكلة هو كيفية الحكم على بيئة الشبكة الحالية بدقة،بحيث ظهرت بعض التقنيات الرئيسية من هذا مثل استشعار الطيف وتصنيف التشكيل التلقائي (AMC)، بينما تركز معظم أعمال التعرف التلقائي على الإشارة على الإشارات العامة، فإنّ عددًا قليلاً جدًا من الدراسات تبحث في تصنيف الإشارات القياسية، كما يلعب الأخير دوراً رئيسيًا في الإدراك الراديوي وإدارة الطيف وتنقسم طرق التعرف على الإشارات التقليدية تقريبًا إلى طرق تستند إلى أقصى احتمال وأساليب تعتمد على الميزات.
يتيح الاتصال بالهاتف المحمول نقل البيانات الصوتية والوسائط المتعددة من جهاز كمبيوتر أو جهاز محمول دون توصيل أي روابط مادية أو ثابتة، كما تتحسن تفاعلات الأجهزة المحمولة يومًا بعد يوم وأصبحت ضرورية للجميع، والاتصالات المتنقلة هي في نفس الوقت تبادل للأصوات والبيانات بغض النظر عن أي اتصال مادي من خلال البنية التحتية للاتصالات.
تسمح البنية التحتية لشبكات الهاتف المحمول للمؤسسات بالعمل بشكل أكثر فعالية وكفاءة وزيادة مستويات المعيشة البشرية، وشبكات الهاتف المحمول والحوسبة المحمولة هما مجرد اسمين منفصلين يسميان أكثر الأجهزة المدمجة وأجهزة الحوسبة، والموجودة في مواقع أو بيئات قائمة بذاتها من أجل القدرة على استخدام تقنيات الهاتف المحمول أثناء القيادة.
ملاحظة:“AMC” هي اختصار لـ “automatic modulation classification”.
في النهاية، عملت (Bell Telephone) بسرعة على حل هذه المشكلة باستخدام التكنولوجيا الخلوية، حيث يمكن تسليم المكالمات إلى محطات قاعدة مختلفة، كما يتم التغلب على إحدى العقبات الرئيسية أمام الاتصالات المحمولة حقًا وكان سباق الاتصالات المتنقلة مستمرًا.
