ما هي إشارات التحكم لدعم خدمات متعددة في أنظمة الاتصالات المتقدمة

تتعلق إشارات التحكم لدعم الخدمات المتعددة بنظام اتصال ما قبل الجيل الخامس (5G) ويتم توفيره لدعم معدلات بيانات أعلى تتجاوز نظام اتصالات الجيل الرابع (4G)، مثل التطور طويل المدى (LTE) وتوفر خدمات متعددة في أنظمة الاتصالات المتقدمة.

ما هو نظام إشارات التحكم لدعم خدمات متعددة

نظام إشارات التحكم لدعم خدمات متعددة: طريقة لمعدات المستخدم (UE) في نظام اتصال لاسلكي، وتشتمل الطريقة على استقبال إشارة من محطة قاعدة (BS) للوصلة الهابطة بما في ذلك معلومات الموقع لرموز تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM) لقناة التحكم في الوصلة الصاعدة المادية القصيرة (PUCCH)، وتحديد موقع بناءً على معلومات الموقع رموز (OFDM) للقناة (PUCCH) القصيرة المدرجة في فجوة، وإرسال (PUCCH) القصير إلى المحطة القاعدة باستخدام رموز (OFDM) على أساس الموضع المحدد.

• “PUCCH” هي اختصار لـ “Physical-Uplink-Control-Channel”.

• “LTE” هي اختصار لـ “Long-Term-Evolution”.

• “OFDM” هي اختصار لـ “Orthogonal-frequency-division-multiplexing”.

• “BS” هي اختصار لـ “Base-Station”.

• “UE” هي اختصار لـ “User-equipment”.

أساسيات إشارات التحكم لدعم خدمات متعددة في أنظمة الاتصالات المتقدمة

يتم توفير المحطة الأساسية (BS) في نظام اتصال لاسلكي، وتتضمن (BS) معالجاً واحداً على الأقل تم تكوينه لتحديد معلومات الموقع، بما في ذلك موضع رموز (OFDM) لقناة التحكم في الوصلة الصاعدة المادية القصيرة (PUCCH) المضمنة في فتحة وجهاز إرسال واستقبال تم تكوينه للإرسال، إلى جهاز المستخدم (UE) وإشارة الوصلة الهابطة تشتمل على معلومات الموقع بما في ذلك موضع رموز (OFDM) الخاصة بـ (PUCCH)، ويتلقى من (UE) و(PUCCH) القصير باستخدام رموز (OFDM) بناءً على الموضع المحدد.

يوفر (eNB) وصولاً لاسلكيًا عريض النطاق إلى الشبكة لمجموعة أولى من معدات المستخدم (UEs) ضمن منطقة تغطية (eNB)، وتشتمل المجموعة الأولى من تجهيزات المستعمل على (UE) الذي قد يكون موجوداً في (SB)، والتي قد تكون موجودة في جهاز (UE) وقد يكون موجوداً في نقطة اتصال (Wi-Fi) (HS) الذي قد يكون موجودًا في (UE) الأول، التي قد تكون موجودة في (UE) ثان والذي قد يكون جهازاً محمولاً، مثل الهاتف الخلوي أو الكمبيوتر المحمول اللاسلكي أو المساعد الرقمي الشخصي اللاسلكي أو ما شابه.

يوفر (eNB) نفاذ لاسلكي عريض النطاق إلى الشبكة لمجموعة ثانية من تجهيزات المستعمل داخل منطقة تغطية (eNB)، بحيث تشتمل المجموعة الثانية من تجهيزات المستعمل (UE)، ويوجد واحد أو أكثر من قد تتواصل أجهزة (eNB) مع بعضها البعض ومع (UEs) أخرى باستخدام (5G) أو (LTE) أو (LTE-A) أو (WiMAX) أو (Wi-Fi) أو تقنيات اتصال لاسلكي أخرى.

تشتمل واحدة أو أكثر من (UEs) على دارات أو برمجة أو مجموعة من هذه الدوائر من أجل إعداد تقارير (CSI) فعالة عن (PUCCH) في نظام اتصال لاسلكي متقدم، كما يشتمل واحد أو أكثر من وحدات (eNB) على دوائر أو برمجة أو مزيج منها لتلقي تقارير (CSI) فعالة عن (PUCCH) في نظام اتصال لاسلكي متقدم، كما يمكن إجراء تغييرات مختلفة ويمكن أن تتضمن الشبكة اللاسلكية أي عدد من وحدات (eNB) وأي عدد من تجهيزات المستعمل في أي ترتيب مناسب.

• “CSI” هي اختصار لـ “channel-state-information”.

مبدأ إشارات التحكم لدعم خدمات متعددة في أنظمة الاتصالات المتقدمة

يمكن لـ (eNB) الاتصال مباشرة بأي عدد من (UEs) وتزويد هذه الأجهزة بنفاذ لاسلكي عريض النطاق إلى الشبكة، وبالمثل يمكن لكل (eNB) الاتصال مباشرة بالشبكة وتزويد (UEs) بوصول لاسلكي عريض النطاق مباشر إلى الشبكة الشبكة، وعلاوة على ذلك يمكن أن توفر وحدات (eNBs) الوصول إلى شبكات خارجية أخرى أو إضافية مثل شبكات الهاتف الخارجية أو أنواع أخرى من شبكات البيانات.

كما يتضمن (eNB) هوائيات متعددة وأجهزة إرسال واستقبال (RF) متعددة ودائرة معالجة إرسال (TX) ودائرة معالجة (RX)، كما يشتمل (eNB) أيضاً على وحدة تحكم / معالج وذاكرة ووصلة توصيل أو واجهة شبكة، كما تستقبل أجهزة الإرسال والاستقبال من الهوائيات إشارات (RF) الواردة مثل الإشارات المرسلة بواسطة (UEs) في الشبكة.

تقوم أجهزة الإرسال والاستقبال (RF) بتحويل إشارات التردد اللاسلكي الواردة إلى توليد إشارات (IF) أو النطاق الأساسي، ويتم إرسال إشارات (IF) أو النطاق الأساسي إلى دائرة معالجة (RX) والتي تولد إشارات النطاق الأساسي المُعالجة عن طريق الترشيح  أو فك التشفير أو التحويل الرقمي لإشارات النطاق الأساسي (IF)، وتنقل دائرة معالجة (RX) إشارات النطاق الأساسي المعالجة إلى وحدة التحكم / المعالج لمزيد من المعالجة.

يكون جهاز الإرسال والاستقبال قادراً أيضاً على إرسال إشارة الوصلة الهابطة إلى جهاز المستخدم (UE) وتشتمل على معلومات الموقع بما في ذلك موضع رموز (OFDM) الخاصة بـ (PUCCH)، والاستقبال من (UE) و(PUCCH) قصير باستخدام رموز (OFDM) بناءً على الموضع المحدد، ويكون جهاز الإرسال والاستقبال (RF) قادراً على استقبال (PUCCH) القصير باستخدام رمز (L-th OFDM) بناءً على الموضع المحدد، حيث يتم تخصيص ديناميكياً أو شبه ثابت بواسطة إشارة طبقة أعلى يتم استقبالها من ال (eNB).

• “RX” هي اختصار لـ “receiver”.

• “RF” هي اختصار لـ “radio-frequency”.

• “IF” هي اختصار لـ “Intermediate-Frequency”.

تطور عمل إشارات التحكم لدعم خدمات متعددة في أنظمة الاتصالات المتقدمة

يكون جهاز الإرسال والاستقبال (RF) قادراً أيضاً على إرسال مجموعة موارد تحكم واحدة على الأقل بما في ذلك معلومات التحكم في الوصلة الهابطة، والتي تتضمن مجموعة من النطاقات الفرعية باستخدام إرسال إشارة طبقة أعلى إلى تجهيزات المستعمل، وتشتمل مجموعة موارد التحكم على الأقل على مجموعة من مجموعات الموارد المادية (PRBs) للبحث في معلومات التحكم في الوصلة الهابطة، حيث تكون (PRBs) متجاورة أو غير متجاورة في مجال تردد ومجموعة موارد التحكم بما في ذلك وصلة هابطة واحدة على الأقل رسالة معلومات التحكم (DCI).

تتلقى دائرة معالجة (TX) بيانات تمثيلية أو رقمية مثل البيانات الصوتية أو بيانات الويب أو البريد الإلكتروني أو بيانات ألعاب الفيديو التفاعلية من وحدة التحكم / المعالج، وتقوم دائرة معالجة (TX) بتشفير وتعدد الإرسال أو رقمنة بيانات النطاق الأساسي الصادرة؛ لتوليد إشارات النطاق الأساسي المعالجة أو إشارات (IF)، وتستقبل أجهزة الإرسال والاستقبال (RF) النطاق الأساسي المعالج أو إشارات (IF) الصادرة من دائرة معالجة (TX) وتقوم بتحويل إشارات النطاق الأساسي أو إشارات (IF) إلى إشارات (RF) التي يتم إرسالها عبر الهوائيات.

يمكن أن تشتمل وحدة التحكم أو المعالج على معالج واحد أو أكثر أو أجهزة معالجة أخرى تتحكم في التشغيل الكلي لـ (eNB)، وعلى سبيل المثال يمكن لوحدة التحكم / المعالج التحكم في استقبال إشارات القناة الأمامية، ونقل إشارات القناة العكسية بواسطة أجهزة الإرسال والاستقبال (RF)  ودائرة معالجة (RX) ودائرة معالجة (TX) وفقًا للمبادئ المعروفة.

يمكن أن تدعم وحدة التحكم / المعالج وظائف إضافية أيضاً مثل وظائف الاتصال اللاسلكي الأكثر تقدماً وكما يمكن لوحدة التحكم / المعالج أن تدعم عمليات تشكيل الحزمة أو عمليات التوجيه الاتجاهية، والتي يتم فيها ترجيح الإشارات الصادرة من هوائيات متعددة بشكل مختلف؛ لتوجيه الإشارات الصادرة بشكل فعال في الاتجاه المطلوب، كما يمكن دعم أي مجموعة متنوعة من الوظائف الأخرى في (eNB) بواسطة وحدة التحكم / المعالج.