ما هي المستقبلات غير المتكافئة في الاتصالات اللاسلكية

يتم توفير نظام لتكوين أجهزة الاستقبال في جهاز محمول للتخفيف من الحمل الزائد على جهاز الاستقبال والاستفادة الكاملة أو شبه الكاملة من الطيف المتاح للاتصالات، كما يتم إملاء التهيئة جزئياً على الأقل من خلال جودة ارتباط لاسلكي واحدة على الأقل أو مواصفات جهاز الاستقبال المتاحة، ويمكن أن تتأثر بالجهاز المحمول أو المحطة الأساسية التي تخدم الجهاز المحمول.

أساسيات المستقبلات غير المتكافئة في الاتصالات اللاسلكية

يتضمن تكوين المستقبل العديد من المستقبلات غير المتماثلة طيفياً التي تضبط الأجزاء المتباينة ذات الصلة من الطيف المتاح؛ لتعظيم الاستفادة منها في المناطق الطيفية المعرضة لظروف التحميل الزائد وفي ظروف التحميل الزائد الشديدة يمكن تشكيل مستقبل واحد؛ ليعمل في نطاق تردد مجاور طيفياً لنطاق فرعي يؤدي إلى ظروف تحميل زائد عند استخدامه للاتصالات.

لتحسين الأداء يمكن استكمال التشكيل الفردي للمستقبل بعملية واحدة على الأقل من عمليات تنوع الإرسال أو التمديد غير المتماثل متعدد الموجات الحاملة، أو تعزيز قدرة الوصلة الهابطة للتمديد غير المتماثل متعدد الموجات الحاملة، كما يتم تنظيم استخدام طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي في الاتصالات مع إجراءات تنافسية ومكلفة بشكل عام لترخيص جزء من هذا الطيف.

بالإضافة إلى ذلك فإنّ الطيف المفتوح لعطاءات الترخيص محدود وعلاوة على ذلك فإنّ الطيف الخالي من الترخيص محدود أيضاً ومع قيود كبيرة على الطاقة واللوائح ذات الصلة، وبالتالي يسعى مقدمو الخدمات اللاسلكية إلى استخدام الطيف المرخص والمفتوح بكفاءة، وتطوير تقنيات اتصالات تحاول زيادة معدلات البيانات لتخصيص معين محدد من الطيف.

كما تواصل الشركات المصنعة للأجهزة اللاسلكية تصميم أجهزة الإرسال والاستقبال والدوائر المرتبطة بها والتي تهدف إلى العمل بكفاءة في الظروف الصعبة، مثل البيئات اللاسلكية المعرضة للحمل الزائد للجهاز والأداء المحدود من التداخل، كما تشتمل معدات المستخدم عالية التنقل على مرشحات المستقبل التي تظهر عوامل جودة منخفضة نسبياً وتوهيناً أدنى للناقل المجاور، ونتيجة لذلك فإنّ طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي المتاح غير مستغل بشكل عام ولا تزال الاتصالات محدودة الحمل الزائدة والتداخل.

كما يسمح بالاستخدام الفعال للطيف الإشعاعي الكهرومغناطيسي المتاح كحامل أي ناقلات التردد المرخص، والمجاور طيفياً أو المجاور لنطاق أو نطاق فرعي تكون فيه الإشارة اللاسلكية عالية القدرة المنقولة، والتي عادة ما تكون غير مستغلة بشكل كافٍ من غير المستخدمة، كما يمكن استغلال هذه الميزة في معالجة جلسة اتصال معدات المستخدم والشبكة من أجل تحسين أداء الاتصالات كالكفاءة الطيفية أو ميزانية الارتباط الراديوي أو جودة الاتصالات، مع الحفاظ على مستويات معقولة من التعقيد.

كما يمكن استغلال الابتكار في أي تقنية اتصالات لاسلكية كشبكة (Wi-Fi) وإمكانية التشغيل البيني عالمياً للوصول إلى الموجات الدقيقة (WiMAX)، وخدمة حزمة الراديو العامة المحسّنة (GPRS) و(3GPP) التطور طويل الأمد (LTE) و(UMTS)، وبالإضافة إلى ذلك يمكن أن تشمل جميع جوانب النظام إلى حد كبير تقنيات الاتصالات القديمة.

• “Wi-Fi” هي اختصار لـ “wireless fidelity”.

• “WiMAX” هي اختصار لـ “Worldwide Interoperability for Microwave Access”.

• “GPRS” هي اختصار لـ “General Packet Radio Service”.

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

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

• “UMTS” هي اختصار لـ “Universal Mobile Telecommunications System”.

مبدأ عمل المستقبلات غير المتكافئة في الاتصالات اللاسلكية

يمكن استغلال ميزات التشكيلات في نطاقات فرعية أخرى تتضمن زوجاً واحداً على الأقل من (FDD) وفترة تردد واحدة للبث، بالإضافة إلى ذلك لا يلزم أن يكون للنطاقات الفرعية للإشعاع الكهرومغناطيسي الخاصة بالإرسال (FDD) عرض نطاق طيفي مشترك يقتصر على (6 ميجاهيرتز)، كما تشمل النطاقات الفرعية التي يمكن استخدامها للاتصال نطاقات فرعية مرخصة مثل النطاقات الفرعية لخدمات الاتصالات الشخصية (PCS) والنطاقات الفرعية للخدمات اللاسلكية المتقدمة (AWS).

وكذلك النطاقات الفرعية لخدمة الاتصالات اللاسلكية العامة (GWCS) أو النطاقات الفرعية غير المرخصة كالنطاق الفرعي (2.4 جيجاهرتز) الصناعي والعلمي والطبي (ISM)، أو واحد أو أكثر من مجموعة النطاقات الفرعية (5 جيجاهرتز)، بالإضافة إلى ذلك يمكن استغلال أي عرض نطاق طيفي للنطاق الفرعي أو أي عرض نطاق فرعي.

كما يمكن أن يشمل عرض النطاق الترددي الطيفي النطاق الترددي القياسي لتقنية راديو الجيل الثالث ((3G) LTE)، وهي (1.4 ميجاهرتز) و(1.6 ميجاهرتز) و(3 ميجاهرتز) و(3.2 ميجاهرتز) و(5 ميجاهرتز) و(10 ميجاهرتز) و(15 ميجاهرتز) أو (20 ميجاهرتز)، ويمكن ربط إشارة البث اللاسلكي التي يمكن توصيلها عبر الكتلتين بواحدة أو أكثر من الخدمات المحددة، وعلى سبيل المثال تلفاز بروتوكول الإنترنت (IPTV) أو بث الموسيقى ويمكن توصيلها بواسطة برج بث مخصص.

كما أنّ البيانات يمكن تسليمها والتحكم بها واستقبالهما ضمن النطاقين الفرعيين (DL) و(UL) بواسطة محطة قاعدة، كما تتيح الوصلات اللاسلكية عبر الهواء تبادل حركة المرور أو الإشارات بين الجهاز المحمول وبرج البث والمحطة الأساسية، كما يشتمل الرابط اللاسلكي على (FL) فقط يستغل واحداً على الأقل من النطاقات الفرعية، بينما يشتمل الرابط اللاسلكي على وصلة هابطة (DL) ووصلة صاعدة (UL) ويستخدم المجموعات.

يتم وضع برج البث والمحطة الأساسية والجهاز المحمول داخل خلية تغطية سداسية الشكل، ومع ذلك يمكن لخلايا التغطية أن تتبنى أشكالاً هندسية أخرى، تمليها بشكل عام تكوين نشر أو خطة أرضية والمناطق الجغرافية التي سيتم تغطيتها، كما يمكن للجهاز المحمول استقبال إشارة البث والبيانات والتحكم من خلال تكوين جهاز استقبال غير متماثل، حيث تقوم مجموعة من جهاز استقبال واحد أو أكثر بضبط أجزاء متباينة من طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي.

• “FDD” هي اختصار لـ “Frequency Division Duplex”.

• “FL” هي اختصار لـ “Fiber Link”.

• “IPTV” هي اختصار لـ “Internet Protocol television”.

• “UL” هي اختصار لـ “Up link”.

• “DL” هي اختصار لـ “Down link”.

• “ISM” هي اختصار لـ “Industrial, scientific and medical”.

• “GWCS” هي اختصار لـ “General Wireless Communications Service”.

• “AWS” هي اختصار لـ “Advanced-Wireless-Services”.

• “PCS” هي اختصار لـ “Personal Communications Services”.

تطور عمل المستقبلات غير المتكافئة في الاتصالات اللاسلكية

يتيح المرشح الموجود في كل مستقبل في مجموعة المستقبلات ضبط جزء معين من طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي، ويمكن ضبط استقبال الحركة وإرسال الإشارات من خلال التكوين غير المتماثل للمستقبل ديناميكياً؛ لتحقيق واحد على الأقل من تخفيف ظروف الحمل الزائد لمعدات المستخدم والاستخدام الفعال للطيف المتاح، والاستقبال المخصص للمحتوى الخاص بالخدمة أو الأداء الفعال لعملية متعددة المدخلات ومخرجات متعددة (MIMO).

بينما يتم اعتماد تكوينات اثنين من المستقبلات وثلاثية المستقبلات يمكن تنفيذ هذه الميزات واستغلالها في تكوينات أخرى متعددة المستقبلات، كأربعة مستقبلات وخمسة مستقبلات ومستقبل G مع G عدد طبيعي، كما يمكن استغلال الميزات في معالجة جلسة مكالمة معدات المستخدم والشبكة من أجل تحسين أداء الاتصالات، وعلى سبيل المثال الكفاءة الطيفية أو ميزانية الارتباط الراديوي أو جودة الاتصالات مع الحفاظ على مستويات معقولة من التعقيد والتكلفة.

• “MIMO” هي اختصار لـ “Multiple Input/Multiple Output”..