اقرأ في هذا المقال
تُستخدم قناة الحزمة المشتركة ثنائية الاتجاه لنقل معلومات التحكم، ويتم اعتماد شبكة لاسلكية بها محطة قاعدة واحدة على الأقل ومجموعة من المطاريف المرتبطة بها؛ لتبادل بيانات الحمولة النافعة وبيانات التحكم وقناة إرسال مشتركة واحدة على الأقل متاحة للنفاذ إلى عدة مطاريف، كما يتم تكوين المحطة الأساسية للتحكم في الوصول إلى قناة الإرسال المشتركة ويتم تشكيل المطاريف؛ لإرسال إشارة وصول على الأقل إلى المحطة الأساسية بغرض الوصول إلى قناة الإرسال المشتركة، ويمكن تخصيص لحظات بدء مختلفة وتمهيد مختلف للأطراف لإرسال إشارات الوصول الخاصة بكل منها.
أساسيات قناة الحزمة المشتركة
تتكون شبكة الإرسال الراديوي من عدد وافر من الخلايا الراديوية لكل منها محطة قاعدة وبها محطات أو محطات متنقلة موجودة فيها، وبعد تسجيل ومزامنة مطراف يمكن للمحطة الأساسية تخصيص قناة إرسال مشتركة واحدة أو عدة قنوات إرسال مشتركة إلى مطراف حسب الاقتضاء، ويحدث هذا عندما يتجاوز الطلب على رسائل محطة طرفية قيمة عتبة معينة، ثم يختار المطراف قناة من قنوات الإرسال المشتركة المخصصة له حسب متطلباته ويرسل أولاً تمهيد نفاذ.
يتم تصميم شبكة الراديو المعروفة بحيث يتم إرسال تمهيد الوصول عدة مرات بفواصل زمنية وزيادة قدرة الإرسال في كل مرة حتى يتم إرسال إشارة استلام من المحطة الأساسية إلى المطراف، كما يتم إرسال إشارة للطرف عن طريق إشارة الاستلام هذه بأنّ الإشارة المرسلة من قبل الجهاز، قد استقبلتها المحطة الأساسية بمستوى طاقة كافٍ ويُشار إلى هذا الإجراء أيضا بتدرج الطاقة.
للتعامل مع التصادمات المحتملة تم تصميم قناة (CPCH)، بحيث يرسل المطراف عند استقبال إشارة الاستلام تمهيدًا للقضاء على التصادم، ويتم اختيار تمهيد التخلص من التصادم هذا بشكل عشوائي وكما تؤكد المحطة القاعدة استقبال تمهيد القضاء على التصادم عن طريق إشارة الاستلام، والجهاز غير مصرح له بإرسال جزء البيانات إلا بعد استلامه لإشارة الاستلام استجابة لتمهيد التخلص من التصادم.
تحدث التصادمات في مثل هذه القناة فقط عندما يختار طرفان عن طريق الخطأ نفس مقدمة إزالة التصادم حيث للتعامل مع التصادمات يتم توفير إجراء الوصول المشقوق (ALOHA) في حالة قناة (RACH)، والتي بموجبها يتم إرسال حزم البيانات المتضاربة مرة أخرى بعد فترة انتظار مختارة عشوائيًا، ويتم تحقيق هذا الكائن عن طريق شبكة بها محطة قاعدة واحدة على الأقل ومجموعة من المحطات المرتبطة بها؛ لتبادل بيانات الحمولة النافعة وبيانات التحكم، ومع قناة إرسال مشتركة واحدة على الأقل يتم توفيرها للوصول إلى العديد من المطاريف.
كما يتم توفير المحطة الأساسية للتحكم في الوصول إلى قناة الإرسال المشتركة، حيث يتم توفير المطاريف لإرسال إشارة وصول على الأقل إلى المحطة الأساسية بغرض الوصول إلى الإرسال المشترك القناة، وحيث يمكن تخصيص لحظتي بدء مختلفتين على الأقل للمطاريف لإرسال إشارات الوصول الخاصة بكل منهما، وكما أنّ إشارات الوصول هي إشارات عامة يرسلها الطرف إلى المحطة الأساسية قبل أن يبدأ الجهاز بإرسال جزء البيانات الفعلي.
- “RACH” هي اختصار لـ “Random Access Channel”.
- “CPCH” هي اختصار لـ “Common Packet CHannel”.
مبدأ عمل قناة الحزمة المشتركة
تطلب المحطات قناة إرسال مشتركة من المحطة الأساسية عن طريق إشارات الوصول، وبالإضافة إلى ذلك يمكن أيضاً استخدام إشارات الوصول؛ لتجنب الاصطدامات إذا أرادت عدة أطراف الوصول إلى نفس قناة الإرسال المشتركة، وتُفهم المحطة الأساسية على أنّها محطة تحكم تتحكم في الوصول إلى قناة إرسال مشتركة للشبكة.
يجب أن تُستخدم الشبكة اللاسلكية التي بها العديد من الخلايا الراديوية، حيث تقوم كل منها بمحطة أساسية ومجموعة من المحطات بنقل بيانات التحكم وبيانات الحمولة بطريقة لاسلكية، ويخدم الإرسال اللاسلكي لنقل المعلومات وعبر روابط الراديو أو الموجات فوق الصوتية أو الأشعة تحت الحمراء، ومع ذلك فإنّه يتم التطبيق أيضاً على الشبكات السلكية مع قناة إرسال مشتركة واحدة على الأقل.
يتم تخصيص لحظات بدء مختلفة للأطراف المرتبطة بمحطة أساسية بغرض إرسال إشارة الوصول، كما يتم تحديد لحظات البداية بالنسبة للإطار المرجعي للشبكة اللاسلكية، ويكون هذا الإطار المرجعي ضرورياً دائماً لمزامنة البيانات الواردة من المطاريف ومن المحطة القاعدة في عمليات (TDMA) و(FDMA) و(CDMA)، وقد يشتمل هذا الإطار المرجعي على عدة أرتال فرعية أو قد يشكل إطارًا فائقًا مع أرتال متتالية أخرى.
قد يكون الإطار المرجعي هو الإطار الذي تبلغ مدته (10 مللي ثانية) والمستخدم في نظام (UMTS) ومثل هذا الترتيب للحظات البداية المختلفة، يجعل محطة القاعدة قادرة على التعرف من الموقع الزمني لإشارة الوصول داخل الإطار المرجعي على أي من المطاريف أرسل إشارة الوصول، ويمكن لمحطة القاعدة التعرف على ذلك على أساس المواضع الزمنية المختلفة لإشارات الوصول المتطابقة حتى عندما ترسل عدة مطاريف نفس إشارة الوصول.
وبالتالي تطلب نفس قناة الإرسال المشتركة، بحيث يتم منع الاصطدامات. من الممكن عن طريق لحظات البداية المختلفة في إرسال إشارة الوصول تحقيق معلمة إضافية؛ لتمييز إشارات الوصول التي ترسلها المحطات، كما يتم توفير أن المحطات الطرفية التي تريد إرسال رسائل عبر قناة إرسال مشتركة ترسل أولاً إشارة طلب إلى المحطة الأساسية، ويتم إرسال إشارة إلى المحطة الأساسية عن طريق إشارة الطلب هذه بأنّ المطراف يريد استخدام قناة إرسال مشتركة.
- “UMTS” هي اختصار لـ “Universal Mobile Telecommunications System”.
- “TDMA” هي اختصار لـ “Time Division Multiple Access”.
- “FDMA” هي اختصار لـ “Frequency-division multiple access”.
- “CDMA” هي اختصار لـ “Code Division Multiple Access”.
تطور عمل قناة الحزمة المشتركة
قد تحتوي إشارة الطلب على جزء صغير من المعلومات بشأن قنوات الإرسال المشتركة المطلوبة أو بمعدل البيانات الذي يريد المطراف إرساله عبر قناة إرسال مشتركة، ويتم إرسال تمهيد الوصول عدة مرات على فترات وترفع قدرة الإرسال حتى ترسل المحطة الأساسية إشارة تسلم موجبة إلى المطراف، كما يتم إرسال إشارة للطرف عن طريق إشارة الاستلام الإيجابية هذه، بأنّ الإشارة المرسلة من قبل الجهاز تم استقبالها بقوة كافية من قبل المحطة الأساسية.
بعد انقضاء فترة زمنية معينة، قد يتم تقديم عدم إرسال إشارة استلام إيجابية أو سلبية، وإذا كانت المحطة الأساسية غير قادرة على اكتشاف التمهيد المرسل، وفي حالة إشارة تسلم موجبة يمكن للطرف إرسال جزء البيانات من حزمة الرسالة مع ضبط قدرة الإرسال على هذا النحو، كما ترسل المحطة الأساسية إشارة تسلم سلبية في حالة عدم توفر سعة قناة كافية أو عدم توفر سعة كافية لإرسال جزء البيانات، أو إذا أرادت عدة مطاريف الوصول إلى نفس قناة الإرسال المشتركة.
إذا تم إعطاء إشارة تسلم سلبية يتم إجراء محاولة إرسال متجددة بعد فترة زمنية معينة بدءاً من قدرة إرسال البداية الأصلية والتي يتم زيادتها بعد ذلك بالتتابع، ويتم تخصيص إشارات الطلب بشكل لا لبس فيه لقناة إرسال مشتركة واحدة، وفي هذا التعديل يمكن للمطاريف أن تطلب عمداً قناة إرسال مشتركة معينة عن طريق إرسال إشارة الطلب المقابلة.
إذا تم إرسال إشارة الطلب الموزعة لقناة إرسال معينة بواسطة مطراف واحد فقط وإذا لم تكن قناة الإرسال المشتركة هذه مستخدمة بالفعل، فيمكن للمحطة الأساسية إرسال إشارة تسلم موجبة إلى المطراف وتحرير قناة الإرسال المشتركة لهذه المحطة.
