من بين أنظمة الاتصال التي تسمى الجيل الثالث بدأت الخدمة التجارية لنظام (W-CDMA) في عام 2001م، وبالإضافة إلى ذلك من خلال إضافة قناة لإرسال الحزمة قناة (HS-DSCH) إلى الوصلة الهابطة أي قناة البيانات الفردية وقناة التحكم الفردية، يتحقق المزيد من تسريع نقل البيانات باستخدام الوصلة الهابطة.
أساسيات محطة الاتصالات
بدأت خدمة الوصول عالي السرعة لحزم الوصلة الهابطة (HSDPA) المطلوب تحقيقها وعلاوة على ذلك من أجل تسريع نقل البيانات في اتجاه الوصلة الصاعدة، بدأت الخدمات أيضًا لنظام الوصول إلى حزم الإرسال عالي السرعة (HSUPA)، و(W-CDMA) هي طريقة اتصال تم تحديدها بواسطة مشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP)، وهي هيئة معيارية لأنظمة الاتصالات المتنقلة.
في نظام اتصالات (LTE) يتم توفير خدمة (Unicast) وخدمة البث المتعدد الوسائط المتطور (E-MBMS) حيث أنّها خدمة وسائط متعددة من النوع الإذاعي ويمكن الإشارة إليها ببساطة باسم (MBMS)، كما يتم إرسال محتويات البث ذات السعة الكبيرة مثل الأخبار والتنبؤات الجوية وعمليات البث المتنقلة إلى العديد من المحطات الطرفية المتنقلة، ويشار إلى ذلك أيضاً على أنّه نقطة إلى خدمة متعددة النقاط.
كما يتم تكوين نظام الاتصال وفقاً لنظام (L)، بحيث يتضمن بروتوكول تحكم للمحطة المتنقلة كالتحكم في موارد الراديو (RRC)، ومستوى المستخدم كبروتوكول تقارب حزم البيانات (PDCP) والتحكم في ارتباط الراديو (RLC) والتحكم في الوصول المتوسط (MAC) والطبقة المادية (PHY)، و يتم تكوين الوصول الراديوي العالمي المتطور للأرض (E-UTRAN) بواسطة محطة قاعدية واحدة أو أكثر.
تقوم المحطة الأساسية بالجدولة وإرسال إشارات الاستدعاء كإشارات النداء والتي يشار إليها أيضاً باسم رسائل الاستدعاء التي يتم الإخطار بها من كيان إدارة التنقل (MME)، والمحطات الأساسية متصلة ببعضها البعض بواسطة واجهة (X2) والمحطة الأساسية متصلة أيضاً بـ (EPC) عبر واجهة (S1)، وبشكل أكثر تحديداً يتم توصيل المحطة الأساسية بكيان إدارة التنقل (MME) بواسطة واجهة (S1_MME) وهي متصلة بواجهة بوابة الخدمة (S-GW) بواسطة واجهة (S1_U).
يوزع (MME) إشارات الاستدعاء إلى مجموعة أو محطة قاعدة واحدة، كما يقوم (MME) بالتحكم في التنقل في حالة الخمول، ويدير (MME) قائمة منطقة التعقب عندما يكون الجهاز المحمول في حالة الاستعداد وفي الحالة النشطة، وتنقل (S-GW) بيانات المستخدم وتستقبلها من وإلى محطة قاعدة واحدة أو أكثر.
تصبح (S-GW) نقطة ارتساء تنقل محلية أي نقطة ارتساء التنقل في وقت التسليم بين المحطات القاعدية، وتشتمل (EPC) أيضاً على (P-GW) أي بوابة (PDN) والتي تقوم بتصفية الحزم لكل مستخدم وتخصيص عنوان معرف (UE) وما شابه، ويقوم بروتوكول التحكم (RRC) بين المطراف المتنقل والمحطة الأساسية بإجراء البث والاستدعاء وإدارة توصيل (RRC).
- “W-CDMA” هي اختصار لـ “Wideband-Code-Division-Multiple-Access” و”HS-DSCH” هي اختصار لـ “High-Speed-Downlink-Shared-Channel”.
- “RRC” هي اختصار لـ “Radio-Resource-Control” و”PDN” هي اختصار لـ “Public-data-network”.
- “P-GW” هي اختصار لـ “Packet-Data-Network-Gateway” و”UE” هي اختصار لـ “User-equipment”.
- “EPC” هي اختصار لـ “Evolved-Packet-Core” و”MME” هي اختصار لـ “Mobility-Management-Entity”.
- “S-GW” هي اختصار لـ “signaling-gateway” و”MAC” هي اختصار لـ “medium-access-control”.
- “PDCP” هي اختصار لـ “Packet-Data-Convergence-Protocol” و”PHY” هي اختصار لـ “physical-layer”.
- “RLC” هي اختصار لـ “Radio-link-control” و”E-MBMS” هي اختصار لـ “Enhanced-Multimedia-Broadcast-Multicast-Service”.
- “LTE” هي اختصار لـ “Long-Term-Evolution” و”E-UTRAN” هي اختصار لـ “Evolved-Universal-Terrestrial-Radio-Access-Network”.
- “HSUPA” هي اختصار لـ “High-Speed-Uplink-Packet-Access” و”3GPP” هي اختصار لـ “3rd-Generation-Partnership-Project”.
كيفية عمل محطة الاتصالات
يتم تكوين الإطار في نظام (LTE) في (3GPP) ويوضح تكوين إطار الراديو المستخدم في نظام الاتصالات لنظام (LTE) وإطار راديو واحد هو (10 مللي ثانية)، كما ينقسم إطار الراديو إلى عشرة أطر فرعية متساوية الحجم، وينقسم الإطار الفرعي إلى فتحتين متساويتين الحجم وتُدرج إشارة تزامن الوصلة الهابطة (SS) في الإطارين الفرعيين الأول والسادس لكل رتل راديوي، وتتضمن إشارة التزامن إشارة التزامن الأولى إشارة التزامن الأولية (P-SS) وإشارة مزامنة ثانية إشارة التزامن الثانوية (S-SS)
يتم تنفيذ تعدد إرسال القنوات لشبكة التردد الواحد لخدمة البث المتعدد الوسائط المتعددة (MBSFN) والقنوات الأخرى غير (MBSFN) في وحدات الإطار الفرعي، وإرسال (MBSFN) هو تقنية إرسال إذاعي متزامن أي تقنية إرسال البث المتزامن تتحقق من خلال إرسال نفس شكل الموجة من خلايا متعددة في نفس الوقت.
كما أنّ إرسالات (MBSFN) من خلايا متعددة في منطقة (MBSFN) هي إرسال واحد بواسطة المطراف المتنقل، وإنّ (MBSFN) هي شبكة تدعم إرسال (MBSFN) ويشار إلى الأرتال الفرعية لإرسال (MBSFN) بالأطر الفرعية (MBSFN)، كمايتم توزيع رتل راديوي يشتمل على أرتال فرعية (MBSFN) لكل فترة تخصيص أي فترة تخصيص الرتل الراديوي.
إنّ الرتل الفرعي (MBSFN) هو رتل فرعي مخصص لـ (MBSFN) في إطار راديوي محدد بفترة تخصيص وإزاحة تخصيص أي تخالف تخصيص الرتل الراديوي، وهو رتل فرعي لإرسال بيانات الوسائط المتعددة والرتل الراديوي الذي يفي هو رتل راديوي يشتمل على أرتال فرعية (MBSFN)، وفي نظام (LTE-A) من أجل الحصول على سرعة اتصال عالية وإنتاجية عالية عند حافة الخلية ومنطقة تغطية جديدة ويُعتبر أنّه يدعم المرحل (RN).
يتم توصيل عقدة الترحيل لاسلكياً بشبكة الوصول اللاسلكي عبر خلية مانحة أي خلية مانحة و(DeNB) وفي نطاق الخلية المانحة، تشترك الوصلة من الشبكة (NW) إلى المرحل في نفس نطاق التردد مثل الوصلة من الشبكة إلى تجهيزات المستعمل ويشار إليها فيما بعد باسم “نطاق التردد”، في هذه الحالة يمكن توصيل الإصدار (UE) بالخلية المانحة ويشار إلى الرابط بين خلية المتبرع وعقدة الترحيل على أنّه رابط توصيل، ويشار إلى الرابط بين عقدة الترحيل و(UE) على أنّه ارتباط وصول.
- “P-SS” هي اختصار لـ “primary-synchronization-signal” و”S-SS” هي اختصار لـ “Secondary-synchronization-signal”.
- “NW” هي اختصار لـ “Net-work” و”RN” هي اختصار لـ “relay-node”.
تطور عمل محطة الاتصالات
كطريقة تعدد إرسال للوصلة الخلفية في تكرار تقسيم التردد (FDD) يتم الإرسال من (DeNB) إلى (RN) في نطاق تردد الوصلة الهابطة (DL)، ويتم الإرسال من (RN) إلى (DeNB) في نطاق تردد الوصلة الصاعدة (UL)، وكطريقة لتقسيم الموارد في مرحل فإنّ الوصلة من (DeNB) إلى (RN) والوصلة من (RN) إلى (UE) هي عبارة عن تعدد إرسال بتقسيم زمني في نطاق تردد واحد، والوصلة من (RN) إلى (DeNB) والوصلة من (UE) إلى (RN) هي أيضاً نطاق تردد واحد حان الوقت تقسيم مضاعف.
في (LTE) يتم تحديد نطاق تردد قابل للاستخدام في الاتصال ويشار إليه فيما بعد باسم “نطاق التشغيل” مسبقاً، وفي الاتصال عن طريق (FDD) قد يكون هناك نطاق تردد للوصلة الهابطة ونطاق تردد للوصلة الصاعدة المزدوجة ويشار إليه باسم “نطاق تردد الوصلة الصاعدة”، ويختلف نطاق التردد المنبع عن نطاق التردد السفلي وهذا يعني أنّ الوصلة الهابطة والوصلة الصاعدة مطلوبة دائماً في الاتصالات التقليدية الشبيهة بالصوت، وفي (FDD) يمكن إجراء الإرسال والاستقبال في وقت واحد عن طريق قسمة التردد في الوصلة الهابطة والوصلة الصاعدة.
في (FDD) يكون فاصل زمني (TX) بين تردد الموجة الحاملة لمورد مستخدم للوصلة الهابطة وتردد الموجة الحاملة لمورد مستخدم للوصلة الصاعدة، ويتم تحديد القيمة الافتراضية لفصل تردد (RX) أي فاصل تردد (TX-RX) لكل نطاق تردد.
- “FDD” هي اختصار لـ “Frequency-Division-Duplex” و”TX-RX” هي اختصار لـ “Transmitter-Receiver”.
- “DL” هي اختصار لـ “Down-Link” و”UL” هي اختصار لـ “Up-link”.
