ما هي معلومات حالة القناة لأنظمة اتصالات TDD المكونة بشكل تكيفي

بالنسبة لمحطة قاعدة أو جهاز مستخدم (UE) في اتصال مع بعضها البعض يتم تكوين تجهيزات المستعمل بواسطة المحطة الأساسية للتشغيل، بتهيئة معدلة لتقسيم الوقت ((TDD) Up-Link أو Down-Link)، ما تُكوِّن محطة القاعدة تجهيزات المستعمل بموارد للحصول على قياسات القناة والتداخل في مجموعتين من الفواصل الزمنية للإرسال (TTIs)، وتحصل (UE) على معلومات حالة القناة (CSI) من القناة وقياسات التداخل في مجموعتي (TTI).

أساسيات معلومات حالة القناة لأنظمة اتصالات TDD

يُعد الاتصال اللاسلكي أحد أكثر الابتكارات نجاحاً في التاريخ الحديث، حيث في الآونة الأخيرة تجاوز عدد المشتركين في خدمات الاتصالات اللاسلكية خمسة مليارات وما زال ينمو بسرعة، كما يتزايد الطلب على حركة البيانات اللاسلكية بسرعة بسبب الشعبية المتزايدة بين المستهلكين والشركات للهواتف الذكية وأجهزة البيانات المحمولة الأخرى، مثل الأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر “المفكرة” وكتب الإنترنت وأجهزة قراءة الكتب الإلكترونية.

من أجل تلبية النمو الكبير في حركة البيانات المتنقلة، فإنّ التحسينات في كفاءة السطح البيني الراديوي وتخصيص الطيف الجديد لها أهمية قصوى، كما يتم توفير طريقة تتضمن الطريقة الإرسال عن طريق محطة أساسية إلى جهاز مستخدم (UE)، للإشارة إلى تشكيل أول تنسيق مزدوج لتقسيم الوقت (TDD UL-DL)، ويتم تحديد تشكيل (TDD UL-DL) على مدى فترة زمنية من عشرة أطر فرعية (SFs) تشمل (DL SFs).

يكون اتجاه الاتصال من المحطة الأساسية إلى (UE) و(UL SFs)، حيث يكون اتجاه الاتصال من (UE) إلى المحطة القاعدة و(SFs) الخاصة، حيث يمكن أن يكون اتجاه الاتصال من المحطة القاعدة إلى تجهيزات المستعمل ومن تجهيزات المستعمل إلى المحطة القاعدة، وكل (SF) من عشرة (SFs) لها فهرس مجال زمني فريد.

تتضمن الطريقة أيضاً الإرسال عن طريق المحطة الأساسية إلى تجهيزات المستعمل قناة تحكم مكونة لنقل تنسيق معلومات التحكم في الوصلة الهابطة (DCI)، والتي تشير إلى تكييف أول تكوين (TDD UL-DL) لتشكيل (TDD UL-DL) الثاني، والتشكيل معلومات لموارد إشارة مرجعية لمعلومات حالة القناة غير الصفرية (CSI-RS)، وموارد أول قياس لتداخل معلومات حالة القناة (CSI-IM) وموارد (CSI-IM) ثانية، حيث CSI غير صفرية القوة موارد -RS وموارد (CSI-IM) الأولى وموارد (CSI-IM) الثانية موجودة على التوالي في SF وهو (DL SF) و (DL SF) و (UL SF) في التكوين الأول (TDD UL-DL).

واستجابة للاستقبال بواسطة تجهيزات المستعمل تشير إلى تشكيل (TDD UL-DL) الأول، ويشير نسق (DCI) إلى تشكيل (TDD UL-DL) الثاني ومعلومات التكوين، ويقيس تجهيزات المستعمل الكمية الأولى بناءً على إشارات المستقبَل في غير الصفر موارد الطاقة (CSI-RS)، وعلى موارد (CSI-IM) الأولى وكمية ثانية بناءً على الإشارات المستلمة في موارد (CSI-RS) غير الصفرية للطاقة، وعلى موارد (CSI-IM) الثانية عندما يكون (UL SF) هو (DL SF) في الثانية تكوين (TDD UL-DL).

• “UE” هي اختصار لـ “User-equipment” و”SF” هي اختصار لـ “sub-frames”.

• “TDD” هي اختصار لـ “Time-division-duplex” و”DL” هي اختصار لـ “Down-Link”.

• “UL” هي اختصار لـ “Up-Link” و”CSI-IM” هي اختصار لـ “Channel-State-Information-Reference-Signal”.

• “DCI” هي اختصار لـ “Digital-Carrier-Interface” و”TTI” هي اختصار لـ “Transmission-Time-Interval”.

مبدأ عمل معلومات حالة القناة لأنظمة اتصالات TDD

تتلقى دائرة معالجة (TX) بيانات صوتية تمثيلية أو رقمية من الميكروفون أو بيانات النطاق الأساسي الصادرة الأخرى، مثل بيانات الويب أو البريد الإلكتروني أو بيانات ألعاب الفيديو التفاعلية من المعالج الرئيسي، ودائرة معالجة (TX) تشفر وتعدد الإرسال أو رقمنة بيانات النطاق الأساسي الصادرة لإنشاء نطاق أساسي معالج أو إشارة (IF)، كما يستقبل جهاز الإرسال والاستقبال (RF) النطاق الأساسي الخارج المعالج أو إشارة (IF) من دائرة معالجة (TX)، ويقوم بتحويل النطاق الأساسي أو إشارة (IF) إلى إشارة (RF) التي يتم إرسالها عبر الهوائي.

يمكن أن يشتمل المعالج الرئيسي على معالج واحد أو أكثر أو أجهزة معالجة أخرى ويمكنه تنفيذ برنامج (OS) الأساسي المخزن في الذاكرة للتحكم في التشغيل الكلي لـ (UE)، كما يمكن للمعالج الرئيسي التحكم في الاستقبال إشارات القناة الأمامية، ونقل إشارات القناة العكسية بواسطة جهاز الإرسال والاستقبال (RF) ودائرة معالجة (RX) ودائرة معالجة (TX) وفقاً للمبادئ المعروفة، بحيث يشتمل المعالج الرئيسي على معالج دقيق أو متحكم دقيق واحد على الأقل.

المعالج الرئيسي قادر أيضاً على تنفيذ العمليات والبرامج الأخرى الموجودة في الذاكرة مثل العمليات لدعم توفير معلومات حالة القناة؛ لجدولة عمليات إرسال الوصلة الهابطة والوصلة الصاعدة في أنظمة الاتصال المزدوجة بتقسيم الوقت (TDD) المكوّنة بشكل تكيفي، كما يمكن للمعالج الرئيسي نقل البيانات إلى أو خارج الذاكرة كما هو مطلوب من خلال عملية التنفيذ، ويتم تكوين المعالج الرئيسي لتنفيذ التطبيقات بناءً على برنامج (OS) أو استجابة للإشارات المستلمة من (eNBs) أو (UEs) الأخرى أو المشغل.

يقترن المعالج الرئيسي أيضاً بواجهة الإدخال / الإخراج، والتي تزود (UE) بالقدرة على الاتصال بأجهزة أخرى مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وواجهة الإدخال أو الإخراج هي مسار الاتصال بين هذه الملحقات والمعالج الرئيسي، كما يقترن المعالج الرئيسي أيضاً بلوحة المفاتيح ووحدة العرض، حيث يمكن لمشغل (UE) استخدام لوحة المفاتيح لإدخال البيانات في (UE) وقد تكون الشاشة عبارة عن شاشة عرض بلورية سائلة أو شاشة عرض أخرى قادرة على تقديم نص أو رسومات محدودة على الأقل، مثل مواقع الويب ميمكن أن تمثل الشاشة أيضاً شاشة تعمل باللمس.

• “TX” هي اختصار لـ “Transmit” و”OS” هي اختصار لـ “operating-system”.

• “eNB” هي اختصار لـ “Evolved-Node-B” و”IF” هي اختصار لـ “Intermediate-Frequency”.

• “RF” هي اختصار لـ “radio-frequency” و”RX” هي اختصار لـ “Receive”.

تطور عمل معلومات حالة القناة لأنظمة اتصالات TDD

تقترن الذاكرة بالمعالج الرئيسي، كما يمكن أن يشتمل جزء من الذاكرة على ذاكرة وصول عشوائي (RAM)، ويمكن أن يشتمل جزء آخر من الذاكرة على ذاكرة فلاش أو ذاكرة قراءة فقط أخرى (ROM) وكما يمكن تقسيم المعالج الرئيسيإلى معالجات متعددة، مثل وحدة معالجة مركزية واحدة أو أكثر أي وحدات المعالجة المركزية وواحدة أو أكثر من وحدات معالجة الرسومات، ويمكن تشكيل تجهيزات المستعمل بحيث تعمل كأنواع أخرى من الأجهزة المتنقلة أو الثابتة.

تستقبل أجهزة الإرسال والاستقبال (RF) من الهوائيات وإشارات التردد اللاسلكي الواردة، مثل الإشارات المرسلة بواسطة (UEs) أو وحدات (eNB) الأخرى، وتقوم أجهزة الإرسال والاستقبال (RF) بتحويل إشارات التردد اللاسلكي الواردة لتوليد إشارات (IF) أو النطاق الأساسي، ويتم إرسال إشارات (IF) أو النطاق الأساسي إلى دائرة معالجة (RX)، والتي تولد إشارات النطاق الأساسي المُعالجة عن طريق ترشيح إشارات النطاق الأساسي أو (IF) أو فك تشفيرها أو رقمنتها.

تنقل دائرة معالجة (RX) إشارات النطاق الأساسي المعالجة إلى وحدة التحكم أو المعالج لمزيد من المعالجة، وتستقبل دائرة معالجة (TX) بيانات تمثيلية أو رقمية مثل البيانات الصوتية وبيانات الويب والبريد الإلكتروني من وحدة التحكم أو المعالج، ودائرة معالجة (TX) ترميز وتعدد الإرسال أو رقمنة بيانات النطاق الأساسي الصادرة لتوليد إشارات النطاق الأساسي المعالجة أو إشارات (IF)، وتستقبل أجهزة الإرسال والاستقبال (RF) النطاق الأساسي المعالج الخارج أو إشارات (IF) من دائرة معالجة (TX)، وتقوم بتحويل إشارات النطاق الأساسي أو (IF) إلى إشارات (RF) التي يتم إرسالها عبر الهوائيات.

• “RAM” هي اختصار لـ “Random-Access-Memory” و”ROM” هي اختصار لـ “Read-Only-Memory”.