اقرأ في هذا المقال
يُعرَّف معدل خطأ الكتلة على أنّه النسبة بين العدد الإجمالي للكتل المرسلة في رسالة معينة وعدد الكتل في تلك الرسالة المستلمة بالخطأ ومقياس لجودة نقل البيانات.
ما هو معدل خطأ الكتلة BLER
معدل خطأ الكتلة (BLER): هو مقياس كمي لمدى جودة الاحتفاظ بالصوت في قرص مضغوط خلال فترة زمنية، كما يتم استخدامه لقياس معدل الخطأ في وقت استخراج إطارات البيانات من قرص مضغوط وهو نسبة إجمالي الكتل الخاطئة إلى إجمالي عدد الكتل المستقبلة في دارة رقمية.
- “BLER” هي اختصار لـ “Block Error Rate”.
أساسيات معدل خطأ الكتلة BLER
تحدد (3GPP) تقنية محددة لتقدير خطأ الطبقة المادية تسمى معدل خطأ الكتلة (BLER) أي نسبة عدد كتل النقل المتلقاة بالخطأ إلى العدد الإجمالي للكتل المرسلة عبر عدد معين من الإطارات، حيث هذا القياس هو أحد أبسط المقاييس المستخدمة لقياس أداء الطبقة المادية لجهاز، كما يتم إجراؤه بعد فك إرسال إشارات القناة وفك تشفيرها عن طريق تقييم فحص التكرار الدوري (CRC) على كل كتلة نقل مستلمة.
ينعكس (BLER) عن كثب على ظروف قناة التردد اللاسلكي ومستوى التداخل، حيث بالنسبة لعمق تشكيل معين كلما كانت القناة الراديوية أنظف أو زادت نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR)، قل احتمال تلقي كتلة النقل بالخطأ ويشير ذلك إلى انخفاض (BLER)، حيث بالنسبة إلى نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) المعطاة، حيث كلما زاد عمق التعديل زادت احتمالية الخطأ بسبب التداخل وبالتالي تكبير (BLER) ويثبت (BLER) أنّه أحد المقاييس الرئيسية لـ:
- المتلقي حساسية.
- سرعة التنزيل.
- إشارة متزامنة وغير متزامنة أثناء مراقبة الارتباط اللاسلكي (RLM).
تحدد المسافة بين تجهيزات المستعمل والمحطة الأساسية مدى جودة استقبال الجهاز للإشارة ممّا يجعل حساسية الإشارة أكثر أهمية بالنسبة للأجهزة الموجودة على حافة مسافة إرسال الخلية، حيث بمجرد فهم العلاقة بين (BLER) و(SNR)، يمكن أن يتم إثبات أنّه أحد المؤشرات الأولية لفشل المكالمات وإسقاط المكالمات وتسليم (ping-pong) والموثوقية الضعيفة، وكذلك زمن انتقال أعلى عند حافة الخلية أو بعيدًا بشكل ملحوظ من gNodeB.
فمثلاً إذا كان متوسط نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) يبلغ (20 dB)، حيث قد يكون مخطط (MCS) لـ (QPSK) أكثر من مقبول، ولكن أي زيادة إضافية في (MCS) قد تؤدي إلى انخفاض في حساسية المستقبِل وزيادة زمن الوصول.
توفر أنظمة الاتصالات قصيرة الحزمة اتصالات بزمن انتقال منخفض في شبكات الجيل الخامس الخلوية اللاسلكية، بحيث يتم تحديد متوسط معدل خطأ الكتلة (BLER) لأنظمة الاتصالات قصيرة الحزم غير المتعامدة (NOMA) للوصلة الهابطة، ومن خلال استدعاء الهندسة العشوائية يتم اعتبار أنّ مواقع مستخدمي (NOMA) موزعة بشكل موحد في قرص.
- “NOMA” هي اختصار لـ “Non-orthogonal multiple access”.
- “QPSK” هي اختصار لـ “Quadrature Phase Shift Keying”.
- “MCS” هي اختصار لـ “Modulation Coding Scheme”.
- “SNR” هي اختصار لـ “Signal-To-Noise Ratio”.
- “RLM” هي اختصار لـ “radio link monitoring”.
- “CRC” هي اختصار لـ “Cyclic redundancy check”.
- “3GPP” هي اختصار لـ “The 3rd Generation Partnership Project”.
قياس معدل خطأ الكتلة BLER مع الهاتف الخلوي
يتم إجراء قياسات معدل خطأ الكتلة (BLER) على سماعة هاتف محمول دون فرض عبء معالجة غير مرغوب فيه على الهاتف، بحيث يتم الحفاظ على تدفق كتلة المعلومات عن طريق إرسال كتل رسائل متكررة من مجموعة اختبار محددة في طبقة محددة في مكدس البروتوكول أسفل الطبقة العليا، كما تتم مراقبة رسائل (Ack / nack) التي يرسلها الهاتف استجابةً لكتل الرسائل؛ لتحديد ما إذا تم نقل كتل الرسائل بشكل صحيح وبالتالي اشتقاق (BLER).
يمكن أن تكون كتل الرسائل المرسلة بواسطة مجموعة الاختبار إمّا رسائل (GMM_INFORMATION) فارغة أو إطارات (LLC) ذات تسلسلات فحص إطارات غير صالحة، وهناك بعض التغييرات في معالجة تدفق الكتلة المؤقتة للوصلة الهابطة (TBF)، والتي تحول دون إجراء قياسات نسبة خطأ الكتلة (BLER) في وضع الاختبار وكما تتطلب قياسات (BLER) تدفقاً مستداماً لكتل البيانات أثناء إجراء القياس.
خدمة راديو الحزمة العامة (GPRS) هي مجموعة من خدمات حامل (GSM) التي توفر نقل بيانات وضع الحزمة ضمن شبكة الراديو المتنقلة الأرضية العامة (GSM)، كما يسمح للمستخدمين بإرسال واستقبال البيانات في وضع نقل الحزمة من طرف إلى طرف ودون استخدام موارد الشبكة في وضع تبديل الدائرة، بحيث يمكن نمذجة السطح البيني الراديوي (GPRS) كتسلسل هرمي للطبقات المنطقية ذات وظائف محددة.
كما توفر الوصلة المادية أو الطبقة 1 في أسفل التسلسل الهرمي خدمات مثل تأطير وحدة البيانات والتشفير لنقل المعلومات عبر قناة (RF) مادية بين محطة متنقلة والشبكة، وفوق ذلك توجد طبقة التحكم في الوصلة الراديوية أو التحكم في الوصول إلى الوسيط (RLC / MAC)، التي توفر خدمات لنقل المعلومات عبر الطبقة المادية بما في ذلك تصحيح الخطأ الرجعي عن طريق إعادة إرسال الكتل الخاطئة.
تُستخدم خدمات طبقة (RLC) أو (MAC) بواسطة طبقة التحكم في الارتباط المنطقي (LLC)، والتي توفر اتصالات ارتباط منطقي يمكن تحديدها بشكل فردي، والتحكم في التسلسل واكتشاف أو تصحيح الأخطاء والتحكم في التدفق والتشفير، كما توفر طبقة (LLC) خدمات لطبقة (SNDC) بالإضافة إلى بروتوكولات (GMM) وخدمة الرسائل القصيرة (SMS) ونفق الرسائل (TOM).
- “GPRS” هي اختصار لـ “General Packet Radio Services” و”GMM” هي اختصار لـ “Global Multimedia Mobility”.
- “SMS” هي اختصار لـ “Short Message Service” و”MAC” هي اختصار لـ “Media Access Control”.
- “TOM” هي اختصار لـ “Tunnel Message” و”SNDC” هي اختصار لـ “Subnetwork Dependent Convergence”.
- “RLC” هي اختصار لـ “Radio link control” و”GSM” هي اختصار لـ “Global System for Mobile”.
خطوات قياس معدل خطأ الكتلة BLER مع الهاتف الخلوي
يتم تقسيم وحدات بيانات بروتوكول الشبكة (PDUs) لبيانات المستخدم بواسطة (SNDC) لتغليفها في إطار (LLC) واحد أو أكثر، كما يتم أيضًا دمج محتويات رسائل (GMM) بواسطة طبقة (LLC) في إطارات (LLC) ويشتمل على:
- حقل عنوان 1 ثماني بتات وحقل تحكم يصل إلى 36 ثماني بتات والتي تشكل معًا رأس الإطار (FH).
- حقل معلومات يمكن أن يحتوي على ما بين 140 و1520 ثماني بتات، اعتمادًا على نوع إطار (LLC).
- وتتابع فحص رتل مكون من 3 بتات (FCS) يتكون من شفرة فحص التكرار الدوري (CRC) ذات (24 بت) مشتقة من رأسية الرتل وحقل المعلومات.
يتم تقسيم إطارات (LLC) بالكامل بدورها إلى كتل بيانات (RLC)، كما تشتمل كل كتلة معطيات على رأسية الكتلة (BH)، وحقل معلومات يحتوي على مقطع رتل (LLC) المخصص لتلك الكتل وتتابع فحص الكتلة (BCS) الذي يستخدم لاكتشاف الأخطاء، كما يتم بعد ذلك تمرير كتل بيانات (RLC) إلى الطبقة 1 لتشكيل رشقات من طاقة التردد الراديوي على وصلة الإرسال المادي.
تحدد معايير (GPRS) الاختبارات المختلفة التي يجب إجراؤها على المعدات مثل المحطات المتنقلة والمحطات القاعدية والمعدة للاستخدام مع (GPRS)، بحيث تشمل هذه الاختبارات قياس معدل الأخطاء التي تؤثر على نقل كتل البيانات من وإلى عناصر المعدات أي نسبة خطأ الكتلة (BLER)، كما يمكن إجراء هذا القياس باستخدام مجموعة اختبار اتصال لاسلكي مناسبة مقترنة بمحطة متنقلة عبر اتصال (RE) مباشر.
تحتوي مجموعة الاختبار على برنامج يحدد التسلسل الهرمي لـ (GPRS) أو كومة من طبقات البروتوكول ممّا يمكّنها من محاكاة محطة قاعدة للهاتف المحمول، وكذلك إنشاء تسلسل بيانات تستقبله المحطة المتنقلة وتعالجها ويمكن تحديد (BLER) من خلال مراقبة كتل البيانات المنقولة بذلك، ومع ذلك من المستحسن تجنب الاضطرار إلى إنشاء اتصال بيانات كامل بما في ذلك استخدام (SNDC) والطبقات الأعلى من أجل تجنب العبء المفرط على قدرة معالجة البيانات للمحطة المتنقلة.
- “FCS” هي اختصار لـ “Frame Checking Sequence”.
- “LLC” هي اختصار لـ “Logical link control”.
