نظام الإدارة الديناميكية للطيف الترددي DSM

في نظام إدارة الطيف الديناميكي (DSM) يتم تحديد المعلومات التي يلزم تمريرها بين المكونات المختلفة لتخصيص عرض النطاق الديناميكي جنبًا إلى جنب مع السطوح البينية المقابلة، ويمكن حساب جودة القناة متوسط ​​الوقت للقناة بناءً على قيمة الجودة المخزنة لحساب توزيع قدرة الإرسال عبر القناة.

ما هو نظام الإدارة الديناميكية للطيف الترددي DSM

الإدارة الديناميكية للطيف (DSM): هو الوصول الديناميكي للطيف والوصول إلى الطيف من خلال أجهزة الراديو المعرفية، وذلك عندما لا يستخدم مستخدمو الطيف الأساسي (PUs) الطيف، ممّا يؤدي إلى استخدام أفضل للطيف وتحسين أداء النظام، وتسمى الأجهزة في نظام (DSM) التي قد تصل إلى طيف (PUs) عندما لا تستخدم (PU) الطيف بمستخدمي الطيف الثانوي (SUs).

ملاحظة:“DSM” هي اختصار لـ “Dynamic Spectrum Management”.

ملاحظة:“PU” هي اختصار لـ “primary spectrum users”.

ملاحظة:“SU” هي اختصار لـ “spectrum users”.

مزايا نظام الإدارة الديناميكية للطيف الترددي DSM

• عرض الطرق والمقاييس المرتبطة بها لقياس أداء الشبكة وتقييم نتائج استشعار القناة والتعامل مع سيناريوهات تخصيص النطاق الترددي المختلفة.

• يتم توفير آلية مراقبة القبول لجودة دعم الخدمة.

• يمكن إجراء مراقبة القناة البديلة في الخلفية بحيث عند الحاجة إلى قناة جديدة.

• يمكن تخصيص قناة بديلة على الفور وتقليل انقطاع الخدمة في نظام (DSM).

• قد يتم تخصيص قناة ديناميكيًا كقناة أولية في سيناريوهات متعددة القنوات لدعم مهام مثل إرسال أرتال الإقرار.

• يتم أيضًا وصف أجهزة الوضع الهجين التي قد تصل إلى قاعدة بيانات الفضاء الأبيض للتلفزيون (TVWS) وتقوم باستشعار الطيف.

ملاحظة:“TVWS” هي اختصار لـ “TV White Space”.

عناصر نظام إدارة الطيف الديناميكي DSM

• بنية النظام وتعريفات الواجهة والمقاييس وخوارزميات تخصيص النطاق الترددي وتدفقات المكالمات.

• الأجهزة الهجينة المستخدمة مع نظام (DSM)، وقد يتم تحديد المعلومات التي قد تحتاج إلى تمريرها بين المكونات المختلفة لنظام (DSM)؛ لتخصيص عرض النطاق الترددي الديناميكي بنجاح إلى جانب تحديد الواجهات المقابلة.

• يتم تقديم سيناريوهات مختلفة قد تكون هناك حاجة إلى تخصيص عرض النطاق الترددي.

• يتم تقديم مقاييس قياس أداء الشبكة وتقييم نتائج استشعار القناة وخوارزميات للتعامل مع سيناريوهات تخصيص النطاق الترددي المختلفة.

• كما يتم توفير آليات التحكم في القبول لجودة دعم الخدمة.

مبدأ عمل نظام الإدارة الديناميكية للطيف الترددي DSM

• قد تحدد أداة إدارة الطيف الديناميكي (DSM) جودة القناة لقناة واحدة أو أكثر من القنوات المرتبطة بمحرك (DSM) عندما لا يتم إرسال الحزمة عبر القناة.

• قد تطلق أداة (DSM) قياس جودة القناة على قناة غير أولية في فترة زمنية محددة مسبقًا بعد نشاط نهائي مرتبط بالقناة الأولية.

• ويمكن إجراء قياس جودة القناة على قناة (non) أو قد يتم تشغيلها عبر حدث نقل البيانات على قناة غير أساسية مثل الإرسال.

• قد تقوم أداة (DSM) بإجراء قياس جودة خاص على مجموعة من القنوات لتخزين كل قيمة جودة في قاعدة بيانات.

تخصيص قدرة الإرسال في نظام إدارة الطيف الديناميكي

قد يعمل عميل (DSM) كمجموعة من القنوات النشطة المجمعة التي قد تتضمن قناة أساسية وقناة غير أساسية واحدة أو أكثر، وقد تحدد أداة (DSM) المرتبط بعميل (DSM) ما إذا كان سيتم تشغيل قياس جودة القناة للقناة غير الأساسية بناءً على النشاط السابق المرتبط بالقناة غير الأساسية، وعلى سبيل المثال قد تقوم أداة (DSM) بتشغيل قياس جودة القناة على القناة غير الأساسية، في حالة انقضاء فترة زمنية محددة مسبقًا منذ آخر نشاط على القناة غير الأساسية في الوصلة الصاعدة (UL).

عند اتخاذ قرار بتشغيل قياس جودة القناة لقناة غير أساسية ترسل أداة (DSM) بيانات الوصلة الهابطة لبروتوكول التحكم في الإرسال (TCP) إلى عميل (DSM) على قناة غير أساسية، وقد يؤدي ذلك إلى تشغيل حدث نقل بيانات (UL) في قناة أساسية عن طريق إرسال رسالة تقييم قناة واضحة، وإرسال طلب قياس جودة القناة أو طلب إرسال إطار بيانات على قناة أولية.

يمكن أن يتبع حدث إرسال بيانات (UL) بواسطة عميل (DSM) يرسل إطار بيانات مثل إطار بيانات (NULL) على القناة الأولية ممّا قد يتيح قياسات الجودة المتعلقة بالقنوات الأولية، وعندما يقرر عميل (DSM) بدء قياس جودة القناة لقناة أولية فقد يطلق عميل (DSM) حدث إرسال بيانات UL على القناة الأولية.

كما قد يرسل عميل (DSM) إطار بيانات مثل إطار بيانات فارغ أو إطار بيانات إدارة أو إطار بيانات تحكم إلى نقطة وصول مرتبطة على قناة أولية، أو قد يرسل إطار إدارة إلى نقطة وصول مرتبطة في حالة عدم وجود أو إرسال إطار تحكم إلى نقطة وصول مرتبطة على قناة أولية، وقد يستقبل أداة (DSM) إطار البيانات عبر القناة الأساسية.

ملاحظة:“UL” هي اختصار لـ “up link”.

ملاحظة:“TCP” هي اختصار لـ “Transmission Control Protocol”.

كيفية عمل أداة إدارة الطيف الديناميكي

قد تختار أداة (DSM) قناة لمجموعة من الموجات الحاملة بناءً على قياس جودة القناة بناءً على عتبة جودة قناة واحدة أو أكثر، وقد تقارن أداة (DSM) جودة القناة للقناة المتاحة بعتبة جودة أقل للقناة ويحدد ما إذا كان سيتم إضافة القناة إلى قائمة المرشحين المرتبطة بعميل (DSM) بناءً على المقارنة.

قد تقوم أداة (DSM) بإجراء قياس جودة خاص على مجموعة من القنوات لتخزين كل قيمة جودة في قاعدة بيانات، كما يمكن حساب جودة القناة متوسط ​​الوقت للقناة بناءً على قيمة الجودة المخزنة لحساب توزيع قدرة الإرسال عبر القناة، وقد يشتمل محرك (DSM) على وظيفة إدارة القناة (CMF) ونقطة وصول واحدة على الأقل (AP).

قد يخصص (CMF) طاقة إرسال لمجموعة الحامل لعميل (DSM)، وقد يتلقى (CMF) أيضًا تقرير جودة الارتباط الذي قد يتضمن معلومات جودة القناة للقناة المرتبطة بعميل (DSM)، وقد يحسب (CMF) جودة القناة بمتوسط ​​الوقت لكل قناة وقد يحسب توزيع قدرة الإرسال، عبر القناة بناءً على جودة القناة ذات المتوسط ​​الزمني للقناة وقد يرسل (CMF) رسالة تخصيص قدرة الإرسال مع توزيع قدرة الإرسال عبر القناة إلى عميل (DSM).

يمكن إنشاء متجه توزيع قدرة قناة (Tx) نشط بواسطة (CMF) وإبلاغ نقطة الوصول لكل عميل (DSM) وكل (QoS) ويمكن إرسال إشارة تكوين متجه تخصيص القدرة (Tx) إلى نقطة الوصول، كما يمكن تحديد القناة النشطة بحيث يمكن تعظيم معدل نقل البيانات والمدى أو تقليل الفاصل الزمني (MCS) أو (SINR) بين القنوات المجمعة.

قد تكون القناة البديلة غير نشطة في (DSM) أو يمكن الإشارة إليها كقناة مرشحة أو قناة غير نشطة، حيث قد تتضمن قائمة المرشحين لعميل (DSM) واحدًا أو أكثر من القنوات البديلة أو المرشحة، والتي يمكن اعتبارها للمجموعة النشطة المرتبطة بعميل (DSM).

ملاحظة:“CMF” هي اختصار لـ “Control and Maintenance Frame”.

ملاحظة: “SINR” هي اختصار لـ “Signal-to-Interference-Plus-Noise Ratio”.

ملاحظة:“AP” هي اختصار لـ “access point”.

ملاحظة:“MCS” هي اختصار لـ “Modulation Coding Scheme”.

في النهاية، قد يتضمن نظام (DSM) على شبكة اتصال واحدة أو أكثر مثل الشبكة الأساسية والإنترنت ويمكن تحديد قناة بديلة واحدة أو أكثر لمتابعة المجموعة النشطة المرتبطة بعميل (DSM).