اقرأ في هذا المقال
- ما هو نظام الاتصالات اللاسلكي غير متزامن
- أنواع شبكات الاتصالات اللاسلكية
- أساسيات نظام الاتصالات اللاسلكي غير متزامن
- مبدأ عمل نظام الاتصالات اللاسلكي غير متزامن
- كيفية عمل نظام الاتصالات اللاسلكي غير متزامن
تشكل وحدة الاتصالات اللاسلكية عادةً جزءاً من نظام اتصال لاسلكي، وتتواصل وحدة الاتصالات اللاسلكية من خلال شبكة اتصالات لاسلكية، والتي تشكل أيضًا جزءًا من نظام الاتصالات اللاسلكية ووحدة الاتصالات اللاسلكية هو الهاتف المحمول في نظام الهاتف المحمول، وغالباً ما يتم استخدام المصطلحين وحدة الاتصالات المتنقلة ووحدة الاتصالات اللاسلكية بالتبادل.
ما هو نظام الاتصالات اللاسلكي غير متزامن
نظام الاتصالات اللاسلكي غير متزامن: هو شبكة اتصالات لاسلكية متزامنة، يمكن فيها استخدام معلومات التوقيت لقياس الموقع الجغرافي لوحدة اتصالات لاسلكية، ومن الضروري أولاً النظر في العلاقة بين المسافة والوقت للإشارة التي تمر من محطة أساسية إلى وحدة اتصالات لاسلكية.
أنواع شبكات الاتصالات اللاسلكية
1- الشبكات المتزامنة
- مثل أنظمة الوصول المتعدد بتقسيم الكود وعلى سبيل المثال (CDMA 2000)، وفي الشبكات المتزامنة يكون التخالف الزمني بين محطات القاعدة المختلفة ثابتا.
- مقدار الإزاحة معروف لوحدات الاتصالات المحمولة اللاسلكية التي تستخدم الشبكة.
- في مثال (CDMA2000) يكون تخالف التوقيت معروفاً وثابتاً لأنّ توقيت كل محطة قاعدية مقفل بساتل النظام العالمي لتحديد المواقع.
ملاحظة:“CDMA” هي اختصار لـ “Code Division Multiple Access”.
2- الشبكات غير المتزامنة
- مثل نظام الهاتف المحمول العالمي (UMTS).
- في الشبكات غير المتزامنة لا يكون إزاحة التوقيت بين المحطات القاعدية المختلفة ثابتاً.
- لا يتم تزويد وحدات الاتصالات اللاسلكية المتنقلة في الشبكات غير المتزامنة بمعلومات حول إزاحة التوقيت بين مراجع توقيت المحطة الأساسية.
- بالإضافة إلى ذلك تنحرف هذه المراجع بمرور الوقت وبالنسبة إلى مراجع التوقيت المطلقة وكذلك بالنسبة لبعضها البعض.
ملاحظة:“UMTS” هي اختصار لـ “Universal Mobile Telecommunications System”.
أساسيات نظام الاتصالات اللاسلكي غير متزامن
يتعلق نظام اتصال لاسلكي غير متزامن مثل نظام (UMTS)، بحيث لا تحتوي المحطات الأساسية المختلفة لنظام اتصال لاسلكي غير متزامن عادةً على تعويضات توقيت معروفة (Tb (i))، وتختلف إزاحات التوقيت هذه مع الوقت ويسمح بحساب الفرق (dTb (i، j)) بين تخالفات التوقيت Tb (i) وTb (j) لأزواج المحطات القاعدية B (i) وB (j)، وباستخدام توقيت الإشارات المتلقاة بواسطة واحد أو المزيد من وحدات الاتصالات اللاسلكية.
بعد التخلص من إزاحات التوقيت بين المحطات الأساسية كمتغير يمكن بعد ذلك استخدام تقنيات الموقع الجغرافي من الشبكات المتزامنة؛ لتحديد موقع وحدات الاتصال اللاسلكي في نظام الاتصال اللاسلكي غير المتزامن، ومع ذلك قد يشتمل مصطلح “وحدة الاتصال اللاسلكي” على مجموعة متنوعة من الأجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والمساعدات الرقمية الشخصية التي يمكنها الاتصال لاسلكياً.
تتكون شبكة الاتصالات اللاسلكية عادة من شبكة من المحطات القاعدية. تتيح كل محطة أساسية الاتصال داخل منطقة يشار إليها بالبصمة الخلوية، وقد تشتمل كل بصمة خلية على قطاعات متعددة بحيث هناك عادة ثلاثة قطاعات تخدمها محطة أساسية واحدة، ويمكن خدمة كل قطاع بواسطة هوائي مخصص يتواجد في نفس الموقع مع المحطة الأساسية.
يشمل مصطلح “التواصل” مجموعة متنوعة من أشكال الاتصال، بحيث تتضمن جلسات اتصال الكلام أو البيانات على قنوات المرور والاتصال على قناة التحكم، لذلك على سبيل المثال قد لا يتطلب الاتصال في شبكة الهاتف المحمول من مستخدم الهاتف المحمول إجراء مكالمة أو تلقيها بالفعل، وبدلاً من ذلك قد يتضمن الاتصال فقط الاستلام المتقطع للبيانات بواسطة الهاتف المحمول، وعلى سبيل المثال عبر قناة التحكم في نظام الاتصال اللاسلكي.
عادة تتحرك العديد من وحدات الاتصالات اللاسلكية، ويُشار إلى المعلومات حول موقع وحدة الاتصالات اللاسلكية عادةً باسم معلومات “الموقع الجغرافي”، ويمكن اشتقاق معلومات الموقع الجغرافي بعدة طرق ويمكن معالجة أشكال مختلفة من معلومات القياس؛ لتوفير تقدير لموقع وحدة الاتصالات المتنقلة اللاسلكية، وفي أي وقت معين قد تتوفر أشكال مختلفة من معلومات القياس من:
- وحدة الاتصالات اللاسلكية.
- شبكة الاتصالات اللاسلكية، وخاصة من محطة قاعدية واحدة أو أكثر تتصل بها وحدة الاتصالات اللاسلكية.
مبدأ عمل نظام الاتصالات اللاسلكي غير متزامن
بالنظر إلى معلومات القياس قد تكون هذه المعلومات متاحة إمّا:
1- مباشرة
- هذا يعني أنّ معلومات القياس مدرجة في القياس الذي تم إجراؤه.
- يمكن إجراء القياس إما عن طريق وحدة الاتصال اللاسلكي أو بواسطة جزء آخر من نظام الاتصال اللاسلكي، مثل شبكة الاتصالات اللاسلكية.
2- بشكل غير مباشر
- هذا يعني أنّ معلومات القياس مستمدة من القياسات التي تم إجراؤها.
- من الأمثلة على ذلك تقدير المسافة بين وحدة اتصال لاسلكي والمحطة الأساسية لنظام اتصال لاسلكي.
- يمكن حساب هذا التقدير بضرب سرعة انتشار الإشارة بفارق زمني مُقاس بين إرسال واستقبال الإشارة.
كيفية عمل نظام الاتصالات اللاسلكي غير متزامن
تسمح حيازة معلومات المسافة بتحديد الموقع الجغرافي للمشتركين باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات المعروفة، وفي شبكة اتصالات لاسلكية حقيقية من المحتمل أن يتوفر مزيج من معلومات المسافة النسبية والمطلقة، ومع ذلك إذا كانت شبكة الاتصالات اللاسلكية عبارة عن شبكة غير متزامنة فمن المحتمل أن تكون قيم (Tb (1)) و(Tb (2)) و(Tb (3)) غير معروفة وأن تتغير بمرور الوقت.
لذلك في شبكة غير متزامنة يكون من الأصعب بكثير استخلاص قياس موقع وحدة اتصال لاسلكي من معلومات توقيت الإشارة، ولا يمكن تطبيق تقنيات تحديد الموقع الجغرافي المستخدمة في الشبكات المتزامنة مباشرة على أنظمة الاتصالات اللاسلكية غير المتزامنة، كما إنّ عدم وجود إزاحة توقيت معروف وثابت (Tb) لكل محطة قاعدة يحرم هذه التقنيات من جزء أساسي من المعلومات.
يمكن أن يحد هذا بشكل كبير من دقة الموقع الجغرافي في الشبكات غير المتزامنة وفي الشبكات الحقيقية عادةً ما تعتبر هذه المشكلة غير قابلة للحل، كما يمكن جمع قياسات الإشارة بواسطة وحدة أو وحدات اتصالات متنقلة لاسلكية مخصصة، ويمكن تكييف هذه الوحدات للتجول داخل الشبكة اللاسلكية إمّا إجراء مكالمات بسرعة أو إجراء قياسات سريعة لتوقيت الإشارة للإشارات المستلمة من العديد من المحطات القاعدية.
يمكن ترتيب هذه الوحدات المخصصة لتوفير قياسات لتوقيت الإشارة بمعدل أكبر بكثير ممّا توفره وحدات الاتصالات اللاسلكية العادية، ويمكن تحسين الوحدات المخصصة للقياس السريع لتوقيت الإشارة من خلال مجموعة متنوعة من التقنيات، وعلى سبيل المثال من خلال قياس قوة الإشارة قدر الإمكان وليس فقط استعداداً للمستخدم لإجراء مكالمات.
يمكن تركيب الوحدات المخصصة على منصات سريعة الحركة مثل المركبات، ولن تعاني الوحدات المخصصة أيضاً من فترات لم يتم فيها جمع قياسات، حيث لن يتم إيقاف تشغيلها بالطريقة التي من المحتمل أن تكون بها العديد من وحدات الاتصالات اللاسلكية العادية في شبكة اتصالات لاسلكية، على سبيل المثال بالمساء وهذه الوحدة المخصصة ستحاكي إلى حد ما المكالمات التي قد يقوم بها عدد كبير من الهواتف المحمولة.
كما أنّه بدلاً من استخدام جميع المكالمات من الممكن استخدام مجموعة فرعية محددة بشكل مناسب مثل مجموعة فرعية مختارة عشوائياً من جميع المكالمات، وقد يكون هذا مناسباً إذا تم إجراء مكالمات كثيرة جداً في الفترة الزمنية محل الاهتمام، وإذا كان من المقرر تنفيذ الطريقة بشكل دوري وعلى سبيل المثال كل ساعة، فقد تكون المجموعة الفرعية من المكالمات هي أحدث المكالمات التي تتوفر لها بيانات.
