نظام الاتصالات والترحيل في المحطة الأساسية

يتم توفير نظام اتصالات يشتمل على عدد كبير من محطات القاعدة وتعدد محطات الاتصالات التي تتصل بإحدى محطات القاعدة المتعددة، وجهاز الترحيل ووحدة الاختيار التي تختار محطة اتصال ليتم ترحيلها من بين تعددية محطات الاتصالات على أساس معلومات جودة الاتصال، والواردة من كل مجموعة من محطات الاتصالات المتعددة ووحدة الترحيل التي تنقل الاتصال بين محطة الاتصالات المحددة بواسطة وحدة الاختيار والمحطة الأساسية المقابلة.

أساسيات نظام الاتصالات والترحيل في المحطة الأساسية

قد يشتمل جهاز الترحيل على وحدة ضبط الطاقة التي تحدد قدرة الإرسال لإشارة الترحيل لمحطة الاتصال المراد ترحيلها، بحيث يكون الاختلاف بين قدرة الإرسال وخسارة انتشار إشارة الترحيل بين محطة اتصال أخرى وجهاز الترحيل أقل من قيمة محددة مسبقاً، كما قد يشتمل جهاز الترحيل أيضاً على وحدة تقدير المسافة التي تقدر المسافة بين جهاز الترحيل ومحطة الاتصال الأخرى على أساس خسارة الانتشار لإشارة مرجعية مستلمة من محطة الاتصال الأخرى.

قد تقدر وحدة ضبط القدرة خسارة انتشار إشارة الترحيل بين طرف الاتصال الآخر وجهاز الترحيل على أساس المسافة المقدرة بوحدة تقدير المسافة، وقد تختار وحدة الاختيار بشكل مفضل محطة اتصال ذات جودة اتصال سيئة من بين العديد من محطات الاتصال، كما يمكن لوحدة الترحيل أن ترسل إشارة الترحيل لمحطة الاتصال ليتم ترحيلها من خلال تشكيل الحزمة.

قد يشتمل جهاز الترحيل أيضاً على وحدة ضبط القدرة التي تحدد قدرة الإرسال لإشارة الترحيل لمحطة أساسية مقابلة لمحطة الاتصال ليتم ترحيلها، بحيث يكون هناك فرق بين قدرة الإرسال وخسارة انتشار إشارة الترحيل بين محطة قاعدة أخرى وجهاز الترحيل أقل من قيمة محددة مسبقاً.

قد يشتمل جهاز الترحيل على وحدة تقدير المسافة التي تقدر المسافة بين جهاز الترحيل والمحطة الأساسية الأخرى على أساس خسارة الانتشار لإشارة مرجعية، مستلمة من محطة القاعدة الأخرى والإشارة المرجعية التي لها قدرة إرسال معروفة، وقد تقدر وحدة ضبط القدرة خسارة انتشار إشارة الترحيل بين المحطة الأساسية الأخرى وجهاز الترحيل على أساس المسافة المقدرة بوحدة تقدير المسافة.

مبدأ نظام الاتصالات والترحيل في المحطة الأساسية

من أجل حل المشكلة يتم توفير جهاز ترحيل بما في ذلك وحدة الاختيار التي تختار محطة اتصال ليتم ترحيلها من بين العديد من محطات الاتصال على أساس معلومات جودة الاتصال، والمتلقاة من كل مجموعة من محطات الاتصال التي تتصل بإحدى محطات القاعدة المتعددة، ووحدة الترحيل التي تنقل الاتصال بين محطة الاتصال المحددة بواسطة وحدة الاختيار والمحطة الأساسية المقابلة.

كما يتم توفير محطة اتصال، حيث يتم عند تحديد محطة الاتصال كمحطة اتصال يتم ترحيلها بواسطة جهاز ترحيل يحدد محطة اتصال؛ لتكون يتم نقلها من بين مجموعة من محطات الاتصالات على أساس معلومات جودة الاتصال الواردة من كل مجموعة من محطات الاتصالات المتعددة، بما في ذلك محطة الاتصال التي تتصل بإحدى محطات القاعدة المتعددة، وتتواصل محطة الاتصالات مع المحطة الأساسية عبر المرحل جهاز.

كما يتم توفير محطة أساسية، حيث يتم اختيار محطة اتصال تتصل بالمحطة الأساسية كمحطة اتصال يتم ترحيلها بواسطة جهاز ترحيل يختار محطة اتصال؛ ليتم ترحيلها من بين العديد من محطات الاتصالات على أساس معلومات جودة الاتصال الواردة من كل مجموعة من محطات الاتصالات المتعددة، والتي تتصل بإحدى محطات القاعدة المتعددة بما في ذلك المحطة الأساسية، وتتواصل المحطة الأساسية مع محطة الاتصال عبر جهاز الترحيل.

تطور عمل نظام الاتصالات والترحيل في المحطة الأساسية

يشتمل نظام الاتصالات على محطات قاعدية وشبكة أساسية ومحطات اتصالات وأجهزة ترحيل، بحيث تدير المحطة الأساسية الاتصال بين جهاز الترحيل، ومحطة الاتصال الموجودة في خلية مكونة من المحطة الأساسية، وعلى سبيل المثال تدير المحطة الأساسية معلومات الجدولة للتواصل مع محطة الاتصال الموجودة في (cell) ويتصل بطرف الاتصال وفقاً لمعلومات الجدولة.

بالإضافة إلى ذلك تدير المحطة الأساسية أيضاً معلومات الجدولة للتواصل مع جهاز الترحيل الموجود في الخلية ومعلومات الجدولة لجهاز الترحيل ومحطة الاتصال للتواصل مع بعضهما البعض، كما أنّه يمكن تنفيذ إدارة معلومات الجدولة من خلال التعاون المشترك للمحطة الأساسية وجهاز الترحيل، أو من خلال التعاون المشترك للمحطة الأساسية وجهاز الترحيل ومحطة الاتصال أو بواسطة جهاز التتابع.

يقوم جهاز الترحيل بترحيل الاتصال بين المحطة الأساسية ومحطة الاتصال وفقاً لمعلومات الجدولة التي تديرها المحطة الأساسية، وعلى وجه التحديد جهاز الترحيل عند استقبال إشارة مرسلة من المحطة الأساسية في الوصلة الهابطة، يرسل إشارة تم الحصول عليها عن طريق تضخيم الإشارة إلى محطة الاتصال باستخدام التردد أو الوقت وفقاً لمعلومات الجدولة.

ومن خلال إجراء مثل هذا الترحيل يمكن لجهاز الترحيل زيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء مقارنةً بالوقت الذي يتم فيه إرسال إشارة مباشرة، من المحطة الأساسية إلى محطة الاتصال الواقعة بالقرب من حافة الخلية، كما يتصل طرف الاتصال بالمحطة الأساسية إمّا بشكل مباشر أو عبر جهاز الترحيل وفقاً لمعلومات الجدولة التي تديرها المحطة الأساسية.

بحيث أنّ أمثلة البيانات التي يتم إرسالها أو استقبالها بواسطة محطة الاتصال تشمل البيانات الصوتية وبيانات الموسيقى مثل الموسيقى أو المحاضرات أو البرامج الإذاعية، وبيانات الصور الثابتة مثل الصور الفوتوغرافية أو المستندات أو اللوحات أو المخططات.

وكذلك نقل بيانات الصورة مثل الأفلام أو البرامج التلفزيونية أو برامج الفيديو أو صور الألعاب، كما يمكن أن يكون جهاز الاتصال جهازاً لمعالجة المعلومات به وظيفة اتصال لاسلكي، مثل الهاتف المحمول أو الكمبيوتر الشخصي.

يتم توصيل خادم الإدارة بكل محطة أساسية عبر الشبكة الأساسية ويعمل خادم الإدارة بوظيفة كيان إدارة الهاتف المحمول (MME)، بالإضافة إلى ذلك يمكن أن يكون لخادم الإدارة وظيفة بوابة خدمة وعلاوة على ذلك يتلقى مخدم الإدارة من كل محطة قاعدة معلومات إدارية، تشير إلى حالة الخلية التي تشكلها كل محطة قاعدة، ويتحكم في الاتصال في الخلية التي تشكلها كل محطة قاعدة على أساس معلومات الإدارة، وكما أنّه يمكن تنفيذ وظيفة خادم الإدارة بمجموعة من التكوينات المنفصلة مادياً.

كما يتم التحقيق في استراتيجيات الإرسال الآمن للوصلة الهابطة الضخمة متعددة المدخلات والمخرجات (MIMO) بمساعدة الترحيل باستخدام توليد الضوضاء الاصطناعية (AN)، واستغلال درجات الحرية الزائدة من خلال أجهزة التشفير المسبقة العشوائية والفضائية الخالية، ويتم اشتقاق تعبيرات المعدل القابلة للتحقيق من أجل معلومات حالة القناة المقدرة وبالتالي يتم تحديد الآثار الضارة لأخطاء تقدير القناة في تصميم أجهزة التشفير الأولية.

على الرغم من أنّ (AN) المتولد في المحطة الأساسية ينتشر إلى قفزة الترحيل إلى المستخدم عبر عملية التضخيم والأمام في المرحل، إلّا أنّ هناك حاجة إلى شروط أمان متطورة لتأمين الإرسال من طرف إلى طرف عندما يكون المرحل مجهزاً بشكل محدود العديد من الهوائيات، وبالتالي فإنّ فجوة الأداء بين المشفرات الأولية العشوائية والفضائية الخالية تتقلص تدريجياً في حدود عدد لا نهائي من هوائيات المحطة القاعدة.

• “MME” هي اختصار لـ “Mobile management Extension”.

• “AN” هي اختصار لـ “artificial noise”.

• “MIMO” هي اختصار لـ “Multiple-Input Multiple-Output”.