الاتصالات اللاسلكيةالهندسةهندسة الاتصالات

نظام تخصيص الموارد على قناة الترحيل في نظام الاتصالات اللاسلكية

يتم الكشف عن طريقة وجهاز لتجهيزات المستعمل لتخصيص الموارد على قناة مرحل في نظام اتصال لاسلكي، بحيث تشتمل الطريقة على أول تجهيزات المستعمل تستقبل كتلة نقل من تجهيزات المستعمل ثانية، حيث تحتوي كتلة النقل على عنصر تحكم (MAC) وبالإضافة إلى ذلك تشتمل الطريقة على أول تجهيزات المستعمل لتشغيل (BSR).

 

أساسيات نظام تخصيص الموارد على قناة الترحيل في نظام الاتصالات اللاسلكية

 

يشتمل نظام تخصيص الموارد على قناة الترحيل في نظام الاتصالات اللاسلكية على مشغلات (UE) وترسل طلب الجدولة (SR) إلى محطة قاعدة، عندما لا يتوفر لدى (UE) بيانات للإرسال ولا يحتوي على مورد للوصلة الصاعدة لإرسال (BSR)، كما تشتمل الطريقة كذلك على مشغلات (UE) وتنقل (BSR) إلى المحطة الأساسية، حيث تعتبر (BSR) عنصر التحكم (MAC) كجزء من حجم المخزن المؤقت.

 

مع الارتفاع السريع في الطلب على اتصالات كميات كبيرة من البيانات من وإلى أجهزة الاتصالات المحمولة، تتطور شبكات الاتصالات الصوتية المتنقلة التقليدية إلى شبكات تتواصل مع حزم بيانات بروتوكول الإنترنت (IP)، كما يمكن أن توفر اتصالات حزم بيانات (IP) لمستخدمي أجهزة الاتصالات المحمولة الصوت عبر (IP) والوسائط المتعددة والبث المتعدد وخدمات الاتصال عند الطلب.

 

هيكل الشبكة المثالي هو شبكة نفاذ راديوي أرضي عالمية متطورة (E-UTRAN)، كما يمكن لنظام (E-UTRAN) أن يوفر سرعة نقل بيانات عالية، من أجل تحقيق خدمات الصوت عبر بروتوكول الإنترنت والوسائط المتعددة، كما يتم حالياً تقديم التغييرات التي تم إجراؤها على الهيكل الحالي لمعيار (3GPP) والنظر فيها لتطوير معيار (3GPP) ووضعه في صيغته النهائية.

 

  • “SR” هي اختصار لـ “Scheduling-request” و”BSR” هي اختصار لـ “Buffer-status-report”.

 

  • “3GPP” هي اختصار لـ “3rd-Generation-Partnership-Project” و”IP” هي اختصار لـ “Internet-Protocol”.

 

  • “E-UTRAN” هي اختصار لـ “Evolved-UMTS-Terrestrial-Radio-Access-Network” و”MAC” هي اختصار لـ “Media-Access-Control”.

 

  • “UE” هي اختصار لـ “User-equipment”.

 

مبدأ عمل نظام تخصيص الموارد على قناة الترحيل في نظام الاتصالات اللاسلكية

 

تشتمل الطريقة على مشغلات (UE) وتنقل طلب الجدولة (SR) إلى محطة قاعدة عندما لا يتوفر لدى (UE) بيانات للإرسال، ولا يحتوي على مورد للوصلة الصاعدة لإرسال (BSR) وتشتمل الطريقة كذلك على تجهيزات المستعمل التي ترسل (BSR) إلى المحطة الأساسية، حيث تعتبر (BSR) عنصر التحكم (MAC) كجزء من حجم المخزن المؤقت.

 

تتضمن شبكة الوصول (AN) مجموعات هوائيات متعددة، ويظهر هوائيان فقط لكل مجموعة هوائي ومع ذلك يمكن استخدام عدد أكبر أو أقل من الهوائيات لكل مجموعة هوائي، ومحطة الوصول (AT) متصلة بالهوائيات، حيث يرسل الهوائيان المعلومات للوصول إلى المحطة عبر الوصلة الأمامية وتلقي المعلومات من محطة الوصول عبر الوصلة العكسية.

 

ومحطة الوصول (AT) موجودة في الاتصال بالهوائيات، وفي نظام (FDD) وصلات الاتصال قد تستخدم ترددات مختلفة للاتصال، وعلى سبيل المثال قد تستخدم الوصلة الأمامية تردداً مختلفاً عن ذلك المستخدم بواسطة الوصلة العكسية، وغالباً ما يُشار إلى كل مجموعة من الهوائيات أو المنطقة التي تم تصميمها للتواصل فيها على أنّها قطاع من شبكة الوصول، وكما تم تصميم كل مجموعة من مجموعات الهوائيات للتواصل مع أطراف الوصول في قطاع من المناطق التي تغطيها شبكة الوصول.

 

في الاتصالات عبر الوصلات الأمامية، قد تستخدم هوائيات الإرسال لشبكة النفاذ تشكيل الحزمة من أجل تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء للوصلات الأمامية لمطاريف الوصول المختلفة، وشبكة نفاذ تستخدم تشكيل الحزمة إلى يؤدي الإرسال إلى مطاريف الوصول المنتشرة عشوائياً، ومن خلال تغطيته إلى تداخل أقل لمطاريف الوصول في الخلايا المجاورة مقارنة بشبكة نفاذ ترسل عبر هوائي واحد إلى جميع مطاريف الوصول الخاصة بها.

 

قد تكون شبكة النفاذ (AN) عبارة عن محطة ثابتة أو محطة قاعدة تُستخدم للاتصال بالمطاريف ويمكن أيضاً الإشارة إليها على أنها نقطة وصول أو عقدة B، أو محطة قاعدة أو محطة قاعدة محسّنة أو عقدة متطورة (eNB) أو بعض المصطلحات الأخرى، وكما قد يُطلق على محطة الوصول (AT) أيضاً اسم معدات المستخدم (UE) أو جهاز اتصال لاسلكي أو محطة طرفية أو محطة وصول أو بعض المصطلحات الأخرى.

 

كما يتم تجسيد نظام الإرسال المعروف أيضاً باسم شبكة الوصول ونظام الاستقبال المعروف أيضاً باسم محطة الوصول (AT) أو جهاز المستخدم (UE) في نظام (MIMO)، وفي في نظام المرسل يتم توفير بيانات الحركة لعدد من تدفقات البيانات من مصدر البيانات إلى معالج بيانات الإرسال (TX)، ويتم إرسال كل تيار بيانات عبر هوائي إرسال خاص به.

 

  • “AN” هي اختصار لـ “access-network” و”AT” هي اختصار لـ “Arrival-station”.

 

  • “MIMO” هي اختصار لـ “Multiple-Input/Multiple-Output” و”eNB” هي اختصار لـ “evolved-Node-B”.

 

تطور عمل نظام تخصيص الموارد على قناة الترحيل في نظام الاتصالات اللاسلكية

 

يمتلك معالج بيانات (TX) تنسيقاً ورموزاً وإشارات لبيانات حركة المرور لكل تدفق بيانات استناداً إلى مخطط تشفير معين تم اختياره لتدفق البيانات هذا لتوفير بيانات مشفرة، ويمكن مضاعفة البيانات المشفرة لكل قطار بيانات ببيانات تجريبية باستخدام تقنيات (OFDM)، وعادةً ما تكون بيانات الدليل عبارة عن مخطط بيانات معروف تتم معالجته بطريقة معروفة ويمكن استخدامه في نظام المستقبل لتقدير استجابة القناة.

 

يتم بعد ذلك تشكيل البيانات التجريبية والمشفرة متعددة الإرسال لكل قطار بيانات أي تعيين رمز بناءً على مخطط تشكيل معين، وعلى سبيل المثال (BPSK) أو (QPSK) أو (M-PSK) أو (M-QAM) منتقى لتيار البيانات هذا لتوفير رموز التشكيل، ويمكن تحديد معدل البيانات والتشفير والتشكيل لكل تدفق بيانات من خلال التعليمات التي يقوم بها المعالج.

 

يتم بعد ذلك توفير رموز التشكيل لجميع تدفقات البيانات إلى معالج (TX MIMO)، والذي قد يعالج رموز التشكيل لـ (OFDM)، كما يوفر معالج (TX MIMO) بعد ذلك تدفقات رمز تعديل (NT) إلى مرسلات (NT (TMTR)) إلى (222 طناً)، كما يطبق معالج (TX MIMO) أوزان تشكيل الحزمة على رموز تدفقات البيانات والهوائي الذي يتم إرسال الرمز منه.

 

يستقبل كل جهاز إرسال ويعالج تدفق رمز خاص به لتوفير إشارة تناظرية واحدة أو أكثر وظروف أخرى كالتضخيم والمرشحات وتلتحويلات للإشارات التماثلية؛ لتوفير إشارة مشكلة مناسبة للإرسال عبر قناة (MIMO)، ويتم بعد ذلك إرسال إشارات (NT) المعدلة من أجهزة الإرسال  من هوائيات (NT).

 

في نظام الاستقبال تستقبل هوائيات (NR) الإشارات المشكّلة المرسلة ويتم توفير الإشارة المستقبلة من كل هوائي إلى جهاز الاستقبال المعني (RCVR)، وكل (254 شرطاً) للمستقبل وعلى سبيل المثال المرشحات وتضخيم وتحويل إشارة مستقبلة معنية، وترقيم الإشارة المكيفة لتوفير عينات وتعالج العينات بشكل إضافي لتوفير تيار الرمز المستقبَل المقابل.

 

قد تشتمل رسالة الارتباط العكسي على أنواع مختلفة من المعلومات المتعلقة برابط الاتصال أو تدفق البيانات المستلم، وتتم معالجة رسالة الارتباط العكسي بعد ذلك بواسطة معالج بيانات (TX) والذي يتلقى بيانات حركة المرور لعدد من تدفقات البيانات من مصدر بيانات، وتم تعديله بواسطة مُعدِّل مشروط بأجهزة الإرسال ثم يتم إرسالها مرة أخرى إلى نظام الارسال.

 

في نظام الإرسال يتم استقبال الإشارات المعدلة من نظام الاستقبال عن طريق الهوائيات، بشرط استقبال وإزالة التشكيل بواسطة مزيل التشكيل، ومعالجتها بواسطة معالج بيانات (RX) لاستخراج رسالة الوصلة الاحتياطية التي يرسلها نظام المستقبل، ويحدد المعالج بعد ذلك مصفوفة التشفير المسبق التي يجب استخدامها لتحديد أوزان تشكيل الحزمة ثم يعالج الرسالة المستخرجة.

 

  • “OFDM” هي اختصار لـ “Orthogonal-Frequency-Division-Multiplexing” و”RCVR” هي اختصار لـ “Relative-Coronary-Flow-Velocity-Reserve”.

 

  • “M-PSK” هي اختصار لـ “Mary-Phase-Shift-Keying” و”BPSK” هي اختصار لـ “Binary-Phase-Shift-Keying”.

 

  • “QPSK” هي اختصار لـ “Quadrature-Phase-Shift-Keying” و”M-QAM” هي اختصار لـ “M-ary-quadrature-amplitude-modulation”.

المصدر
Introduction to Analog and Digital Communications/ Simon HaykinData Communication and Computer NetworkWIRELESS COMMUNICATIONS/ Andreas F. MolischTheory and Problems of Signals and Systems/ Hwei P. Hsu, Ph.D./ JOHN M. SENIOR Optical Fiber Communications Principles and Practice Third Edition

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى