وضع استقبال توفير الطاقة العالية في نظام الاتصالات المتنقلة HPSRM

يتم توفير طريقة للاتصال بجهاز المستخدم (UE) الذي يدعم وضع استقبال توفير الطاقة العالية (HPSRM) بواسطة العقدة B المتطورة (eNB) في نظام الاتصالات اللاسلكية، وتتضمن الطريقة تلقي معلومات دورة الاستقبال المتقطع (DRX) من كيان شبكة يقوم بإدارة التنقلية لتجهيزات المستعمل، عن طريق اتصال (eNB) مع تجهيزات المستعمل عبر وصلة لاسلكية، ومعلومات نظام البث بما في ذلك معلومات دورة (DRX).

أساسيات وضع استقبال توفير الطاقة العالية HPSRM

تم تطوير أنظمة الاتصالات المتنقلة بهدف توفير الاتصال أثناء تأمين تنقل المستخدمين، ونظراً للتطور السريع للتقنيات يمكن لأنظمة الاتصالات المتنقلة الآن ليس فقط توفير خدمات الاتصال الصوتي، ولكن أيضاً خدمات اتصالات البيانات عالية السرعة، وفي الآونة الأخيرة يجري توحيد معايير التطور طويل الأمد (LTE) وهو أحد أنظمة الاتصالات المتنقلة من الجيل التالي في (3GPP).

(LTE) هي تقنية تهدف إلى تسويقها في حوالي عام 2010م وتنفيذ اتصالات عالية السرعة قائمة على الحزم بمعدل بيانات يصل إلى (100 ميجابت في الثانية) وهو أعلى من ذلك المتاح حالياً، وقد تتضمن إحدى التقنيات النموذجية اتصال آلة إلى آلة ونوع آلة الاتصال (M2M / MTC)، ويشير اتصال (M2M / MTC) والمعروف أيضاً باسم الاتصال بين الأجهزة إلى الاتصال بين جهاز إلكتروني وجهاز إلكتروني، أو بين جهاز إلكتروني وخادم بيانات عبر شبكة اتصالات محمولة.

في أوائل التسعينيات عندما تم تقديم مفهوم اتصال (M2M / MTC) لأول مرة تم اعتبار اتصال (M2M / MTC) مفهوم التحكم عن بعد أو تقنية المعلومات أو ما شابه، وكان سوق مشتقاته محدوداً للغاية لكن اتصالات (M2M / MTC) نمت في سوق عالمي كبير خلال السنوات القليلة الماضية مع النمو السريع، كما يمكن استخدام تقنية (M2M / MTC) في مجال تكنولوجيا المعلومات في السيارات والإدارة اللوجستية ونظام القياس الذكي، ونظام إدارة الأصول عن بُعد ونظام نقاط البيع (POS) والصناعة المتعلقة بالأمن.

بالمقارنة مع الهواتف المحمولة الحالية المستخدمة في نظام الاتصالات المتنقلة يجب استخدام أجهزة (M2M / MTC) للعمل في وضع (HPSRM) مع وحدة طاقة نقل منخفضة الطاقة، من أجل تقليل سعر وحدات الاتصال (M2M / MTC)، وخلاف ذلك قد يرتفع سعر أجهزة (M2M / MTC) ممّا يعيق الاستخدام الواسع النطاق لأجهزة (M2M / MTC).

• “UE” هي اختصار لـ “User Equipment” و”MTC” هي اختصار لـ “Machine Type Communication”.

• “M2M” هي اختصار لـ “Machine-to-machine” و”HPSRM” هي اختصار لـ “High power saving reception mode”.

• “POS” هي اختصار لـ “Point of Sale” و”LTE” هي اختصار لـ “Long-Term Evolution”.

• “3GPP” هي اختصار لـ “3rd Generation Partnership Project” و”DRX” هي اختصار لـ “Discontinuous reception”.

مبدأ عمل وضع استقبال توفير الطاقة العالية HPSRM

معدات المستخدم (UE) تعني جهازًا طرفياً أو مشتركاً مشاركاً في الاتصال اللاسلكي، ويتم توصيل (UE) لاسلكياً بالعقدة (NB)، والعقدة (Bs) تشارك أجهزة المحطة الأساسية اللاسلكية بشكل مباشر في الاتصال مع وحدات الطاقة وتدير خلاياها الخاصة، كما تتحكم وحدات التحكم في الشبكة اللاسلكية (RNCs) في مجموعة من العقدة (Bs)، وتتحكم في موارد الراديو، كما يتم توصيل (RNCs) وبشبكة (Packet Switch) أو (Packet Service) بواسطة عقدة دعم (GPRS (SGSN)).

وتسمى الاتصالات بين (RNCs) و(SGSN) واجهة (Iu-PS)، وترسل أو استقبال إشارات التحكم (PS)، كما تتولى (SGSN) مسئولية وظائف التحكم المختلفة، وتدير قابلية تنقل تجهيزات المستعمل في وضع الخمول، كما تدير (SGSN) البيانات المتعلقة بفواتير الخدمة لكل مشترك وتتحكم في وظيفة الإرسال والاستقبال الانتقائي للبيانات التي يجب تبادلها مع (UE)، وعن طريق خدمة (SRNC) التي تدير (UE) وبوابة خدمة (S-GW)، هو جهاز يوفر مستمعي البيانات بحيث يولد أو يزيل حاملي البيانات تحت سيطرة (SGSN).

تتضمن شبكة الوصول اللاسلكي (RAN) لنظام الاتصالات المتنقلة (LTE) تطور العقدة (eNBs) وكيان إدارة التنقل (MME) وبوابة الخدمة (S -GW)، كما يصل (UE) إلى شبكة خارجية عبر (ENB) و(S-GW) وبحيث يتوافق كل من (ENBs) مع كيان مشترك من (NB) القديم و(RNC) في نظام (UNITS)، ويتم توصيل (ENB) من خلال قناة لاسلكية ويقوم بوظيفة أكثر تعقيدًا من (NB) القديم، وفي (LTE).

ونظراً لأنّ جميع حركات المستخدم بما في ذلك خدمات الوقت الفعلي المستندة إلى بروتوكول الإنترنت (IP)، مثل نقل الصوت عبر (VoIP)، تتم خدمتها من خلال قناة مشتركة فإنّ الأجهزة اللازمة لأداء الجدولة من خلال جمع معلومات الحالة الخاصة بتجهيزات المستخدم مطلوبة، ويتم التحكم في هذه العملية بواسطة (ENBs)، وتتولى (ENBs) مسؤولية التحكم في الموارد اللاسلكية لخلاياها ويتحكم أحد (ENB) بشكل عام في مجموعة من الخلايا.

• “GPRS” هي اختصار لـ “General Packet Radio Services” و”VoIP” هي اختصار لـ “Voice over Internet Protocol”.

• “ENB” هي اختصار لـ “Evolved Node B” و”MME” هي اختصار لـ “Mobility Management Entity”.

• “S-GW” هي اختصار لـ “Serving Gateway” و”RAN” هي اختصار لـ “radio access network”.

• “PS” هي اختصار لـ “Packet Switching” و”RNC” هي اختصار لـ “Radio Network Controller”.

• “SGSN” هي اختصار لـ “Serving GPRS Support Node” و”Iu-PS” هي اختصار لـ “Interface Packet Switched”.

تطور عمل وضع استقبال توفير الطاقة العالية HPSRM

لتحقيق معدل بيانات يصل إلى (100 ميجابت في الثانية)، تستخدم (LTE) تقنية تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM) كتقنية وصول لاسلكي في عرض نطاق بحد أقصى (20 ميجاهرتز)، بالإضافة إلى ذلك تستخدم (LTE) التشكيل والتشفير التكيفيين (AMC) اللذين يحددان بشكل تكيفي مخطط التشكيل ومعدل تشفير القناة اعتمادًا على حالة قناة تجهيزات المستعمل، كما يولد (S-GW) وهو جهاز يوفر حاملات البيانات أو يزيل حاملي البيانات الخاضعين للتحكم في (MME)، ويتصل جهاز (MME) الذي يتولى مسؤولية وظائف التحكم المختلفة وأداء إدارة التنقل لتجهيزات (UE) في وضع الخمول بمجموعة من (ENBs).

كما يتم إجراء استدعاء موجود في نظام (3GPP LTE / UMTS / GPRS)، حيث تتم إجراءات الاستدعاء التقليدية في كل من نظام (LTE) ونظام (UMTS / GPRS) معاً، وتقوم وحدة التحكم في المحطة الأساسية (BSC) وهي كيان للتحكم في الموارد الراديوية في نظام (GPRS)، بوظيفة مماثلة لوظيفة (RNC) في نظام (UMTS).

كما يمثل (S-GW) في نظام (LTE / UMTS / GPRS) ووقت استقبال استدعاء مطبق على تجهيزات المستعمل الحالية في نظام (LTE)، ويشير وقت استقبال الاستدعاء إلى رتل راديوي محدد أو رتل فرعي في الرتل الراديوي، كما يمثل وقت استقبال استدعاء مطبق على (UE) الحالي في نظام (UMTS / GPRS) ودورة استقبال متقطع (DRX) في نظام (LTE)، ويمثل دورة (DRX) للترحيل في (UMTS) أو نظام (GPRS).

عند تلقي بيانات الوصلة الهابطة (DL) لتجهيزات معينة يرسل (S-GW) بيانات (DL)، وتشير رسالة الإخطار إلى استلام بيانات الوصلة الخاصة بتجهيزات المستعمل إلى (MME) و(SGSN)، واللذين يتحكمان في تجهيزات المستعمل، وعند تلقي رسالة إعلام بيانات (DL) بنجاح يرسل كل من (MME) و(SGSN) إلى (S-GW) رسالة (ACK) لإشعار بيانات (DL) وتشير إلى استقبالهم الناجح لرسالة إشعار بيانات (DL).

• “OFDM” هي اختصار لـ “orthogonal frequency-division multiplexing” و”UMTS” هي اختصار لـ “Universal Mobile Telecommunications System”.

• “BSC” هي اختصار لـ “base station controlle” و”AMC” هي اختصار لـ “Adaptive modulation and coding”.