خلية الخدمة الثانوية في الاتصالات SCell

يُعد (CA) أحد التقنيات المهمة لزيادة تحسين قدرة التطور طويل الأجل المتقدم (LTE-A)، وعند إجراء (CA) ستقوم معدات المستخدم (UE) أولاً بتحديد خلية تقديم أساسية (PCell)؛ لدعم التنقل ثم إضافة خلايا خدمة ثانوية (SCell) للحصول على معدل بيانات ذي خبرة أعلى، كما يُعد وقت وكيفية إضافة أو إزالة (SCell) مسألة مهمة للغاية لا سيما في الشبكة غير المتجانسة، حيث تكون حالة الراديو لمختلف ناقلات المكونات (CC) مختلفة تمامًا.

أساسيات خلية الخدمة الثانوية SCell

يتم التأكد من أداء إضافة أو إزالة (SCell) مع السياسات المطلقة والنسبية واعتماد طريقة اختيار (SCell) جديدة لتوفير أولوية أعلى مع التحيز لعقدة منخفضة الطاقة كرأس راديو بعيد (RRH)، وعلاوة على ذلك يتم العمل على تقييم التحيز المناسب وفقاً لحمل المرور أو عدد المستخدمين، حيث تُظهر محاكاة مستوى النظام أنّ الطريقة يمكن أن توفر إنتاجية أعلى للمستخدم عن طريق تفريغ المزيد من مستخدمي (SCell) إلى خلايا (RRH).

يستقبل الجهاز اللاسلكي رسالة تحكم واحدة على الأقل تشتمل على معلمات تكوين لمجموعة خلايا مجمعة في مجموعة خلايا أولى على الأقل ومجموعة خلايا ثانية، كما تتكون مجموعة الخلايا الأولى من خلية مرجعية أولى وتتكون مجموعة الخلايا الثانية من خلية مرجعية ثانية، وتشتمل رسالة التحكم على الأقل على مرجع فقدان المسار لخلية ثانوية في مجموعة الخلايا الثانية، ويمكن تكوين مرجع (pathloss) إلى واحد من:

• ارتباط هابط للخلية المرجعية الثانية.

• ارتباط هابط للخلية الثانوية.

ملاحظة:“CA” هي اختصار لـ “Carrier Aggregation” و”RRH” هي اختصار لـ “Remote Radio Head”.

ملاحظة:“SCell” هي اختصار لـ “secondary service cell” و”PCell” هي اختصار لـ “Primary serving Cell”.

ملاحظة: “LTE-A” هي اختصار لـ “Long Term Evolution-Advanced” و”CC” هي اختصار لـ “component carrier”.

مبدأ عمل خلية الخدمة الثانوية SCell

قد تشتمل المحطة الأساسية على واجهة اتصال واحدة على الأقل ومعالج واحد على الأقل ومجموعة واحدة على الأقل من تعليمات رمز البرنامج المخزنة في الذاكرة غير المؤقتة، والقابلة للتنفيذ بواسطة معالج واحد على الأقل وقد يشتمل الجهاز اللاسلكي على واجهة اتصال واحدة على الأقل، ومعالج واحد على الأقل ومجموعة واحدة على الأقل من تعليمات رمز البرنامج مخزنة في غير مؤقت ذاكرة، وقابلة للتنفيذ بواسطة معالج واحد على الأقل.

وكما قد تتضمن واجهة الاتصال في المحطة الأساسية يمكن تكوينها للانخراط في الاتصال بواجهة الاتصال في الجهاز اللاسلكي عبر مسار اتصال يتضمن ارتباطًا لاسلكيًا واحدًا على الأقل، وارتباط لاسلكي قد يكون رابطًا ثنائي الاتجاه، ويمكن أيضاً تكوين واجهة الاتصال في الجهاز اللاسلكي للانخراط في اتصال بواجهة اتصال في المحطة الأساسية، وقد يتم تكوين المحطة الأساسية والجهاز اللاسلكي لإرسال واستقبال البيانات عبر الرابط اللاسلكي باستخدام ناقلات تردد متعددة.

يمكن استخدام جهاز الإرسال والاستقبال، حيث أنّ جهاز الإرسال والاستقبال هو جهاز يتضمن كلاً من المرسل والمستقبل، كما يمكن استخدام أجهزة الإرسال والاستقبال في أجهزة مثل الأجهزة اللاسلكية والمحطات الأساسية وعقد الترحيل أو ما شابه ذلك، كما أنّها تقنية الراديو المطبقة في واجهة الاتصال والوصلة اللاسلكية.

إنّ مخطط الكتلة في نظام الإرسال لحركة البيانات الناتجة عن جهاز لاسلكي إلى خادم عبر راديو (OFDM) متعدد الموجات، قد يشتمل فيه النظام على شبكة خلوية لاسلكية أو شبكة إنترنت والتي قد تعمل لتوفير الاتصال بين واحد أو أكثر من الأجهزة اللاسلكية، وعلى سبيل المثال الهاتف الخلوي والمساعد الرقمي الشخصي وجهاز آخر مجهز لاسلكياً، وكذلك خادم واحد أو أكثر مثل خادم الوسائط المتعددة أو خوادم التطبيقات أو خوادم البريد الإلكتروني أو خوادم قواعد البيانات أو ما شابه.

في عملية الإنشاء أو التسليم، قد توفر خلية خدمة واحدة المدخلات الأمنية، كما يمكن الإشارة إلى هذه الخلية بالخلية الأولية (PCell)، حيث في الوصلة الهابطة قد يكون الناقل المقابل لـ (PCell) هو ناقل المكون الأساسي للوصلة الهابطة (DL PCC)، بينما في الوصلة الصاعدة قد يكون ناقل المكون الأساسي للوصلة المرتفعة (UL PCC)، واعتماداً على إمكانيات الجهاز اللاسلكي قد يتم تكوين الخلايا الثانوية (SCells) لتشكيل مجموعة من خلايا الخدمة مع (PCell).

في الوصلة الهابطة، قد يكون الناقل المقابل لـ (SCell) هو ناقل المكون الثانوي للوصلة الهابطة (DL SCC) بينما في الوصلة الصاعدة قد يكون ناقل المكون الثانوي للوصلة الصاعدة (UL SCC)، كما قد تحتوي (SCell) أو لا تحتوي على ناقل للوصلة الصاعدة، ويُخصص للخلية التي تتألف من حامل للوصلة الهابطة واختيارياً ناقل للوصلة الصاعدة، معرف خلية مادي وفهرس خلية.

ينتمي الناقل أي الوصلة الهابطة أو الصاعدة إلى خلية واحدة فقط، وقد يحدد معرّف الخلية أو فهرس الخلية أيضًا الناقل للوصلة الهابطة أو ناقل الوصلة الصاعدة للخلية أي اعتمادًا على السياق المستخدم، كما يمكن إحالة معرف الخلية بالتساوي إلى معرف الناقل، ويمكن الإشارة إلى فهرس الخلية إلى فهرس الموجة الحاملة، وفي التنفيذ قد يتم تعيين معرف الخلية الفعلي أو فهرس الخلية لخلية.

• “OFDM” هي اختصار لـ “Orthogonal frequency-division multiplexing”.

• “SCC” هي اختصار لـ “secondary Component carrier”.

• “PCC” هي اختصار لـ “primary Component carrier”.

تطور عمل خلية الخدمة الثانوية SCell

يمكن تحديد معرف الخلية باستخدام إشارة التزامن المرسلة على ناقل للوصلة الهابطة، كما يمكن تحديد فهرس الخلية باستخدام رسائل (RRC)، وعندما تشير المواصفات إلى معرف خلية مادي أول لحامل للوصلة الهابطة، فقد يعني ذلك أن معرف الخلية المادي الأول هو لخلية تشتمل على الموجة الحاملة الأولى للوصلة الهابطة، وقد ينطبق نفس المفهوم على سبيل المثال على تنشيط الناقل وعندما تشير المواصفات إلى تنشيط الموجة الحاملة الأولى، فهذا يعني بنفس القدر أنّ الخلية التي تتألف من الموجة الحاملة الأولى قد تم تنشيطها.

تم تصميم تجميع الموجات الحاملة (CA) لزيادة معدل البيانات لكل مستخدم عن طريق تكوين محطة متنقلة ليتم توصيلها في وقت واحد بخلايا متعددة للمحطة الأساسية التي تخدم، ممّا يجعل المحطة المتنقلة أو معدات المستخدم (UE) تعمل على ترددات متعددة عند نفس الوقت، ومع التوصيلية المزدوجة (DC) يمكن توصيل المحطة الطرفية المتنقلة في وقت واحد بمحطتين أساسيتين تخدمان تعرفان بالعقدة الرئيسية والعقدة الثانوية.

يمكن أيضاً الجمع بين التوصيلية المزدوجة وتجميع الموجات الحاملة، بحيث يتم توصيل تجهيزات المستعمل بمحطتين قاعدتين واستخدام خلايا متعددة في كل منهما، ممّا يزيد بشكل كبير من عرض النطاق الأقصى للمطاريف المتنقل، وفي معظم الأحيان لا تقوم تجهيزات المستعمل النموذجية في الواقع بإرسال أو استقبال البيانات من الشبكة وإليها.

بدلاً من ذلك فإنّه يقضي الكثير من الوقت في ما يسمى بالحالات الخاملة أي الخمول أو غير النشط لتقليل استهلاك الإشارات والطاقة، وفقط عند وصول البيانات يعود الجهاز إلى حالة الاتصال لنقل البيانات وعندما يحدث ذلك قد يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن يبدأ التشغيل في (CA) أو (DC).

• “RRC” هي اختصار لـ ” Radio Resource Control”.

• “DC” هي اختصار لـ “Dual conductivity”.

• “UE” هي اختصار لـ “User Equipment”.