كيفية اختيار عقدة الشبكة في نظام الاتصالات اللاسلكية

يتعلق نظام الاتصالات اللاسلكية بطريقة اختيار (AMF) خدمة لعقدة شبكة في نظام اتصال لاسلكي، وقد تتضمن تلقي رسالة طلب تسجيل للمحطة، حيث تتضمن رسالة طلب التسجيل مساعدة اختيار شريحة الشبكة المعلومات (NSSAI) للشريحة التي طلبتها المحطة، والمعلومات ذات الأولوية الخاصة بـ (NSSAI) تحديد ما إذا كانت (NSSAI) صالحة للمحطة.

أساسيات اختيار عقدة الشبكة في نظام الاتصالات اللاسلكية

تم تطوير أنظمة الاتصالات المتنقلة لتقديم الخدمات الصوتية مع ضمان أنشطة المستخدم، ومع ذلك فإنّ تغطية خدمة نظام الاتصالات المتنقلة تمتد حتى إلى خدمات البيانات وكذلك الخدمات الصوتية، وفي الوقت الحاضر تحدث ظاهرة نقص الموارد بسبب النمو الهائل لحركة المرور وطلب المستخدمين للخدمات عالية السرعة، وبالتالي هناك حاجة إلى أنظمة اتصالات متنقلة أكثر تقدماً.

قد تتطلب متطلبات الجيل التالي من أنظمة الاتصالات المتنقلة دعماً لاستيعاب حركة البيانات المتفجرة والزيادات الكبيرة في معدلات الإرسال لكل مستخدم، واستيعاب عدد متزايد بشكل كبير من الأجهزة المتصلة وتأخير منخفض جدًا من طرف إلى طرف وكفاءة عالية في استخدام الطاقة، وتم استخدام تقنيات مختلفة مثل تحسين الخلايا الصغيرة والاتصال المزدوج والمدخلات المتعددة الضخمة (MIMO)، والطباعة المزدوجة الكاملة في النطاق والوصول المتعدد غير المتعامد (NOMA) ودعم النطاق العريض للغاية وشبكات الجهاز.

يتمثل هدف اختيار عقدة الشبكة في نظام الاتصالات اللاسلكية في اقتراح مخطط لاختيار شبكة فعالة تدعم شريحة أو خدمة مطلوبة بواسطة جهاز مستخدم (UE)، أو شبكة توفر خدمة أفضل لتجهيزات المستخدم عند استخدام شرائح الشبكة في نواة الجيل التالي شبكة الاتصال، ويتمثل الهدف في اختيار أو تكوين عقدة شبكة لدعم العمليات أو الوظائف المطلوبة بشكل صحيح لتجهيزات المستعمل، وعن طريق إعطاء الأولوية للشرائح أو الخدمات التي يجب أن تطلبها تجهيزات المستعمل.

يتم توفير طريقة لاختيار وظيفة إدارة الوصول والتنقل (AMF) لعقدة شبكة في نظام اتصال لاسلكي وتشتمل الطريقة على تلقي رسالة طلب تسجيل لجهاز مستخدم (UE)، ورسالة طلب التسجيل بما في ذلك معلومات المساعدة في اختيار شريحة الشبكة (NSSAI) للشريحة المطلوبة، ومن قبل (UE) ومعلومات الأولوية الخاصة بـ (NSSAI) وتحديد ما إذا كانت (NSSAI) صالحة للاستخدام في (UE).

والبحث عن أول (AMF) قادر على دعم (NSSAI) بناءً على المعلومات ذات الأولوية عندما تكون (NSSAI) صالحة لوحدة الطاقة، وعندما يتم البحث عن (AMF) الأول يتم اختيار (AMF) الأول باعتباره (AMF) الخدمي لوحدة (UE) الخادمة وإرسال رسالة طلب التسجيل إلى أول (AMF).

قد يكون (AMF) القادر على دعم (NSSAI) هو (AMF) الذي يدعم جميع الشرائح المقابلة لـ (NSSAI) أو (S-NSSAI) ممّا يشير إلى أنّ معلومات الأولوية “مطلوبة”، ويتم توفير عقدة شبكة لاختيار الوصول إلى الخدمة ووظيفة إدارة التنقل (AMF) في نظام اتصال لاسلكي، تشتمل عقدة الشبكة على:

• وحدة اتصال مهيأة لإرسال واستقبال إشارة.

• معالج تم تكوينه للتحكم في وحدة الاتصال، حيث يتم تكوين المعالج لتلقي رسالة طلب تسجيل لجهاز المستخدم (UE)، ورسالة طلب التسجيل بما في ذلك معلومات مساعدة اختيار شريحة الشبكة (NSSAI) ومعلومات الأولوية الخاصة بـ (NSSAI) للشريحة طلبت من قبل (UE).

• تحديد ما إذا كانت (NSSAI) صالحة للاستخدام في (UE).

• البحث عن أول (AMF) قادر على دعم (NSSAI) بناءً على المعلومات ذات الأولوية عندما تكون (NSSAI) صالحة لوحدة الطاقة.

• اختيار (AMF) الأول باعتباره (AMF) الخدمي لتجهيزات المستعمل الخادمة ولإرسال رسالة طلب تسجيل إلى أول (AMF) عند البحث عن أول (AMF).

ملاحظة:“NSSAI” هي اختصار لـ “Network-Slice-Selection-Assistance-information” و”AMF” هي اختصار لـ “Access-and-Mobility-Management-Function”.

ملاحظة:“NOMA” هي اختصار لـ “Non-orthogonal-multiple-access” و”MIMO” هي اختصار لـ “multiple-input-multiple-output”.

مبدأ عمل اختيار عقدة الشبكة في نظام الاتصالات اللاسلكية

قد يتم دعم النظام بواسطة المستندات القياسية في نظام وصول لاسلكي واحد على الأقل بما في ذلك مواصفات (IEEE 802) و(3GPP) و(3GPP2)، كما يمكن دعم تلك الخطوات أو الأجزاء التي تم حذفها لوصف المبدأ التقني، بالإضافة إلى ذلك تتضمن العملية المكونات التالية:

• النظام العالمي للاتصالات المتنقلة (UMTS): هو الجيل الثالث من تقنية الاتصالات المتنقلة القائمة على (GSM) والتي طورتها (3GPP).

• نظام الحزم المتطور (EPS): هي أنظمة الشبكة بما في ذلك شبكة الحزمة الأساسية المتطورة (EPC)، والشبكة الأساسية بتبديل الرزم القائمة على بروتوكول الإنترنت (IP) وشبكات الوصول مثل (LTE) و(UTRAN)، و(EPS) عبارة عن شبكة تم تطويرها من (UMTS).

• عقدة (B): هي محطة أساسية لشبكة (UMTS)، والعقدة (B) مثبتة بالخارج وتوفر تغطية لخلية الماكرو.

• العقدة (ENode B): هي محطة أساسية لشبكة (EPS)، ويتم تثبيت (ENode B) بالخارج ويوفر تغطية لخلية الماكرو.

• معدات المستخدم (UE): يمكن الإشارة إلى (UE) على أنّها محطة طرفية أو معدات متنقلة (ME) أو محطة متنقلة (MS)، وقد تكون (UE) جهازاً محمولاً مثل كمبيوتر محمول أو هاتف محمول أو مساعد رقمي شخصي (PDA) أو هاتف ذكي أو جهاز وسائط متعددة، أو جهاز ثابت مثل جهاز كمبيوتر شخصي.

• النظام الفرعي للوسائط المتعددة (IP (IMS)): هو نظام فرعي لتقديم خدمات الوسائط المتعددة القائمة على بروتوكول الإنترنت.

• معرف مشترك الهاتف المحمول الدولي (IMSI): هو معرف مشترك فريد عالميًا تم تعيينه في شبكة اتصالات متنقلة.

• الاتصال من نوع الآلة (MTC): هي الاتصالات التي يقوم بها الجهاز دون تدخل بشري وقد يشار إليه على أنه اتصال من آلة إلى آلة (M2M).

ملاحظة:“EPC” هي اختصار لـ “Evolved-Packet-Core” و”M2M” هي اختصار لـ “Machine-to-machine”.

ملاحظة:“IMSI” هي اختصار لـ “International-mobile-subscriber-identity” و”3GPP” هي اختصار لـ “3rd-Generation-Partnership-Project”.

ملاحظة: “IMS” هي اختصار لـ “IP-Multimedia-Subsystem” و”IP” هي اختصار لـ “Internet-Protocol”.

ملاحظة:“PDA” هي اختصار لـ “Personal-Digital-Assistant” و”LTE” هي اختصار لـ “Long-Term-Evolution”.

ملاحظة:“UTRAN” هي اختصار لـ “UMTS-Terrestrial-Radio-Access-Network” و”UMTS” هي اختصار لـ “Universal-Mobile-Telecommunications-System”.

ملاحظة:“GSM” هي اختصار لـ “Global-System-for-Mobile” و”UE” هي اختصار لـ “User-equipment”.

العلاقة بين محطة MTC واختيار عقدة الشبكة في نظام الاتصالات اللاسلكية

تكون محطة (MTC) متضمنة معدات (MTC UE) أو (MTC) أو جهاز (MTC) ومزودة بوظيفة اتصال تعمل من خلال شبكة الاتصالات المتنقلة كالاتصال بخادم (MTC) عبر (PLMN) وأداء وظيفة (MTC).

• خادم (MTC): هو خادم على شبكة تدير محطات (MTC) وقد يتم تثبيته داخل شبكة اتصالات الهاتف المحمول أو خارجها، قد يوفر واجهة يمكن لمستخدمي (MTC) من خلالها الوصول إلى الخادم، بالإضافة إلى ذلك قد يوفر خادم (MTC) خدمات متعلقة بـ (MTC) لخوادم أخرى أو قد يكون خادم (MTC) نفسه خادم تطبيق (MTC).

• تطبيقات (MTC): هي الخدمات أي الخدمات التي تطبق (MTC) كالقياس عن بعد وتتبع حركة المرور وأجهزة استشعار مراقبة الطقس.

• خادم تطبيقات (MTC): هو خادم على تطبيقات تنفيذ الشبكة (MTC).

• ميزات (MTC): يتم دعم وظائف الشبكة لتطبيقات (MTC)، وتُعد مراقبة (MTC) ميزة للتحضير لفقدان الجهاز في تطبيقات (MTC) مثل القياسات عن بعد، وتُعد الحركة المنخفضة ميزة لتطبيقات (MTC) لمحطات (MTC).

• مستخدم (MTC): يستخدم مستخدم (MTC) خدمة يوفرها خادم (MTC).

• مشترك في (MTC): هو كيان له علاقة اتصال بمشغل شبكة ويقدم خدمة لمحطة (MTC) واحدة أو أكثر.

• مجموعة (MTC): تشترك مجموعة (MTC) في ميزة واحدة أو أكثر من ميزات (MTC) وتمثل مجموعة من محطات (MTC) التابعة لمشترك (MTC).

ملاحظة:“MTC” هي اختصار لـ “Machine-type-communication” و”PLMN” هي اختصار لـ “Public-land-mobile-network”.