ما هي جودة الإشارة المستقبلة في الاتصالات

يمكن قياس قوة الإشارة المستقبلة لكل حزمة مستلمة، كما يتم قياس طاقة الإشارة المقاسة لتشكيل مؤشر قوة الإشارة المستقبلة (RSSI)، ويتوفر (RSSI) ووقت استلام الحزمة أي الطابع الزمني لطبقات (MAC) و(NWK) و(APL) لأي نوع من التحليل، وتتمثل أبسط طريقة لإنشاء مؤشر جودة الارتباط (LQI) في استخدام (RSSI) كمؤشر على جودة الارتباط.

أساسيات جودة الإشارة المستقبلة

تتضمن رسائل الإشارات النموذجية مؤشرات الاستدعاء المرسلة على واحدة أو أكثر من قنوات مؤشر الاستدعاء ورسائل الاستدعاء المرسلة على قنوات الاستدعاء المتوازي أي الإرسال أو التحكم، كما قد يراقب الجهاز اللاسلكي المحمول قناة الاستدعاء مباشرة أو قد يراقب قناة مؤشر الاستدعاء لمؤشر الترحيل الذي قد يشير إلى رسالة الاستدعاء التالية على قناة الاستدعاء.

نظرًا لأن مؤشر الترحيل يمكن أن يكون قصيرًا مثل بت واحد فإنّ الاختلافات في حالة جودة الإشارة المستقبلة يمكن أن تفسد بت مؤشر الصفحة، ممّا يؤدي إلى فقدان الجهاز اللاسلكي المحمول للرسالة، أو اتصال لاسلكي متنقل آخر قد تضيع قراءة رسالة صفحة لجهاز ما دون داعٍ استهلاك الطاقة في الجهاز اللاسلكي المحمول.

قد يقوم الجهاز اللاسلكي المحمول بتكييف الاستقبال بناءً على جودة الإشارة المستقبلة أو قياسات قوة الإشارة المستقبلة لتحسين استقبال رسائل الإشارات، كما قد يمكّن الجهاز اللاسلكي المحمول أجهزة استقبال متعددة من تحسين استقبال إشارة مؤشرات الاستدعاء على قناة مؤشر الاستدعاء أو رسائل الترحيل على قناة الاستدعاء.

ملاحظة:“RSSI” هي اختصار لـ “Received Signal Strength Indicator” و”APL” هي اختصار لـ “Advanced Physical Layer”.

ملاحظة:“MAC” هي اختصار لـ “Media Access Control” و”LQI” هي اختصار لـ “Link Quality Index”.

كيفية قياس جودة الإشارة المستقبلة

بالنسبة للأجهزة اللاسلكية المحمولة التي تدعم تنوع الاستقبال باستخدام هوائيات متعددة وأجهزة استقبال متعددة، قد يعتمد استهلاك الطاقة أثناء استقبال الإشارة على عدد أجهزة الاستقبال النشطة وقد يعتمد أداء فك التشفير المستقبَل على جودة الإشارة المستقبَلة عبر هوائي واحد أو أكثر، وقد يتم توصيل الهوائيات الفردية بمستقبل واحد أو أكثر.

وفقًا لذلك هناك حاجة إلى طريقة وجهاز لمواءمة تنوع الاستقبال في الأجهزة اللاسلكية المحمولة التي يمكنها تحسين استقبال الإشارة، مع الحد في الوقت نفسه من استهلاك الطاقة أثناء الاستقبال المتقطع في شبكة لاسلكية، كما يتم مواءمة تنوع الاستقبال في جهاز لاسلكي متنقل وتتضمن أثناء دورة الاستقبال غير المستمرة:

• يقوم الجهاز اللاسلكي المحمول بفك ترميز مؤشر الصفحة أو رسالة الصفحة عبر هوائي واحد أو أكثر.

• إذا تجاوز قياس جودة إشارة الوصلة الهابطة حدًا محددًا مسبقًا، يقوم الجهاز اللاسلكي المحمول بفك تشفير مؤشر صفحة واحد على الأقل تم استلامه عبر الهوائي الأول على قناة مؤشر الصفحة.

• إذا لم يتجاوز قياس جودة إشارة الوصلة الهابطة العتبة المحددة مسبقًا، يقوم الجهاز اللاسلكي المحمول بفك تشفير قناة الاستدعاء باستخدام الهوائي الأول دون فك ترميز مؤشر الصفحة على قناة مؤشر الصفحة.

• إذا تم فك ترميز إشارة الصفحة الأولى على أنّها محو يقوم الجهاز اللاسلكي المحمول بفك ترميز رسالة الصفحة المستلمة عبر الهوائي البديل على قناة الترحيل.

• إذا قام الجهاز اللاسلكي المحمول بفك ترميز رسالة الصفحة فقط من خلال الهوائي الأول أو فقط من خلال الهوائي البديل، ولم يتم فك ترميز أي رسالة صفحة مستلمة برمز التحقق من الخطأ الصحيح، أي رمز التحقق من الخطأ، يقوم الجهاز اللاسلكي المحمول بفك ترميز رسالة صفحة واحدة أو أكثر باستخدام استقبال التنوع، وليس فقط من خلال الهوائي الأول ولكن أيضاً من خلال الهوائي البديل.

عمل مكونات نظام جودة الإشارة المستقبلة

يشتمل الجهاز اللاسلكي المحمول على أجهزة مستقبل وهوائيات ومفتاح ومعالج قابل للتكوين، حيث يربط المحول بين المستقبلين مع الهوائيين، كما يتم تكوين المعالج لتبديل استقبال إشارة قناة الترحيل بين الهوائي بناءً على فك ترميز مؤشر الصفحة المستلم على قناة مؤشر الصفحة.

يقوم المعالج أيضًا بفك ترميز رمز التحقق من الخطأ غير الدقيق في رسالة الترحيل المستلمة على قناة الاستدعاء متبوعًا باستقبال الإشارة عبر كل من الهوائيين، ويتم تكوين الهوائيات وتمكين معالجة الإشارة في جهاز الاستقبال.

يقوم المعالج أيضاً بفك ترميز مجموعة رموز التحقق من الأخطاء الدقيقة لمجموعة رسائل الترحيل المتتالية المستلمة على قناة الاستدعاء، ومتبوعة بواحد فقط من الهوائيين ويتم تكوين الأول أيضاً لإعادة تمكين استقبال الإشارة عبر فقط أحد أجهزة الاستقبال الأولى والثانية.

قد يحدد الجهاز اللاسلكي المتنقل ما إذا كان مقطع (CRC) من رسالة إشارات الترحيل المستلمة على قناة الاستدعاء، وقد تم فك ترميزه بشكل صحيح على أنّه “تم تمريره” وإذا تم فك كود مقطع (CRC) من رسالة الإشارات وتمريره، فإنّ الجهاز اللاسلكي المتنقل قد تلقى رسالة إشارات تم فك ترميزها مسبقًا على قناة الاستدعاء أثناء دورة التكوين نفسها.

ويمكن تحديد ما إذا كان مقطع (CRC) واحدًا على الأقل تم فك ترميزه، وإذا حدد الجهاز اللاسلكي المحمول أنّه تم فك ترميزه وفشل (CRC) واحد على الأقل في دورة التكوين الحالية، وأنّه تم أيضًا فك ترميز مرور (CRC) واحد في دورة التكوين، فقد يتيح الجهاز اللاسلكي المحمول تنوع الاستقبال الكامل.

ملاحظة:“CRC” هي اختصار لـ “cyclic redundancy check”.

العلاقة بين فحص دوري التكرار وجودة الإشارة المستقبلة

قد يشير فشل (CRC) الذي تم فك ترميزه إلى حالة جودة إشارة مستقبلة سيئة تستحق تحسين استقبال الإشارة باستخدام تنوع الاستقبال عبر هوائيات متعددة، وللحصول على تنوع استقبال كامل يقوم الجهاز اللاسلكي المحمول بتوصيل هوائيات متعددة بأجهزة إرسال واستقبال متعددة، واستلامها عبر هوائيين أو أكثر خلال دورة التكوين التالية.

قد يتم تضمين تمكين فك الإشارة، حيث أثناء دورة التكوين التالية قد يتجاهل الجهاز اللاسلكي المحمول قناة الترحيل السريع (QPCH) ولا يفك ترميز بتات مؤشر الصفحة على قناة الترحيل، وقد يتم فك ترميز قناة الترحيل مباشرةً باستخدام التنوع الكامل، وإذا قام الجهاز اللاسلكي المحمول بفك ترميز مرور (CRC) ولم يقم بفك ترميز فشل (CRC) في دورة التنبيه الحالية، فإنّ الجهاز اللاسلكي المحمول لا يتيح تنوع الاستلام.

بدلاً من ذلك يمكن استعادة حالة السكون وقد يكرر الجهاز اللاسلكي المحمول الطريقة في جزء التكوين من دورة (DRX)، كما يتم تمكين التنوع الكامل للهوائي بعد فشل واحد على الأقل في (CRC) أثناء دورة التنبيه حتى إذا كان يمكن أن يحدث مرور (CRC) واحد على الأقل أثناء دورة التكوين نفسها، كما يمكن تمكين التنوع الكامل للهوائي عند حدوث عطل (CRC) مستمر أو خسارة (CRC)، وقد يعود الجهاز اللاسلكي المحمول إلى فك الترميز باستخدام هوائي واحد بعد حدوث مرور (CRC) بشكل متكرر لعدد محدد مسبقًا من دورات التكوين المتتالية.

في النهاية، يمكن استخدام (RSSI) لتقدير جودة الإشارة المتلقاة، ويعني توافر (RSSI) أنّه يمكن تنفيذ نظام تقدير الموقع دون الحاجة إلى أي أجهزة إضافية للعقد الفردية في الشبكة.