ما هي خصائص وحدة تحكم شبكة الراديو في الاتصالات RNC

يدير (RNC) صوت المستخدم وحركة مرور بيانات الحزمة وتنفيذ الإجراءات على تدفقات بيانات المستخدم المطلوبة من أجل الوصول إلى حاملي الراديو، كما يتصل (RNC) بالشبكة الأساسية بتبديل الدارات من خلال بوابة الوسائط (MGW) وبـ (SGSN) في الشبكة الأساسية لتحويل الحزمة.

ما هي وحدة تحكم شبكة الراديو RNC

يكون المتحكم في الشبكة اللاسلكية مسؤولاً عن استخدام وتوزيع جميع الموارد الراديوية لنظام شبكة الراديو (RNS) الذي ينتمي إليه، ويقوم (RNC) بإدارة موارد الراديو والعديد من وظائف إدارة التنقل ويقوم بتشفير البيانات والمعلومات قبل إرسال بيانات المستخدم من وإلى جهاز محمول.

وهي تعمل كعنصر تحكم في شبكة الوصول اللاسلكي لأنظمة الاتصالات المتنقلة العالمية (UMTS) ودورها داخل النظام هو التحكم في (Node Bs) المتصلة بها، كما تتمثل مهمة العقدة (B) في بدء الإرسال والاستقبال الراديوي في خلية واحدة أو أكثر من وإلى معدات المستخدم (UE).

أفضل طريقة لتصور كيفية عمل (RNC) هي من خلال نموذج هرمي ومع وضع (RNC) في أعلى الهرم ويمكن لـ (RNC) واحد التحكم في مئات من (Node Bs) في وقت واحد، ثم تتواصل (Node Bs) مع آلاف الخلايا التي تنظم عشرات الآلاف من المكالمات النشطة في أي لحظة، وهذا يعني أنّ مئات الآلاف من المستخدمين في نطاق جغرافي معين مدعومون من قبل (RNC) واحد.

• “RNC” هي اختصار لـ “Radio-Network-Controller” و”UE” هي اختصار لـ “User-Equipment”.

• “RNS” هي اختصار لـ “Radio-Network-Subsystem” و”SGSN” هي اختصار لـ “Serving-GPRS-Support-Node”.

• “MGW” هي اختصار لـ “Media-gateway” و”UMTS” هي اختصار لـ “Universal-Mobile-Telecommunications-System”.

الوظائف المنطقية لـ RNC

1- التحكم في C-RNC

تحتوي كل عقدة (B) أو محطة أساسية على (RNC) واحد تستجيب لها وتتحكم في تلك العقدة (B) بالإضافة إلى جميع المكالمات التي تنتمي إليها.

• “C-RNC” هي اختصار لـ “Control-RNC”.

2- خدمة S-RNC

عند توصيل جزء من الجهاز بشبكة، فإنّه دائماً ما يتم توصيله بـ (S-RNC) واحد محدد.

• “S-RNC” هي اختصار لـ “service-RNC”.

3- اندفاع D-RNC

• تعمل (Drift RNC) في سيناريو يكون فيه (S-RNC) متصل بجهاز المستخدم من خلال خلية يديرها (RNC) مختلف.

• ثم يكون (RNC) الآخر هو (C-RNC) لتلك الخلية ويعمل في نفس الوقت باعتباره (D-RNC) لمعدات المستخدم.

ملاحظة:“D-RNC” هي اختصار لـ “Drift-RNC”.

الفرق بين RNC وBSC

تم تطوير (RNCs) كبديل محسن لوحدة التحكم في المحطة الأساسية (BSC) لأنّ المهندسين المعماريين في (BSC) لم يتوقعوا حجم حركة المرور التي ستزيد في المستقبل، وكان الهدف من إنشاء (RNC) هو إنشاء نظام أكثر تعقيدًا يمكن أن يتكيف مع زيادة حجم حركة المرور أيضًا والوظائف الجديدة وغير المتوقعة سابقًا.

كما تم تصميم (BSCs) في البداية كجزء من أنظمة خلوية من الجيل الثاني للتحكم في المحطات الأساسية (BTS)، وفي ذلك الوقت مكّنوا الصناعة من النمو والتوسع ولكن في النهاية كان بحاجة إلى فصل جوانب المشتركين عن جوانب الراديو التي أشارت إلى الحاجة إلى التحسين، وتم تصميم (BSCs) للتحكم في عقدة واحدة، ممّا جعلها تتقادم بسرعة أكثر فأكثر مع نمو حركة المرور وكان لابد من دمج المزيد من الوظائف في النظام.

طور المهندسون الذين يصممون النظام الخلوي من الجيل الثالث (RNC) كوسيلة لتوسيع القدرات التي كانت تفتقر إليها (BSC) بالإضافة إلى إضافة بعض الوظائف الإضافية والحاسمة، بالإضافة إلى الدور الذي تلعبه (BSC)، تتمتع (RNCs) أيضاً بالمزايا التالية:

1- التسليم الناعم

من خلال إدخال وظائف التشغيل والخدمة لـ (RNC)، تتم إدارة توزيع حجم حركة المرور بسهولة أكبر لأنّه يُسمح لـ (RNCs) بالتعويض في حالة نقص آخر.

• “BSC” هي اختصار لـ “Base-Station-Controller” و”BTS” هي اختصار لـ “Base-Transceiver-Station”.

2- واجهات إثبات المستقبل

تم تصميم الواجهات في نموذج الجيل الثالث هذا بحيث لا يؤثر إدخال الخدمات المستقبلية عليها كما حدث مع (BSCs).

3- شبكة نقل الحزم

مكنت (RNCs) أيضاً من استخدام تقنية نقل الحزم التي يتم من خلالها تجميع الأحجام الكبيرة معاً ونقلها بطريقة أكثر كفاءة.

وظائف وحدة تحكم شبكة الراديو RNC

وتتمثل الوظائف الرئيسية وحدة تحكم شبكة الراديو للاتصالات الراديوية في إدارة القنوات الراديوية وعلى السطح البيني (Uu) أو الهواء، والقنوات الأرضية نحو (MGW) و(SGSN) وتشمل وظيفة إدارة الموارد الراديوية ما يلي:

• التحكم في طاقة الحلقة الخارجية.

• مراقبة الدخول.

• جدولة الحزم.

• التحكم في التسليم.

• الجمع بين التنوع الكبير.

• وظائف أمنية.

• إدارة التنقل.

واجهات وحدة تحكم شبكة الراديو RNC

تُعرف الاتصالات المنطقية بين عناصر الشبكة بالواجهات، ويُطلق على الواجهة بين (RNC) والشبكة الأساسية المحولة بالدائرة (CS-CN) اسم (Iu-CS)، وبين (RNC) والشبكة الأساسية المحولة بالحزم تسمى (Iu-PS)، كما تشمل الواجهات الأخرى (Iub) بين (RNC) والعقدة (B) و(Iur) بين (RNCs) في نفس الشبكة، كما تحمل واجهات (Iu) حركة مرور المستخدم مثل الصوت أو البيانات بالإضافة إلى معلومات التحكم، وواجهة (Iur) مطلوبة بشكل أساسي لعمليات التسليم الناعمة.

يتم تنفيذ جميع الواجهات في (UTRAN) باستخدام (ATM)، باستثناء واجهة (Uu) التي تستخدم تقنية (WCDMA)، وماديًا يمكن نقل هذه الواجهات عبر (SDH) عبر الألياف الضوئية و(E1) يُشار إليها أحياناً باسم (PDH) عبر سلك نحاسي أو راديو ميكروويف، كما يمكن تجميع العديد من (E1s) لتشكيل مجموعة (IMA) ونظراً لأنّ الواجهات “منطقية” يمكن مضاعفة العديد من الواجهات على نفس خط النقل، كما يعتمد التنفيذ الفعلي على هيكل الشبكة ومن الأمثلة على ذلك تكوينات السلسلة والنجمة البعيدة والحلقة.

• “CS-CN” هي اختصار لـ “Circuit-switched-core-network” و”SDH” هي اختصار لـ “Synchronous-Digital-Hierarchy”.

• “ATM” هي اختصار لـ “Asynchronous-Transfer-Mode” و”UTRAN” هي اختصار لـ “UMTS Terrestrial-Radio-Access-Network”.

• “IMA” هي اختصار لـ “Inverse-Multiplexing-for-ATM” و”WCDMA” هي اختصار لـ “Wideband-Code-Division-Multiple-Access”.

• “PDH” هي اختصار لـ “Plesiochronous-Digital-Hierarchy” و”Iu-CS” هي اختصار لـ “Interface-Circuit-Switched”.

• “Iu-PS” هي اختصار لـ “Interface-Packet-Switched”.

البروتوكولات في وحدة تحكم شبكة الراديو RNC

• بروتوكول إرسال الإشارات المسؤول عن التحكم في العقدة B بواسطة (RNC) يسمى (NBAP) أي جزء تطبيق (Node-B)، وفي بعض الأحيان يتم تقسيم (NBAP) إلى (NBAP) مشترك ومخصص (C-NBAP) و(D-NBAP)، حيث يتحكم (NBAP) العام في وظائف العقدة B الشاملة ويتحكم (NBAP) المخصص في خلايا أو قطاعات منفصلة من العقدة B، ويتم نقل (NBAP) عبر (Iub).

• يسمى بروتوكول مستوى التحكم لطبقة النقل ببروتوكول تطبيق التحكم في ارتباط الوصول (ALCAP)، كما تتمثل الوظيفة الأساسية لـ (ALCAP)، في تعدد إرسال مستخدمين مختلفين على مسار إرسال (AAL2) واحد باستخدام معرفات القناة (CIDs) ويتم ترحيل (ALCAP) عبر (Iub).

• يسمى بروتوكول إرسال الإشارات المسؤول عن الاتصال بين (RNC) والشبكة الأساسية (RANAP) أي جزء تطبيق شبكة الوصول اللاسلكي، ويتم نقله عبر واجهة (Iu).

• يسمى بروتوكول إرسال الإشارات المسؤول عن الاتصالات بين (RNCs) ب (RNSAP) أي جزء تطبيق النظام الفرعي لشبكة الراديو ويتم حمله على واجهة (Iur).

ملاحظة:تحمل جميع بروتوكولات Iub وIu وIur بيانات المستخدم والإشارات أي مستوى التحكم.

ملاحظة:“C-NBAP” هي اختصار لـ “Common-Node-B-Application-Part” و”RNSAP” هي اختصار لـ “Radio-Network-Subsystem-Application-Part”.

ملاحظة:“RANAP” هي اختصار لـ “Radio-Access-Network-Application-Part” و”CID” هي اختصار لـ “Caller-Identification”.

ملاحظة:“ALCAP” هي اختصار لـ “Access-Link-Control-Application-Part” و”AAL” هي اختصار لـ “ATM-Adaptation-Layer”.

ملاحظة: “D-NBAP” هي اختصار لـ “Dedicated-Node-B-Application-Part”.