ما هي قوة الإشارة في الاتصالات

تُعتبر قوة الإشارة هي مدى قوة الإشارة المستقبلة، حيث كلما اقتربت (CELL) من البرج الخلوي زادت الإشارة التي يلتقطها الهوائي وتنخفض قوة الإشارة كلما ابتعدت (CELL) عن البرج، وبالنسبة لشبكات الجيل الثالث يتم الإبلاغ عن قوة الإشارة على أنّها مؤشر قوة الإشارة المستقبلة (RSSl)، أمّا بالنسبة لشبكة (4G) فهي الطاقة المستقبلة للإشارة المرجعية (RSRP)، أمّا وحدات قوة الإشارة هي (–dBm) وهي (- 70) هي إشارة أقوى من (-100).

ما هي قوة الإشارة Signal Strength

قوة الإشارة: هي مقدار المجال الكهربائي عند نقطة مرجعية تقع على مسافة كبيرة من هوائي الإرسال بحيث يتم التعبير عن ذلك من حيث قوة إشارة المستقبل أو الجهد لكل طول، والذي يستقبله الهوائي المرجعي.

• “RSSl” هي اختصار لـ “Received signal strength indicator”.

• “RSRP” هي اختصار لـ “Reference Signals Received Power”.

أساسيات قوة الإشارة

في معالجة الإشارة يُنظر إلى الإشارة على أنّها دالة للوقت، ويستخدم المصطلح “حجم الإشارة” للتعبير عن “قوة الإشارة”، حيث من الضروري معرفة “حجم” الإشارة المستخدمة في تطبيق معين، كما يمكن قياس حجم إشارة معينة بعدة طرق، حيث بالنظر إلى وظيفة رياضية أو إشارة مكافئة يبدو أنّ المنطقة الواقعة أسفل المنحنى هي مقياس جيد لوصف حجم الإشارة، كما يمكن أن تحتوي الإشارة على قيم موجبة وسالبة وقد يؤدي هذا إلى عرض مناطق سلبية.

نتيجة لهذا التأثير من الممكن أن تلغي القيم المحسوبة بعضها البعض كلياً أو جزئياً، ممّا يؤدي إلى نتيجة غير صحيحة، وبالتالي فإنّ الوظيفة المترية للمنطقة الواقعة تحت المنحنى ليست مناسبة لتحديد حجم الإشارة كما يتبقى خياران هما:

• حساب المنطقة تحت القيمة المطلقة للوظيفة.

• حساب المنطقة تحت مربع الوظيفة.

كما يُفضل حساب المنطقة تحت مربع الوظيفة نظرًا لقابليته للتتبع الرياضي وتشابهه مع المعيار الإقليدي المستخدم في تقنيات الكشف عن الإشارات، والمعيار الإقليدي يُسمى بخلاف ذلك معيار L2 أو معيار 2 وغالبًا ما يُنظر إليه في تقنيات الكشف عن الإشارات، على افتراض أنّه يوفر مقياساً معقولًا للمسافة بين نقطتين على مساحة الإشارة، ويتم حسابه على أنّه مسافة إقليدية في نظرية الكشف.

كيفية إدارة قوة الإشارة في جهاز لاسلكي متعدد النواقل

الأساليب والأجهزة والأنظمة للاتصالات اللاسلكية يمكن فيها تجميع الخلايا في مجموعات متعددة من الخلايا، وقد يحدد الجهاز اللاسلكي قوة الإرسال الأولى للإشارة الأولى وقوة الإرسال الثانية للإشارة الثانية وبناءً على قدرة الإرسال المحسوبة، وتداخل الإشارات يمكن استخدام آلية للتحكم في القدرة وكما قد تشتمل شبكة الاتصالات على الأقل على محطة قاعدة واحدة وجهاز لاسلكي واحد على الأقل.

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، وقابلة 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.

يُخصص للخلية التي تتألف من حامل للوصلة الهابطة واختيارياً ناقل للوصلة الصاعدة معرف خلية مادي وفهرس خلية، وينتمي الناقل أي الوصلة الهابطة أو الصاعدة إلى خلية واحدة فقط وقد يحدد معرف الخلية أو فهرس الخلية أيضًا الناقل للوصلة الهابطة أو الناقل الصاعد للخلية اعتماداً على السياق المستخدم، كما يمكن إحالة معرف الخلية بالتساوي إلى معرف الناقل، ويمكن الإشارة إلى فهرس الخلية إلى فهرس الموجة الحاملة.

في التنفيذ قد يتم تعيين معرف الخلية الفعلي أو فهرس الخلية لخلية، ويمكن تحديد معرف الخلية باستخدام إشارة التزامن المرسلة على ناقل للوصلة الهابطة، كما يمكن تحديد فهرس الخلية باستخدام رسائل (RRC) عندما تشير إلى معرف خلية مادي أول لحمل أول للوصلة الهابطة، فقد يعني ذلك أنّ معرف الخلية المادي الأول هو لخلية تشتمل على الموجة الحاملة الأولى للوصلة الهابطة، وعندما تشير المواصفات إلى تنشيط الموجة الحاملة الأولى فهذا يعني أيضاً أنّ الخلية التي تتألف من الموجة الحاملة الأولى قد تم تنشيطها.

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

تطور إدارة قوة الإشارة في جهاز لاسلكي متعدد النواقل

يمكن تحقيق المواءمة الأولية للتوقيت من خلال إجراء نفاذ عشوائي، وقد يشمل ذلك إرسال (UE) لتمهيد الوصول العشوائي واستجابة (eNB) بأمر (TA) أولي أي مقدار تقدم التوقيت داخل نافذة استجابة الوصول العشوائي، كما يمكن مواءمة بداية تمهيد الوصول العشوائي مع بداية الرتل الفرعي المقابل للوصلة الصاعدة عند تجهيزات المستعمل على افتراض أنّ (NTA = 0).

قد يقدر النظام (eNB) توقيت الوصلة الصاعدة من تمهيد الوصول العشوائي المرسل بواسطة تجهيزات المستعمل، كما يمكن اشتقاق الأمر (TA) بواسطة (eNB) بناءً على تقدير الاختلاف بين توقيت (UL) المطلوب وتوقيت (UL) الفعلي، وقد تحدد تجهيزات المستعمل التوقيت الأولي للإرسال على الوصلة الصاعدة بالنسبة إلى الوصلة الهابطة المقابلة لـ (TAG) التي تُرسل التمهيد عليها.

قد تتصل محطة أساسية بمزيج من الأجهزة اللاسلكية وقد تدعم الأجهزة اللاسلكية تقنيات متعددة أو إصدارات متعددة لنفس التكنولوجيا، ولديها بعض الإمكانيات المحددة اعتمادًا على فئة الجهاز اللاسلكي أو قدرته، كما قد تشتمل المحطة الأساسية على قطاعات متعددة وقد يكون هناك العديد من الأجهزة اللاسلكية في منطقة التغطية التي قد لا تتوافق مع الطرق التي تم الكشف عنها، وذلك لأنّ هذه الأجهزة اللاسلكية تعمل بناءً على الإصدارات القديمة من تقنية (LTE)، كما قد يكون عنصر تحكم (MAC) الخاص بأمر محاذاة الوقت عبارة عن أمر (MAC) أحادي الإرسال يتم إرساله إلى جهاز لاسلكي.

قد تقوم المحطة الأساسية أو الجهاز اللاسلكي بتجميع الخلايا في مجموعة متعددة من مجموعات الخلايا وكما قد يشير مصطلح مجموعة الخلايا إلى مجموعة تقدم التوقيت (TAG)، أو مجموعة محاذاة التوقيت ويمكن أيضاً إحالة أمر محاذاة الوقت إلى أمر توقيت التقدم، كما قد تتضمن مجموعة الخلايا خلية واحدة على الأقل وقد يتوافق أمر (MAC TA) مع (TAG).

يمكن تحديد مجموعة الخلايا بشكل صريح أو ضمني بواسطة فهرس (TAG) وقد تنتمي الخلايا الموجودة في نفس النطاق إلى نفس مجموعة الخلايا، كما قد يتم ربط توقيت إطار الخلية الأولى بتوقيت إطار الخلية الثانية في (TAG) وعند تلقي أمر محاذاة الوقت لـ (TAG)، يمكن ضبط توقيت الإطار لكل من الخلية الأولى والخلية الثانية، كما قد توفر المحطة الأساسية معلومات تكوين (TAG) للأجهزة اللاسلكية عن طريق رسائل تكوين (RRC).

• “UE” هي اختصار لـ “User Equipment”.

• “MAC” هي اختصار لـ “Media Access Control”.

• “TAG” هي اختصار لـ “timing advance group”.

• “LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.