نظام اتصال البيانات في الاتصالات المتنقلة

نظراً لأنّ تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM)، هو مخطط وصول إلى الوصلة الهابطة يستخدم لنظام اتصال (LTE) وضعيف عند التداخل، فمن الأفضل أن يكون عدد المحطات الأساسية لإرسال نفس (E-MBMS) أي خدمة البث المتعدد الوسائط وقاعدة بيانات ليست مفرطة.

أساسيات نظام اتصال البيانات في الاتصالات المتنقلة

إنّ المطراف المتنقل يعمل على معالجة الحصول على قيم جودة القياس عن طريق قياس جودة الاستقبال لكل محطة قاعدة، ومعالجة تقرير ما إذا كانت قيمة جودة القياس لمحطة قاعدة تخدم تتجاوز مستوى استقبال معين، ومعالجة إضافة قيم جودة القياس للمحطات القاعدة الأخرى إلى قيمة جودة القياس للمحطة القاعدة الخادمة حتى يتجاوز المجموع مستوى استقبال معين.

وكذلك معالجة إخطار المحطة الأساسية التي تخدم المحطة الأساسية العاملة والمحطات القاعدة الأخرى كمرشحين لمجموعة نشطة لـ (E-MBMS)، وهذا يجعل من الممكن اختيار عدد مناسب من المحطات القاعدية التي تجعلها متوافقة للحفاظ على جودة استقبال جيدة، ولمنع التداخل كمجموعة نشطة لـ (E-MBMS).

نظراً لأنّ أنظمة الاتصال بخلاف (W-CDMA)، تبحث (3GPP) في مخططات الاتصال الجديدة المشار إليها باسم (LTE) للأقسام الراديوية وتطور بنية النظام (SAE) للتكوين الكلي للنظام، بما في ذلك الشبكة الأساسية وفي (LTE) يختلف مخطط الوصول وتكوين قناة الراديو، والبروتوكول عن تلك الخاصة بـ (W-CDMA) الحالي (HSDPA / HSUPA).

بالنسبة إلى مخطط الوصول، وعلى الرغم من أنّ (W-CDMA) يستخدم (CDMA)، فإنّ (LTE) يستخدم (OFDM) في اتجاه الوصلة الهابطة، والوصول المتعدد بتقسيم التردد لحامل واحد (SC-FDMA) في اتجاه الوصلة الصاعدة، وبالإضافة إلى ذلك بالنسبة لعرض النطاق الترددي وعلى الرغم من أنّ (W-CDMA) هو (5 ميجاهرتز)، يمكن أن تستخدم (LTE) من (1.25 ميجاهرتز) إلى (20 ميجاهرتز)، وإلى جانب ذلك لا تستخدم (LTE) تبديل الدارات كما يفعل (W-CDMA)، ولكنّها تستخدم فقط مخطط اتصالات الحزمة.

• “OFDM” هي اختصار لـ “Orthogonal frequency-division multiplexing” و”LTE” هي اختصار لـ “Long-Term Evolution”.

• “W-CDMA” هي اختصار لـ “Wideband Code Division Multiple Access” و”SC-FDMA” هي اختصار لـ “Single Carrier Frequency Division Multiple Access”.

• “CDMA” هي اختصار لـ “Code-Division Multiple Access” و”HSUPA” هي اختصار لـ “High Speed Uplink Packet Access”.

• “HSDPA” هي اختصار لـ “High-Speed Downlink Packet Access” و”3GPP” هي اختصار لـ “The 3rd Generation Partnership Project”.

• “SAE” هي اختصار لـ “Service Alteration Element” و”E-MBMS” هي اختصار لـ “evolved Multimedia Broadcast Multicast Control”.

مبدأ عمل نظام اتصال البيانات في الاتصالات المتنقلة

على الرغم من أنّ نظام اتصالات (LTE) يستخدم (OFDM) كمخطط نفاذ لإرسال الوصلة الهابطة، فإنّ (OFDM) يعتبر مخطط نفاذ ضعيف نسبيًا عند التداخل، وبالتالي حتى إذا نفذت مجموعة من المحطات القاعدة إرسالًا متعدد الخلايا يرسل نفس بيانات (E-MBMS)، يفضل تحديد عدد محطات قاعدة الإرسال بعدد مناسب من وجهة نظر قمع التداخل.

بالإضافة إلى ذلك فإنّ الإرسال من محطة قاعدة غير ضرورية لا يتسبب فقط في حدوث تداخل ولكنّه أيضًا غير مرغوب فيه من وجهة نظر الاستخدام الفعال للموارد الراديوية، كما تتوفر طريقة اتصال لإرسال بيانات (E-MBMS) إلى محطة متنقلة ترسل طلباً فقط من محطة أساسية، تتلقى من المحطة المتنقلة طلب الاستقبال أي العد أو الإدخال لخدمة (E-MBMS) ومن المحطات القاعدية المجاورة للمحطة القاعدة، ومع ذلك لا تتوفر طريقة اختيار المحطات الأساسية التي ترسل بيانات (E-MBMS) إلى المحطة المتنقلة التي ترسل طلب الاستقبال.

كتقنية لمحطة متنقلة لتلقي ودمج نفس البيانات المرسلة من مجموعة من المحطات القاعدية، هناك دمج (RAKE) عند التسليم السهل، حيث يتم تطبيق دمج (RAKE) على نظام اتصالات باستخدام مخطط وصول (W-CDMA) من الجيل الثالث، وعندما يقع المطراف المتنقل بالقرب من منطقة يتم فيها تبديل المحطة الأساسية، فإنّ مجموعة من المحطات القاعدية في الخلايا المجاورة لها ترسل نفس البيانات المخصصة (DPDCH) إلى المطراف المتنقل.

في نظام (W-CDMA) نظراً لأنّ كل محطة قاعدة تضاعف شفرة خلط مختلفة فإنّ المطراف المتنقل يقوم بمعالجة استقبال أي إزالة الانتشار بشكل منفصل للإشارة المستقبلة، من كل مجموعة من المحطات القاعدية لدمج البيانات من مجموعة محطات القاعدة، ويجب أن يكون للمحطة المتنقلة التي يمكنها استقبال البيانات من ثلاث محطات قاعدة، وإجراء تجميع (RAKE) منها ثلاثة فروع لأقسام الاستقبال مثل أقسام التوزيع لإجراء معالجة استقبال البيانات المستلمة من كل محطة أساسية على حدة.

عند التسليم الناعم يتم إنشاء مجموعة نشطة للتسليم الناعم كمجموعة من المحطات الأساسية التي تنقل نفس البيانات المخصصة إلى المحطة المتنقلة، بالنسبة لعدد العناصر الموجودة في المجموعة النشطة وعلى الرغم من أنّها متغيرة وفقًا لقدرة الاستقبال للمحطة المتنقلة، مثل عدد المحطات القاعدية التي يمكن أن تخضع لمعالجة الاستلام في وقت واحد أو وفقًا لتعليمات من نظام الاتصالات، تم تعيين الحد الأعلى عند ستة في الحالة الحالية للأشياء.

• “DPDCH” هي اختصار لـ “Dedicated Physical Control Channel”.

تطور نظام اتصال البيانات في الاتصالات المتنقلة

يقيس المطراف المتنقل قدرات الإشارات المستقبلة من المحطات القاعدة الأولى إلى الثالثة وبالتالي يقيس صفات الاستقبال، وفي الوقت (T4) يتخطى منحنى المحطة القاعدة الأولى منحنى المحطة القاعدة الثانية، ممّا يعني أن جودة القياس للمحطة القاعدة الثانية تتجاوز جودة القياس للمحطة القاعدة الأولى في الوقت (T4)، وفي منحنى المحطة القاعدة الأولى قبل الوقت T4 ومنحنى المحطة القاعدة الثانية بعد الوقت T4، إلى أعلى جودة قياس بين صفات الاستقبال للإشارات التي يستقبلها المطراف المتنقل من تعدد المحطات القاعدة.

بالإضافة إلى ذلك تمثل الخطوط المنقطة بالشرطة والتي تشير إلى منحنى تم الحصول عليه من المنحنى الذي يشير إلى أعلى جودة قياس ممثلة بالخطوط المقطوعة و”نطاق إعداد التقارير” الذي يُخطر جانب الشبكة به المحطة الطرفية المتنقلة، ومستوى الاستقبال الذي تم الحصول عليه بطرح نطاق التقارير من قيم أعلى جودة قياس، كما تُستخدم الخطوط المنقطة على الرسم البياني كحد ديناميكي لإنشاء المجموعة النشطة للتسليم الناعم.

تُظهر الإشارات المستقبلة من المحطة الأساسية الأولى والمحطة القاعدة الثانية جودة قياس أعلى من العتبة التي تشير إليها الخطوط المنقطة بالشرطة، وفقًا لذلك في الوقت T1 تصبح كل من المحطة الأساسية الأولى والمحطة القاعدة الثانية مرشحتين للمحطة الأساسية للمجموعة النشطة للتسليم الناعم، ومن ناحية أخرى في الوقت T2 نظراَ لأنّ الإشارة المستقبلة من المحطة القاعدة الثالثة تتجاوز العتبة التي تدل عليها الخطوط المنقطة بالشرطة، تتم إضافة محطة القاعدة الثالثة كمرشح جديد للمحطة الأساسية للمجموعة النشطة من أجل التسليم الناعم.

كما يرسل المطراف المتنقل حدثًا إضافيًا لجعل المحطة القاعدة الثالثة مرشحًا إضافيًا للمجموعة النشطة ونظرًا لأنّ الإشارة المستقبلة من المحطة الأساسية الثالثة تنخفض إلى ما دون العتبة، والتي تشير إليها الخطوط المنقطة بالشرطة تصبح المحطة الأساسية الثالثة مرشحة لحذفها من مرشحات المحطة الأساسية للمجموعة النشطة من أجل التسليم الناعم.

كما يرسل الجهاز المحمول حدث حذف لحذف المحطة الأساسية الثالثة من المجموعة النشطة، وكما يتم الحصول على عتبة اتخاذ قرار بشأن محطة القاعدة المرشحة الإضافية أو المحذوفة، بطرح نطاق الإبلاغ من أعلى قيم جودة القياس، وتختلف قيم جودة القياس الأعلى وفقًا للمسافة من المحطة الأساسية إلى المطراف المتنقل وما شابه، أي إنّ العتبة هي عتبة ديناميكية تتغير وفقاً لظروف الاستقبال للمطاريف المتنقل.