نظام التحكم وتعدد إرسال البيانات في نظام اتصالات MIMO

يتم إرسال أنظمة الاتصالات اللاسلكية على نطاق كبير لعرض خدمات اتصالات مختلفة ويمكن تقديم خدمات الصوت والفيديو وحزم البيانات والبث والرسائل من خلال أنظمة الاتصالات اللاسلكية هذه، ويمكن أن تكون هذه الأنظمة أنظمة وصول متعددة يمكنها دعم الاتصال لمحطات متعددة، من خلال مشاركة موارد النظام المتاحة.

أساسيات نظام التحكم وتعدد إرسال البيانات في نظام اتصالات MIMO

يمكن لنظام الاتصال اللاسلكي متعدد الوصول أن يدعم في نفس الوقت الاتصال لعدة محطات لاسلكية في مثل هذا النظام يمكن لكل مطراف الاتصال بمحطة قاعدة واحدة أو أكثر، عبر عمليات الإرسال على الوصلات الأمامية والعكسية، حيث تشير الوصلة الأمامية أي الوصلة الهابطة إلى وصلة الاتصال من المحطات القاعدة إلى المطاريف، والوصلة العكسية أي الوصلة الصاعدة تشير إلى وصلة الاتصال من المطاريف إلى المحطات القاعدة.

يمكن إنشاء رابط الاتصال هذا من خلال نظام إدخال فردي واحد (SISO) أو نظام إخراج فردي متعدد المدخلات (MISO) أو مدخلات متعددة للمخرجات (SIMO)، أو نظام إخراج متعدد المدخلات (MIMO) وفي العديد من بيئات الاتصالات اللاسلكية، يتم تكوين عمليات الإرسال باستخدام أشكال موجة حاملة واحدة لتوفير مزايا مثل نسبة الطاقة المنخفضة من الذروة إلى المتوسط ​​والكفاءة المثلى لنقل الجهاز المحمول.

عادةً في حالة إرسال معلومات التحكم والبيانات على الوصلة الصاعدة يتم إنشاء شكل موجة إرسال ناقل واحد عن طريق تعدد إرسال معلومات التحكم والبيانات المرسلة على مجموعة مشتركة من الموارد، ومع ذلك في حالة استخدام نظام الاتصال اللاسلكي (MIMO) لإرسال الوصلة الصاعدة، والتحكم وتعدد إرسال البيانات لطبقات متعددة التي يستخدمها نظام (MIMO)، وهذه التكنولوجيا الحالية للتنفيذ تصبح عمليا غير مجدية.

لذلك سيكون من المرغوب فيه تنفيذ تقنية يمكن من خلالها إجراء التحكم وتعدد إرسال البيانات لإرسال (MIMO) للوصلة الصاعدة في نظام اتصال لاسلكي، كما تحدد الطريقة معلومات التحكم المرسلة إلى واحد أو أكثر من كيانات الشبكة، وتحصل على معلومات حول مجموعة محددة من الطبقات للإرسال متعدد المدخلات والمخرجات (MIMO)، واختيار طبقة معينة لجدولة إرسال (MIMO) للوصلة الصاعدة لجزء على الأقل من معلومات التحكم من مجموعة الطبقات.

• “MIMO” هي اختصار لـ “multiple input, multiple output”.

• “SISO” هي اختصار لـ “single input, single output”.

• “SIMO” هي اختصار لـ “Single-input and multiple-output”.

• “MISO” هي اختصار لـ “multiple input, single output”.

مبدأ نظام التحكم وتعدد إرسال البيانات في نظام اتصالات MIMO

قد يشتمل جهاز اتصال لاسلكي على ذاكرة تخزن البيانات المتعلقة بمعلومات التحكم المرسلة إلى واحد أو أكثر من كيانات الشبكة ومجموعة من الطبقات المخصصة لإرسال (MIMO) للوصلة الصاعدة، ويمكن أن يشتمل جهاز الاتصالات اللاسلكية أيضاً على معالج تم تكوينه لتحديد طبقة معينة لجدولة إرسال (MIMO) للوصلة الصاعدة لجزء على الأقل من معلومات التحكم من مجموعة الطبقات.

كما تتوفر وسائل لتحديد إشارات التحكم المرسلة في واحد أو أكثر من عمليات الإرسال متعددة الطبقات للوصلة الصاعدة والطبقات ذات الصلة المرتبطة بواحد، أو أكثر من عمليات الإرسال متعددة الطبقات للوصلة الصاعدة لجدولة جزء على الأقل من إشارات التحكم، كما يتضمن ذلك رمزاً يحدد إشارات التحكم المرسلة في واحد أو أكثر من عمليات الإرسال متعددة الطبقات للوصلة الصاعدة، وشفرة مرتبطة بواحد أو أكثر من عمليات الإرسال متعددة الطبقات للوصلة الصاعدة لجدولة جزء على الأقل من إشارات التحكم.

كما يتضمن مخطط كتلة لنظام يسهل اختيار مخطط التشكيل والتشفير (MCS) وتطبيقه لمعلومات التحكم في نظام اتصال لاسلكي وفقًا لجوانب مختلفة، وهو مخطط تدفق لمنهجية تسهل تعيين معلومات التحكم إلى طبقة واحدة أو أكثر مرتبطة بنظام اتصال لاسلكي، وهو مخطط تدفق لمنهجية لتحضير إرسال بتات (ACK / NACK) للإرسال.

ويتوفر مخطط تدفق لمنهجية تسهل رسم خرائط الطبقة وتشكيلها وتشفيرها للمعلومات المرسلة في نظام اتصالات (MIMO)، ومخطط تدفق لمنهجية معالجة الإرسال متعدد الطبقات المتلقاة في بيئة اتصالات لاسلكية، ومخطط تدفق لمنهجية معالجة الإرسال متعدد الطبقات المتلقاة في بيئة اتصالات لاسلكية ومخطط كتلة لجهاز يسهل التحكم في (MIMO) واتصالات البيانات (UL MIMO) في نظام اتصال لاسلكي.

كما يتضمن مخطط كتلة لجهاز يسهل التحكم في (MIMO) واتصالات البيانات (UL MIMO) في نظام اتصال لاسلكي، ومخطط كتلة لجهاز اتصال لاسلكي يمكن استخدامه لتنفيذ جوانب مختلفة ومخطط كتلة لجهاز اتصال لاسلكي يمكن استخدامه لتنفيذ جوانب مختلفة، والمصطلحات مكون والوحدة النمطية والنظام هي كيانات ذات صلة بجهاز كمبيوتر، مثل الأجهزة أو البرامج الثابتة أو مجموعة من الأجهزة والبرامج.

قد يكون المكون عبارة عن عملية تعمل على معالج أو دائرة متكاملة أو كائن أو ملف تنفيذ أو مؤشر ترابط تنفيذ أو برنامج أو كمبيوتر، ولكن يمكن أن يكون كل من التطبيق الذي يعمل على جهاز كمبيوتر وجهاز الكمبيوتر مكوناً وقد يوجد مكون واحد أو أكثر داخل مؤشر ترابط معالجة أو تنفيذ، ويمكن ترجمته على كمبيوتر واحد أو توزيعه بين جهازي كمبيوتر أو أكثر.

بالإضافة إلى ذلك يمكن تشغيل هذه المكونات من وسائط متعددة قابلة للقراءة على الكمبيوتر لها هياكل بيانات مخزنة مختلفة، وواحد أو أكثر من حزم البيانات كالبيانات من أحد المكونات التي تتفاعل مع مكون آخر عن طريق الإشارة وفي نظام محلي وفي نظام موزع أو عبر شبكة مثل الإنترنت، يمكن للمكونات الاتصال عبر محلي أو بعيد المعالجة.

علاوة على ذلك يتضمن النظام أيضاً محطة لاسلكية أو محطة أساسية، بحيث يمكن أن تشير المحطة الطرفية اللاسلكية إلى جهاز يوفر اتصالاً صوتياً أو بيانات للمستخدم، كما يمكن توصيل طرف لاسلكي بجهاز كمبيوتر مثل كمبيوتر محمول أو كمبيوتر مكتبي، أو يمكن أن يكون جهازاً قائماً بذاته مثل المساعد الرقمي الشخصي (PDA).

• “MCS” هي اختصار لـ “Modulation and coding scheme”.

• “PDA” هي اختصار لـ “personal digital assistant”.

تطور عمل نظام التحكم وتعدد إرسال البيانات في نظام اتصالات MIMO

يمكن أن تكون المحطة اللاسلكية عبارة عن نظام أو وحدة ناقل فرعي أو محطة ناقل فرعي أو محطة متنقلة أو هاتف محمول أو محطة بعيدة أو نقطة وصول، أو محطة بعيدة أو محطة وصول أو محطة مستخدم أو وكيل مستخدم أو جهاز مستخدم أو جهاز مستخدم (UE)، كما تحتوي المحطة اللاسلكية على محطة حاملة فرعية وجهاز لاسلكي وهاتف خلوي وهاتف (PCS) وهاتف لاسلكي وهاتف بروتوكول تهيئة الجلسة (SIP)، كذلك محطة حلقة محلية لاسلكية (WLL) ومساعد رقمي شخصي (PDA) وأداء اتصال لاسلكي.

يمكن أن يكون جهازاً محمولاً باليد أو جهاز معالجة آخر متصل بمودم لاسلكي، وقد تشير المحطة الأساسية كنقطة الوصول أو (العقدة B)، إلى جهاز في شبكة وصول يتصل بطرف لاسلكي عبر قطاع واحد أو أكثر عبر واجهة هوائية، ويمكن أن تعمل المحطة الأساسية كموجه بين الجهاز اللاسلكي وبقية شبكة الوصول عن طريق تحويل إطار واجهة الهواء المستلم إلى حزمة (IP)، ويمكن أن يشمل ذلك شبكات بروتوكول الإنترنت (IP) وكما تقوم المحطة الأساسية بتنسيق إدارة خصائص السطح البيني الجوي.

• “SIP” هي اختصار لـ “Session Initiation Protocol”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

• “WLL” هي اختصار لـ “Wireless local loop”.

• “PCS” هي اختصار لـ “Personal Communications Service”.

• “UE” هي اختصار لـ “User equipment”.