اقرأ في هذا المقال
- ما هو نظام الوصول إلى الراديو RAT
- أساسيات نظام الوصول إلى الراديو RAT
- مبدأ عمل نظام الوصول إلى الراديو RAT
يحقق نظام الاتصالات اللاسلكية تقدماً كبيراً في الأجهزة والبرامج لتوفير جودة اتصال أفضل وعلى سبيل المثال تم تطوير تقنية اتصال تستخدم مجموعة من الهوائيات، بدلاً من هوائي واحد وكما يجري تطوير تقنية لاستعادة إشارة مادية إلى البيانات بشكل أكثر كفاءة.
ما هو نظام الوصول إلى الراديو RAT
نظام الوصول إلى الراديو (RAT): هي طريقة الاتصال المادية الأساسية لشبكة اتصالات محمولة قائمة على الراديو مثل (Bluetooth) و(Wi-Fi) و(3G) و(4G) و(LTE).
- “RAT” هي اختصار لـ “Radio Access Technology”.
- “LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.
أساسيات نظام الوصول إلى الراديو RAT
تُعد تقنية الوصول إلى الراديو (RAT) هي الواجهة الراديوية الأساسية التي يستخدمها الجهاز للاتصال بالشبكة الخلوية، ومن أمثلة شبكات الوصول اللاسلكي ((RAT) GSM 2G) و(UMTS 3G) و(CDMA) و(HRPD) و(LTE) وما إلى ذلك.
قد يدعم الجهاز واحدة من تقنيات الوصول إلى الراديو، كما تدعم معظم الأجهزة تقنيات الوصول إلى الراديو المتعددة وقد يدعم جهاز (LTE GSM) و(UMTS) و(HRPD) و(LTE)، ولأسباب تتعلق بالعمل قد يتم تقييد الجهاز بشبكة (LTE) فقط حتى يعمل الجهاز دائماً على الشبكة عالية السرعة.
من حيث المبدأ فإنّ إجراءات التسليم بين (RAT) عندما يكون نظام (LTE) هو المصدر أو الهدف هي نفس عملية التسليم في (LTE)، كما يتمثل أحد الاختلافات في أنّه عند التسليم إلى (LTE) يجب الإشارة إلى تكوين (AS) بالكامل، بينما في LTE من الممكن إرسال إشارة إلى المعلومات الإضافية، حيث يتم الإشارة فقط إلى التغييرات التي تم إجراؤها على التكوين.
إذا لم يتم تنشيط التشفير في (RAT) السابق فإنّ (E-UTRAN) ينشط التشفير كجزء من إجراء التسليم ويقوم (E-UTRAN) أيضاً بإنشاء (SRB1) و(SRB2) وواحد أو أكثر من وحدات (DRB)، أي أنّ (DRB) واحد على الأقل مرتبط بحامل (EPS) الافتراضي.
كما مرت كل تقنية وصول لاسلكي خلوي بسلسلة من الخطوات التطورية مضيفة ميزات جديدة توفر أداءً محسناً وقدرات جديدة للتكنولوجيا، حيث تتضمن أمثلة هذه التطورات تطور (GSM) إلى (EDGE) وتطور (WCDMA) إلى (HSPA) والخطوات المختلفة لتطور (LTE).
وبشكل عام كانت هذه الخطوات التطورية متوافقة مع الإصدارات السابقة ممّا يعني أنّ الجهاز القديم لا يزال بإمكانه الوصول إلى الشبكة على تردد ناقل يدعم الميزات الجديدة، على الرغم من أنّه قد لا يكون قادراً على الاستفادة الكاملة من الميزات على هذا النحو، وبالنسبة لـ (5G RAT) الجديد ستكون إمكانية تطوير التكنولوجيا إلى ما بعد الإصدار الأولي أكثر أهمية:
- تدعم تقنية الجيل الخامس مجموعة واسعة من حالات الاستخدام المختلفة والكثير منها غير معروف حتى الآن، وبالتالي يجب أن يكون حل النفاذ الراديوي قادراً على التطور والتكيف ليشمل المتطلبات الجديدة وخصائص الخدمة الجديدة.
- يكون هناك نهج تدريجي لمواصفات (3GPP) الخاصة بـ (5G RAT) الجديد مع المرحلة الأولية التي لها نطاق محدود نسبياً، وتطور لاحق يضمن الامتثال الكامل لجميع متطلبات (5G) المحددة.
لا يشترط أن تكون تقنية (5G RAT) الجديدة متوافقة مع الأجيال السابقة، ومع ذلك على غرار الأجيال السابقة يجب أن يكون التطور المستقبلي للتكنولوجيا، هو التوافق مع الإصدارات السابقة لإصدارها الأولي، حيث من أجل تقليل القيود المفروضة على هذا التطور المستقبلي تم تقديم مفهوم التوافق المتقدم كشرط إضافي لتصميم (5G RAT) الجديد.
وفي هذا السياق يعني التوافق الأمامي ببساطة أن تصميم تكنولوجيا الوصول إلى الراديو يجب أن يكون بحيث تكون القيود المفروضة على التطور المستقبلي للتكنولوجيا، بسبب شرط التوافق مع الإصدارات السابقة لإصدارها الأولي ومحدودة قدر الإمكان.
ملاحظة:“GSM” هي اختصار لـ “Global System for Mobile” و”3GPP” هي اختصار لـ “3rd Generation Partnership Project”.
ملاحظة:“UMTS” هي اختصار لـ “Universal Mobile Telecommunications System” و”CDMA” هي اختصار لـ “Code-Division Multiple Access”.
ملاحظة:“HRPD” هي اختصار لـ “High-Rate Packet Data” و”EDGE” هي اختصار لـ “Enhanced Data for Global Evolution”.
ملاحظة:“DRB” هي اختصار لـ “Digital Radio Broadcasting” و”EPS” هي اختصار لـ “Encapsulated PostScript”.
ملاحظة:“HSPA” هي اختصار لـ “High Speed Packet Access” و”E-UTRAN” هي اختصار لـ “Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network”.
مبدأ عمل نظام الوصول إلى الراديو RAT
يتم توفير الأساليب والأجهزة لتشغيل محطة أساسية في نظام اتصال لاسلكي، كما يتم تلقي معلومات القدرة على عملية التجميع باستخدام أول (RAT) وثاني (RAT) من محطة طرفية، بحيث يتم إرسال الرسالة التي تتضمن (SSID) لعقدة الوصول ومعلومات حول مصادقة عقدة الوصول إلى الجهاز، كما يتم إرسال رسالة أخرى لطلب تخصيص مورد من (RAT) الثاني إلى عقدة الوصول.
كما يتم إرسال البيانات الأولى إلى الجهاز الطرفي باستخدام (RAT) الأول ويتم إرسال البيانات الثانية إلى الجهاز عبر عقدة الوصول باستخدام (RAT) الثاني، وبعد قيام الجهاز بربط والمصادقة مع عقدة الوصول بناءً على (SSID) ومعلومات عن المصادقة، تدعم المحطة الأساسية أول (RAT)، وتدعم عقدة الوصول (RAT) الثاني.
لتلبية الطلبات المتزايدة للاتصالات عالية السعة يتم توفير اتصالات متعددة، وعلى سبيل المثال يمكن أن يوفر (CA) لنظام التطور طويل المدى (LTE)، اتصالات متعددة باستخدام مجموعة من الموجات الحاملة ومن ثم يمكن خدمة المستخدم باستخدام المزيد من الموارد، وكما يتم توفير طريقة لتشغيل محطة أساسية في نظام اتصال لاسلكي.
يتم تلقي معلومات القدرة على عملية التجميع باستخدام أول (RAT) وثاني (RAT) من محطة طرفية ويتم إرسال الرسالة الأولى، والتي تتضمن تعريف مجموعة الخدمة (SSID) لعقدة نفاذ ومعلومات عن مصادقة عقدة الوصول إلى الجهاز، بحيث يتم إرسال رسالة ثانية لطلب تخصيص مورد من (RAT) الثاني إلى عقدة الوصول.
يتم إرسال البيانات الأولى إلى الجهاز الطرفي باستخدام أول (RAT) ويتم نقل البيانات الثانية إلى الجهاز عبر عقدة الوصول باستخدام (RAT) الثاني، وبعد قيام الجهاز بربط والمصادقة مع عقدة الوصول بناءً على (SSID) والمعلومات على المصادقة، كما تدعم المحطة الأساسية أول (RAT) وتدعم عقدة الوصول (RAT) الثاني الذي يختلف عن (RAT) الأول، بحيث تتضمن معلومات القدرة عنوان التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) الخاص بالمطراف، وتتضمن البيانات الثانية وحدة بيانات حزمة (PDU) من أول (RAT).
يمكن للمحطة الوصول إلى الشبكة الخلوية عبر (BS)، كما يمكن للمحطة (BS) أيضاً تكوين الوصول المطرافي إلى (AP) وبالتالي التحكم في الجهاز للاتصال في نطاق أوسع، وعند القيام بذلك حتى عندما لا تتعرف المعدات مثل (MME) و(S-GW) و(P-GW) للشبكة الأساسية على الاتصالات المتعددة باستخدام (AP)، فلا يزال من الممكن توفير الخدمة.
عندما يتم توفير الاتصالات المتعددة عبر (AP) فقد يتم تحديد الاتصال الذي يوفر البيانات، وعلى سبيل المثال في الوصلة الهابطة يمكن للمحطة (BS) استقبال البيانات من الشبكة الأساسية، وتحديد ما إذا كان سيتم إعادة توجيه البيانات عبر (WLAN) أو مباشرة إلى المطراف، وفي الوصلة الصاعدة يمكن للمحطة تحديد المسار الذي سيتم إرسال البيانات إليه وإرسال البيانات إلى الشبكة الأساسية.
- “P-GW” هي اختصار لـ “Packet data Network Gateway” و”CA” هي اختصار لـ “Carrier Aggregation”.
- “SSID” هي اختصار لـ “Service Set Identifier” و”WLAN” هي اختصار لـ “Wireless Local Area Network”.
- “BS” هي اختصار لـ “Base Station” و”AP” هي اختصار لـ “access point”.
- “PDU” هي اختصار لـ “Protocol data unit” و”MME” هي اختصار لـ “Mobility Management Entity”.
