أنظمة اختيار طريق الاتصالات الأمثل في الشبكة اللاسلكية Selecting an Optimum Communication Route in Wireless Network

اقرأ في هذا المقال


يتم نشر شبكات المنطقة المحلية اللاسلكية (WLAN) القائمة على (IEEE 802.11) في العديد من المواقع، بحيث تتيح شبكات (WLAN) للمستخدمين الاتصال بالإنترنت بمرونة كبيرة وبتكلفة منخفضة ومع ذلك نظراً للتأثيرات الضارة للوسيط اللاسلكي، مثل الجدران بين أجهزة الإرسال والمستقبلات وتلاشي الإشارات فقد تكون الإنتاجية التي يحققها العملاء في شبكة (WLAN) معينة دون المستوى الأمثل.

أساسيات أنظمة اختيار طريق الاتصالات الأمثل في الشبكة اللاسلكية

قد يواجه العميل مستوى معين من فقدان الاتصال من نقطة الوصول (AP) التي يتصل بها العميل ويُعرف هذا بمشكلة التغطية اللاسلكية، والتي تسبب تشويشاً في الاتصال اللاسلكي بين العملاء ونقاط الوصول، وبالتالي من المهم إيجاد طرق فعالة ومنخفضة التكلفة توفر اتصالاً كاملاً في شبكات (WLAN) من خلال توسيع نطاق الاتصال بين العملاء ونقاط الوصول.

يتمثل أحد الحلول لتوسيع هذا النطاق في زيادة قوة الإرسال لعقد الإرسال كنقطة الوصول أو العميل في الشبكة، ومع ذلك فإنّ هذا الحل غير فعال لسببين وذلك لأنّ زيادة قدرة الإرسال تؤدي إلى زيادة استهلاك الطاقة، وأنّ طاقة الإرسال الأعلى تولد المزيد من التداخل في الشبكة.

تشتمل أنظمة اختيار طريق الاتصالات الأمثل في الشبكة اللاسلكية على معالج ويتم تكوين المعالج لتحديد مجموعة من معدلات نقل البيانات بين عميل واحد على الأقل، ونقطة وصول والجهاز الذي ينتمي إلى شبكة لاسلكية وتحديد أفضل مسار اتصال، ومن بين طرق الاتصال المتاحة لعميل واحد على الأقل للتواصل معها نقطة الوصول بناءً على التعددية المحددة لمعدلات نقل البيانات، وتوجيه عميل واحد على الأقل للتواصل مع نقطة الوصول عبر أفضل مسار اتصال محدد.

كما يؤدي تنفيذ التعليمات المقروءة بواسطة الكمبيوتر إلى قيام المعالج بتوجيه عميل واحد على الأقل للتواصل مع نقطة الوصول، من خلال توفير أفضل مسار اتصال لعميل واحد على الأقل من خلال الجهاز أو بث رسالة فك الارتباط إلى نقطة الوصول، وعميل واحد على الأقل يشير إلى أنّ الجهاز لا يوفر أفضل مسار اتصال.

كما يؤدي تنفيذ التعليمات التي يمكن قراءتها بواسطة الكمبيوتر إلى قيام المعالج بتحديد أفضل مسار اتصال بناءً على معدل نقل البيانات من طرف إلى طرف، من عميل واحد على الأقل إلى نقطة الوصول عبر كل اتصال متاح الطرق، وتشتمل معدلات إرسال البيانات المتعددة على الأقل على معدل إرسال البيانات الأول ومعدل نقل البيانات الثاني.

  • “WLAN” هي اختصار لـ “Wireless-Local-Area-Network”.
  • “AP” هي اختصار لـ “Access-Point”.

مبدأ عمل أنظمة اختيار طريق الاتصالات الأمثل في الشبكة اللاسلكية

يكون معدل إرسال البيانات الأول هو معدل نقل البيانات المباشر بين عميل واحد على الأقل ونقطة الوصول، ومعدل نقل البيانات الثاني هو معدل نقل البيانات بين عميل واحد على الأقل ونقطة الوصول عبر الجهاز، ويؤدي تنفيذ التعليمات المقروءة من الكمبيوتر إلى قيام المعالج بتحديد أفضل مسار اتصال من خلال مقارنة معدل نقل البيانات الأول مع معدل نقل البيانات الثاني، واختيار بناءً على المقارنة مسار اتصال مرتبط بواحد معدل نقل البيانات الأول ومعدل نقل البيانات الثاني كأفضل مسار اتصال.

وعند قيام المعالج بتحديد أنّ معدل نقل البيانات الأول أكبر من معدل نقل البيانات يؤدي تنفيذ تعليمات الكمبيوتر المقروءة إلى قيام المعالج بتحديد مسار الاتصال المرتبط بمعدل نقل البيانات الأول، ويؤدي تنفيذ التعليمات المقروءة من الكمبيوتر إلى قيام المعالج بتحديد القيمة بناءً على عدد من حزم الإشارات المرسلة بواسطة نقطة الوصول والتي يتلقاها الجهاز.

أمّا على الشبكة اللاسلكية تشتمل معدلات نقل البيانات المتعددة على مسار اتصال ثالث ومسار اتصال رابع ويكون معدل نقل البيانات الثالث هو معدل نقل البيانات بين عميل واحد على الأقل، والعميل نقطة الوصول عبر الجهاز الآخر والمعدل الرابع لنقل البيانات هو معدل نقل البيانات بين عميل واحد على الأقل ونقطة الوصول عبر الجهاز والجهاز الآخر.

كما يؤدي تنفيذ التعليمات المقروءة من الكمبيوتر إلى قيام المعالج بتحديد أفضل مسار اتصال من خلال مقارنة معدلات نقل البيانات من الأول إلى الرابع، واختيار مسار اتصال مرتبط بأحد معدلات نقل البيانات من الأول إلى الرابع مثل أفضل طريق للتواصل، ويؤدي تنفيذ التعليمات المقروءة من الكمبيوتر إلى قيام المعالج بتحديد تعدد معدلات الإرسال، عن طريق إنشاء حركة مرور تشخيصية بين نقطة الوصول والعميل وتسجيل معدلات الوصلة الهابطة المحتملة بين نقطة الوصول والعميل.

قد يمثل مقطع الكود إجراءً أو وظيفة أو برنامجاً فرعياً أو روتينياً أو وحدة نمطية أو حزمة برامج أو فئة أو أي مجموعة من التعليمات أو هياكل البيانات أو عبارات البرنامج، كما يمكن أن يقترن مقطع الكود بمقطع رمز آخر أو دائرة جهاز عن طريق تمرير أو استقبال المعلومات أو البيانات أو الوسائط أو المعلمات أو محتوى الذاكرة، وقد يتم تمرير المعلومات والحجج والمعلمات والبيانات أو إعادة توجيهها أو نقلها عبر أي وسيلة مناسبة بما في ذلك مشاركة الذاكرة وتمرير الرسائل وتمرير الرموز ونقل الشبكة وما إلى ذلك.

تطور عمل أنظمة اختيار طريق الاتصالات الأمثل في الشبكة اللاسلكية

يتمثل أحد الحلول البديلة لزيادة قدرة الإرسال لمعالجة مشكلات الاتصال وسرعة البيانات في إرسال إشارة باستخدام جهاز إرسال ثانٍ بدلاً من إرسال الإشارة مباشرة إلى جهاز الاستقبال، وقد يُشار إلى إرسال إشارة باستخدام جهاز إرسال ثانٍ على أنّه إرسال ثنائي القفزات، كما يمكن تنفيذ إرسال ثنائي القفزات عن طريق إعادة إرسال إشارة بواسطة مكرر عالمي (UR) يتم نشره في مكان مناسب في شبكة WLAN.

ومثال آخر هو بناء شبكة لاسلكية باستخدام نقاط الشبكة المتعددة (MPs) من خلال استخدام البيانات التي يمكن نقلها إلى بوابة للوصول إلى الإنترنت، ويرتبط العميل عادةً بأقرب جهاز إرسال يوفر أقصى قوة للإشارة، ومع ذلك قد يكون الارتباط المستند إلى قوة الإشارة غير فعال لنقل البيانات على مرحلتين من حيث أداء سرعة نقل البيانات، وقد يؤدي إلى تدهور كبير في الإنتاجية الإجمالية للشبكة.

يرجع هذا التدهور بشكل أساسي إلى حقيقة أنّ نقل البيانات على مرحلتين يستلزم إرسالاً مزدوجاً لنفس البيانات، ممّا يؤدي إلى حدوث بعض التأخير الإضافي وبالتالي تقليل الإنتاجية الإجمالية في شبكة (WLAN)، وفي معظم التطبيقات الحالية لخطط نقل البيانات على مرحلتين يكون العميل على دراية فقط بمعدل نقل البيانات على جانب واحد من الإرسال ثنائي القفزات، أي معدل نقل البيانات بين العميل و(UR) أو (MP).

ومع ذلك لا يعرف العميل معدل نقل البيانات بين (UR) أو (MP) والبوابة اللاسلكية كنقطة الوصول (AP) وعلى الرغم من أنّ معدل نقل البيانات على جانب واحد من نقل البيانات على مرحلتين مرتفع، إلّا أنّ المعدل في الجانب الآخر قد يقلل من إجمالي معدل نقل البيانات من طرف إلى طرف بين العميل ونقطة الوصول.

وبالتالي قد لا يؤدي نقل البيانات على مرحلتين دائمًا إلى إنتاج بيانات أعلى، لذلك يجب النظر في معدلات نقل البيانات المختلفة قبل اختيار نقل البيانات على مرحلتين للاتصال بين العميل ونقطة الوصول وقد تكون الاتصالات اللاسلكية بين (AP) والعميل ذات طبيعة ديناميكية للغاية بسبب التكوين الفائق لتأثيرات متعددة مثل فقدان المسار والخبو متعدد المسارات والتظليل.

  • “UR” هي اختصار لـ “universal-repeater”.
  • “MP” هي اختصار لـ “Multiple-Points”.

المصدر: Introduction to Analog and Digital Communications/ Simon HaykinData Communication and Computer NetworkWIRELESS COMMUNICATIONS/ Andreas F. MolischTheory and Problems of Signals and Systems/ Hwei P. Hsu, Ph.D./ JOHN M. SENIOR Optical Fiber Communications Principles and Practice Third Edition


شارك المقالة: