تسليم الخدمة العالمية للاتصالات المتنقلة – UMTS WCDMA

أحد الأمور المهمة لأي أنظمة اتصالات متنقلة هو التسليم من خلية أو قطاع إلى آخر، حيث يوجد داخل (3G UMTS) عدة أشكال من التسليم بما في ذلك التسليم الثابت والتسليم الناعم وشكل من أشكال التسليم يسمى التسليم الأكثر ليونة، والتسليم من تقنية وصول لاسلكية إلى أخرى تسمى (inter-RAT handover).

أنواع تسليم UMTS

يُعد ظهور تقنية (CDMA) العامة أحد الأسباب في إيجاد إمكانيات جديدة لإحداث أشكال أكثر موثوقية للتسليم ممكنة، ونتيجةً لذلك يتوفر أحد أشكال التسليم المختلفة اعتماداً على الظروف المختلفة، كما يتم استخدام كل نوع من أنواع التسليم المختلفة في مناسبات مختلفة حسب الظروف، أمّا بالنسبة لتقنية (inter W-CDMA) البحتة، فهناك عدة أنواع أساسية للتسليم:

1. التسليم الصعب – Hard handover

هذا النوع من التسليم هو في الأساس نفس الشكل المستخدم لشبكات الجيل الثاني، حيث يتم كسر أحد الروابط وإنشاء آخر، كما يُشير اسم التسليم الثابت إلى وجود تغيير “صعب” أثناء عملية التسليم، وللتسليم الصعب يتم قطع روابط الراديو ثم إعادة إنشائها، وعلى الرغم من أنّ التسليم الصعب يجب أن يبدو سلساً للمستخدم، فهناك دائماً احتمال أن يلاحظ المستخدم انقطاعاً قصيراً في الاتصال.

المراحل الأساسية للتسليم الصعب:

  • تقرر الشبكة أنّ التسليم في هذه الفترة مطلوب، وذلك اعتماداً على قوة إشارة الارتباط الحالي ونقاط قوة قنوات البث للخلايا المجاورة.
  • الارتباط بين (Node B) الحالي و(UE) معطل.
  • تم إنشاء ارتباط جديد بين (Node B) الجديد و(UE).

على الرغم من أنّ المراحل الأساسية للتسليم الصعب هو تبسيط للعملية، إلّا أنّه في الأساس ما يحدث، حيث أنّ المشكلة الرئيسية هي أنّ أي صعوبات في إعادة إنشاء الارتباط ستؤدي إلى فشل التسليم وإلغاء الاتصال.

حالات استخدام عمليات التسليم الصعبة UMTS:

  • عند الانتقال من خلية إلى خلية مجاورة قد تكون بتردد مختلف.
  • عند تنفيذ تغيير الوضع، فعلى سبيل المثال من (FDD) إلى وضع (TDD).
  • عند الانتقال من خلية إلى أخرى، حيث لا توجد سعة على القناة الحالية ويلزم التغيير إلى تردد جديد.

ظهرت المشكلات التي تواجه عمليات تسليم (UMTS) الصعبة في (GSM)، حيث عندما تكون مستويات الاستخدام عالية قد تكون سعة خلية معينة يحاول (UE) إدخالها غير كافية لدعم مستخدم جديد، وللتغلب على هذا قد يكون من الضروري الاحتفاظ ببعض السعة للمستخدمين الجدد، ويمكن تحقيق ذلك عن طريق توزيع التحميل حيثما أمكن ذلك، فعلى سبيل المثال يمكن نقل (UE) التي يمكنها استقبال إشارة قوية بدرجة كافية من خلية مجاورة عندما تقترب الخلية الأصلية من مستوى سعتها.

2. التسليم الناعم – Soft handover

التسليم الناعم (Soft handover): هو أحد أشكال التسليم الذي تم تمكينه من خلال إدخال (CDMA)، كما يحدث التمرير الناعم عندما تكون تجهيزات المستعمل في منطقة تغطية متداخلة لخليتين، ويمكن إنشاء وصلات إلى المحطتين الأساسيتين في وقت واحد، وبهذه الطريقة يمكن لتجهيزات المستعمل الاتصال بمحطتين قاعدتين، ومن خلال وجود أكثر من رابط نشط أثناء عملية التسليم فإنّ هذا يوفر طريقة أكثر موثوقية وسلسة لإجراء التسليم.

يُعتبر هذا الشكل من أشكال التسليم أكثر تدرجاً، وتتواصل (UE) في نفس الوقت مع أكثر من عقدة (B) أو محطة أساسية أثناء عملية التسليم، وبالنظر إلى حقيقة أنّ التمرير الناعم يستخدم عدة وصلات متزامنة، فهذا يعني أنّ الخلايا المجاورة يجب أن تعمل على نفس التردد أو القناة؛ لأنّ تجهيزات المستعمل لا تحتوي على أجهزة إرسال ومستقبلات متعددة، والتي ستكون ضرورية إذا كانت على ترددات مختلفة.

عندما تعمل الـ(UE) و(Node B) على القيام بعملية التسليم السلس، تستقبل تجهيزات المستعمل إشارات من عقدي (Node B) وتجمعها باستخدام قدرة مستقبل (RAKE) المتاحة في معالجة إشارة تجهيزات المستعمل، أمّا في الوصلة الصاعدة يكون الوضع أكثر تعقيداً حيث لا يمكن تحقيق دمج الإشارة في (Node B) كما يتم تضمين أكثر من (Node B).

كما يتم الضم على أساس إطار بإطار، حيث يتم تحديد أفضل الإطارات بعد كل فترة تشذير ويتم الاختيار باستخدام خوارزمية التحكم في قدرة الحلقة الخارجية التي تقيس نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) لإشارات الوصلة الصاعدة المستقبلة، ثم يتم استخدام هذه المعلومات لاختيار أفضل إطار جودة، وبمجرد اكتمال التسليم الناعم يتم إسقاط الروابط إلى (Node B) القديم وتستمر (UE) التواصل في مع (Node B) الجديد.

كما أنّ التسليم الناعم يستعمل درجة أعلى من مصادر الشبكة مقارنةً بالرابط العادي أو حتى التسليم الصعب، ومع ذلك يتم تعويض ذلك من خلال تحسين الموثوقية والأداء لعملية التسليم، ومع وقوع حوالي (5 إلى 10%) من عمليات التسليم ضمن هذه الفئة، يحتاج مشغلو الشبكات إلى حساب ذلك.

3. التسليم الأكثر ليونة – Softer handover

التسليم الأكثر ليونة (Softer handover): هو شكل من أشكال التسليم يشار إليه على أنّه أكثر ليونة، كما إنّه شكل خاص من أشكال التسليم المرن، وهو شكل من أشكال التسليم الناعم الذي يحدث عندما تكون روابط الراديو الجديدة المضافة من نفس (Node B)، بحيث يحدث هذا عندما يتم تقديم عدة قطاعات من نفس (Node B)، وبالتالي تبسيط عملية الدمج حيث يمكن تحقيقها داخل (Node B) ولا تتطلب مزيداً من الارتباط بالشبكة.

وهو ليس نوعاً كاملاً من تسليم (UMTS)، لكن (UE) يتصل بأكثر من قطاع يديره نفس (Node B)، حيث يكون التمرير الأكثر ليونة لنظام (UMTS) مُمكناً فقط عندما تستطيع (UE) سماع الإشارات من قطاعين يخدمهما نفس (Node B)، وقد يحدث هذا نتيجة تداخل القطاعات أو بشكل أكثر شيوعاً نتيجةً للانتشار متعدد المسارات الناتج عن الانعكاسات من المباني، وفي الوصلة الصاعدة تُعد الإشارات التي تستقبلها (Node B) يمكن إرسالها من القطاعين إلى نفس مستقبل (RAKE) ثم دمجها؛ لتوفير إشارة محسنة.

أمّا في الوصلة الهابطة، يكون الأمر أكثر تعقيداً؛ لأنّ القطاعات المختلفة من (Node B) تستخدم رموز تخليط مختلفة، للتغلب على ذلك تطبق مؤشرات مختلفة من مستقبل (RAKE) رموز فك أو فك التشويش المناسبة للإشارات المستقبلة، وبمجرد الانتهاء من ذلك يمكن دمجها كما كان من قبل، أمّا بالنسبة إلى استخدام مرسل واحد داخل (UE)، فإنّه لا تنشط سوى حلقة واحدة للتحكم في القدرة وقد لا يكون هذا هو الأمثل لجميع الحالات ولكنّه يبسط الأجهزة والتشغيل العام.

تسليم UMTS inter RAT

يحدث هذا النوع من التسليم عندما يتعين على الهواتف المحمولة التغيير بين تقنيات الوصول اللاسلكي، فعلى سبيل المثال (UMTS) إلى أو من (GSM) أو (UMTS) إلى أو من (4G LTE)، ومن الضروري أن يتم تسليم شبكة الوصول اللاسلكي (UMTS) إلى شبكة (2G GSM)، حيث يتم تزويد (2G GSM) مجموعة متنوعة من الأسماء بما في ذلك (Inter-RAT handover)، كما يتم تسليمها بين الأشكال المختلفة لتكنولوجيا الوصول إلى الراديو والتسليم بين الأنظمة وتسليم (UMTS / GSM)، وقد تكون عمليات التسليم هذه مطلوبةٌ لأحد الأسباب المتنوعة بما في ذلك:

  • تغطية (UMTS) محدودة.
  • شبكة (UMTS) مشغولة، بينما السعة الاحتياطية متاحة على شبكة (GSM).

أنواع تسليم UMTS inter RAT

1. تسليم UMTS إلى GSM:

هناك قسمان إضافيان لهذه الفئة من التسليم:

1. تسليم الوضع المضغوط – Compressed mode handover:

باستخدام تسليم الوضع المضغوط، تستخدم (UE) الثغرات في الإرسال التي تحدث لتحليل استقبال محطات (GSM) الأساسية المحلية، كما تستخدم تجهيزات المستعمل قائمة الجوار التي توفرها شبكة (UMTS)؛ لمراقبة واختيار محطة قاعدة مناسبة مرشحة، وبعد اختيار محطة أساسية مناسبة يتم التسليم، ولكن دون حدوث أي مزامنة زمنية.

2. التسليم الأعمى – Blind handover:

يحدث هذا النوع من التسليم عندما ترفع المحطة الأساسية عن (UE) بتمريرها معلومات الخلية الجديدة إلى (UE) دون الاتصال بها وتعيين التوقيت للهاتف للخلية الجديدة كما تختار الشبكة ما تعتقد أنّه أفضل محطة قائمة على (GSM)، ويحدد تجهيزات المستعمل أولاً موقع قناة البث للخلية الجديدة ويكتسب تزامن التوقيت ثم ينفذ التمرير غير المتزامن بين الخلايا.

2. التسليم من GSM إلى UMTS:

هذا النوع من التسليم مدعوم في (GSM) وقد أُنشئت “قائمة الجوار” لتمكين حدوث ذلك بسهولة؛ ولأن شبكة (GSM / 2G) عادةً ما تكون أكثر شمولاً من شبكة (3G)، فإنّ هذا النوع من التسليم لا يحدث عادةً عندما تترك (UE) منطقة تغطية ويجب أن تجد بسرعة محطة أساسية جديدة للحفاظ على الاتصال، ويحدث التسليم من (GSM) إلى (UMTS)؛ لتوفير تحسين في الأداء ويمكن أن يتم عادةً فقط عندما تكون الظروف مناسبة، وستقوم قائمة الجوار بإبلاغ (UE) عندما يحدث ذلك.

تُعد إحدى مزايا استخدام مخطط مثل (CDMA) في أنّه يمكن تنفيذ التسليم بسهولة أكبر من أنظمة مثل (GSM)، حيث يلزم دائماً التسليم الثابت وباستخدام أسلوب تسليم ناعم أو أكثر ليونة، فمن الأسهل تنفيذ عملية تسليم ناجحة، وكما أنّ تسليم (Inter-RAT) هو الأصعب في تحقيقه ولكنّه مع ذلك يتم بنجاح.

شاهد أيضاً

نظام التحكم في الحمل الرقمي والاتصالات عبر أسلاك الطاقة

تتألف وحدة التحكم من جهاز موصل يمكن التحكم فيه ومكيف ليتم إقرانه في توصيلات كهربائية …

اترك تعليقاً