LTE Glossary مصطلحات

مصطلح	وصف
3GPP	مشروع شراكة الجيل الثالث
3GPP2	مشروع شراكة الجيل الثالث 2
ARIB	رابطة الصناعات والأعمال الإذاعية
ATIS	التحالف لحلول صناعة الإتصال ت
AWS	خدمات لاسلكية متقدمة
CAPEX	النفقات الرأسمالية
CCSA	جمعية معايير الاتصالات الصينية
CDMA	الوصول المتعدد لتقسيم الكود
CDMA2000	قسم الكود متعدد الوصول 2000
DAB	بث الصوت الرقمي
DSL	خط المشترك الرقمي
DVB	بث الفيديو الرقمي
eHSPA	تطوير الوصول عالي السرعة للحزم
ETSI	المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات
FDD	تردد تقسيم الازدواج
FWT	محطة لاسلكية ثابتة
GSM	النظام العالمي للاتصالات المتنقلة
HSPA	الوصول عالي السرعة للحزم
HSS	خادم مشترك الصفحة الرئيسية
IEEE	معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات
IPTV	تلفزيون بروتوكول الإنترنت
LTE	تطور طويل الامد
MBMS	خدمة البث المتعدد الوسائط
MIMO	متعددة المدخلات والمخرجات المتعددة
MME	كيان إدارة التنقل
NGMN	شبكات المحمول من الجيل القادم
OFDM	مضاعفة قسم التردد المتعامد
OPEX	النفقات التشغيلية
PAPR	الذروة لمتوسط ​​نسبة الطاقة
PCI	ربط المكونات الطرفية
PCRF	وظيفة الشرطة وقواعد الشحن
PDSN	عقدة خدمة حزم البيانات
PS	حزمة تبديل
QoS	جودة الخدمة
RAN	شبكة الوصول اللاسلكي
SAE	تطور بنية النظام
SC-FDMA	وصول متعدد بتقسيم تردد الموجة الحاملة الواحدة
SGSN	خدمة عقدة دعم GPRS
TDD	مزدوج تقسيم الوقت
TTA	جمعية تكنولوجيا الاتصالات
TTC	لجنة تقنية الاتصالات
TTI	الفاصل الزمني للإرسال
UTRA	الوصول العالمي للراديو الأرضي
UTRAN	شبكة الوصول إلى الراديو الأرضية العالمية
WCDMA	الوصول المتعدد بتقسيم رمز النطاق العريض
شبكة WLAN	شبكة الاتصال اللاسلكية المحلية

 LTE OFDM Technology تكنولوجيا

LTE OFDM Technology تكنولوجيا

للتغلب على تأثير مشكلة الخبو متعدد المسارات المتوفرة في UMTS ، تستخدم LTE تعدد الإرسال المتعامد بتقسيم التردد (OFDM) للوصلة الهابطة - أي من المحطة الأساسية إلى المحطة لنقل البيانات عبر العديد من المهن ذات النطاق الضيق لكل منها 180 كيلو هرتز بدلاً من ذلك لنشر إشارة واحدة على النطاق الترددي الوظيفي الكامل 5MHz أي. يستخدم OFDM عددًا كبيرًا من الموجات الحاملة الفرعية الضيقة للإرسال متعدد الموجات الحاملة لنقل البيانات.

تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM) هو مخطط تعدد إرسال بتقسيم التردد (FDM) يُستخدم كطريقة تشكيل رقمية متعددة الموجات الحاملة.

يلبي OFDM متطلبات LTE لمرونة الطيف ويتيح حلولًا فعالة من حيث التكلفة لشركات النقل العريضة جدًا ذات معدلات الذروة العالية. يمكن النظر إلى المورد المادي الأساسي للوصلة الهابطة LTE على أنه شبكة تردد زمني ، كما هو موضح في الشكل أدناه:

يتم تجميع رموز OFDM في مجموعات موارد. يبلغ إجمالي حجم فدرات الموارد 180 كيلو هرتز في مجال التردد و 0.5 مللي ثانية في المجال الزمني. يتكون كل فاصل زمني للإرسال يبلغ 1 مللي ثانية (TTI) من فاصلين (Tslot).

يتم تخصيص عدد مما يسمى كتل الموارد لكل مستخدم في شبكة time.frequency. وكلما زاد عدد كتل الموارد التي يحصل عليها المستخدم ، وكلما زاد التعديل المستخدم في عناصر الموارد ، زاد معدل البت. تعتمد مجموعات الموارد وعدد الكتل التي يحصل عليها المستخدم في نقطة زمنية معينة على آليات الجدولة المتقدمة في أبعاد التردد والوقت.

تتشابه آليات الجدولة في LTE مع تلك المستخدمة في HSPA ، وتتيح الأداء الأمثل للخدمات المختلفة في البيئات الراديوية المختلفة.

مزايا OFDM

• تتمثل الميزة الأساسية لتعدد الإرسال بتقسيم تعامدي للتردد (OFDM) على مخططات الموجة الحاملة الواحدة في قدرته على التعامل مع ظروف القناة القاسية (على سبيل المثال ، توهين الترددات العالية في سلك نحاسي طويل ، والتداخل الضيق النطاق والخبو الانتقائي للتردد بسبب تعدد المسيرات) بدون مرشحات معادلة معقدة.

• تم تبسيط تسوية القناة لأنه قد يُنظر إلى OFDM على أنها تستخدم العديد من إشارات النطاق الضيق المشكلة ببطء بدلاً من إشارة واحدة عريضة النطاق سريعة التشكيل.

• يجعل معدل الرموز المنخفض استخدام فاصل الحماية بين الرموز ميسور التكلفة ، مما يجعل من الممكن التخلص من التداخل بين الرموز (ISI).

• تسهل هذه الآلية أيضًا تصميم شبكات أحادية التردد (SFNs) ، حيث ترسل العديد من أجهزة الإرسال المجاورة نفس الإشارة في وقت واحد على نفس التردد ، حيث يمكن دمج الإشارات من أجهزة إرسال متعددة بعيدة بشكل بناء ، بدلاً من التداخل كما يحدث عادةً في التقليدية نظام ناقل واحد.

عيوب OFDM

• ارتفاع نسبة الذروة إلى المتوسط

• حساسة لإزاحة التردد ، وبالتالي إلى إزاحة دوبلر أيضًا

تقنية SC-FDMA

تستخدم LTE نسخة مشفرة مسبقًا من OFDM تسمى الوصول المتعدد بتقسيم تردد الموجة الحاملة الفردية (SC-FDMA) في الوصلة الصاعدة. هذا للتعويض عن عيب مع OFDM العادي ، الذي لديه ذروة عالية جدًا لمتوسط ​​نسبة الطاقة (PAPR).

تتطلب PAPR العالية مضخمات طاقة باهظة الثمن وغير فعالة مع متطلبات عالية على الخطية ، مما يزيد من تكلفة الجهاز ويستنزف البطارية بشكل أسرع.

تحل SC-FDMA هذه المشكلة عن طريق تجميع كتل الموارد معًا بطريقة تقلل من الحاجة إلى الخطية ، وبالتالي استهلاك الطاقة ، في مضخم الطاقة. يعمل انخفاض PAPR أيضًا على تحسين التغطية وأداء حافة الخلية.

 LTE Communication Channels قنوات الاتصال

تُعرف تدفقات المعلومات بين البروتوكولات المختلفة بالقنوات والإشارات. تستخدم LTE عدة أنواع مختلفة من القنوات المنطقية والنقل والمادية ، والتي تتميز بنوع المعلومات التي تحملها والطريقة التي تتم بها معالجة المعلومات.

• القنوات المنطقية : تحديد نوع المعلومات التي يتم إرسالها عبر الهواء ، على سبيل المثال قنوات حركة المرور وقنوات التحكم وبث النظام وما إلى ذلك. يتم نقل البيانات ورسائل التشوير على القنوات المنطقية بين بروتوكولات RLC و MAC.

• قنوات النقل : تحديد howis شيء يتم نقله عبر الهواء ، على سبيل المثال ما هو الترميز وخيارات التشذير المستخدمة لنقل البيانات. تُنقل البيانات ورسائل التشوير على قنوات النقل بين MAC والطبقة المادية.

• القنوات المادية : تحديد مكان إرسال شيء ما عبر الهواء ، مثل أول رموز N في إطار DL. يتم نقل البيانات ورسائل التشوير على قنوات مادية بين المستويات المختلفة للطبقة المادية.

القنوات المنطقية

تحدد القنوات المنطقية نوع البيانات التي يتم نقلها. تحدد هذه القنوات خدمات نقل البيانات التي تقدمها طبقة MAC. تُحمل رسائل البيانات والتشوير على قنوات منطقية بين بروتوكولي RLC و MAC.

يمكن تقسيم القنوات المنطقية إلى قنوات تحكم وقنوات مرور. يمكن أن تكون قناة التحكم إما قناة مشتركة أو قناة مخصصة. تعني القناة المشتركة أنه مشترك لجميع المستخدمين في خلية (من نقطة إلى عدة نقاط) بينما تعني القنوات المخصصة أن القنوات يمكن استخدامها من قبل مستخدم واحد فقط (من نقطة إلى نقطة).

تتميز القنوات المنطقية بالمعلومات التي تحملها ويمكن تصنيفها بطريقتين. أولاً ، تحمل قنوات الحركة المنطقية البيانات في مستوى المستخدم ، بينما تحمل قنوات التحكم المنطقية رسائل التشوير في مستوي التحكم. يسرد الجدول التالي القنوات المنطقية التي تستخدمها LTE:

اسم القناة	اختصار	قناة التحكم	قناة المرور
قناة التحكم في البث	BCCH	X
قناة التحكم في الترحيل	PCCH	X
قناة التحكم المشتركة	CCCH	X
قناة تحكم مخصصة	DCCH	X
قناة التحكم في البث المتعدد	MCCH	X
قناة مرور مخصصة	DTCH		X
قناة مرور الإرسال المتعدد	MTCH		X

قنوات النقل

تحدد قنوات النقل كيف وبأي نوع من الخصائص يتم نقل البيانات بواسطة الطبقة المادية. تُحمل رسائل البيانات والتشوير على قنوات النقل بين MAC والطبقة المادية.

تتميز قنوات النقل بالطرق التي يتعامل بها معالج قناة النقل معها. يسرد الجدول التالي قنوات النقل التي تستخدمها LTE:

اسم القناة	اختصار	الهابطة	الإرسال
قناة البث	BCH	X
قناة مشتركة للوصلة الهابطة	DL-SCH	X
قناة الترحيل	PCH	X
قناة متعددة	MCH	X
Uplink Shared Channel	UL-SCH		X
قناة الوصول العشوائي	RACH		X

القنوات المادية

يتم نقل البيانات ورسائل التشوير على قنوات مادية بين المستويات المختلفة للطبقة المادية ، وبالتالي يتم تقسيمها إلى جزأين:

• قنوات البيانات المادية

• قنوات التحكم المادي

قنوات البيانات المادية

تتميز قنوات البيانات المادية بالطرق التي يتعامل بها معالج القناة المادية ، وبالطرق التي يتم بها تعيينها على الرموز والحاملات الفرعية التي يستخدمها تعدد الإرسال المتعامد بتقسيم التردد (OFDMA). يسرد الجدول التالي قنوات البيانات المادية التي تستخدمها LTE:

اسم القناة	اختصار	الهابطة	الإرسال
قناة مشتركة للوصلة الهابطة المادية	PDSCH	X
قناة البث المادي	PBCH	X
قناة متعددة البث المادي	PMCH	X
قناة مشتركة للوصلة الصاعدة المادية	push		X
قناة الوصول العشوائي المادي	PRACH		X

يقوم معالج قناة النقل بتكوين عدة أنواع من معلومات التحكم ، لدعم التشغيل منخفض المستوى للطبقة المادية. هذه مذكورة في الجدول أدناه:

اسم الحقل	اختصار	الهابطة	الإرسال
معلومات التحكم في الوصلة الهابطة	DCI	X
مؤشر تنسيق التحكم	CFI	X
مؤشر ARQ الهجين	hi	X
معلومات التحكم في الإرسال	UCI		X

قنوات التحكم المادي

ينشئ معالج قناة النقل أيضًا معلومات تحكم تدعم التشغيل منخفض المستوى للطبقة المادية ويرسل هذه المعلومات إلى معالج القناة المادية في شكل قنوات تحكم فعلية.

تنتقل المعلومات بقدر معالج قناة النقل في جهاز الاستقبال ، ولكنها غير مرئية تمامًا للطبقات الأعلى. وبالمثل ، يقوم معالج القناة المادية بإنشاء إشارات مادية ، والتي تدعم الجوانب ذات المستوى الأدنى من النظام.

يتم سرد قنوات التحكم المادي في الجدول أدناه:

اسم القناة	اختصار	الهابطة	الإرسال
قناة مؤشر تنسيق التحكم المادي	PCFICH	X
قناة مؤشر ARQ الهجين المادي	PHICH	X
قناة التحكم المادية في الوصلة الهابطة	PDCCH	X
ترحيل قناة التحكم المادية في الوصلة الهابطة	R-PDCCH	X
قناة التحكم في الوصلة الصاعدة المادية	PUCCH		X

ترسل المحطة الأساسية أيضًا إشارتين فيزيائيتين أخريين ، مما يساعد الهاتف المحمول في الحصول على المحطة الأساسية بعد تشغيلها لأول مرة. تُعرف هذه بإشارة التزامن الأولية (PSS) وإشارة التزامن الثانوية (SSS).

 LTE Layers Data Flow تدفق بيانات الطبقات

يوجد أدناه مخطط رقمي منطقي لطبقات بروتوكول E-UTRAN مع تصوير تدفق البيانات عبر طبقات مختلفة:

تسمى الحزم التي تتلقاها الطبقة وحدة بيانات الخدمة (SDU) بينما تتم الإشارة إلى إخراج الحزمة للطبقة بواسطة وحدة بيانات البروتوكول (PDU). دعونا نرى تدفق البيانات من أعلى إلى أسفل:

• تقوم طبقة IP بإرسال SDUs PDCP (حزم IP) إلى طبقة PDCP. تقوم طبقة PDCP بضغط الرأس وتضيف رأس PDCP إلى وحدات PDCP SDU هذه. تقوم طبقة PDCP بإرسال PDCP PDUs (RLC SDUs) إلى طبقة RLC.

  ضغط رأس PDCP : يزيل PDCP رأس IP (بحد أدنى 20 بايت) من PDU ، ويضيف رمزًا من 1-4 بايت. مما يوفر توفيرًا هائلاً في مقدار الرأس الذي كان من الممكن أن يتم نقله عبر الهواء.

  

• تقوم طبقة RLC بتجزئة هذه SDUS لعمل وحدات RLC PDU. يضيف RLC رأسًا بناءً على وضع RLC للتشغيل. ترسل RLC وحدات RLC PDU (MAC SDUs) إلى طبقة MAC.

  تجزئة RLC : إذا كانت وحدة RLC SDU كبيرة ، أو كان معدل البيانات الراديوية المتاح منخفضًا (مما يؤدي إلى فدرات نقل صغيرة) ، فيمكن تقسيم وحدة RLC SDU بين عدة وحدات RLC PDU. إذا كانت وحدة RLC SDU صغيرة ، أو كان معدل بيانات الراديو المتاح مرتفعًا ، فقد يتم تجميع العديد من وحدات RLC SDU في وحدة PDU واحدة.

• تضيف طبقة MAC رأسًا وتقوم بحشو لملاءمة MAC SDU في TTI. ترسل طبقة MAC PDU MAC إلى الطبقة المادية لإرسالها إلى القنوات المادية.

• تنقل القناة المادية هذه البيانات إلى فتحات في الرتل الفرعي.

 LTE Protocol Stack Layers طبقات بروتوكول مكدس

Ad by Valueimpression

 الصفحة السابقة

الصفحة التالية  

دعونا نلقي نظرة فاحصة على جميع الطبقات المتوفرة في E-UTRAN Protocol Stack والتي رأيناها في الفصل السابق. يوجد أدناه مخطط أكثر تفصيلاً لمكدس بروتوكول E-UTRAN:

الطبقة المادية (الطبقة 1)

تحمل الطبقة المادية جميع المعلومات من قنوات نقل MAC عبر الواجهة الهوائية. يعتني بتكييف الارتباط (AMC) والتحكم في الطاقة والبحث في الخلية (لأغراض المزامنة الأولية والتسليم) والقياسات الأخرى (داخل نظام LTE وبين الأنظمة) لطبقة RRC.

طبقة الوصول المتوسطة (MAC)

طبقة MAC هي المسؤولة عن التعيين بين القنوات المنطقية وقنوات النقل ، وتعدد إرسال وحدات SDU الخاصة بـ MAC من قناة واحدة أو قنوات منطقية مختلفة على كتل النقل (TB) ليتم تسليمها إلى الطبقة المادية على قنوات النقل ، وإزالة تعدد إرسال وحدات SDU الخاصة بـ MAC من واحدة أو منطقية مختلفة قنوات من كتل النقل (TB) التي يتم تسليمها من الطبقة المادية على قنوات النقل ، وإبلاغ معلومات الجدولة ، وتصحيح الخطأ من خلال HARQ ، ومعالجة الأولوية بين UEs عن طريق الجدولة الديناميكية ، ومعالجة الأولوية بين القنوات المنطقية لتجهيزات واحدة ، وتحديد أولويات القناة المنطقية.

التحكم في ارتباط الراديو (RLC)

تعمل RLC في 3 أوضاع تشغيل: الوضع الشفاف (TM) والوضع غير المعترف به (UM) ووضع الإقرار (AM).

طبقة RLC هي المسؤولة عن نقل وحدات PDU للطبقة العليا ، وتصحيح الخطأ من خلال ARQ (فقط لنقل بيانات AM) ، والتسلسل ، والتجزئة وإعادة تجميع وحدات SDU لـ RLC (فقط لنقل بيانات UM و AM).

RLC مسؤولة أيضًا عن إعادة تقسيم وحدات PDU لبيانات RLC (فقط لنقل بيانات AM) ، وإعادة ترتيب وحدات PDU لبيانات RLC (فقط لنقل بيانات UM و AM) ، واكتشاف التكرار (فقط لنقل بيانات UM و AM) ، وتجاهل RLC SDU (فقط لنقل بيانات UM و AM) ، وإعادة إنشاء RLC ، واكتشاف أخطاء البروتوكول (فقط لنقل بيانات AM).

التحكم في الموارد الراديوية (RRC)

تشمل الخدمات والوظائف الرئيسية للطبقة الفرعية RRC بث معلومات النظام المتعلقة بطبقة عدم الوصول (NAS) ، وبث معلومات النظام المتعلقة بطبقة الوصول (AS) ، والترحيل ، وإنشاء وصيانة وإطلاق اتصال RRC بين UE و E-UTRAN ، وظائف الأمان بما في ذلك إدارة المفاتيح ، وإنشاء ، وتكوين ، وصيانة ، وإطلاق حوامل الراديو من نقطة إلى نقطة

التحكم في تقارب البيانات (PDCP)

طبقة PDCP هي المسؤولة عن ضغط الرأس وفك ضغط بيانات IP ، ونقل البيانات (مستوى المستخدم أو مستوى التحكم) ، وصيانة أرقام تسلسل PDCP (SNs) ، والتسليم المتسلسل لوحدات PDU للطبقة العليا عند إعادة إنشاء الطبقات السفلية ، إزالة وحدات SDU ذات الطبقة السفلية عند إعادة إنشاء الطبقات السفلية لحوامل الراديو التي تم تعيينها على RLC AM ، وتشفير وفك تشفير بيانات مستوى المستخدم وبيانات مستوى التحكم ، وحماية السلامة والتحقق من سلامة بيانات مستوى التحكم ، والتجاهل القائم على المؤقت ، والتجاهل المكرر ، و PDCP يستخدم في SRBs و DRBs المخططة على نمط DCCH و DTCH للقنوات المنطقية.

بروتوكولات طبقة عدم الوصول (NAS)

تشكل بروتوكولات طبقة عدم الوصول (NAS) أعلى طبقة من مستوى التحكم بين معدات المستخدم (UE) و MME.

تدعم بروتوكولات NAS تنقلية تجهيزات المستعمل وإجراءات إدارة الجلسة لإنشاء توصيلية IP والحفاظ عليها بين تجهيزات المستعمل و PDN GW.

 LTE Radio Protocol Architecturevبنية بروتوكول الراديو LTE

يمكن فصل معمارية بروتوكول الراديو لـ LTE إلى معمارية مستوى التحكم وبنية مستوى المستخدم كما هو موضح أدناه:

في جانب مستوى المستخدم ، يقوم التطبيق بإنشاء حزم بيانات تتم معالجتها بواسطة بروتوكولات مثل TCP و UDP و IP ، بينما في مستوى التحكم ، يكتب بروتوكول التحكم في موارد الراديو (RRC) رسائل التشوير التي يتم تبادلها بين المحطة الأساسية و التليفون المحمول. في كلتا الحالتين ، تتم معالجة المعلومات بواسطة بروتوكول تقارب بيانات الحزمة (PDCP) ، وبروتوكول التحكم في الارتباط الراديوي (RLC) وبروتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) ، قبل أن يتم تمريرها إلى الطبقة المادية للإرسال.

طائرة المستخدم

تتكون مجموعة بروتوكول مستوى المستخدم بين العقدة الإلكترونية B و UE من الطبقات الفرعية التالية:

• PDCP (بروتوكول تقارب حزم البيانات)

• RLC (التحكم في ارتباط الراديو)

• التحكم في الوصول المتوسط ​​(MAC)

على مستوى المستخدم ، يتم تغليف الحزم في الشبكة الأساسية (EPC) في بروتوكول EPC محدد ويتم توصيلها بنفق بين P-GW و eNodeB. يتم استخدام بروتوكولات الأنفاق المختلفة اعتمادًا على الواجهة. يتم استخدام بروتوكول نفق GPRS (GTP) على الواجهة S1 بين eNodeB و S-GW وعلى الواجهة S5 / S8 بين S-GW و P-GW.

تسمى الحزم التي تتلقاها الطبقة وحدة بيانات الخدمة (SDU) بينما تتم الإشارة إلى إخراج الحزمة للطبقة بواسطة وحدة بيانات البروتوكول (PDU) وحزم IP عند تدفق مستوى المستخدم من الطبقات العليا إلى السفلية.

طائرة مراقبة

يشمل مستوي التحكم بالإضافة إلى ذلك طبقة التحكم في الموارد الراديوية (RRC) المسؤولة عن تشكيل الطبقات السفلية.

تتعامل لوحة التحكم مع الوظائف الخاصة بالراديو والتي تعتمد على حالة جهاز المستخدم الذي يتضمن حالتين: خاملاً أو متصل

الوضع	وصف
الخمول	معسكرات معدات المستخدم على خلية بعد اختيار الخلية أو عملية إعادة الاختيار حيث يتم أخذ عوامل مثل جودة الارتباط اللاسلكي وحالة الخلية وتكنولوجيا الوصول إلى الراديو في الاعتبار. تراقب UE أيضًا قناة استدعاء لاكتشاف المكالمات الواردة والحصول على معلومات النظام. في هذا الوضع ، تتضمن بروتوكولات مستوى التحكم إجراءات اختيار الخلايا وإعادة الاختيار.
متصل	يزود تجهيزات المستعمل E-UTRAN بجودة قناة الوصلة الهابطة ومعلومات خلية الجوار لتمكين E-UTRAN من اختيار أنسب خلية لتجهيزات المستعمل. في هذه الحالة ، يتضمن بروتوكول مستوى التحكم بروتوكول التحكم في الارتباط اللاسلكي (RRC).

يظهر أدناه مكدس البروتوكول الخاص بمستوى التحكم بين تجهيزات المستعمل و MME. تشير المنطقة الرمادية للمكدس إلى بروتوكولات طبقة الوصول (AS). تؤدي الطبقات السفلية نفس الوظائف مثل مستوى المستخدم باستثناء عدم وجود وظيفة ضغط الرأس لمستوى التحكم.