معلومات عامة وأساسيات في هندسة الاتصالات

:Hashem Allaham مقال من المهندس

معلومات عامة وأساسيات :
===============
اول شغلة لازم نعرفها هي انو انظمة الاتصالات الخليوية هي انظمة لاسلكية يعني بتستخدم الوصلة الهوائية كوسط مادي لنقل المعلومة وبتستخدم الامواج الكهرطيسية Electromagnetic waves كحامل لهي المعلومة.

المخطط العالم لأي نظام اتصالات لاسلكي بيتكون من طرفين هنن المرسل والمستقبل والقناة اللي عم تربط بيناتهن. وبما انو النظام الخليوي مندرج تحت مظلة الاتصالات اللاسلكية فهو له نفس الفكرة مع اختلافات خاصة بالنظام نفسو فمثلاً بالنظم الخليوية ما عنا مرسل بطرف ومستقبل بطرف انما المرسل والمستقبل مدمجين بBlock واحد بحيث الاتصال يكون بالاتجاهين وبنفس الوقت متل ما رح نشوف لاحقاً بفكرة الازدواجية Duplexing يلي بتمكني من اني اسمع واحكي مو ضل كل المكالمة عم بسمع فقط من الطرف التاني وهز براسي.
الاختلاف التاني هو انو الاتصال عم يتم بين طرف هو المحطة القاعدية وعدة اطراف يلي هنن أجهزة المستخدمين المتواجدين ضمن منطقة تغطية المحطة فتعدد الاجهزة المتوضعة بالطرف المقابل هاد استدعى واستلزم انو نبتكر حل بحيث تقدر المحطة تميز بين هالمستخدمين المتعددين هدول بحيث تعرف مع مين تتخاطب باللحظة الفلانية وتعرف كيف توصل كل معلومة او كل مكالمة لصاحبها الصحيح وهاد الشي هو اللي رح نشوفو بفكرة الوصول المتعدد Multiple Access.

وهلأ بعد ما عرفنا انو الوصلة بين المحطة القاعدية وبين أجهزة الموبايل هي الوصلة الهوائية وانو بتتحمل المعلومة على امواج كهرطيسية قابلة للانتشار بالجو وهي الامواج بتكون بخصائص معينة بنشوفها لاحقا , خلونا نتفق انا وياكن على مصطلحين رح يرافقونا خلال رحلتنا هنن المسار الصاعد Uplink والمسار الهابط Downlink .
باعتبار الاتصال عم يكون ثنائي الاتجاه بين موبايل معين والمحطة القاعدية ف استلزم الامر انو نستخدم هالمصطلحين لحتى نميز جهة نقل المعلومة. يعني فينا نقول انو بنفس اللحظة عم يكون عنا اشارتين وحدة طالعة من الموبايل للمحطة بنسميها Uplink واشارة كهرطيسية تانية عم تنزل من المحطة باتجاه الموبايل بنسميها Downlink وكلا الاشارتين حاملين معلومات المكالمة ورح نفوت بتفاصيلهن لاحقاً.

أمر آخر بدنا نتفق عليه هو انو الوصلة الهوائية بمعيار GSM اسمها Air Interface وهي الوصلة فينا ننظر الها من اعتبارين اتنين. الاول اعتبار فيزيائي يعني طبيعة هالوصلة من الناحية الملموسة ف متل ما بنعرف على عكس الانظمة اللاسلكية التانية (كالمايكرويف مثلاً) الانظمة الخليوية بتتميز انو الوصلة الهوائية فيها هي وصلة متعددة المسارات ومعقدة. متعددة المسارات يعني الاشارة لما بتطلع من احد الاطراف سواء موبايل او محطة قاعدية فالاشارة بتمشي بمسارات عديدة وبتوصل للطرف التاني من احد هالمسارات فيمكن الاشارة تطلع تخبط ببيناية بعدين تخبط بسيارة بعدين توصل للموبايل يلي بأيدك وهو هاد الشي الطبيعي فالمحطة ما بتعرف جهتك والهوائي يلي فيها بشع بكل الاتجاهات ضمن المنطقة اللي عم يغطيها واكيد احد هالاشارات رح توصلك وهي الامور بنحكي عنها انشالله بوقتا بس المهم بدنا نتفق انو الوصلة الهوائية هي وصلة متعددة المسارات. طب شو يعني مقعدة ؟ ببساطة الموجة الكهرطيسية يلي هي الاشارة تبعك عم تمشي ببيئة الها تضاريس وفيها ابنية وعمارات و100 قصة وبالتالي ممكن هالشي يأثر على انتشارها ويسبب انعكاسات Reflections وتشتتات Diffraction وتوهين Attenuation وخفوت Fading وكتير من المشاكل وفي علماء مختصين شغلتهن وعملتهن بالحياة يحاولو يحكمو تأثير البيئات المختلفة عالاشارة ويحطو معدلات رياضية تحكم هالشي وهاد ما يسمى نماذج تمثيل القناة Channel Propagation Models بيهتمو فيه جماعة الPlanning والباحثين.
الاعتبار التاني للوصلة الهوائية هو الاعتبار المنطقي يعني الية تسيير المعلومات من المحطة القاعدية للموبايل وبالعكس والية تنظيم الاتصالات بين مجموعة مستخدمين ضمن نفس منطقة التغطية وهاد الشي يلي رح نشوفو بالبوست اللي جاية ان شاء الله تعالى.

خلاصة البوست :
================
* المخطط الصندوقي لنظام الاتصال الخليوي مكون من طرف من جهة ومن عدة
اطراف من جهة اخرى.

* حلقة الوصل بين المحطة القاعدية واجهزة الموبايل ضمن نطاق التغطية هو الوصلة الهوائية يلي بتسمح للموجة الكهرطيسية انو تنتشر فيها (رغم تعدد المسارات والمشاكل والتعقيد اللي فيها) وهي الموجهة الكهرطيسية بنستخدمها كحامل للمعلومة عند ترددات معينة (بنشوفها لاحقاً) وبنحكي عن الية التعديل كيف ووين بتصير لما نوصل لعندها ان شاء الله.

* لحتى نقدر نحكي ونسمع بنفس الوقت لازم يكون عنا مسارين هنن uplink و downlink ولتحقيق هالمسارين الحل كان بعملية اسمها duplexing.

* لحتى نسمح لاكتر من جهاز انهن يتواصلو مع المحطة القاعدية ولحتى تقدر المحطة القاعدية تميز بين هالاجهزة وتعرف تبعت المعلومة الفلانية لصاحبها الصحيح كان لابد من حل والحل كان بشي اسمو تقنيات الوصول المتعدد
Multiple Access Techniques

يتبع...