تسليم

في الاتصالات الخلوية ، تُعرف عملية التسليم أو التحويل بأنها نقل مكالمة أو جلسة بيانات جارية من قناة متصلة بالشبكة الأساسية إلى قناة أخرى. أما في الاتصالات عبر الأقمار الصناعية، فهي عملية نقل مسؤولية التحكم في القمر الصناعي من محطة أرضية إلى أخرى دون فقدان أو انقطاع الخدمة.

يستخدم الإنجليزية الأمريكية مصطلح "handoff" ، وهو شائع الاستخدام في بعض المنظمات الأمريكية مثل 3GPP2 وفي التقنيات الأمريكية الأصل مثل CDMA2000 . أما في الإنجليزية البريطانية ، فيُستخدم مصطلح "handover" بشكل أكثر شيوعًا، ويُستخدم في المنظمات الدولية والأوروبية مثل ITU-T و IETF و ETSI و 3GPP ، كما أنه مُوحّد في المعايير الأوروبية الأصل مثل GSM و UMTS . ويُعدّ مصطلح "handover" أكثر شيوعًا في المنشورات والأبحاث الأكاديمية، بينما يُستخدم مصطلح "handoff" بشكل أقل شيوعًا في منظمات IEEE و ANSI .

في مجال الاتصالات، قد تكون هناك أسباب مختلفة لإجراء عملية التسليم: ^{[ 1 ]}

• عندما يتحرك الهاتف بعيدًا عن المنطقة التي تغطيها خلية واحدة ويدخل المنطقة التي تغطيها خلية أخرى، يتم تحويل المكالمة إلى الخلية الثانية لتجنب إنهاء المكالمة عندما يخرج الهاتف عن نطاق الخلية الأولى؛
• عندما يتم استنفاد سعة الاتصال بالمكالمات الجديدة لخلية معينة، ويتم تحويل مكالمة موجودة أو جديدة من هاتف موجود في منطقة تتداخل معها خلية أخرى إلى تلك الخلية من أجل تحرير بعض السعة في الخلية الأولى لمستخدمين آخرين، والذين لا يمكن الاتصال بهم إلا بتلك الخلية؛
• في الشبكات غير CDMA عندما تتعرض القناة التي يستخدمها الهاتف للتداخل من قبل هاتف آخر يستخدم نفس القناة في خلية مختلفة، يتم تحويل المكالمة إلى قناة مختلفة في نفس الخلية أو إلى قناة مختلفة في خلية أخرى لتجنب التداخل؛
• مرة أخرى في الشبكات غير CDMA عندما يتغير سلوك المستخدم، على سبيل المثال عندما يتوقف مستخدم سريع الحركة، متصل بخلية كبيرة من نوع المظلة، فقد يتم تحويل المكالمة إلى خلية ماكرو أصغر أو حتى إلى خلية ميكرو من أجل تحرير سعة على خلية المظلة لمستخدمين آخرين سريعي الحركة وتقليل التداخل المحتمل مع الخلايا أو المستخدمين الآخرين (هذا يعمل في الاتجاه المعاكس أيضًا، فعندما يتم اكتشاف أن المستخدم يتحرك بسرعة أكبر من عتبة معينة، يمكن تحويل المكالمة إلى خلية أكبر من نوع المظلة من أجل تقليل تكرار عمليات التسليم بسبب هذه الحركة)؛
• في شبكات CDMA، قد يتم إجراء عملية تسليم (انظر أدناه) لتقليل التداخل مع خلية مجاورة أصغر بسبب تأثير " القريب والبعيد " حتى عندما لا يزال الهاتف يتمتع باتصال ممتاز بخليته الحالية.

أبسط أشكال عملية تحويل المكالمات هو إعادة توجيه مكالمة هاتفية جارية من خليتها الحالية ( المصدر ) إلى خلية جديدة ( الهدف ). ^{[ 1 ]} في الشبكات الأرضية، قد تُغطى خليتا المصدر والهدف من موقعين خلويين مختلفين أو من موقع خلوي واحد (في الحالة الأخيرة، يُشار إلى الخليتين عادةً بقطاعين في ذلك الموقع). يُسمى هذا النوع من التحويل، حيث تكون خليتا المصدر والهدف مختلفتين (حتى لو كانتا في نفس الموقع الخلوي)، بتحويل المكالمات بين الخلايا . يهدف هذا النوع من التحويل إلى ضمان استمرار المكالمة أثناء انتقال المشترك من منطقة تغطية خلية المصدر إلى منطقة تغطية خلية الهدف.

توجد حالة خاصة، حيث تكون الخلية المصدر والهدف خلية واحدة، ويتم تغيير القناة المستخدمة فقط أثناء عملية التسليم. يُطلق على هذا النوع من التسليم، الذي لا يتم فيه تغيير الخلية، اسم التسليم داخل الخلية . يهدف التسليم داخل الخلية إلى استبدال قناة قد تكون متداخلة أو ضعيفة الإشارة بقناة جديدة أوضح أو أقل ضعفًا.

بالإضافة إلى التصنيف المذكور أعلاه لعمليات التسليم بين الخلايا وداخل الخلايا ، يمكن أيضًا تقسيمها إلى عمليات تسليم صعبة وسلسة: ^{[ 1 ]}

تسليم صعب

هي عملية يتم فيها تحرير قناة الاتصال في الخلية المصدرية، ثم يتم الاتصال بقناة الاتصال في الخلية الهدفية. وبالتالي، ينقطع الاتصال بالخلية المصدرية قبل أو أثناء إنشاء الاتصال بالخلية الهدفية، ولهذا السبب تُعرف هذه العمليات أيضًا باسم " القطع قبل الإنشاء" . تهدف عمليات التسليم القسرية إلى أن تكون فورية لتقليل انقطاع المكالمة. وينظر مهندسو الشبكة إلى عملية التسليم القسرية كحدث أثناء المكالمة، وهي تتطلب أقل قدر من المعالجة من جانب مزود الخدمة. عندما يكون الهاتف المحمول بين محطتين أساسيتين، فإنه يستطيع التبديل مع أي منهما، مما يؤدي إلى تبادل الاتصال بين المحطتين. تُعرف هذه العملية باسم "التبديل المستمر".

تسليم سلس

هي عملية يتم فيها الاحتفاظ بالقناة في الخلية المصدر واستخدامها لفترة وجيزة بالتوازي مع القناة في الخلية الهدف. في هذه الحالة، يتم إنشاء الاتصال بالخلية الهدف قبل قطع الاتصال بالخلية المصدر، ولذلك يُطلق على هذه العملية اسم "التسليم قبل القطع" . قد تكون الفترة الزمنية التي يُستخدم خلالها الاتصالان بالتوازي قصيرة أو طويلة. لهذا السبب، ينظر مهندسو الشبكات إلى التسليم السلس على أنه حالة من حالات المكالمة، وليس حدثًا عابرًا. قد يتضمن التسليم السلس استخدام اتصالات بأكثر من خليتين: إذ يمكن لهاتف واحد الحفاظ على اتصالات بثلاث أو أربع خلايا أو أكثر في الوقت نفسه. عندما تكون المكالمة في حالة تسليم سلس، يمكن استخدام إشارة أفضل القنوات المستخدمة في لحظة معينة، أو يمكن دمج جميع الإشارات لإنتاج نسخة أوضح من الإشارة. يُعد الخيار الأخير أكثر فائدة، وعندما يتم هذا الدمج في كل من وصلة الإرسال ( الوصلة الأمامية ) ووصلة الاستقبال ( الوصلة العكسية )، يُطلق على عملية التسليم اسم "التسليم السلس" . تصبح عمليات التسليم أكثر سلاسة عندما يكون للخلايا المشاركة في عمليات التسليم موقع خلوي واحد.

يمكن أيضاً تصنيف عمليات التسليم بناءً على أساليب التسليم المستخدمة. وبشكل عام، يمكن تصنيفها إلى ثلاثة أنواع:

1. عملية تسليم يتم التحكم فيها بواسطة الشبكة
2. التسليم بمساعدة الهاتف المحمول
3. عملية تسليم يتم التحكم فيها عبر الهاتف المحمول

من مزايا التحويل القسري للخط أن المكالمة الواحدة تستخدم قناة واحدة فقط في أي لحظة. عملية التحويل القسري قصيرة جدًا، وعادةً لا يشعر بها المستخدم. في الأنظمة التناظرية القديمة ، كان يُسمع صوت نقرة أو صفير قصير جدًا؛ أما في الأنظمة الرقمية، فهو غير ملحوظ. ميزة أخرى للتحويل القسري هي أن جهاز الهاتف لا يحتاج إلى استقبال قناتين أو أكثر بالتوازي، مما يجعله أرخص وأبسط. أما عيبه، فهو أنه في حال فشل التحويل، قد تنقطع المكالمة مؤقتًا أو حتى تنتهي بشكل غير طبيعي. عادةً ما تتضمن التقنيات التي تستخدم التحويل القسري إجراءات لإعادة الاتصال بالخلية المصدر في حال تعذر الاتصال بالخلية الهدف. مع ذلك، قد لا يكون إعادة الاتصال ممكنًا دائمًا (وفي هذه الحالة، تُنهى المكالمة)، وحتى عند إمكانية إعادة الاتصال، قد يتسبب الإجراء في انقطاع مؤقت للمكالمة.

إحدى مزايا التسليم السلس هي أن الاتصال بالخلية المصدر لا ينقطع إلا عند إنشاء اتصال موثوق بالخلية الهدف، وبالتالي تقل احتمالية إنهاء المكالمة بشكل غير طبيعي نتيجة فشل التسليم. مع ذلك، تكمن الميزة الأكبر في الحفاظ على قنوات الاتصال في خلايا متعددة في آنٍ واحد، ولا تفشل المكالمة إلا في حال تداخل جميع القنوات أو ضعفها في الوقت نفسه. لا يرتبط ضعف الإشارة والتداخل في القنوات المختلفة، لذا فإن احتمال حدوثهما في الوقت نفسه في جميع القنوات ضئيل للغاية. وبالتالي، ترتفع موثوقية الاتصال عند استخدام التسليم السلس. في الشبكات الخلوية، تحدث معظم عمليات التسليم في مناطق ذات تغطية ضعيفة، حيث تصبح المكالمات غير موثوقة عند تداخل القنوات أو ضعفها، لذا يُحسّن التسليم السلس موثوقية المكالمات في هذه المناطق بشكل ملحوظ، إذ يجعل التداخل أو ضعف الإشارة في قناة واحدة غير مؤثر. تأتي هذه الميزة على حساب زيادة تعقيد مكونات الهاتف، التي يجب أن تكون قادرة على معالجة عدة قنوات بالتوازي. من بين التكاليف الأخرى لعمليات التسليم السلسة، استخدام عدة قنوات في الشبكة لدعم مكالمة واحدة فقط. هذا يقلل من عدد القنوات المتاحة، وبالتالي يقلل من سعة الشبكة. من خلال ضبط مدة عمليات التسليم السلسة وحجم المناطق التي تحدث فيها، يستطيع مهندسو الشبكة تحقيق التوازن بين فائدة زيادة موثوقية المكالمات وتكلفة انخفاض السعة.

على الرغم من أن عمليات التسليم السلس ممكنة نظريًا في أي تقنية، سواءً كانت تناظرية أو رقمية، إلا أن تكلفة تطبيقها في التقنيات التناظرية باهظة للغاية، ولم تكن أي من التقنيات التي حققت نجاحًا تجاريًا في الماضي (مثل AMPS و TACS و NMT وغيرها) تمتلك هذه الميزة. أما بالنسبة للتقنيات الرقمية، فإن تلك القائمة على تقنية FDMA تواجه أيضًا تكلفة أعلى للهواتف (نظرًا للحاجة إلى وحدات تردد لاسلكي متوازية متعددة)، بينما تسمح التقنيات القائمة على تقنية TDMA أو مزيج من TDMA/FDMA، من حيث المبدأ، بتطبيق عمليات التسليم السلس بتكلفة أقل. مع ذلك، لا تمتلك أي من تقنيات الجيل الثاني ( 2G ) هذه الميزة (مثل GSM و D-AMPS / IS-136 وغيرها). في المقابل، تتمتع جميع تقنيات CDMA، من الجيل الثاني (2G ) والجيل الثالث ( 3G )، بخاصية التسليم السلس. من ناحية، يتم تسهيل ذلك من خلال إمكانية تصميم أجهزة هاتف غير مكلفة تدعم عمليات التسليم السلسة لشبكات CDMA، ومن ناحية أخرى، فإن هذا الأمر ضروري بسبب حقيقة أنه بدون عمليات التسليم السلسة، قد تعاني شبكات CDMA من تداخل كبير ناتج عن ما يسمى بتأثير القريب والبعيد .

في جميع التقنيات التجارية الحالية القائمة على FDMA أو على مزيج من TDMA/FDMA (مثل GSM وAMPS وIS-136/DAMPS وما إلى ذلك) يتم تغيير القناة أثناء عملية التسليم الصعبة عن طريق تغيير زوج ترددات الإرسال/الاستقبال المستخدمة .

لتحقيق عملية تسليم المكالمات عمليًا في شبكة خلوية، تُخصص لكل خلية قائمة بالخلايا المستهدفة المحتملة، والتي يمكن استخدامها لتسليم المكالمات من الخلية المصدر إليها. تُسمى هذه الخلايا المستهدفة المحتملة بالخلايا المجاورة ، وتُسمى القائمة بقائمة الخلايا المجاورة . إن إنشاء مثل هذه القائمة لخلية معينة ليس بالأمر البسيط، ويتطلب استخدام أدوات حاسوبية متخصصة. تُطبق هذه الأدوات خوارزميات مختلفة، وقد تستخدم بيانات من قياسات ميدانية أو تنبؤات حاسوبية لانتشار الموجات الراديوية في المناطق التي تغطيها الخلايا.

أثناء المكالمة، تتم مراقبة وتقييم واحد أو أكثر من معايير الإشارة في قناة الخلية المصدر لتحديد متى قد يكون من الضروري إجراء عملية تحويل. قد تتم مراقبة اتجاهي الإرسال والاستقبال (الوصلة الأمامية) و/أو الإرسال والاستقبال (الوصلة العكسية). يمكن طلب عملية التحويل من قِبل الهاتف أو محطة الإرسال والاستقبال (BTS) التابعة للخلية المصدر، وفي بعض الأنظمة، من قِبل محطة إرسال واستقبال تابعة لخلية مجاورة. يراقب الهاتف ومحطات الإرسال والاستقبال التابعة للخلايا المجاورة إشارات بعضها البعض، ويتم اختيار أفضل الخلايا المستهدفة من بين الخلايا المجاورة. في بعض الأنظمة، وخاصةً تلك القائمة على تقنية CDMA، قد يتم اختيار خلية مستهدفة من بين الخلايا غير المدرجة في قائمة الخلايا المجاورة. يتم ذلك في محاولة لتقليل احتمالية التداخل الناتج عن تأثير القرب والبعد المذكور سابقًا.

في الأنظمة التناظرية، تُستخدم عادةً معايير قوة الإشارة المُستقبلة ونسبة الإشارة إلى الضوضاء المُستقبلة كمعايير لطلب عملية تسليم كاملة (يمكن تقدير الأخيرة في النظام التناظري بإضافة نغمات بترددات تقع خارج نطاق تردد الصوت المُستقبل عند جهاز الإرسال، وتقييم شكل هذه النغمات عند جهاز الاستقبال). أما في أنظمة الجيل الثاني الرقمية غير المُعتمدة على تقنية CDMA، فقد تستند معايير طلب عملية التسليم الكاملة إلى تقديرات قوة الإشارة المُستقبلة، ومعدل خطأ البت (BER)، ومعدل خطأ/محو الكتلة (BLER)، وجودة الصوت المُستقبل ( RxQual )، والمسافة بين الهاتف ومحطة الإرسال والاستقبال الأساسية (BTS) (المُقدّرة من زمن تأخير انتشار الإشارة اللاسلكية)، وغيرها. في أنظمة CDMA، من الجيل الثاني والثالث، يُعدّ معيار نسبة Ec/Io المُقاسة في قناة الإشارة التجريبية ( CPICH ) و/أو RSCP المعيار الأكثر شيوعًا لطلب عملية التسليم .

في أنظمة CDMA، عندما يتصل الهاتف بعدة خلايا في وقت واحد أثناء عملية التسليم السلس أو شبه السلس، فإنه يعالج الإشارات المستلمة بالتوازي باستخدام مستقبل rake . تتم معالجة كل إشارة بواسطة وحدة تُسمى " إصبع rake" . يتضمن التصميم المعتاد لمستقبل rake في الهواتف المحمولة ثلاثة أصابع rake أو أكثر تُستخدم في حالة التسليم السلس لمعالجة الإشارات من عدد مماثل من الخلايا، وإصبعًا إضافيًا يُستخدم للبحث عن إشارات من خلايا أخرى. تُسمى مجموعة الخلايا التي تُستخدم إشاراتها أثناء التسليم السلس " المجموعة النشطة" . إذا عثر إصبع البحث على إشارة قوية بما يكفي (من حيث ارتفاع Ec/Io أو RSCP) من خلية جديدة، تُضاف هذه الخلية إلى المجموعة النشطة. يتم فحص الخلايا الموجودة في قائمة الجوار (المسماة في CDMA " مجموعة الجوار ") بشكل متكرر أكثر من غيرها، وبالتالي يكون التسليم مع خلية مجاورة أكثر احتمالًا، ومع ذلك، يُسمح أيضًا بالتسليم مع خلايا أخرى خارج قائمة الجوار (على عكس أنظمة GSM وIS-136/DAMPS وAMPS وNMT، إلخ).

توجد حالات تفشل فيها عملية تسليم المكالمات، وقد خُصصت أبحاث كثيرة لهذه المشكلة. اكتُشف مصدر المشكلة في أواخر ثمانينيات القرن الماضي. ولأن الترددات لا يمكن إعادة استخدامها في الخلايا المتجاورة، فعندما ينتقل المستخدم من خلية إلى أخرى، يجب تخصيص تردد جديد للمكالمة. وإذا انتقل المستخدم إلى خلية تكون جميع القنوات المتاحة فيها مشغولة، يجب إنهاء مكالمته. إضافةً إلى ذلك، توجد مشكلة تداخل الإشارات حيث تتغلب الخلايا المتجاورة على بعضها البعض، مما يؤدي إلى ضعف استجابة جهاز الاستقبال.

هناك أيضًا عمليات تسليم بين التقنيات حيث يتم نقل اتصال المكالمة من تقنية وصول إلى أخرى، على سبيل المثال يتم نقل المكالمة من GSM إلى UMTS أو من CDMA IS-95 إلى CDMA2000 .

يتيح معيار 3GPP UMA/GAN عملية نقل البيانات من GSM/UMTS إلى Wi-Fi والعكس صحيح.

تختلف الأنظمة في أساليبها للتعامل مع طلبات تحويل المكالمات وإدارتها. فبعضها يتعامل مع التحويل بنفس طريقة تعامله مع المكالمات الجديدة. في هذه الحالة، يكون احتمال عدم إتمام التحويل مساويًا لاحتمال حظر المكالمة الجديدة. ولكن إذا انقطعت المكالمة فجأةً أثناء المحادثة، فإن ذلك يُعدّ أكثر إزعاجًا من حظر المكالمة الجديدة. لذا، لتجنب هذا الانقطاع المفاجئ، يجب إعطاء الأولوية لطلب التحويل على المكالمات الجديدة، وهذا ما يُعرف بتحديد أولويات التحويل.

هناك طريقتان لتحقيق ذلك:

مفهوم قناة الحماية

في هذه التقنية، يتم حجز جزء من إجمالي القنوات المتاحة في الخلية حصريًا لطلبات التحويل من المكالمات الجارية التي يمكن تحويلها إلى الخلية.

الانتظار في الطابور

يُمكن تنظيم عمليات تسليم المكالمات نظرًا لوجود فاصل زمني محدد بين لحظة انخفاض مستوى الإشارة المستقبلة إلى ما دون عتبة التسليم ولحظة إنهاء المكالمة بسبب ضعف مستوى الإشارة. ويُحدد حجم التأخير بناءً على نمط حركة البيانات في منطقة الخدمة المعنية.

عملية تسليم النظام بين الأنظمة

• إذا انتقلت وحدة الهاتف المحمول أثناء المكالمة الجارية من نظام خلوي إلى نظام خلوي مختلف يتم التحكم فيه بواسطة MTSO مختلف، فإن إجراء التسليم المستخدم لتجنب انقطاع المكالمة يُشار إليه باسم التسليم بين الأنظمة.
• يستخدم نظام تحويل المكالمات بين الأنظمة (MTSO) هذا النظام. فعندما تضعف إشارة الهاتف المحمول في خلية معينة، ولا يستطيع نظام MTSO العثور على خلية أخرى ضمن شبكته لتحويل المكالمة إليها، فإنه يلجأ إلى نظام تحويل المكالمات بين الأنظمة.
• قبل تنفيذ عملية تسليم المكالمات بين الأنظمة، يجب التحقق من توافق MTSO، وفي عملية تسليم المكالمات بين الأنظمة، قد تتحول المكالمة المحلية إلى مكالمة بعيدة المدى.

التسليم داخل النظام

• إذا انتقلت وحدة الهاتف المحمول أثناء المكالمة الجارية من نظام خلوي إلى نظام خلوي مجاور يتم التحكم فيه بواسطة نفس MTSO، فإن إجراء التسليم المستخدم لتجنب انقطاع المكالمة يُشار إليه باسم التسليم داخل النظام.
• يستخدم نظام تحويل المكالمات بين مراكز الاتصالات المتنقلة (MTSO) نظام التحويل هذا. فعندما تضعف إشارة الهاتف المحمول في خلية معينة، ويجد نظام MTSO خلية أخرى ضمن شبكته يمكنه تحويل المكالمة إليها، فإنه يستخدم حينها التحويل الداخلي للشبكة.
• في عملية التسليم داخل النظام، تظل المكالمات المحلية دائمًا مكالمات محلية فقط، لأنه بعد التسليم يتم التعامل مع المكالمة أيضًا بواسطة نفس MTSO.

• الشبكة الخلوية
• تجوال
• إدارة التنقل
• إدارة موارد الراديو
• UMA/GAN
• استمرارية المكالمات الصوتية
• تقرير تغيير المناوبة ، وتسليم مهام العمل إلى المناوبة التالية في مجال الرعاية الصحية والتمريض.
• اتباع الشمس ، وتسليم مهام العمل إلى المناوبة التالية في تطوير البرمجيات

• مسار مكالمات تسليم المكالمات داخل مركز تبديل الرسائل (MSC) لشبكة GSM، مؤرشف بتاريخ 22 سبتمبر 2020، على موقع Wayback Machine.
• مخطط تدفق مكالمات تسليم المكالمات بين مراكز تبديل الرسائل المتنقلة (MSC) لشبكة GSM، مؤرشف بتاريخ 22 سبتمبر 2020، على موقع Wayback Machine.
• براءة الاختراع الأمريكية رقم 3,663,762 : نظام الاتصالات الخلوية المتنقلة - آموس إدوارد جويل (مختبرات بيل)، تم تقديم الطلب في 21 ديسمبر 1970، وتم إصداره في 16 مايو 1972