خصائص تقنية الوصول PDMA في الاتصالات

يتم تقديم الوصول المتعدد لتقسيم مستوى الطاقة (PDMA) لمشاركة قناة مشتركة بين المحطات عن طريق تقسيم القناة إلى عدة مستويات طاقة، وبهذه الطريقة يمكن استغلال تأثير الالتقاط بين الحزم المرسلة عند مستويات طاقة مختلفة.

تعريف الوصول المتعدد بتقسيم الطاقة PDMA

في الشبكات الخلوية نظراً لأنّ طبقة (MAC) تلعب دورًا رئيسيًا في كل معدات الوصول فإنّها تدل على أنّ التقدم القليل في بروتوكول الوصول المتعدد يمكن أن يوفر قدرًا كبيرًا من الطاقة، كما يتم اعتماد بروتوكول (MAC) جديد أي بروتوكول الوصول المتعدد بتقسيم الطاقة (PDMA) بهدف الاتصال الأخضر.

كما ثبت أنّ قدرة الإرسال يمكن تقسيمها إلى عدة مقاطع طاقة منتظمة (PSs) لنقل المعلومات أو تدفقات البيانات المستقلة المتعددة في وقت واحد في اتصالات نظير إلى نظير، وتم تطوير بروتوكول الوصول المتعدد بتقسيم الطاقة المتعامد (OPDMA)؛ للاستفادة من مكاسب تعدد الإرسال والقنوات المتدهورة لتوفير الطاقة.

من خلال اعتماد (PS) المتعامد في (OPDMA)، يمكن نقل تدفقات المعلومات المتعددة في قنوات مختلفة بكفاءة وبشكل متزامن مع ضمان جودة الخدمة، حيث أنّ (OPDMA) لا يحتوي فقط على تعقيد حسابي منخفض مثل: بروتوكولات (TDMA) و(FDMA) التقليدية، ولكنّه يكتسب أيضاً كفاءة أفضل في استخدام الطاقة والتي تتكون من متطلبات توفير الطاقة في الاتصالات الخضراء.

ملاحظة: “PDMA” هي اختصار لـ “Power Division Multiple Access” و”TDMA” هي اختصار لـ “Time-division multiple access”.

ملاحظة: “FDMA” هي اختصار لـ “Frequency Division Multiple Access” و”OPDMA” هي اختصار لـ “orthogonal Power Division Multiple Access”.

ملاحظة: “PS” هي اختصار لـ “power part” و”MAC” هي اختصار لـ “Media Access Control”.

العلاقة بين نظام PDMA ونظام الاتصالات الساتلية

• يشتمل نظام الاتصالات الساتلية على محور ومطاريف واحد أو أكثر، حيث يمكن تكوين مطراف واحد أو أكثر للاتصال عبر ساتل مع المحور باستخدام جزء من موارد القمر الصناعي.

• استخدام قناة واحدة لكل مخطط وصول (SCPC).

• كما يتم تقديم الطرق لتسهيل تحديد أبعاد خاصية القدرة على الأقل لمقطع الفضاء باستخدام نهج الوصول المتعدد لتخصيص الطلب، وللفرض على خاصية القدرة ذات الأبعاد في الوقت الفعلي أو بشكل كبير في الوقت الفعلي.

• كما يتم تقديم طرق لتوزيع القدرة على الموجات الحاملة (SCPC)، حيث يمكن تحديد مستوى قدرة أقصى للحاملة باستخدام تقنية (DAMA).

• قد يشتمل نظام الاتصالات الساتلية على محور وواحد أو أكثر من المطراف.

• يمكن تشكيل المحور والمحطات للاتصال عبر القمر الصناعي باستخدام جزء من موارد القمر الصناعي.

• قد يتم تكوين نظام الاتصالات الساتلية بشكل إضافي لاستخدام قناة واحدة على الأقل لكل مخطط وصول (SCPC) لقناة عودة واحدة أو أكثر، والتي يمكن استخدامها من قبل واحد أو أكثر من المطراف أي المحطات لغرض الإرسال نحو المحور على الأقل.

• يمكن تشكيل نظام الاتصالات الساتلية لاستخدام مخطط نفاذ (MF-TDMA) للجزء الأول من المطاريف واستخدام مخطط نفاذ (SCPC) للجزء الثاني من المحطات.

• قد يرتبط مطراف على سبيل المثال المطراف بخطة نفاذ (MF-TDMA) المستخدم مع الجزء الأول من المطاريف، خلال بعض الوقت والمرتبط بخطة نفاذ (SCPC) المستخدمة مع الجزء الثاني من المطاريف في أوقات أخرى.

• كما يمكن أن يكون الطرف أي واحد أو أكثر من المطراف، وقد يمتد هذا النوع من التبسيط أيضاً عند الاقتضاء.

• لترتيب قناة العودة التي قد تتوافق مع نظام الاتصالات الساتلية، قد يستخدم المطراف أو قد يتم تخصيص قناة عودة مخصصة لإرسال الموجة الحاملة.

• كما قد يكون واحد أو أكثر من الموجات الحاملة المرتبطة بواحد أو أكثر من المطراف ذات خصائص غير منتظمة.

ملاحظة:“SCPC” هي اختصار لـ “Single Channel Per Carrier”.

ملاحظة: “MF-TDMA” هي اختصار لـ “Multi Frequency-Time Division Multiple Access”.

ملاحظة:“DAMA” هي اختصار لـ “Demand Assigned Multiple Access”.

مبدأ عمل نظام PDMA

• قد تختلف الموجات الحاملة في واحد أو أكثر من معدل الرموز والتشكيل وترميز تصحيح الخطأ الأمامي (FEC)، وقدرة الإرسال أو الكثافة الطيفية للقدرة وعلى سبيل المثال حسب الحاجة من الساتل أو في أي واحد أو معلمات أخرى قابلة للتطبيق.

• علاوةً على ذلك، يمكن تشكيل المطراف عند تحديد إمكانية استقبال الموجة الحاملة المرسلة في المستقبل عند مستوى (ES / N0) غير كافٍ، لتحديد ما إذا كان من الممكن زيادة أخرى في قدرة الإرسال.

• إذا كان من الممكن زيادة قدرة الإرسال، فقد يتم تكوين المطراف لزيادة قدرة الإرسال بشكل أكبر لاستقبال مؤشرات مستوى الاستقبال مرة أخرى من المستقبل، والذي يستقبل الموجة الحاملة ولتحديد ما إذا كان الناقل المرسل مرة أخرى قد يتم استلامها بمستوى (ES / N0) كافٍ.

• ومع ذلك إذا كانت الزيادة الإضافية في قدرة الإرسال غير ممكنة وعلى سبيل المثال بسبب الوصول إلى الحد الأقصى لمستوى قدرة الإرسال، الذي قد يكون مرتبطًا بجهاز إرسال المطراف أو بسبب أي حد آخر قد ينطبق على مستوى قدرة الإرسال من المطراف.

• قد يتم تكوين المحطة لتعظيم معدل البيانات المرسلة على الأقل وفقًا لقدرة الإرسال القصوى المتاحة أو المسموح بها.

• قد يتم تكوين محطة لتحديد (MODCOD) ثالث قد يدعم معدل بيانات أقصى، مثل معدل البيانات الأقصى (DR) أعلى من معدل البيانات الأقصى الأول على الأقل وفقاً لمتوفر أو قدرة الإرسال المسموح بها، ولتطبيق (MODCOD) الثالث المحدد على الموجة الحاملة.

• علاوةً على ذلك يمكن تشكيل المطراف، عند تحديد إمكانية استقبال الموجة الحاملة المرسلة في المستقبل عند مستوى (ES / N0) غير كافٍ، لتحديد ما إذا كان من الممكن زيادة أخرى في قدرة الإرسال.

• ومع ذلك، إذا كانت الزيادة الإضافية في قدرة الإرسال غير ممكنة بسبب الوصول إلى الحد الأقصى لمستوى قدرة الإرسال الذي قد يكون مرتبطًا بجهاز إرسال المطراف، أو بسبب أي حد آخر قد ينطبق على مستوى قدرة الإرسال من المطراف.

• يمكن تمييز حد عرض النطاق الترددي للقدرة بحد عرض النطاق وحدود القدرة، كما قد يتطابق حد القدرة مع طاقة رمز معيارية فوق ضوضاء (ES / N0) مميزة للناقل، والذي يشغل حدود النطاق الترددي بالكامل وعلى سبيل المثال لأنّه يمكن قياسها إمّا نظريًا أو عمليًا في المحور.

ملاحظة: “FEC” هي اختصار لـ “Forward error correction”.

ملاحظة:“ES / N0” هي اختصار لـ “Energy per symbol to Noise power spectral density”.

ملاحظة: “MODCOD” هي اختصار لـ “Modulation and Coding”.

ملاحظة: “DR” هي اختصار لـ “data rate”.

في نهاية المقال، قد تتوافق خاصية (ES / N0) في (PDMA) مع مستوى قدرة قصوى يمكن استخلاصه من ساتل، والحد من عرض النطاق الترددي وما إذا كان هذا القيد هو قيد مادي للقمر الصناعي، أو تقييد تعاقدي وفقًا لشروط تأجير الجزء الفضائي أو أي قيود أخرى.