إن تعدد الإرسال بتقسيم التردد المعمم (GFDM) يمكنه تلبية كافة المتطلبات، و(GFDM) هو نظام (OFDM) معمم يرث مزايا تقنية التشكيل المتداخل متعدد الموجات الحاملة، ويمكنه تحقيق إرسال عالي السرعة وكما أنّ (GFDM) هو نظام إرسال يعتمد على بنية الفترة، ويشتمل كل رمز على مجموعة من الموجات الحاملة الفرعية والرموز الفرعية، بحيث يمكن تعديل حجم الكتلة بمرونة للتكيف مع الإرسال المتواصل للبيانات في سيناريو زمن انتقال منخفض.
كيفية تحليل أداء معدل خطأ رمز GFDM
يشتمل كل رمز (GFDM) على مجموعة من الرموز الفرعية ويلزم إدخال (CP) في مجموعة من رموز الكلمات بحيث يكون عدد (CPs) المطلوب بواسطة (GFDM) أصغر بكثير من (OFDM)، ويتم تحسين معدل استخدام الطيف، وبالإضافة إلى ذلك يُعتبر كعميم لنظام (OFDM) ويمكن لنظام (GFDM) تحديد مرشح التشكيل بمرونة.
يمكن أن يمنع اختيار مرشح التشكيل الفعال إشعاع النظام خارج النطاق وبالتالي فإنّ الإشعاع خارج النطاق لـ (GFDM) أصغر بكثير من (OFDM)، والطريقة مناسبة لاكتشاف وتخصيص نطاقات التردد الخاملة ويتم تجنب التداخل في إرسال مستخدم رئيسي، وعلاوةً على ذلك يتم تحديد مرشح تشكيل مع توهين القسم الجانبي العالي، مثل مرشح جيب التمام المرتفع (RC) ومرشح (RRC) وما إلى ذلك.
يمكن تقليل تداخل الموجة الحاملة الفرعية لنظام (GFDM)، ويتمتع النظام بمستوى أعلى من المتانة في مواجهة أخطاء التزامن وخاصةً الأخطاء التي تحدث بسبب تخالف الموجة الحاملة، كما تشير هذه الخصائص إلى أنّ نظام (GFDM) هو مودم مناسب لنظام الاتصالات المتنقلة من الجيل الخامس.
ملاحظة:“GFDM” هي اختصار لـ “Generalized frequency division multiplexing” و”RRC” هي اختصار لـ “Root Raised Cosine”.
ملاحظة:“OFDM” هي اختصار لـ “Orthogonal Frequency Division Multiplexing” و”RC” هي اختصار لـ “Raised Cosine”.
مبدأ تحليل أداء معدل خطأ رمز GFDM
يعد تصميم مستقبل (GFDM) منخفض التعقيد أكثر صعوبة من تصميم جهاز إرسال فعال، وهناك ثلاثة أوضاع استقبال أصلية لـ (GFDM)، بما في ذلك استقبال المرشح المتطابق (MF) واستقبال التأثير الصفري (ZF) واستقبال الحد الأدنى لمتوسط الخطأ المربع (MMSE)، وعلى الرغم من أنّ مستقبل الموجات الهكتومترية يمكنه زيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) للمستقبل إلى أقصى حد، إلّا أنّ الإشارة التي أزيل تشكيلها تتأثر بالتداخل الذاتي الخطير بسبب عدم تعامد الموجات الحاملة الفرعية لنظام (GFDM).
لتقليل التداخل الذاتي في مستقبلات (MF) يتم إلغاء التداخل المتتابع (SIC) والتي تستخدم تكرارات متعددة لإلغاء التداخل الذاتي للإشارة المستقبلة، ومع ذلك فإنّ هذه الطريقة معقدة للغاية من الناحية الحسابية ومستقبل (GFDM) مع تحويل الوقت أو التردد المعوض (QAM) يمكن تحقيق التعامد للإشارات الحقيقية والمستقبلة، ممّا يؤدي إلى تحسين أداء مستقبل (MF) ولكن ينشأ التعقيد بسبب الحاجة إلى معالجة الأجزاء الحقيقية والخيالية للإشارات بشكل منفصل.
على عكس مستقبلات (MF)، يمكن لمستقبلات (ZF) القضاء تمامًا على التداخل الذاتي للإشارة المستقبلة ولكن يمكن أن تتسبب في تقليل نسبة الإشارة إلى الضوضاء، ممّا يؤدي إلى انخفاض معدل الخطأ في البت (BER)، وبالمقارنة تحقق مستقبلات (MMSE) مفاضلة بين إلغاء التداخل الذاتي وخفض الضوضاء لذلك فهي أكثر ملاءمة لأسلوب استقبال نظام (GFDM).
ملاحظة:“SNR” هي اختصار لـ “Signal to Noise Ratio” و”BER” هي اختصار لـ “Bit Error Ratio”.
ملاحظة:“MMSE” هي اختصار لـ “Minimum-Mean-Squared Error” و”QAM” هي اختصار لـ “Quadrature amplitude modulation”.
ما هو قمع PAPR لإشارة GFDM
تمت المطالبة بنوع من قياسات تقييد (PAPR) استنادًا إلى مصفوفة الترميز والعلاقة بين وظيفة الارتباط التلقائي التي اشتُقت نظريًا أداء (PAPR) لأنظمة (GFDM) أولاً بين إشارة البيانات المنتشرة، وبين نفس الفترة الزمنية وتحسين التوزيعات المميزة لـ (PAPR) باستخدام تحويل المصفوفة الخطية، والحصول على (DFT-Precoding) وثلاثة أنواع من مصفوفات الترميز المسبق المختلفة لترميز (DHT).
وكذلك تحويل إشارات البيانات المعقدة إلى الإدخال وإدخال جهاز تشويش الطور عن طريق تغيير الارتباط بين رمز البيانات تنتشر على موجات الموجات الحاملة المختلفة في نفس الفتحة الزمنية، ممّا يقلل من القدرة اللحظية لإشارات (GFDM)، وذلك للوصول إلى غرض نظام الاختزال (PAPR) وتضمن مخططات الورق هذه عدم التضحية بأداء (BER) أثناء عمل قمع (PAPR)، وليس لها تأثير كبير على كما يوضح الطيف الترددي لإشارات (GFDM) وتحليل النظرية ونتائج المحاكاة أداءها وفعاليتها.
(GFDM) هو نوع من أشكال الموجة النموذجية التي تعتمد على التشكيل متعدد الموجات الحاملة وإشارة الناتج هي إشارات حاملة فرعية متعددة، وبالتأكيد سوف يحدث (PAPR) مرتفع جدًا بحيث لا يمكن لمضخم الطاقة الوصول بسهولة إلى التشبع، وذلك لإحداث تشويه غير خطي للإشارة ويقلل من أداء (BER) للنظام.
ملاحظة:“PAPR” هي اختصار لـ “Peak-to-average power ratio” و”DHT” هي اختصار لـ “distributed hash table”.
كيفية عمل قمع PAPR لإشارة GFDM
يزيد في الوقت نفسه من تسرب الطاقة خارج النطاق وبالتالي مدى فعالية قمع ذروة الطاقة المتوسطة نسبة أنظمة (GFDM) ويكون التمرير لتحسين وظيفة نظامية واحدة من المشاكل الرئيسية، يتم التعامل مع تسلسل البيانات المعقدة لكل إرسال فتحة باستخدام مصفوفة ترميز مسبق متعامدة، ويقلل كل تسلسل ارتباط بينهم بحيث يصل تقليل الطاقة اللحظي لإشارات (GFDM) إلى الغرض من قمع أنظمة (GFDM PAPR).
من أجل القضاء بسبب التداخل بين الموجة الحاملة (ICI) في الناقل البيني وبشكل عام لاستخدام مطابقة مرشح ثلاثة أنواع من أوزان مستقبل (GFDM) الخطي مثل المستقبل (MF)، ومستقبل بدون تأثير (ZF) وعلى الأقل مستقبل الخطأ المتوسط المربع (MMSE) يتم بناء أنظمة (GFDM) وإرسال البيانات.
لتقليل (PAPR) لنظام (OFDM) عندما يتم اعتماد خوارزميات (PAPR) القابلة للتقييد بناءً على مصفوفة الترميز المسبق في وقت مبكر، نظراً لأنّه يختلف عن (OFDM) في مبدأ توليد إشارات (GFDM) فإنّ إشارته الأولية هي كتل ثنائية الأبعاد من البيانات عبر نطاق الوقت وانتشار مجال التردد، لذلك لا يمكن تغطية الخوارزمية مباشرة في (GFDM) وتم تحسين تقنية محول المصفوفة للترميز المسبق، ويتم تطبيقها على أنظمة (GFDM).
يمكن ملاحظة القوة المعيارية اللحظية لإشارات (GFDM) والقدرة المعيارية لمرشح الموجة ونفسها، فإنّ ارتباط إشارة الناقل البيني لفرق فتحة زمنية واحدة وثيق الصلة، و(PAPR) هي قيمة الإشارة القصوى إلى متوسط القدرة لذلك يمكن أن يبدأ نظام الاختزال (PAPR) بشروط اثنين، أحدهما هو تقليل الطاقة الطبيعية لمرشح الموجة واثنان يكونان مثل مرشح شكل النبض، ومصفوفة خاصة للتحول الخطي المرحلة بين تدمير بيانات الإدخال الأصلية وتجعل القوة اللحظية للإشارة تتضاءل بحيث يتم تقليل (PAPR).
ملاحظة:“ICI” هي اختصار لـ “Inter-Carrier Interface” و”MF” هي اختصار لـ “Medium frequency”.
في النهاية، يتم إدخال التسلسل الثنائي في وحدة الإرسال (GFDM) في وضع مجزأ وطول كل مقطع يساوي طول رمز (GFDM) وتنفذ وحدة الإرسال (GFDM) رسم خرائط كوكبة، وتحويل تسلسلي متوازي وتعديل (GFDM) على التسلسل الثنائي المقاطع.
