طرق الاتصال بين CCFI وPCFICH في نظام اتصال لاسلكي

اقرأ في هذا المقال


يتم اعتماد طريقة لإرسال مؤشر تنسيق قناة التحكم (CCFI) والمعروف أيضاً باسم قناة مؤشر تنسيق التحكم المادي (PCFICH) في حالة أنّ طول (CCFI) المشفر ليس عدداً صحيحاً مضاعفاً لثلاثة، بما في ذلك تعيين مجموعة من بتتين (CCFI) في دفتر رموز مع كل كلمة كود مكونة من ثلاث بتات، وكذلك توليد سلسلة من الكلمات المشفرة المختارة من الكود بتكرار كلمة كود المكون المختارة لأوقات محددة سلفاً.

أساسيات الاتصال بين CCFI وPCFICH

يتم توليد كلمة مشفرة عن طريق ربط تسلسل كلمات كود المكون المختارة مع بتات (CCFI) الأصلية، كما يتم تحويل الكلمة المشفرة التي تحمل معلومات (CCFI)، وتتضمن الطريقة أيضًا خطوة لإنشاء تبديل لكل كلمة من الكلمات المشفرة الأربعة عن طريق تخصيص تكرارات (K) لكلمة رمز، مكون من ثلاث بتات لعدد وحدات مورد K على التوالي وتعيين بتات K المتبقية لكل من الكلمات المشفرة الأربعة بشكل منفصل إلى الرقم من وحدات الموارد K.

تعد تقنية تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM) تقنية لتعدد إرسال البيانات في مجال التردد، حيث تُحمل رموز التشكيل على الموجات الحاملة الفرعية للتردد، وإجمالي عرض النطاق في نظام (OFDM) مقسم إلى وحدات تردد ضيقة النطاق تسمى الموجات الحاملة الفرعية، أمّا عدد الموجات الحاملة الفرعية يساوي حجم (FFT / IFFT N) المستخدم في النظام.

بشكل عام يكون عدد الموجات الحاملة الفرعية المستخدمة للبيانات أقل من N لأنّ بعض الموجات الحاملة الفرعية الموجودة على حافة طيف التردد محجوزة كموجات حاملة فرعية حراسة، كما لا يجوز إرسال أي معلومات على الموجات الحاملة الفرعية الحامية، ويتضمن النظام الراديوي الخلوي النموذجي مجموعة من المحطات القاعدية الثابتة (BS) التي تحدد منطقة تغطية راديوية أو خلية.

ويرجع ذلك إلى حقيقة أنّه في الترددات الحاملة العالية المستخدمة عادةً في الاتصالات اللاسلكية الخلوية وتؤدي التغييرات الصغيرة في تأخيرات الانتشار التفاضلي، إلى إحداث تغييرات كبيرة في مراحل الموجات الفردية، عندما تتحرك (MS) أو تحدث تغييرات في بيئة الانتثار فإنّ التغيرات المكانية في اتساع وطور الإشارة المركبة المستقبلة ستظهر نفسها على أنّها تغيرات زمنية تُعرف باسم خبو رايلي أو الخبو السريع.

  • “CCFI” هي اختصار لـ “Control Format Indicator Channel”.
  • “PCFICH” هي اختصار لـ “Physical Control Format Indicator Channel”.
  • “BS” هي اختصار لـ “Base Station”.
  • “MS” هي اختصار لـ “Mobile station”.
  • “IFFT” هي اختصار لـ “Inverse Fast Fourier Transform”.
  • “OFDM” هي اختصار لـ “Orthogonal Frequency Division Multiplexing”.

مبدأ الاتصال بين CCFI وPCFICH

تتطلب طبيعة القناة اللاسلكية المتغيرة بمرور الوقت نسبة إشارة إلى ضوضاء عالية جدًا (SNR) من أجل توفير موثوقية الخطأ في البتات أو أخطاء الحزمة المطلوبة، ويستخدم التنوع على نطاق واسع لمكافحة تأثير التلاشي السريع، والفكرة هي تزويد جهاز الاستقبال بنسخ متماثلة متعددة باهتة للإشارة الحاملة للمعلومات نفسها.

على افتراض الخبو المستقل لكل فرع من فروع الهوائي، فإنّ احتمال أن تكون نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) اللحظية أقل من عتبة معينة في كل فرع هو (pL) تقريبًا، حيث (p) هو احتمال أن تكون نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) اللحظية أقل من عتبة معينة على كل فرع من فروع الهوائي، كما يمكن تحقيق التنوع المكاني باستخدام هوائيات إرسال أو استقبال متعددة، ويتم اختيار الفصل المكاني بين الهوائيات المتعددة بحيث تتعرض فروع التنوع للخبو مع ارتباط ضئيل أو معدوم.

يستخدم تنوع الإرسال هوائيات إرسال متعددة لتزويد المستقبل بنسخ متماثلة متعددة غير مرتبطة من نفس الإشارة، ويمكن أيضاً تقسيم مخططات تنوع الإرسال إلى تنوع إرسال حلقة مفتوحة ومخططات تنوع إرسال حلقة مغلقة، حيث في نهج تنوع الإرسال ذي الحلقة المفتوحة لا يلزم الحصول على تغذية مرتدة من جهاز الاستقبال، أمّا في ترتيب معروف لتنوع إرسال حلقة مغلقة يحسب المستقبل تعديل الطور والسعة الذي ينبغي تطبيقه على هوائيات المرسل لتعظيم قدرة الإشارة المستقبلة عند المستقبل.

في ترتيب آخر لتنوع إرسال الحلقة المغلقة المشار إليه باسم تنوع إرسال الاختيار (STD) يوفر المستقبل معلومات التغذية المرتدة إلى المرسل على الهوائيات لاستخدامها في الإرسال، وتُعد تقنية تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM) تقنية لتعدد إرسال البيانات في مجال التردد، كما تُحمل رموز التشكيل على الموجات الحاملة الفرعية للتردد.

  • “SNR” هي اختصار لـ “Signal to Noise Ratio”.
  • “STD” هي اختصار لـ “send choice Diversity “.

تطور الاتصال بين CCFI وPCFICH

في سلسلة الإرسال يتم تشكيل إشارات التحكم أو إشارات البيانات بواسطة المغير والإشارات المشكّلة هي إشارات تسلسلية إلى متوازية محولة بواسطة محول تسلسلي إلى متوازي، ووحدة تحويل فورييه سريع معكوس (IFFT) تُستخدم لنقل الإشارة أو البيانات المشكلة من مجال تردد إلى مجال زمني، وتكون الإشارات المشكّلة المنقولة إلى المجال الزمني متوازية إلى متسلسلة محولة بواسطة محول متوازي إلى تسلسلي.

تطبق الإشارات من مرحلة إدخال البادئة الدورية (CP) على المرسل وحدة معالجة الواجهة الأمامية ومضخم التردد اللاسلكي ثم هوائيات مفردة أو متعددة، لذلك يتم استقبال الإشارات المرسلة بواسطة سلسلة جهاز الإرسال بواسطة سلسلة الاستقبال، وفي سلسلة الاستقبال  بافتراض تزامن الوقت والتردد المثاليين تتحقق (hronization)، يتم تطبيق الإشارات المستقبلة عن طريق استقبال هوائيات فردية أو متعددة على وحدة معالجة الواجهة الأمامية للمستقبل، وتتم معالجتها في مرحلة إزالة البادئة الدورية (CP) التي تزيل البادئة الدورية (CP) للإشارة المستقبلة.

الإشارات التي تتم معالجتها في مرحلة إزالة البادئة الدورية (CP) يتم تحويلها بشكل تسلسلي إلى متوازي بواسطة محول تسلسلي إلى متوازي، كما تنقل وحدة تحويل فورييه السريع (FFT) الإشارات المستلمة من المجال الزمني إلى مجال التردد لمزيد من المعالجة، بما في ذلك التحويل المتوازي إلى التسلسلي بواسطة محول موازي إلى تسلسلي وإزالته عن طريق مزيل الإشارة، ويتضمن النظام الراديوي الخلوي النموذجي مجموعة من المحطات القاعدية الثابتة (BS)، والتي تحدد منطقة تغطية راديوية أو خلية.

نموذجياً، يوجد مسار انتشار راديوي غير خط البصر (NLOS) بين محطة قاعدة ومحطة متنقلة بسبب كائنات طبيعية ومن صنع الإنسان تقع بين المحطة الأساسية والمحطة المتنقلة، ونتيجة لذلك تنتشر الموجات الراديوية عبر الانعكاسات والانحرافات والتشتت، كما تشهد الموجات القادمة إلى المحطة المتنقلة (MS) في اتجاه الوصلة الهابطة أي عند المحطة القاعدة في اتجاه الوصلة الصاعدة إضافات بناءة ومدمرة بسبب المراحل المختلفة للموجات الفردية.

ويرجع ذلك إلى حقيقة أنّه في الترددات الحاملة العالية المستخدمة عادةً في الاتصال اللاسلكي الخلوي تؤدي التغييرات الصغيرة، في تأخيرات الانتشار التفاضلي إلى إحداث تغييرات كبيرة في مراحل الموجات الفردية، وعندما تتحرك (MS) أو تحدث تغييرات في بيئة الانتثار فإنّ التغيرات المكانية في اتساع وطور الإشارة المركبة المستقبلة.

  • “NLOS” هي اختصار لـ “Non-Line-of-Sight”.
  • “CP” هي اختصار لـ “circular Period”.

المصدر: Introduction to Analog and Digital Communications/ Simon HaykinData Communication and Computer NetworkWIRELESS COMMUNICATIONS/ Andreas F. MolischTheory and Problems of Signals and Systems/ Hwei P. Hsu, Ph.D./ JOHN M. SENIOR Optical Fiber Communications Principles and Practice Third Edition


شارك المقالة: