كيفية ترشيح تعدد الإرسال المتعامد بتقسيم التردد OFDM

يتم توفير طرق لإرسال الإشارات في الشبكات اللاسلكية، حيث تشتمل الطريقة على إرسال إشارة تعدد إرسال بتقسيم متعامد للتردد (f-OFDM) مُرشَّحة وخطوة ثانية لإرسال إشارة (f-OFDM)، كما يتم توصيل أول إشارة (f-OFDM) وإشارة (f-OFDM) الثانية وفقًا لمباعدة موجات حاملة فرعية مختلفة، ويتم أيضاً توفير المعدات اللازمة لتنفيذ هذه الطريقة.

ما هو نظام تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد المرشح F-OFDM

تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد المرشح (F-OFDM): هو أحد أكثر تقنيات التضمين متعدد الموجات الظاهرة (MCM) للجيل الخامس وما بعد الاتصالات اللاسلكية، ومع ذلك فهي تمتلك نسبة عالية من الذروة إلى متوسط ​​القدرة (PAPR) ممّا يؤدي إلى ضعف أدائها.

ملاحظة: “PAPR” هي اختصار لـ “Peak-to-average power ratio”.

ملاحظة:“MCM” هي اختصار لـ “Multimedia Carrier Modulation”.

ملاحظة:“f-OFDM” هي اختصار لـ “filtered Orthogonal Frequency Division Multiplexing”.

أساسيات نظام تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد المرشح

يتم توفير تنسيقات مختلفة لتعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (f-OFDM) المرشحة لتحقيق المرونة الطيفية المطلوبة لدعم أنواع حركة المرور المتنوعة في شبكات الجيل التالي اللاسلكية، حيث يتم إنشاء شكل الموجة (f-OFDM) عن طريق تطبيق مرشح رقمي على شكل نبضة على إشارة تعدد إرسال بتقسيم متعامد للتردد (OFDM).

كما يتم استخدام تنسيقات أطر مختلفة لنقل أنواع مختلفة من الحركة والتكيف مع خصائص القناة أو المرسل أو المستقبل أو خلية الخدمة، حيث تستخدم تنسيقات الإطارات المختلفة مسافات مختلفة للحامل الفرعي (SC) أو أطوال بادئة دورية (CP)، كما تستخدم تنسيقات الإطارات المختلفة أيضًا فترات رمز مختلفة أو أطوال فاصل زمني للإرسال (TTI)، ويتم استخدام المصطلحين “تنسيق الإطار” و”بنية الإطار” بالتبادل.

يمكن أن يوفر استخدام تنسيقات رتل مختلفة مرونة طيفية مهمة، حيث تُخصص إشارة (f-OFDM) إلى نسق رتل مختلف، والتخصيصات هي خصائص البيانات المنقولة داخل كل إشارة (f-OFDM) وخصائص القناة الراديوية التي يتم من خلالها إرسال إشارة (f-OFDM) والمرسل المخصص لإرسال إشارة (f-OFDM)، وقد يعتمد على أي معايير مثل: خصائص المستقبل وخصائص المستقبل المخصص لاستقبال إشارة (f-OFDM) وما إلى ذلك.

يمكن أن يتحقق تخصيص نسق الرتل لإشارة (f-OFDM) بعدة طرق، حيث يتم تعيين نسق الرتل إلى مورد شبكة وإرسال إشارة (f-OFDM) على مورد الشبكة بناءً على هذا التعيين؛ لتحقيق تخصيص نسق الإطار المناسب، ويتم تعيين تنسيقات رتل مختلفة لنطاقات تردد فرعية مختلفة ويتم تخصيص إشارة (f-OFDM) لأي نطاق فرعي للتردد يتم تقابله بتنسيق الرتل المناسب.

ملاحظة:“TTI” هي اختصار لـ “Transmission Time Interval”.

كيفية تنسيق نظام تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد المرشح

يتم تعيين تنسيقات أرتال مختلفة لفترات زمنية مختلفة ويتم تخصيص إشارة (f-OFDM) لأي فترة زمنية بتنسيق الرتل المناسب، كما قد تكون تنسيقات الأرتال ذات المعلمات المختلفة في نفس النطاق الفرعي للتردد أو في نطاقات تردد فرعية مختلفة، ويمكن تخصيص نسق الرتل مباشرة لإشارة (f-OFDM) بغض النظر عن جدولة المورد.

يمكن استخدام تنسيق الإطار المخصص لإرسال إشارة (f-OFDM) عبر أي مورد مخصص لحمل إشارة (f-OFDM)، ويمكن أن يوفر ذلك متطلبات عامة أعلى مع تحقيق قدر أكبر من المرونة في الشبكة، حيث يتطلب تعديلًا مستمرًا لتنسيق الإطار الذي يتم تطبيقه على مورد الشبكة.

كما يشتمل التكوين (f-OFDM) على نطاقات تردد فرعية يتم من خلالها إرسال تنسيقات الإطارات المختلفة ويحتوي كل من تنسيقات الرتل المختلفة على توليفات مختلفة من معلمات الرتل، مثل: طول (CP) وفاصل (SC) ومدة الرمز وطول (TTI)، كما يتم تخصيص تنسيقات رتل مختلفة لنطاقات تردد فرعية مختلفة ويتم تخصيص النطاق الفرعي لتنسيق الرتل، بينما يتم تخصيص النطاق الفرعي لتنسيق الإطار.

يتم تخصيص تنسيقات رتل مختلفة للاتصال في فترات زمنية مختلفة في نفس النطاق الفرعي للتردد، حيث يتم تخصيص تنسيقات الرتل بطريقة تعدد الإرسال بتقسيم الوقت (TDM)، وتظهر المخططات المتناوبة من نسقين رتل على أنّها يتم توصيلها عبر النطاق الفرعي، في حين أنّ أي نمط من أنساق الرتل وأي عدد من أنساق الرتل المختلفة يجب إدراك أنه يمكن تخصيصها لنطاق فرعي للتردد.

ملاحظة:“TDM” هي اختصار لـ “Time division multiplexing”.

1- تخصيص تنسيق F-OFDM

يمكن توصيل تنسيقات أرتال مختلفة عبر موجات حاملة فرعية مختلفة من نفس النطاق الفرعي للتردد، كما يتم توصيل تنسيقات الرتل عبر موجات حاملة فرعية مختلفة من النطاق الفرعي للتردد، ويمكن أن يتغير عرض النطاق الترددي للنطاقات الفرعية للتردد بمرور الوقت.

يمكن تخصيص نسق الرتل لإشارة (f-OFDM) التي يتم توصيلها عبر واحد أو أكثر من نطاقات التردد الفرعية ويشتمل تكوين (f-OFDM) على نطاقات تردد فرعية يتم من خلالها توصيل تنسيقات إطارات مختلفة، حيث يحتوي كل تنسيق من تنسيقات الإطارات المختلفة على توليفات مختلفة من معلمات الإطار، مثل: طول (CP) وفاصل (SC) ومدة الرمز وطول (TTI)، ويتم تخصيص النطاق الفرعي للتردد تنسيق الرتل الافتراضي.

وفي الإطار قد يحتوي النسق على مجموعة قياسية من معلمات الرتل التي يعرفها الجهاز المتنقل، كما يمكن إرسال تنسيق الرتل الافتراضي بالتتابع في الوقت أو بشكل دوري، ويمكن أن يسمح ذلك للأجهزة المحمولة التي تدخل الشبكة اللاسلكية باستقبال إشارات في النطاق الفرعي للتردد، ويمكن استخدام النطاق الفرعي للتردد لتعيين تنسيق الإطار للنطاق الفرعي للتردد وكذلك لتعيين تنسيق الإطار للنطاق الفرعي للتردد.

كما أنّ التخصيص الديناميكي لشكل رتل للنطاق الفرعي للتردد يمكن أن يسمح بتخصيص تنسيقات رتل مختلفة لكل رتل إشارة (f-OFDM) حسب الرتل، كما يتم تخصيص تنسيق الإطار لإشارة (f-OFDM) الأولى التي يتم توصيلها عبر النطاق الفرعي للتردد، ويتم تخصيص تنسيق الإطار المخصص لإشارة (OFDM)، ويمكن أن يتغير عرض النطاق الترددي للنطاقات الفرعية للتردد بمرور الوقت.

2- إرسال تنسيقات F-OFDM

يتم إرسال إشارات (f-OFDM) ذات تنسيقات أرتال مختلفة مثل تلك التي يمكن إجراؤها بواسطة جهاز إرسال حيث يرسل المرسل إشارة (f-OFDM)، يتم توصيل إشارة (f-OFDM) عبر موجة حاملة فرعية بمباعدة حاملة فرعية مختلفة عن تلك الخاصة بإشارة (f-OFDM)، ويتم تخصيص تنسيقات أرتال مختلفة لإشارات (f-OFDM) مختلفة.

قد تتضمن المعايير المستخدمة لتخصيص نسق الرتل خصائص مختلفة مرتبطة بإرسال الإشارة وتشمل المعايير خصائص البيانات المنقولة داخل كل إشارة (f-OFDM)، مثل متطلبات زمن الانتقال ومتطلبات تحمل التأخير وأنواع الحركة وأنواع الخدمة، ويتضمن المرجع خصائص القناة الراديوية التي تُرسل من خلالها إشارة (f-OFDM)، مثل خصائص تأخير تعدد المسارات وخسارة المسار وما شابه.

في النطاق الفرعي داخل (f-OFDM) يمكن أن تتعايش تشكيلات بنية الرتل بنفس المباعدة بين الموجات الحاملة الفرعية ومدة الرمز الإجمالية، وتشمل النطاقات الفرعية (Inter-f-OFDM) تشكيلات ذات مباعدة حاملة فرعية مختلفة ومدد الرموز الإجمالية، وتحدث بنية الرتل الافتراضية ضمن موارد التردد الزمني المحددة مسبقًا ضمن النطاق الفرعي الافتراضي (f-OFDM).

في النهاية، إنّ الإرسال اللاسلكي (F-OFDM) يتم تعيين كل موجة حاملة فرعية داخل النطاق الفرعي إلى أحد هوائيات الإرسال، حيث أثناء نقل البيانات لاسلكيًا لا يوجد سوى هوائي واحد نشط يرسل طاقة على ذلك الناقل الفرعي في لحظة من الزمن وتبقى بقية الهوائيات صامتة (طاقة صفرية).