اقرأ في هذا المقال
تُعد أنظمة تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM) حساسة جدًا لضوضاء الطور الناتجة عن عدم استقرار المذبذب، حيث يتم حل ضوضاء الطور إلى مكونين وهما خطأ الطور المشترك (CPE) والذي يؤثر على جميع القنوات الفرعية بالتساوي والتداخل بين الموجات الحاملة (ICI)، والذي ينتج عن فقدان التعامد للحاملات الفرعية.
أساسيات حساب خطأ الطور الشائع CPE
يتم توفير الأساليب والأنظمة ذات الصلة التي تكيف كثافة الإشارات المرجعية (PN) أو المسؤولون داخل إرسالات (OFDM) بطريقة ديناميكية أو شبه ثابتة بناءً على أداء طريقة تعويض (CPE)، ويمكن تكييف كثافة الإشارات المرجعية (PN)، بالإضافة إلى ذلك يمكن لجهاز استقبال على سبيل المثال واحد أو أكثر من تجهيزات المستعمل (UE) إرسال رسائل تحكم مرة أخرى إلى جهاز إرسال، وتشير إلى مستوى الأداء المرتبط بأساليب تعويض (CPE) المستخدمة.
يمكن تقليل عدد الرموز خلال مدة زمنية بما في ذلك الإشارات المرجعية (PN) بواسطة جهاز الإرسال طالما استمرت طريقة تعويض (CPE) بمساعدة الدليل في توفير الأداء المناسب، وبمجرد إزالة جميع الإشارات المرجعية (PN) يمكن استخدام طريقة تعويض (CPE) العمياء طالما استمرت في تقديم أداء مناسب، كما يمكن أيضاً تنفيذ اختلافات أخرى مع الاستمرار في الاستفادة من تقنيات تقدير الأعمى.
أمّا لكل رمز يتم تقدير ضوضاء الطور باستخدام خوارزمية عمياء، حيث أنّه يمكن استخدام واحد أو أكثر من مقدرات (PN) المختلفة لتقدير (CPE) الأعمى ويتم استخدام طريقة تقدير الحد ومتوسط، حيث يتم تحديد نقاط معدل الذكاء المستلمة وداخل كل منطقة حد، ويتم حساب متوسط طور المكونين (I) و(Q) لاشتقاق تقدير (CPE).
يمكن أيضاً استخدام طريقة تقدير (PN) لقانون الطاقة، حيث يتم رفع نقاط الذكاء المستلمة إلى قوتها (Mth) ويتم حساب متوسط النتيجة ثم معالجتها لاحقًا لاشتقاق تقدير (CPE)، كما يمكن أيضاً استخدام طرق تقدير (PN) الأعمى دون الحاجة إلى إشارات مرجعية (PN) لتوفير تقدير (CPE)، ومثال على طريقة تقدير قانون القوة الرابعة التي يمكن استخدامها في كوكبة (QAM).
- “UE” هي اختصار لـ “User Equipment” و”QAM” هي اختصار لـ “Quadrature Amplitude Modulation”.
- “PN” هي اختصار لـ “Phase Noise” و”ICI” هي اختصار لـ “Inter Carrier Interference”.
- “CPE” هي اختصار لـ “common phase error” و”OFDM” هي اختصار لـ “Orthogonal Frequency Division Multiplexing”.
كيفية حساب خطأ الطور الشائع CPE
يتم ضبط تقدير (CPE) المبدئي على صفر، ويتم تحديد مجموعة من مناطق القرار وكما يمكن تحديد مجموعة من ثماني مناطق من كوكبة تشكيل (16-QAM)، كما يتم استخراج البيانات لجميع الموجات الحاملة الفرعية للبيانات داخل إحدى المناطق المحددة، بحيث يمكن استخراج جميع ناقلات البيانات الفرعية ذات الحجم الحقيقي (I) داخل المنطقة.
يتم تقدير (CPE) على مجموعة البيانات المستخرجة للحصول على تقدير (CPE) الجزئي، بحيث يمكن تطبيق خوارزمية ملائمة خطية على البيانات المستخرجة، كما تتضمن أمثلة مخططات التركيب الخطي تقدير المربع الأقل والاحتمال الأقصى والانحدار الخطي البايزي (π) ومخططات التركيب الخطي الأخرى، كما تتكرر المعالجة لتغطية جميع المناطق المتبقية المحددة للحصول على تقدير (CPE) جزئي لكل منطقة.
يتم دمج جميع تقديرات (CPE) الجزئية من مناطق العتبة التي تم الحصول عليها عن طريق حساب المتوسط لإنشاء تقدير نهائي أعمى لـ (CPE)، كما يمكن أيضًا استخدام قيم ومناطق مختلفة ويمكن أيضاً تعديل عدد مناطق العتبة، وتجدر الإشارة إلى أنّه يمكن استخدام النماذج فيما يتعلق بمجموعة متنوعة من مخططات الإرسال القائمة على (OFDM) لأنظمة الاتصالات (RF).
كما إنّ “التردد اللاسلكي” أو الاتصالات اللاسلكية تعني إشارة كهربائية أو كهرومغناطيسية تنقل معلومات مفيدة ولها تردد من حوالي (3 كيلوهرتز) إلى آلاف جيجاهيرتز (GHz)، بغض النظر عن الوسيط الذي يتم من خلاله نقل هذه الإشارة، ويمكن إرسال الإرسالات القائمة على (OFDM) من خلال مجموعة متنوعة من الوسائط وعلى سبيل المثال الهواء والفضاء الحر والكابل المحوري والألياف الضوئية والأسلاك النحاسية والطبقات المعدنية، أو وسائط إرسال الترددات الراديوية الأخرى.
يمكن استخدامها لإرسالات الموجات المليمترية (مم) بين (30 جيجاهرتز) – (300 جيجاهرتز) ذات أطوال موجية من (1 مم) – (10 مم)، وعلى سبيل المثال نطاق إرسال من (71 جيجاهرتز) إلى (76 جيجاهرتز) إذا تم استخدام التشكيل القائم على (OFDM) من أجل إرسالات الموجة مم، وبالإضافة إلى ذلك من المرجح أن تكون مفيدة لحلول (5G) حتى (40 جيجاهرتز)، حيث يتم تنفيذ التشكيلات القائمة على OFDM.
كما تستفيد نطاقات التردد (5G) والنطاقات حول (28 جيجاهرتز) و(39 جيجاهرتز) أو نطاقات أو نطاقات تردد أخرى، حيث يُستخدم التشكيل القائم على (OFDM) لإرسالات الترددات الراديوية من تقنيات تعويض (CPE) ويتضمن مسار إرسال ومسار استقبال، بحيث يتضمن مسار الإرسال دوائر معالجة متعددة (FPGA)، وجهاز إرسال النطاق الأساسي ومحول (IF upconverter) وجهاز إرسال (RF).
كما يشتمل مسار الاستقبال على مستقبل (RF)، ومحول خفض التردد (IF) ومستقبل النطاق الأساسي و(FGPA) متعدد دائرة المعالجة، ويمكن تحديد موقع مسار الإرسال ومسار الاستقبال المتصلين ببعضهما البعض في أجهزة مختلفة كالمحطة الأساسية ومعدات المستخدم للاتصالات الخلوية، وإذا كانت الاتصالات ثنائية الاتجاه مطلوبة يمكن أن تشتمل كل من الأجهزة المختلفة على مسار إرسال ومسار استقبال.
- “FGPA” هي اختصار لـ “Field programmable gate arrays”.
- “RF” هي اختصار لـ “Radio Frequency”.
- “IF” هي اختصار لـ “Intermediate Frequency”.
مبدأ حساب خطأ الطور الشائع CPE
يتم توفير الطرق والأنظمة ذات الصلة لتقدير (CPE) بمزيج من الخوارزميات العمياء والمدعومة بالدليل، حيث تحتوي بعض الرموز على إشارة مرجعية (PN) ولا تحتوي بقية الرموز على إشارة مرجعية (PN)، وتُستخدم خوارزمية تقدير (CPE) بمساعدة تجريبية لتلك الرموز، حيث توجد إشارة (PN) المرجعية ويتم تنفيذ خوارزمية تقدير (CPE) العمياء لتلك الرموز التي لا توجد فيها إشارة مرجعية PN.
بالإضافة إلى ذلك يمكن أيضاً استخدام خوارزمية تقدير أعمى (CPE)، حيث توجد إشارة مرجعية (PN)، لذلك يتم استخدام توليفة من تقدير (CPE) الأعمى والمساعد التجريبي لتعويض (PN)، ويتم توفير الطرق والأنظمة ذات الصلة التي تقوم بتكييف كثافة الإشارات المرجعية (PN) داخل إرسالات (OFDM)، بطريقة ديناميكية أو شبه ثابتة بناءً على أداء طريقة تعويض (CPE) بمساعدة الدليل البحت، وطريقة تعويض (CPE) العمياء أو طريقة التعويض الأعمى (CPE) بمساعدة تجريبية.
يمكن تكييف الكثافة مع الوقت أو التردد، وعلى سبيل المثال يمكن تقليل عدد الرموز خلال فترة زمنية بما في ذلك الإشارات المرجعية (PN) طالما استمرت طريقة تعويض (CPE)، بمساعدة تجريبية في توفير الأداء المناسب، وبمجرد إزالة جميع الإشارات المرجعية (PN) يمكن استخدام طريقة تعويض (CPE) العمياء طالما استمرت في تقديم أداء مناسب.
