مفتاح إزاحة الطور التفاضلي DPSK

تتم مقارنة أداء الوصول المتعدد لتقسيم الكود البصري “OCDMA” باستخدام مفتاح إزاحة الطور التفاضلي “DPSK” مع “OCDMA OOK”، وذلك بالمقارنة من حيث معدل خطأ البتات “BER” وقدرة المستقبل، حيث تم استخدام معدلي بت “155 ميجابت في الثانية” و”622 ميجابت في الثانية” لهذا التحليل.

ما هو مفتاح إزاحة الطور التفاضلي DPSK

مفتاح إزاحة الطور التفاضلي “DPSK”: هو نوع شائع من تعديل الطور الذي ينقل البيانات عن طريق تغيير طور الموجة الحاملة.

يُعد استخدام محاكاة “Opti System 7.0” ومقارنة مخطط العين والطيف البصري جنباً إلى جنب مع طاقة “BER” و”Rx” أهم الأمور في “DPSK”، كما وجد أنّ “OCDMA-DPSK” يعمل بشكل أفضل بالمقارنة مع “OCDMA-OOK”، حيث يوفر تحليل الأداء أيضاً معلمة لتصميم وتطوير نظام “OCDMA” لشبكة الوصول البصري باستخدام “DPSK”.

• “OOK” هي اختصار لـ “On-Off Keying”.

• “BER” هي اختصار لـ “bit error rate”.

• “OCDMA” هي اختصار لـ “optical code division multiple access”.

• “DPSK” هي اختصار لـ “Differential phase shift keying”.

• “Rx” هي اختصار لـ “Receive”.

خصائص مفتاح إزاحة الطور التفاضلي

• في “DPSK” يتم إزاحة مرحلة الإشارة المعدلة بالنسبة لعنصر الإشارة السابق، كما تتبع مرحلة الإشارة الحالة المرتفعة أو المنخفضة للعنصر السابق.

• لا يحتاج “DPSK” إلى ناقل متزامن أي متماسك عند مزيل التشكيل.

• يتم تعديل تسلسل إدخال البتات الثنائية بحيث تعتمد البتة التالية على البت السابقة.

• لذلك في المستقبل تُستخدم البتات السابقة المتلقاة لاكتشاف البت الحالية.

أساسيات مفتاح إزاحة الطور التفاضلي

يُعد “DPSK” بأنّه أحد أنواع تعديل الطور المستخدم لنقل البيانات عن طريق تغيير طور الموجة الحاملة حيث يتم نقل طور الإشارة المعدلة “e” إلى عنصر إشارة سابقة، ومرحلة الإشارة تتعقب الحالة المنخفضة أو العالية للعنصر السابق، كما لا يتطلب هذا النوع من مفاتيح تغيير الطور ناقلاً متزامناً على مزيل التشكيل.

و”DPSK” هو مخطط تعديل يسهل الاستخلاص غير المتماسك، ولا يدعم “PSK” هذا عادةً وبالتالي يتطلب إزالة تشكيل متماسكة فقط، كما يعني الاستخلاص المترابط أنّ الحامل الجيبي الذي يتم تشكيله بواسطة إشارة الرسالة للحصول على إشارة نطاق المرور، يجب أن يُعاد إنتاجه بطريقة ما عند طرف المستقبِل وبالتالي استخدامه لإزالة تشكيل إشارة نطاق المرور للحصول على الرسالة.

يمكن أن يصبح هذا أمراً صعباً لأنّه في كثير من الأحيان يكون تردد الموجة الحاملة للإشارة المستقبلة قد انحرف عن الأصل بسبب دوبلر وتأثيرات أخرى، لذا فإنّ استخدام نفس تردد الموجة الحاملة مثل الإشارة المرسلة سيعطي إشارة رسالة مزوَّدة بالضوضاء، ولكن نظراً لأنّ جهاز الاستقبال ليس لديه معرفة بما حدث أثناء الإرسال، فإنّ إنشاء الناقل المستلم ليس بالأمر السهل ويمكن للمرء استخدام “PLLs” للقيام بذلك.

يوفر تعديل “DPSK” مخرجاً عن طريق تعديل عمليات الإرسال بحيث يعتمد كل إرسال أيضاً على السابق ومن خلال هذه التقنية، ومن أجل إزالة تشكيل الإشارة الحالية في فترة زمنية للإرسال يمكن استخدام الإشارة المستقبلة في الفترة الزمنية السابقة كناقل محلي في النهاية المستقبلة لإزالة التشكيل حيث نظراً لأنّ انحرافات التردد تتساوى عادةً خلال الوقت الحالي والسابق فإنّها تلغي ويمكن إزالة تشكيل الإشارة.

ومع ذلك هناك أمر يجب الانتباه له من حيث أداء الضوضاء، لذا فإنّ ميزة “DPSK” هذه ليست مجانية في أنظمة الاتصالات ذات الضوضاء، كما يتطلب “DPSK” وقت تهيئة بت واحد في بداية كل إرسال للبيانات ويكون للحامل الجيبي المعدل “DPSK” نفس التعبير التحليلي لإشارة “PSK” الثنائية.

يُعتبر مفتاح التحول في الطور التفاضلي “DPSK” بأنّه مخطط تعديل رقمي يستخدم أنماط البت لتغيير طور الموجة بدلاً من ضبطها على قيمة جديدة، ونتيجةً لذلك يحدد مزيل التشكيل التغييرات في طور الإشارة المستقبلة بدلاً من المرحلة نفسها ممّا يجعل التنفيذ أسهل من “PSK”.

• “PSK” هي اختصار لـ “Phase-shift keying”.

• “PLL” هي اختصار لـ “phase-locked loop”.

نظرية مفتاح إزاحة الطور التفاضلي

مفتاح إزاحة الطور المستخدم للإرسال الرقمي يتم فيه تغيير طور الموجة الحاملة بشكل منفصل فيما يتعلق بمرحلة عنصر الإشارة السابق مباشرة ووفقاً للبيانات التي يتم إرسالها، كما يُعد مفتاح التحول في الطور التفاضلي شكلاً بديلاً من أشكال التضمين الرقمي، حيث يتم احتواء معلومات الإدخال الثنائي في الفرق بين عنصري إشارات متتاليين بدلاً من المرحلة المطلقة.

ومع “DPSK” ليس من الضروري استعادة ناقل متماسك في الطور، وبدلاً من ذلك يتأخر عنصر الإشارة المستقبَل بفاصل زمني واحد لعنصر الإشارة ثم يُقارن بعنصر إلرسال الإشرات المستقبَل التالي، كما يحدد الاختلاف في طور عنصري الإشارة الشرط المنطقي للبيانات.

المغير DPSK

• “DPSK” هي تقنية “BPSK“، حيث لا توجد إشارة طور مرجعي.

• في هذه الحالة، يتم استخدام الإشارة المرسلة نفسها كإشارة مرجعية.

• يتم تطبيق إدخال البيانات التسلسلية على مدخلات المشفر.

• يتم تطبيق إخراج المشفر على أحد مدخلات مُعدِّل المنتج.

• إلى المدخلات الأخرى لمعدل المنتج هذا، يتم تطبيق ناقل جيبي ذو سعة وتردد ثابت.

• العلاقة بين التسلسل الثنائي ونسخته المشفرة بشكل مؤجل لتسلسل بيانات مفترض “0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1”.

ملاحظة:“BPSK” هي اختصار لـ “Binary Phase Shift Keying”.

مزيل التشكيل DPSK

• في مزيل التشكيل “DPSK”، تتم مقارنة مرحلة البتة المعكوسة بمرحلة البت السابقة.

• يتم تطبيق إشارة “DPSK” المستلمة على مدخل واحد للمضاعف ويتم تطبيق نسخة متأخرة من إشارة “DPSK” المستلمة بفاصل زمني “Tb” على المدخل الآخر للمضاعف.

• ناتج الاختلاف يتناسب مع “cos (Φ)”، وهنا “Φ” هو الفرق بين زاوية طور الموجة الحاملة لإشارة “DPSK” المستقبلة ونسختها المتأخرة المقاسة في نفس فترة البتات.

• تم عرض زاوية المرحلة لإشارة “DPSK” ونسختها المتأخرة في الصفين الثالث والخامس على التوالي.

• يتم استخدام فرق الطور بين التسلسلين لكل فاصل بت لتحديد علامة ناتج مقارن الطور.

• عندما “Φ = 0″، يكون ناتج التكامل موجباً، بينما عندما “Φ = π” يكون ناتج التكامل سالباً.

• من خلال مقارنة ناتج التكامل مع مستوى القرار صفر فولت، يمكن لجهاز القرار إعادة بناء التسلسل الثنائي عن طريق تعيين رمز “0” للإخراج السالب والرمز “1” للإخراج الإيجابي.

مزايا DPSK

• لا يحتاج هذا التعديل إلى إشارات الموجة الحاملة في نهاية دائرة المستقبِل، لذلك فإنّ الدوائر المركبة ليست مطلوبة.

• يتم تقييم “BW” لمتطلبات “DPSK” بشكل منخفض لتشكيل “BPSK”.

• تعتبر أجهزة الاستقبال غير المتسقة بسيطة وغير مكلفة في البناء، وبالتالي فهي تستخدم على نطاق واسع في الاتصالات اللاسلكية.

ملاحظة:“BW” هي اختصار لـ “Band Width”.

عيوب DPSK

• معدل الخطأ في البتات أو احتمال الخطأ مرتفع في تباين “DPSK” مع “BPSK”.

• يكون تداخل الضوضاء في “DPSK” أكثر.

• يستخدم هذا التعديل بتتين متتاليتين مخصصتين لاستجابته، وبالتالي فإنّ الخطأ في البت الأولية يؤدي إلى حدوث خطأ في بت تالٍ وكذلك ينتشر الخطأ المتتالي.

تطبيقات مفتاح إزاحة الطور التفاضلي

• تشمل تطبيقات مفتاح تغيير الطور التفاضلي بشكل أساسي الاتصالات اللاسلكية مثل “RFID” و”WLAN” و”Bluetooth”.

• والتطبيق الشهير من بينها “Bluetooth“، حيث تم استخدام بدائل “DPSK” مثل “8-DPSK” و”π / 4 – DQPSK modulation”.

ملاحظة:“WLAN” هي اختصار لـ “Wireless Local Area Network”.

ملاحظة:“RFID” هي اختصار لـ “Radio Frequency Identification”.