نظام النفاذ المتعدد بتقسيم التردد المتداخل في الاتصالات IFDMA

يحدث قفزات التردد في نظام (IFDMA) من خلال استخدام كود تعديل (IFDMA) متغير بمرور الوقت، وعلى وجه الخصوص يستقبل المغير تدفق الرمز وشفرة تشكيل (IFDMA) الخاصة بالمستعمل (bi (t))، كما يشتمل خرج المشكِّل على إشارة (x (t)) موجودة عند ترددات معينة أو موجات حاملة فرعية، بحيث تعتمد الموجات الحاملة الفرعية الفعلية التي تستخدمها الإشارة (xi (t)) على تكرار كتل الرموز وشفرة التشكيل (IFDMA) المحددة المستخدمة.

ما هو النفاذ المتعدد بتقسيم التردد المتداخل IFDMA

النفاذ المتعدد بتقسيم التردد المتداخل (IFDMA): هو طريقة تشكيل متعددة الموجات الحاملة يمكن أن تفي بالعديد من المعايير للطبقة المادية، حيث يأخذ بعض الخصائص المرغوبة لكل من تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM) وتشكيل الموجة الحاملة الأحادية ويجمعها في نمط تشكيل محسن.

• “OFDM” هي اختصار لـ “Orthogonal Frequency Division Multiplexing”.

• “IFDMA” هي اختصار لـ “Interleaved frequency division multiple access”.

مبدأ عمل النفاذ المتعدد بتقسيم التردد المتداخل IFDMA

مع (IFDMA) تبدأ إشارة النطاق الأساسي كتدفق رمز إزاحة طور تربيعي وحيد الحاملة (QPSK) أو دفق رمز تشكيل اتساع تربيعي (QAM)، ونظراً لأنّ (IFDMA) يبدأ كمخطط موجة حاملة واحدة أي قبل الحجب والتكرار فإنّه يتمتع بنفس نسبة الذروة إلى المتوسط ​​مثل تشكيل الموجة الحاملة الفردية، ويوفر تنوعًا في الترددات.

ومع ذلك في مخطط (IFDMA) يجب على كل مستخدم الإرسال بنفس عدد الموجات الحاملة الفرعية، حيث بالإضافة إلى ذلك فإنّ القدرة على تردد القفزات غير موجودة، وهذا يمنع استخدام معدلات بيانات مختلفة من قبل مستخدمين مختلفين ويحد من مرونة (IFDMA) في نظام اتصال متقدم، لذلك هناك حاجة إلى مخطط تعديل محسّن يوفر درجة عالية من مرونة معدل البيانات وقفزات التردد، مع الحفاظ على التعامد ونسبة ذروة إلى متوسط ​​منخفضة.

يتم توفير طريقة وجهاز لتوفير نظام اتصالات (IFDMA) بقفزات التردد، بحيث يحدث قفزات التردد في نظام (IFDMA) من خلال استخدام كود تعديل (IFDMA) متغير بمرور الوقت، وعلى وجه الخصوص يستقبل المغير تدفق الرمز وشفرة تشكيل (IFDMA) الخاصة بالمستعمل (bi (t))، ويشتمل ناتج المشكِّل على إشارة (x (t)) موجودة عند ترددات معينة أو موجات حاملة فرعية.

تعتمد الموجات الحاملة الفرعية الفعلية التي تستخدمها الإشارة xi (t) على تكرار فدرات الرموز وشفرة التشكيل (IFDMA) المحددة المستخدمة، كما تشتمل الطريقة على خطوات استقبال تيار رمز وتلقي أول شفرة تشكيل (IFDMA) وفي فترة زمنية أولى يتم تعديل تدفق الرمز باستخدام أول شفرة تشكيل (IFDMA) لإنشاء إشارة موجودة عند المجموعة الأولى من الترددات.

ثم يتم استلام شفرة تشكيل (IFDMA) ثانية وفي فترة زمنية ثانية ويتم تشكيل تدفق الرمز مع شفرة تشكيل (IFDMA) الثانية لإنشاء إشارة ثانية موجودة في مجموعة ثانية من الترددات، كما يشمل على مكرر كتلة رمز يخرج تيار رمز متكرر للكتلة، ومولد متجه لشفرة التعديل يخرج شفرة تعديل (IFDMA) متغيرة بمرور الوقت، ومعدِّل IFDMA يستقبل تيار الرمز المتكرر للكتلة وتغيير الوقت.

وكود التشكيل وإخراج إشارة موجودة عند مجموعة من الترددات التي تعتمد على شفرة تشكيل (IFDMA) حيث يشمل بالإضافة إلى ذلك محول النطاق الأساسي، الذي يستقبل إشارة (IFDMA) ذات التردد القافز ويخرج إشارة النطاق الأساسي المفلترة الموجودة في تعدد الترددات، ومزيل التشكيل الذي يستقبل كود تعديل متغير بمرور الوقت وتعدد الترددات، وناتج إشارة مُزالة التشكيل على أساس على كود التعديل المتغير بمرور الوقت.

• “QAM” هي اختصار لـ “Quadrature Amplitude Modulation”.

• “QPSK” هي اختصار لـ “Quadrature Phase Shift Keying”.

كيفية حساب النفاذ المتعدد بتقسيم التردد المتداخل IFDMA

مع (IFDMA) تبدأ إشارة النطاق الأساسي كتدفق رمز إزاحة طور الموجة الحاملة (PSK) أو دفق رمز تشكيل اتساع التربيع (QAM)، كما يتم تجميع الرموز في كتل تتكرر L مرات عبر مكرر قبل الترشيح وعادةً مع مرشح جذر مرتفع والإرسال، حيث L هي عدد صحيح ويؤدي تكرار فدرات الرموز إلى أن يكون طيف الإشارة المرسلة غير صفري فقط عند بعض ترددات الموجة الحاملة الفرعية أي كل موجة حاملة فرعية Lth.

وبالتالي، فإنّ طيف الإشارة المرسلة قبل تشكيل النبضة يشبه ما يمكن رؤيته إذا تم تشكيل رموز البيانات فقط على كل موجة حاملة فرعية (Lth) لإشارة تعديل تقسيم التردد المتعامد (OFDM)، وعلى وجه الخصوص يسمى هذا النوع من الإرسال (OFDM) أحياناً المتدحرج (OFDM)، ومع ذلك بعد تشكيل النبض ينخفض ​​طيف (IFDMA) بشكل أسرع مقارنة بـ (OFDM).

نظرًا لأنّ الإشارة تشغل واحدة فقط من كل الموجات الحاملة الفرعية L ويمكن لمجموعة L مختلفة من المستخدمين الإرسال في وقت واحد، كما ينطبق أيضًا على حالة مستخدمين مختلفين يستخدمون أحجام كوكبة مختلفة وعلى سبيل المثال (QPSK) و(M-ary QAM) و(8-PSK)، كما تظل إرسالات (IFDMA) متعامدة طالما أنّ:

• تشغل مجموعات مختلفة من الموجات الحاملة الفرعية، والتي يتم إنجازها بواسطة رموز التشكيل الخاصة بالمستخدم (IFDMA (bi (t))).

• يتم إضافة امتداد دوري أو فترة حراسة إلى الإرسال، حيث يكون الامتداد الدوري أطول من استجابة نبضة القناة.

• تتم مزامنة الإشارات مع جهاز الاستقبال في الوقت المناسب.

تطور عمل النفاذ المتعدد بتقسيم التردد المتداخل IFDMA

هكذا يستقبل المغير تدفق رمز وشفرة تشكيل (IFDMA) محددة للمستخدم (bi (t)) ويشار إليها أحيانًا على أنها مجرد شفرة تشكيل، ويشتمل ناتج المغير على الإشارة (x (t)) الموجودة عند ترددات معينة أو موجات حاملة فرعية، وتعتمد الموجات الحاملة الفرعية الفعلية التي تستخدمها الإشارة (xi (t)) على تكرار كتل الرموز وشفرة التشكيل المحددة المستخدمة.

وكذلك بتغيير شفرة التشكيل تتغير مجموعة الموجات الحاملة الفرعية، ومع ذلك بينما يؤدي تغيير bi (t) إلى تغيير الموجات الحاملة الفرعية المستخدمة للإرسال، تظل الطبيعة المتساوية التباعد بين الموجات الحاملة الفرعية، ينتج بشكل دوري رمز تعديل خاص بالمستخدم متغير بمرور الوقت يعتمد على المستخدم ويتم تحقيق قفزات التردد لمستخدم معين عن طريق التغيير الدوري لكود التعديل أي ثنائي.

تتمثل إحدى الطرق البديلة لتحقيق مستعملين متعددي المعدلات في تخصيص أكثر من رمز واحد لمستخدم معين والجمع الخطي للإشارات المشكّلة بالشفرة الفردية، ومع ذلك يمكن أن يعاني مثل هذا المخطط من نسبة ذروة إلى متوسط ​​كبيرة بسبب الإضافة الخطية لإشارات التشكيل.

بالإضافة إلى ذلك يمكن استخدام بروتوكولات الوصول المتعددة الأخرى، مثل الوصول المتعدد (TDMA) أو (CDMA) جنبًا إلى جنب مع مخطط IFDMA متعدد المعدلات، وفي حالة عدم استخدام قفزات ترددية تظل شفرة التشكيل الخاصة بالمستعمل (bi (t)) ثابتة لكل مستخدم، وينتج عن هذا أن تكون الإشارة المرسلة للمرسل غير صفرية عند ترددات حاملة فرعية معينة أي كل موجة حاملة فرعية رابعة لجميع فترات رمز (IFDMA).

وبالتالي فإنّ طيف الإشارة المرسلة لكل مستخدم قبل تشكيل النبضة، يشغل نفس الموجات الحاملة الفرعية على مدار جميع فترات الرموز، وهو مشابه لما يمكن رؤيته إذا تم تشكيل رموز البيانات فقط على كل موجة حاملة فرعية رابعة لتشكيل تقسيم التردد المتعامد (OFDM) الإشارة.

• “CDMA” هي اختصار لـ “Code-Division Multiple Access”.

• “TDMA” هي اختصار لـ “Time Division Multiple Access”.