في أنظمة الاتصالات المتنقلة الخلوية التي تستخدم التشكيلات المشفرة ترتبط كفاءة الطيف للنظام بعدد الشفرات المتاحة، وفي الآونة الأخيرة تم قبول رموز “CDMA” المتزامنة ذات المساحة الكبيرة “LAS” والتي تعرض منطقة تسمى نافذة خالية من التداخل “IFW” ضمن بعض فترات الانتشار المتأخر، وكأحد أنظمة الاتصال اللاسلكي من الجيل الرابع (4G).
أساسيات نظام DSCMA
إنّ عدد أكواد “LAS” المُصنَّعة منخفض جداً نظراً لنسبة التشغيل المنخفضة للتسلسل، لذلك تم اقتراح مخطط نفاذ متعدد مشفر فضاء ديناميكي “DSCMA”، حيث يستخدم التنوع المكاني من نظام الهوائي الذكي للتغلب على كفاءة الطيف المنخفضة في نظام “LAS CDMA”، وفي “DSCMA” تم اقتراح نسخة معدلة من رموز “LAS” تسمى رموز “LAS” حتى الثلاثية “LAS-ET”، كما تُستخدم هذه الرموز مع خوارزمية جديدة تسمى كود الفضاء الديناميكي “DSC”، والتي ستقلل من طول الشفرة بحيث يمكن زيادة كفاءة الطيف.
ومن خلال الاستفادة من تخصيص إعادة استخدام الشفرة الديناميكية في التنوع المكاني يمكن زيادة كفاءة الطيف للنطاق “DSCMA” بشكل كبير، وأهم خاصية في الأنظمة اللاسلكية عندما يتعلق الأمر بزيادة سعة النظام وكفاءة الطيف هي القضاء على التداخل، كما يعتبر الوصول المتعدد بتقسيم الكود “CDMA” نظاماً محدود التداخل وبرز النفاذ المكاني باستخدام الهوائي الذكي كتقنية واعدة لتحسين أداء أنظمة الاتصالات الخلوية.
ومن ثم فقد تلقى الوصول المتعدد بتقسيم الفضاء “SDMA” مؤخراً اهتماماً متزايداً بتحسين أداء الأنظمة اللاسلكية، وهذه الأنظمة محدودة التداخل عرضة لوقت وصول “TOA” وزاوية وصول “AOA” لإشارات المستعمل الفردية وبالتالي يمكن للحركة غير المنتظمة أن تقلل بشدة من أداء أنظمة “CDMA” و”SDMA”.
تم تصميم نهج جديد لنظام الوصول المتعدد المشترك الناشئ عن مزيج من أنظمة “CDMA” و”SDMA” ثم يتم فحص أداء النظام الخاص به، كما تم اعتماد نهج مبتكر لإزالة التداخلات الحالية في نظام الوصول المتعدد المشترك هذا، حيث يتم هنا استغلال تسلسلات الانتشار الخاصة بالمناطق الكبيرة المتزامنة حتى الثلاثية “LAS-ET” التي أظهرت نافذة خالية من التداخل “IFW” في ارتباطها.
ويتم استغلال التوقيع المكاني من الحزمة الأضيق للهوائي الذكي لدفع جميع إشارات الانتشار متعدد المسارات للوصول إلى “IFW” في إرسال الوصلة العكسية، وحجم “IFW” قابل للتكيف مع حجم عرض حزمة الهوائي الذكي من خلال خوارزمية كود الفضاء الديناميكي “DSC”، ومن ثم فإنّ مخطط التواقيع المزدوجة هذا يشكل مخطط وصول متعدد جديد يسمى نظام الوصول المتعدد لرمز الفضاء الديناميكي “DSCMA”.
- “DSCMA” هي اختصار لـ “Dynamic Space-Code Multiple Access”.
- “CDMA” هي اختصار لـ “Code Division Multiple Access”.
- “IFW” هي اختصار لـ “interfere free window”.
- “DSC” هي اختصار لـ “Digital selective calling”.
- “SDMA” هي اختصار لـ “Space-division multiple access”.
- “LAS” هي اختصار لـ “Synchronized large area”.
- “AOA” هي اختصار لـ “Arrival of angle”.
- “TOA” هي اختصار لـ “arrival of time”.
تطور نظام DSCMA
من طبيعة الترشيح المكاني لأنظمة الهوائيات الذكية يمكن تخصيص إعادة استخدام التسلسل الديناميكي في “DSCMA” لزيادة كفاءة الطيف، كما يتم ترتيب فترات النبضة غير الصفرية وطول التسلسل في “LAS-ET” بأرقام زوجية والتي أظهرت بعض التحسينات في الأداء في إرسال إشارات مفتاح إزاحة الطور الثلاثي ” TPSK” ، ومن ناحية أخرى فإنّ تسلسل الانتشار المشترك ومخطط التوقيع المكاني يطرح أيضاً إمكانية تطوير مخطط جديد لتقسيم الفضاء على الوجهين “SDD”.
وترسل الوصلات العكسية والأمامية ضمن حزمة أضيق من الهوائي الذكي وتتميز الوصلتان بتتابعات مختلفة من “LAS-ET”، كما تشير نتائج المحاكاة إلى أنّ سعة نظام الوصلة العكسية في “DSCMA” باستخدام تسلسلات الانتشار “LAS-ET” مع نظام الهوائي الذكي قد زادت بشكل كبير مقارنة بتتابعات الانتشار الثنائي التقليدية.
وأظهرت النتائج أيضاً أنّ كفاءة طيف “DSCMA” تزداد عند زيادة عدد العناصر في نظام الهوائي الذكي، كما يمكن استنتاج أنّ سعة النظام وكفاءة الطيف تزداد بشكل كبير من “DSCMA” باستخدام أنظمة الهوائيات الذكية بسبب مخطط إلغاء التداخل المثالي.
- “SDD” هي اختصار لـ “Significant Developmental Delay”.
- “TPSK” هي اختصار لـ ” triple Phase-Shift Keying “.
مبدأ عمل نظام DSCMA
يتم وصف نماذج نظام وطريقة لاختيار طيف الوصول الديناميكي المشترك في شبكة خلوية هنا بشكل عام، وإطار ديناميكي لتحقيق الفوائد الكاملة لأنظمة تقاسم التردد الديناميكي المقترحة، والقادرة على العمل عبر السلسلة الكاملة لسيناريوهات تقاسم التردد بحيث يمكن تخصيص أي قدر معقول من الطيف المتاح لأي مدة ممكنة للتقاسم الديناميكي مع مشغلي الشبكات الخلوية تم الكشف عنها.
كما يشتمل عنصر التحكم في اختيار الطيف الترددي ذي الوصول المشترك الديناميكي في شبكة خلوية على معالج تم تكوينه لتوصيل احتياجات الطيف إلى كيان اتخاذ قرار الطيف، ويتلقى من كيان اتخاذ القرار في الطيف فرصة تحديد الطيف الثانوي الأكثر فائدة ويقبل فرصة الطيف الثانوي المحددة من وسيط الطيف الترددي المرتبط بشكل اتصالي بكيان اتخاذ القرار في الطيف الترددي.
يتم نشر أنظمة الاتصالات اللاسلكية على نطاق واسع لتوفير أنواع مختلفة من محتوى الاتصال مثل الصوت والبيانات والوسائط الأخرى، وقد تكون هذه الأنظمة أنظمة وصول متعددة قادرة على دعم الاتصال مع مستخدمين متعددين من خلال مشاركة موارد النظام المتاحة وعلى سبيل المثال عرض النطاق الترددي وقدرة الإرسال.
كما تتضمن أمثلة أنظمة الوصول المتعدد هذه أنظمة الوصول المتعدد بتقسيم الكود “CDMA” وأنظمة الوصول المتعدد بتقسيم الوقت “TDMA“، وأنظمة الوصول المتعدد بتقسيم التردد “FDMA” وأنظمة التطور طويل المدى “3GPP (LTE)” والنفاذ المتعدد بتقسيم التردد المتعامد أنظمة”OFDMA”.
ويمكن للشبكات الخلوية مثل “LTE” أن تسمح للجهاز بالاتصال أو الاتصال بأجهزة أخرى، كما يمكن أن تشتمل شبكات “LTE” الحديثة على خلايا كبيرة وصغيرة، وتم تكوينها في تكوين شبكة غير متجانسة “Het Net”، كما يمكن تكوين المحطات الأساسية وعلى سبيل المثال العقدة المحسنة “eNodeBs” للخلايا الكبيرة والصغيرة للعمل على نطاقات تردد مختلفة، ويجب أن تكون نطاقات التردد أي الطيف المناسبة لأنواع مختلفة من محتوى الاتصالات متاحة لمحطة أساسية حتى يتمكن الجهاز من الاتصال أو الاتصال بأجهزة أخرى.
- “LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.
- “GPP” هي اختصار لـ “3rd Generation Partnership Project”.
- “TDMA” هي اختصار لـ “Time Division Multiple Access”.
- “FDMA” هي اختصار لـ “frequency division multiple access”.
- “OFDMA” هي اختصار لـ “Orthogonal frequency-division multiple access”.
مكونات نظام DSCMA
يتم استخدام كلمة نموذجي هنا لتعني بمثابة مثال أو مثال أو توضيح، أي تجسيد موصوف هنا على أنه نموذجي ليس بالضرورة أن يفسر على أنه مفضل أو مفيد على النماذج الأخرى.
تشير المصطلحات محطة اتصال ومحطة وجهاز محمول وجهاز محمول وجهاز لاسلكي ومعدات المستخدم “UE”، وكما هو مستخدم هنا إلى جهاز اتصال لاسلكي مثل الهاتف الخلوي والهاتف الذكي كمبيوتر لوحي أو محطة لاسلكية أو كمبيوتر محمول أو محطة المشترك لمعدل بيانات مرتفع “HDR” أو نقطة وصول أو محطة وصول أو أي جهاز نظام اتصالات شخصي آخر “PCS” وقد يكون الجهاز متحركاً أو ثابتاً.
قد يكون مصطلح نقطة الوصول كما هو مستخدم هنا هو محطة ثابتة، ويمكن أيضاً الإشارة إلى نقطة الوصول كعقدة وصول أو محطة قاعدة أو بعض المصطلحات المماثلة الأخرى المعروفة في المجال، كما قد يُطلق على محطة الوصول أيضًا اسم محطة متنقلة أو جهاز مستخدم “UE” أو جهاز اتصال لاسلكي أو بعض المصطلحات المماثلة الأخرى المعروفة في المجال.
- “HDR” هي اختصار لـ “Higher Degree by Research”.
- “PCS” هي اختصار لـ “Personal Communications Service”.
- “UE” هي اختصار لـ “user equipment”.
