نظام مضاعفة تقسيم رمز التردد المتعامد في الاتصالات OFCDM

تهدف أنظمة الاتصالات المتنقلة المستقبلية إلى توفير نقل بيانات عالي السرعة للغاية ولا سيما في الوصلة الهابطة، وأصبح نظام تعدد إرسال الترددات المتعامدة ذات النطاق العريض وتقسيم الشفرة مع الانتشار ثنائي الأبعاد أي انتشار مجال التردد والوقت، تقنية واعدة جدًا للاتصالات اللاسلكية عالية السرعة نظرًا لمزاياها على (OFDM).

أساسيات نظام مضاعفة تقسيم رمز التردد المتعامد OFCDM

يتم فحص أداء التردد المتعامد المشفر توربيني وأنظمة تعدد الإرسال بتقسيم الكود (OFCDM) من خلال إلغاء التداخل متعدد الشفرات الناعم (MCI)، وكشف الحد الأدنى من متوسط ​​الخطأ التربيعي (MMSE) لإرسال الوصلة الهابطة في المستقبل اللاسلكي عالي السرعة مجال الاتصالات، ولتجديد إشارة التداخل الناعم يجب تعديل خوارزمية فك التشفير التوربيني التقليدية لتوفير قيم نسبة احتمالية التسجيل (LLR) لجميع البتات المشفرة.

استناداً إلى مخرجات (LLR) لوحدة فك الشفرة التوربينية يتم اقتراح وظيفتين للقرار الناعم وتسمى وظائف القرار الناعم (LLR) ووظائف القرار الغاوسي الناعم، كما يتم التحقق من الافتراضات الغاوسية المستخدمة لاشتقاق هاتين الوظيفتين اللينة من خلال نتائج المحاكاة، ويتم اقتراح طرق بسيطة لتقدير المعلمات المستخدمة في الوظائف اللينة في الأنظمة العملية.

عن طريق المحاكاة الحاسوبية تمت دراسة أداء إلغاء (MCI) الناعم على نطاق واسع ومقارنته بأداء الإلغاء الصعب، بحيث أنّه في قناة انتقائية عالية التردد يمكن أن يؤدي إلغاء (MCI) الناعم واكتشاف (MMSE) إلى تحسين أداء أنظمة (OFCDM) ذات التشفير التوربيني بشكل كبير، وتكررتان في فك التشفير التوربيني تكفيان لكل من وظائف القرار الثابت واللين.

تتفوق وظائف القرار الناعم المقترحة على وظيفة القرار الصعب مع ظروف القناة المختلفة ومعلمات النظام مثل ارتباط القناة ونوعية تقدير القناة، وعدد التكرارات في فك التشفير التوربيني وعامل تمديد مجال التردد وعلاوة على ذلك توفر وظيفة القرار الغاوسي الناعم أداءً أفضل من وظيفة القرار الناعم (LLR).

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

• “LLR” هي اختصار لـ “likelihood Ratio”.

• “OFCDM” هي اختصار لـ “Orthogonal Frequency Code-Division Multiplexing”.

• “MMSE” هي اختصار لـ “Minimum mean squared error”.

• “MCI” هي اختصار لـ “multi-code interference”.

مبدأ نظام مضاعفة تقسيم رمز التردد المتعامد OFCDM

يشبه تعدد الإرسال بتقسيم رمز التردد المتعامد (OFCDM) تعدد (MC-CDMA)، ولكن يمكن وضع الرقائق الناتجة عن نشر رمز واحد في فترات التردد والوقت، وبالتالي يُخصص كل رمز بيانات لعدد من الموجات الحاملة الفرعية وعدد من رموز (OFDM) لهذه الموجات الحاملة الفرعية، كما يمكن تغيير أبعاد هذه الكتلة ويمكن أن يكون هذا الانتشار (SF) في الوقت المناسب أو 1 في التردد أو العكس، أو أي توليفة أخرى تنتج شرائح SF.

كما يتم تعيين عامل الانتشار الكلي (SF) مع عامل الانتشار (SF time) في المجال الزمني وتكرار (SF) في مجال التردد، كما يتم تخصيص شريحة الرمز الأول لبيانات المستخدم بين الموجة الحاملة الفرعية الأولى التردد (SF) وأول رمز (OFDM) للوقت (SF)، وبالمثل يتم توزيع الرمز التالي لبيانات المستخدم وتخصيصه وتعيينه إلى الموجة الحاملة الفرعية التكرار (SF) التالية، ونفس رمز (OFDM) الخاص بوقت SF.

يتكرر هذا حتى تمتلئ جميع الموجات الحاملة الفرعية ببيانات المستخدم أي الرمز K يشغل الناقل الفرعي التكرار (SF) النهائي، وبالتالي يمكن إرسال رمز (OFDM) للوقت (SF) ويمكن توزيع الرمز (OFDM) التالي للوقت (SF) وإرساله بنفس الطريقة.

وبهذه الطريقة تملأ بيانات مستخدم واحد جميع الموجات الفرعية أي يجب أن يكون التكرار (N / SF) عددًا صحيحًا، وكما يمكن وصف (MC-CDMA) على أنّه نظام (OFCDM)، حيث تنتشر الرموز دائمًا بواسطة عامل (SF) في التردد وبنسبة 1 في الوقت المناسب.

• “SF” هي اختصار لـ “spread full”.

كيفية قياس الوقت من خلال OFCDM

اعتماد ميزة انتشار الطيف ثنائي الأبعاد على أساس نظام (OFCDM)، واستخدام رموز متعامدة ثنائية الأبعاد مختلفة والقياس والاستخدام مع الوقت الدقيق كاتصال على التوالي، كما يتم إجراء القياس الدقيق للوقت في قياس دقيق للطور بناءً على كل موجة حاملة فرعية في قناة الشفرة التجريبية، وهذه الطريقة التي يتم الحصول عليها بين العقدة الدقيقة في الخطأ الزمني، وكذلك النطاق الأكثر ضبابية الذي يؤثر على الوقت لا يتم قياسه ولا يؤثر على اتصال (LPI) العادي.

يتم استخلاص الإشارة النسبية لاتصال عملية التنفيذ بأكملها ويرتبط بشكل إضافي فقط ببعض حوسبة الخوارزمية ولا يرتبط بـ (FFT) والعكس والحساب المعقد مثل تحلل الميزة، وبالتالي يدرك المعامل قليل ويمكن الحصول عليه يمكن استخدام مكاسب تنوع ترددات زمنية مختلفة؛ لتحسين دقة تتبع التوقيت من خلال تباين عامل الانتشار، ويمكن أن تتكيف مع بيئات العمل المختلفة ويمكن أن تنفذ أيضًا بشكل مريح للغاية ويمكن استخدامها مباشرة في معدات التشويش الموزعة المتماسكة.

كما يتم استخدام الإشارة التجريبية في نظام (OFCDM) لتنفيذ دقة عالية بين قياس دقيق لخطأ العقدة والوقت والحصول على بين العقدة الدقيقة في الخطأ الزمني، والأكثر أهمية عدم قياس العفن الذي يؤثر على الوقت ونطاق اللصق ولا تؤثر على اتصال (LPI) العادي، وبالإضافة إلى إزالة تشكيل الإشارة النسبية للاتصال بعملية التنفيذ، يرتبط فقط بشكل إضافي ببعض حوسبة الخوارزمية ولا يرتبط بـ (FFT) والعكس.

تتميز طريقة القياس الدقيق للوقت المستندة إلى (OFCDM)، بأنّها تستخدم رموزًا متعامدة ثنائية الأبعاد مختلفة وتقوم على التوالي بقياس واستخدام وقت دقيق للاتصال، واعتماد كود نشر المجال الزمني في قناة الشفرة التجريبية كقياس للوقت الكثيف، وعلى أساس الدقة يتم قياس الوقت في قياس الطور الدقيق لكل ناقل فرعي، والخطوات الملموسة هي كما يلي:

أولاً: إرسال المحطة

إرسال دفق بيانات الاتصال من خلال التشفير والتشكيل والبيانات التجريبية بعد التعديل البيضاوي يمر عبر الطيف المنتشر للمجال الزمني مع النطاق الترددي المنتشر للطيف ذي البعد، ثم تنفيذ تعدد إرسال الشفرة وأخيراً اعتماد الوضع مرة أخرى (OFDM) التقليدي لضبط النظام، وبعد تحويل (IFFT) وفاصل حماية الإدخال ترجمة التردد والإرسال.

• “IFFT” هي اختصار لـ “Inverse Fast Fourier Transform”.

• “FFT” هي اختصار لـ “Fast Fourier Transform”.

ثانياً: محطة استقبال

يتم تحويلها لأسفل إلى إشارة النطاق الأساسي للإشارة المستقبلة وإزالة الفاصل الزمني للحماية ثم تنفيذ (FFT) والتحويل إلى النطاق الأساسي، ثم استخدام تعامد كود الطيف ثنائي الأبعاد لقناة الكود التجريبي وكود البيانات الرقمية قناة، وتقوم بإزالة انتشار التردد الزمني ثنائي الأبعاد ويجب أن تتصل بالحرف والبيانات التجريبية وتحصل قناة رموز الاتصالات على دفق البيانات الأصلي بعد إزالة التشكيل، وفك التشفير ويتم إجراء بيانات قناة الشفرة التجريبية مباشرة والقياس والاستخدام لوقت محدد.