نظام إلغاء التداخل في الاتصالات اللاسلكية Interference Cancellation

اقرأ في هذا المقال


غالباً ما توفر بعض جوانب أنظمة الاتصالات اللاسلكية بعض التكرار في الإرسال بين الوحدتين لمنع حدوث أخطاء في الإشارة المستقبلة، وعلى سبيل المثال في الإرسال بالوصلة العكسية (RL) من محطة متصلة (AT) إلى محطة أساسية (BS) في نظام اتصال لاسلكي (cdma2000)، يتم استخدام التكرار مثل ترميز رمز المعدل الكسري ورموز التكرار، وفي نظام (cdma2000) يتم تجميع الرموز المشفرة في أجزاء فرعية تُعرف باسم مجموعات التحكم في الطاقة (PCGs) ويتم نقلها عبر الهواء، مع تحديد عدد معين من (PCGs) للإطار.

أساسيات نظام إلغاء التداخل في الاتصالات اللاسلكية

إنّ تكرار الإشارة مثل تلك المستخدمة في (cdma2000) يمكن أن يسمح باسترداد إشارة مرسلة في وجود ضوضاء بدقة، فإنّ هذا التكرار قد يسمح لمستخدمين آخرين لنظام الاتصال اللاسلكي وقد يتسبب في تداخل غير ضروري مع (ATs) الأخرى التي تتواصل مع (BS) على الروابط العكسية الأخرى، كما يمكن أن يؤدي هذا التداخل إلى تقليل سعة النظام.

قد يشمل الإرسال بين الوحدتين إشارة مرور لها محتوى بيانات معروف وإشارة تجريبية، ويمكن أن تساعد إشارة المستقبل وعلى سبيل المثال (BS) في استعادة البيانات من إشارة المرور، ويتم إرسال الإشارة التجريبية المرسلة من أحد (AT) إلى (BS) عن طريق تداخل (AT) الآخر، ويمكن أن يتسبب في إشارات المرور والإشارات التجريبية، وقد يكون من المرغوب فيه توفير تقنيات لتحسين دقة إزالة تشكيل إشارة المرور وفك تشفيرها في وجود تداخل إشارة الدليل.

توفر بعض الأنظمة طريقة لاستعادة البيانات من الإشارة المستقبلة بما في ذلك الإشارة التجريبية للمستخدم الأول وإشارة التداخل، حيث تقدر الطريقة إشارة تجريبية من الإشارة المستقبلة وتوليد تقدير أولي للإشارة التجريبية، وإلغاء تقدير الإشارة التجريبية الأولية من الإشارة المستقبلة لتوليد أول إشارة ملغاة وتوليد إشارة تداخل من أول إشارة ملغاة، والتقدير لتوليد تقدير التداخل وإلغاء تقدير التداخل من الإشارة الأولى الملغاة لتوليد إشارة التداخل الملغاة، وإعادة تقدير الإشارة التجريبية من الإشارة الملغاة للتداخل وإشارة مشتقة من الإشارة المستقبلة وتولد بيانات من الإشارة المستقبلة.

كما تتوفر طريقة لاستعادة البيانات من الإشارة المستقبلة بما في ذلك الإشارة التجريبية للمستخدم الأول وإشارة التداخل، حيث تتضمن الطريقة المستخدم الأول من الإشارة المستقبلة وإنشاء أول تقدير للإشارة التجريبية من الإشارة المستقبلة، وإلغاء تقدير الإشارة التجريبية الأولية من الإشارة المستقبلة لتوليد أول إشارة ملغاة، وإزاحة أولى إعادة تقدير الإشارة التجريبية الأولى للمستخدم من الإشارة المشتقة من الإشارة المستقبلة لتوليدها تقدير إشارة تجريبية ثانٍ.

  • “AT” هي اختصار لـ “Access terminal”.
  • “BS” هي اختصار لـ “Base Station”.
  • “RL” هي اختصار لـ “reverse link”.
  • “PCG” هي اختصار لـ “power control group”.
  • “cdma2000” هي اختصار لـ “Code Division Multiple Access 2000”.

مبدأ نظام إلغاء التداخل في الاتصالات اللاسلكية

يتم استخدام تقدير الإشارة التجريبية الثاني للاشتقاق من الإشارة المستقبلة وإزالة تشكيل الإشارة واستعادة بيانات المستخدم الأول من الإشارة المستقبلة، وإذا نجح المستخدم الأول بناءً على البيانات التي تم فك تشفيرها بنجاح، وخطوة لإعادة البناء يتم إعادة بناء إشارة تجريبية وخطوة الإلغاء من الإشارة التجريبية الأولى المستقبلة للمستخدم.

ومع ذلك يتوفر جهاز لاستعادة البيانات من الإشارة المستقبلة التي تتضمن إشارة تجريبية للمستخدم الأول وإشارة متداخلة، ويشتمل الجهاز على توليد تقدير أولي وإلغاء التقدير الأولي من الإشارة المستقبلة لتوليد أول إشارة، والإشارة الملغاة وتقدير إشارة التداخل من الإشارة الملغاة الأولى لتوليد تقدير التداخل عن طريق إلغاء تقدير التداخل من الإشارة الملغاة الأولى؛ لتوليد إشارة إلغاء التداخل وإعادة تقدير الإشارة التجريبية للمستخدم الأول من إشارة التداخل الملغاة، ومن الإشارة المستقبلة باستخدام كتل التقدير أو إعادة الإعمار الأولية والمتبقية للإشارة التجريبية.

بالإضافة إلى ذلك يقوم جهاز استعادة البيانات من إشارة مُستقبلة من تكوين الجهاز على وسائل تنفيذ إلغاء تداخل الإشارة التجريبية من الدرجة الأولى للمستوى الأول للمستخدم إشارة؛ لتوليد أول إشارة ملغاة وتقدير وإلغاء إشارة التداخل من أول إشارة ملغاة، ويتم إزالة تشكيل الإشارة المشتقة من الإشارة المستقبلة باستخدام وسائل لتوليد إشارة مع التداخل الملغى، وإشارة المستخدم التجريبية الأولى المعاد تقديرها ومن الإشارة المستقبلة تعني استعادة بيانات المستخدم الأول.

يتم تصميم أنظمة الاتصال الحالية للسماح لعدة مستخدمين بالاتصال بوسيط اتصال مشترك باستخدام طريقة تخصيص قناة محددة، والعديد من عمليات تعدد الإرسال مثل الوصول المتعدد بتقسيم الوقت (TDMA) والنفاذ المتعدد بتقسيم التردد (FDMA) والنفاذ المتعدد بتقسيم الفضاء، والنفاذ المتعدد بتقسيم الاستقطاب والنفاذ المتعدد بتقسيم الكود (CDMA) وتقنيات أخرى مماثلة للنفاذ المتعدد، كما قد يتخذ تخصيص القناة أشكالًا مختلفة اعتماداً على تقنية الوصول المتعدد المحددة.

  • “TDMA” هي اختصار لـ “Time Division Multiple Access”.
  • “FDMA” هي اختصار لـ “Frequency-division multiple access”.
  • “CDMA” هي اختصار لـ “Code Division Multiple Access”.

تطور عمل نظام إلغاء التداخل في الاتصالات اللاسلكية

في نظام (FDMA) يتم تقسيم نطاق التردد بأكمله إلى عدة نطاقات فرعية صغيرة ويتم منح كل مستخدم نطاقاً فرعياً فريداً ومتصلاَ بوصلة اتصال، وبدلاً من ذلك في نظام (TDMA) يُمنح كل مستخدم نطاق التردد بأكمله خلال فترة زمنية متكررة دورياً، وفي نظام (CDMA) يُعطى كل مستخدم دائماً نطاق التردد بأكمله لكنّه يستخدم رموزاً لتمييز عمليات الإرسال.

في بعض تطبيقات نظام الاتصال، قد يكون (AT) في حالة تعرف باسم التسليم الناعم وعلى سبيل المثال يتصل (AT) في وقت واحد مع محطات (BS) متعددة على الوصلة الأمامية أو الوصلة العكسية، كما يظهر (AT) على أنّه في حالة تسليم سلس بين اثنين من (BS) ويمكن استقبال إرسال بالوصلة العكسية عبر (AT) بواسطة كل من المحطتين (BS)، ويمكن لأي من المحطتين (BS) أو كليهما إعادة أوامر التحكم في القدرة (PC) إلى (AT) وضبط قدرة إرسال (AT) التي تستطيع الإرسال.

في بعض التطبيقات قد تكون (BS) محطات قاعدية لجهاز الإرسال والاستقبال (BTS) التي تتواصل بشكل أكبر مع وحدة تحكم المحطة الأساسية (BSC) أو وحدة تحكم شبكة الراديو (RNC)، ويمكن أن يعالج (BSC) وتخصيص القنوات الراديوية بين (ATs)، ونتائج قياس جودة القناة من (AT) والتحكم في التسليم من (BTS) إلى (BTS).

يمكن تطبيق بعض تقنيات الأنظمة القائمة على (W-CDMA) أو (3GPP) أو (UMTS) ومعايير الاتصال اللاسلكي أو أي معيار اتصال آخر، وعلاوة على ذلك على الرغم من إمكانية الرابط العكسي لنظام اتصال لاسلكي تجدر الإشارة إلى أنّ التكنولوجيا لا تحتاج إلى أن تقتصر على الوصلة العكسية لنظام الاتصالات اللاسلكية، وقد يشير “المستخدم” على وجه التحديد إلى (AT) الذي يتصل مع (BS) على الرابط العكسي ولكن يمكن إظهار أي وحدة اتصال تتواصل مع أي وحدة أخرى عبر رابط اتصال.

  • “UMTS” هي اختصار لـ “Universal Mobile Telecommunications System” و”BTS” هي اختصار لـ “Base Transceiver Station”.
  • “W-CDMA” هي اختصار لـ “Wideband Code Division Multiple Access” و”RNC” هي اختصار لـ “Radio Network Controller”.
  • “BSC” هي اختصار لـ “base station controller” و”3GPP” هي اختصار لـ “Third Generation Partnership Project”.

المصدر: Introduction to Analog and Digital Communications/ Simon HaykinData Communication and Computer NetworkWIRELESS COMMUNICATIONS/ Andreas F. MolischTheory and Problems of Signals and Systems/ Hwei P. Hsu, Ph.D./ JOHN M. SENIOR Optical Fiber Communications Principles and Practice Third Edition


شارك المقالة: