وقد أصبحت تكنولوجيا المخرجات المتعددة المدخلات في العالم حجر الزاوية في الاتصالات اللاسلكية الحديثة، وهي أساس كل شيء من 4G LTE و 5G New Radio to Wi‐Fi 6 and beyond، وفي قلبها، تستغل المنظمة البحرية الدولية العديد من الموانع في كل من جهاز الإرسال والاستقبال لتعزيز البيانات وتحسين موثوقية الربط، وخدمة المزيد من المستعملين في آن واحد، ومع ذلك فإن القدرة الفعلية لنظام إم.

أساسيات قدرة البعثة

The theoretical capacity of a MIMO system is given by an extension of the Shannon —Hartley theorem. For a channel with N]t transmit and N

C = لوج ]2 det( I]N + (WW/N]t) HH

H is the ]Nr {FL:6]N

Key factors that influence H] include the ]rank (number of independent spatial streams that can be supported) and the condition number (which measures how wellconditioned the channel is for spatial multiplexing).

وثمة مفهوم هام آخر هو الترابط المكاني .() وعندما تكون الإشارات التي تصل إلى هوائيات مختلفة ذات صلة وثيقة للغاية (مثلاً، لأن الهوائيات قريبة جداً أو تفتقر البيئة إلى المفرقعات)، فإن المستوى الفعال للرتبة، وتعاني القدرة، على العكس من ذلك، فإن انخفاض الترابط (الرشاقة الغنية) يؤدي إلى زيادة القدرات المكانية.

شروط خط البصر )LOS(

وفي إطار خط نقي من بيئة البصر - مثل وصلة الموجات الدقيقة من نقطة إلى نقطة إلى نقطة معينة في الهواء المفتوح - جهاز الإرسال والاستقبال مرئية مباشرة لبعضها البعض مع الحد الأدنى من العقبات، ومصفوفة القناة H هي في الأساس في المرتبة 1 (جميع القيودات لها نفس التقدم التدريجي)، مما يعني أن النظام لا يمكن أن يدعم سوى منتج حي واحد على الرغم من ارتفاع مستوى القدرة على إحداث الاحتراق.

غير أن ظروف LOS ليست ضارة دائما، فإذا كانت صفائف الهوائي مصممة بعناية مع فترات المباعدة بين العناصر التي تخلق اختلافات في المرحلة يمكن قياسها عبر النطاقات المعروفة باسم " MIMO " أو ترتيبات " واسعة النطاق " - يمكن أن تزداد الرتبة الفعلية، ففي خمس مجموعات ثابتة من المواقع اللاسلكية، يمكن أن تحقق محطات قاعدية تضم مئات العناصر المتقادمة وجود ظروف متعددة مكانية، حتى في حدود مسافة.

ريتش ساتر بيئات

وتشتت بيئات التكاثر الأثرية التي يميزها العديد من المفكرين (البناء والأشجار والأثاث وما إلى ذلك) حيث تشرق البعثة حقاً وتبث الإشارات أشياء متعددة، وتخلق مسارات عديدة بين كل زوج من أزواج الهوائيات الملتقطة بواسطة أجهزة الإرسال، وتنتج هذه الحركة المتعددة القنوات المصفوفة H مع وجود مستوى عالٍ ومتوسط من الوصلات المكانية.

ومن أمثلة البيئات المتفرقة الغنية المناطق الحضرية الكثيفة، والمكاتب الداخلية التي توجد فيها مساحات عديدة تعكس أسطحها، والطابقيات المصانعية التي تحتوي على آلات معدنية، وفي هذه الظروف، يمكن لنظام 4x4 من طراز MIMO (أربعة أجهزة إرسال وأربعة أجهزة استقبال) أن يقترب من زيادة في القدرات على نظام وحيد هو نظام " ويفي " الحديث (802.11ac/ax) و5G NR

ومن المهم ملاحظة أن " التكاثر الثرائي " لا يضمن الأداء المثالي، وإذا كانت هذه القدرة منخفضة (على سبيل المثال على حافة الخلايا)، فإن المكاسب التي تنجم عن تعدد الأماكن يمكن أن تقابلها زيادة ضوضاء، وبالإضافة إلى ذلك، فإن قنوات التسلسل الزمني (مثلا بسبب المركبات المتحركة) تتطلب تقديرا سريعا للقناة وأسلوبا للتكيف، ومع ذلك، عندما تكون نظم الفرز الغنية قادرة على العمل على نحو صحيح.

شروط غير مباشرة (الاتفاقية)

(ب) الظروف غير المباشرة للبصر عندما يُحجب المسار المباشر بين جهاز الإرسال والاستقبال عن طريق عقبات مثل المباني أو التلال أو الجدران، ويعتمد الاتصال كلياً على الإشارات المعبرة أو المنشورة أو المتناثرة، وفي حين أن قنوات اتفاقية قانون البحار لا تزال توفر ثراء متعدد التعاطف، وبالتالي فإن العديد من المسارات المكانية - التي تعاني في كثير من الأحيان من ضعفين رئيسيين: .

الأثر على الطاقة النووية وإعادة التأهيل

ونظراً لأن الإشارة يجب أن تسافر عبر مسارات غير مباشرة، فإن فقدان المسار عادة ما يكون أعلى من الخسائر في LOS، حيث يقلل مستوى القدرة على إحداث الاحتياطات في كل مسار مكاني، كما أنه إذا كانت العائق كبير، وكانت الطرق المتفرقة قليلة (مثلاً، المعبر المهيمن الوحيد)، فإن القناة قد تصبح غير مكيفة، مع وجود قيم أو أكثر من القيم المفردة قرب الصفر.

سيناريوهات مشتركة لقانون البحار

Indoor NLOS is common in office buildings where walls and fabric direct sight between access points and devices. Outdoors, urban canyons often create NLOS for users behind buildings. In these environments, MIMO systems must fall back to diversity techniques (e.g., Alamouti coding) or rely on advanced receivers with interference cancellation to salvage usable capacity. For instance, 5G NR uses [FLT:

وعلى الرغم من التحديات، فإن قانون البحار لا يدمر دائما قدرة المنظمة البحرية الدولية، وفي بعض الحالات، يمكن أن يوفر التعددية التي تولدها الأفكار عددا معقولا من القنوات غير المتصلة بها، ويتمثل مفتاح تكييف مخطط النقل مع ظروف القنوات الفورية، باستخدام التغذية المرتدة من جهاز الاستقبال (مثلا توجيه معلومات الدولة إلى جهاز الإرسال أو مركز تكنولوجيا المعلومات) وبدون دقة CSIT، قد يضيع النظام الطاقة على المسارات التي تقل عن الكفاءة النظرية.

الاستراتيجيات الرامية إلى تحقيق أقصى قدر من قدرة البعثة في ظل ظروف التناسب

وقد وضع مهندسو الشبكات مجموعة من التقنيات لتكييف نقل هذه المنظمة إلى بيئة النشر، وهي منتشرة في كلا المعيارين (3GPP، وEEE 802.11)، والتنفيذات المتعلقة بممتلكات الملكية.

1 - التأشيرات

وفي ظروف LOS، يمكن أن يؤدي التضخيم الرقمي إلى إيجاد وصلة عالية المستوى، وتعوض جزئيا عن عدم وجود تعدد مكاني، وفي نظام " ناسا " ، يمكن أن يؤدي التلاعب بالمجموعات المتعددة إلى تحسين القدرة بالتركيز على أقوى المبعثرات.

2 - التعديلات والترميزات الإيجابية

وترصد النظم الحديثة باستمرار مؤشر جودة القناة (CQI) وتعديل نظام تعديل النظام (QPSK، 16 -QAM، 64 -QAM، 256 -QAM، إلخ) ومعدل الشفرة، وفي ظروف سيئة في مجال قانون البحار، تستخدم طريقة أقل من حيث الترسب مع تدوين أقوى للحفاظ على موثوقية الرابط، وإن كان ذلك في انخفاض معدلات البيانات المحيطة بالمسار، وفي عمليات الفرز الغنية، يمكن تطبيق جميع النماذج المكانية ذات النطاقات العالية.

3 - تعدد الأماكن والتمهيد

Inximise capacity, the transmitter uses a precodingmeldingmel (derived from CSIT) that aligns with the channel’s singular vectors. This is equivalent to diagonalising the MIMO channel into independent sub-ofchannels. The number of streams equals number of non-Fzero singular values of [1]

4 - تقنيات التنوع

وعندما لا تكون المكاسب المضاعفة المكانية ممكنة (مثلاً، في أعماق اتفاقية قانون البحار ذات الرتب المنخفضة)، يمكن أن تحسن تقنيات التنوع الموثوقية. ]]

5 - البعثة المتعددة الأطراف

ويخدم نظام " ميم " متعدد المستخدمين في آن واحد في نفس الوقت من موارد التردد، ويستفيد هذا الأسلوب من أن مختلف المستعملين كثيرا ما يجتازون ظروفا مختلفة للنشر، وحتى إذا كانت قناة كل مستخدم في المرتبة الأولى )مثلا، LOS(، فإن القناة الإجمالية للمستعملين يمكن أن تكون كاملة، مما يتيح تعددا مكانيا للمستعملين بدلا من التدفقات، وهذا سمة رئيسية في قنوات الاتصال الوطنية ذات الصلة بشبكة العالمية المتوسطة والشبكة العالمية.

6 - تقدير القناة والتغذية

ويواصل جهاز الاستلام، في نظم التعلم في شعبة الترددات، إرسال تقديرات كمية أو مؤشرات مصفوفة سابقة للبث إلى جهاز الإرسال، ويُستغل رد الفعل في شبكة " دوبلكس " ، ويُستخدم في نظام " توزع البيانات " ، ويؤثر رد الفعل الناجع على مدى قدرة النظام على التكيف؛

أمثلة ومعايير عالمية حقيقية

3GPP’s 5G NR specification defines a rich set of MIMO features tailored to different propagation conditions. For example, Reference Signal (RS) formations allow the base station to beamform — sounding signals to estimate the channel. The standard also supports [FLT: 128]cobased

وي - فاي 6 (802-11ax) (النظام الآلي للبيانات الجمركية) يستخدم المكتب مع وزارة شؤون المرأة في معالجة السيناريوهات مثل الملاعب المزدحمة أو المكاتب المفتوحة، ويتيح هذا المعيار وصولا إلى ثمانية مسارات مكانية ويدعم التلاعب الصريح بأجهزة الصوت باللقود، أما بالنسبة لحالات LOS الداخلية (مثل غرفة المعيشة ذات الرؤية المباشرة للمسار) فيساعدات في استخدام أفضل نمط من الميزات المكانية.

ويطرح سبيكتروم فوق 6 جيهرتز (النايف) تحديات إضافية، إذ إن ارتفاع فقدان المسار في اتفاقية قانون البحار يتطلب تضخيماً توجيهياً عالياً، وكثيراً ما تكون القناة متفرقة (القليل من الأشعة الكبيرة) وبالتالي فإن قدرة المنظمة البحرية الدولية على الوصل بين الأشعة والموجة تعتمد اعتماداً شديداً على الحزمة الشعاعية والقدرة على إيجاد مسارات واضحة.

الاستنتاج: تصميم العالم الحقيقي

إن قدرة نظام الرصد المتعدد الوسائط ليست رقماً ثابتاً، بل هي كمية دينامية شكلتها بيئة النشر، وتقييد ظروف التعلُّم في مجال التكتل المكاني، بل يمكن أن تدعم ارتفاع مستوى التلقيح؛ وتشتت الأغنياء في جميع الاحتمالات الكامنة وراء الظواهر المناخية المتعددة؛ وتستلزم ظروفاً غير مباشرة استراتيجيات تكيفية للتغلب على فقدان المسارات ونقص الرتب.

External references for further reading:]