أثر الانتشار Spectrum بشأن تخفيض استهلاك الطاقة أجهزة اللاسلكي

Sectrum (FHSS)

ويُعَرِّف نظام خدمات الدعم الميداني بسرعة تردد الناقل بين قنوات عديدة وفقاً لتسلسل السودوراندوم المعروف لدى كل من أجهزة الإرسال والاستقبال، فالوقت المخصص للسكن في كل تردد قصير، ويُعد عادة عشرات إلى مئات الألف ثانية، ويُعد بلوتوث مثالاً تقليدياً: إذ يُقدَّم بين 79 قناة في إطار مجموعة الـ 2.4 GHz 600 1 مرة في الثانية، ولأن الإشارة تتحرك باستمرار، فإن أي خطأ في الموجات الضيقة لا يمكن أن تُدَّة يُفسد سوى جزء من التلف.

مباشرة (Squence Spread Spectrum)

وتضاعف دائرة خدمات الدعم الميداني تدفق البيانات برمز انتشار عالي الجودة (مثلاً، رمز باركر في IEEEE 802.11b)، وتوسيع نطاق الترددات الترددية، وفي جهاز الاستقبال، تستخدم نفس الرمز لتبريد الإشارة، واسترداد البيانات الأصلية بصورة فعالة، مع انتشار التدخل، وتصفية الإشارات، وتحصل نسبة الترددات العالية إلى الترددات الوسيطة العالية إلى الترددات الأصلية في آلية التنمية النظيفة على تحسين

OFDM and Its Relationship to Spread Spectrum

ويقسم المكتب الطيف المتاح إلى العديد من الناقلات الفرعية للطيور، وكل من يحمل مجرى بيانات منخفض المستوى، وفي حين أنه لا يُستخدم أسلوباً متفشياً بالمعنى التقليدي، فإن الإدارة المتكاملة للطبيعة تحقق فوائد مماثلة: فهي قوية ضد التلاشي المتعدد التعاطف والتدخل في النطاق الضيّق، ويمكنها استخدام أسلوب تكييفي على كل ناقل من حاملي الطاقة من أجل إنقاذ الطاقة.

How Spread Spectrum Reducs Power Consttion

إن استهلاك الطاقة من جهاز لاسلكي هو وظيفة من وظائف أجهزة النقل، والوقت النشط، وكفاءة المعالجة المشابهة والرقمية، وتؤثر تقنيات الطيف الممتد على العوامل الثلاثة جميعها، كما أن الآليات الرئيسية هي الأخرى.

تحسين آلية الإشارة

وفي نظام ضيق النطاق، يمكن للتدخل الضعيف أن يدمر الإشارة بأكملها، ويجب على جهاز الإرسال إما أن يعزز القدرة على التغلب على التداخل أو قبول معدلات الخطأ العالية، مما يؤدي إلى إعادة نقل البطارية، وينشر الطيف الطاقة على نطاق واسع، بحيث لا يؤثر إلا على جزء صغير من الإشارة، كما أن زيادة التجهيز + جهاز الأشعة تحت الصفرية، أو إعادة توزيع التردد على جهاز الترددات الفوقية، يعني أن نسبة الترددات المميتة لا تزال تقل عن المستوى.

تخفيض الانبعاثات

ويرتبط معدل الخطأ في الحزمة مباشرة باستهلاك الطاقة، ويستهلك كل إعادة نقل الطاقة لكل من مجموعة البيانات والاعتراف، كما أن مقاومة الطيف للتدخل وتلاشيها تقل كثيرا في البيئات المزعجة، وقد أظهرت الدراسات أن الادخار في الحيز الجوي الداخلي العادي، الذي يبلغ 802.11ب، حقق معدلا أقل من 10 في المائة من متوسط الترددات.

تعديل وترميز مصحوبة بـ "سبيود سبيكترروم"

وفي ظل ظروف جيدة، يمكن أن تُستخدم طريقة تكييف وترميزات أجهزة النقل وأجهزة الاستلام، واختيار أعلى معدل بيانات يمكن أن يُستمر بخطأ منخفض، وفي ظل ظروف جيدة، يُستخدم أسلوب أعلى في استخدام أجهزة التحكم في النفايات (مثلاً، 256-QAM في وواي فاي)، ولكن عندما يتراجع التدخل أو يزيح، يعود النظام إلى أسلوب أكثر قوة وانتشاراً (مثل معدل التكييف).

تخفيض النفقات العامة

ويوفِّر الطيف المتسرب في جوهره مستوى من الأمن لأن نمط الشفرة أو التصفيق غير معروف للتنصت على المواد المستخرجة، مما يقلل من الحاجة إلى زيادة تشفير وتوثيق الرؤوس التي تستهلك طاقة إضافية للتجهيز، وفي حين أن البروتوكولات الحديثة لا تزال تطبق التشفير، فإن أمن الطيف الممتد من الناحية المادية يمكن أن يقلل من العبء المحسوب في أجهزة التبريد البسيطة من نوع IoTSS.

عملية كمبلد الطاقة الفعالة

(ب) إن مضخات الطاقة الأكثر كفاءة عندما تعمل بالقرب من التشبع، غير أن التخلف كثيرا ما يتطلب الحفاظ على التواؤم في مخططات التحوُّل المعقدة، إذ أن إشارات الطيف المُتسرِّبة، لا سيما تلك التي تستخدم أسلوباً ثابتاً في استخدام النظائر (مثل نظام FHSS مع نظام GFSK)، تسمح للسلطة الفلسطينية بالعمل على نحو أقرب إلى نقطة الذروة التي بلغتها.

تطبيقات الأجهزة الحديثة اللاسلكية

Wi-Fi (IEE 802.11)

(ب) استخدام نظام المعلومات الإدارية المتكامل في مرحلة مبكرة (النظام الإلكتروني المتكامل) باستخدام نظام مفاتيح مكملة، أما المعايير اللاحقة (802.11 (أ)/غرام/ك/ك/فاكس) المعتمدة في نظام المعلومات الإدارية المتكامل، فيمكن أن تكفل وجود أنواع أخرى من المدخرات في إطار نظام تبادل المعلومات عن المواد الكيميائية، وذلك في إطار استخدام أجهزة متعددة من أجهزة الترددات، في إطار نظام " وايت إيكسيد " .

بلوتونوث وبلوتوث منخفض الطاقة (BLE)

ويستخدم جهاز الاستنشاق بالفلوروتون الكاليف في 79 قناة ومعدل قفزات يبلغ 600 1 هوب/قناة، ويضيق نطاق القناة المصممة إلى 40 قناة، ويعتمد معدلاً أبطأ لخفض استهلاك الطاقة، ويسمح انتشار الطيف بلوتون بتقاسم نطاق الترددات IHz مع أجهزة اللاسلكية اللاسلكية - Fi وغيرها من الأجهزة دون تدخل مزعزعزعزع، حتى عندما يكون هناك قدر ضئيل من الوقت )من من النوافذ(

الخلية: آلية التنمية النظيفة، واتفاقية مكافحة التصحر، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة، ومعاملة المجرمين، واتفاقية القضاء على جميع أشكال التمييز ضد المرأة،

وقد قامت آلية التنمية النظيفة (IS-95) بجلب نظام خدمات الدعم والخدمات الاجتماعية إلى الشبكات الخلوية، مما أتاح نقل الهواتف المحمولة إلى مسافات غير متينة، ووسعت هذه الشبكة نطاقها مع عوامل انتشار متغيرة، مما يتيح معدلات التكيف، ومراقبة الطاقة، كما أن نظام المعلومات الإدارية المتكامل الذي يستخدمه نظام المعلومات الإدارية المتكامل، وهو نظام يُستخدم في تركيب أجهزة متعددة الوسائط، ويُستخدم فيه جهازاً فرعياً من أجهزة تكييف أجهزة الترددات.

شبكة إنترنت للأشياء (IoT) و LPWAN

وتُستخدم شبكات الطاقة الواسعة النطاق ذات الطاقة المنخفضة مثل لو راوا و سيغفوكس طيفاً من الطيف الممتد لتحقيق المدى الطويل في طاقة منخفضة جداً، وتُستخدم شبكة لو رانج (Long Range) تقنية من الطيف المُعدّل للملكية على أساس النطاق الترددي (CSS) وتحتاج إشارة ضيقة إلى قدرة عالية على اختراق الجدران والوصول إلى أجهزة تطويع أقل من 25 كيلومتراً.

التحليل المقارن: Spread Spectrum vs. Narrowband Modulation

ومن المفيد، تقديراً لوفورات الطاقة، مقارنة نظام الطيف الممتد بربطة ربط ضيقة معادلة، ويجب على كل من العطورين أن يحقق معدلاً واحداً من بيانات الكبسولات بمعدل خطأ بسيط قدره 10-3 على مسافة 100 متر في بيئة داخلية نموذجية مع تدخل معتدل من الواي فاي وأفران الموجات الدقيقة.

• Narrowband:] A simple FSK or OOK transmitter would need to output about +10 dBm to overcome the narrowband interference notch. Packet loss due to interferers could be as high as 15%, requiring an average of 1.18 transmissions perpacket (including ACKs). Total average transmit power: about +10.7 dBm.
• DSSS (الكسب في التجهيز 11 dB): With the same 1 kbps data, the transmitted power can be reduced to 0 dBm because the processing gain provides 11 dB of interference rejection. Packet loss drops to less than 1%, so retransmission overhead is minimal.متوسط قدرة الإرسال: حوالي +0.04 dBm.
• FHSS (100قنوة، 20 متراً من الدويل): The transmitter can use 0 dBm as long as the hopping pattern avoids the interferer most of the time. If one channel is jammed, only 1% ofpackets are lost, requiring very few retransmissions. average transmit power: essentially 0 dBm.

ويقابل الفرق بين ١٠ بروميد الميثيل عامل ١٠ في استهلاك الطاقة - توفير هائل لجهاز مزود بالطاقة البطارية، وعلاوة على ذلك، أدى انخفاض عمليات إعادة النقل إلى تقليص الوقت النشط للمستقبل، مما وفر طاقة إضافية.

التحديات والمفاضلات

كما أن عوامل التخريب ليست رصاصة سحرية، إذ أن عملية الانتشار نفسها تستهلك القدرة على معالجة النطاق الأساسي الرقمي للجهاز الديموقراطي الاصطناعي تحتاج إلى موصلات عالية السرعة، وتحتاج خدمات الدعم الميداني إلى مواضع ذات تواتر سريع، وفي أجهزة ذات نطاق ضيق جداً، قد يتجاوز الرؤوس الكبيرة من حيث الانتشار مدخرات الطاقة، ومع ذلك، فإن التداخل في معظم الحالات في مجال التداخل الحقيقي هو الضيق.

الاتجاهات المستقبلية: Spread Spectrum in 6G and Beyond

ونظراً لأن هذه الوسائل اللاسلكية تتطور نحو 6 زاي، فإن مفاهيم الطيف الموزعة تُعاد النظر فيها في سياق الاتصالات التيسيرية (Tirahertz) والاتصالات الخفيفة الظاهرة (VLC) وفي الترددات التي تُستخدم فيها أجهزة واسعة النطاق غير متجانسة (GIFG) حيث أن هذه الوسائل غير المستخدمة في عمليات جمع الطاقة (الطاقات المتعددة) متاحة، مما يجعل من المثير للتعايش مع خدمات أخرى.

خاتمة

فإحداث تداخل في استخدام تكنولوجيا الطيف، مع تطبيق نظام الترددات العالية، أو نظام الدعم الميداني، أو نظام إدارة المعلومات الإدارية المتكامل، أو نظام خدمات الدعم المركزية، يصبح حجر الزاوية في الاتصالات اللاسلكية الفعالة من حيث الطاقة، ويحد من إعادة النقل، ويسمح بالتنقل على نطاق واسع، ويمتد نطاق السعة إلى حد بعيد في تصميم البطاريات في أجهزة تتراوح بين الهواتف الذكية والمجسات الصغيرة.

For further reading, see the FCC’s overview of spread spectrum in unlicensed bands, an ]IEE article on power consumption in spread spectrum systems], and the Bluetooth Technology Overview