التعريف بشبكة الترددات في الشبكات الحديثة اللاسلكية

"التردد في تحديد "الربط بين الطيف المسبق و تقنيات العزل الرقمي الأكثر اعتماداً في الاتصالات اللاسلكية

إن كفاءة الحشرة، التي كثيرا ما تقاس بقطع في الثانية لكل هرتز، هي مقياس حرج لأي نظام لاسلكي يعمل تحت قيود تنظيمية أو مادية على نطاق الترددات، وبما أن شبكة الإنترنت للأشياء والاتصالات بين المحركات لا تزال تتوسع، فإن البرمجيات الحرة والمستخدمة لا تزال خيارا شعبيا لتطبيقات منخفضة القدرة، منخفضة التعقيد، ومع ذلك فهم كيفية تصميم نظم البرمجيات المتعددة الأبعاد في المستقبل.

أساسيات كفاءة استخدام الخواتم والحشرات

ولكي نفهم أثر نظام مراقبة الاتصالات السلكية واللاسلكية على كفاءة الطيف، يجب أن نستعرض أولاً الأسس التي تقوم عليها هذه الطريقة، وفي إطار ثنائي لشبكة المعلومات المالية، يتم تحويل تواتر الناقل بين ترددين متميزين: واحد يمثل صفراً ثنائياً واحداً يمثل ثنائياً واحداً، يُعرف الفرق بين هذين الترددين بانحراف الترددات، ويُعرف الرمز المكون من عوامل متعددة.

The bandwidth occupied by an FSK signal is approximately equal to 2:f + 2Rb], where wif is the frequency deviation and Rb is the bit rate (or symbol rate for M.

كفاءة الحشرات في سياق مستعملين متعددين يجب أن تُسَسِّر أيضاً فرق الحراسة اللازمة بين القنوات لتجنب التدخل في القنوات المتاخمة، وجهاز "إف إس كي" للتحكم في الطاقة، وهى الطاقة التي تنتشر خارج الفص الرئيسي، و تُفكك ببطء نسبياً بدون الرش المناسب، وإستهلاك طيف قابل للاستعمال، لذا، بينما قوة "إس إس كي" في الضخ المتغيرات هو ميزة كبيرة في التخطيط

FSK in Multi-User Wireless Networks: Challenges and Trade-Offs

مشكلة التدخل

وفي أي شبكة متعددة المستعملين، يمكن أن تؤدي عمليات الإرسال المتزامنة من أجهزة متعددة إلى تدخل في القنوات المشتركة (عندما ينقل اثنان من المستعملين على نفس التردد) وتدخل في القنوات المتاخمة (عندما تتسرب الإشارات إلى فرق مجاورة) وتتأثر إشارات الترددات الكثيفة بشكل خاص بتدخل القنوات المتاخمة بسبب الفص الرئيسي فيها نسبياً وطاقتها الجانبية الكبيرة، وبدون التصفير المناسب أو الفصل العالي التردد، يمكن أن يُرسل جهاز إرسال قوي من طراز FSK.

ومن ناحية أخرى، يمكن تخفيف التدخل في البرمجيات المشتركة في نظم الخوارق من خلال ضمان أن تكون انحرافات الترددات لمختلف المستعملين هي انحرافات عن مسارها - وهو مبدأ يستغل في الوصول المتعدد الفروع المتكرر (FDMA) غير أن القوات الديمقراطية التقليدية مع حزب العمال الكردي كثيرا ما تتطلب مجموعات حراسة سخية، مما يقلل عدد المستعملين الذين يمكن دعمهم في إطار تخصيص محدد للطيف.

Multiple Access Techniques and FSK

وقد رافقت عدة استراتيجيات متعددة للوصول إلى شبكة المعلومات المالية لتحسين كفاءة الطيف:

  • (ب) إن كل مستخدم يُخصص قناة فريدة من نوعها، مع وجود شبكة الترددات الترددية FSK، يجب أن تكون النطاق الترددي واسعاً بما يكفي لاستيعاب الإشارة المتحركة بالإضافة إلى نطاقات الحراسة، وفي حين أن الأمر بسيط، فإن كفاءة الترددات الأمامية لا تتسم بالكفاءة الشديدة لأن نطاقات الحراسة وأجهزة الترددات المتوسطة الحجم ذات الأولوية القصوى.
  • Time Division Multiple Access (TDMA): ] Users share the same frequency but transmit in separate time slots. FSK can be used in TDMA systems, but the modulation's wider bandwidth does not negatively affect spectral efficiency in this context because the whole band is used by only one user at a time.
  • Code Division Multiple Access (CDMA):] In CDMA, all users transmit concur over the same frequency band, separated by unique spreading codes. FSK is rarely used in CDMA because the spreading process already provides robustness against narrowband interference. However, a hybrid scheme called FSK-CDMA has been explored for ultra-wide systems (UWpath).
  • Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA): ] OFDMA divides the bandwidth into many orthogonal subcarriers, each modulated with a low-rate modulation scheme. While QAM or PSK are typical, FSK on individual subcarriers has been studiedho in the context of diversity-

ومن بين هذه العوامل، فإن القوات الديمقراطية لتحرير السودان ووكالة التجارة الدولية هما أكثر مزيجات البرمجيات شيوعاً مع مؤسسة FSK في النظم العملية، ويتوقف الاختيار على عوامل مثل تعقيد المزامنة، واستهلاك الطاقة، ونوعية الخدمة المطلوبة، فعلى سبيل المثال، يستخدم معيار IEEE 802.15.4 (Zigbee) شكلاً من أشكال كفاءة استخدام الترددات (المنخفضة في بعض المتغيرات، ولكن في شكل ثنائي من أشكال الترددات في الاستخدام في مجالات أخرى) مع إدارة التبادلات المتعددة.

تحليل تأثير الـ (إس كي) على مقاييس كفاءة الـ (سبيكتروم)

كفاءة الحشرة في شبكات المستعملين المتعددين لا تحدد فقط بواسطة نظام التعديل، بل تعتمد أيضاً على عدد المستخدمين، أنماط المرور، وبروتوكول الدخول المتعدد،

  • ()Bandwidth per user:] For a given data rate, FSK requires more bandwidth than PSK or QAM. This reduces the maximum number of concur users in a fixed spectrum block. For example, in a 20 MHz channel, BFSK at 1 Mbps can support at most 5 channels with 4 MHz each, while BPS
  • () الفصائل الجانبية الكهربية وفرق الحراسة: ] Practical FSK transmitters use filtering (مثلاً، Gaussian FSK أو GFSK) للحد من النسيج والتقليل إلى أدنى حد من التدخل في القنوات المتاخمة.
  • (ب) زيادة الترتيب النموذجي (ميغاواط) (ميغاواط) (إم-ك) (إم-ك) (إم-س)

ويلخص الجدول 1 (غير مدرج في القانون الإنساني الدولي ولكن موصوف) الكفاءة الطيفية النموذجية للتغيرات المشتركة في مجال إنتاج المواد الكيميائية والمبيدات، مقارنة بمؤشرات السلامة الشخصية، فعلى سبيل المثال، تحقق BFSK مع الكشف غير المتجانس حوالي 0.5 bps/Hz مع التصفية العملية، في حين أن تماسك الفريق العامل المعني بمبيدات الآفات يبلغ 1 bps/Hz. 4-FK إمكانية الوصول إلى 1 bps/Hz، وتقليص قيم التردد 8Fz.

استراتيجيات تعزيز كفاءة استخدام المنابر مع نظام المعلومات المالية

التعديلات والتدوين

ومن أكثر الطرق فعالية لتحسين كفاءة الطيف في شبكات البرمجيات المتعددة المستعملين، تكييف معايير التناوب على أساس شروط القنوات، مثلاً عندما تكون القناة نظيفة، وتكون الشبكة عالية، ويمكن أن يتحول النظام إلى نظام أعلى درجة من الكفاءة في استخدام الترددات الكهربائية، وذلك لزيادة معدل التردد دون زيادة النطاق الترددي، وعندما تتدهور القناة، يعود النظام إلى نظام BFSK من أجل الحزم.

تجهيز الإشارات المتقدمة ووضعها

إن وضع إشارة FSK لحصر طيفها أمر حاسم للحد من التدخل في القنوات المتاخمة، و(غاوسيان فاسد) هو أكثر المتغيرات شيوعاً، باستخدام مرشح من نوع غووسيان منخفض التجويف قبل أن يُحدث محرك التردد تحولات سلسة بين الترددات، ونتاج النطاق الترددي للمرشح وفترة الترميز

تواتر التعبئة وقطع الرؤوس

إن الجمع بين الـ (إس كي) و(إس إس) و(إس) و(إس)) و(إس)) و(إس)) و(إس) و(إس) و(إس) و(إس) و(إس) و(إس) و(إس) و(إس) و(إس) و(إس)

كشف المعلومات المتعددة الاستعمالات وآلية الرصد المتعددة

وعلى الرغم من أن الكشف عن المستعملين المتعددين يمكن أن يفصل إشارات التداخل في معامل الاتصال اللاسلكي إذا كانت مضاهاتها للتواتر معروفة أو يمكن تقديرها، وهذا يتيح للمستعملين المتعددين أن ينتقلوا في نفس الوقت، ويزيد بشكل كبير من كفاءة الطيف، ويحتاج نظام الرصد المتعدد الوسائط إلى موارد حاسوبية كبيرة، ولكن مع أجهزة تجهيز الإشارات الرقمية الحديثة، فإنه يمكن أن يكون ممكنا بالنسبة لعدد صغير من المستعملين، كما أن هناك أسلوب واعد آخر هو استخدام التردد المتعدد النواتج المحتوي على الترددات.

دراسات الحالات: FSK في الشبكات الحقيقية المتعددة الاستعمالات

بلوتون/بلوتون منخفض الطاقة

(بلوتون) يستخدم (جي إف كي) برقم قياسي للتعديلات من 0.28 إلى 0.35 يعمل في نطاق ISM 2 GHz مع 79 قناة مقسمة إلى (MHz)

IEEE 802.15.4 (Zigbee) and Emerging IoT Standards

ويستخدم زيغبي في نطاق التردد 2-4 من الـ4 من الـ7 من الـ4 من الـ7 من الـ4 من الـميغاهيرتز باستخدام مكافئة من نوع (CPSK) (وهو شكل من أشكال الترددات الاصطناعية) مع وجود طيف من الـ (زيغبي) يُستخدم في الحد الأدنى من التنسيق.

لورا (الرنج لونغ)

(لو را) يستخدم تقنية من نوع (إتش بي دي) مستمدة من (إس كي) و (شيب سبيريد سبيكتر) و (إس كيه) و (إس كيه) و (إتش بي) و (إيه)

توجيهات مستقبلية لمؤسسة FSK في نظم بلا حدود

ومع تحرك الشبكات اللاسلكية نحو استخدام تكنولوجيا إيوت الضخمة، والاتصالات المنخفضة الموثوقة، والإذاعة المعرفية، قد تجدد أهمية هذه الشبكات في بعض النوافذ، ويمكن للنظم اللاسلكية المعرفية التي تُحسّن دينامية فتح الطيف أن تستخدم البرمجيات الفوقية في الكشف عن الإشارات الضعيفة وتسامحها مع الضوضاء، ومن خلال الجمع بين التشرذين في السلاسل والسلاسل، أن يستغل المستعمل المستعملون الثانويون بشكل دينامي.

وعلاوة على ذلك، يمكن لتطوير أجهزة استقبال قائمة على التعلم الآلي أن تتيح لمؤسسة FSK أن تتعايش مع نماذج أكثر كفاءة من حيث المضاربة، ويمكن لأجهزة التشفير التابعة للشبكة العصبية أن تفصل وتفصل إشارات متعددة من نوع FSK مع ترددات متداخلة، وأن تزيد بفعالية قدرة المستعملين المتعددين دون زيادة النطاق الترددي، ولا يزال هذا النهج في مرحلة البحث ولكنه يبشر بالنظم الست جي التي قد تعطي الأولوية للمرونة على الكفاءة الأولية.

وهناك اتجاه آخر هو استخدام الوصول المتعدد الوسائط غير الثوري مع نظام FSK.NMA يسمح لمستعملين متعددين بتقاسم نفس التردد والموارد الزمنية بتخصيص مستويات مختلفة من الطاقة، وطبيعة FSK غير المتجانسة يمكن أن تبسط تصميم أجهزة استقبال الطاقة غير المتطورة التي يمكن أن تتيح كفاءة عالية في سيناريوهات التوليد.

وأخيرا، يجري استكشاف مزيج من البرمجيات الحرة والمفتوحة من البرمجيات الفضائية ذات الترددات المتوسطة - المصممة للقنوات العالية الحركة - وتوزع هذه البرمجيات بيانات في مجال التأخير - الدوبلر، ويمكن أن توفر مؤسسة FSK فوائد التنوع في مثل هذا الإطار، وفي حين أن هذه التطورات لا تزال نظريا، تشير إلى أن مؤسسة FSK ستواصل التطور والتوصل إلى تطبيق في شبكات متعددة المستعملين حيث تكون الحاجة قوية وقادرة على تحقيق أقصى درجات الكفاءة.

خاتمة

ولا تزال شبكة المعلومات المالية العالمية تقنية قيمة للتعديلات في الشبكات اللاسلكية المتعددة المستعملين، ولا سيما بالنسبة لتطبيقات منخفضة القدرة، وقلة التعقيد مثل التوحيد القياسي والتواصل القصير المدى، وتأثيرها على كفاءة الطيف مختلط: يمكن أن يقلل من اتساع نطاق الترددات ودرجة التحلل الجانبي من عدد المستعملين الذين يمكن دعمهم في تخصيصات ثابتة للطائفة، ولا سيما في نظم كشف البيانات المالية الخارجية، غير أن استخدام استراتيجيات من قبيل تكييف المقاييس.

الدرب الرئيسي هو أن كفاءة الطيف لا ينبغي تقييمها بمعزل عن بعضها البعض يجب أن تكون متوازنة مع عوامل أخرى حاسمة مثل القوة، واستهلاك الطاقة، وتكاليف المعدات، وفي العديد من عمليات نشر العالم الحقيقي، فإن مزايا FSK في هذه المناطق تجعل من الأفضل، حتى عندما تكون عمليات تعديل أكثر كفاءة ممكنة تقنيا، نظرا لأن التقنيات الجديدة مثل التعلم الآلى، وجهاز التصوير غير الملاحظ، ونضج الراديو المعرفي، فإن شبكة البرمجيات اللاسلكية لا يمكن الاعتماد عليها.

وللاطلاع على مزيد من القراءة بشأن كفاءة استخدام الفضاء الخارجي في الأغراض السلمية وكفاءة الطيف، انظر المراجع التالية:

  • John G. Proakis, Digital Communications], 5th ed., McGraw-Hill, 2007 (Chapters 4 - 5 on FSK and bandwidth efficiency).
  • IEE Standard 802.15.4-2020, "Low-Rate Wireless Networks," available at IEE SA.
  • Bluetooth SIG, "Bluetooth Core specification 5.3," Bluetooth.com.
  • L. Vangelista et al., "Performance of a Cognitive Radio System based on FSK Modulation," IEE Transactions on Communications, vol. 65, no. 4, 2017.
  • A. Goldsmith, Wireless Communications], Cambridge University Press, 2005 (Chapter 6 on modulation and multiple access).