Table of Contents
التعريف بتكامل التعاون التقني في 5 نظم عامة
إن بدء تشغيل الشبكات اللاسلكية من الجيل الخامس )المجموعة الخمس( قد اكتسب مرحلة من التواصل غير المسبوق، ومعدلات البيانات الواعدة التي تتجاوز ١٠ درجات مئوية، والاتصالات ذات التردد المنخفض والتي يمكن الاعتماد عليها، والاتصالات الضخمة من النوع الآلي، ولتحديد أهداف الأداء الطموحة هذه، يجب أن تعمل كل نظم فرعية في شبكة الوصول اللاسلكي على تحقيق الكفاءة القصوى.
وتحتاج محطات قاعدية حديثة من طراز 5G، ولا سيما تلك التي تستخدم صفائف متعددة المدخلات متعددة إلى عشرات أو حتى مئات من السلاسل المتلقية في آن واحد، وتطالب كل سلسلة بتعاون مع شركة ADC قادرة على أخذ عينات من إشارات النطاق الواسع في معدلات استخدام العينات في الثانية الواحدة مع الحفاظ على عدد كبير من القطع الفعالة.
الدور الحاسم للبلدان الجزرية الصغيرة النامية في الهيكل التنظيمي لشبكة 5G
من RF المدوّن إلى قاعدة رقمية
وفي أي جهاز استقبال لاسلكي، يلتقط الهوائي إشارة متماثلة مستمرة تُعدل على تردد ناقل، ويجب أن تكون هذه الإشارة أقل من ذي قبل، وأن تُعمَّل بعد ذلك الرقم الرقمي قبل أن يتمكن مجهز النطاق الأساسي من خفض المعلومات وفكها، كما أن معامل التحلل الحراري قد تؤدي إلى خطوة التحويل النهائية.() وفي 5 زاي، تكون النطاقات الترددية للإشارة أوسع بكثير من 400 جهاز استشعار
التكوين والتجهيز المكاني
وتعتمد نظم الرصد المتعدد الوسائط على الهوائيات المتحركة التي تبث الشعاعات السائلة إلكترونياً عن طريق تعديل المرحلة وضخم الإشارات في كل عنصر، وتستلزم الأشعة الرقمية، التي توفر أكبر قدر من المرونة والأداء، تخصيصاً من أجل كل عنصر من عناصر الهوائيات أو دونها، وبالتالي فإن نسبة الارتفاع في النسيجات التي تستهلكها أجهزة التصنيع الرقمية ستتحلل.
فوائد التكامل بين البلدان النامية ذات الأداء العالي
تعزيز البيانات
ومن أكثر الفوائد المباشرة لإدماج البلدان المتقدمة النمو في الهياكل الأساسية لخمسة فئات تحسين إنتاج البيانات الخام، إذ إن ارتفاع معدلات الاستبانة والإسراع في أخذ العينات يتيح لمجهز النطاق الأساسي الحصول على مزيد من المعلومات من الإشارة الواردة، مما يدعم مخططات تعديل أعلى درجة من حيث الحجم مثل 256-QAM و 1024-QAM، وعلى سبيل المثال، يمكن أن يدعم المقياس المتطور الذي يحتوي على 12 طناً من النيتروز في 2 من النظام العالمي لتحديد المواقع زيادة طفيفة على 30 جهازاً/ه
انخفاض معدل الإصابة بالمرض
ويعد انخفاض معدل الرطوبة معلماً من 5 جي، حيث تُستهدف خدمات شركة " يوروليك " في فترات مرحلتين تبلغ مساحتها 1 متر أو أقل، كما أن البلدان النامية التي تُدمج هياكل تسجيلات مستقلة مجهزة بالخطوط المُدوَّنة أو المتعاقبة، مع انخفاض معدل التحويل، تُقلل من الوقت الذي يستغرقه إنتاج الهوائيات إلى الناتج المتصل بالزوارق، كما أن إدماج البلدان النامية أقرب إلى الترددات المتكررة (أي، أي التبسيط المباشر للأجهزة الوسيطة) يزيل الاحتياجات من مراحل التشغيل.
تحسين نوعية الإشارة والزنزانة الديناميكية
٥ زاي - يجب أن تعمل الشبكات في بيئات طيفية مزدحمة بصورة متزايدة - وقد يؤدي تدخل القناة الجاهزة، وإشارات الحجب، والضوضاء داخل النطاق إلى تدهور نوعية الإشارة المرغوبة، حيث تؤدي الحاجة إلى زيادة التداخل بين أجهزة تحديد المواقع ذات النطاق الحرجي إلى الحد الأدنى من هذه الآثار، إلى زيادة سرعة الرقمنة لكل من عناصر الإشارة الضعيفة والقوية دون التهاون.
Enabling Massive MIMO and Fully Digital Arrays
وتُعدّ هذه المنظمة حجر الزاوية في تعزيز القدرات على أساس 5 زاي، ومن الناحية النظرية، تُضاف زيادة في الكفاءة على مستوى الأطياف إلى عدد العناصر، ولكن فقط إذا ما تم رقمنة كل مسار من مسارات الهوائي بما يكفي من الدقة، فقد أدت هياكل الأشعة المختلطة التي تتقاسم بين عناصر متعددة إلى خفض المرونة والأداء في التكاليف، ولكن التضحية بها، حيث توفر أعلى درجات القدرة الرقمية لكل عنصر من العناصر.
التحديات التقنية في مجال إدماج البلدان النامية الجزرية الصغيرة
استهلاك الطاقة والإدارة الحرارية
والعقبة الرئيسية التي تحول دون اندماج شركة التعمير والتنمية في 5 جي هي تفكك القوى، إذ عادة ما تستهلك البلدان المتقدمة ذات الاستبانة العالية القوة القوة الكبيرة على نحو يجعل منها عدة مئات من الألفوات لكل قناة لأجهزة الطراز الأول من نوع النظام العالمي لتحديد المواقع، وعندما تضاعفها 64 أو 128 قناة في محطة أساس واحدة، تصبح ميزانية الطاقة الإجمالية كبيرة، وهذا لا يزيد من التكاليف التشغيلية فحسب، بل يطرح أيضا تحديات إدارة حرارية.
Jitter and Clock Integrity
ويحدث التغيُّر العشوائي في توقيت أخذ عينات من الساعة، ضوضاء تحد من إمكانية تحقيقها، ولا سيما في ترددات المدخلات العالية، إذ إن الإشارة إلى وجود أشعة تحتية على طول 5 جيه، في 28 جيهرتز، حتى 100 ثانية من فصائل المنطقة المتجذرة، يمكن أن تُحدِّد الانقلابات على شبكة SNR بواسطة جهاز د.
المنطقة وضبط التكاليف
ولا يمكن أن تشغل مجموعة البيانات الإنمائية جزءا كبيرا من منطقة الرقاقة اللاسلكية، مما يزيد من تكلفة التصنيع، ولا استراتيجيات نظامية على الأقدام تجمع بين أجهزة الاتصال اللاسلكية وقطع التجهيز الرقمي (مثلا، أجهزة البث الرقمية المتجهة إلى أسفل الترددات، ومحركات البرمجيات الرقمية الحساسية) إلا أنها تخفض مزيجا من المتغيرات الرقمية.
النظر في إنشاء منطقة باندويث ونييكيست
وتحتاج هياكل أخذ العينات المباشرة، التي تقضي على مرحلة التحلل التقليدي للناقلات المشابهة، إلى أجهزة تحديد النطاق الترددي ذات المدخلات التي تمتد إلى عدة جيغاهرتز، وبالنسبة لحامل إذاعة جديد من طراز NR، في إطار النطاق الترددي N257 (28 GHz)، يجب أن يكون لدى شركة التعمير والتنمية نموذج لحجم المدخلات من 6 جيهرتز على الأقل لتغطية تردد الناقلات بعد التخطيط.
ADC Architectures Suited for 5G Infrastructure
سجل الاعتماد المتعاقب
وقد أصبحت البلدان النامية الجزرية الصغيرة مجموعة من الأدوات العاملة بالنسبة للعديد من الطلبات المقدمة من 5 زاي بسبب كفاءة الطاقة الممتازة ومساحة الاتفاق، حيث تحقق تصميمات منطقة البحث والتطوير الحديثة قرارات تتراوح بين 12 و16 قطعة في معدلات أخذ العينات إلى عدد قليل من أجهزة تحديد المواقع، باستخدام تقنيات مثل المنطق المتناهيج، والتقسيم الرأسي للحمض النووي، والتشكيل الضجيج، وكثيرا ما يؤدي عدم وجود جهاز تكبير لعنصر (كما في تطبيقات خطوط الأنابيب المصغرة)
Pipeline ADCs
وتتيح هذه البلدان مبادلات متبادلة مواتية بين السرعة (حتى نظام الأفضليات المعمم) والقرار (12-14) وهي تستخدم على نطاق واسع في أجهزة استقبال محطات قاعدية تتطلب نطاقا ديناميا متوسطا وضخة عالية، غير أن استهلاكها من الطاقة عادة ما يكون أعلى من استهلاك أجهزة تحديد القدرة العالية الجودة ذات القرار نفسه.
الممولون المستمرون في نظام " دلتا سيغما "
أما بالنسبة للإشارات ذات النطاق الضيّق 5 زاي أو عندما يكون هناك حاجة إلى نطاق دينامي مرتفع جداً (مثلاً، للتعايش مع النظم القديمة 4G)، فإن المناورة التي لا تزال مستمرة من حيث التوابل (CT-Dall) تجذب المناقلات الرئيسية التي لا تُستخدم في أخذ العينات المفرطة والضوضاء على الضوضاء التي تُصدرها الإشارة إلى مجموعة الإشارات، مما يؤدي إلى الحد من الحد من متطلبات التلقيم الضوضاءة.
بيانات محددة زمنياً
وعندما يتجاوز معدل أخذ العينات المطلوب معدل العينات المفردة، يمكن تشغيل عدة أجهزة لتصنيف المواد الانشطارية بالتوازي مع ساعات متداخلة، ويمكن أن يحقق الانتقال من الزمن معدلات أخذ العينات من عشرات أجهزة الأمن العام، مما يجعلها هيكلاً للاختيار بالنسبة لمستقبلات التحويل المباشر للموجات المتفجرة، والانتكاسب الرئيسي هو توليد اختلالات في القنوات (العرض، والكسب، والتوقيت) مما يؤدي إلى تطهير الرقمي.
استراتيجيات التكامل لخمسة غيلدي
Direct RF Sampling vs. Heterodyne Architecture
أما أجهزة استقبال الهترود التقليدية فتنخفض من الإشارة إلى التردد المتوسط قبل تحويلها إلى أجهزة وسيطة، وتحتاج إلى مزيجات، ومصففات للإطار المتكامل، وتستقطب العينات المباشرة لنموذج الإبلاغ عن النتائج، من جهة أخرى، الإشارة إلى نموذج الإبلاغ الموحد أو على مستوى منخفض جداً، وتقضي على مراحل متعددة من المقاييس، ويقلل هذا النهج من عدد أجهزة القياس الرقمية التي تستخدم فيها أجهزة الترددات.
Dedicated ADC per Antenna Element vs. Shared ADC
وفي نظم ضخمة من هذه المنظمة، فإن الاختيار بين تحديد مركز البيانات الجمركية لكل عنصر من عناصر الهوائيات أو تقاسم البيانات الجمركية فيما بين عناصر متعددة عن طريق إعداد نماذج أو تجهيزات فرعية هو قرار معماري حاسم، إذ أن العناصر المكرَّسة للتوازنات الرقمية (التصوير الرقمي) توفر أعلى قدر من المرونة والقدرة، ولكن على أعلى تقدير من التكلفة والسلطة، وتخفض البلدان النامية المشتركة الطاقة ولكن تحد من درجات الحرارة المكانية لكل من القاطنين الرقميين وتحتاج إلى تقنيات نقل رقمية أكثر تعقيدا.
أثر التكامل بين البلدان النامية على أداء الشبكة
جنيات من خلال النواتج المقيسة في المحاكمات الميدانية
وقد أثبتت التجارب الميدانية التي أجراها مؤخرا كبار بائعي الهياكل الأساسية أن رفع مستوى البلدان الجزرية الصغيرة النامية من 12 إلى 14 نقطة في محطات قاعدية ضخمة تابعة للمنظمة البحرية الدولية قد أدى إلى زيادة بنسبة 15 إلى 20 في المائة في متوسط حجم ناتج الخلايا في ظروف التدخل في العالم الحقيقي، وهذا التحسن ناجم عن القدرة على رقمنة العناصر المتعددة التعاطفات الضعيفة دون وجود ضوضاء كمية إضافية، مما أدى إلى زيادة مستوى مصفوفة قناة البعثة.
كفاءة الطاقة لكل بيت
وكفاءـة الطاقة لمستقبل المحطة الأساسية بأكملها كثيرا ما تكون كمية في النانوجولات في كل جزء )من نوع الجنس/الطائرة( وبإدماج أجهزة التلقين ذات القوة المنخفضة، فإن أجهزة اللاسلكي العاملة في مجال الطاقة المتوسطة الحجم الحالية تبلغ الكفاءة أقل من ١٠ ميغاواط/مبت بالنسبة لمتلقي العجلات البالغ عددها ٦٤ جهازا مجم َّعا، وسوف يتطلب البحث الجاري الذي يستهدف أجهزة فرعية من طراز /مبت لنظم من طراز AG أن تكون قد حققت هدف واحد هو واحد من الأهداف الإنمائية الرسمية
المستقبل: تطور التعاون التقني نحو 6G
ما بعد 100 جي هرتز: تيراهرتز
أما الحدود التالية للاتصالات اللاسلكية فهي في إطار النطاقين الفرعيين )١٠٠-٣٠٠ غيهرتز( وTahertz )٠,٣-٣ ثيس( وقد تتجاوز نطاقات الإشارة في هذه الترددات ٠١ جيهرتز، ويواجه الباحثون صعوبة بالغة في التوصل إلى حل مناسب مع تكنولوجيا التكتل الصناعي الحالية، ويستكشفون النهج البديلة مثل أجهزة الاستشعار ذات الترددات الضوئية، التي تستخدم تقنيات متجانسة للتشغيل.
AI-Enhanced ADC Caliblibration and Control
ويتزايد استخدام خوارزميات التعلم الماكنة لتحقيق الأداء الأمثل في الوقت الحقيقي، ويمكن للشبكات العصبية التنبؤ بالتحيز الأمثل، والتلاعب في الصفوف المتقطعة زمنيا، بل وحتى في أداء التعويض غير الخطي، وسيتيح إدماج محركات التلقيح المسبق مباشرة على نفس الرقاقة التي تُستخدمها صفيفة ADC محطات قاعدية من 5G و6G التكيف بشكل مستقل مع الظروف البيئية المتغيرة والتدخلات.
التكامل مع نظام التسجيل الرقمي
وفي مسارات الإرسال، تستخدم أيضاً أجهزة الإرسال ذات السرعة العالية في حلقات التغذية المرتدة للكشف عن المواد الرقمية قبل التشويه، التي تُصطف أجهزة تكرير الطاقة وتحسن كفاءة أجهزة الإرسال، وقد توحد البنيانات الإذاعية المقبلة أجهزة الاستقبال وأجهزة تحديد البيانات الرقمية في صفيحة واحدة مشتركة، مما يزيد من وفورات التكلفة والحيز المتاح للمدارس، بل إن هذا التقارب يضع متطلبات أشد صرامة على مستوى أجهزة الاتصال اللاسلكي وشبكة الترددية، ولكن يمكن أن تكون فوائد.
الاعتبارات العملية لنشر الهياكل الأساسية ذات القيمة المضافة
سلسلة الإمدادات والتأهيل
ويتطلب اختيار الشركة الحق في تصميم محطة قاعدية قوامها 5 زاي إجراء تقييم دقيق لمقاييس بيانات البيانات في ظروف واقعية، بما في ذلك التباينات في درجات الحرارة والفولطية، ويجب أن تستوفي البلدان النامية معايير الموثوقية الصارمة مثل JEDEC JESD47 وTelcordia GR-468 بالنسبة لمعدات الاتصالات الخارجية، وبالإضافة إلى ذلك، تتركز سلسلة الإمداد بموردين ذوي الأداء العالي بين عدد قليل من البائعين المتخصصين، كما أن عدد المشغلين في مجال عمليات النشر المباشر يمكن أن يكون طويلا.
الاختبار والتقييم
ويتطلب أداء شركة التعمير والتنمية في سياق 5G اختبارات قادرة على توليد موجات معدة مع معدلات الذروة إلى المتوسط الصحيحة من الطاقة وخصائص الطيف، كما أن قياسات الأشعة السينية (حجم الوصلات الحرارية) على أساس وجود حواجز ذات موارد مائلة هي أكثر استنارة من القياسات التقليدية للنفقات الواحدة(20).
مشارك في تصميم مع الجبهة الرقمية
يمكن أن يحقق الاستخدام الأمثل لسلسلة التجهيز الرقمي في ما بعد التجهيز بالاقتران مع خصائص شركة ADC مكاسب كبيرة في الأداء، مثلاً، استخدام التصفيات الرقمية لخفض الضوضاء خارج النطاق قبل التشفير يمكن أن يخفف من متطلبات شركة ADC لمكافحة التأقلم، ويمكن أن يعوض تحقيق التكافؤ في الاستجابة لترددات شركة ADC، ومن الضروري إقامة تعاون وثيق بين مصممي أجهزة التناظر ومهندسي تجهيز الإشارات الرقمية
الاستنتاج: شركة التعمير الأفريقية بوصفها شركة كورنرستون من 5G Evolution
وسيؤدي دمج المتحولين من المتحولين إلى متحولين إلى متحولين إلى هيكل أساسي من الفئة 5 زاي إلى تعزيز هامشي، بل إلى شرط مركزي لتحقيق القفز في إنتاج البيانات، وتخفيض درجة الحرارة، وكفاءة استخدام الطيف التي تحدد المعيار، ومن تمكين صفائف الشركات المتعددة المؤشرات الرقمية الكاملة من دعم عمليات أخذ العينات المباشرة في الترددات القصوى، فإن البلدان النامية تحدد أعلى مستويات أداء في مجال تحديد التكاليف.
For further reading, consider the following external resources: IEE: ADC requirements for 5G Massive MIMO, ] Analog Devices: 5G mmWave Infrastructure and ADC Technology , Texas Instruments: High-Speed ADC