Table of Contents

وقد أرست وزارة الشؤون الإدارية وشؤون الاتصال والتكنولوجيا والبيئة كبيئة برمجيات رئيسية لهندسة الاتصالات اللاسلكية، مما يوفر نظاما إيكولوجيا شاملا لتطوير الخوارزميات، ومحاكاة النظم، والتنفيذ في العالم الحقيقي، ويمكن أن تجعل برنامج العمل التقنيات السلكية واللاسلكية أكثر سرعة وكفاءة مع نماذج ومحاكاة واختبار وأدوات التنفيذ، مما يمكّن المهندسين من التصدي للتحديات المعقدة في النظم اللاسلكية الحديثة.

فهم دور ماتالوب في الاتصالات اللاسلكية

وقد تطورت مشهد الاتصالات اللاسلكية تطوراً هائلاً خلال العقد الماضي، حيث تُستخدم تكنولوجيات مثل 5G وW-Fi 6، والاتصالات الساتلية التي تُدفع بالحدود الممكنة، وتوفر شركة MATLAB للمهندسين الأدوات اللازمة للحفاظ على سرعة هذه التطورات، وتستخدم الأفرقة الهندسية اللاسلكية ماتالوب وسيمولينك لتقليل وقت التنمية وإزالة مشاكل التصميم في وقت مبكر، وتبسيط التحليل والاختبار والتحقق.

وما يفصل بين النظام الآلي لتجهيز البيانات الجمركية في المجال اللاسلكي هو قدرته على سد الفجوة بين المفاهيم النظرية والتنفيذ العملي، ويمكن للمهندسين أن يطوروا الخوارزميات في بيئة برمجة رفيعة المستوى، وأن يصادقوا عليها من خلال المحاكاة، ثم نشرها في منابر الأجهزة - كل ذلك في إطار تدفق عمل موحد، وهذا التكامل اللامع يقلل كثيرا من الوقت الذي يستغرقه المفهوم إلى النموذج الأولي.

The MATLAB Advantage for Wireless Systems

قوة (ميتاب) تكمن في محرك حسابه المصفوف والذي يتوافق بطبيعة الحال مع العمليات الرياضية المشتركة في الاتصالات اللاسلكية، عمليات تجهيز الإشارات مثل التصفير، والتعديل، ونموذج القنوات، والتكافؤ يمكن التعبير عنها بشكل موجز باستخدام مركب (ميتاب) الاصطناعي، قدرات الرؤية الواسعة النطاق للمنبر تسمح للمهندسين بفحص الإشارات في الوقت والوقت

وتساعد وزارة التجارة والتنمية في مجال تحسين وضع السياسات على تقليص وقت التنمية، وتحديد مشاكل التصميم والقضاء عليها في وقت مبكر، وتبسيط الاختبار والتحقق، وضمان الموثوقية والأداء في جميع مراحل العمل في مجال التصميم، من وضع نماذج متطورة لتحليل الإشارات، وتشكيلة النظم الهندسية من نهاية إلى نهاية، وهذا النهج الشامل يعني أن بوسع المهندسين الحفاظ على الاتساق في جميع مراحل التنمية.

Core MATLAB Toolboxes for Wireless Communications

عملية (مات لاب) للاتصالات اللاسلكية مُنظمة في مجموعة أدوات متخصصة، كل منها يتناول جوانب محددة من تصميم وتنفيذ النظام اللاسلكي، فهم هذه الأدوات وقدراتها أمر أساسي لبرمجة الاتصالات اللاسلكية الفعالة.

صندوق الاتصالات

ويُعد صندوق الاتصالات أساساً لعمل الاتصالات اللاسلكية في وزارة الاتصالات السلكية واللاسلكية، ويوفر الخوارزميات والتطبيقات اللازمة لتحليل نظم الاتصالات وتصميمها وحفزها، ويشمل هذا الإطار مهام تدوين القنوات، والتنقل، ونظم البعثة، ومكتب إدارة الشؤون الاقتصادية والاجتماعية.

Key features include support for various modulation schemes (PSK, QAM, FSK), error correction coding (convolutional, turbo, LDPC), and channel models ranging from simple AWGN to complex fading channels. The toolbox also provides measurement capabilities for evaluating system performance through metrics like bit error rate (BER), error vector magnitude (EVM), and signal-to-noise ratio (SNR).

5G Toolbox

5G Toolbox provides wireless engineers with standard-compliant algorithms and reference designs for modeling, simulation, and verification of 5G and 5G-Advanced communications systems. This specialized toolbox has become increasingly important as 5G networks continue their global deployment.

(أ) يمكن مجموعة الأدوات 5G من المهندسين من إنتاج وتحليل 5G New Radio (NR) الأمواج، وتنفيذ خوارزميات الطبقات المادية، وتحفيز وصلات الاتصالات من نهاية إلى نهاية، وتساعد وظائف مجموعة الأدوات والأمثلة المرجعية على توصيف وصلات، وتقليص وصلات، ومواصفات الربط الجانبي، وإجراء اختبارات تطابق الترددات اللاسلكية المفتوحة (O-RAN) وتحفيز آثار تصميمات الترددات

WLAN System Toolbox

وبالنسبة لتطبيقات شبكة الشبكة اللاسلكية المحلية اللاسلكية، يقدم صندوق شبكة الشبكة العالمية للشبكة دعما شاملا للمعايير 802.11 للشبكة، ويمكن للمهندسين أن يصمموا ويحكوا نظماً مادية لشبكة WLAN، بما في ذلك أحدث معايير نظام W-Fi 6 (802.11ax) وW-Fi 6E، وتشمل مجموعة الأدوات تصميمات مرجعية لسلسلات الإرسال والاستقبال، ونماذج خاصة بأدوات الداخلية والخارجية للشبكة WL.

LTE Toolbox

وعلى الرغم من ظهور 5 جي، لا تزال تكنولوجيا الاتصال السلكية واللاسلكية تكنولوجيا حرجة في جميع أنحاء العالم، وتوفر مجموعة أدوات الاتصال التقني المتطورة وظائف متوافقة مع المعايير في مجال وضع النماذج، وتحفيز، والتحقق من نظم الاتصالات اللاسلكية اللاسلكية التي لا تصلح للاستعمال التقني، وهي تدعم كلا من أساليب الترددات الدوائية وأجهزة التطوير التراكمي، وتشمل قدرات على وضع النماذج للتجهيز الفيزيائي لأجهزة الاتصال الإلكترونية والتجهيز بالأشعة دون المدارية.

أجهزة تجهيز الإشارات

ويوفر صندوق تجهيز الإشارات خوارزميات أساسية لعمليات تجهيز الإشارات التي تقوم عليها الاتصالات اللاسلكية، ويشمل ذلك تصميم المرشات وتحليلها، وتحليلات الطيف، وتحليل التردد الزمني، وتجهيز الإشارات الإحصائية، ويعتمد العديد من خوارزميات الاتصالات اللاسلكية على قدرات تجهيز الإشارات الأساسية.

نظام التصوير التدريجي

ومع تزايد استخدام النظم اللاسلكية لتكنولوجيات التصوير بالأشعة المقطعية وضخامة في هذه المنظمة، أصبحت مجموعة أدوات نظام الأشعة المقطعية ضرورية، وهي توفر الخوارزميات والتطبيقات اللازمة لتصميم نظم تجهيز الإشارات على مراحل، وحفزها وتحليلها، وهذه المجموعة ذات أهمية خاصة بالنسبة للاتصالات التي تستخدم الموجات المليمترية، ونظم الرادار، والتشكيلات الهوائية المتقدمة المستخدمة في 5G وما بعده.

تقنيات البرمجة الأساسية للاتصالات اللاسلكية

وتتطلب البرمجة الناجحة لشبكة الاتصالات اللاسلكية التابعة لشبكة ماتيلبار اتباع عدة تقنيات أساسية، وهي تشكل لبنات البناء اللازمة لتنفيذ النظم على نحو أكثر تعقيدا.

التطوير الرقمي وإزالة العزل

والتعديل هو عملية تدوين المعلومات على إشارة ناقلة للانتقال، في حين أن عملية الخفض تسترد المعلومات الأصلية لدى جهاز الاستقبال. وتوفر شركة MATLAB وظائف مدمجة لجميع مخططات التناوب المشتركة، ولكن فهم كيفية تنفيذ هذه الخطط وتكييفها أمر حاسم.

على سبيل المثال، تنفيذ نظام تحديد الجودة يتضمن رسم بيانات ثنائية لرموز معقدة وفقاً لرسم بياني للمجموعة، فإن وظائف MATLAB qammod و]qamdemod تعالج هذا بكفاءة، ولكن المهندسين كثيراً ما يحتاجون إلى تكييف عملية رسم الخرائط بحيث يحسبون متطلبات محددة.

عندما يعمل مع تعديل في MATLAB، من المهم فهم العلاقة بين القطع والرموز والعينات، وتدفق العمل المثالي يتضمن توليد بيانات ثنائية عشوائية، تجميع القطع في الرموز، ومسح تلك الرموز، ورسم شكل نبضات، ثم نقلها عبر نموذج القناة، يقوم جهاز الاستقبال بإجراء العمليات العكسية:

النماذج والتحكيم

ويمثل نموذج قنوات التزييف المسطحة، والقنوات المتعددة المتعاطفين، والتخفيف من حدة آثارها باستخدام المتساوين جانباً حاسماً من محاكاة الاتصالات اللاسلكية، وتوفر هذه الشبكة قدرات واسعة النطاق لنموذج مختلف أنواع القنوات، من قنوات ضوضاء بيضاء بسيطة مضافة إلى قنوات متعددة المضاربين.

The AWGN channel is the simplest model, add white Gaussian noise to the transmitted signal. In MATLAB, this can be implemented using the awgn] function, which adds noise at a specified signal-to-noise ratio. However, real wireless channels exhibit much more complex behavior, including multipath propagation, Doppler shifts, and frequency-

من أهم نماذج التكاثر الصغيرة النطاق للقنوات اللاسلكية، تتضمّن التأجيل في الطاقة، وسلسلة طاقة (دوبلر)، و(رايلي) و(رايس)، ونموذج القنوات الإنتقائية المسطحة، و(التردد)

تنفيذ نظام إدارة المعلومات الإدارية

وأصبح جهاز التكتل المتعدد أجهزة التتبع التابع لشعبة الترددات الأرثوغنية هو المحركات المهيمنة للنظم اللاسلكية الحديثة، بما في ذلك شبكة وي-في، وشركة LTE، و5G.

ويقسم نظام إدارة الأعمال المكتبية النطاق الترددي المتاح إلى محركات فرعية متعددة أوثوغونية، كل منها معادلا بمعدل رمزي منخفض نسبيا، ويوفر هذا النهج مقاومة ممتازة للزيارة الانتقائية المتكررة ويتيح تحقيق التكافؤ الفعال في مجال الترددات، ويشمل تنفيذ نظام إدارة الشؤون الاقتصادية والاجتماعية في ميتل آب عدة خطوات رئيسية: تحويل الرموز المتحركة إلى مجموعات مختلفة، مع تحويل ما قبل الانتقال إلى حيز زمني متوازي.

في جهاز الاستقبال، العملية معكوسة: تحويل التسلسل إلى الشبهات، إزالة التقلبات الدورية، تحويل الترددات إلى النطاق الترددي، تقدير القناة، التعادل، تحويلات موازية إلى أخرى، تنفيذ FFT بكفاءة يجعل من محاكاة الإدارة المتكاملة للطبيعة عملية حتى بالنسبة للنظم التي تضم آلاف من الشاحنات الفرعية.

تصميم نظام ميمو

وتمثل نظم تبادل المعلومات عن النماذج والتنوع ونظم التكثيف المكاني تقنيات متقدمة في الاتصالات اللاسلكية، وتستخدم نظم متعددة المدخلات من عدة هوائيات في جهاز الإرسال والاستقبال لتحسين قدرة النظام وموثوقيته.

ويقدم برنامج " MATLAB " دعما شاملا لمحاكاة نظام البعثة، ويمكن للمهندسين أن ينفذوا مختلف تقنيات المنظمة البحرية الدولية، بما في ذلك التكثيف المكاني لزيادة معدلات البيانات، ونقل وتلقي التنوع لتحسين الموثوقية، ورسم الخرائط من أجل النقل إلى الاتجاه، وتجعل الطبيعة المستندة إلى مصفوفة MATLAB مناسبة بشكل خاص لتجهيز البعثة، حيث تنطوي العمليات مثل تقدير القنوات، والتجهيز، والكشف على عمليات واسعة النطاق.

تصحيح الخطأ

وباستخدام رموز التطوير والتنمر لتقليل معدل الخطأ قليلا، مع تصحيح الأخطاء في الرموز من نظامي DVB-S.2 و LTE المستخدمين كأمثلة، يدلان على أهمية تدوين القنوات في النظم اللاسلكية، ويضيف التدوين في تصحيح الأخطاء إلى البيانات المرسلة، مما يتيح للمتلقي كشف الأخطاء التي أدخلتها القناة وتصحيحها.

وتدعم وزارة الشؤون الإدارية مجموعة واسعة من خطط الترميز، وتُنفَّذ رموز الثورة باستخدام سجلات النوبات ويمكن فكها باستخدام خوارزمية فيتربي. وتوفر رموز إدارة الأراضي الليبرالية (Low-Density Parity-Check) أداءً شبه محدود، وتستخدم في معايير حديثة مثل 5G. Turbo codes، التي تستخدم رموزاً موازية متجانسة معدة للتشغيل، معتدلة الأداء.

التقنيات المتقدمة لنظم اللاسلكيات

وإلى جانب الأساسيات، فإن التقنيات المتقدمة في مجال البرمجة في إطار برنامج ماتا لاب تمكِّن المهندسين من التصدي للتحديات المعقدة في مجال الاتصالات اللاسلكية وتحقيق الأداء الأمثل للنظام.

المحاكاة والشبكة على مستوى المنظومة

5G Toolbox system-level simulations model multinode networks, with simulations operating across a protocol stack that includes physical (PHY), medium access control (MAC), radio link control (RLC), and application layers. This capacity allows engineers to evaluate network-level performance metrics beyond simple link-level simulations.

5G Toolbox enables modeling a New Radio (NR) waveform by using PHY and channel modeling features or abstracted PHY with link-to-system mapping, allowing evaluation of network performance with different data traffic models, MAC scheduling strategies, and PHY algorithms. This abstraction capacity is particularly valuable for system-level studies where simulating full PHY processing.

AI and Machine Learning Integration

تطبيق تقنيات التعلم العميق والتعلم الآلي والتعزيز لتقنيات الاتصالات اللاسلكية تمثل اتجاهاً متزايداً في تصميم النظام اللاسلكي

ويمكن أن تؤدي عملية التعرف على التكنولوجيا اللاسلكية إلى تحقيق المستوى الأمثل لعمليات الـ 5G NR باستخدام شبكة جديدة للأجهزة الآليـة لضغط عملية الاستطلاع على شبكة المعلوماتية، وتدريب عامل للتعلم عن تعزيز الشبكة الكميائية لاختيار الشعاع، وتدريب شبكة للخليجات الملتوية لتقدير القنوات، ويمكن لهذه النهج القائمة على أساس التوحيد أن تفوق المقاييس التقليدية في سيناريوهات معينة، ولا سيما عند التعامل مع السلوكيات المعقدة وغير المباشرة.

تصميم مشترك بين إدارة مصائد الأسماك وشركة Antenna

ويتزايد أهمية العناصر الرقمية والنموذجية والهوائيين لنظام الاتصالات اللاسلكية من نهاية إلى نهاية، حيث تتجه النظم اللاسلكية إلى نطاقات الترددات الأعلى وإلى تشكيلات الهوائي الأكثر تعقيداً، ويتيح هذا النهج للتصميم المشترك بتوفير أدوات متكاملة لتجهيز الإشارات الرقمية، ووضع نماذج لعنصر الترددات، وتصميم الهوائيات.

ويمكن للمهندسين أن يُمثلوا سلسلة الإشارات الكاملة من تجهيز النطاقات الأساسية من خلال عناصر الواجهة الأمامية لإطار النتائج (المزخرات، والمضخمات، والمرشحات) إلى أنماط إشعاعية هوائية، وهذا النهج الكلي يساعد على تحديد المفاضلات على مستوى المنظومة وتحقيق الأداء العام الأمثل بدلا من تحقيق الاستخدام الأمثل للعناصر الفردية المنعزلة.

اختبارات البرمجيات الصلبة

يمكنك نشر رمزك المولد للأجهزة اللاسلكية والأجهزة ثم اختبار النماذج والأجهزة التي تنشرها، وتدعم شركة MATLAB سير العمل على اختبار المعدات الموجودة في الموقع التي تربط المحاكاة بالمعدات الحقيقية، وهذه القدرة ضرورية للتحقق من الخوارزميات في ظروف العالم الحقيقي قبل النشر الكامل.

وباستخدام أجهزة لاسلكية محددة بالبرمجيات، مثل نظام USRP أو PlutoSDR، يمكن للمهندسين أن ينقلوا موجات من طراز MATLAB إلى الهواء وأن يستعيدوها للتحليل، ويكشف هذا النهج عن أوجه قصور وآثار قد لا تُستولى على المحاكاة النقية، مثل عدم خطى المعدات، ومجلة التوقيت، وآثار الانتشار الحقيقي.

المدونة

:: يمكن من خلال إنتاج المواد الخطرة HDL أو C بطريقة آلية للتصميم والتنفيذ دون الترميز يدوياً الانتقال من خوارزميات MATLAB إلى تنفيذ الإنتاج، ويمكن لرمز MATLAB ورمز HDL أن يولدا تلقائياً الرمز C/C+++++ أو الرمز التركيب HDL من مدونة MATLAB، مما يعجل بدرجة كبيرة الطريق نحو النشر.

قدرة البرمجيات هذه قيمة بشكل خاص لتنفيذ خوارزميات تجهيز الإشارات على المجهزين المدمجين، أو برامج الدعم الإداري، أو البرمجيات الحرة، يمكن للمهندسين أن يطوروا ويصدقوا على الخوارزميات في بيئة ماتا لاب الرفيعة المستوى، ثم يولدون تلقائياً مدونة تنفيذ فعالة، ويقللون من وقت التطوير، ويقللون من خطر الأخطاء أثناء الترجمة اليدوية.

التطبيقات العملية وحالات الاستخدام

قدرات الاتصالات اللاسلكية لـ(ميتالوب) تجد تطبيقاً عبر مجموعة واسعة من سيناريوهات العالم الحقيقي وقطاعات الصناعة

5 زاي - تطوير واختبارات الإذاعة الجديدة

وتستخدم الأفرقة الهندسية اللاسلكية الرائدة نظام MATLAB و Simulink لتطوير تكنولوجيات جديدة للوصول إلى أجهزة اللاسلكي من طراز 5G، مع القدرة على محاكاة، وتحليل واختبار 5G، وواي فاي، و LTE، و Bluetooth، والملاحة الساتلية، ونظم وشبكات الاتصالات، ويجعل تعقيد 5G NR، مع مرونتها في العدد، وضخامة MMO، وأجهزة الموجات المليمترية، أداة أساسية لتطوير نظام MATLAB.

5G Toolbox functions model end-to-end 5G NR communication links, with examples showing various link-level block error rate (BLER) simulations with TDL and CDL channel models. Engineers can evaluate 5G system performance under various formations, test new algorithms, and verify compliance with 3GPP specifications.

الوفرة والتحليل

ويسهل تصميم واختبار النظم اللاسلكية، مع تطبيق نظام مولدات الموجات اللاسلكية و5G Toolbox التي تتيح توليد 5G وغيرها من الإشارات القائمة على المعايير لحفز نظم الاتصالات في MATLAB دون كتابة أي رمز، وهذه القدرة قيمة بالنسبة لتطبيقات الاختبار والقياس.

ويمكن للمهندسين أن يولدوا نماذج موجية متوافقة مع المعايير لاختبار المعدات، أو أن يخلقوا نماذج موجية مصممة خصيصا لأغراض البحث، أو أن يحللوا الإشارات المستقاة من النظم الحقيقية، وأن يولدوا نماذج موجية قابلة للتعديل للتحقق من الامتثال لنظم الاتصالات اللاسلكية العامة ومختلف النظم الممتثلة للمعايير، مما يدعم سير العمل في مجال اختبارات التطوير والامتثال على حد سواء.

تقييم القناة وتحقيق المساواة

ويعد تقدير القنوات الدقيقة أمراً حاسماً في إجراء عمليات خفض متماسكة في النظم اللاسلكية، وتوفر وزارة النقل البحري أدوات لتنفيذ مختلف تقنيات تقدير القنوات، من أساليب تجريبية بسيطة إلى خوارزميات متقدمة باستخدام الاستشعار المضغوط أو التعلم الآلات.

وتمثل تقنيات تشكيل النبض، والفرز المطابق، والرد الجزئي على الإشارات، وتصميم وتنفيذ المساوِّيات الخطية - صفر من الإكراه ومساوئ MMSE، باستخدامها في نظم وصل الاتصالات والتعديلات مع العاهات في أجهزة الاستلام، مهاماً أساسية لتجهيز أجهزة الاستلام تيسرها وزارة التجارة والتنمية.

النماذج التناسبية وتحليل التغطية

نماذج انتشار واسعة النطاق مثل نموذج فريس للفضاء الحر، ونموذج قطع الأشجار، ونموذجين للتأمل الأرضي للأشعة، ونموذج وحيد لنشر السكّين، ونموذج هاتا أوكومورا، يمكن المهندسين من التنبؤ بتغطية النظام اللاسلكي وأدائه في بيئات مختلفة.

قدرات نموذجية لـ (ميتاب) في مجال نشر (ميتابي) تمتد إلى تعقب الأشعة من أجل التحليلات الخاصة بالموقع، ونماذج القنوات الإحصائية للدراسات على مستوى المنظومة، والنُهج الهجينة التي تجمع بين العناصر الحاسمة والضارة، وهذه الأدوات تدعم تخطيط الشبكات، وتحليل التداخل، وتفسير النظام.

التنوع والتقنيات الخاصة بالمبادرة

وتشمل تقنيات التنوع لنظم الهوائي المتعددة الترميز في وقت الفضاء في ألاموتو، والجمع بين الحد الأقصى للنسبة، والجمع بين المكسب المتساوي والاختيار، وهذه التقنيات تحسن موثوقية النظام وقدرته باستغلال التنوع المكاني.

ويتيح هذا البرنامج للمهندسين تنفيذ مختلف مخططات التنوع ومقارنة هذه الخطط، وتقييم أدائهم في ظل ظروف مختلفة من القنوات، وتحقيق أقصى قدر من البارامترات في النظام، ويوسع نطاق الدعم الذي تقدمه مجموعة الأدوات إلى المنظمة البحرية الدولية الضخمة، ووسيلة الأشعة هذه القدرات لتشمل نظم الهوائي المتقدمة المستخدمة في 5G والتكنولوجيات اللاسلكية المقبلة.

تحليل ورصد المبيدات

ويجب أن تتعايش النظم اللاسلكية في بيئات الطيف المزدحمة بشكل متزايد، وتوفر هذه النظم أدوات لتحليل الطيف وكشف التدخل والوصول الدينامي إلى الطيف، ويمكن للمهندسين أن ينفذوا خوارزميات إذاعية معرفية وأن يحللوا أنماط احتلال الطيف، وأن يضعوا تقنيات لتخفيف التداخل.

والقدرة على معالجة الإشارات الحقيقية من حقوق السحب الخاصة أو محللي الطيف تجعل من اتفاق التجارة الدولية المتعلق بالطرق البرية المميتة ذات قيمة بالنسبة لتطبيقات رصد الطيف، واختبار الامتثال التنظيمي، والتدخل في مضايقة الشبكات التشغيلية.

تحقيق الاستخدام الأمثل للأداء وأفضل الممارسات

وتتطلب البرمجة الفعالة لبرمجة الاتصالات اللاسلكية التي تقوم بها وزارة الشؤون الإدارية اهتماماً بإضفاء الصبغة المثلى على الأداء والالتزام بأفضل الممارسات.

التثبيت والكفاءة

قوة (ميتاب) تكمن في عمليات المصفوفة المثلى، واختيار حلقات البرمجيات مع عمليات المصفوفة، يمكن أن يحسن بشكل كبير سرعة التنفيذ، بالنسبة لمحاكاة الاتصالات اللاسلكية التي تجهز كميات كبيرة من البيانات، هذا التعظيم ضروري.

بدلاً من تجهيز العينات في وقت واحد في حلقة، يجب على المهندسين أن يستغلوا قدرة (ميتاب) على العمل في جميع النواقل أو المصفوفات في وقت واحد، هذا النهج لا يحسن الأداء فحسب بل يؤدي في كثير من الأحيان إلى شفرة أكثر إيجازاً وقابلية للقراءة.

تجهيز المواظبة وتسريع عملية تعميم مراعاة المنظور الجنساني

وفيما يتعلق بالتحفيزات المكثفة حسب الحاسب، تدعم وزارة التجارة والتنمية في الميدان الاقتصادي التجهيز الموازي باستخدام النواة المتعددة للاتحادات والتسارع في استخدام نظام الأفضليات المعمم، وتستفيد عمليات المحاكاة التي يقوم بها مونت كارلو لتحليل وحدات خفض الانبعاثات المعتمدة على أساس ثنائي الفينيل متعدد البروم، والتي تتطلب معالجة ملايين القطع عبر العديد من نقاط الأشعة دون الوطنية، استفادة كبيرة من التوازي.

ويتيح صندوق المسابقات الحاسوبية للمهندسين توزيع المحاكاة على عمال متعددين، في حين يسمح دعم وحدة التخطيط العالمي ببعض العمليات لتنفيذها على مجهزي الرسومات من أجل الإسراع على نطاق واسع، ويعد فهم متى وكيف يمكن تطبيق هذه التقنيات أمراً حاسماً في معالجة محاكاة الاتصالات اللاسلكية الواسعة النطاق.

Memory Management

ويمكن أن تولد محاكاة الاتصالات اللاسلكية كميات كبيرة من البيانات، وتمنع إدارة الذاكرة السليمة تدهور الأداء والأخطاء خارج نطاق الذاكرة، وتشمل التقنيات الشغل بالصفائف، وتوضيح المتغيرات غير الضرورية، وتجهيز البيانات في الشظايا بدلا من تحميل مجموعات البيانات بأكملها في الذاكرة.

بالنسبة لمحاكاة كبيرة جداً، صفائف (ميتالوب) الطويلة وقدرات مخزن البيانات تمكّن من تجهيز البيانات التي لا تناسب الذاكرة، القراءة وتجهيزها في أجزاء قابلة للإدارة.

التصميم النموذجي والرمز

إن نظم الاتصالات اللاسلكية معقدة، تشمل عناصر مترابطة عديدة، وتنظيم الشفرة في الوظائف النموذجية يؤدي إلى تحسين القدرة على الاستمرارية، والقابلية للاختبار، وإعادة الاستخدام، وينبغي أن يكون لكل وظيفة غرض واضح ومحددة جيدا، مع التحقق من صحة المدخلات والوثائق المناسبة.

إنشاء مكتبات ذات مهام شائعة الاستخدام للتعديلات، نماذج القنوات، خوارزميات المزامنة، وما إلى ذلك - تطوير سريع لمحاكاة جديدة عن طريق الجمع بين لبنات البناء المثبتة، قدرات البرمجة ذات الوجهة الموضوعية للشبكة تدعم تصميمات نموذجية أكثر تطوراً للنظم المعقدة.

التحقق من صحة المعلومات

(ب) استحداث نماذج مرجعية ذهبية قابلة لإعادة استخدامها للتحقق المتكرر من التصميمات اللاسلكية والنماذج الأولية والتنفيذات - يعد من الضروري ضمان التصحيح تنفيذ نظام تبادل البيانات الجمركية والتحقق من النتائج المعروفة أو المعايير المنشورة أو التنفيذ المرجعي.

وبالنسبة للنظم القائمة على المعايير، فإن مقارنة نماذج الموجات المولدة مقارنة بأمثلة المواصفات أو باستخدام ناقلات اختبارات التطابق تساعد على التحقق من الامتثال، وبالنسبة للخرغاريتميات الجديدة، فإن التحقق من التنبؤات النظرية أو النتائج المنشورة يبني الثقة في التنفيذ.

التكنولوجيات الناشئة والاتجاهات المستقبلية

وتواصل وزارة الشؤون الإدارية تطويرها لدعم التكنولوجيات اللاسلكية الناشئة وتوجيهات البحوث.

6G Research and Development

(ج) استخدام مكتبة التنقيب الست على نماذج ومسح واختبار الموجات 6G، واستكشاف 6G تكنولوجيات تمكينية، بما في ذلك التعلم في مجال الأجهزة الآلات، ونمذجة مكونة لترددات أعلى، والاستشعار المتكامل والاتصالات، وإعادة تشكيل الأسطح الذكية، مع تعجيل البحوث في التكنولوجيات ذات الـ 6 جي، توفر وزارة التجارة والتنمية أدوات لاستكشاف مفاهيم وتقنيات جديدة.

وتسمح مكتبة التنقيب الست ببحث التكنولوجيات التي قد تشكل أساس الجيل القادم من النظم اللاسلكية، بما في ذلك الاتصالات التيسيرية، والصفائف الهوائية الكبيرة للغاية، وبنات الشبكة المحلية.

الشبكات غير الأرضية

وأصبحت الاتصالات الساتلية والشبكات غير الفضائية ذات أهمية متزايدة لتوفير الاتصال العالمي، وتدعم شركة MATLAB نموذجا للوصلات الساتلية، بما في ذلك الميكانيكيات المدارية، وآثار دوبلر، وتأخيرات النشر الخاصة بالاتصالات الساتلية.

(ج) استخدام نماذج قناة CDL وTDL وNTN وH-Speed train (HST) في محاكاتكم، مما يتيح وضع نماذج دقيقة لهذه السيناريوهات المتخصصة، ويطرح إدماج الشبكات الأرضية وغير الأرضية تحديات فريدة تساعد شركة MATLAB المهندسين على التصدي لها.

الرصد المتكامل والاتصالات

إن تقارب الاستشعار بالرادار والاتصالات يمثل حدودا مثيرة، وقدرة MATLAB تشمل كلا المجالين، مما يتيح إجراء بحوث في نظم الاتصالات الرادارية المشتركة التي تتقاسم الطيف ومعدات، وهذا التكامل يعد باستخدام الطيف والمعدات على نحو أكثر كفاءة، مع التمكين من تطبيقات جديدة.

Reconfigurable Intelligent Surfaces

وتستخدم السطحات الذكية القابلة للثقة مجموعات من العناصر السلبية لتشكيل بيئة النشر، مما قد يؤدي إلى تحسين التغطية والقدرة، وتوفر وزارة الشؤون الإدارية أدوات لتمثيل سلوكيات المخاطر، وتحقيق التكوين الأمثل للعناصر، وتقييم الفوائد على مستوى المنظومة.

شبكة التوزيع المفتوحة

وتخلق حركة الانتقال المفتوحة نحو شبكات مصنّفة ومتعددة الأطراف فرصاً وتحديات جديدة، وتدعم وزارة التجارة والتنمية والتنمية والتنمية الاقتصادية والتنمية من خلال نماذج متوافقة مع المعايير والقدرة على توليد ناقلات اختبار للتحقق من الوصلات البينية، ويمكن للمهندسين تطوير واختبار أجهزة التحكم في ذكاء الوصلات وغيرها من العناصر التي تستخدم نظام تبادل البيانات الجمركية.

موارد التعلم والدعم المجتمعي

ويتطلب استخلاص البيانات المتعلقة بالاتصالات اللاسلكية استمرار التعلم والمشاركة مع المجتمع المحلي.

الوثائق الرسمية والأمثلة

وتوفر الرياضيات وثائق واسعة النطاق لجميع صناديق أدوات الاتصالات اللاسلكية، بما في ذلك مراجع تفصيلية للوظائف، ومفاهيم مفاهيمية، وأمثلة عديدة، وتستخدم هذه الأدوات لإثبات الخوارزمية ومفاهيم تصميم النظم باستخدام إشارات المحاكاة والإشارات الجوية، وتولد موجات قابلة للتصميم للتحقق من الامتثال لنظم الاتصالات اللاسلكية العامة ومختلف النظم المتوافقة مع المعايير، وتحفيز نظم الاتصالات النهائية.

وتتراوح الأمثلة بين التعليمات الأساسية وإكمال عمليات التنفيذ المرجعية للنظم المعقدة، حيث إن دراسة هذه الأمثلة توفر نظرة متعمقة لأفضل الممارسات وتقنيات البرمجة الفعالة للبرمجة في إطار برنامج تبادل البيانات والتحليلات من أجل التطبيقات اللاسلكية.

الدورات التدريبية

وتقدم دورة مدتها يومان لمحة عامة عن طبقة الـ 5G NR المادية، وتبرز الاختلافات والسمات الجديدة المتعلقة بالطبقة المادية لشبكة التدريب المهني، حيث يتعلم الحاضرون كيفية توليد الموجات المرجعية 5G NR وبناء ورسم نموذج للشبكة الوطنية للإحصاء من أجل إعادة التأهيل باستخدام MATLAB و 5G Toolbox.

وتوفر هذه الدورات التي يقودها المدرب مسارات تعليمية منظمة للمهندسين الجدد إلى شركة ماتا لاب أو تكنولوجيات لاسلكية محددة، وتوفر الدورات التي تُجرى على شبكة الإنترنت ذاتيا المرونة للمهنيين المشغولين.

الموارد الأكاديمية

وتستخدم جامعات كثيرة برنامج " ماتا لاب " لتعليم الاتصالات اللاسلكية، وتشمل كتب عديدة أمثلة وممارسات " MATLAB " ، وتوفر هذه الموارد الأكاديمية أسسا نظرية إلى جانب توجيه التنفيذ العملي.

وكثيرا ما تشمل ورقات البحوث تنفيذات برنامج ماتا لاب للخرافيزميات الجديدة، مما يوفر إشارات قيمة للمهندسين العاملين في مجال تكنولوجيات التقطيع، وقدرة إنتاج النتائج المنشورة في برنامج ماتا لاب على تيسير التصديق على هذه المواد ومواصلة تطويرها.

المنتديات المجتمعية والبورصة المالية

مجتمع "ماتالوب" المركزي يوفر منتديات حيث يمكن للمهندسين أن يسألوا الأسئلة ويتقاسموا المعرفة ويناقشوا موضوعات الاتصالات اللاسلكية

ويعجل العمل مع المجتمع المحلي بالتعلم، ويوفر حلولا للمشاكل المشتركة، ويبقي المهندسين على علم بالتقنيات الجديدة وأفضل الممارسات.

تطبيقات الصناعة ودراسات الحالات الإفرادية

قدرات الاتصالات اللاسلكية لـ(ميتالوب) تستخدم عبر الصناعات من أجل تطبيقات مختلفة

معدات الاتصالات السلكية واللاسلكية

ويستخدم بائعو معدات الاتصالات السلكية واللاسلكية الرئيسية برنامج " MATLAB " طوال دورة حياة تطوير المنتجات، ومن البحوث الأولية المتعلقة بالخروط من خلال تصميم النظم، والمحاكاة، وتنفيذ المعدات، توفر وزارة التجارة والتنمية والبيئة والبيئة بيئة متسقة تعجل بالتنمية وتخفض الأخطاء.

فالقدرة على وضع مدونة قواعد بيانات التنمية البشرية لتنفيذ خطة العمل المتعلقة بالبرمجيات الحرة والمفتوحة المصدر أو المدونة جيم للمجهزين المدمجين تتيح سرعة وضع النماذج والتحولات السلسة من تطوير الخوارزميات إلى معدات الإنتاج.

أجهزة تصنيع الأجهزة المتنقلة

وتستخدم أجهزة تصنيع أجهزة السمارة والجهاز الأيوتى أجهزة MATLAB لتطوير وتقنية أجهزة الاستلام وأداء أجهزة الاختبار والتحقق من الامتثال للمعايير اللاسلكية، وتساعد القدرة على وضع نماذج كاملة للنظم النهائية على تحديد وحل القضايا في وقت مبكر من عملية التنمية.

مشغلو الشبكات

ويستخدم متعهدو الشبكات اللاسلكية نظام MATLAB لتخطيط الشبكات وتحقيق الاستخدام الأمثل وكشف المشاكل، ويساعد نموذج التبريد على التنبؤ بالتغطية، بينما تقوم المحاكاة على مستوى المنظومة بتقييم أثر التغييرات في تشكيل الشبكات، ويساعد تحليل الإشارات المستقاة من الشبكات التشغيلية على تشخيص مسائل الأداء.

الاختبارات والتقدير

أجهزة الاختبار ومختبرات اختبار تستخدم أجهزة التكييف المتطورة لتوليد إشارات اختبار، وأداء أجهزة تحليل، وإجراءات اختبار السيارات، وجهاز التحكم في الأجهزة، وجهاز توليد الموجات اللاسلكية، يسمح لكم باختبار نظامكم اللاسلكي على الهواء تحت ظروف العالم الحقيقي باستخدام معدات اختبار نموذجية لأجهزة الترددات، ويمكنكم القيام بعمليات أجهزة استقبال وتحلل إشارات في MATLAB بواسطة قياس جودة التصميم

المؤسسات البحثية

تستخدم الجامعات ومختبرات البحوث في جميع أنحاء العالم برنامج (ميتا بي) للبحث عن الاتصالات اللاسلكية، ومرونة المنبر تمكّن من التحقيق في المفاهيم الجديدة، بينما نماذجه المتوافقة مع المعايير توفر خطوط أساس للمقارنة، وقدرة على وضع النماذج الأولية وتجربة الأفكار الجديدة بسرعة تعجل بعملية البحث.

التكامل مع الأدوات والمنابر الأخرى

قيمة (مات لاب) معززة من خلال قدرتها على الاندماج مع أدوات ومنابر أخرى تستخدم عادة في تطوير الاتصالات اللاسلكية

أجهزة راديو محددة تعمل بالبرمجيات

وتدعم وزارة الشؤون الإدارية العديد من برامج التنمية المستدامة، بما في ذلك برنامج إعادة التأهيل وإعادة الإدماج، وبرنامج إعادة التأهيل وإعادة التأهيل وإعادة التأهيل، والشبكة الإقليمية للإنقاذ، وغيرها، مما يتيح إجراء اختبارات على الهواء للخرغاريتمات، وجمع البيانات عن العالم الحقيقي، وتطوير نظم البث الإذاعي في المناطق، ويمكن للمهندسين أن ينتقلوا بحراسة بين اختبار المحاكاة والاختبارات على المعدات داخل بيئة MATLAB.

معدات الاختبار

(ب) تمكين صندوق أدوات مراقبة المعدات من الاتصال بمولدات الإشارة، ومحللات الطيف، ومحللات الشبكات، ومعدات الاختبار الأخرى من البائعين الرئيسيين، وتدعم هذه القدرة سير العمل الآلي للاختبارات، وتتيح لشبكة ماتيلبار أن تكون بمثابة محور مركزي لأنشطة الاختبار والقياس.

أجهزة تبسيط الشبكة

يمكن لـ (ميتاب) أن يتفاعل مع محاكاة الشبكة مثل (ن ن 3) مما يتيح محاكاة مختلطة تجمع بين نموذج الطبقات المادية المفصل لـ (ميتالوب) مع محاكاة حركة المرور على مستوى الشبكة و المراسم هذا التكامل يوفر قدرات شاملة على تقييم النظام

منصات حاسوبية مدمجة

وتدعم وزارة الشؤون الإدارية وشؤون العبادات تنفيذ برامج السحاب، مما يتيح إجراء محاكاة واسعة النطاق تحشد الموارد الحاسوبية السحابية، وهذه القدرة قيمة خاصة بالنسبة لعمليات المسح البارمتر، وعمليات المحاكاة التي يقوم بها مونت كارلو، وغيرها من المهام المكثفة من حيث الحاسب والتي تستفيد من التوازي الواسع النطاق.

التحديات والنظر في المسألة

وفي حين توفر وزارة الشؤون الإدارية والمالية قدرات قوية للاتصالات اللاسلكية، ينبغي للمهندسين أن يكونوا على علم ببعض التحديات والاعتبارات.

التعقيد الحاسوبي

ويمكن أن تكون عمليات المحاكاة التفصيلية للنظم اللاسلكية المعقدة مكثفة حسابيا، ويجب على المهندسين أن يوازنوا بين محاكاة وقت التنفيذ، مع استخدام نماذج مبسطة أو تقنيات مضللة للدراسات على مستوى المنظومة، مع الاحتفاظ بصور مفصّلة للمكونات الحرجة.

دورة التعلم

قدرات (مات لاب) الواسعة النطاق تأتي مع منحنى للتعلم، المهندسين الجدد لـ (مات لاب) أو الاتصالات اللاسلكية يجب أن يستثمروا الوقت في تعلم المنصات، وفهم صناديق الأدوات، وتطوير الكفاءة مع الخوارزميات والتقنيات ذات الصلة، ومع ذلك، فإن هذا الاستثمار يدفع أرباحاً من خلال زيادة الإنتاجية والقدرات.

تكاليف الترخيص

وتحتاج مجموعة الأدوات المتخصصة التابعة لوزارة التجارة والتنمية إلى تراخيص تمثل مراعاة تكاليف المنظمات، غير أن المكاسب الناتجة عن الإنتاجية، والوقت المخفض للتنمية، وانخفاض خطر وقوع أخطاء كثيرا ما تبرر الاستثمار، ولا سيما لأغراض التنمية التجارية.

ضبط النفس في الوقت الحقيقي

وفي حين أن تطبيق نظام " ماتا لاب " في تطوير الخوارزميات ومحاكاتها، فإن التنفيذ في الوقت الحقيقي قد يتطلب وضع قواعد ونشر معدات مخصصة، ففهم المسار من خوارزمية MATLAB إلى التنفيذ في الوقت الحقيقي أمر هام بالنسبة للمشاريع التي تتطلب احتياجات صعبة في الوقت الحقيقي.

خاتمة

وقد أنشأت وزارة الشؤون الإدارية وشؤون الاتصال كأداة لا غنى عنها لهندسة الاتصالات اللاسلكية، حيث توفر قدرات شاملة تمتد دورة الحياة الإنمائية بأكملها من خلال البحوث الأولية عن طريق نشر الإنتاج، وتوحيدها من خلال الحاسوب الالرياضي القوي، ومكتبات الاتصالات اللاسلكية الواسعة النطاق، والتصوير اللاسلكي، والدمج اللامعي، يجعلها مناسبة بشكل فريد لتحديات تطوير النظام اللاسلكي الحديث.

ومع استمرار تطور التكنولوجيات اللاسلكية مع توسع نطاق نشر 5 جي، والتعجيل ببحث 6 جي، والتطبيقات الجديدة الناشئة - دور ماتالوب أصبح أكثر أهمية، والتطور المستمر للمنبر لدعم التكنولوجيات الناشئة، وإدماج قدرات التعلم الآلي، ووجود نظام إيكولوجي قوي للأدوات ودعم مجتمعي يكفل استمرار أهميته.

وبالنسبة للمهندسين العاملين في مجال الاتصالات اللاسلكية، فإن استثمار الوقت في استخدام تقنيات البرمجة في مجال الإدارة والتجارة والنقل يحقق مكاسب كبيرة، وقدرة على وضع مقاييس أولية سريعة، وحفز النظم المعقدة، والتحقق من تصميمات المعدات، والوزع في بيئة موحدة، تعجل التنمية وتحسن النتائج، وسواء كان وضع الجيل القادم من المعايير اللاسلكية، أو تحسين أداء الشبكات، أو البحث في تقنيات جديدة، فإن نظام تبادل البيانات والتحليل المالي المتعدد التخصصات يوفر الأدوات اللازمة للنجاح.

ويعود مستقبل الاتصالات اللاسلكية بالتطورات المثيرة، من الاتصال بين 5 جيات بواسطته إلى التكنولوجيات الناشئة ذات الـ 6 جيات، والاستشعار المتكامل والاتصالات، والشبكة التي يقودها آي، إلى أقصى حد، وستواصل وزارة التجارة والتنمية القيام بدور مركزي في نقل هذه الابتكارات من مفهوم إلى واقع، وتمكين المهندسين من دفع الحدود الممكنة في الاتصالات اللاسلكية.

الموارد الخارجية