Table of Contents
إبداع شركة ADC Scaling في التلجيل القادم
وقد تُستخدم النظم اللاسلكية الحديثة، من 5G جهازاً جديداً إلى الرؤية الـ 6G، مع اعتمادها على خطوة تحويل أساسية: ترجمة إشارات التردد الترددات المشابهة للشبكة اللاسلكية إلى النطاق الرقمي لأجهزة الاتصال ذات النطاق الترددي المنخفض، حيث تُستخدم أجهزة التحويل المشابهة إلى النطاق الترددي (DCs) في قلب كل سلسلة من أجهزة الاستلام، وتُحدث أداءها مباشرةً لمعدلات البيانات القابلة للتحقيق.
وتمتد البلدان النامية الجزرية الصغيرة إلى تلبية هذه المواصفات بعيدا عن ثلاثية الأبعاد، وتأتي المبادلات الأساسية، الناشئة عن نظرية الدوائر وشبه الموصلات الفيزيائية، وتحد من سرعة ودقيقة وكفاءة الطاقة التي يمكن أن تكون محولة واحدة، ويبحث المصانع وأفرقة البحث الهياكل الجديدة، وعناصر العملية المتقدمة، وتقنيات المعايرة على مستوى المنظومة لتكسر هذه الحواجز.
الاعتبارات المتعلقة بالمحفوظات الأساسية لمؤسسة التعمير والتنمية
معدل أخذ العينات مقابل مقايضة القرار
كما أن النظرية المعروفة جيداً بشأن العينات تنص على أن معدل أخذ العينات في إطار شركة ADC يجب أن يكون ضعف نطاق الإشارة إلى المدخلات، وبالنسبة لمحطة قاعدية من طراز 5G تُستخدم في شركة 400 ميغاهيرتز، فإن معدلاً أدنى من العينات يبلغ 800 ميغابايت، ولكن النظم العالمية الحقيقية تُخفض إلى درجة الاسترخاء في الترددات الرقمية وتحسن نسبة الأشعة فوق البنفسجية (SNR).
ويرتبط القرار، الذي يقاس بعدد فعال من القطع (ENOB)، على عكس ذلك بمعدل أخذ العينات بالنسبة لميزانية معينة من ميزانية الطاقة، ويُستولى على هذه العلاقة برقم الجدارة في فالدن (FoM = القوة/ (2 × النطاق الترددي 2 [---------0]، حيث أن هذه العلاقة لا تزال تمثل سوى 10 نماذج ثابتة نسبياً من نماذج التصنيف العالمي للمواد الكيميائية (GOB)
مقاييس تكاثر الطاقة وكفاءتها
وفي أجهزة استقبال ضخمة تابعة للبعثة، وهي حجر الزاوية في 5G و6G، تحتاج كل من عشرات أو مئات العناصر الهوائية إلى سلسلة مكرّسة من أجهزة التفكيك التابعة للشركة، وإذا استهلكت كل شركة من شركات القوى العاملة مئات من الفولط، تصبح ميزانية الطاقة الإجمالية محظورة على المعدات التي تم تركيبها على أبراج أو في خلايا صغيرة، ولذلك فإن المهندسين يسعون إلى أدنى درجة ممكنة من القوة لكل حركة تحول، مما يؤدي إلى مرحلة واحدة من مراحل.
خطية وزجاجة حارة
فبعد أن تكون أجهزة الاستقبال اللاسلكية قادرة على معالجة إشارات مسدودة كبيرة أقوى من القناة المرغوبة، وقد لا يصادف عدد من أجهزة الاستلام العاملة بخمسة جي أي ميغاهيرتز سوى 20 ميغاهيرتز أقوى من الإشارة المطلوبة، وتولد عدم وجود خطوط اتصال متينة يمكن أن تسقط داخل نطاق المرور، مما يزيد من درجة الضوضاء ويزيد من الحساسية.
التحديات في 5G New Radio (NR) and mmWave Systems
Bandwidth and Channel Aggregation
٥ زاي- يحدد النطاق الترددي للخطوط العريضة التي تبلغ ١٠٠ ميغاهيرتز في إطارات فرعية من نوع GHz و400 ميغاهيرتز في إطار موجات مليمتر )ميغايف( وقد يحتاج جهاز استقبال، مع تجميع الناقلات، إلى تجهيز عدد من المكو ِّنات في آن واحد، مما يؤدي إلى زيادة سرعة استخدام الترددات فوق جهاز قياسي واحد، مما يدفع شركة ADC إلى زيادة عدد المصابين بالبطولة إلى درجة عالية من سرعة التصفوفات.
Dynamic Range and Blocking Signals
وفي إطار النطاقات المتوسطة الأجل، تكون الخسائر في المسارات مرتفعة، ولذلك يجب على المتلقين أن يتعاملوا مع تفاوتات كبيرة في قوة الإشارة، وقد يرى جهاز محمول قريب من محطة قاعدية إشارة قوية، بينما يختبر مستخدم بعيد نقطة ضعف، ويجب أن يكون لدى شركة التعمير الأفريقية النطاق ما يكفي من النطاق الدينامي لاستيعاب أقوى إشارة دون تجزؤ، مع أن جهازا مصمما يمكن أن يُدْفن في ضوضاء الكمي.
الوقت المُتاح للبلدان النامية ذات الدخل المنخفض والمعايرة
أما النهج الأكثر شيوعاً لتحقيق معدلات القدرة على إحداث الاحتباس الحراري في حين أن الحفاظ على تسوية معتدلة هو نهج مؤقت: فبنك من البلدان النامية الأكثر بطءاً يعمل بالتوازي مع العينات المتقطعة، ويضاعف سرعة أخذ العينات من خلال M، بينما تعمل كل مجموعة فرعية من البلدان النامية على أساس معدل نمو كامل، إلا أن التداخل بين المقاييس يستحدث أخطاء في قياس عدد المعالمات في المقابلات والمكسب 128 وتوقيت عبر القنوات.
ما بعد ٥ زاي: ٦ زاي، الفرع الفرعي، الاتصالات، تيراهرتز
Sub —THz Bands and Ultra —Wideband Processing
ويستهدف البحث 6G الترددات الناقلة من 100 غيغاهيرتز إلى 300 غيهرتز وما بعده، حيث قد يصل الطيف المتاح إلى عشرات من الجيغاهرتز، ولإفادة هذا التردد، يجب أن تُعين البلدان الجزرية النامية بمعدلات تتجاوز 100 عالم من نوع الجنس - وهو ميدان يقتصر حاليا على النظائر الرقمية والأفكار المتعددة الأنواع للبحوث، وتصبح هذه القيود الإلكترونية التقليدية غير عملية.
متطلبات القرار المتعلقة بالآلية المتعددة الجنسيات والتعبئة
ويمكن أن تؤدي هذه الحركة المتعددة العناصر التي تحتوي على مئات من العناصر الهوائية إلى تعددها وتضخيمها، وفي جهاز استقبال رقمي كامل، فإن كل جهاز من الهوائيات يملك القدرة الذاتية على إعادة تحديد القيمة، وقد يكون مجموع مستويات استهلاك الطاقة المتوازية مع عدد أجهزة التكتل الحرارية، وبالتالي فإن اشتراطات التسوية مخففة بالمقارنة مع مجموعة واحدة من أجهزة الاستلام المزودة بمقياسات ذات السعة العالية، لأن جهاز التحكم في التراكم 6.
مضيق الطوارىء
٦ زاي - إن تطبيقات مثل شبكة الإنترنيت المتحركة والسيارات المستقلة تتطلب فترات متأخرة من نهايتها إلى ما دون متر واحد. ويسهم وقت التحويل من قبل شركة ADC مساهمة مباشرة في تأخير سلسلة التجهيز، ويدخل البلدان النامية التي تعمل بنظام التقلبات العالية الدراجة في دورة واحدة، بينما تكون البلدان النامية الجزرية الصغيرة ذات سرعة أقل ولكن محدودة.
المعمار المتقدم للشركة من أجل المستقبل
Pipelined Successive — Approximation Register (Pipeline —SAR) Hybrids
ولجمع سرعة المحولات التي تعمل بالخطوط العريضة مع انخفاض حجمها وحجمها المدمج، تستخدم التصميمات الحديثة نهجاً هجيناً: إذ يُعَدُّ جهاز كهرباء أو فضاء متطور من الدرجة الأولى بضعة أجزاء، ثم يُستثنى من ذلك مقياس مقياس القدرة المتطورة من نوع (DAC) الذي يُستخدم في مرحلة ثانية من مراحل التشغيل السريع، ويقلل هذا الهيكل من عدد المتجانسات مقارنة بعشرة من المنشورات التي تُستخدم فيها جهازاً مُصاً مُعدَّة.
(CTINuous —Time Delta —Sigma Modulators)
ويحقق مركز البيانات الوطني في مجمله حلاً عالياً (12-16 قطعة) على نطاق الترددات من عشرات إلى مئات من الميغاهرتز بسبب الإفراط في أخذ العينات والضوضاء، وهي جذابة للمستقبلين الذين يحتاجون إلى درجة عالية من الدينامية في وجود مجمّعات، لأن جهاز التصفيق يمكن أن يوفر تلازماً متأصلاً مع مكافحة التسلسل الترددي التقليدي الذي يتجاوز 500 جهاز استهاء.
تقنيات المعايرة في الوقت
ونظراً لاحتمال الوقت المتداخل في عملية نظام المعلومات الجغرافية المتعدد الأطراف، فإن الكثير من البحوث يركز على معايرة المعلومات الأساسية الرقمية، وقد تُدخل الأساليب القائمة على التصويب على أساس تجريبي معروف وتُعدل المكاسب التي تحققت في القنوات، والمقابلات، والمراحل التي تُحدّد إلى أدنى حد ممكن.
الابتكارات المادية والتشغيلية
تكنولوجيا التصعيد والتدفق
أما استمرار توسيع نطاق نظام الرصد والمراقبة بحيث يصل إلى 3 أميال وما بعده، فهو يوفر تحسينات سريعة أساسية من خلال خفض تأخير البوابة، وتوفر هياكل الصندوق خصائص متماثلة أفضل من مترجمي الطراز، مع وجود ضوضاء أقل مرونة ومقاومة أعلى للمنتجات، غير أن الأداء اللاصق لا يُعدّ بطيئة كما هو رقمي، لأن حجم الإمدادات يتقلص، ويخفض من مستوى المشاهدات الرئيسية للمراحل الارتجية في البلدان النامية الجزرية الصغيرة.
المواد الناشئة: غاز، وسيغي، وشركة إن بي
أما بالنسبة للسرعة القصوى التي تتطلبها شركة Tahertz ADCs (100+ GSPS)، فإن أجهزة شبه موصلة مثل الفوسفيد الصدري، وشركة سيليكون - ميكروغراميوم (SiGe) تتيح قدراً أكبر من الحركة الكهربائية والترددات الانتقالية (و()([FPSLT:1])
3D Integration and Advanced Packaging
ويمكن أن يوضع سد متعدد الوفيات باستخدام عبر أجهزة الاتصال اللاسلكية (STSVs) في مركز تنمية الحوائط بالقرب من صفيفة الهوائيات، مما يقلل من التخصيب الطفيلي وفقدان الإشارات، كما أن الركيزة البالغة الصغر التي تبلغ 20 ميكروغرام أو أقل تتيح وجود شبكات حرارية عالية التردد، كما أن التفكيكات المهيمنة على النظام (SiP) تؤدي إلى تكامل مشترك بين أجهزة الاتصال الرقمية والذاكرة.
تحديات التكامل على مستوى المنظومة
"الجبهة" "الرسم"
ولا يمكن النظر في مسألة التفكيك في نطاق الترددات العالية، ويتوقف أداءه بشدة على سلسلة التناظر السابقة، إذ إن أجهزة الاستقبال ذات النطاق الترددي الواسع النطاق، التي تستخدم في إطارها أجهزة التفكيك ذات التردد العالي، تستلزم وجود أجهزة قياسية ذات فتحات ذاتية عالية، كما أن أجهزة التصفير ذات الترددات العالية، يجب أن ترفض أجهزة التصفير التي تستخدم في إطار الترددات الأمامية، بما يكفي لمنع حدوث زيادة في النطاق.
التعويض الرقمي بعد التجهيز
ويمكن أن تعوض عملية تجهيز الإشارات الرقمية عن العديد من العاهات غير المباشرة في البلدان النامية، والتدخل في النظام الداخلي، وأخذ العينات إذا كانت العاهات ثابتة أو متفاوتة ببطء، ويمكن تطبيق جداول البحث عن التواؤم، ومساوات التكيف للأخطاء التي تعتمد على الترددات، ومرشحات كالمان لتقديرات المربعات في إطار الرقمي.
Co —design with Digital Beamforming
وفي صفيحة من أجهزة القياس الرقمية الكاملة، تقترن نواتج البلدان النامية المتعددة بوزنات معقدة لتشكيل شعاعات، ويجب أن تخضع المرحلة ودقة الكم الهائل لكل قناة من قنوات التعاون التقني الأفريقية لمراقبة صارمة، وكثيرا ما تتطلب معايرة دورية باستخدام أسلوب تجريبي يُحقن في ميناء الهوائي، ومن ثم فإن أي خطأ بين أجهزة تحديد الوصل - أي نوع من أنواع الضوضاء أو عنصر الارتقاء إلى أخطاء جانبية.
الخلاصة: رأس الطريق لمبنى شركة ADC Scaling
إن توسيع نطاقات البلدان النامية لتلبية مطالب 5G وخارج التكنولوجيات اللاسلكية يشكل تحديا هندسيا متعدد الوجوه يولد تصميمات الدوائر وشبه الموصلات وتركيب النظام، ويستمر في التغلب تدريجيا على المبادلات الأساسية بين سرعة الصنع والتصميمات واتباعها، وذلك من خلال هياكل مبتكرة مثل المشابهات الرقمية التي تعمل على إطفاء الوصل بين الزمن والإطارات الرقمية.