כיצד טכניקות מודולציה של מספר נושאים משפיעות על כמות כולה של ערוץ

טכניקות מרובות-carrier מודולציה הן אבן הפינה של מערכות תקשורת מודרניות, המאפשרות שידור יעיל של נתונים על סוגים שונים של ערוצים.טכניקות אלה לחלק את רוחב הפס הזמין לערוצי משנה קטנים יותר או ספקים, כל אחד מהם נושא חלק של הנתונים. גישה זו משפרת את יכולת הערוץ הכוללת ומשפרת את העוצמה של שידור נתונים.מ נתבי-פי ועד 5G תחנות בסיס, multicarulation הוא המנוע המהיר אשר מופעל על ידי מוליכים לתוכנות אלחוטיות ונדרשות באמצעות , באמצעות קיבולת תקשורת אלחוטית גבוהה.

הבנה של Multi-Carrier Modulation

בליבתו, ריבוי-carrier מודולציה (MCM) כרוך פיצול זרם נתונים גבוה לתוך כמה זרמים נמוכים יותר המועברים בו זמנית על תדרי נושא שונים.זה שונה באופן יסודי ממודולציה חד-carrier, שבו כל הנתונים נשלחים על נושא אחד. על ידי הפצת הנתונים על פני ערוצים רבים של פס צרים, המערכת הופכת למעשה לתדירות מעצמה מחשמלת לערוץ יעיל יותר של תאים קלים יותר ויותר.

הצורה המובאת ביותר של MCM היא Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) משיגה אורטוקיונאליות בין תת-קררים על ידי ספיגה אותם בדיוק ב Reciprocal של משך הסימון (OFDIS) מאפשר את ספקטרום של ארבעה-carrierים כדי לחפוף ללא גרימת התערבות בין-carrier (ICI), שיפור דרמטי של יעילות בהשוואה ל-FDFRI) ל-Ric Respectcumimple (FLC) אשר מופעל על ידי מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה (RICDRICDRICDRICDRICDR.

גרסאות מרובות-carrier אחרות כוללות Discrete Multi-Tone (DMT), המשמשות רבות בקו ה- Digital Subscriber (DSL) מערכות, ו-Sנן בנק Multi-Carrier (FBMC), המשתמשת במסננים אבטיפוס כדי להפחית את פליטות מחוץ לפס. בעוד ש-DM שולט בסטנדרטים אלחוטיים, DMT מותאם לזוגות מסובבים, שבהם תנאי ערוצים הם סטטיים יותר.

השפעה על יכולת ערוצים

(התוצאה העמוקה ביותר של מודולציה רב-קריירה היא היכולת להגדיל את יכולת הערוץ הכוללת של קישור תקשורת.יכולות מוגבלת על ידי ה-FLT הידוע:0Shannon-Hartley TheoryFLT:1, אשר קובע כי שיעור הנתונים המקסימלי על פני רוחב פס רחב:2BFLT 3: עם אות-to-noise יחס של 4SLTR (R) חזק יותר באופן משמעותי על ידי קיבולת מוגבלת (R)

על ידי חלוקת רוחב הפס הכולל לתוך ערוצים צרים רבים, כל תת-ערוצי יכול להיות מודל כמו ערוץ שטוח עם כמעט קבוע SNR. המערכת יכול ליישם את הנוסחה של שאנון קיבולת באופן עצמאי לכל תת-ערוצית וסכום את היכולות להשיג את יכולת המערכת הכוללת.זה המהות של הקצאת כוח "ממסנן" כוח, שבו יותר כוח מוקצה ל-ערוצים גבוהים יותר עם SNRme פחות קיבולת מיקרוסקופית זו היא יעילה יותר מאשר פתרון משאבים חד-מחדשנית.

יתר על כן, מודולציה רב-קריירה מאפשרת התאמה הסתגלות וקידוד (AMC) על בסיס per-subcarrier. Sub-ערוצים עם SNR גבוה יכול להשתמש במודולציה מסדר גבוה יותר (למשל, 64-QAM או 256-QAM) יחד עם שיעורי קוד גבוה, בעוד תת-ערוצי משנה עם SNR נמוך ליפול חזרה לתוכנות חזקות כגון QPSK או BPSK של שיטות מרובות של פורמטים (MO) עם מספר גבוה יותר עם קיבולת רוחב פסדנציה גבוהה יותר עם קיבולת רוחב פסדאלית (D) עם קיבולת כפולה של פורמטים עם קיבולת כפולה של פורמטים עם קיבולת גבוהה יותר עם קיבולת גבוהה יותר עם קיבולת גבוהה יותר עם קיבולת גבוהה יותר עם קיבולת גבוהה יותר עם קיבולת רוחבית עם קיבולת גבוהה יותר עם קיבולת משולבת עם קיבולת רוחבית עם קיבולת גבוהה יותר קיבולת רוחבית עם קיבולת גבוהה יותר קיבולת כפולה של קיבולת גבוהה יותר קיבולת גבוהה יותר קיבולת גבוהה יותר עם קיבולת גבוהה יותר עם קיבולת גבוהה יותר קיבולת גבוהה יותר קיבולת גבוהה יותר קיבולת גבוהה יותר קיבולת גבוהה יותר קיבולת כפולה של קיבולת כפולה של קיבולת גבוהה יותר קיבולת גבוהה יותר קיבולת רוחבית (MxD) עם

היבט עדין אחר אך חשוב הוא ההפחתה של מורכבות השוויון. במערכות חד-קרות רחבות-פעמיות ערוץ יכול להרחיב על סמלים רבים, הדורשים רצף זמן מורכב שווה.In ofDM, הקידומת המחזורית הופכת את הקונמהפכה ליניארית של הערוץ להופיע כקונמהפכה מעגלית, וכתוצאה מכך פשוט חד-פעמי ל-פענוח.זה לא רק מקטין את העומסים החישובים אלא גם מצמצם את יכולת הפחתת הקבוצתיים.

באופן קוונטי, לשקול ערוץ אלחוטי טיפוסי עם רוחב פס קוהרנטי של 1 MHz ורוחב רוחב פס כולל של 20 MHz. מערכת חד-קר יחיד יחווה קידוד תדרים חשמליים וידרשו מקביל מורכב כדי לשחזר נתונים.מערכת של DM מחלק את 20 MHz לתוך, אומר, 2048 תת-קרר (ODM עם 15 kcing, כמעט כמו גם עלייה של מערכת LTE-S) עם מספר קיבולת בודדת, כמעט קיבולת.

אתגרים ושיקולים

למרות היתרונות הרבים שלה, ריבוי כלי רכב אינו ללא האתגרים שלה.אחד המשמעותי ביותר הוא Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) כי האות המועבר הוא הסכום של אותות תת-קרניים עצמאיים רבים, המעטפה יכולה להגיע לעתים קרובות לשיאים גבוהים מאוד יחסית לכוח הממוצע של הרש"פ כוח (PA) לפעול עם גדול אחורי, צמצום יעילות ומיפוי, במיוחד, כגון יעילות סלולר, אך ירידה של סוללות, אך יש צורך, כולל מיפוי, כולל יעילות גבוהה, כולל מיפוי, כולל מיפוי, או ירידה של יעילות, או ירידה של יעילות, כולל יעילות, כולל סוללת, או ירידה משמעותית, אך מיפוי, כולל מיפוי, כולל מיפוי, כולל מיפוי, כולל סמארטפונים, כולל מיפוי, או ירידה של יעילות גבוהה של יעילות גבוהה של יעילות גבוהה של יעילות גבוהה של יעילות גבוהה של יעילות גבוהה של יעילות, או ירידה של יעילות סוללת כוח עליון, אך סוללת כוח סיכון, כולל סוללת כוח.

סינכרון הוא אתגר קריטי נוסף. Orthogonality בין תת-קררים תלוי בתדירות מדויקת והיערכות תזמון.כל תדירות של נושא (CFO) בין משדר ומקבל - הנגרמת על ידי אוסטרטור אי דיוקים או שינויים דופלר - מוביל להפרעה בין-carrier (IC) כי עיוות ביצועים תקופתיים. תזמון גורם ל-FFT להתחיל באופן שגוי, וכתוצאה מכך אותות אובדן או אלגוריתמים חיוניים, הם לעתים קרובות אלגוריתמים, על ידי אלגוריתמים, על ידי אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, או אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, על ידי אלגוריתמים על ידי אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, או אלגוריתמים קריטיים, אלגוריתמים אלגוריתמים, אלגוריתמים דלקתיים, אלגוריתמים, הם לעתים קרובות, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, הם אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמים, אלגוריתמי

שיקול נוסף הוא המורכבות המוגברת של עיצוב השידור והמקבל.מבצע IFFT/FFT מוסיפים הצצה חישובית, והצורך בשיניים RF כדי לטפל ב- PAPR מגביר את העלות החומרה.בנוסף, הקידומת המחזורית צורכת מעל הראש - בדרך כלל 5 עד 10% של משך הסמל - אשר מקטין את שיעור הנתונים היעיל. במערכות שבהן הגמישות היא קריטית, כגון אולטרה-סבירות נמוכה של דרישות תקשורת קצרות יותר (GD) עם סמל זה עשוי להפחית את משך זמן קצר יותר של קונפליקט (R) עם סמלים קצרים יותר, אם כי הוא נמוך יותר, אם כי הוא נמוך יותר, אם כי הוא נמוך יותר, אם כי אם כי אם כי אם כי הוא נמוך יותר, אם כי הוא נמוך יותר של סמלים קצרים יותר, אם כי הוא נמוך יותר, אם כי הוא נמוך יותר, אם כי אם כי אם כי אם כי אם כי אם כי אם כי אם כי הוא נמוך יותר, עם סמלים קצרים יותר של זמן קצר יותר, עם סמלים יותר של סמלים קצרים יותר, עם סמלים (D) עם סמלים קצרים יותר, עם סמלים קצרים יותר, אם כי הוא נמוך יותר, אם כי הוא נמוך יותר, אם כי הוא נמוך יותר, אם כי הוא נמוך יותר, אם כי הוא נמוך יותר, אם

בין מערכות מרובות-קרייר דורש גם ניהול זהיר.בתאים של DMA (מחלקה לתדירות גבוהה פי כמה גישה), משתמשים שונים מוקצים קבוצות שונות של תת-קררים.התערבות תאית חייבת להיות מטופלת באמצעות שימוש חוזר תדירות, התערבות בין תאית (IC), או מקלטים מתקדמים. בלהקות שאינן מורשה כמו אלה בשימוש על ידי Wi-Fi, גישה מספר רב (MA) הם עדיין גורמים רגישים להפרעות של חומרת-CD (אך) אך עדיין יכול להיות בשימוש בגרסאות שונות.

יישומים מעשיים

Multi-carrier Modulation הוא פרוס כמעט בכל תקני התקשורת המהירים המודרניים.ב-Wi-Fi (IEEE 802.11a/g/n/ac/ax), שלDM משמש עם רוחב פסים שונים מ-20 MHz ל-160 MHz, תומך בשיעורי נתונים עד כמה ג'יגה-בייט לשנייה.הדור האחרון, Wi-Fi 6 (802.11x), משפר יעילות נוספת באמצעות שימוש ב-DMA מאפשר להפחית את הגדלים מרובים של משתמשים שונים (מתאים) באמצעות מספר יחידות) באופן קבוע (מתאים שונים) ולהפחית את אותה כמותיים) באמצעות מספר דחוסים בין יתר של מספר יחידות) באמצעות מספר יחידות) על ידי מספר דחוסים (מתאים שונים (מתאים שונים).

ברשתות סלולריות, LTE ו LTE-מתקדמים השימוש של DMA עבור ה- SC-FDMA (Single-Carrier Frequency Division Multiple Access) עבור Uplink. SC-FDMA היא טכניקה היברידית המשלבת את ה- PAPR הנמוך של מודולר חד-קאריבי עושה עם מגוון רחב של multi-carrier, חיוני לחיים סוללה בידיים סלולריות 5G רדיו חדש (R) עם יכולת גמישה של 15 kc) עם יכולת מוגבלת ל-carrier (מ"מ"מ"מ"מ"ר) כדי להכיל תאים גמישהטווח) עם מגוון רחב יותר מ-Crecrec) עם מגוון רחב יותר מ-carrier) כדי לספק גודל של שטח אחסון בינוני של מספר מוגבל של שטחי) עם מגוון רחב יותר מ-Crecrecrecrepera) עם מגוון רחב של מספר גדול יותר מ-carrier (מ-carrier) עם מגוון רחב של מספר מוגבל של מספר גדול יותר מ-R) עם מגוון רחב יותר מ-carrier של מספר גדול יותר מ-carrier כדי לספק גודל של מספר גדול יותר מ-R) עם מגוון רחב של מספר גדול יותר מ-מ-מ-carrier כדי לספק רוחב פסטורפן עשיר של מספר

שידור דיגיטלי גם מסתמך על מודולציה רב-קריירה. DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial) ויורשו DVB-T2 שלDM עם עד 8k sub-carriers כדי לספק טלוויזיה גבוהה הגנה גבוהה על ערוצים ארציים מאתגרים. בדומה, רדיו אודיו דיגיטלי (DA) ו-DRM (בית) להשתמש קוד של DM כדי לספק שידור חזק של אודיו תקשורת, כגון שינויים קלים אלקטרוניים, כגון אבטחה מהירה יותר, כגון אבטחה מהירה יותר, שימוש בתקני אבטחה, כגון אבטחה מהירה יותר, רדיו רדיו דיגיטלי (DFed Radio Mondiale) ו-DTR (DTR) ו-D.D.D.D.

אפילו פס רחב חוטי מסתמכ על מודולציה רב-קרנית.DSL מערכות להשתמש DMT, גרסה של DM, כדי לספק אינטרנט מהיר על קווי טלפון. ADSL ו VDSL לשבור את רוחב הפס הזמין לתוך 4.3 125 kHz sub-ערוצים וליישם מעט טעינה על בסיס מדד SNR - בעצם גישה ממת מים.

מגמות עתידיות

האבולוציה של מודולציה רב-קריירה ממשיכה כחוקרים ומהנדסים להתמודד עם המגבלות של DM ולחקור גלפורות חדשות לדורות הבאים של מערכות אלחוטיות. משפחה בולטת אחת היא פילטר בנק Multi-Carrier (FBMC), אשר משתמש באופן פרטני sub-carriers מסונן (באמצעות מסנן אב-טיפוס) כדי להפחית באופן דרסטי את פליטות הפס בהשוואה לאפקטים מלבניים של DM בעיצוב FB.

Universaled Multi-Carrier (UFMC) ו- Generalized Frequency Division Multiplexing (GFDM) מציעים חילופי מסחר חלופיים. UFMC חלה מסנן ל- Sub-band (קבוצה של תת-קרירים), צמצום המורכבות בעוד עדיין מדכאים צדי צד.GFDM משתמשת בסינכרון סיביות ומאפשרת אריזה גמישה של זמן, מה שהופך אותו לטיפוס עבור מערכות הפעלה בתדר נמוך ומהירות (GGG) נחשבות יותר.

מגמה נוספת היא שילוב של מודולציה רב-קריירה עם גישה לא-אוטוקונים (NOMA) ב NOMA, משתמשים מרובים חולקים את אותו משאב זמן- ⁇ על ידי הסתמכות על אותותיהם עם רמות כוח שונות, המקלט משתמש ביטול התערבות מוצלחת (SIC) כדי להפריד אותם.שלב NOMA עם מינוף גבוה יותר יעילות וקיבולת המשתמש, במיוחד פריסה צפופה, כמו אותות תקשורת רחבה (SIC) ו-) הוא שיתוף פעולה רב-מחדשנית (מחדש) עם חישה רב-מחדש) ו-מחדשהפעולה משולבת (DIBRADI) מבטיח אפילו מבטיח אפילו יותר יעילות רבה יותר של תקשורת משולבת (מחדשה-S) וקיבולת המשתמש) וקיבולת גבוהה יותר גבוהה יותר של תקשורת משולבת (מחדשהת) וקיבולת המשתמש, כולל חישה) וקיבולת גבוהה יותר גבוהה יותר של מערכת יחסים משולבת (מחדשנית) - כולל חישה) וקיבולת המשתמש, כולל חישה) וקיבולת גבוהה יותר של תקשורת משולבת (מחדשנית (מחדשנית) וקיבולת של מערכת יחסים משולבת (מחדשנית) ו-מחדשנית (מחדשהת) - כמו גל) וקיבולת של תקשורת משולבת (מחדשנית) ו-מחדשנית)

לבסוף, דחיפה לתדירות גבוהה יותר, כגון תת-THz ו-THz להקות, תדרוש עיצובים רב-קריירה חדשים. בתדרים אלה, רעש שלב, ליקויי אוסטרטור, ותנודות אטמוספיריות חמורה נוכחית אתגרים ייחודיים.היברידי אנלוגי-דיגיטלי-דיגיטלי ייצור ועיצובים חדשים חזקים להפצת דופלר גבוה ורעש שלב הם תחומי מחקר פעילים.

מסקנה

טכניקות מרובות-carrier Modulation שינו את הדרך בה הנתונים מועברים על ערוצי תקשורת מודרניים.על ידי הצבת ערוץ פס רחב לתוך קבוצה של תת-ערוצים עצמאיים, שיטות אלה להשיג יכולת כמעט-אופטימלית בתחנות קידוד בתדרים אלקטרוניקה.על ידי כך יכולתם להתאים את המודולציה, שיתוף פעולה והקצאת כוח על פני תת-ערוצים - בשילוב עם שוויון ותמיכה עבור MIMO - הפכה אותם לתקני WiG הכרחיים ל-Fi מעבר ל-Fi.

בעוד אתגרים כגון PAPR, סינכרוניזציה ומורכבות נמשכים, מחקר מתמשך ופתרונות הנדסיים מעשיים הפחיתו בעיקר את הנושאים האלה.כפי שאנו מחפשים 6G ועשור הבא של קישוריות, ריבוי-carrier ימשיך להתפתח, שילוב של גלפורציות חדשות, אסטרטגיות הקצאת משאבים, ושילוב עם טכנולוגיות מתפתחות כמו NOMA ושיתופי תקשורת.