منصة الرسائل والاطاريح: تصميم وتحليل الأداء لمساحة التردد الزمني المتعامد في شبكات الاتصالات

الخلاصة

يدعى نظام الاتصالات اللاسلكية بجوهر شبكات إدارة الإنترنت للاتصالات التليفونية. لتنمية قدرة الإرسال عبر عرض النطاق الترددي الثابت، هناك العديد من التقنيات المحتملة التي تم تطويرها في السنوات الأخيرة. هناك عدة طرق ممكنة لزيادة سعة الإرسال عبر عرض النطاق الترددي الثابت. يعد تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM) من أكثر الطرق فعالية التي يمكن أن توفر تحقيق المزيد من المعلومات. من ناحية أخرى، فإن استخدام تقنية المرسلات المكثفة للإدخال المتعدد والأخراج المتعدد (massive MIMO) في أنظمة الإرسال اللاسلكي الحديثة توفر أعلى أداء وأفضل كفاءة طيفية بين جميع التقنيات الحديثة. يُظهر أداء النظام (Massive MIMO-OTFS) مزايا كبيرة بين أنظمة (MIMO) العادية من خلال تحقيق كفاءة طيفية أفضل وكفاءة طاقة للأنظمة المصممة. باستخدام 256 نظام(OTFS) للناقل الفرعي، تحقق أفضل معدل إرسال تم تحقيقه لكل من سيناريوهات الوصلة الصاعدة والهابطة مع معدل (BER) مقبول يبلغ حوالي (〖(10〗^(-5) من ناحية أخرى، فإن إحدى تقنيات التضمين الحديثة الأكثر أهمية هي تقنية تعامد فضاء التردد والزمن (OTFS) والتي تعتبر جيل تضمين جديد يتغلب على تحديات الجيل الخامس5G) ) يعتبر نظام الانتشار المزدوج الذي تم تصميمه أفضل نظام بين جميع الأنظمة ذات الصلة. ثاني الأنظمة المصممة هو هيكل محاكاة بتصميم قوي لنظام النقل البصري (RoF-MMW) بين محطة الاتصالات الرئيسية ومحطة البث البعيدة بالاعتماد على تقنية (OFDM). الهيكل المصمم بقوة والخاص بأنظمة الارسال لمسافات بعيدة ضمن الجيل القادم لنقل بيانات تقنية (OFDM) عبر (RoF-MMW) تم تنفيذه بنجاح. باستخدام معدل نقل بيانات افتراضي (50 كيكا بت/ثانية) للإشارة المرسلة وباستخدام نوع التضمين 128- QAM)) لنظام (OFDM-RoF-MMW) لمسافة (50 كم) تم الحصول على اعلى معدل لنقل البيانات الكلية بمقدار (11.2 تيرا بت/ثانية) ضمن قيمة مقبولة ل (BER) وبالتالي تم الحصول على نظام نقل فائق السرعة. باستخدام (python DSP) ومعوضات الخسائر المستخدمة في نظام المحاكاة المصمم في تعويض الخسائر الناجمة عن (PAPR) وتعويض الخسائر الناتجة من انحراف الإشارة في جزء استلام الإشارة كما تم استخدام عدة قيم للحوامل الثانوية لنظام OFDM بقيم 16 و32 لتحقيق نظام نقل فائق السرعة. تم تنفيذ نظام محاكاة للجيل التالي ذات كفاءة عالية عن طريق استخدام أنظمة الإرسال البصري (AO OFDM) باستخدام تقنية ( OFFT) بالاعتماد على جهاز المحاكاة ( MMI) لتحقيق أعلى نظام نقل سعة. تم تحقيق إرسال ناجح لـ (AO-OFDM 16) باستخدام نظام فائق السعة مع مسافة تصل إلى (1000 كم). بينما وصلت المسافة إلى (700 كم) لـنظام (AO-OFDM 32). قدرة الإدخال المثلى لنظام (AO-OFDM 16) لإعطاء أقل قيمة ل BER هي (-8 dBm) وقدرة الإدخال المثلى لنظام (AO-OFDM 32) هي (-4 dBm). إجمالي معدل البيانات المحقق من نظام (AO-OFDM 16) هو 32 تيرا بت/ ثانية ومعدل البيانات الإجمالي المحقق من نظام (AO-OFDM 32) حوالي 64 تيرا بت/ ثانية والذي يعتبر أفضل نظام قدرة إرسال تم تحقيقه بين جميع الأعمال الحديثة. يوفر الجمع بين تقنيات (massive MIMO) وأنظمة النقل ((AO OFDM جيلًا جديدًا لأنظمة الاتصالات فائقة السعة مع أفضل أداء بين الأنظمة المتطورة حاليا.