الوصول المتعدد بتقسيم التردد المتعامد
تقنية الوصول المتعدد بتقسيم التردد المتعامد ( OFDMA ) هي نسخة متعددة المستخدمين من تقنية التضمين الرقمي بتقسيم التردد المتعامد (OFDM) الشائعة . يتم تحقيق الوصول المتعدد في OFDMA عن طريق تخصيص مجموعات فرعية من الموجات الحاملة لكل مستخدم على حدة، مما يسمح بنقل البيانات بمعدل منخفض في وقت واحد من عدة مستخدمين.
المقارنات
غالبًا ما تُقارن تقنية OFDMA بدمج تقنية OFDM مع تقنية تقسيم الوقت الإحصائي . تُناقش المزايا والعيوب الموجزة أدناه بمزيد من التفصيل في قسم "الخصائص ومبادئ التشغيل" . انظر أيضًا قائمة الميزات الرئيسية لتقنية OFDM .
المزايا
- يسمح بنقل البيانات بمعدل منخفض في وقت واحد من عدة مستخدمين.
- يمكن تجنب الموجة الحاملة النبضية.
- خفض الحد الأقصى لطاقة الإرسال لمستخدمي معدل البيانات المنخفض
- تأخير أقصر وتأخير ثابت
- يتم تبسيط الوصول المتعدد القائم على التنافس (تجنب التصادم).
- كما أنه يحسن من متانة تقنية OFDM في مواجهة التلاشي والتداخل
- مكافحة التداخل ذي النطاق الضيق.
- مرونة النشر عبر نطاقات تردد مختلفة مع تعديلات طفيفة مطلوبة على واجهة الهواء [ 1 ]
- متوسط التداخلات من الخلايا المجاورة، باستخدام تباديل حاملات أساسية مختلفة بين المستخدمين في خلايا مختلفة
- يتم حساب متوسط التداخلات داخل الخلية باستخدام التخصيص مع التبديلات الدورية
- يُمكّن من تغطية الشبكة بتردد واحد، حيث توجد مشكلة في التغطية، ويوفر تغطية ممتازة.
- يوفر تنوع الترددات من خلال توزيع الموجات الحاملة على كامل الطيف المستخدم.
- يسمح بتوفير الطاقة لكل قناة أو لكل قناة فرعية.
العيوب
- حساسية أعلى لانحرافات التردد والضوضاء الطورية [ 1 ]
- تتميز خدمات نقل البيانات غير المتزامنة، مثل الوصول إلى الإنترنت، بنبضات اتصال قصيرة بمعدل بيانات عالٍ. ويقوم عدد قليل من المستخدمين في خلية محطة أساسية بنقل البيانات في وقت واحد بمعدل بيانات منخفض وثابت.
- إن إلكترونيات OFDM المعقدة، بما في ذلك خوارزمية FFT وتصحيح الخطأ الأمامي ، نشطة باستمرار، وبالتالي تستهلك الطاقة، بغض النظر عن معدل البيانات، في حين أن OFDM المقترن بجدولة حزم البيانات قد يسمح لخوارزمية FFT بالدخول في وضع السكون في بعض الأحيان.
- قد يتأثر كسب التنوع في تقنية OFDM ومقاومتها للتلاشي الانتقائي للتردد جزئيًا إذا تم تخصيص عدد قليل جدًا من الموجات الحاملة الفرعية لكل مستخدم، وإذا تم استخدام نفس الموجة الحاملة في كل رمز OFDM. لذلك، يُفضل تخصيص الموجات الحاملة الفرعية بشكل تكيفي بناءً على معلومات التغذية الراجعة السريعة حول القناة، أو ما يُعرف بقفز تردد الموجات الحاملة الفرعية.
- يُعد التعامل مع التداخل بين القنوات من الخلايا المجاورة أكثر تعقيدًا في تقنية OFDM منه في تقنية CDMA . ويتطلب ذلك تخصيصًا ديناميكيًا للقنوات مع تنسيق متقدم بين المحطات الأساسية المتجاورة.
- تُعد معلومات التغذية الراجعة السريعة للقناة وتخصيص الموجات الحاملة الفرعية التكيفية أكثر تعقيدًا من التحكم السريع في الطاقة في تقنية CDMA.
خصائص ومبادئ التشغيل
استنادًا إلى معلومات التغذية الراجعة حول ظروف القناة، يمكن تحقيق تخصيص تكيفي للمستخدم للحاملة الفرعية. [ 2 ] إذا تم التخصيص بسرعة كافية، فإن هذا يُحسّن بشكل أكبر من متانة OFDM في مواجهة التلاشي السريع والتداخل ذي النطاق الضيق في القناة المشتركة، ويُمكّن من تحقيق كفاءة طيفية أفضل للنظام .
يمكن تخصيص أعداد مختلفة من الموجات الفرعية لمستخدمين مختلفين، وذلك بهدف دعم جودة الخدمة المتباينة (QoS)، أي التحكم في معدل البيانات واحتمالية الخطأ بشكل فردي لكل مستخدم.
يمكن اعتبار تقنية OFDMA بديلاً لدمج تقنية OFDM مع تقنية الوصول المتعدد بتقسيم الوقت (TDMA) أو تقنية الإرسال المتعدد الإحصائي في المجال الزمني . يستطيع المستخدمون ذوو معدلات البيانات المنخفضة الإرسال بشكل مستمر باستخدام طاقة إرسال منخفضة بدلاً من استخدام موجة حاملة عالية الطاقة "نبضية". ويمكن تحقيق تأخير ثابت، أو تأخير أقصر.
يمكن أيضًا وصف OFDMA بأنه مزيج من الوصول المتعدد في مجال التردد ومجال الزمن، حيث يتم تقسيم الموارد في فضاء التردد الزمني، ويتم تعيين الفتحات على طول مؤشر رمز OFDM، بالإضافة إلى مؤشر الموجة الحاملة الفرعية OFDM.
تُعتبر تقنية OFDMA مناسبة للغاية لشبكات النطاق العريض اللاسلكية، وذلك لما تتمتع به من مزايا تشمل قابلية التوسع واستخدام هوائيات متعددة ( توافقها مع تقنية MIMO )، وقدرتها على الاستفادة من انتقائية تردد القناة. [ 1 ]
في مجال الراديو المعرفي القائم على استشعار الطيف ، يُعدّ OFDMA نهجًا ممكنًا لملء نطاقات الترددات الراديوية الفارغة بشكل تكيفي. وقد اقترح تيمو أ. فايس وفريدريش ك. جوندرال من جامعة كارلسروه نظامًا لتجميع الطيف يتم فيه ملء النطاقات الفارغة التي تستشعرها العقد على الفور بنطاقات فرعية من OFDMA.
الاستخدام
يُستخدم نظام OFDMA في:
- نمط التنقل في معيار IEEE 802.16 للشبكات اللاسلكية MAN، والذي يشار إليه عادةً باسم WiMAX
- معيار الشبكة المحلية اللاسلكية (WLAN) IEEE 802.11ax (يتم تسويقه باسم Wi-Fi 6 / Wi-Fi 6E)
- معيار IEEE 802.20 للشبكات اللاسلكية المتنقلة، والذي يُشار إليه عادةً باسم MBWA
- MoCA 2.0
- وصلة التنزيل لمعيار الجيل الرابع للنطاق العريض المتنقل طويل الأمد (LTE) التابع لمشروع شراكة الجيل الثالث ( 3GPP ). كانت واجهة الراديو تُسمى سابقًا الوصول عالي السرعة لحزم البيانات بتقنية OFDM (HSOPA)، وتُسمى الآن الوصول الراديوي الأرضي المتطور بتقنية UMTS (E-UTRA).
- وصلة التنزيل ووصلة الرفع لمعيار شبكة الجيل الخامس للهواتف المحمولة 5G NR (الجيل الخامس الجديد للراديو ) الصادر عن 3GPP. يُعدّ 5G NR خليفةً لتقنية LTE.
- تقنية فلاش OFDM للهواتف المحمولة من كوالكوم فلاريون تكنولوجيز
- مشروع كوالكوم / 3GPP2 فائق السرعة للنطاق العريض المتنقل (UMB) الذي توقف الآن ، والذي كان من المفترض أن يكون خليفة لتقنية CDMA2000 ولكن تم استبداله بتقنية LTE
تعد OFDMA أيضًا طريقة وصول مرشحة لشبكات المناطق الإقليمية اللاسلكية IEEE 802.22 (WRAN)، وهي تقنية راديو معرفية تستخدم المساحات البيضاء في طيف التلفزيون ، وطريقة الوصول المقترحة لمواصفات DECT -5G التي تهدف إلى تلبية متطلبات IMT-2020 لتطبيقات النطاق العريض المتنقل عالي الإنتاجية (eMMB) وتطبيقات زمن الوصول المنخفض فائق الموثوقية (URLLC).
انظر أيضاً
- الوصول المتعدد بتقسيم الشفرة
- الوصول المتعدد بتقسيم التردد
- الوصول المتعدد بتقسيم الوقت
- FDMA أحادي الناقل (SC-FDMA)، المعروف أيضًا باسم OFDMA المشفر مسبقًا خطيًا ( LP-OFDMA )
- تقنية LTE
- واي ماكس
- ويبرو
مراجع
- 1 2 3 هوجون يين وسيافاش الاموتي (أغسطس 2007). “OFDMA: تقنية الوصول اللاسلكي عريض النطاق”. 2006 ندوة IEEE سارنوف . إيي . ص 1 – 4. دوى : 10.1109/SARNOF.2006.4534773 . رقم ISBN 978-1-4244-0002-7. S2CID 21920940 .
- ↑ غووانغ مياو ؛ غوكونغ سونغ (2014). تصميم شبكات لاسلكية موفرة للطاقة والطيف . مطبعة جامعة كامبريدج . ISBN 978-1-107-03988-9.
روابط خارجية
- الوصول المتعدد بتقسيم التردد المتعامد: هل هو نظام الوصول المتعدد للمستقبل؟ مؤرشف بتاريخ 2009-01-05 في Wayback Machine ، بقلم س. سريكانث، ف. كوماران، س. مانيكاندان وآخرون، مركز أبحاث AU-KBC، جامعة آنا، الهند.
- مقدمة قصيرة عن تقنية OFDM - درس تعليمي كتبه البروفيسور ديباه، رئيس كرسي ألكاتيل-لوسنت للراديو المرن.
- تعدد الإرسال
- أنماط تعديل الراديو الكمي