المجموعات

الطبقة المادية لـ WiMAX RF ، والتعديل

الطبقة المادية لـ WiMAX RF ، والتعديل

تم إنشاء استخدام WiMAX كتقنية لاسلكية عريضة النطاق مع مجموعة متنوعة من الشركات المصنعة التي تنتج معدات WiMAX. أحد المجالات ذات الأهمية الخاصة هو الطبقة المادية WiMAX RF ، أو الواجهة الهوائية حيث يتحكم هذا في إشارة الراديو التي يتم إرسالها واستقبالها.

يصف معيار WiMAX ، 802.16-2004 أربع واجهات RF أو هوائية مختلفة تعتمد على التطبيق المتصور. من بين هذه التطبيقات التي لا تستهدف خط البصر حتى 30 كم ولترددات أقل من 11 جيجاهرتز ، هي الأكثر استخدامًا في الوقت الحالي. نتيجة لذلك ، غالبًا ما يُعتقد أنها واجهة WiMAX الهوائية.

أساسيات واجهة WiMAX الهوائية

تستخدم إشارة WiMAX RF تقنيات OFDM (تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد) وتتضمن الإشارة مضاعفات 128 موجة حاملة في عرض نطاق إشارة إجمالي قد يتراوح من 1.25 إلى 20 ميجاهرتز.

ملاحظة حول OFDM:

تعدد الإرسال بتقسيم متعامد ، OFDM هو شكل من أشكال تنسيق الإشارة يستخدم عددًا كبيرًا من الموجات الحاملة المتقاربة التي يتم تشكيل كل منها بتدفق بيانات منخفض المعدل. من المتوقع عادةً أن تتداخل الإشارات المتقاربة مع بعضها البعض ، ولكن من خلال جعل الإشارات متعامدة مع بعضها البعض ، لا يوجد تداخل متبادل. يتم مشاركة البيانات المراد نقلها عبر جميع الموجات الحاملة وهذا يوفر مرونة ضد الخبو الانتقائي من التأثيرات متعددة المسارات.

اقرأ المزيد عن OFDM ، مضاعفة تقسيم التردد المتعامد.

يمكن ضبط عرض نطاق إشارة WiMAX على رقم يتراوح بين 1.25 و 20 ميجاهرتز. للحفاظ على التعامد بين الموجات الحاملة الفردية ، يجب أن تكون فترة الرمز متبادلة لتباعد الموجة الحاملة. ونتيجة لذلك ، تتمتع أنظمة WiMAX ذات النطاق الترددي الضيق بفترة رمز أطول. تتمثل ميزة فترة الرمز الأطول في أن هذا يساعد في التغلب على مشكلات مثل التداخل متعدد المسارات السائد في التطبيقات غير المتصلة بخط البصر. هذه ميزة كبيرة تمتلكها أنظمة WiMAX.

تقنية WiMAX MIMO

تستخدم الإصدارات الأكثر تقدمًا بما في ذلك 802.16e MIMO (خرج متعدد المدخلات) ونتيجة لذلك فهي تدعم هوائيات متعددة. يوفر استخدام هذه التقنيات فوائد محتملة من حيث التغطية والتركيب الذاتي واستهلاك الطاقة وإعادة استخدام التردد وكفاءة عرض النطاق.

ملاحظة حول MIMO:

MIMO هو شكل من أشكال تكنولوجيا الهوائيات التي تستخدم هوائيات متعددة لتمكين الإشارات التي تنتقل عبر مسارات مختلفة نتيجة للانعكاسات ، وما إلى ذلك ، ليتم فصلها واستخدام قدرتها لتحسين إنتاجية البيانات و / أو نسبة الإشارة إلى الضوضاء ، وبالتالي تحسين أداء النظام.

اقرأ المزيد عن تقنية MIMO

تعديل وترميز WiMAX التكيفي

يعد تعديل وترميز WiMAX متكيفًا ، مما يمكّنه من تغيير هذه المعلمات وفقًا للظروف السائدة. يمكن تغيير تشكيل وتشفير WiMAx على أساس رشقة تلو الأخرى لكل وصلة. لتحديد مخطط تعديل وتشفير WiMAX المطلوب ، يتم استخدام مؤشر التغذية الراجعة لجودة القناة. يمكن للهاتف المحمول أن يزود المحطة الأساسية بتعليقات على جودة قناة الوصلة الهابطة ، وبالنسبة للوصلة الصاعدة ، يمكن للمحطة الأساسية تقدير جودة القناة ، بناءً على جودة الإشارة المستقبلة.


معاملالهابطةالإرسال
تعديل BPSK ، QPSK ، 16 QAM ، 64 QAM ؛ BPSK اختياري لـ OFDMA-PHYBPSK ، QPSK ، 16 QAM ؛ 64 QAM اختياري
الترميز إلزامي: الشفرات التلافيفية بمعدل 1/2 ، 2/3 ، 3/4 ، 5/6

اختياري: شفرات توربو تلافيفية بمعدل 1/2 ، 2/3 ، 3/4 ، 5/6 ؛ رموز التكرار بمعدل 1/2 ، 1/3 ، 1/6 ، LDPC ، أكواد RS لـ OFDM-PHY

إلزامي: الشفرات التلافيفية بمعدل 1/2 ، 2/3 ، 3/4 ، 5/6

اختياري: شفرات توربو تلافيفية بمعدل 1/2 ، 2/3 ، 3/4 ، 5/6 ؛ أكواد التكرار بمعدل 1/2 ، 1/3 ، 1/6 ، LDPC

معدلات بيانات الطبقة المادية WiMAX

أحد عوامل الأداء الرئيسية لأي نظام لاسلكي عريض النطاق هو معدلات البيانات التي يمكن تحقيقها. نظرًا لأن WiMAX مرن بشكل خاص من حيث عرض النطاق الترددي للقناة والتشكيل وأيضًا مخطط التشفير ، يمكن أن يغير ذلك بشكل كبير معدلات البيانات التي يمكن تحقيقها.

ويرد في الجدول أدناه ملخص لتقنيات الوصول / التعديل المختلفة ومعدلات أخذ العينات الزائدة:


عرض النطاق الترددي للقناة (ميجاهرتز)
ينسب1.253.5510
وضع تعديل / وصول الطبقة المادية 128 OFDMA256 OFDM512 OFDMA1024 OFDMA
الإفراط في أخذ العينات 28/258/728/2528/25

يقدم الجدول أدناه ملخصًا لمعدلات البيانات المادية اللاحقة التي يمكن تحقيقها باستخدام تعديل وتشفير وعرض نطاق قناة مختلف لشبكات WiMAX.


معدل بيانات الطبقة المادية (kbps)
قناة B / W1.253.5510
تعديل
ومعدل الكود
الهابطةالإرسالالهابطةالإرسالالهابطةالإرسالالهابطةالإرسال
BPSK
1/2
----946326--------
QPSK
1/2
5041541882653252065350401344
QPSK
3/4
7562302822979387097975602016
16QAM
1/2
1008307376313065040130610 0802688
16QAM
3/4
1512461564519587560195815 1204032
64QAM
1/2
1512461564519587560195815 1204032
64QAM
2/3
20166147526261110 080261120 1605376
64QAM
3/4
22686918467293811 340293822 6806048
64QAM
5/6
25207689408326412 600326425 2006720

هيكل بيانات WiMAX

على الرغم من أنه يمكن نشر WiMAX على أنه TDD (ازدواج تقسيم الوقت) و FDD (تكرار تقسيم مزدوج) و FDD نصف مزدوج ، فإن الترتيب الأكثر شيوعًا هو وضع TDD. يسمح له بكفاءة أكبر في استخدام الطيف من وضع FDD.

باستخدام وضع TDD ، ترسل محطة WiMAX الأساسية والمستخدمون النهائيون على نفس التردد ، ولكن لتمكينهم من عدم التداخل مع بعضهم البعض ، يتم فصل إرسالاتهم في الوقت المناسب. من أجل تحقيق ذلك ، ترسل المحطة الأساسية أولاً إطارًا فرعيًا ويتبع ذلك فجوة قصيرة تسمى فجوة انتقال الإرسال / الاستقبال (TTG). بعد هذه الفجوة ، يمكن للمستخدمين أو المحطات البعيدة إرسال إطاراتهم الفرعية. يجب التحكم بدقة في توقيت هذه الإطارات الفرعية "للوصلة الصاعدة" ومزامنتها حتى لا تتداخل مع أي مسافة تكون من المحطة الأساسية. بمجرد إرسال جميع الإطارات الفرعية للوصلة الصاعدة ، تُترك فجوة قصيرة أخرى تُعرف باسم فجوة انتقال الاستقبال / الإرسال (RTG) قبل إرسال القاعدة الأساسية مرة أخرى.

توجد اختلافات طفيفة بين الإطارات الفرعية لشبكة WiMAX المرسلة على الوصلة الصاعدة والهابطة. يبدأ الرتل الفرعي للوصلة الهابطة بمقدمة ، يتم بعدها إرسال رأسية ويتبع ذلك دفعة واحدة أو أكثر من البيانات. قد يتغير التشكيل داخل رتل فرعي ، لكنه يظل كما هو داخل رشقة فردية. ومع ذلك فمن الممكن أن يتغير نمط التشكيل من رشقة إلى أخرى. تستخدم الرشقات الأولى التي يتم إرسالها أشكال التشكيل الأكثر مرونة مثل BPSK و QPSK. قد تستخدم الدفقات اللاحقة الأشكال الأقل مرونة من التشكيل مثل 16 QAM و 64 QAM التي تتيح نقل المزيد من البيانات.

باستخدام واجهة RF هذه ، تستطيع WiMAX توفير شكل فعال للغاية من نظام brioadband sysstem اللاسلكي الذي يمكن مقاضاته في العديد من المجالات.

موضوعات الاتصال اللاسلكي والسلكي:
أساسيات الاتصالات المتنقلة
العودة إلى الاتصال اللاسلكي والسلكي


شاهد الفيديو: WiMAX BM626e - Add new frequencies (شهر نوفمبر 2021).