Wireless 101
M10 · L01
الوحدة 10 · الدرس 1

وسطٌ واحد، مستخدمون كثيرون

كل موازنةٍ في الوحدة 9 وصّفت وصلةً واحدة، منفردةً في نطاقها. وتلك الوصلة لا وجود لها. وثلاث طرائق توجد لتقطيع موردٍ مشتركٍ واحد — ثلاثٌ لا أكثر.

01 / 11
Wireless 101
M10 · L01
المستطيل

التردد أو الزمن أو لا هذا ولا ذاك

ثلاث تقطيعات لموردٍ واحد
\text{FDMA: split } B \quad \text{TDMA: split } T \quad \text{CDMA: share both}

إرسالان يتراكبان في كلا المحورين يتصادمان. فمخطّط النفاذ المتعدّد قاعدةٌ لتقطيع المستطيل. والفضاء هو المحور الرابع — القطاعات (الدرس M7-L3) وMIMO (الدرس M10-L3).

02 / 11
Wireless 101
M10 · L01
FDMA — محسوب: AMPS

شريطٌ خاصّ، إلى الأبد

  • 25 ميغاهرتز بتباعد 30 كيلوهرتز: 25e6/30e3 = 833 قناة
  • لكل 12.5 ميغاهرتز للمشغّل، بحرسٍ حدّيٍّ 10 كيلوهرتز: (12.5e6 − 20e3)/30e3 = 416
  • الحزم الحارسة تكلّف 40 كيلوهرتز من 25 ميغاهرتز = 0.16%، لا الهدر الأكبر
  • الـ30 كيلوهرتز ممتلئةٌ بكارسون: 2(12 + 3) = 30 كيلوهرتز بالضبط (الدرس M4-L2)
  • وبإعادة استعمالٍ N = 7 (الدرس M9-L3) تحصل الخليّة على 416/7 = 59 قناة

والكلفة الحقيقيّة أن القناة الخاملة مهدورة، وسلسلة راديو كاملة لكل مستخدم.

03 / 11
Wireless 101
M10 · L01
TDMA — محسوب: GSM

تناوبوا على الدور

  • حاملٌ 200 كيلوهرتز، و1625/6 = 270.833 كيلوبت/ث إجمالاً
  • إطار 4.615 مللي ثانية، 8 فتحات → الفتحة = 4.615/8 = 577 µs
  • 1250 بتّاً في الإطار → 1250/8 = 156.25 بتّاً في الفتحة
  • لكل مستخدمٍ 270.833/8 = 33.85 كيلوبت/ث لمرمّزٍ بـ13 كيلوبت/ث
  • الحرس 8.25 بتّاً × 3.692 µs = 30.5 µs = 5.28% من الفتحة

والـ30.5 µs هي 9.1 كم من الانتشار. والتقديم الزمني يمدّها إلى 34.9 كم.

04 / 11
Wireless 101
M10 · L01
CDMA — محسوب: IS-95

تحت أرضيّة الضوضاء

كسب المعالجة
G_p = \frac{R_c}{R_b} = \frac{W}{R_b}

1.2288 مليون شيفرة/ث ÷ 9.6 كيلوبت/ث = 128، و10log₁₀128 = 21.07 ديسيبل (2⁷ × 3.0103 ✓). فتكون النسبة في النطاق 7 − 21.07 = −14.07 ديسيبل — مدفونةً، وتُستعاد رغم ذلك.

05 / 11
Wireless 101
M10 · L01
جرّبها — 1.25 ميغاهرتز × 1250 كيلوبت/ث

قطّع المستطيل

المخطّط FDMA
المستخدمون 6
المستعمَل 94.4% 196.7 كيلوبت/ث لكلٍّ الحرس 70 كيلوهرتز المستخدم 7 مرفوض
06 / 11
Wireless 101
M10 · L01
الصلب مقابل المرن

المستخدم 42 مقبول

السعة المرنة للوصلة الصاعدة
N \approx 1 + \frac{G_p}{(E_b/N_0)\,\nu\,(1+f)}
  • 128/5.012 = 25.5 → 26 مستخدماً بمتكلّمين متّصلين
  • نشاط الكلام ν = 0.4 → 63.9، أي ≈65
  • الخلايا الأخرى f = 0.6 → 63.9/1.6 = ≈41 لكل قطاع
  • الـ1.25 ميغاهرتز نفسها على FDMA بإعادةٍ 7: 41/7 = 5.9 لكل خليّة

123/5.9 = 21 ضعفاً — الطرف المتفائل من ميزةٍ حقيقيّة. فالسعة هدفٌ لا عدد.

07 / 11
Wireless 101
M10 · L01
لماذا CDMA صعب

مشكلة القريب والبعيد

100 متر مقابل كيلومتر عند n = 4 هي 10 × 4 × log₁₀(10) = 40 ديسيبل. وفي CDMA يكون الهاتف القريب في نطاقك بالتصميم — ولا مرشّح له (الدرس M9-L3).

أعلى بـ20 ديسيبل
100 مستخدم
المجموع التصميمي
41
معدّل الحلقة
800 هرتز

حلقتان، بخطواتٍ نحو 1 ديسيبل. والذي يكلّف السعة هو التبدّد المتبقّي لا المتوسّط — فكون الجميع أعلى بديسيبلٍ غير مؤذٍ.

08 / 11
Wireless 101
M10 · L01
اللاتناظريّة المنيرة

متعامدةٌ فقط عند التراصف

  • شيفرات والش تُرابط إلى صفر — لكن في خطوةٍ تامّةٍ فقط
  • الهابطة: مُرسِلٌ واحدٌ وساعةٌ واحدة → 64 شيفرة والش
  • الصاعدة: ساعاتٌ كثيرة، فيُتخلّى عن التراصف — شيفراتٌ شبه ضوضائيّةٌ طويلةٌ دورتها 2⁴²−1، تتكرّر كل 41 يوماً
  • الشيفرة الواحدة 814 ns = 244 متراً. وتراصف الصاعدات إلى جزءٍ من ذلك يفوق الزمن الحارس في TDMA صعوبةً
  • والأصداء تفكّ تزامن الهابطة أمام نفسها ← ومن هنا المِشط
09 / 11
Wireless 101
النفاذ المتعدّد

تحقّق ممّا رسخ

أربعة أسئلة عن كيفية تقاسم FDMA وTDMA وCDMA لموردٍ مشتركٍ واحد.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

10 / 11
Wireless 101
M10 · L01
خلاصة

ما تعلّمته

  • FDMA يقسم B، وTDMA يقسم T، وCDMA لا يقسم أيّاً منهما
  • AMPS: 833 قناة، و416 لكل مشغّل، و59 لكل خليّةٍ بإعادةٍ 7
  • GSM: فتحاتٌ 577 µs، و156.25 بتّاً، و30.5 µs حرساً = 5.28%
  • IS-95: Gp = 128 = 21.07 ديسيبل، والإشارة 14 ديسيبل تحت الأرضيّة
  • السعة الصلبة ترفض، والمرنة تقبل وتتدهور
التالي في الوحدة 10
11 / 11