قسِّم قناةً عريضة واحدة إلى حوامل فرعية متعامدة بأسلوب OFDM في المِنصّة التفاعلية، وتوقَّع — قبل أن تقرأ من الشاشة — تباعد الحوامل الفرعية، وزمن الرمز المفيد، وحارس البادئة الدورية الذي يجعل الإشارة تصمد أمام تعدُّد المسارات.
بينما يقسم FDMA وTDMA وCDMA القناة بالتردّد أو الزمن أو الرمز، يقسمها OFDM إلى مئات الحوامل الفرعية الضيّقة المتراكبة لكن المتعامدة — وتتبع كل الحسابيات من مؤشّرين اثنين فقط: معدّل الأخذ fs وحجم التحويل N. تبعُد الحوامل الفرعية Δf = fs/N بعضها عن بعض، ويدوم كل رمز Tu = 1/Δf، وتُضاف بادئة دورية مقدارها Tcp = Ncp/fs حارسًا كي لا تلطِّخ الأصداء الأقصر منها رمزًا في الرمز التالي. وقراءة تلك الأرقام الثلاثة من المؤشّرين هي كيف تعرف ثمن نظام OFDM وما يقدّمه.
افتح المِنصّة واختر نموذج 20 MHz Wi-Fi (802.11a/g) من القائمة — فهو يُعيد إنتاج حسابيات IEEE 802.11a بالضبط. تُسمّي كل خطوة القراءة الوحيدة التي تقرأها؛ واترك كل مؤشّر كما هو.
Preset -> 20 MHz Wi-Fi (802.11a/g) Sample rate fs -> 20 MHz
FFT size N -> 64 Cyclic prefix Ncp -> 16 samples
راقب قراءة الحسابيات — تباعد الحوامل الفرعية Δf، وزمن الرمز المفيد Tu، وزمن البادئة الدورية Tcp مطبوعٌ كلٌّ منها هناك.
مع نموذج 20 MHz Wi-Fi (802.11a/g)، معدّل الأخذ هو fs = 20 MHz وحجم التحويل هو N = 64. تبعُد الحوامل الفرعية Δf = fs/N. توقَّع ذلك التباعد بالـHz، ثم اقرأ قراءة Δf.
تُظهر القراءة Δf = fs/N = 20 MHz / 64 = 312500 Hz (312.5 kHz) — وهو التباعد الذي تكون عنده الحوامل الفرعية متعامدة تمامًا خلال رمزٍ واحد.
يحمل كل حامل فرعي رمزًا واحدًا لكل نافذة تحويل، وتدوم تلك النافذة Tu = 1/Δf = N/fs. توقَّع زمن الرمز المفيد بالميكروثانية، ثم اقرأ قراءة Tu.
تُظهر القراءة Tu = 1/Δf = 1/312500 = 3.2 µs — وهو المقلوب المضبوط لتباعد الحوامل الفرعية، وطول نافذة التحويل التي يكامل المُستقبِل عليها.
يُضيف المُرسِل Ncp = 16 عيّنة في المقدّمة بادئةً دورية — فترة حراسة كي لا تلطِّخ الأصداء الأقصر منها رمزًا في الرمز التالي. ومدّتها هي Tcp = Ncp/fs. توقَّعها بالميكروثانية، ثم اقرأ قراءة Tcp.
تُظهر القراءة Tcp = Ncp/fs = 16 / 20 MHz = 0.8 µs — أيّ صدى تعدُّد مسارات بتأخيرٍ دون 0.8 µs يقع داخل الحارس ولا يسبّب أيّ تداخل بين الرموز.
كل ما سبق ينتظرك في المِنصّة. اسحب حجم التحويل N وراقب التباعد Δf وزمن الرمز Tu يتحرّكان في اتجاهين متضادّين، وبدّل بين نماذج Wi-Fi وLTE و5G NR لتقارن حسابياتها، وأطِل انتشار تأخير القناة حتى يتجاوز صدىً البادئة الدورية فيظهر التداخل بين الرموز.
- قرأتَ تباعد الحوامل الفرعية Δf = fs/N = 312500 Hz من مؤشّرين
- وجدتَ زمن الرمز المفيد Tu = 1/Δf = 3.2 µs، وهو نافذة التحويل
- قرأتَ حارس البادئة الدورية Tcp = Ncp/fs = 0.8 µs ضدّ تعدُّد المسارات — فيكون الرمز الكامل Tsym = Tu + Tcp = 4.0 µs، بزيادةٍ مقدارها 20%
- كل قيمة توقّعتها هي حسابيات OFDM الخاصّة بالعرض نفسه، لا صورة تقريبية