Wireless 101
M12 · L01
الوحدة 12 · الدرس 1
ثلاثٌ وأربعون قطعة، وصلةٌ واحدة
كلّ درسٍ عالج أرقامه الخاصّة ليوصل مغزاه الخاصّ. وهذا الدرس يثبّت مجموعة بارامتراتٍ واحدة ويحملها من المكبّر إلى ميغابتٍّ مُسلَّم — فتكون القدرة في السطر 1 هي سبب كون الخليّة 336 م، وتكون الكوكبة في السطر 4 هي سبب حاجتك إلى ثلاثة أضعاف المواقع.
01 / 11
Wireless 101
M12 · L01
السلسلة، ومرآتها
كلّ كتلةٍ تشتري وتُرسل الفاتورة
- الترميز: عرض نطاقٍ يخرج، و5–8 ديسيبل كسباً يعود (M6-L4, M9-L2)
- الربط: بتّان إضافيّان في الرمز يكلّفان نحو 6 ديسيبل (M6-L4)
- OFDM: بادئةٌ دوريّة و8–12 ديسيبل من PAPR، مقابل قناةٍ مسطّحة (M10-L2)
- الهوائي: فُتحةٌ تخرج، وdBi يعود — الكسب هندسة (M7-L2)
- مكبّر الضوضاء المنخفضة أوّلاً، لأنّ تَسَلسُل فرايس يجعل المرحلة 1 هي عامل الضوضاء كلّه (M9-L1)
ترميز المصدر في المخطّط ولا مكان له في هذه الدورة — والمرمِّز، لا الراديو، هو من يحدّد المعدّل عادةً.
02 / 11
Wireless 101
M12 · L01
3.5 GHz · 100 MHz · 64-QAM r=3/4 · طبقتان
ثبّتها، ثمّ لا تحرّكها أبداً
الحساسيّة — أربعة حدود، M9-L1
S = -174 + 80 + 7 + 20.0 = -67.0\ \text{dBm}
- 10 log₁₀(10⁸) = 80.00 ديسيبل → أرضيّة −94.0 dBm، وهو الرقم الذي يذكره M9-L1
- زائد عامل ضوضاء 7 ديسيبل → أرضيّةٌ فعّالة −87.0 dBm
- ثمانون ديسيبلاً من تلك الحساسيّة هي عرض النطاق: السيليكون نفسه في 200 كيلوهرتز يقرأ أفضل بـ27.0 ديسيبل
حساسيّةٌ بلا عرض نطاقٍ إلى جانبها لا معنى لها (M9-L4).
03 / 11
Wireless 101
M12 · L01
النسبة المطلوبة، مشتقّةً لا مزعومة
الدفتر يُغلَق عند الصفر
Eₖ/N₀ من M6-L4، وكسب ترميزٍ مُعلَن، وتحويل M9-L1
\mathrm{SNR}_{req} = 18.8 - 5.3 + 10\log_{10}4.5 = 20.0\ \text{dB}
- EIRP: 46 − 2 + 17 = 61.0 dBm؛ وPₕₓ = 56.0 − PL
- الهوامش 8.0 + 10.2 + 3.0 = 21.2 ديسيبل (M8-L3, M8-L4, M9-L3)
- فقد المسار المسموح 101.8 ديسيبل → عند n = 3.5 من 83.33 ديسيبل، d = 336 م
- النسبة الواصلة 41.2 ديسيبل − 21.2 محجوزة = 20.0 ديسيبل، وهو ما احتاجته بالضبط
04 / 11
Wireless 101
M12 · L01
من الهرتز إلى البتّات المُسلَّمة
100 MHz تصير 710 Mbit/s
ستّة عوامل، لا اختياريّ فيها
R_b = L\cdot N_{sc}\cdot R_{sym}\cdot U\cdot \log_2 M\cdot R_c
- 273 كتلة × 12 = 3276 حاملاً فرعيّاً = 98.28 من 100 ميغاهرتز
- 14 رمزاً لكلّ 0.5 ms = 28 000 رمز/ث، بنسبة 93.33% نافعة (M10-L2)
- 3276 × 28 000 = 91.73×10⁶ عنصراً/ث؛ ناقص 14% تحكّماً → U = 78.89%
- × 4.5 بتّ × طبقتين = 710 Mbit/s، η = 7.10 b/s/Hz
21.1% حملاً إجماليّاً — داخل نطاق 20–30% في M6-L3 ✓. ويعطي M6-L3 لـLTE 2×2 نحو 7.5.
05 / 11
Wireless 101
M12 · L01
جرّبها — ابنِ الوصلة كلّها
هل تُغلَق؟
تُغلَق — الهامش 0.0 dB
710 Mbit/s · 7.10 b/s/Hz
أقصى مدى 336 m
06 / 11
Wireless 101
M12 · L01
الفجوة إلى شانون، منفَقةً بالكامل
2.73 ديسيبل، ولا شيء يفيض
السقف 1331.6 Mbit/s، والمُسلَّم 710
10\log_{10}\frac{6.658}{4.5} + 10\log_{10}\frac{1}{0.789} = 1.70 + 1.03 = 2.73\ \text{dB}
- log₂(1 + 100) = 6.658 b/s/Hz لكلّ طبقة عند 20 ديسيبل (M6-L3)
- × طبقتين × 100 ميغاهرتز = سقفٌ قدره 1331.6 Mbit/s (M10-L3)
- 1.70 ديسيبل هي فجوة التنفيذ: 4.5 من الـ6.658 المسموح بها
- 1.03 ديسيبل هي الـ21.1% حملاً — صغيرةٌ بالديسيبل، فلا يخفيها أحد
صحيفة البيانات ناقص المُسلَّم، محسوبةً سطراً سطراً. وهذا هو المقصود من درسٍ ختامي.
07 / 11
Wireless 101
M12 · L01
غيّر شيئاً واحداً، تتحرّك ثلاثة
5.95 ديسيبل ثمناً لـ1.25 ديسيبل
64-QAM
336 m
256-QAM
227 m
+ 3 dB I
187 m
- 8 بتّات بدل 6 → 946.6 Mbit/s، أي +1.25 ديسيبل من المعدّل
- تكلّف 4.7 ديسيبل من Eₖ/N₀ زائد 1.25 ديسيبل من η = 5.95 ديسيبل من الوصلة
- مساحة الخليّة تهبط إلى 45.7%، أي 2.19× من المواقع
- كثافة السعة 2002 → 5847 Mbit/s/km² = 1.333 × 2.188 ✓
- مواقع أكثر → التداخل 3 → 6 ديسيبل → 187 م → 3.23× من المواقع
08 / 11
Wireless 101
M12 · L01
ما لا يستطيع النموذج أن يخبرك به
أضعف سطرٍ هو الأُسّ
- n = 2.7 بدل 3.5 تحوّل 336 م إلى 483 م — 2.1× في المساحة، من ملاءَمةٍ واحدةٍ معقولة (M8-L4)
- 8 ديسيبل من كسب الترميز بدل 5.3 تعطي 403 م: سطرٌ واحد، و20%
- الـ710 Mbit/s هي مستخدمٌ واحد يمسك الحامل كلّه
- الازدواج الزمني عند حصّةٍ هابطة 75% يفرض ثمناً على المعدّل لا على الديسيبلات: 532 Mbit/s، والمدى يبقى 336 م (M10-L4)
- 10.2 ديسيبل من هامش التظليل تعني أنّ مستخدماً واحداً من عشرةٍ عند الحافة يفوته الأمر
الموازنة نموذج. وفائدتها الحقيقيّة أن تخبرك أيّ سطرٍ تذهب فتقيسه أوّلاً.
10 / 11
Wireless 101
M12 · L01
خلاصة
ما الذي تعلّمته
- مجموعة بارامتراتٍ واحدة، وتسع وحدات، وستّة عشر سطراً — لا اختياريّ فيها
- 41.2 ديسيبل تصل، و21.2 تُحجَز، و20.0 ديسيبل تبلغ مُزيل التضمين
- 336 م عند 64-QAM، و892 م عند QPSK — 7.0× في المساحة
- 710 Mbit/s، وη = 7.10، وفجوة شانون 2.73 ديسيبل مقسومةً بالكامل
- الخلايا الأكثف تتسبّب في جزءٍ من كلفتها؛ والحزم، لا القدرة، هي ما يكسر الحلقة
التالي في الوحدة 12
11 / 11