اختَر اثنتين
للرابط الراديوي ثلاث عملات: عرض النطاق، والقدرة، والأخطاء التي تتحمّلها. تستطيع تحسين أيّ اثنتين — بإنفاق الثالثة.
مثلّث الاتصالات
- عرض النطاق — هرتزات أكثر، معدّل أعلى؛ لكن الطيف يُزاد عليه بالمليارات
- القدرة — واطات أكثر، نسبة إشارة أفضل، أخطاء أقلّ؛ لكن البطاريات والمكبّرات محدودة
- معدّل الخطأ — تحمّل منه أكثر فيرخص كل ما عداه
ثبّت أيّ هدفين وستثبّت الفيزياء الثالث عنك.
النطاق يقطع في الاتجاهين
مستقبِلٌ أوسع يُدخل ضوضاءً أكثر، فـB يساعد خارج اللوغاريتم ويضرّ داخله. ادفعه إلى اللانهاية فتتوقّف السعة عند P/(N₀ ln 2).
أيّ جدارٍ تصطدم به؟
محدود بالقدرة (η < 2 b/s/Hz): طيفٌ فائض ولا إشارة. وزِّع، ورمِّز بقوّة، وأنزِل الكوكبة. محدود بالنطاق (η > 2): إشارةٌ وافرة ولا هرتزات. كثِّف، وخفِّف الترميز، وأضِف هوائيات.
عصرُ الهرتزات يكلّف طاقة
2 b/s/Hz تحتاج 1.76 ديسيبل؛ و4 تحتاج 5.74؛ و8 تحتاج 15.03. وعندما η → 0 تهبط إلى ln 2 — أرضية −1.59 ديسيبل من الدرس 6-1.
صمّم الرابط
اشترِ نطاقاً، واشترِ نسبةَ إشارة، وراقب أيّ تضمينٍ تحمله القناة — وأيّ جدارٍ تنتهي إليه.
كسب الترميز: أخطاءٌ تُدفع بالهرتزات
شِفرةٌ بمعدّل 1/2 تضاعف النطاق وتعيد 5–8 ديسيبل من قدرة الإرسال عند BER نفسه. نطاقٌ يدخل، وأداءُ خطأٍ يخرج — والمكبّر لا يتحرّك.
التضمين والترميز المتكيّفان
امشِ عبر غرفةٍ فقد تتأرجح نسبةُ إشارتك 20 ديسيبل. صمّم للحالة الأسوأ فيزحف الجميع؛ وللحالة الأفضل فيخسر معظمهم الرابط. لذا قِس القناة ثم اختر أكثف مخطّطٍ تدعمه — مرّةً بعد مرّة.
كل ميلّي ثانية
يبلّغ الهاتف عن CQI (1–15) بتواترٍ يبلغ كل إطارٍ فرعي مدّته 1 ميلّي ثانية؛ ويختار المجدوِل MCS من السلّم QPSK → 16-QAM → 64-QAM (→ 256-QAM في LTE-A Pro). يستهدف نحو 10% من خطأ الكتلة في المحاولة الأولى، ويعيد HARQ الإرسال بتكافؤٍ إضافي عند الفشل.
ما تعلّمته
- عرض النطاق والقدرة ومعدّل الخطأ: حسّن اثنين وأنفِق الثالث
- Eb/N₀ ≥ (2η−1)/η — 1.76 ديسيبل عند 2 b/s/Hz، و15.03 عند 8
- محدودٌ بالقدرة دون ~2 b/s/Hz، ومحدودٌ بالنطاق فوقها — وعلاجان متعاكسان
- الترميز يشتري أداء الخطأ بالهرتزات؛ وAMC يعيد القرار كل ميلّي ثانية