الوحدة 8 · الدرس 4

الانتشار داخل المباني وخارجها

15 دقيقة قراءة
مقال

كل ما في الوحدة 8 حتى الآن كان مُستنبَطاً. فقد المسار في الفضاء الحرّ خرج من مساحة سطح كرة (الدرس M8-L1)؛ وقانون d⁻⁴ ذو الشعاعين خرج من انقلاب طورٍ وفرقِ مسار (الدرس M8-L2)؛ وخبوت رايلي خرج من جمع متّجهاتٍ طورية عشوائية (الدرس M8-L3). وهذا الدرس هو موضع توقّف ذلك. فما من أحدٍ يستنبط فقد المسار في مدينةٍ من معادلات ماكسويل. بل يقيسونه، ويُلائمون له منحنى، وينشرون المعاملات — والنماذج الناتجة هي التي خُطّطت بها فعلاً كل شبكةٍ في العالم. والانتقال من الفيزياء إلى الاستقراء التجريبي ليس تراجعاً؛ بل هو منهج الهندسة كلّه في هذا الحقل، وتعلّمُ قراءة نموذجٍ مُلاءَمٍ قراءةً صادقة — بما فيها حدود صلاحيّته وحدود خطئه — هو غاية الخمسة عشر دقيقة القادمة.

حين تنتهي الهندسة

تأمّل ما يستلزمه تنبّؤٌ مضبوط بالإشارة في شقّةٍ واحدة: سماحيّة كل جدار، وموضع كل سيّارةٍ واقفة، ونسبة الماء في كل شجرة، وهيئة كل شخصٍ في الغرفة. متتبّع أشعّةٍ أُعطي ذلك كلّه سيصيب، وتلك البيانات لن توجد أبداً. فأجرى الحقل مقايضةً تستحقّ أن تُقال جهراً: كُفّ عن التنبّؤ بالقيمة، وتنبّأ بالتوزيع بدلاً منها. قِسْ بضع مئاتٍ من المواضع، ولائم خطّاً مستقيماً بين الديسيبلات ولوغاريتم المسافة، وصِف التبذّر حول ذلك الخطّ بمتغيّرٍ عشوائي. وما يعود إليك ليس الإشارة على طاولة مطبخك، بل الإشارة الوسطية عند مسافتك، مع بيانٍ صادقٍ لمقدار خطأ ذلك الوسط عادةً.

هذه هي هيئة كل نموذجٍ في هذا الدرس، وهي سبب ذِكر التغطية دائماً كـنسبةٍ مئوية. فالمخطّط لا يَعِد بأن مطبخك يعمل؛ بل يَعِد بأن 95% من المواضع عند تخم الخليّة تعمل. ونصفا النموذج يؤدّيان نصفَي تلك المهمّة: ميلٌ حتميّ يحدّد الوسط، وحدٌّ إحصائي يحدّد المئين الذي تصمّم عليه. فاعتَد أن تسأل عن أي رقم انتشارٍ يعرضه عليك أحد: أيّهما هو من الاثنين؟

نموذج المسافة اللوغاريتمية

ابدأ بالمشاهدة التي تحفّز كل شيء. ارسم فقد المسار المقيس بالديسيبل مقابل log₁₀ المسافة، في أي بيئةٍ تقريباً، فتتبذّر النقاط حول خطٍّ مستقيم. وليست تلك مصادفة: فقد أظهر الدرس M8-L1 أن الفضاء الحرّ يخسر 20 log₁₀(d)، وهو خطٌّ مستقيم ميله 20 ديسيبل لكل عَقد، وأظهر الدرس M8-L2 أن انعكاساً أرضيّاً يُحدّ ميله إلى 40 ديسيبل لكل عَقد. والبيئات الحقيقية تحلّ في ذلك المدى وخارجه، فالنموذج الطبيعي يُبقي الخطّ المستقيم ويدع ميله رقماً مُلاءَماً:

فقد المسار على المسافة اللوغاريتمية
PL(d)_{\text{dB}} = PL(d_0) + 10\,n\log_{10}\!\left(\frac{d}{d_0}\right) + X_\sigma
ثلاثة أجزاء، ولكلٍّ منها مبرّره. PL(d₀) مِرساةٌ مقيسةٌ أو محسوبةٌ بالفضاء الحرّ عند مسافةٍ مرجعيةٍ قريبة d₀ — متر واحد داخل المباني، و100 م أو 1 كم خارجها. وn أُسّ فقد المسار، أي الميل بوحدة 10 ديسيبل لكل عَقد. وXσ حدّ خبوت التظليل، وهو متغيّرٌ عشوائي صفريّ الوسط بالديسيبل، وهو موضوع القسم التالي.

والأُسّ n هو شخصيّة البيئة كلّها مضغوطةً في رقمٍ واحد، وقيمُه المَعْلَمية تملكها أصلاً. ولاحظ ما يفعله n بثمن المسافة: فكل مضاعفةٍ تكلّف 10n log₁₀(2) = 3.01n ديسيبل، فيتقاضى n = 2 ستّة ديسيبلات لكل مضاعفة ويتقاضى n = 4 اثني عشر، وهي بالضبط نتيجة الشعاعين في الدرس السابق.

البيئةn النموذجيديسيبل لكل مضاعفةمن أين يأتي
الفضاء الحرّ2.06.0مُستنبَط في الدرس M8-L1 — الحالة المرجعية، لا مُلاءمة
أرض مسطّحة، شعاعان، بعد نقطة الانكسار4.012.0مُستنبَط في الدرس M8-L2 — الشعاع المباشر يلاشيه انعكاسه
خليّة حضرية كبيرة، خارج المباني2.7–3.58.1–10.5مُلاءَم؛ المباني تحجب وتُعيد الإشعاع معاً، فيحلّ بين الاثنين
داخل المباني مع احتجاب4.0–6.012.0–18.1مُلاءَم؛ كل مترٍ من المسار يعبر موادّ أكثر
ممرّ، أو نفق، أو رَدْهة منجم1.2–1.83.6–5.4مُلاءَم؛ الجدران توجّه الموجة، فتخبو أبطأ من الفضاء الحرّ

ويستحقّ السطر الأخير وقفةً، فـn < 2 يبدو ناقضاً لحفظ الطاقة وليس كذلك. ففي الفضاء الحرّ تنتشر القدرة على كرةٍ تنمو مساحتها كـd²؛ وفي ممرٍّ تمنع الجدران انتشارها جانبيّاً، فتنتشر على ما يقارب أسطوانة، فيكون التخفيف الهندسي أضعف. فالممرّ دليل موجٍ مُفقِد. وهو أيضاً سبب احتفاظ نفقٍ بإشارةٍ صالحةٍ لكيلومتر بينما يفقدها طابق مكاتب في ثلاثين متراً، وسبب خطأ أي تصميمٍ داخليٍّ يفترض أُسّاً واحداً للطابق كلّه خطأً في الاتجاهين معاً.

مثال محسوب: 2.4 غيغاهرتز، مرجع متر واحد، 50 م داخل المبنى

ارسِ النموذج بمرجعٍ محسوبٍ لا مقيس، وهي الممارسة المعتادة داخل المباني. خُذ f = 2.4 غيغاهرتز وd₀ = 1 م. وباستعمال صورة فقد المسار في الفضاء الحرّ من الدرس M8-L1 بالمسافة بالكيلومترات والتردّد بالغيغاهرتز، PL = 92.45 + 20 log₁₀(dkm) + 20 log₁₀(fGHz)، والمتر الواحد 0.001 كم، إذن:

قارن ذلك بالفضاء الحرّ على الخمسين متراً نفسها: 40.05 + 20 log₁₀(50) = 40.05 + 33.98 = 74.0 ديسيبل. فالأُسّ المُلاءَم يكلّف 25.5 ديسيبل زائدة، أي عاملاً قدره 355 في القدرة — و25.5 ديسيبل هو تقريباً الفرق بين رابطٍ يعمل ورابطٍ لا يعمل. وهذا الرقم الواحد سبب امتناع الجميع عن تخطيط شبكةٍ داخليةٍ بصيغة الفضاء الحرّ.

خبوت التظليل: الحدّ Xσ

قسّم الدرس M8-L3 عشوائيّة القناة نصفين وسلّم أحد النصفين إلى هذا الدرس. فـالخبوت صغير المقياس هو ما تحصل عليه من التحرّك نصفَ طول موجة: متّجهات تعدّد المسار تُعاد جمعها، وإحصاء رايلي، وأصفارٌ عميقةٌ تفصلها سنتيمترات. والخبوت كبير المقياس — أي التظليل — هو ما تحصل عليه من التحرّك عشرات الأمتار: فأنت الآن خلف مبنى آخر، وتحت شجرةٍ أخرى، في غرفةٍ بعدد جدرانٍ مختلف. ومستقبِلان على المسافة نفسها بالضبط من محطّة القاعدة نفسها قد يختلفان بعشرين ديسيبل لا لسببٍ إلا ما يصادف وقوفه بينهما وبينها.

وتقول القياسات إن ذلك التبذّر، بتقريبٍ جيّد، غاوسيّ بالديسيبل — أي لوغاريتمي طبيعي في القدرة الخطّية، لأن الديسيبل لوغاريتمٌ أصلاً (الدرس M2-L4). وثمّة سببٌ معقول أيضاً: فالمسار يعبر احتجاباتٍ كثيرةً مستقلّة، يضرب كلٌّ منها القدرة بعامل توهينه، وحاصلُ ضرب عواملَ كثيرةٍ مستقلّة يصير مجموعَ لوغاريتماتٍ كثيرةٍ مستقلّة، وهو ما تدفعه مبرهنة الحدّ المركزي نحو الغاوسيّ. إذن:

خبوت التظليل اللوغاريتمي الطبيعي
X_\sigma \sim \mathcal{N}(0,\ \sigma^2)\ \text{[dB]} \qquad \Pr\{X_\sigma > z\sigma\} = 1 - \Phi(z)
وXσ صفريّ الوسط بالبناء: فالخطّ المُلاءَم يحمل الوسط أصلاً، فلا يصف الحدّ العشوائي إلا الانحراف عنه. وكل المعلومة في وسيطٍ واحد، هو الانحراف المعياري σ مذكوراً بالديسيبل. والقيم المُلاءَمة النموذجية σ ≈ 4–12 ديسيبل: نحو 8 لخليّةٍ حضريةٍ كبيرة خارج المباني، و3–6 لغرفةٍ داخليةٍ على خطّ البصر، وصعوداً إلى 12 لمساراتٍ داخليةٍ شديدة الاحتجاب.

من σ إلى هامش الخبوت

لحدٍّ عشوائيٍّ صفريّ الوسط نتيجةٌ قاسيةٌ يسهل إغفالها: فإن صمّمت خليّةً بحيث يساوي فقد المسار الوسطي المتنبَّأ به عند تخم الخليّة تماماً ما يحتمله راديوك، فإن Xσ موجبٌ نصف الوقت ونصف مواضع التخم لديك لا تعمل. فتغطية خمسين في المئة هي الحصيلة الافتراضية للتصميم على الوسط. ولتفعل خيراً من ذلك لا بدّ أن تبني فوق الحاجة بعدّة ديسيبلات متعمّداً، والغاوسيّ يخبرك بعددها بالضبط. اطلب الهامش M الذي يكون فيه احتمال تجاوز Xσ له هو حدّ الانقطاع المسموح لك:

اقرأ السطرين الأخيرين معاً، ففيهما الدرس العملي. فالهامش يتناسب مع σ لا مع فقد المسار، ولذلك تكون البيئة الأحسن توصيفاً أرخصَ في التغطية — والأربعة ديسيبلات التي توفّرها بالقياس بدل الحدس تشتري نصف قطر خليّةٍ حقيقيّاً. والانتقال من موثوقية 90% إلى 95% عند σ = 8 ديسيبل يكلّف 3 ديسيبل، أي نصفَ قدرة إرسالك مقابل النقاط المئوية الخمس الأخيرة. وتلك هي المقايضة التي تقرّر كم محطّة قاعدةٍ تحتاجها مدينة.

تغطية التخم، لا تغطية المساحة. رقما 1.28σ و1.65σ أعلاه هما الموثوقية عند تخم الخليّة، أي أسوأ دائرةٍ فيها. ولأن المواضع الأقرب تنعم بفقد مسارٍ وسطيٍّ أدنى، فنسبة مساحة الخليّة كلّها التي تعمل أعلى دائماً من رقم التخم — فتوافق 90% عند التخم عادةً نحو 97% من المساحة لقيم n وσ في المدى المستعمل هنا. والرقمان مذكوران كلاهما في الصناعة، ويفترقان بعدّة نقاط، ومواصفةٌ لا تقول أيّهما تعني ليست مواصفة.

Okumura-Hata: حصان العمل التجريبي

لنموذج المسافة اللوغاريتمية وسيطان حرّان، ولا يقول لك شيئاً عن كيفية اختيارهما لمدينةٍ لم تقسها. والجواب الكلاسيكي يأتي من حملة قياسٍ واسعةٍ أجراها يوشيهيسا أوكومورا عام 1968 حول طوكيو، ثم ردّها ماساهارو هاتا عام 1980 إلى مجموعة صيغٍ مغلقة الصورة. وصيغ Hata ما زالت المرجع لتغطية الخلايا الكبيرة دون 2 غيغاهرتز، وصورتها الحضرية المعيارية سطرٌ واحد من الحساب في أربعة متغيّرات — التردّد، وارتفاع محطّة القاعدة، وارتفاع المحمول، والمسافة:

فقد المسار الحضري عند Hata
L_{\text{urban}} = 69.55 + 26.16\log_{10} f - 13.82\log_{10} h_b - a(h_m) + \left(44.9 - 6.55\log_{10} h_b\right)\log_{10} d
والوحدات ليست اختياريّةً هنا وهي أشهر مصادر الأجوبة الخاطئة: f بالميغاهرتز، وhb وhm بالأمتار، وd بالكيلومترات، والناتج بالديسيبل. فليس في المُلاءمة التجريبية اتّساقٌ بُعْديّ ذاتيّ يحميك — أطعِمها غيغاهرتزات فستعيد رقماً واثقاً لا معنى له.

وتصحيح ارتفاع المحمول a(hm) مقدارٌ صغيرٌ منفصل. وهو للمدينة الصغيرة أو المتوسّطة:

تصحيح ارتفاع هوائي المحمول
a(h_m) = (1.1\log_{10} f - 0.7)\,h_m - (1.56\log_{10} f - 0.8)
وهو يدخل الصيغة الأمّ بإشارةٍ سالبة، فـa(hm) الموجب يُنقص الفقد — أي أن رفع الهاتف يساعد، كما ترجو. والمقدار معايَرٌ حول hm = 1.5 م حيث يكاد يتلاشى؛ وتستعمل المناطق الحضرية الكبرى تصحيحاً مختلفاً، والفرق بين الصورتين عدّة ديسيبلات.

مثال محسوب: 900 ميغاهرتز، سارية 30 م، 5 كم

خُذ الخليّة الكبيرة النموذجية في عصر GSM — f = 900 ميغاهرتز، وhb = 30 م، وhm = 1.5 م، وd = 5 كم — وقيّم كل حدّ. ولوغاريتمان يحملان الحساب كلّه: log₁₀(900) = 2.9542 وlog₁₀(30) = 1.4771.

وأمران في تلك النتيجة أجدى من المجموع نفسه. الأول أن فقد المسار في الفضاء الحرّ على الخمسة كيلومترات نفسها عند 900 ميغاهرتز هو 32.45 + 20 log₁₀(5) + 20 log₁₀(900) = 105.5 ديسيبل، فـيتقاضى Hata 45.5 ديسيبل فوق الفضاء الخالي ثمناً لشرف كونك في مدينة. والثاني أن تنظر إلى ميل المسافة ذاك: فـ35.22 ديسيبل لكل عَقد هي 10n بـ n = 3.52. فـHata نموذج مسافةٍ لوغاريتمية متخفٍّ، بأُسٍّ يتعلّق بالارتفاع ومقطوعٍ معايَر — ولهذا يحيط به مدى n الحضري المُلاءَم في الجدول أعلاه إحاطةً أنيقة.

حدود الصلاحية، وأشهر طرق إساءة استعماله

ولأن النموذج مُلاءمةٌ لقياسات طوكيو، فلا معنى له إلا داخل المدى الذي غطّته تلك القياسات. والحدود تُذكر عادةً كالتالي:

وأشهر خطأٍ عمليّاً هو الاستقراء خارج المدى دون الإفصاح عنه: تشغيل Hata عند 2600 ميغاهرتز لأن الجدول الحسابي يقبل الرقم، أو عند 200 م لأن موقعاً حضريّاً كثيفاً يبعد 200 م عن جاره. والصيغة لا تفشل بصوتٍ مرتفع، بل تعيد رقم ديسيبل معقولاً لا يسنده قياس، فيظهر الخطأ بعد أشهرٍ كثقب تغطية. فاذكر مدى صلاحية النموذج كلّما ذكرت ناتجه، وإن كنت خارجه فاختر نموذجاً آخر أو قِسْ.

COST-231: حمل المُلاءمة إلى 2 غيغاهرتز

حين احتاج المشغّلون الأوروبيون الأداة نفسها لـDCS-1800 وUMTS، أعاد مشروع COST 231 مُلاءمة بنية Hata على قياساتٍ عند تردّداتٍ أعلى. والنتيجة — COST-231 Hata، وتُسمّى أحياناً امتداد PCS — تُبقي شكل كل حدٍّ وتغيّر معاملين مع ثابتٍ لنوع المدينة:

امتداد COST-231 Hata
L = 46.3 + 33.9\log_{10} f - 13.82\log_{10} h_b - a(h_m) + \left(44.9 - 6.55\log_{10} h_b\right)\log_{10} d + C
صالحٌ نحو 1500–2000 ميغاهرتز، وC = 0 ديسيبل للمدن المتوسّطة والضواحي وC = 3 ديسيبل لمراكز المدن الكثيفة. والهندسة نفسها كالمثال المحسوب لكن عند 1800 ميغاهرتز تعطي 46.3 + 33.9 × 3.2553 − 20.41 − 0.04 + 24.62 = 160.8 ديسيبل بـC = 0 — أي أسوأ بـ9.8 ديسيبل من نتيجة 900 ميغاهرتز، وهو نصف السبب الانتشاري في كون خلايا 1800 ميغاهرتز أصغر من خلايا 900.

وإلى جانبه يقف كائنٌ مختلف: COST-231 Walfisch-Ikegami. فهو بدلاً من مُلاءمة منحنى للمسافة ينمذج هندسة الحضر الفعلية — الانعطاف فوق الأسطح إلى أخدود الشارع، وتباعد المباني، وعرض الشارع، والزاوية بين الشارع واتجاه الوصول — مستعملاً أدوات الانعطاف من الدرس M8-L2 لا انحداراً إحصائياً. وهو صالحٌ من نحو 800 إلى 2000 ميغاهرتز على 20 م إلى 5 كم، ويعالج محطّات القاعدة دون ارتفاع الأسطح وهو ما لا يقدر عليه Hata، ويكلّفك قاعدة بيانات مبانٍ. وتلك المقايضة هي طيف نمذجة الانتشار كلّه مصغَّراً: مُلاءماتٌ إحصائية رخيصة في طرف، وتتبّع أشعّةٍ باهظ خاصّ بالموقع في الطرف الآخر، وWalfisch-Ikegami في الوسط متعمّداً.

داخل المباني: اجمع القواطع

للانتشار داخل المباني طابعٌ مختلف، والسبب هو المقياس. فخارجها يعبر مسارٌ طوله 5 كم فوضىً متشابهةً إحصائيّاً طولَ الطريق، فيكفي ميلٌ مُلاءَمٌ واحد. وداخلها يعبر مسارٌ طوله 20 م عدداً قليلاً من الحوائل القابلة للتعيين فرداً فرداً: هذا الجدار، وذاك الطابق، وذلك بئر المصعد. ومع قلّة الحوائل يكفّ التوسيط الذي برّر منحنىً ناعماً عن الانطباق، والنموذج الذي يعمل بدلاً منه ميزانية — حدّ مسافةٍ زائدَ بندِ ديسيبلٍ صريحٍ لكل قاطعٍ يُعبر.

النموذج الداخلي القائم على القواطع
PL = PL(d_0) + 10\,n\log_{10}\!\left(\frac{d}{d_0}\right) + \sum_i N_i L_i
وNi عدد القواطع من النوع i على المسار وLi توهين ذلك النوع بالديسيبل. ولأن الجدران تُعَدّ الآن صراحةً، فينبغي أن يكون الأُسّ n هنا قيمةً قريبةً من الفضاء الحرّ — حول 2 لفضاءٍ مفتوحٍ أو ممرّ. فاستعمال أُسٍّ محتجبٍ 4–6 مع مجموع قواطع يتقاضى ثمن الجدران نفسها مرّتين.
القاطعالفقد النموذجي عند 2–2.5 غيغاهرتزملاحظة
قاطع من ألواح جبسية / جدار جبسي2–4 ديسيبلالجدار الرخيص؛ فمكتبٌ مفتوح كامل قد لا يكلّف إلا عدداً قليلاً منها
جدار داخلي من الطوب أو البلوك الخرساني10–15 ديسيبلواحدٌ منها يقدر أن يُبطل مضاعفةً في قدرة الإرسال
أرضية أو سقف من الخرسانة المسلّحة15–20 ديسيبل للطابق الأولوكل طابقٍ إضافي يضيف نحو 4–6 ديسيبل فقط، لا ثمانية عشر أخرى — فالطاقة تبدأ بالوصول من حول المبنى لا عبر البلاطات
نافذة زجاج عادي2–4 ديسيبلشفّافةٌ فعليّاً؛ وهكذا تدخل معظم التغطية من الخارج إلى الداخل
زجاج منخفض الانبعاثية / مطليّ بمعدن25–40 ديسيبلمفاجأة العصر: فطلاء كفاءة الطاقة غشاءٌ معدنيّ رقيق، فتصير النافذة مرآةً (الدرس M8-L2) ويصير المبنى قفص فاراداي
بئر مصعد، أو غرفة معدّاتٍ مكسوّة بالمعدن، أو عزلٌ مظهَّر برقائق30 ديسيبل وما فوقعامِلها كمعتمةٍ وخطّط هوائيّاً منفصلاً بدل هامش

ميزانية داخلية محسوبة

ضع نقطة وصولٍ على بُعد 20 م، وطابقاً واحداً إلى فوق، وبينهما قاطعان جبسيان وجدار بلوكٍ خرساني، عند 2.4 غيغاهرتز. أعِد استعمال مرجع الـ40.05 ديسيبل من قبل وخُذ n = 2.0، بما أن القواطع مُبنَّدةٌ الآن:

ولاحظ تركيب ذلك الجواب: فـ26 ديسيبل منه فقط مسافة، و36 ديسيبل — أي أكثر من حدّ المسافة — نسيج المبنى. فالهندسة داخل المباني هي الحدّ الصغير. وهذا بالضبط سبب ألّا يفعل تقريبُ نقطة وصولٍ عشرة أمتار شيئاً في حين يصلح نقلها إلى الجانب الآخر من جدارٍ واحدٍ كل شيء، وسبب كون التصميم الداخلي تمريناً في مخطّط الطابق لا تمريناً في نصف القطر. وللمقارنة، تعطي مُلاءمةٌ أحاديّة الميل بـn = 4 على العشرين متراً نفسها 40.05 + 40 × 1.3010 = 92.1 ديسيبل — أي أكثر تفاؤلاً بعشرة ديسيبلات من ميزانية القواطع، لأن أُسّاً واحداً لا يمكن أن يعلم أن هذا المسار بعينه يصادف عبورَ بلاطة أرضية. ولا أيٌّ من الرقمين هو الجواب؛ بل هما تقديران اختلافهما نفسه معلومة.

تخطيط التغطية، بصدق

اجمع القطع فيصير سير العمل المهني قصيراً، وكل خطوةٍ فيه تحوّطٌ من كون الخطوة السابقة مُلاءمةً لا واقعة:

  1. وصِّف البيئة. اقرّر ما هي — خليّة حضرية كثيفة، أو ضاحية، أو مكتب مفتوح، أو نفق — فذلك الاختيار، لا الحساب، هو المهيمن على الجواب
  2. اختر نموذجاً صالحاً هناك. Hata دون 1500 ميغاهرتز مع ساريةٍ حقيقية؛ وCOST-231 Hata إلى 2 غيغاهرتز؛ وWalfisch-Ikegami حين تملك هندسة المباني وموقعاً دون الأسطح؛ وميزانية قواطع داخل المباني
  3. تنبّأ بفقد المسار الوسيط عند تخم الخليّة المقصود، بوحدات النموذج نفسه وداخل مدى صلاحيّته نفسه
  4. أضف هامش التظليل zσ لموثوقية التغطية التي تعاقدت على تسليمها، وصرّح إن كانت تلك الموثوقية عند التخم أم على المساحة
  5. قارن بموازنة الوصلة — قدرة الإرسال، وكسب الهوائيين، وحساسيّة المستقبِل، والضجيج والتداخل — وهي موضوع الوحدة 9 وتحديداً الدرس M9-L4
  6. تحقّق بالقياس. اختبار جوّالٌ بالسيّارة خارج المباني، ومسح موقعٍ داخلها، ثم أعِد مُلاءمة n وσ من الذي قِسته فعلاً وأعِد دورة العمل

والخطوة السادسة هي التي تُحذَف عند تعثّر الجدول الزمني، وهي الخطوة الوحيدة التي تنتج معلومةً جديدة. فكل ما قبلها تنبّؤٌ من قياسات شخصٍ آخر لمدينة شخصٍ آخر. والشبكة التي جرى عليها اختبارٌ جوّال لها n مقيس وσ مقيس لأرضها هي، وذلك يقلّص الهامش الذي تحتاجه ومن ثمّ عدد المواقع التي يجب أن تبنيها — فيسدّد المسح ثمنه في الخرسانة.

ما هي هذه النماذج، بدقّة. كل صيغةٍ في هذا الدرس انحدارٌ على قياسات شخصٍ آخر. وليس في أيٍّ منها فيزياء مبناك أو مدينتك، ولا أيٌّ منها يتنبّأ بالإشارة عند نقطة — بل تتنبّأ بوسيطٍ وتبذّر. وهي مستعملةً استعمالاً سليماً أداةٌ قويّة: تحوّل بيئةً إلى رقمين تصمّم عليهما، وتفشل في اتجاهاتٍ معلومة. أمّا مستعملةً كأنها معادلات ماكسويل فتنتج أرقاماً واثقةً عن أماكن لم يقسها أحد. والجملة الصادقة على الهيئة نفسها دائماً: «هذا النموذج، في هذا المدى، يتنبّأ بهذا الوسيط، بهذا σ، عند هذه الموثوقية».

إلى أين تتركك الوحدة 8

أخذت الوحدة 8 إشارةً واحدة من مرسِلٍ إلى مستقبِل وحاسبت ما يفعله العالم بها: فقد الانتشار (الدرس M8-L1)، وآليّات الانعكاس والانعطاف والتبديد الثلاث (الدرس M8-L2)، وإحصاء تعدّد المسار السريع (الدرس M8-L3)، والآن الإحصاء البطيء والنماذج المُلاءَمة التي تحوّل ذلك كلّه إلى نصف قطر تغطية. والغائب اللافت هو الطرف الآخر من المقارنة. فقدرةٌ مستقبَلة قدرها −95 ديسيبل ميلي واط لا تعني شيئاً وحدها؛ ولا تعني شيئاً إلا مقابل أرضية الضجيج التي تزاحمها، ومقابل بقيّة المرسِلات التي تستعمل التردّد نفسه. والوحدة 9 تمدّ ذلك بالضبط — الضجيج الحراري، ورقم الضجيج، والتداخل، وموازنة الوصلة الكاملة التي لوّحت إليها الخطوة الخامسة أعلاه. ثم تسأل الوحدة 10 كم مستخدماً يمكن أن يتشارك القناة التي تعلّمت الآن توصيفها، وهناك يحوّل إعادة استعمال الخلايا فقدَ الانتشار من مشكلةٍ إلى الآليّة التي تجعل إعادة الاستعمال ممكنةً أصلاً.

أبرز النقاط

اكتملت الوحدة 8 — والدورة مستمرّة. بهذا الدرس تكتمل الوحدة 8: انتشار الراديو: فقد المسار في الفضاء الحرّ، وآليّات الانتشار الثلاث، وتعدّد المسار والخبوت، والنماذج التجريبية وتخطيط التغطية أعلاه. وتالياً تنتقل الوحدة 9 إلى ما يقاوم الإشارة في الطرف الآخر: الضوضاء الحرارية، وأخطاء البتات، والتداخل، وموازنة الوصلة التي عليها أن تصمد أمام الثلاثة.

السابق: تعدّد المسار والخبوت نظرة عامة التالي: الضوضاء الحرارية ونسبة الإشارة إلى الضوضاء