مصادر التداخل

بنى الدرس M9-L1 أرضيّة الضوضاء من الفيزياء وحدها: −174 + 10 log₁₀B، مضافاً إليها عامل الضوضاء. وحوّل الدرس M9-L2 تلك الأرضيّة إلى احتمالية خطأ، وحذّرك من نمط فشلٍ واحدٍ لم يقدر على تفسيره — منحنى معدّل خطأ بتٍّ مقيس يكفّ عن اتّباع النظرية ويستوي إلى أرضيّة، فلا تعود زيادة القدرة تنفع. وهذا الدرس هو ذلك التفسير. فالذي يحدّ الرابط في كل نظام راديو منشورٍ تقريباً ليس الضوضاء الحرارية بحال، بل المُرسِلات الأخرى، والانتقال من الأولى إلى الثانية يغيّر قواعد التصميم تغييراً تامّاً.

الحدّ الحقيقي هو التداخل لا الضوضاء

الضوضاء الحرارية خصمٌ ثابتٌ معلومٌ حسن السلوك. تحسبه مرّةً واحدةً من النطاق وعامل الضوضاء فلا يفاجئك بعدها أبداً. وأمّا التداخل فليس شيئاً من ذلك: فهو إشارةٌ مطلوبةٌ لراديو آخر تصل حيث لا تُطلَب، ويتغيّر بتغيّر حِمل ذلك الراديو وموضع مستخدمه، و— وهذا هو الأهمّ — يتحجّم مع قدرات الإرسال نفسها التي تتحجّم معها إشارتك. فالكميّة التي يحيا بها المستقبِل الحقيقي أو يموت ليست نسبة الإشارة إلى الضوضاء بل نسبة الإشارة إلى التداخل والضوضاء، SINR، حيث يُجمَع العائقان جمعاً بسيطاً كقدرتين قبل أخذ النسبة.

وهما يُجمَعان كقدرتين، لا كسِعتين ولا بالديسيبل، لأن التداخل والضوضاء مستقلّان إحصائيّاً أحدهما عن الآخر. وتلك الحقيقة الواحدة منبع كل خطأ حسابيٍّ يقع فيه المبتدئون في هذه الصفحة: لا يمكنك جمع الديسيبلات ولا حساب متوسّطها. حوّل كل حدٍّ إلى قدرةٍ خطّيّة، واجمع، ثم حوّل عائداً — وهو الانضباط الذي أسّسه الدرس M2-L4.

اعمل الحالة التي تحرّك الدرس كلّه. يستقبل جهازٌ محمولٌ إشارةً مطلوبةً عند S = −80 dBm، في قناةٍ عرضها 20 ميغاهرتز حسب الدرس M9-L1 أرضيّتها الحرارية N = −101 dBm، في حين تصل خليّةٌ مجاورةٌ تعيد استخدام التردّد نفسه عند I = −90 dBm. حوّل: I = 10^−90/10 = 1.000 × 10⁻⁹ ميلي واط، وN = 10^−101/10 = 7.943 × 10⁻¹¹ ميلي واط. اجمعهما: 1.000 × 10⁻⁹ + 0.0794 × 10⁻⁹ = 1.0794 × 10⁻⁹ ميلي واط، وهي 10 log₁₀(1.0794 × 10⁻⁹) = −89.67 dBm. فتكون SINR = −80 − (−89.67) = 9.67 ديسيبل، مقابل SNR قدرها −80 − (−101) = 21 ديسيبل لو زال المُتداخِل. أي أن أحد عشر ديسيبلاً من جودة الرابط قد أكلها مُرسِلٌ لا يملك مصمّم هذا المستقبِل عليه سلطاناً.

وتفصيلان في ذلك الحساب يستحقّان الوقوف. أوّلاً، لم تسهم الضوضاء بشيءٍ يكاد يُذكر: فالتداخل وحده يعطي SIR = 10 ديسيبل، وطيّ الأرضيّة الحرارية معه كلّف 10 − 9.67 = 0.33 ديسيبل فقط. وهذا هو معنى «محدودٌ بالتداخل» كمّيّاً — فحين يجلس I فوق N بأحد عشر ديسيبلاً يصير حدّ الضوضاء خطأ تقريبٍ لا أكثر، ويصير كل جهد الدرس M9-L1 في حَتّ ديسيبلٍ من عامل الضوضاء شراءً لا يكاد يجدي. وثانياً، انظر ما يحدث لو رفع كل مُرسِلٍ في النظام، مُرسِلك ومُرسِل المُتداخِل سواءً، قدرته 10 ديسيبل. فتصير S = −70 dBm وI = −80 dBm بينما تبقى N عند −101 dBm، فيكون I + N = 1.0079 × 10⁻⁸ ميلي واط = −79.97 dBm وتكون SINR = −70 + 79.97 = 9.97 ديسيبل. عشرة ديسيبلات من القدرة الزائدة اشترت 0.30 ديسيبل.

التداخل المشترك القناة ومقايضة إعادة الاستخدام

التداخل المشترك القناة (CCI) تداخلٌ على تردّدك أنت بالضبط، من مُرسِلٍ يستعمله عن قصدٍ في مكانٍ آخر. وهو الثمن الذي لا مهرب منه لإعادة استخدام الترددات، ولا يملك أي مُرشِّحٍ أن يمسّه: فالمُرشِّح يفصل الإشارات بالتردّد، ولا فرق ترددٍ هنا بحكم البناء ليُفصَل به. ولذلك تُدير أنظمة الخلايا هذا التداخل هندسيّاً عوضاً عن ذلك. اقسم القنوات المتاحة إلى N مجموعة، وأسنِد مجموعةً لكل خليّة، وبَلِّط المستوي بذلك النمط؛ فتكون N هي معامل إعادة استخدام الترددات، وفي التبليط السدّاسي تتّبع المسافة D بين خليّتين تشتركان في مجموعة قنوات، مقيسةً بنصف قطر الخليّة R، قاعدةً ثابتة.

تحقّق من الأربعة المُهِمّة. فـN = 3 تعطي D/R = √9 = 3.00؛ وN = 4 تعطي √12 = 3.46؛ وN = 7 تعطي √21 = 4.58؛ وN = 12 تعطي √36 = 6.00. وأَلحِق تلك الهندسة الآن بالانتشار. فخلايا الخليّة الستّ الأقرب المشتركة القناة تجلس كلّها على مسافةٍ تقارب D، وتجلس المحطّة القاعديّة المطلوبة على مسافة R، وقد أعطى الدرس M8-L1 قدرةً مستقبَلةً تهبط كـd⁻ⁿ بأُسّ فقد مسارٍ n بين 3 و4 في التضاريس المبنيّة. خُذ المُتداخِلات الستّ في الطوق الأول متساوية، فيسقط التقدير من تلقائه.

مثال محسوب: N = 7 عند n = 4

D/R = √21، فتكون (D/R)⁴ = 21² = 441 بالضبط — فالقوّة الرابعة لجذر 21 هي 21 مربّعاً وكفى، وهذا جديرٌ بالملاحظة لأنه يعفيك من الكسر العشري. اقسم على ستّة: 441/6 = 73.5. وبالديسيبل، 10 log₁₀(73.5) = 18.66 ديسيبل. وذلك العدد هو سبب صيرورة N = 7 نمط إعادة الاستخدام الخلوي القياسي: فنظام AMPS التناظري كان يحتاج نحو 18 ديسيبل من C/I لجودة صوتٍ مقبولة، و18.66 تجاوزها بما لا يكاد يفضل عنه شيء. وهذه هي العائلة كلّها، وعمود الأُسّ الثاني فيها هو المُوجِع.

اقرأ الجدول مرّتين. فنزولاً في عمود n = 4 تجد المقايضة التي يعقدها كل مخطّط شبكة: فـN الأكبر تدفع الخلايا المشتركة القناة أبعد فتشتري C/I، لكنها تقسم القنوات نفسها على خلايا أكثر. فبـ336 قناةً في النظام تعطي N = 7 عدد 336/7 = 48 قناةً للخليّة، وتعطي N = 12 عدد 336/12 = 28 — أي حَتّ 42% من السعة (28/48 = 0.583) لشراء 23.34 − 18.66 = 4.68 ديسيبل. وعَرْضاً في عمود n = 3 تجد ما هو أشدّ إزعاجاً: ففي بيئةٍ منخفضة الأُسّ، كخانق شارعٍ في خطّ نظرٍ مباشر أو ضاحيةٍ مفتوحة، لا يبلغ أيّ معامل إعادة استخدامٍ في الجدول 18 ديسيبل. ولهذا تخلّت الأنظمة الحديثة عن التخطيط الساكن جملةً — فـLTE و5G تعملان عند N = 1، كل خليّةٍ على كل تردّد، بنسبة C/I خامٍّ للطوق الأول تضعها هذه الصيغة عند 1/6 = −7.78 ديسيبل، وتستعيدان الرابط بالجدولة والترميز والتنسيق بدل الهندسة.

تداخل القناة المجاورة

تداخل القناة المجاورة (ACI) هو الحالة المقابلة: مُرسِلٌ على تردّدٍ مختلف تحلّ طاقته في قناتك مع ذلك. وله سببان مستقلّان لا بدّ من إصلاحهما كليهما. فمن جهة الإرسال، لا توجد إشارةٌ مضمَّنة طاقتها صفرٌ حقّاً خارج نطاقها الاسمي — فتشكيل النبضات في الدرس M6-L2 يضبط الانحدار ولا يقدر على إلغائه، وأي لاخطّيّةٍ في مكبّر القدرة تُعرِّض الطيف أكثر. ومن جهة الاستقبال، لا مُرشِّح له حرفٌ لا نهائي الحدّة، فتنفذ إلى قناتك بعض قدرة الجار داخل نطاقه. ويُواصَف نصف الإرسال بـACLR (نسبة تسرّب القناة المجاورة، وتُسمّى أحياناً ACPR)، مقيسةً بالـdBc — أي بالديسيبلات نسبةً إلى الحامل.

وهذا هو الحساب الذي يجعل ACLR بديهيّة. افترض مُرسِلاً يستوفي ACLR = 45 dBc، فيكون تسرّبه إلى القناة المجاورة 45 ديسيبل تحت حامله. فإن وصل ذلك المُرسِل إلى مستقبِلك أقوى بـ30 ديسيبل من الإشارة التي تريدها، وصل تسرّبه عند 30 − 45 = −15 ديسيبل نسبةً إلى إشارتك المطلوبة — أي 15 ديسيبل تحتها. غير ضارّ. ولم يتغيّر شيءٌ في المُرسِل، لكن دَعْه يصل الآن أقوى بـ50 ديسيبل: فيحلّ التسرّب عند 50 − 45 = +5 ديسيبل، خمسة ديسيبلات فوق إشارتك المطلوبة، ويموت رابطك. فالمُرسِل المستوفي نفسه إمّا خفيٌّ وإمّا قاتل، بحسب نسبة قدرةٍ لا يتحكّم بها هو، ولا شيء غير ذلك.

مشكلة القريب والبعيد مشكلة تحكّمٍ بالقدرة

وتلك النسبة تحدّدها الهندسة، والهندسة قاسية. ضَعْ محطّتك القاعديّة المطلوبة على بُعد 500 متر ومُرسِلاً على القناة المجاورة متساوي القدرة على بُعد 20 متراً، في تضاريس n = 3.5 فيها. فيكون فرق فقد المسار 10 × 3.5 × log₁₀(500/20) = 35 × log₁₀(25) = 35 × 1.398 = 48.93 ديسيبل. ومع مُرسِل الـ45 dBc أعلاه يجلس تسرّبه الآن 48.93 − 45 = 3.93 ديسيبل فوق الإشارة التي تحاول استقبالها. هذه هي مشكلة القريب والبعيد، ولاحِظ أين يجب أن يسكن حلّها: لا يمكنك ترشيحها، لأن المُتداخِل لم يبقَ خارج النطاق حقّاً بعد أن صار أقوى بـ49 ديسيبل، ولا يمكنك أن تطلب ACLR أفضل إلى ما لا نهاية لأن تقهقر المكبّر يكلّف كفاءةً وعمر بطّاريّة. وأمّا الذي تقدر عليه فهو أن تُسكِت المُرسِل القريب.

ومن هنا التحكّم بالقدرة: يُؤمَر كل مُرسِلٍ بأن يستعمل أقلّ قدرةٍ تُبلِغه هدفه هو، فتصل كل الإشارات إلى المستقبِل بقوى متقاربة ولا تحدث أبداً نسبة أسوأ الحالات في الفقرة السابقة. وفي الوصلات الصاعدة الخلويّة هذه حلقةٌ مغلقةٌ تجري مئات المرّات في الثانية، بسرعةٍ تكفي لتتبّع خبوت الدرس M8-L3، وليست تحسيناً بل شرطاً مسبقاً — فوصلةٌ صاعدةٌ في CDMA بلا تحكّمٍ بالقدرة لا تعمل ببساطة، لهذا السبب بالضبط. ونظيرها الساكن هو الحزمة الحارسة: اترك شريحةً من الطيف غير مستعملةٍ بين التخصيصات ليجد الانحدار فيها متّسعاً للهبوط. والحِزَم الحارسة هندسةٌ رخيصةٌ وطيفٌ باهظ، ولهذا هي تتقلّص؛ ونطاق WiFi عند 2.4 غيغاهرتز يعطي أوضح مثال، فالقنوات فيه متباعدةٌ 5 ميغاهرتز والإشارات نحو 20 ميغاهرتز عرضاً، فلا تتحاشى التراكب جملةً إلا المجموعة 1 و6 و11 — المتباعدة 25 ميغاهرتز في التردّد المركزي.

التداخل بين الرموز

والنوع الثالث من التداخل لا يأتي من مُرسِلٍ آخر بحال. بل يأتي من رموزك السابقة أنت، وقد لقيتَه مرّتين من قبل. فقد قدّم الدرس M6-L2 التداخل بين الرموز نتيجةً لحَشْر الرموز في قناةٍ أضيق مما تحتمل: تسيل أذناب النبضات على جيرانها، وحدّ نايكويست 2W مع تشكيل جيب التمام المرتفع هو الدواء. وقدّم الدرس M8-L3 الطريق الآخر إلى الضرر نفسه: انتشار التأخير. فتعدّد المسار يسلّم نُسَخاً من كل رمزٍ عند تأخيراتٍ مختلفة، فتصل نسخةٌ من الرمز k في أثناء البتّ في الرمز k+1. والمعيار مقارنةٌ بين زمنين.

ضَعْ أرقاماً على الحالة الحضريّة. ذكر الدرس M8-L3 قيمة σ_τ ≈ 1 µs لخليّةٍ كبرى حضريّة. أَجْرِ فيها معدّل رموزٍ قدره 5 ميغاباود، فيكون T_s = 1/(5 × 10⁶) = 200 نانوثانية، ويغطّي انتشار التأخير 1000/200 = خمسة أزمان رموز — أي أن كل قرارٍ ملوَّثٌ بنحو خمسةٍ من سابقيه. ومعيار الـ0.1 يقول إنك تحتاج T_s > 10 µs، أي معدّل رموزٍ دون 100 كيلوباود، لتتجاهل المشكلة: أي أبطأ خمسين مرّةً من المعدّل الذي أردناه. ويوافق منظور التردّد، كما لا بدّ له. فنطاق تماسك تلك القناة B_c ≈ 1/(5σ_τ) = 200 كيلوهرتز، في حين تشغل إشارة 5 ميغاباود بانحدار جيب تمامٍ مرتفعٍ قدره α = 0.25 عرض 5 × 1.25 = 6.25 ميغاهرتز — أي 31 نطاق تماسك. انتقائيّةٌ تردديّةٌ عميقة، تماماً كما تنبّأ عدّ الرموز الخمسة في الزمن. وللمقارنة، عمل GSM عند 270.833 كيلوباود، فكان T_s = 3.69 µs ويكون انتشار الـ1 µs نفسه 0.27 T_s: وهو أكثر من أن يُتجاهَل مع ذلك، ولهذا كان في كل مستقبِل GSM مُعادِل فيتربي يمتدّ حفنةً من الرموز.

وثمّة ثلاث عائلاتٍ من الحلول، وكلٌّ منها موضوع الوحدة 10 لا موضوع هذا الدرس. والذي يهمّ هنا هو معرفة أي مشكلةٍ يهاجم كلٌّ منها:

• المُعادَلة — قدّر استجابة القناة النبضيّة واعكسها، أو ابحث في متسلسلات الرموز كما فعل مُعادِل فيتربي في GSM. والكلفة تنمو نموّاً حادّاً مع عدد أزمان الرموز المشمولة، ولهذا تكفّ عن كونها عمليّةً حول الخمسة التي في مثالنا المحسوب
• الإرسال متعدّد الحوامل مع فترةٍ حارسة — اقسم البيانات على حوامل فرعيّةٍ بطيئةٍ كثيرةٍ بحيث يتجاوز T_s كلٍّ منها σ_τ بارتياح، وصدِّر كل رمزٍ بنسخةٍ من ذيله هو لتحلّ أصداء تعدّد المسار في النسخة لا في البيانات. وهذا هو OFDM وبادئته الدوريّة، وهو موضوع الدرس M10-L2 كلّه
• النشر — استعمل إشارةً أعرض بكثيرٍ من معدّل البيانات بحيث تصير النُّسَخ المتأخّرة قابلةً للفصل ويمكن جمعها جمعاً بنّاءً بدل أن تتداخل. وهذا هو الطيف المنشور بالمتسلسلة المباشرة، الذي يفتحه الدرس M10-L1
• التنويع والهوائيّات المتعدّدة — لا تحارب تعدّد المسار بل استثمره. فالدرس M10-L3 يُبيّن كيف تحوّل عدّة هوائيّاتٍ قناةَ انتشار التأخير من عائقٍ إلى سعةٍ إضافيّة

ويجدر التنبيه إلى فرقٍ بنيويٍّ واحدٍ قبل أن نترك التداخل بين الرموز، لأنه سبب ظهوره أرضيّةً في معدّل خطأ البت. فالضوضاء الحرارية مستقلّةٌ عن إشارتك، فتحسّن زيادة قدرة الإرسال النسبة دائماً. وأمّا التداخل بين الرموز فهو مصنوعٌ من إشارتك، فرفع قدرة الإرسال يرفع التداخل بالقدر نفسه بالضبط ولا تتحرّك النسبة قِيد أُنملة — وهو العبث نفسه الذي أظهره حساب SINR في التداخل المشترك القناة، واصلاً بطريقٍ مختلفٍ تماماً. فقناةٌ لم يُصحَّح تداخلها بين الرموز لها معدّل خطأٍ متبقٍّ لا تُنقِصه أي قدرةٍ مهما بلغت، وهو بالضبط المنحنى المستوي الذي أمرك الدرس M9-L2 بتوخّيه.

الضوضاء البشريّة والنبضيّة

وبين المُرسِلات المتعمّدة والأرضيّة الحرارية التي لا مهرب منها تجلس فئةٌ ثالثة: طاقةٌ تُشعّها أجهزةٌ لم يُقصَد بها أن تكون راديو بحال. وتُسمّى عُرفاً الضوضاء البشريّة، وإن كان أكثرها أقرب إلى التداخل طبعاً، وهي بخلاف الضوضاء الحرارية ليست منتظمةً في التردّد ولا ثابتةً في الزمن.

• مصادر القدرة المُبدَّلة ومشغّلات المصابيح الباعثة للضوء — المحوّل الذي يقطع عند بضع مئات الكيلوهرتز يُشعّ ذلك الأساس ومِشطاً توافقيّاً طويلاً يمتدّ إلى داخل نطاقي التردّد العالي والعالي جدّاً؛ ومشغّل مصباحٍ رخيصٌ غير مُرشَّح قادرٌ على رفع أرضيّة ضوضاء المستقبِل على نطاقٍ كامل
• خطوط القدرة والاتّصالات عبر خطوط القدرة — التفريغ الهالي على خطوط الجهد العالي يُنتج نبضاتٍ عريضة النطاق متزامنةً مع دورة الشبكة، في حين تحقن مودمات PLC إشارتها عن قصدٍ على نحو 2–30 ميغاهرتز على أسلاكٍ هي هوائيٌّ عارضٌ كفوء
• إشعال المركبات — كل شرارةٍ نبضةٌ عريضة النطاق؛ وهو مصدر التداخل الكلاسيكي في التردّد العالي جدّاً، وقد خفّ كثيراً بالإشعال المُدرَّع الحديث لكنه ما زال قابلاً للقياس
• أفران الميكروويف — مِغنَطرونٌ عند 2.45 غيغاهرتز، في وسط نطاق ISM نفسه الذي يشغله WiFi والبلوتوث، يوصّل في أنصاف دورات الشبكة المتعاقبة فيبثّ في رشقاتٍ نحو 10 ميلي ثانية كل 20 ميلي ثانية عند 50 هرتز. ويتدهور WiFi في النصف الأدنى من نطاق 2.4 غيغاهرتز تدهوراً قابلاً للقياس أثناء عمل الفرن
• المحرّكات الكهربيّة وآلات اللحام ومنظّمات الحرارة والتلامسات القوسيّة — فكل ما يوصِل تيّاراً أو يقطعه يُنتج نبضةً عريضة النطاق، ولهذا يوجد معيار توافقٍ كهرمغنطيسي لكل فئة منتجاتٍ تقريباً

والاعتماد على التردّد قويٌّ ونافع. فتوصية ITU-R P.372 تُلائم الضوضاء البشريّة في المناطق التجاريّة الحضريّة بنحو F_am = 76.8 − 27.7 log₁₀(f/ميغاهرتز) ديسيبل فوق المرجع الحراري، وهي صالحةٌ على الجزء الأدنى من الطيف. فعند 100 ميغاهرتز تكون 76.8 − 55.4 = 21.4 ديسيبل فوق الحراري — أي أن مستقبِلاً هناك ليس محدوداً حراريّاً بأي وجه. وعند 250 ميغاهرتز تكون قد هبطت إلى 76.8 − 66.4 = 10.4 ديسيبل، ويستمرّ الاتّجاه، وهذا هو السبب الكمّي في أن النطاقات الخلويّة عند 2 غيغاهرتز محدودةٌ بالضوضاء الحرارية عادةً في غياب راديوهاتٍ أخرى، في حين لا يكاد يكون ذلك حال مستقبِلٍ في التردّد العالي أو العالي جدّاً أبداً.

وأمّا التحذير الذي يهمّ حقّاً، وهو تحذيرٌ بشأن الدرس M9-L2 لا بشأن هذا الدرس. الضوضاء النبضيّة ليست غاوسيّة، فلا ينطبق عليها تحليل دالّة Q، واتّجاه الخطأ هو الاتّجاه الخطير: فـQ تُقلّل من الضرر. اعتبر قناةً ضوضاؤها الخلفيّة انحرافها المعياري σ في 99% من الزمن و10σ في الـ1% الباقية. فالتحليل الغاوسي عند مسافة قرارٍ قدرها 4σ يتنبّأ بـQ(4) = 3.17 × 10⁻⁵. ومعدّل الخطأ الحقيقي هو 0.99 × Q(4) + 0.01 × Q(0.4) = 3.14 × 10⁻⁵ + 3.45 × 10⁻³ = 3.48 × 10⁻³ — أي أسوأ بعامل 110، ومهيمنٌ عليه بكلّيّته من الـ1% من الزمن التي لم يمثّلها أحد. ولم ترتفع قدرة الضوضاء الكليّة إلا 10 log₁₀(0.99 + 0.01 × 100) = 10 log₁₀(1.99) = 2.99 ديسيبل، فميزانية رابطٍ تأخذ متوسّط الضوضاء ستتنبّأ بغرامةٍ لطيفةٍ قدرها 3 ديسيبل. ولاستعادة الـ3.17 × 10⁻⁵ الأصليّة بالقوّة الغاشمة ستحتاج مسافة قرارٍ عند 27.3σ، أي 20 log₁₀(27.3/4) = 16.7 ديسيبل إشارةً إضافيّة. فمتوسّط قدرة الضوضاء إحصاءةٌ خاطئةٌ للتداخل النبضي؛ وكذلك افتراض استقلال أخطاء البتّات الذي تقوم عليه صيغة معدّل خطأ الرزمة في الدرس M9-L2، لأن أخطاء النبضات تأتي في رشقات، وهو بالضبط ما وُجد التشذير لتفكيكه.

التداخل الذي يصنعه المستقبِل بنفسه

وليس كلّه واصلاً من الخارج. فمقدّمة المستقبِل خطّيّةٌ تقريباً لا أكثر، ولاخطّيّتها تصنع تداخلاً من إشاراتٍ كانت لولاها غير ضارّة. فإشارتان قويّتان عند f₁ وf₂ تُنتجان تشويشاً بينيّاً من الرتبة الثالثة عند 2f₁ − f₂ و2f₂ − f₁، وسبب إفراد الرتبة الثالثة أن هذين التردّدين يحلّان قريباً من الأصليّين — وداخل قناتك أنت في الغالب، حيث لا مُرشِّح يقدر على إزالتهما. فحاملان عند 2110 و2120 ميغاهرتز يضعان نتاجَين عند 2100 و2130 ميغاهرتز، على بُعد 10 ميغاهرتز من كل جانب. وعامل الجودة هو نقطة التقاطع من الرتبة الثالثة، IP3.

خُذ مكبّر ضوضاءٍ منخفضةٍ عند IIP3 = −10 dBm تُغذّيه نغمتان عند −30 dBm لكلٍّ منهما. فتكون P_IM3 = 3(−30) − 2(−10) = −90 + 20 = −70 dBm، وهي 40 dBc تحت كل نغمة — أو مكافئاً 2(−10 + 30) = 40 dBc، العدد نفسه بالاختصار. وارفع النغمتين 10 ديسيبل إلى −20 dBm فتكون P_IM3 = −60 + 20 = −40 dBm، أي 20 dBc تحتهما فقط الآن. فعشرة ديسيبلات من الدخل الزائد كلّفت عشرين ديسيبلاً من الرفض، فالتداخل الذي يولّده المستقبِل داخليّاً ينمو أسرع بكثيرٍ من الإشارات المسبّبة له — ولهذا يمكن أن يكون مستقبِلٌ هادئاً هدوءاً تامّاً على طاولة المختبر وغير قابلٍ للاستعمال بجوار برج إرسال.

والفشل القريب من ذلك هو إفقاد الحساسيّة، ويُسمّى أيضاً الحجب. فإشارةٌ قويّة، ولو كانت خارج قناتك بكلّيّتها، تدفع المقدّمة نحو الانضغاط: فيهبط الكسب، ويرتفع عامل الضوضاء الفعّال، وتتدهور إشارتك المطلوبة دون أن يظهر المُتداخِل في النطاق قطّ. والمواصفة المعنيّة هي نقطة انضغاط الديسيبل الواحد، وتختبرها المعايير صراحةً، فتحدّد مستويات حاجبٍ فوق الإشارة المطلوبة بعشرات الديسيبلات على المستقبِل أن يتحمّلها بخسارة حساسيّةٍ مذكورةٍ لا أكثر. ولاحِظ أن الحجب والتشويش البيني وتداخل القناة المجاورة كلّها نتائج مدى ديناميّ لا نتائج ضوضاء، ولهذا يكون عامل ضوضاءٍ منخفضٌ لازماً وغير كافٍ ولا يقارب الكفاية.

التخفيف، ومَن يملك كل حلّ

لا دواء واحد للتداخل، والطريقة النافعة لتنظيم صندوق الأدوات هي بحسب مَن يقدر على نشر كل أداة. فبعضها يسكن داخل الراديو وهو شأن مصمّم الطبقة المادّية؛ وبعضها قراراتٌ في أين تُوضَع المحطّات القاعديّة وأي الترددات تُعطى لها، وذلك تخطيط شبكات؛ وقليلٌ منها ليس هذا ولا ذاك، بل تنظيميٌّ أو ميكانيكي.

وصفّان من ذلك يستحقّان التأكيد لأنهما اللذان يمدّ المبتدئون أيديهم إليهما بالترتيب الخطأ. فالترشيح هو الجواب الغريزي للتداخل، وهو الأداة الوحيدة في القائمة التي لا تقدر على شيءٍ في التداخل المشترك القناة — والتداخل المشترك القناة هو العائق المهيمن في كل شبكة خلويّةٍ حديثة، لأنها كلّها تعمل عند N = 1. وعلى العكس، يبدو التقطيع القطاعي تفصيلاً عتاديّاً بحتاً وهو من أكبر المكاسب المنفردة المتاحة: 4.77 ديسيبل لثلاثة قطاعات، و10 log₁₀(6) = 7.78 ديسيبل لستّة، مُحصَّلةً محضاً من ألّا تُشِعّ حيث لا تحتاج. فالاتّجاهيّة التي عرّفها الدرس M7-L2 والمصفوفات التي بناها الدرس M7-L4 هي، منظوراً إليها من هنا، أجهزة إدارة تداخل.

ونقطتا أمانةٍ أصغر تُغلقان صندوق الأدوات. أوّلاً، عدّةٌ من هذه التقنيات تقايض نوعاً من التداخل بنوعٍ آخر بدل أن تُزيل التداخل صراحةً: فتضييق مُرشِّحٍ لرفض تداخل القناة المجاورة يأكل من إشارتك أنت، وتقطيع موقعٍ قطاعيّاً يرفع معدّل التسليم، فيرفع حِمل الإشارات. وثانياً، بعض التداخل لا هو عارضٌ ولا قابلٌ للتفاوض — فـالتشويش المتعمّد موجود، وطيف الترددات الراديوية مشترَكٌ بالمعاهدات والتراخيص لا بالفيزياء، ولهذا تصرف الوحدة 11 وقتها في المعايير وقواعد التعايش لا في الموجات وحدها.