دمج التنوع
دمج التنوع هو التقنية المستخدمة لدمج الإشارات المتعددة التي يستقبلها جهاز استقبال التنوع في إشارة واحدة محسنة.
تقنيات متنوعة
يمكن تمييز تقنيات دمج التنوع المختلفة:
- دمج متساوي الكسب: يتم جمع جميع الإشارات المستلمة بشكل متماسك.
- تُستخدم تقنية دمج النسب القصوى [ 1 ] غالبًا في أنظمة المصفوفات الطورية الكبيرة : حيث تُوزن الإشارات المستقبلة وفقًا لنسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) الخاصة بها ، ثم تُجمع. وتُعطي نسبة الإشارة إلى الضوضاء الناتجةأيننسبة الإشارة إلى الضوضاء للإشارة المستقبلة.
- دمج الإشارات المُبدَّل: يقوم جهاز الاستقبال بالتبديل إلى إشارة أخرى عندما تنخفض الإشارة المُختارة حاليًا عن عتبة مُحدَّدة مُسبقًا. ويُطلق على هذه العملية أيضًا اسم "دمج الإشارات بالمسح".
- دمج الانتقاء : من بين الإشارات المستلمة البالغ عددها N، يتم اختيار أقوى إشارة. عندما تكون الإشارات N مستقلة وموزعة وفقًا لتوزيع رايلي ، فقد ثبت أن مكسب التنوع المتوقع هو[ 2 ] وبالتالي ، فإن أي مكسب إضافي يتضاءل بسرعة مع ازدياد عدد القنوات. هذه تقنية أكثر كفاءة من تقنية التجميع التبديلية.
في بعض الأحيان يتم استخدام أكثر من تقنية دمج - على سبيل المثال، يستخدم التصوير المحظوظ دمج الاختيار لاختيار (عادةً) أفضل 10٪ من الصور، متبوعًا بدمج متساوي الكسب للصور المختارة.
تم تصميم تقنيات أخرى لدمج الإشارات بهدف تقليل الضوضاء، وقد وجدت تطبيقات في الفيزياء الحيوية للجزيئات المفردة ، وعلم القياس الكيميائي، من بين تخصصات أخرى. [ 3 ]
دمج التوقيت
عند التركيز على الإرسال اللاسلكي لتسلسلات إشارات طويلة، مثل حزم بيانات الإيثرنت، يمكن ملاحظة خصائص أداء محددة تتعلق بتحسين التنوع في نظام إرسال لاسلكي متوازي ذي تكرار زائد. في "دمج التوقيت"، تُرسل حزم البيانات بشكل زائد ومتزامن عبر مسارات متوازية. عند الاستقبال، تُختار أول حزمة واردة من بين الفروع وتُعالج فورًا باتجاه التطبيق النهائي. تُهمل النسخ الإضافية من الحزمة -إن وُجدت-. يُطلق على هذا النوع من مُجمِّعات ما بعد الكشف اسم "مُجمِّع التوقيت"، نظرًا للتحسن الكبير في الأداء الذي يتحقق من خلال المعالجة الفورية لأول حزمة واردة. [ 4 ]
مثال على جهاز راديو ثنائي الاتجاه يجمع بين عدة مفاتيح
في أنظمة الراديو المتنقلة الأرضية ، حيث تتواصل أجهزة الراديو المثبتة على المركبات والأجهزة المحمولة باليد مع محطة راديو أساسية عبر تردد واحد، يتم تحقيق التنوع المكاني من خلال وجود عدة أجهزة استقبال في مواقع مختلفة. يُعد دمج التنوع، أو التصويت ، في أنظمة الراديو ثنائية الاتجاه طريقة لتحسين مدى الإرسال والاستقبال من أجهزة الاتصال اللاسلكي وأجهزة الراديو المتنقلة في المركبات. [ 5 ]


يتم توصيل أجهزة الاستقبال بجهاز يُشار إليه باسم جهاز مقارنة التصويت أو الناخب.
يقوم مُقارن التصويت بتقييم جميع الإشارات المُستقبلة واختيار الإشارة الأكثر قابلية للاستخدام. [ 6 ] في أنظمة المُكرِّرات ، تُعاد إرسال الإشارة التي تم التصويت عليها. أما في أنظمة الإرسال والاستقبال المُفرد، فتُرسَل إلى مكبر الصوت الرئيسي في المحطة الأساسية. ويتم تجاهل الصوت الصادر من جهاز استقبال لم يتم التصويت عليه. تستطيع مُقارنات التصويت في أنظمة FM التناظرية التبديل بين أجهزة الاستقبال في أجزاء من الثانية (أسرع من مقطع لفظي واحد). وطالما وصلت إشارة مفهومة إلى جهاز استقبال واحد في النظام، فسيكون الصوت المُعاد إرساله، أو الصوت المُرسَل إلى مكبر الصوت الرئيسي، مفهومًا.
في هذا الترتيب، يتم توصيل أجهزة الاستقبال في المواقع البعيدة بجهاز مقارنة التصويت عن طريق خطوط الهاتف الخاصة، أو قناة في بنك قنوات D4 على DS1 ، أو قناة النطاق الأساسي للميكروويف التناظري .
كيفية تقييم الإشارات
اعتمدت أجهزة المقارنة التصويتية الأولى على نغمة مُشفّرة عبر مسار صوتي منفصل، مما استلزم وجود دائرة رباعية الأسلاك أو مسارين صوتيين في كل موقع استقبال. وكانت درجة النغمة تتغير لتمثيل مستوى الإشارة المُستقبلة ، أو جهد مُحدد استقبال FM، في جهاز الاستقبال البعيد. إلا أن هذه الطريقة لم تكن فعّالة لأنها لم تأخذ في الحسبان ضوضاء النطاق الأساسي للموجات الميكروية أو ضوضاء دوائر شركات الهاتف.
تقوم أجهزة مقارنة التصويت الأحدث بمقارنة نسبة الإشارة إلى الضوضاء عند جهاز مقارنة التصويت، مع مراعاة الضوضاء من البداية إلى النهاية، وخطوط الهاتف السيئة، وضعف ضبط مستوى الصوت، بالإضافة إلى أفضل مسار استقبال متنوع.
مدى الاتصال اللاسلكي
عند التواصل باستخدام أجهزة الراديو المحمولة ( أجهزة الاتصال اللاسلكي )، عادةً ما تُرسل المحطات الأساسية إشاراتها إلى مسافة أبعد من مدى استقبالها. يزيد التصويت بين عدة أجهزة استقبال في مواقع مختلفة من احتمالية حصول أحد هذه الأجهزة على إشارة قابلة للاستخدام من أجهزة الراديو ثنائية الاتجاه في النظام.
تقليل التداخل
يقلل دمج التنوع من احتمالية حدوث عطل في نقطة واحدة: أي عطل في جهاز استقبال واحد، أو تداخل محلي في جهاز استقبال واحد، لن يحجب الاستقبال في النظام بأكمله. يمكن لمواقع المعدات استضافة العديد من أجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية. [ 7 ] يتعرض الموقع الواحد لإشارات تداخل محلية خاصة به. قد تظهر هذه الإشارات وتختفي مع تشغيل وإيقاف أجهزة الإرسال.
تتمثل إحدى المشكلات المحتملة لأجهزة الاستقبال الموجودة في مواقع مرتفعة في إمكانية استقبالها إشارات من مقاطعات أو محافظات أو أقاليم بعيدة. قد تكون هذه الإشارات البعيدة غير المرغوب فيها أقوى من الإشارات المرغوبة من أجهزة الاتصال اللاسلكي المحلية. [ 8 ] وقد تحجب الإشارات البعيدة الإشارات المحلية الضعيفة في بعض الحالات. يزيد وجود عدة مواقع استقبال من احتمالية استقبال أحد هذه المواقع للإشارة المحلية في وجود إشارة بعيدة غير مرغوب فيها. [ 9 ] يمكن لخاصية الاتصال الانتقائي أن تُجنّب المستخدمين الاستماع إلى صوت الإشارات البعيدة حتى وإن كانت هذه الإشارات ضمن نطاق استقبال جهاز استقبال واحد أو أكثر.
التغطية
تشير الدراسات إلى أن الحد الأدنى لتغطية أنظمة الراديو ثنائية الاتجاه المستخدمة في الخدمات الحيوية أو خدمات الطوارئ هو 95%. [ 10 ] ويُعرّف معيار TSB-88A الصادر عن جمعية صناعة الاتصالات (TIA) تغطية النظام وفقًا لهذا المعيار. [ 11 ]
خيار تثبيت التصويت أو التصويت مع الاحتفاظ بالتصويت
تُقيّم معظم المنشآت التي تستخدم معدات دمج الإشارات المتنوعة باستمرار أفضل إشارة مُستقبلة مقارنةً بجميع الإشارات الأخرى. وخلال مدة الإرسال المُستقبل، قد يُبدّل المُقارن أجهزة الاستقبال كل بضعة أعشار من الثانية. فعندما يُؤدي تحريك رأس مُستخدم جهاز الاتصال اللاسلكي إلى إضعاف الإشارة، أو عندما تحجب شاحنة عابرة إشارته في موقع الاستقبال المُختار، تنتقل وحدة الدمج بسرعة إلى جهاز استقبال مختلف. [ 12 ]
في بعض المنشآت، تُهيأ أجهزة دمج التنوع بحيث تتصل بجهاز استقبال محدد. على سبيل المثال، في بعض أنظمة التغطية الريفية والإقليمية، يغطي كل جهاز استقبال منطقة جغرافية فريدة، ولا يوجد تداخل كبير بين المناطق. إذا كان النظام يتكون من موقعين، شمالي وجنوبي، فإنه سيختار أفضل إشارة من بينهما ويظل متصلاً بذلك الجهاز حتى انتهاء الإرسال. [ 13 ] يعمل هذا بشكل أفضل مع أجهزة الراديو المحمولة لأن قوة إشارتها تميل إلى أن تكون ثابتة. [ 14 ]
في بعض الحالات، يُستخدم هذا الأسلوب (التصويت والتثبيت) لتوجيه اختيار جهاز الإرسال. لنفترض نظامًا إقليميًا بمحطتين أساسيتين: شمالية وجنوبية. إذا صوّت جهاز دمج التنوع لصالح "الشمالية"، فسيتم إرسال الإشارة من جهاز الإرسال الشمالي عند ضغط المُشغّل على زر الإرسال في المرة التالية. يُسمى هذا الأسلوب "توجيه جهاز الإرسال" ، ويهدف إلى أتمتة اختيار جهاز الإرسال في الأنظمة التي يتوفر فيها أكثر من موقع إرسال. إلا أنه في بعض الحالات لا يعمل بكفاءة. [ 15 ]
في أنظمة البيانات المتنقلة، يُفضّل خيار قفل التصويت لأن التبديل المستمر بين أجهزة الاستقبال يؤدي إلى فقدان حزم البيانات. تتميز معدات دمج التنوع بسرعة تبديل كافية لضمان عدم فقدان المقاطع الصوتية، ولكنها ليست سريعة بما يكفي لضمان عدم فقدان البتات. عادةً ما تبدأ أنظمة البيانات المتنقلة من أجهزة المودم في أجهزة الراديو المتنقلة. تُنتج أجهزة الراديو المتنقلة عادةً إشارات قوية إلى أكثر من موقع استقبال، لذا تكون قوة الإشارة كافية لضمان فعالية قفل التصويت. [ 16 ]
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ كولكارني، م؛ تشودري، ل؛ كومبهاني، ب؛ كشيتريمايوم، ر.س. (2014). "مقارنة تحليل الأداء لاختيار هوائي الإرسال مع دمج النسبة القصوى ورموز كتل الفضاء الزمني المتعامدة في قنوات متعددة المدخلات والمخرجات ذات تلاشي رايلي متساوي الارتباط" . اتصالات IET . 8 (10) (نُشر في 1 يوليو 2014): 64-70 . doi : 10.1049/iet-com.2013.1087 . S2CID 30676735 .
{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط ) - ↑ دي جي برينان، "تقنيات دمج التنوع الخطي"، وقائع معهد مهندسي الراديو ، المجلد 47، العدد 1، الصفحات 1075-1102، يونيو 1959
- ↑ "مشاغي وآخرون. تقليل الضوضاء عن طريق دمج الإشارات في فضاء فورييه المطبق على تصحيح الانحراف في الملاقط الضوئية، مجلة الأدوات العلمية 82، 115103 (2011)" . مؤرشف من الأصل في 3 مايو 2012. تم الاطلاع عليه في 8 نوفمبر 2011 .
- ↑ رينتشلر، م.؛ لاوكيمان، ب.، "تحليل أداء شبكة WLAN المتوازية المتكررة"، المؤتمر السابع عشر لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) حول التقنيات الناشئة وأتمتة المصانع (ETFA)، المجلد، العدد، الصفحات 1، 8، 17-21 سبتمبر 2012
- ↑ لتأكيد استخدام كلمة " التصويت" لوصف هذا الجهاز، انظر إلى براءة الاختراع رقم 4531235 الصادرة عن مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأمريكي [ تمت إزالة الرابط ] ورقم 5884192 "دمج التنوع للهوائيات".
- ↑ "القسم الخامس: الاستنتاجات"، مشروع أبحاث تكنولوجيا الاتصالات لدورية الطرق السريعة في كاليفورنيا على تردد 800 ميجاهرتز ، 80 -C477، ( ساكرامنتو، كاليفورنيا : إدارة الخدمات العامة، قسم تكنولوجيا الاتصالات، 1982)، الصفحات V-6.
- ↑ على سبيل المثال، وُصف موقعٌ مُحددٌ للمعدات بأنه يحتوي على ست محطات أساسية والعديد من أجهزة الاستقبال. انظر: "3.1.3 موقع راديو بحيرة دريبر"، نظام الراديو المُوَجَّه: طلب عروض ، ( مدينة أوكلاهوما، أوكلاهوما : هيئة المرافق البلدية لمدينة أوكلاهوما، مكتب مشاريع رأس المال للسلامة العامة، 2000)، صفحة 56.
- ↑ إحدى القواعد العامة هي أن جهاز إرسال جهاز الاتصال اللاسلكي ينتج ما بين عُشر (-10 ديسيبل) إلى مائة (-20 ديسيبل) من مستويات الإشارة لأجهزة الراديو الخاصة بالمركبات عند جهاز استقبال المحطة الأساسية.
- ↑ "تقييم البدائل الإقليمية: اختيار الموقع"، تخطيط الاتصالات الطبية الطارئة: المجلد 2، دليل التخطيط على المستوى المحلي/الإقليمي ، (واشنطن العاصمة: الإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة، وزارة النقل الأمريكية، 1995) ص 52-55.
- ↑ "تقييم البدائل الإقليمية: اختيار الموقع"، تخطيط اتصالات الطوارئ الطبية: المجلد 2، دليل التخطيط على المستوى المحلي/الإقليمي ، (واشنطن العاصمة: الإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة، وزارة النقل الأمريكية، 1995) ص 52. ينبغي الاستعانة بخبير استشاري للمساعدة في تعريفات التغطية للأنظمة الهندسية لأن "تغطية 95%" يمكن تفسيرها بطرق مختلفة.
- ↑ تم وصف تعريفات التغطية للأنظمة الهندسية في خطة اتصالات خدمات الطوارئ الطبية في كاليفورنيا: المسودة النهائية ، (ساكرامنتو، كاليفورنيا: هيئة خدمات الطوارئ الطبية في ولاية كاليفورنيا، سبتمبر 2000)، و"المسرد"، التقرير النهائي للمرحلة الثانية في أريزونا: تقييم احتياجات قابلية التشغيل البيني للراديو على مستوى الولاية، (فينيكس، أريزونا: شركة ماكرو وولاية أريزونا، 2004)، ص 165.
- ↑ للاطلاع على وصف واحد لنظام قيد التشغيل، انظر: "2.1 نظام الراديو المتنقل"، لجنة راديو شرطة سان رافائيل: تقرير إلى رئيس البلدية ومجلس المدينة ، ( سان رافائيل، كاليفورنيا : مدينة سان رافائيل، 1995)، ص 4.
- ↑ لمناقشة آلية تثبيت التصويت مقابل التصويت التقليدي، انظر: "القسم الخامس: الاستنتاجات"، مشروع أبحاث تكنولوجيا الاتصالات لدورية الطرق السريعة في كاليفورنيا على تردد 800 ميجاهرتز ، 80 -C477، ( ساكرامنتو، كاليفورنيا : إدارة الخدمات العامة، قسم تكنولوجيا الاتصالات، 1982)، الصفحات من الخامس إلى السادس. ويشير التقرير إلى أن دورية الطرق السريعة في كاليفورنيا لا تستخدم آلية تثبيت التصويت في لوس أنجلوس ، وهي بيئة لاسلكية شديدة الازدحام. في بعض ظروف التداخل، قد تُنتج آلية تثبيت التصويت نتائج ضعيفة. فالموقع الذي يُصوَّت عليه أولاً ليس بالضرورة أفضل موقع. بعض المواقع تعاني من مستويات ضوضاء محيطة مرتفعة ، مما يجعلها تُصوَّت عليها باستمرار في النهاية، على الرغم من أنها تُنتج صوتًا أفضل بشكل طفيف، وقد تكون قدرتها على الحفاظ على مسار الإشارة إلى الهاتف المحمول عبر الإرسال لمسافات طويلة أفضل.
- ↑ حالة متطرفة: تصف إحدى الدراسات في كاليفورنيا اختبارًا ميدانيًا انخفض فيه مستوى الإشارة المستقبلة من جهاز راديو محمول بقدرة 90 واط وتردد 42 ميجاهرتز من 45 ميكروفولت (إشارة قوية) إلى الصفر في مسافة ميل واحد من الطريق. انظر: "القسم الثاني: دراسات انتشار الموجات الراديوية"، مشروع أبحاث تكنولوجيا الاتصالات لدورية الطرق السريعة في كاليفورنيا على تردد 800 ميجاهرتز ، 80-C477، (ساكرامنتو، كاليفورنيا: إدارة الخدمات العامة، قسم تكنولوجيا الاتصالات، 1982)، الصفحات من V إلى 6.
- ↑ يمكن تأكيد وجود تقنية التصويت والاحتفاظ واستخدامها في توجيه جهاز الإرسال من خلال قراءة "القسم الخامس: الاستنتاجات"، مشروع أبحاث تكنولوجيا الاتصالات لدورية الطرق السريعة في كاليفورنيا على تردد 800 ميجاهرتز ، 80-C477، (ساكرامنتو، كاليفورنيا: إدارة الخدمات العامة، قسم تكنولوجيا الاتصالات، 1982)، الصفحات من الخامس إلى السادس.
- ↑ ستشرح كتيبات الخدمة الخاصة بمعدات دمج التنوع المصممة للاستخدام مع البيانات المتنقلة هذا الأمر بالتفصيل.
للمزيد من القراءة
- تقنيات الاتصالات
- إدارة موارد الراديو
