part 4

اول مشكلة

Multipath Fading

طبعا يا جماعة احنا بننقل الموجات بتاعتنا فى الهواء وبالطبع من خصائص الموجات دى انها ممكن تصطدم باى جسم وترتد منه مرة تانية ..
طيب معنى كدة ان الاشارة المرسلة من ال BTS الى ال MS بتروح فى كذا مسار تمام
طيب الاشارات دى بقى لما توصل للموبايل اية الى هيحصل . طبعا كل اشارة منهم هتوصل ب phase غير التانية .. المشكلة هنا ان لما توصل الاشارات دى ولانها بنفس التردد هيستقبلها الموبايل وهيجمعها ..طيب تخيل بقى لو مجموع الاشارات دى بقى 0 طبعا مش هيبقى فى اشارة ..طيب افرض بقى ان الموبايل ثابت معنى كدة ان ال paths هتفضل ثابتة وبكدة بقى فى منطقة مفيهاش شبكة خالص .....

طيب هو اية انواع ال Multipath Fading

النوع الاول : Rician fading

وبيكون فيه ال MS وال BTS على خط واحد Line Of Side
وطبعا بيكون فى اشارات تانية جاية من انعكاسات كتيرة
وفى النوع ده مفيش مشكلة لان ال MS بيشوف ال BTS وبالتالى هيكون بيستقبل اشارة ب power عالية ومش هيتأثر بباقى الاشارات

النوع الثانى : Rayleigh Fading

وبيكون فيه ال MS فى مكان لا يرى فيه ال BTS يعنى No Line Of Side

وطبعا دى الحالة الاكثر شيوعا ..وهنا بتكون المشكلة ان لما الاشارات المرتدة من الاجسام الى حول الموبايل وصلت الى الموبايل ومحصلتها 0 .

طيب تعالوا نشوف اية الى قاله عم Rayleigh ده
نظرية Rayleigh بتقول انه وفى حالة ارسال اشارة معينة من المرسل الثابت الى المستقبل الثابت فى نفس المسار ولكن بترددين مختلفين فان نتيجة ال Fading ستكون مختلفة.

طيب تعالوا بقى نشوف اية الحلول الى عملوها علشان موضوع ال fading ده

الحل الاول هو ال Microscopic Diversity Techniques

وده عبارة عن ثلاث اقتراحات

الاول : Time Diversity Technique

وهوببساطة ان احنا نرسل نفس الاشارة للموبايل ولكن بزمنين مختلفين يعنى نبعت الاشارة وبعد زمن T نرسل نفس الاشارة تانى وبكدة نكون غيرنا الالمسار بتاع الاشارة صح ......لا بس استنوا ده بيعتمد ان احنا بنتعامل مع موبيل يعنى ده بيعتمد ان الموبيل ده بيتحرك فمع الاشارة الاولى هنفرض انها وصلت فى مسار خلاها ب 0 بعد زمن t بعتنا اشارة تانية هيكون الموبيل اتحرك وبكدة الاشارة التانية دى هيبقى اكيد ليها مسار تانى لان الموبيل اتحرك مش كدة .... بس هنفرض بقى ان المستخدم ده بيتكلم وهو ثابت مش بيتحرك يبقى انا بعتله اشارتين على الفاضى لانهم هيوصلوا فى نفس المار ...يبقى الاقتراح ده فاشل ...تعالوا نشوف الاقتراح التانى

الثانى : Frequency Diversity Technique

وفيه بيتم ارسال الاشارة بتاعتنا الى الموبيل ولكن مبتبقاش اشارة واحد لا هما فى الحقيقة اشارتين ولكن تردد الاشارة الاولى غير تردد الاشارة التانية .. طيب وهنستفاد اية ...طيب ممكن برده يكون الموبايل ثابت....ماشى طيب هو احنا كنا اتكلمنا عن الى اسمه Rayleigh ده لية
افتكر كدة الراجل ده كان بيقول اية . كان بيقول ان احنا لو بعتنا من مرسل ثابت الى مستقبل ثابت بترددين مختلفين (يعنى الاشارتين هيسلكوا نفس المار لان المستقبل الى هو الموبايل ثابت ) هيكون ال fading مختلف..
يبقى احنا كدة حلينا الموضوع ده كل مستخدم هياخد ترددين نبعتله فيه اشارتين وعلى اسوأ الظروف اكيد واحدة فيهم هتوصل كويسة...ثوانى كدة انت قولت اية كل مستخدم هياخد ترددين . هى ناقصة مش هينفع طبعا ده انا عندى مشكلة فى الباند بتاعى وبعانى من صغره هقوم ادى كل مستخدم ترددين ..مش هينفع برده يبقى الاقتراح ده فاشل مش هينفع

الثالث : Space Diversity Technique

هنا ياجماعة بنعمل اية ..احنا قولنا اننا بقسم ال cell بتاعتى الى ثلاث اقسام صح . كل قسم بيبقى فيه انتنا مخصصة ليه تمام .طيب محنا ممكن نحط فى كل قسم 2 انتنا بحيث تكون واحدة فوق وواحدة تحتحا شوية ...طيب وهو ده هيفيدنا فى اية ...لا استنا الاتنين انتنا هيبعتوا نفس الاشارة للموبايل ولان كل انتنا فى مكان متغير عن التانية يبقى كدة كل اشارة هتروح فى مسار غير الاشارة التانية ....احنا كدة حلينا المشكلة..بس فى مشكلة تانية هى التكلفة لو لاحظت احنا كدة ضاعفنا عدد الهوائيات فى كل BTS يبقى كدة التكلفة هتبقى عالية جدا ..علشان كدة احنا بنستخدم الموضوع ده فى المناطقى الى بنلاحظ ان ال fading فيها بيبقى عالى قوى ...اما اى منطقة تانية فبنستخدم تقنيات تانية....

طيب تعالوا بقى نشوف الطرق المستخدمة فى الموبايل لاستقبال الاشارة

الطريقة الاولى : Selective Technique

ببساطة هى اختيار الاشارة الافضل عند استقبالها وترك الاشارة الضعيفة

الطريقة الثانية : Maximal Ratio

هو استخدام ميكرو بروسيسور فى الموبايل ليقوم بتكبير الاشارة الضعيفة بمقدار كبير وتكبير الاشارة الاكبر بمقدار اكبر وهكذا وهذه العمليات يتحكم فيها الميكروبروسيسور. زلكنها طريقة معقدة وستكون مكلفة

الطريقة الثالثة : The Equal Gain

ضرب الاشارات المستقبلة فى نفس القيمة وتكبيرها جميعا دون استخدام الميكرو بروسيسور ولكن لن نستفيد شيئا بضرب الاشارات جميعها فى نفس القيمة ...

الطريقة المستخدمة فعلا هى الطريقة الاولى



الحل الثانى : Frequency Hopping

اجنا قولنا يا جماعة ان بتغيير التردد يتغير ال fadingحتى لو على نفس المسار .ال Frequency Hopping هو القفز بين جميع الترددات بسرعة كبيرة وبذلك سيتغير ال fading حتى لو المستخدم ثابت .طيب هو القفز ده اد اية بالظبط ..يصل الى 217 hop/sec

الحل الثالث : Interleaving Technique

هو تقطيع المعلومة المرسلة الى نصفين .نصف نقوم بارساله ونقوم بارسال النصف الاخر فى الفريم الذى يليه ..وعموما سنتكلم عنها ال Interleaver فى حينه

الحل الرابع : Adaptive Power Control

وهو ان نقوم بزيادة ال Power للمستخدم الذى يعانى من ضعف الاشارة بسبب ال fading



احنا كنا بنتكلم عن الحاجات الى بتواجهها الاشارة المرسلة وكان اول ححاجة اتكلمنا عنها ال Multipath Fading بانواعه ال rician وال rayleigh واتكلمنا عن الحلول بتاعتهم
تانى حاجة هنتكلم عنها فى المشاكل الى بتواجه الاشارة هى

Shadow Fading

بصوا يا جماعة لو فى واحد بيتكلم فى الموبايل بتاعه وهنفرض انه عدى جمب جبل عالى بعربيته مثلا ايه الى هيحصل ..اكيد الاتصال بينه وبين ال BTSهينقطع صح..
طب وبعدين ...ال MS بيقوم بقياس قوة الاشارة الى جياله من جميع ال BTSs الى حواليه وعلى هذا الاساس يقوم باختيار ال BTS ذات اقوى اشارة ويعمل عليها حاجة اسمها Handover ..وذلك اثناء الاتصال.. يبقى لما ال MS يلاقى قوة الاشارة فى BTS من الى حواليه اقوى من الاشارة الى جاياله من ال BTS الى موجود فى نطاقها يتم تحويله الى ال BTS الاقوى فى الاشارة وذلك عن طريق الامر الصادر من ال BSC ...والكلام ده ان شاء الله هنتكلم عليه بالتفصيل ان شاء الله ....

تالت مشكلة

Doppler Shift

طبعا كلنا عارفين نظرية دوبلر ..وعموما احنا هنتكلم عنها شوية
عمر حد فينا كان راكب عربيته او عربية ميكروباص وهو على الطريق الصحراوى ولقى ادامه لجنة بتقوله انه تجاوز السرعة القانونية .. طيب هى الناس دى عرفت ازاى ان انت ماشى على سرعة عالية ...هما عرفوا سرعتك ازاى ؟
العالم دوبلر ده قال ان لو فى تردد بنرسله فى اتجاه معين وفى جسم بيسير بسرعة فى اتجاهنا. . التردد ده لما نستقبله هنستقبلة وهو بتردد اعلى من التردد الى ارسلناه بيه.. الفرق ده الى بين التردد المرسل والتردد المستقبل بنسميه تردد دوبلر وهو بيتناسب مع سرعة الجسم ده..

يبقى وبحسبة صغيرة هنعرف سرعة الجسم ده لما نستقبل التردد الى احنا ارسلناه ..اما لو كان الجسم ده بيسير فى اتجاه عكس اتجاه الارسال فالتردد الى اجنا هنستقبلة هيبقى اقل من التردد الى احنا ارسلناه....
وطبعا الموضوع ده بيحصل فى النظام بتاعنا لو ال user بيتكلم فى الموبايل وهو راكب عربية وبيمشى بسرعة كبيرة ...
وطبعا ده هيسبب مشكلة فى الارسال والاستقبال لان ال MS وال BTS خلاص اتفقوا على التردد الى هيشتغلوا عليه. وخلاص ال MS ظبط الفلتر بتاعه على التردد ده وطبعا بسبب السرعة الى ماشى بيها ال MS التردد هيختلف وبالتالى الاشارة الى بيستقبلها ال MS هيتشال منها جزء كبير بسبب ال Band Pase Filter الى خلاص متظبط فى ال MS ...
طيب والحل
هنعمل Synchronization بين ال BTS وال MS
يعنى هنعمل عملية توافق بينهم فى التردد وذلك حسب السرعة الى ماشى بيها ال MS

المشكلة الرابعة

Co-Channel Interference

وهى التداخل بين ال cells التى تستخدم نفس التردد
والحل هو عمل تقسيم لل cell زى متكلمنا قبل كدة عنه cell sectorization
الحل التانى هى زيادة ال power المرسلة من ال BTS الى ال MS

المشكلة الخامسة

Adjacent Channel Interference

ركزوا معايا يا جماعة شوية
احنا قولنا قبل كدة ان احنا بنقسم الباند بتاعنا كله على ال cluster واتكامنا ازاى بنقسم الترددات دى على ال cells ....طيب احنا لو وزعنا الترددات بالترتيب جوه نفس ال cell
طيب هو مش ممكن يحصل تداخل بين التردد والتردد الذى يليه ....ايه ده ازاى يا عم هيحصل تداخل بينهم هما مش ترددين مختلفين؟؟ والتداخل بيحصل بين نفس التردد لو استخدمناه مرتين؟؟
ماشى بس احنا عارفين ان احنا بنستخدم band pase filter فى ال Ms
طيب مهو الفلتر ده مش Idle صح يعنى هيبقى فى تشويش لو استخدمنا ترددين متتاليين داخل نفس ال cell ..طيب والحل ممكن واحد يقول طيب محنا ممكن نخلى فيه منطقة فارغة بين كل تردد والذى يليه...تمام صح بس ده هيأثر على الباند بتاعى ولو جمعنا الفروق الى احنا هنسيبها بين كل تردد والتانى هنلاقى ان احنا سيبنا جزء كبير احنا فى احتياج اليه..
طيب الحل اية بقى ....

الحل بسيط جدا وهو وعند توزيع الترددات على ال cell هنراعى اننا منخليش ترددين متتاليين فى نفس ال cell وده بنسميهChannel Management

المشكلة السادسة

Delay Spread OR Time Dispersion

هو مش ممكن يا جماعة يحصل تأخير فى الاشارة المرسلة لانها عدت على مسار كبير وممكن يكون فى اشارة تانية واصلة بدرى شوية وبالتالى عند جمعهم تحصل مشكلة ..على فكرة التاخير ممكن يكون مش كبير ولا حاجة ممكن يكون التأخير بمقدارbit واحدة بس وعند الجمع طبعا هتحصل مشكلة فى الاشارة بالكامل بسبب ال bit دى

الحل استخدام ال Delay Equalizer وهو ان احنا نبعت مع الاشارة بتاعتنا شوية bits يعرفونا الترتيب بتاع ال bits الى فى الاشارة وهنسميهمTraining Sequance
طيب بنضفهم امتا وازاى ان شاء الله هنشوف الموضوع ده بالتفصيل

المشكلة السابعة

Distance Between MS and BTS

طبعا فى موبيلات قريبة من ال BTS واخرى بعيدة عنها واحنا قولنا ان احنا هنعملهم Power Control ونبعت للموبيلات القريبة Power قليلة وهنبعت للموبيلات البعيدة Power اكبر يعنى بنظبط ال Power حسب المسافة بين ال MS والBTS
بس المشكلة المرة دى مش فى ال Power المرسلة طيب هى المشكلة فى اية ...
المشكلة فى الوقت الى هتتبعت فيه الاشارة للموبيل ورد الموبيل باشارة تانية
هنفرض ان الموبيل A والموبيل B بيتكلموا فى نفس اللحظة على نفس ال BTS
وتم تخصيص ال Time Slote الى اسمه T2 للموبيل A
وتم تخصيص ال Time Slote الى اسمه T3 للموبيل B
وتم ارسال ال Frame
فى اثناء الاستقبال ونظرا لقرب الموبيل B هنفرض ان مفيش تأخير فى الرد
ونظرا لبعد الموبيل A الاشارة هتاخد وقت لغاية لما توصل لل BTS الوقت مش طويل ولا حاجة لكن كفاية اننا نعرف ان وقت ال TS يساوى 0.577 msec
يعنى حوالى نص ملى ثانية معنى كدة ان اى تأخير فى اى TS هيأثر على ال TS الى بعده
يعنى ولبعد المسافة بين الموبيل A وال BTS الرد بتاع الموبيل A هيوصل متأخر وبكدة هيدخل على الزمن بتاع الموبيل Bوهتبقى مشكلة
طيب والحل اية
الحل هو وبمعرفة المسافة بين ال MS وال BTS بواسطة الحسابات بواسطة ال BTS
هنعرف الوقت الى هتاخده الاشارة مت والى ال BTS وهنا تقوم ال BTS بابلاغ ال MS انه يقوم بارسال الاشارة الخاصة به بدرى شوية بمقدار الزمن
المستغرق لوصول الاشارة الى ال BTS

المشكلة الثامنة

Path Loss

طبعا يا جماعة احنا عارفي ان الاشارة اللاسلكية بتتأثر بعوامل الجو
يعنى لو فى جو ممطر غير لو الجو كويس وبكدة هتفرق معايا حاجة مهمة وهى المسافة الى بتوصل اليها الاشارة ودى طبعا بتتناسب طرديا مع ال Powerالمرسلة ..المشكلة هنا هى اننا وفى حالة الجو الغير مستقر الاشارة بتاعتنا هتتأثر جدا بحالة الجو دى وممكن توصل للمتخدم مشوهة او ممكن متوصلش خالص
طيب والحل
الحل بسيط جدا وهو عن طريق زيادة ال Power المرسلة من ال BTS فى حالات الجو السىء ..وتقليلها فى حالات الجو الصحو.
طيب وده بيحصل ازاى...
جميع ال BTSs المجاورة لبعضها تقوم بقياس ال Power المرسلة من بعضها البعض والتحكم فى قدرة ال Power المرسل بحيث لاتكون هناك منطقة بها Power قليلة ...

طيب تعالوا بقى نشوف ال Noise الموءثرة على الاشارة فى رسم واحد

دى جميع الموءثرات التى تتأثر بها الاشارة المرسلة