شهدت السنوات الأخيرة نمواً كبيراً في الاتصالات اللاسلكية نتيجة طلب المستخدمين معدلات عالية لنقل المعطيات. و من هنا جاء الحافز لتطبيق أنظمة MIMO في العديد من التقنيات و المعايير الحديثة؛ لتأمين معدلات نقل المعطيات المطلوبة. لكن لسوء الحظ هذه الأنظمة حساسة تجاه ظروف الإرسال السيئة مثل الخفوت.
تستطيع عملية الترميز المسبق Precoding تحسين أداء أنظمة MIMO لتتلاءم مع شروط القناة المتغيرة، من خلال معرفة معلومات حالة القناة CSI بشكلٍ تام بالمرسل. لكن الحصول على هذه المعلومات بشكلٍ تام في المرسل غير قابل للتطبيق العملي؛ بسبب حجمها الهائل، لذا لابد من تخفيض حجمها عبر عملية تعرف بالتكميم، و إرسالها عن طريق قناة راجعة محدودة.
إن تقنية X and Y Precoder هي إحدى تقنيات الترميز المسبقالتي تمت دراستها بافتراض معلومات حالة القناة كاملة لدى المرسل. سنقوم في بحثنا هذا بإضافة قناة راجعة محدودة إلى هذه التقنية لتصبح قابلة للتطبيق العملي، حيث أظهرت النتائج أن خسارة أداء X and Y Precoder بوجود قناة راجعة محدودة مقبولة نوعاً ما.
Recent years have witnessed a significant growth in wireless communication as a
result of user demand on high rates of data transmission. Therefore, there is a great
motivation for the application of MIMO systems in many modern communication
standards in order to provide the required data transmission rates. Unfortunately, these
systems are sensitive to poor transmission conditions such as fading. Precoding can
improve the performance of MIMO systems to adapt with channel conditions by knowing
the full channel state information (CSI) at the transmitter. However, a full CSI is often
unrealistic in practice because of the huge amount of this information to be sent back.
Therefore, this information must be reduced and sent through a limited feedback channel.
X and Y Precoder are one of the precoding techniques that have been studied
assuming a full CSI at the transmitter. In this research, we will add a limited feedback
channel to this technique in order to become applicable in practice. The result has shown
that the loss of performance by adding a limited feedback channel may be acceptable.
Artificial intelligence review:
Research summary
تتناول هذه الورقة البحثية تطبيق تقنية الترميز المسبق X and Y Precoder في أنظمة الهوائيات المتعددة (MIMO) مع إضافة قناة راجعة محدودة. شهدت الاتصالات اللاسلكية في السنوات الأخيرة نمواً كبيراً نتيجة لزيادة طلب المستخدمين على معدلات نقل بيانات عالية. تُعد أنظمة MIMO من الحلول الواعدة لتحقيق هذه المتطلبات، ولكنها تواجه تحديات كبيرة في ظروف الإرسال السيئة مثل الخفوت. يمكن لتحسين أداء هذه الأنظمة استخدام تقنية الترميز المسبق (Precoding) التي تعتمد على معرفة معلومات حالة القناة (CSI) بشكل كامل في المرسل. ومع ذلك، فإن الحصول على هذه المعلومات بشكل كامل غير عملي بسبب حجمها الكبير، لذا يتم تقليل حجمها عبر عملية التكميم وإرسالها عبر قناة راجعة محدودة. تهدف الدراسة إلى جعل تقنية X and Y Precoder قابلة للتطبيق العملي بإضافة قناة راجعة محدودة، حيث أظهرت النتائج أن خسارة الأداء الناتجة عن هذه الإضافة مقبولة نوعاً ما. تم تقييم الأداء من خلال مقارنة معدل خطأ البت (BER) مقابل نسبة الإشارة إلى الضجيج (SNR) مع الحالة المثالية وتقنيات ترميز مسبق أخرى.
Critical review
دراسة نقدية: تعتبر هذه الورقة البحثية مساهمة قيمة في مجال تحسين أداء أنظمة MIMO باستخدام تقنيات الترميز المسبق. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض النقد البناء لتحسين العمل المستقبلي. أولاً، يمكن توسيع الدراسة لتشمل أنواعًا أخرى من القنوات اللاسلكية بدلاً من التركيز فقط على قناة رايلي. ثانياً، يمكن تحسين النموذج الرياضي المستخدم ليشمل تأثيرات إضافية مثل التداخل بين القنوات والتغيرات الزمنية في القناة. ثالثاً، يمكن إجراء تجارب عملية أكثر شمولاً باستخدام أجهزة حقيقية بدلاً من الاعتماد فقط على المحاكاة. وأخيراً، يمكن توسيع نطاق الدراسة ليشمل تطبيقات أخرى مثل الاتصالات المتنقلة والإنترنت اللاسلكي.
Questions related to the research
-
ما هي الفائدة الرئيسية من استخدام أنظمة MIMO في الاتصالات اللاسلكية؟
تقدم أنظمة MIMO زيادة في معدل نقل البيانات، تحسين موثوقية النظام، ومقاومة أفضل للخفوت، بالإضافة إلى دعم المستخدمين المتعددين.
-
ما هو التحدي الرئيسي في استخدام تقنية الترميز المسبق في أنظمة MIMO؟
التحدي الرئيسي هو الحصول على معلومات حالة القناة (CSI) بشكل كامل في المرسل، وهو أمر غير عملي بسبب حجم هذه المعلومات الكبير.
-
كيف يمكن تحسين أداء تقنية X and Y Precoder في أنظمة MIMO؟
يمكن تحسين الأداء بإضافة قناة راجعة محدودة لتقليل حجم معلومات حالة القناة المرسلة، مما يجعل التقنية قابلة للتطبيق العملي.
-
ما هي المعايير المستخدمة لتقييم أداء تقنية X and Y Precoder؟
تم تقييم الأداء باستخدام معدل خطأ البت (BER) مقابل نسبة الإشارة إلى الضجيج (SNR) ومقارنة النتائج مع الحالة المثالية وتقنيات ترميز مسبق أخرى.
References used
FOSCHINI, G. J.Layered space-time architecture for wireless communication in a fading environment when using multi-element antennas. Bell labs technical journal. Vol. 1, No .2, 1996,41-59
MIETZNER, J; SCHOBER, R; LAMPE, L; GERSTACKER, W. H; A. HOEHER, A. P. Multiple Antenna Techniques for Wireless Communications – A Comprehensive Literature Survey. IEEE communications. Surveys &tutorials. Vol. 11, No. 2, second quarter, 2009
KWABENA, A. A. Multiple Input Multiple Output (MIMO) Operation Principles. Helsinki Metropolia University of Applied Sciences. Thesis, 2013
The employment of multiple antennas at the transmission and reception side for the
formation of a MIMO system contributed significantly to improve the reliability of
transmission and increase the data rate. In the last decade, this system represent
Modern wireless networks tend to employ more antennas to profit as much as possible
from MIMO techniques. But as the number of antennas increases, the problem of antenna
mutual coupling will affect the performance of MIMO systems currently operatin
إنّ تزايد الطلب على معدلات النقل في الاتصالات دفع الباحثين لإيجاد طرق جديدة لتلبيّة هذه المتطلبات، ومع محدودية المصادر الترددية (عرض الحزمة) والزمنية تمّ التوّجه لإيجاد مصادر جديدة للنظام تساعد على زيادة معدل النقل وتحسين جودة النظام في الوقت نفسه بغ
Background& Objective: Microdeletions of the Y-chromosome removing the azoospermia factor (AZF)
region are the most frequent molecular genetic cause of spermatogenic failure. Although there is still no
definitive consensus on the relationship betwe
In this paper, we explore text classification with extremely weak supervision, i.e., only relying on the surface text of class names. This is a more challenging setting than the seed-driven weak supervision, which allows a few seed words per class. W