تقييم أداء أنظمة ألاموتي MIMO غير المشفرة والمشفرة بالترميز الالتفافي لإرسال الصور عبر قنوات رايلي المتلاشية
DOI:
https://doi.org/10.65421/jibas.v2i3.136الكلمات المفتاحية:
ترميز ألاموتي الزمني-المكاني، MIMO، الترميز الالتفافي، تلاشي رايلي، نقل الصور، BPSK، QPSK، 16-QAM، معدل خطأ البتات، PSNR، SSIMالملخص
يُعد نقل الصور لاسلكيًا عبر قنوات التلاشي أحد التحديات الرئيسة في أنظمة الاتصالات الحديثة، وذلك بسبب التأثيرات المشتركة لانتشار المسارات المتعددة والضوضاء المضافة، والتي تؤدي إلى تدهور كلٍ من موثوقية الإرسال وجودة الصور المُعاد بناؤها. تقدم هذه الورقة إطارًا متكاملًا لنقل الصور باستخدام نظام تعدد المداخل وتعدد المخارج (MIMO 2×2) المعتمد على ترميز ألاموتي، والذي يجمع بين التنوع المكاني، والترميز الالتفافي بمعدل 1/2، وثلاث تقنيات للتضمين الرقمي بهدف تحسين موثوقية الاتصالات عبر قنوات رايلي المتلاشية
(Rayleigh Fading) وتمت دراسة تقنيات تضمين إزاحة الطور الثنائي (BPSK)، وتضمين إزاحة الطور الرباعي (QPSK)، وتضمين السعة التربيعية (16 -QAM) لتحليل المفاضلة بين موثوقية الإرسال والكفاءة الطيفية. وقد تم تقييم أداء النظام من خلال تحليل معدل خطأ البتات (BER) عبر مدى واسع من قيم نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) ، في حين تم تقييم جودة الصور المُعاد بناؤها باستخدام نسبة ذروة الإشارة إلى الضوضاء (PSNR) ومؤشر التشابه البنيوي (SSIM). وأظهرت نتائج المحاكاة أن الدمج بين ترميز ألاموتي الزمني-المكاني والترميز الالتفافي يُحسن بصورة ملحوظة موثوقية الإرسال عبر قنوات رايلي المتلاشية. ومن بين تقنيات التضمين المدروسة، حقق BPSK أقل معدل لخطأ البتات (BER)، إلى جانب أفضل جودة لإعادة بناء الصورة، حيث بلغت PSNR قيمة 58.38 ديسيبل، وبلغ SSIM قيمة 0.9996 عند نسبة إشارة إلى ضوضاء تشغيلية مقدارها 10 ديسيبل، بينما أمكن الحفاظ على جودة إعادة بناء مماثلة للصورة عند نسبة إشارة إلى ضوضاء مقدارها 2 ديسيبل عند استخدام الترميز الالتفافي. كما يوفر QPSK توازنًا فعالًا بين موثوقية الإرسال والكفاءة الطيفية، في حين يحقق 16- QAM أعلى كفاءة طيفية، ولكن على حساب زيادة الحساسية لتشوهات القناة. وبوجه عام، تُظهر النتائج أن دمج ترميز ألاموتي الزمني-المكاني (Alamouti STBC) مع الترميز الالتفافي يوفر أسلوبًا موثوقًا وفعالًا من الناحية الحسابية لنقل الصور لاسلكيًا، كما يقدم إرشادات عملية لاختيار تقنية التضمين المناسبة وفقًا لمتطلبات التطبيق.
