ဆက်သွယ်ရေး ရူပဗေဒ အခြေခံများ

ဆက်သွယ်ရေး၏ အခြေခံရူပဗေဒ

ဆက်သွယ်ရေးဆိုသည်မှာ ဝါယာကြိုး သို့မဟုတ် ကြိုးမဲ့ တိကျသော ကြားခံတစ်ခုကို အသုံးပြု၍ တစ်နေရာမှ တစ်နေရာသို့ အချက်အလက်များ ပေးပို့ခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်ဖြစ်သည်။ ကျွန်ုပ်တို့ နေ့စဉ်အသုံးပြုနေသော နည်းပညာများ—ဆဲလ်ဖုန်းများ၊ Wi-Fi၊ ရေဒီယို၊ ရုပ်မြင်သံကြားနှင့် ဂြိုဟ်တုများပင်—၏ နောက်ကွယ်တွင် ၎င်း၏ အခြေခံအဖြစ် ဆောင်ရွက်သော ရူပဗေဒ၏ အခြေခံမူများ ရှိပါသည်။ ဆက်သွယ်ရေး၏ အခြေခံရူပဗေဒကို နားလည်ခြင်းဆိုသည်မှာ အချက်ပြမှုများကို မည်သို့ထုတ်လုပ်သည်၊ လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းများဖြင့် သယ်ဆောင်သည်၊ ထုတ်လွှင့်မှု ကြားခံတစ်ခုမှ လမ်းညွှန်သည်၊ ထို့နောက် နားလည်နိုင်သော အချက်အလက်များအဖြစ် ပြန်လည်လက်ခံရရှိသည်ကို နားလည်ခြင်း ဖြစ်သည်။

၁။ အချက်ပြမှုများနှင့် သတင်းအချက်အလက်- မက်ဆေ့ချ်များမှ လှိုင်းများအထိ

ဆက်သွယ်ရေးတွင် သတင်းအချက်အလက်ဆိုသည်မှာ မက်ဆေ့ချ်တစ်ခု၏ အကြောင်းအရာ (အသံ၊ စာသား၊ ရုပ်ပုံများ၊ ဗီဒီယို) ဖြစ်ပြီး၊ အချက်ပြမှုဆိုသည်မှာ ထိုအချက်အလက်များကို သယ်ဆောင်သည့် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာပုံစံဖြစ်သည်။ အချက်ပြမှုဆိုသည်မှာ ကေဘယ်လ်တစ်ခုရှိ လျှပ်စစ်ဗို့အား၊ အလင်းအမှောင်အမျှင်တစ်ခုရှိ အလင်းပြင်းအားပြောင်းလဲမှု သို့မဟုတ် လေထဲတွင်ရှိသော လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းတစ်ခု ဖြစ်နိုင်သည်။

ရူပဗေဒတွင်၊ အချက်ပြမှုများကို အချိန်၏ လုပ်ဆောင်ချက်များအဖြစ် မကြာခဏ ဖော်ပြလေ့ရှိပြီး၊ ဥပမာ \(x(t))။ အန်နာလော့ အသံ အချက်ပြမှုများတွင် စဉ်ဆက်မပြတ် လှိုင်းပုံစံရှိပြီး၊ ဒစ်ဂျစ်တယ် အချက်ပြမှုများတွင် သီးခြားအဆင့်များ ပါဝင်သည် (ဥပမာ၊ 0 နှင့် 1)။ အန်နာလော့မှ ဒစ်ဂျစ်တယ်သို့ အသွင်ပြောင်းခြင်းကို နမူနာယူခြင်းနှင့် ကွမ်တဇေးရှင်း ပြုလုပ်ခြင်းမှတစ်ဆင့် ပြီးမြောက်ပြီး၊ ၎င်းတို့သည် အချက်ပြသီအိုရီနှင့် အီလက်ထရွန်းနစ် ကိရိယာများ၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ချက်များနှင့် သဘောတရားအရ ဆက်စပ်နေသည်။

၂။ လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းများကို သယ်ဆောင်သူများအဖြစ်

ခေတ်သစ်ဆက်သွယ်ရေး၏ အဓိကအချက်မှာ လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းများဖြစ်သည်။ Maxwell ၏ သီအိုရီအရ ပြောင်းလဲနေသော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းသည် သံလိုက်စက်ကွင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး ပြောင်းပြန်အားဖြင့် လေဟာနယ်တွင်ပင် ပျံ့နှံ့နိုင်သော လှိုင်းများကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ လေဟာနယ်ရှိ လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းများ၏ အမြန်နှုန်းမှာ-

\[
c \ခန့်မှန်းခြေ ၃ \x၁၀^၈ \ \text{m/s}
\]

ကြိမ်နှုန်း (f)၊ လှိုင်းအလျား (lambda) နှင့် ပျံ့နှံ့မှုအလျင် (v) အကြား အခြေခံဆက်နွယ်မှုမှာ-

\[
v = f\lambda
\]

လေထဲတွင် ပျံ့နှံ့မှုအမြန်နှုန်းသည် \(c\) နီးပါးရှိပြီး၊ coaxial cable သို့မဟုတ် optical fiber ကဲ့သို့သော မီဒီယာများတွင်မူ ပစ္စည်းဂုဏ်သတ္တိများ (permittivity နှင့် permeability) ၏ လွှမ်းမိုးမှုကြောင့် အမြန်နှုန်း နိမ့်သည်။

၃။ ကြိမ်နှုန်းရောင်စဉ်နှင့် လှိုင်းခွင်ခွဲဝေမှု

လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းများသည် ကျယ်ပြန့်သောရောင်စဉ်ကို လွှမ်းခြုံထားသည်- ကြိမ်နှုန်းနိမ့် ရေဒီယိုလှိုင်းများမှ ကြိမ်နှုန်းမြင့် ဂါမာရောင်ခြည်များအထိ။ ဆက်သွယ်ရေးသည် ပုံမှန်အားဖြင့် ရောင်စဉ်၏ ရေဒီယို၊ မိုက်ခရိုဝေ့နှင့် အနီအောက်ရောင်ခြည် အစိတ်အပိုင်းများကို အသုံးပြုသည်။

ကြိမ်နှုန်းသည် အရာများစွာကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည်- အတားအဆီးထိုးဖောက်နိုင်မှု၊ အကွာအဝေး၊ အင်တင်နာအရွယ်အစားနှင့် ချန်နယ်စွမ်းရည်။ အနိမ့်ကြိမ်နှုန်းများ (ဥပမာ၊ AM ရေဒီယို) သည် diffraction နှင့် ionospheric reflection ကြောင့် အကွာအဝေးရှည်သို့ ရောက်ရှိနိုင်ပြီး၊ မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းများ (ဥပမာ၊ 5G mmWave) သည် ပိုမိုကြီးမားသော data rate များကို သယ်ဆောင်နိုင်သော်လည်း အတားအဆီးများကို ပိုမိုခံရလွယ်ပြီး အကွာအဝေးတိုသည်။

ရောင်စဉ်တန်းသည် အကန့်အသတ်ရှိပြီး ဝင်ရောက်စွက်ဖက်မှုခံရလွယ်သောကြောင့် နိုင်ငံတိုင်းသည် မတူညီသော ဝန်ဆောင်မှုများသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ဝင်ရောက်စွက်ဖက်မှုမရှိစေရန် band allocation ကို ထိန်းညှိပေးပါသည်။

၄။ မော်ဂျူလာရှင်း- လှိုင်းများပေါ်တွင် သတင်းအချက်အလက်များ ထပ်တူကျစေခြင်း

သတင်းအချက်အလက် အချက်ပြမှုများကို ချိန်ညှိမှုမရှိဘဲ "အကြမ်း" ထုတ်လွှင့်ခဲသည်။ ပုံမှန်အားဖြင့် သတင်းအချက်အလက်ကို မော်ဂျူလာလုပ်ငန်းစဉ်မှတစ်ဆင့် သယ်ဆောင်သူ အချက်ပြမှုပေါ်တွင် ထပ်ဆင့်ထားသည်။ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအရ မော်ဂျူလာဆိုသည်မှာ သယ်ဆောင်သူလှိုင်း၏ ကန့်သတ်ချက်များကို ပြောင်းလဲခြင်းဟု ဆိုလိုသည်။

၁။ Amplitude Modulation (AM): သတင်းအချက်အလက် အချက်ပြမှု ပြီးနောက် carrier amplitude ပြောင်းလဲသွားသည်။
၂။ Frequency Modulation (FM): carrier frequency သည် အချက်အလက်ပေါ် မူတည်၍ ပြောင်းလဲသည်။
၃။ Phase Modulation (PM) / PSK (ဒစ်ဂျစ်တယ်): carrier phase ကို တန်ဖိုးတစ်ခုဖြင့် ရွှေ့သည်။

Modulation သည် ထုတ်လွှင့်မှုကို ပိုမိုထိရောက်စေပြီး၊ ဝင်ရောက်စွက်ဖက်မှုကို လျှော့ချပေးကာ FM multiplexing၊ OFDM သို့မဟုတ် spread spectrum ကဲ့သို့သော နည်းပညာများမှတစ်ဆင့် အသုံးပြုသူများစွာသည် spectrum ကို မျှဝေနိုင်စေပါသည်။

၅။ ပါဝါ၊ တုန်ခါမှုနှင့် ပြောင်းပြန်စတုရန်းဥပဒေ

ကြိုးမဲ့ထုတ်လွှင့်မှုတွင်၊ လက်ခံရရှိသော အချက်ပြပါဝါသည် အကွာအဝေးနှင့်အမျှ လျော့ကျသွားသည်။ ရိုးရှင်းစွာပြောရလျှင် ညီညာစွာ ဖြာထွက်နေသော အရင်းအမြစ်အတွက်၊ ပါဝါပြင်းအားသည် ပြောင်းပြန်စတုရန်းဥပဒေကို လိုက်နာသည်-

\[
ကျွန်တော် \frac{1}{r^2} နဲ့ ညီမျှပါတယ်
\]

သို့သော်၊ လက်တွေ့ကမ္ဘာတွင်၊ ပျံ့နှံ့မှုသည် ရောင်ပြန်ဟပ်မှု၊ ပြန့်ကျဲမှု၊ စုပ်ယူမှုနှင့် များစွာသောလမ်းကြောင်းတို့ကြောင့်လည်း သက်ရောက်မှုရှိသည်။ ကေဘယ်လ်များတွင်၊ ပါဝါလျှော့ချမှုကို attenuation ဟုခေါ်ပြီး များသောအားဖြင့် decibels (dB) ဖြင့်ဖော်ပြသည်။ ပါဝါအချိုးအတွက် အထွေထွေပုံသေနည်းမှာ-

\[
\text{dB} = 10 \log_{10}\left(\frac{P_2}{P_1}\right)
\]

dB ရဲ့ သဘောတရားက အရမ်းအရေးကြီးပါတယ်၊ ဘာလို့လဲဆိုတော့ amplifier gain၊ cable losses နဲ့ system margins တွေကို logarithmic sums ပုံစံနဲ့ တွက်ချက်မှုကို လွယ်ကူချောမွေ့စေလို့ပါ။

၆။ ဆူညံသံနှင့် အချက်ပြဆူညံသံအချိုး (SNR)

မည်သည့်ဆက်သွယ်ရေးစနစ်မှ အနှောင့်အယှက်ကင်းသည်မဟုတ်ပါ။ ဆူညံသံသည် အရင်းအမြစ်များစွာမှ လာပါသည်- အပူအီလက်ထရွန်ရွေ့လျားမှု (အပူဆူညံသံ)၊ စက်ပစ္စည်းအနှောင့်အယှက်၊ အခြားအသုံးပြုသူများထံမှ အနှောင့်အယှက်နှင့် လေထုဖြစ်စဉ်များမှပင် ဖြစ်သည်။

အချက်ပြမှုလက်ခံခြင်းတွင် အရေးကြီးဆုံး ရူပဗေဒသဘောတရားများထဲမှ တစ်ခုမှာ Signal-to-Noise Ratio (SNR) ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် အချက်ပြစွမ်းအားနှင့် ဆူညံသံစွမ်းအားတို့၏ အချိုးဖြစ်သည်။ SNR မြင့်ခြင်းသည် အချက်ပြမှုကို ပြန်လည်ရယူရန် ပိုမိုလွယ်ကူစေပြီး SNR နိမ့်ခြင်းသည် ဒေတာအမှားအယွင်းများ ဖြစ်နိုင်ခြေကို တိုးစေသည်။

အပူဆူညံသံကို ညီမျှခြင်းဖြင့် ခန့်မှန်းနိုင်သည်-

\[
N = kTB
\]

\(k\) သည် Boltzmann ကိန်းသေ၊ \(T\) သည် အပူချိန် (Kelvin) နှင့် \(B\) သည် ကြိမ်နှုန်း bandwidth တို့ဖြင့် တွက်ချက်သည်။ ဤညီမျှခြင်းတွင် bandwidth ကျယ်လေ၊ ဆူညံသံ ဝင်လာလေဖြစ်ကြောင်း ပြသထားပြီး၊ စနစ်ဒီဇိုင်းတွင် ဒေတာစွမ်းရည်နှင့် ဆူညံသံခံနိုင်ရည်ကြား အမြဲတမ်း အပေးအယူတစ်ခု ပါဝင်ပါသည်။

၇။ Bandwidth၊ Channel Capacity နှင့် Shannon Limit

Bandwidth ဆိုသည်မှာ အချက်ပြမှုတစ်ခုအသုံးပြုသည့် ကြိမ်နှုန်းအပိုင်းအခြားဖြစ်သည်။ ဆက်သွယ်ရေးရူပဗေဒတွင်၊ bandwidth သည် သတင်းအချက်အလက်များ မည်မျှမြန်ဆန်စွာ ပို့လွှတ်နိုင်သည်နှင့် တိုက်ရိုက်ဆက်စပ်နေသည်။ သတင်းအချက်အလက်သီအိုရီသည် Shannon's theorem မှတစ်ဆင့် အခြေခံကန့်သတ်ချက်တစ်ခုကို ပေးသည်-

\[
C = B \log_2(1+\text{SNR})
\]

\(C\) သည် channel capacity (bits/second) ဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် နည်းပညာဆိုင်ရာ ဖော်မြူလာတစ်ခုသာမက ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ သတင်းအချက်အလက် ကန့်သတ်ချက်တစ်ခုလည်း ဖြစ်သည်။ ပေးထားသော bandwidth နှင့် SNR အတွက် သီအိုရီအရ ရရှိနိုင်သော အမြင့်ဆုံး data စွမ်းရည်။ 4G/5G၊ Wi-Fi 6/7 နှင့် ဂြိုလ်တုဆက်သွယ်ရေးကဲ့သို့သော ခေတ်မီနည်းပညာများသည် ပိုမိုရှုပ်ထွေးသော channel coding (error correction) နှင့် modulation တို့ဖြင့် Shannon ကန့်သတ်ချက်သို့ အဆက်မပြတ် ချဉ်းကပ်လျက်ရှိသည်။

၈။ ထုတ်လွှင့်သည့် မီဒီယာ- ကေဘယ်လ်၊ အော့ပ်တစ်ဖိုက်ဘာနှင့် နေရာလွတ်များ

(က) ကြေးနီကြိုး (လိမ်စုံ၊ coaxial)
ကြေးနီကြိုးများတွင် အချက်ပြမှုများသည် လမ်းညွှန်လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းများအဖြစ် ပျံ့နှံ့သွားသည်။ လျှပ်စစ်ခုခံမှု၊ မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းများတွင် အရေပြားအကျိုးသက်ရောက်မှုနှင့် capacitance တို့သည် attenuation နှင့် distortion ကိုဖြစ်စေသည်။ Coaxial ကြိုးများသည် ၎င်းတို့၏အကာအကွယ်ကြောင့် twisted pair ကြိုးများထက် အနှောင့်အယှက်ကို ပိုမိုခံနိုင်ရည်ရှိသည်။

ခ) အော့ပတစ်ဖိုက်ဘာ
အော့ပ်တစ်ဖိုက်ဘာသည် အလင်းကို အသုံးပြု၍ သတင်းအချက်အလက်များကို ထုတ်လွှင့်ပေးပြီး များသောအားဖြင့် လေဆာများကို အသုံးပြုသည်။ ၎င်း၏ အဓိက ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ နိယာမမှာ အူတိုင်နှင့် ကလိုက်အကြား အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်း ကွာခြားမှုကြောင့် စုစုပေါင်း အတွင်းပိုင်း ရောင်ပြန်ဟပ်မှု ဖြစ်သည်။ အော့ပ်တစ်ဖိုက်ဘာတွင် attenuation အလွန်နည်းပြီး bandwidth အလွန်မြင့်မားသောကြောင့် ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ အင်တာနက်၏ ကျောရိုးဖြစ်သည်။

ဂ) နေရာလွတ်များ ပျံ့နှံ့ခြင်း (ရေဒီယိုနှင့် မိုက်ခရိုဝေ့ဖ်များ)
ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးတွင် လှိုင်းများသည် ရောင်ပြန်ဟပ်ခြင်း၊ ဒစ်ဖရက်ရှင်းနှင့် ပြန့်ကျဲခြင်းကဲ့သို့သော ဖြစ်စဉ်များမှတစ်ဆင့် လေထဲတွင် ပျံ့နှံ့သွားသည်။ မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းများတွင် မြင်ကွင်းမျဉ်းသည် အရေးကြီးလာသောကြောင့် အင်တင်နာများကို မျှော်စင်များ သို့မဟုတ် ဂြိုလ်တုများပေါ်တွင် ထားရှိလေ့ရှိသည်။

၉။ အင်တင်နာ: လျှပ်စီးကြောင်းကို လှိုင်းများအဖြစ် ပြောင်းလဲပေးသည်

အင်တင်နာသည် လျှပ်စစ်အချက်ပြမှုများနှင့် လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းများကို ပေါင်းကူးပေးသည့် ကိရိယာတစ်ခုဖြစ်သည်။ အင်တင်နာမှတစ်ဆင့် အပြန်အလှန်လျှပ်စီးကြောင်း စီးဆင်းသောအခါ၊ အရှိန်မြှင့်လာသော အားသွင်းမှုများသည် လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းများကို ထုတ်လွှတ်သည်။

ဆက်သွယ်ရေး ရူပဗေဒတွင် အရေးကြီးသော အင်တင်နာ ဝိသေသလက္ခဏာများတွင် အောက်ပါတို့ ပါဝင်သည်-
– Gain (directional gain): ရောင်ခြည်ကို သတ်မှတ်ထားသော ဦးတည်ချက်တစ်ခုသို့ အာရုံစိုက်ပါ။
– ရောင်ခြည်ပုံစံ- စွမ်းအင်ကို အာကာသထဲသို့ မည်သို့ထုတ်လွှတ်သည်။
– ပိုလာရိုက်ဇေးရှင်း- လျှပ်စစ်စက်ကွင်း၏ ဦးတည်ချက် (ဒေါင်လိုက်၊ အလျားလိုက်၊ စက်ဝိုင်း)။

ထုတ်လွှင့်စက်နှင့် လက်ခံစက် ပိုလာရိုက်ဇေးရှင်း ကိုက်ညီမှုသည် အရေးကြီးပါသည်- ပိုလာရိုက်ဇေးရှင်း မကိုက်ညီမှုသည် လက်ခံရရှိသော ပါဝါကို သိသိသာသာ လျော့ကျစေနိုင်သည်။

၁၀။ နိဂုံးချုပ်- ရူပဗေဒသည် ဆက်သွယ်ရေး၏ အဓိကအချက်အချာကျသော အကြောင်းရင်းဖြစ်ရခြင်း

ဆက်သွယ်ရေးဆိုသည်မှာ စက်ပစ္စည်းများ သို့မဟုတ် အသုံးချမှုများအကြောင်းသာမက ရူပဗေဒနိယာမများကို တိုက်ရိုက်အသုံးချခြင်းဖြစ်သည်- လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းများ၊ စွမ်းအင်နှင့် ပါဝါ၊ လျော့ပါးမှု၊ အပူဆူညံသံနှင့် သတင်းအချက်အလက်စွမ်းရည်၏ ကန့်သတ်ချက်များပင်။ အန်နာလော့ရေဒီယိုမှ 5G ကွန်ရက်များနှင့် မြန်နှုန်းမြင့်ဖိုက်ဘာအော့ပတစ်အထိ ဆက်သွယ်ရေးနည်းပညာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသည် အခြေခံအားဖြင့် လှိုင်းများ၊ ဒြပ်ဝတ္ထုနှင့် သတင်းအချက်အလက်များ၏ အပြုအမူကို ထိန်းချုပ်ရန်နှင့် အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ရန် လူသားတို့၏ ကြိုးပမ်းအားထုတ်မှုတစ်ခုဖြစ်သည်။

ဆက်သွယ်ရေး၏ အခြေခံရူပဗေဒကို နားလည်ခြင်းဖြင့် ဖုန်းခေါ်ဆိုမှုတိုင်း၊ ဗီဒီယိုတိုက်ရိုက်ထုတ်လွှင့်မှုတိုင်းနှင့် ပေးပို့သော မက်ဆေ့ချ်တိုင်းသည် ဆားကစ်များရှိ အီလက်ထရွန်များ၏ ရွေ့လျားမှုမှသည် အလင်းတန်းအမျှင်များရှိ ဖိုတွန်များ၊ လွတ်လပ်သောအာကာသမှတစ်ဆင့် ရွေ့လျားနေသော ရေဒီယိုလှိုင်းများအထိ သဘာဝဖြစ်စဉ်များ၏ တိကျသော စီစဉ်ပေါင်းစပ်မှု၏ ရလဒ်ဖြစ်ကြောင်း ကျွန်ုပ်တို့ မြင်တွေ့နိုင်ပါသည်။ ဤနားလည်မှုသည် အင်ဂျင်နီယာကျောင်းသားများနှင့် လက်တွေ့လုပ်ဆောင်သူများအတွက်သာမက စကြဝဠာ၏ အခြေခံဥပဒေများမှတစ်ဆင့် ခေတ်သစ်ကမ္ဘာ မည်သို့ချိတ်ဆက်ထားသည်ကို ထိုးထွင်းသိမြင်စေပါသည်။