ابتكر باحثون سعوديون من جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية "كاوست" نهجاً رياضياً جديداً، لحماية الطائرات من التداخل الناتج عن إشارات الاتصالات المتنقلة.
وكشف عن النتائج في المجلة العلمية IEEE Transactions on Wireless Communications، إذ وصف الفريق شكل "منطقة العزل المثالية"، التي تحمي أنظمة الطائرات الحيوية، وفي الوقت نفسه تعزّز أداء شبكات الجيل الخامس (5G)، ومن المتوقع أن تساعد هذه النتائج الهيئات التنظيمية للطيران والاتصالات، في وضع السياسات الخاصة بنشر الشبكات بالقرب من حركة الملاحة الجوية.
نمذجة العناصر العشوائية
وهذه هي المرة الأولى التي تُطَبَّق فيها الهندسة العشوائية – وهي طريقة رياضية تُستخدم لنمذجة العناصر العشوائية في الشبكات، للتنبؤ بكيفية تفاعل إشارات الجيل الخامس، مع أجهزة قياس الارتفاع اللاسلكية في الطائرات، حيث تُنقل البيانات عبر موجات كهرومغناطيسية ضمن نطاقات ترددية محددة، وكلما اتسع النطاق الترددي، زادت سرعة تبادل البيانات، في حين يعمل الجيل الخامس عند أوسع نطاق ترددي حتى الآن، ما يتيح سرعات فائقة في نقل البيانات، لكنه في الوقت نفسه يتقاطع مع أنظمة أخرى ويسبّب لها مشكلات.
خفض مستويات التداخل
ويؤكد قائد الدراسة في "كاوست" البروفيسور محمد العلويني، أن الجيل الخامس، يعمل عند نطاق قريب من أجهزة قياس الارتفاع اللاسلكية في الطائرات، ما قد يؤدي إلى تداخل في إشاراتها، وهذا يعني ضرورة إنشاء مناطق عزل تُخفّض من مستويات هذا التداخل.
ومع أن شبكات الجيل الخامس قد تسببت بالفعل في إلغاء العديد من الرحلات حول العالم بسبب التداخل، فإن الحل الذي اقترحه الفريق السعودي، يتمثل في نشر مناطق عزل، تعمل فيها أبراج الجيل الخامس عند ترددات منخفضة فقط، مع الاعتماد على الطيف الترددي المتاح سابقًا بدلًا من الطيف الحديث ذي الترددات العالية.
تقنية التنبؤ
ويتم استخدام الهندسة العشوائية لتحليل أشكال مختلفة لمناطق العزل، والمناطق المثلّثة حول مدارج الطائرات تحافظ على إشارة مقياس الارتفاع اللاسلكي، مع تقليل مساحة فقدان أداء شبكة الجيل الخامس إلى أقل حد ممكن، فيما استخدم الفريق هذه التقنية للتنبؤ بأنماط التداخل، وتقييم تأثير أشكال مناطق العزل المختلفة على السلامة والأداء، وأظهرت النتائج أن أداء شبكات الجيل الخامس، يتراجع بنسبة 20% مع وجود برج واحد فقط داخل المنطقة، ويصل الانخفاض إلى 50% مع ثلاثة أبراج.
توجيه السياسات العالمية
وتتجاوز انعكاسات هذه الدراسة حدود المملكة، حيث اتخذت العديد من الدول بالفعل، إجراءات لتقييد عمل شبكات الجيل الخامس بالقرب من المطارات، بسبب المخاوف المتعلقة بأجهزة قياس الارتفاع اللاسلكية في الطائرات، وأُجريت هذه الدراسة بدعم من هيئة الاتصالات والفضاء والتقنية CST السعودية، ومن المتوقع أن تُسهم في توجيه السياسات العالمية، التي تسمح باستخدام شبكة الجيل الخامس ومقاييس الارتفاع اللاسلكية معًا.
وكشف البروفيسور محمد العلويني، قائد الفريق العلمي في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست)، لـ"العربية.نت" أن هذا الابتكار يمثل إسهامًا قيّمًا في وقت يسعى العالم إلى إيجاد وسائل لاستخدام الطيف الترددي بكفاءة أعلى لدعم النمو السريع للجيل الخامس وما بعده.
ويبيّن أن الواقع العملي يكشف اعتماد شركات الطيران على أجهزة قديمة تفتقر لوسائل الحماية من التداخل، وهو ما يجعل هذه القضية تحديًا عالميًا ملحًا، الأمر الذي دفع فريقه البحثي إلى ابتكار رؤى وحلول جديدة لمشاركة الطيف الترددي في السياقات الحساسة للسلامة الجوية.
وأضاف العلويني أن الدافع وراء هذه الدراسة انبثق لضمان التعايش الآمن بين إشارات الجيل الخامس وأنظمة الطيران، ما ألهم الفريق لتسخير خبراته في هذا التحدي الوطني والعالمي.
