ابتكر فريق بحثي من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) نهجًا رياضيًا جديدًا يهدف إلى حماية الطائرات من التداخل الناتج عن إشارات شبكات الاتصالات المتنقلة، وخاصة شبكات الجيل الخامس (5G).
وقد نُشرت نتائج هذه الدراسة في المجلة العلمية المرموقة (IEEE Transactions on Wireless Communications)، وقدّم فيها الباحثون مفهوم (منطقة العزل المثالية)، التي تحمي أنظمة الطائرات الحيوية، وفي الوقت نفسه، تعزّز أداء شبكات الجيل الخامس (5G).
يرتبط هذا الابتكار مباشرةً بمشكلة حساسة تواجه قطاع الطيران عالميًا، إذ تعمل شبكات الجيل الخامس عند نطاقات ترددية قريبة من ترددات أجهزة قياس الارتفاع اللاسلكية في الطائرات.
وتُعدّ هذه الأجهزة ضرورية لسلامة الطيران، لأنها مسؤولة عن تحديد ارتفاع الطائرة فوق التضاريس والعوائق، لذلك تمثل إشاراتها عنصرًا أساسيًا في مراحل الإقلاع والهبوط أو في الظروف الجوية الصعبة، إذ يؤدي هذا التقارب الترددي إلى تداخل محتمل قد يهدد سلامة الرحلات، مما دفع بعض الدول بالفعل لتقييد عمل شبكات الجيل الخامس بالقرب من المطارات.
أوضح البروفيسور محمد سليم العلويني، قائد الفريق البحثي، أن الحل يتمثل في إنشاء مناطق عزل تُخفّض من مستويات هذا التداخل. واقترح الفريق، الذي يضم طالبة الدكتوراه صفاء خميري، والباحث مصطفى كشّك، نشر مناطق عزل تعمل فيها أبراج الجيل الخامس عند ترددات منخفضة فقط، مع تجنب الطيف الترددي الحديث العالي التردد.
نوصي بقراءة: كم موبايل أيفون باعته أبل منذ 2007 حتى الآن؟
وتكمن أهمية هذه الدراسة في أنها المرة الأولى التي تُستخدم فيها الهندسة العشوائية – وهي طريقة رياضية لنمذجة العناصر غير المتوقعة – للتنبؤ بكيفية تفاعل إشارات الجيل الخامس مع أجهزة قياس الارتفاع اللاسلكية في الطائرات.
وتعمل شبكات الجيل الخامس عند أوسع نطاق ترددي حتى الآن، مما يتيح سرعات بيانات فائقة، ولكنه قد يسبب تداخلًا مع أنظمة الطيران الحيوية، مثل: أجهزة قياس الارتفاع التي تعمل في نطاق ترددي قريب.
وأوضحت الدكتورة صفاء خميري أن الفريق حلل أشكالًا مختلفة لمناطق العزل ووجد أن المناطق المثلثة حول مدارج الطائرات هي الشكل الأمثل، لأنها تحافظ على إشارة مقياس الارتفاع اللاسلكي مع تقليل فقدان أداء شبكة الجيل الخامس إلى الحد الأدنى.
وقد أظهرت النتائج أن أداء شبكات الجيل الخامس يتراجع بنسبة تبلغ 20% بوجود برج واحد داخل المنطقة، وقد يصل الانخفاض إلى 50% مع وجود ثلاثة أبراج.
تتجاوز هذه الدراسة، التي أُجريت بدعم من هيئة الاتصالات والفضاء والتقنية السعودية، حدود المملكة، فمع التحديات التي يواجهها قطاع الطيران عالميًا بسبب تداخل 5G، من المتوقع أن تُسهم هذه النتائج في توجيه السياسات العالمية، وتمكين الهيئات التنظيمية للطيران والاتصالات من وضع خطط تسمح بالاستفادة من شبكات الجيل الخامس دون المساس بسلامة الطيران.
