جامعة الإلكترونيات والتكنولوجيا الصينية تطرح طريقة لتشكيل الحزم للأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض، تقلل الوقت بنسبة تصل إلى 99.71%

أخبار ar.wedoany.com، اقترحت جامعة الإلكترونيات والتكنولوجيا الصينية بالتعاون مع معهد تيانفو لأبحاث الاتصالات اللاسلكية الذكية طريقة رقمية منخفضة التعقيد لتشكيل الحزم لمسح الحزم في الأقمار الصناعية ذات المدار الأرضي المنخفض، مما يقلص وقت المعالجة بشكل كبير مع الحفاظ على أداء مقبول للحزمة. تعالج هذه الطريقة مشكلة صعوبة تتبع الأهداف الأرضية الناتجة عن الحركة عالية السرعة للأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض، مما يوفر حلاً للاتصالات بمسح الحزم في الوقت الفعلي.

تُعد الهوائيات المصفوفة الطورية تكوينًا قياسيًا في الاتصالات عبر الأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض، حيث تعمل مصفوفاتها واسعة النطاق على تغيير اتجاه أقصى نمط الإشعاع من خلال التحكم في طور وسعة تغذية كل عنصر، لتحقيق مسح الحزمة. ولكن الحركة عالية السرعة للقمر الصناعي تجعل المحطات الأرضية تستشعر باستمرار تغير موقعه، مما يستلزم طريقة سريعة لمسح الحزم تحافظ على أداء أنماط الإشعاع متعددة الوظائف لضمان استمرارية الاتصال.

تتضمن الطريقة مرحلتين: أولاً، تحديد الإثارة المرتبطة بالحزمة الأولية من خلال عملية تحسين محدبة؛ ثم تحديد الإثارة المرتبطة بالحزمة الممسوحة ضوئيًا من خلال طريقة تشكيل حزم منخفضة التعقيد. صُممت هذه العملية كمسألة تحليل بروكرستيس متعامد، ذات حل مغلق، ولا تتطلب تكرارًا أو حساب معكوس المصفوفة، مما يحقق تعقيدًا حسابيًا منخفضًا. تستطيع هذه الطريقة تركيب حزم مسح معقدة بسرعة في الاتجاهات المحددة، مع العمل تحت خسارة مقبولة في أداء الحزمة.

بالمقارنة مع طريقة تحويل الطور التقليدية، تحافظ هذه الطريقة بشكل أفضل على أشكال الحزم المعقدة، وتحقق توازنًا جيدًا بين أداء تشكيل الحزمة والتعقيد، مما يجعلها مناسبة لسيناريوهات الاتصالات متعددة المستخدمين عبر الأقمار الصناعية. أثبتت المحاكاة العددية في سيناريوهات متعددة فعاليتها: على مصفوفة خطية منتظمة مكونة من 16 عنصرًا، بلغ زمن التأخير الحسابي 0.01 مللي ثانية؛ وعلى مصفوفة مستوية منتظمة مكونة من 14×14 عنصرًا، بلغ زمن التأخير الحسابي 0.18 ثانية، مع تحقيق تدهور مقبول في مستوى الفصوص الجانبية. مقارنةً بالخوارزمية الجينية المحسنة والطرق القائمة على التحسين المحدب، تقلل هذه الطريقة وقت المعالجة بنسبة تتراوح بين 70% و99.71% مع الحفاظ على حدود صارمة لأداء مستوى الفصوص الجانبية. مقارنةً بطريقة تحويل الطور التقليدية، يزيد وقت المعالجة بنسبة تصل إلى 25%، ولكن يمكن تقليل مستوى الفصوص الجانبية بنسبة 76% على الأقل.

نُشرت نتائج البحث ذات الصلة في مجلة "Science China Information Sciences" (النسخة الإنجليزية) (Sci China Inf Sci, 2026, 69(8): 189304)، وأنجزها كل من تيان يوتونغ، ويانغ هاينينغ، ويي شيجيا، ولي نا، وتشنغ يوجيان من جامعة الإلكترونيات والتكنولوجيا الصينية، بالإضافة إلى يانغ هاينينغ من معهد تيانفو لأبحاث الاتصالات اللاسلكية الذكية.