ما هو mmWave/تشكيل الحزم؟

تشكيل الحزم بالموجات المليمترية (mmWave) يجمع بين موجات الراديو عالية التردد (24-100 GHz) ومصفوفات الهوائيات المتقدمة التي تركز الإشارات في اتجاهات محددة. تقوم هذه التقنية بإنشاء حزم ضيقة ومركزة من طاقة الراديو بدلاً من بث الإشارات في جميع الاتجاهات. والنتيجة هي زيادة كبيرة في سرعات البيانات وسعة الشبكة للاتصالات اللاسلكية من الجيل التالي.

كيف تعمل

تشكيل الحزم mmWave يستخدم مصفوفات هوائيات MIMO (Multiple Input, Multiple Output) ضخمة مع عشرات أو مئات من عناصر الهوائي الفردية. تقوم هذه المصفوفات بتوجيه حزم الراديو إلكترونياً من خلال تعديل الطور والسعة للإشارات عبر هوائيات متعددة، مما يخلق تداخلاً بناءً في الاتجاهات المرغوبة. يقوم النظام بتتبع أجهزة المستخدمين باستمرار ويعدل اتجاه الحزمة ديناميكياً للحفاظ على قوة الإشارة المثلى. تنسق الخوارزميات المتقدمة حزماً متعددة في وقت واحد، مما يسمح للشبكات بخدمة العديد من المستخدمين مع الحد الأدنى من التداخل.

الدور في شبكات 6G/7G

في شبكات 6G و 7G، سيمكن تشكيل الحزم mmWave من تحقيق سرعات تيرابت في الثانية ودعم التطبيقات كثيفة النطاق الترددي مثل الاتصالات الهولوغرافية ومعالجة AI في الوقت الفعلي. تعالج التقنية ندرة الطيف من خلال استخدام نطاقات عالية التردد غير قابلة للاستخدام سابقاً والتي توفر كميات هائلة من النطاق الترددي المتاح. ستؤدي دقة تشكيل الحزم المحسنة أيضاً إلى تحسين كفاءة الطاقة من خلال توجيه الطاقة فقط حيث تكون مطلوبة. هذه القدرات ضرورية لدعم النشر الحضري الكثيف وحالات الاستخدام الناشئة التي تتطلب زمن استجابة منخفض جداً.

الحالة الراهنة

تشكيل الحزم mmWave منتشر بالفعل في شبكات 5G ولكنه يواجه قيوداً في نطاق التغطية واختراق المباني بسبب خصائص الإشارة عالية التردد. يركز البحث الحالي على تطوير خوارزميات إدارة الحزم الأكثر تطوراً، وهياكل تشكيل الحزم الهجينة، والأسطح العاكسة الذكية لتوسيع التغطية. تستثمر الشركات المصنعة الرئيسية لمعدات الاتصالات بكثافة في حلول تشكيل الحزم من الجيل التالي لنشر 6G.