ما هي تقنية Beamforming؟ هل فكرت يوماً كيف يمكن لإشارة لاسلكية أن تجد طريقها إليك بدقة وسط زحام الأجهزة والمباني؟
إذا كانت شبكات الاتصال التقليدية تُرسل الإشارة بشكل عشوائي في كل الاتجاهات، فإن تقنية Beamforming جاءت لتقلب المعادلة. فهي تشبه إلى حد بعيد أن تتحدث في ميكروفون موجه نحو شخص واحد بدلاً من الصراخ في غرفة ممتلئة بالأشخاص.
في هذا المقال، سنغوص سوياً لفهم ما هي تقنية Beamforming؟ متى وأين ظهرت؟ وما هي التحديات التي تواجهها هذه التقنية الرائدة في عالم الاتصالات الحديثة؟
وما أثرها في الجيل الخامس ؟
ما هي تقنية Beamforming؟
تقنية Beamforming تعني تشكيل الحزمة أو توجيه الإشارة. وهي طريقة ذكية لتركيز إرسال الإشارات اللاسلكية نحو اتجاهات محددة بدلاً من نشرها بشكل دائري وعشوائي.
حيث تقوم مجموعة الهوائيات بحساب شكل واتجاه الموجة بحيث تلتقي موجات الإرسال بطريقة بنّاءة (Constructive Interference) نحو جهة معينة بدلاً من أن تُبعث الإشارة في جميع الاتجاهات، وهذا ما يعزز قوة الإشارة وجودتها.
متى ظهرت تقنية Beamforming وأين استُخدمت لأول مرة؟
الجدير بالذكر أن تقنية الBeamforming ليست حكراً على 5G فهي كفكرة وتطبيق موجودة من قبل ظهور شبكات الجيل الخامس وتم استخدامها في مجالات عديدة بشكل محدود .
لكن التحوّل الرقمي وتطور المعالجات هو ما جعل تطبيق Beamforming على نطاق واسع ممكنًا في الهواتف، الشبكات وحتى إنترنت الأشياء IOT .
كما وبداية ظهورها كان في التطبيقات العسكرية والرادارات في خمسينيات القرن الماضي، لاكتشاف الأهداف بدقة. أي في أنظمة الرادار الدفاعية والمراقبة الجوية، ثم تطورت لاحقاً لتدخل عالم الاتصالات اللاسلكية مثل Wi-Fi ، 4G ، وتحديداً في شبكات الجيل الخامس 5G، بالإضافة إلى أنظمة Wi-Fi 6/6E/7، الأقمار الصناعية، تقنيات الصوت في المؤتمرات الذكية وحتى في السيارات ذاتية القيادة.
كيف تعمل Beamforming؟
تعتمد ھذه التقنية على مصفوفة من الهوائيات (Antenna Array) حيث يرسل كل هوائي إشارة مع إزاحة طور (Phase Shift) محسوبة بدقة، بحيث تندمج جميع الإشارات في الاتجاه المطلوب بقوة أعلى، بينما يحدث تداخل إلغائي في الاتجاهات الأخرى لتقليل التشويش.والنتيجة ھي شعاع مركّز من الإشارة یُشبه الليزر ، یصل إلى المستخدم المطلوب بأعلى كفاءة ممكنة.