الخلاصة
منذ أن دخل نظام بايدو للملاحة عبر الأقمار الصناعية (BiDou) مرحلة التشغيل التجريبي، تسارع توسعها العالمي. وكأساس لتطبيقات النظام، فإن التطوير التكنولوجي لرقائق الملاحة عبر الأقمار الصناعية لنظام بايدو للملاحة عبر الأقمار الصناعية أمر بالغ الأهمية. تستعرض هذه المقالة تاريخ تطوير نظام BeiDou وشرائح نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية BeiDou، وتحلل أوجه القصور والتحديات الحالية في الرقاقات، وتتوقع اتجاهات التطوير المستقبلية.

1. لمحة عامة عن نظام بايدو للملاحة بالأقمار الصناعية
في عام 1983، اقترح علماء صينيون مفهوم نظام تحديد المواقع المزدوج للأقمار الصناعية، ووضعوا الأساس لنظام بايدو. وفي الفترة من عام 2000 إلى عام 2003، تم إطلاق ثلاثة أقمار صناعية من طراز BeiDou-1 بنجاح، مما أدى إلى إنشاء نظام اختباري مزود بقدرات تحديد المواقع ومزامنة الوقت وقدرات الاتصال بالرسائل القصيرة. وفي الفترة بين عامي 2007 و2012، تم إطلاق 16 قمراً صناعياً لتوفير الخدمة لمنطقة آسيا والمحيط الهادئ وترسيخ مكانته كنظام الأقمار الصناعية الوحيد في العالم الذي يجمع بين وظائف الملاحة والاتصالات.

2. تطوير وتطور رقاقات نظام تحديد المواقع والنظم الراديوية المحلية BeiDou RDSS
في عام 2003، تم إصدار أول شريحة ملاحة “بايدو”، وهي BM3002، باستخدام عملية 0.35 ميكرومتر ودعم إشارات النظام العالمي لتحديد المواقع والنظام العالمي لتحديد المواقع (GPS) والنظام العالمي لتحديد المواقع (غلوناس). وفي عام 2008، تم إطلاق الجيل الثاني من الرقائق، مثل "Navigator One" وBM3005. اعتمدت هذه الرقائق بنية SOC ونواة DSP المدمجة، مما يتيح معالجة الإشارات وتحليل الرسائل في وحدة واحدة، مع استهلاك طاقة يبلغ حوالي 100 ميجاوات. وبحلول عام 2012، تم طرح رقاقات مطورة مثل BM3013، والتي تدعم المعالجة ثنائية الوضع RDSS وRNSS. تم تحسين العملية إلى 0.13 ميكرومتر، وتم تخفيض استهلاك الطاقة إلى 50 ميجاوات. وأدى تقدم هذه الرقائق إلى تصغير حجمها واعتمادها على نطاق واسع، حيث ارتفع عدد المستخدمين من 3000 إلى 5000 مستخدم سنويًا إلى ما يقرب من 20000 مستخدم.

3. البنية الأساسية لرقاقات BeiDou RDSS
تدمج الرقاقة معالجًا دقيقًا أو معالج الإشارات الرقمية (DSP)، وذاكرة ذات سعة كبيرة، وقنوات الإرسال والارسال الصاعد والهابط، وواجهات اتصال متنوعة. تتولى وحدة معالجة النطاق الأساسي معالجة الإشارات، بينما يقوم المعالج الدقيق بإجراء حسابات التحكم وتحديد المواقع. تربط الحافلات عالية السرعة الوحدات الداخلية، مما يحقق وظائف الملاحة والاتصالات عالية الدقة.

4. أوجه القصور والتحديات التي تواجهها رقاقات نظام تحديد المواقع الراديوية في نظام "بايدو
تبلغ حساسية الرقاقة حاليًا -128 ديسيبل ميلي واط -128 ديسيبل ميلي واط، وهي أقل من حساسية نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التي تبلغ -159 ديسيبل واط، مما يجعلها أكثر عرضة للعوامل البيئية وزوايا ارتفاع الهوائي. إن نطاق تردد إشارة الوصلة الهابطة قريب من البلوتوث والجيل الرابع، مع معدل نجاح الاتصال 90%-95% في المناطق الحضرية. تقتصر سعة اتصال الرسائل القصيرة على 1680 بت لكل إرسال. يتطلب الإرسال العالي للبيانات بطاقات متعددة تعمل بالتوازي، مما يؤدي إلى أحجام أكبر للنظام واستهلاك أعلى للطاقة. وبالإضافة إلى ذلك، يواجه الوصول العالمي لنظام الإرسال اللاسلكي RDSS تحديات مثل تبديل الحزمة. إذا تمت إضافة سواتل IGSO، فإن التغييرات في الأقمار الصناعية المرئية قد تؤثر على استقرار الاتصالات.

5. آفاق رقاقات BeiDou RDSS
تحتاج الرقائق المستقبلية إلى تحسين الحساسية والأداء الديناميكي وقدرات مكافحة التشويش. يمكن لخوارزميات ترميز تصحيح الأخطاء الأمامية وخوارزميات تحمل أخطاء مزامنة الإطار أن تعزز أداء الاستقبال. في البيئات ذات الديناميكية العالية، يجب تحسين معالجة الإشارات وتعويض إزاحة الترددات. من المتوقع أن يؤدي تكامل البطاقات المتعددة وتقنيات ضغط الترميز إلى زيادة سعة الاتصال والموثوقية. إذا توسعت وظيفة نظام البحث والاستقبال والإرسال والاستشعار عن بُعد لتشمل الأقمار الصناعية العالمية، فيجب معالجة مشاكل تبديل الحزمة لضمان معدلات نجاح الاتصالات العالمية.

6. خاتمة
خضعت رقائق الملاحة BeiDou لتحولات متعددة وترتبط ارتباطاً وثيقاً بتطوير النظام. ومع اشتداد المنافسة العالمية في أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية، تتمتع BeiDou بفرص تطوير مهمة بسبب تكامل وظائف الملاحة والاتصالات. وستكون الابتكارات في تكنولوجيا الرقائق عاملاً رئيسياً في تعزيز التوسع العالمي لنظام بايدو.