الاتصال المتكامل – الاستشعار – الملاحة – التحكم لشبكات رقمية ذكية منخفضة الارتفاع: الهيكل، التقنيات المُمكّنة، والتحقق التجريبي

Jiapeng LI ,  

Qixun ZHANG ,  

Jinglin LI ,  

Dingyou MA ,  

Zhiyong FENG ,  

Tingyu LI ,  

Jiajun HOU ,  

Abstract

يتطلب التقدم السريع في اقتصاد الارتفاع المنخفض (LAE) تحولًا جذريًا من الأنظمة المتجزئة نحو قدرات اتصال واستشعار وملاحة وتحكم متكاملة بعمق. لهذا الغرض، يقترح هذا البحث شبكة رقمية ذكية للارتفاع المنخفض (LADIN) كهيكل عام، مع تقنية استشعار واتصال متكاملة (ISAC) التي تعد التكنولوجيا الأساسية المُمكّنة التي توحد طبقاته الثلاث بشكل شامل. في طبقة البنية التحتية غير المتجانسة، نشرح تصميم موجة ISAC القائمة على تعدد الإرسال بالتقسيم الترددي المتعامد، مما يتيح للأجهزة ذات الغرضين تحقيق نقل بيانات عالي السرعة واستشعار بيئي عالي الدقة في نفس الوقت. داخل طبقة دمج البيانات الذكية، يتوسع دور ISAC إلى نموذج دمج متعدد الوسائط، مقدمًا نمط الاستشعار الكهرومغناطيسي الحاسم. تقوم هذه الطبقة ببناء فضاء خصائص مكانية زمنية موحد من خلال إدخال محولات إسقاط خلفي قابلة للتوصيل ونمذجة مكانية زمنية. تقوم هذه المحولات بدمج منهجي للبيانات غير المتجانسة من ISAC والكاميرات البصرية والرادار الضوئي (LiDAR) عن طريق عكس نماذج المراقبة الخاصة بها، متغلبة بذلك على الفروق التمثيلية وغموض الارتباطات. عند طبقة الخدمة والإدارة، يدفع هذا التمثيل المتماسك العمليات الخوارزمية وسياسات التحكم بشكل مباشر. يتم تحويل موارد ISAC إلى أصول قابلة للتخصيص ديناميكيًا، مما يتيح تحكمًا ذو حلقة مغلقة يستجيب للحالة الزمن الحقيقي لفضاء الخصائص، مثل إعادة تهيئة أوضاع تشغيل محطات القاعدة بناءً على الوعي الحيوي للحالة. يثبت التحقق من خلال استخدامات الاستشعار التعاوني متعدد الترددات والدمج متعدد الوسائط تحقيق مكاسب أداء كبيرة في متانة التتبع، واكتشاف الأهداف ذات مساحة مقطع راداري قريبة من الصفر مثل البالونات، وحوكمة المجال الجوي الحضري بسلاسة، مما يؤكد بشكل قاطع الإمكانات التحولية لمنهج متكامل بعمق يركز على ISAC لأنظمة LAE المستقبلية.

Keywords

اقتصاد الارتفاع المنخفض;الاستشعار والاتصال المتكامل;إدارة المجال الجوي;المركبات الجوية غير المأهولة;النظم السيبرانية الفيزيائية

READ MORE