Kaip visi žinome, radijo spektras yra vertingas gamtos išteklius. Nors elektromagnetinis spektras, mažesnis nei 3000 GHz, teoriškai vadinamas radijo spektru, dėl techninių apribojimų žmonės šiuo metu naudoja tik naudojimo dažnio juostą nuo 9 kHz iki 400 GHz. Tiesą sakant, karinės dažnių juostos yra sutelktos žemiau 40 GHz, o civilinės dažnių juostos daugiausia yra sutelktos žemiau 3 GHz. Sparčiai plėtojant judriojo ryšio technologijas, naujos belaidžio ryšio paslaugos atsiranda begaliniame sraute, vartotojų skaičius ir toliau didėja, o spektro ištekliai tampa vis mažiau. Siekiant išspręsti šią problemą, iš eilės buvo išrasti įvairūs pažangūs moduliavimo metodai, kodavimo metodai, kelių antenos metodai, nuorodų pritaikymas ir kitos naujos technologijos. Šios technologijos pagerino kanalo pajėgumą iš skirtingų kampų ir pasiekė gerų rezultatų. Tačiau dėl Shannon ribos neįmanoma neribotą laiką padidinti kanalo pajėgumo. Nors radijo spektras gali būti pakartotinai naudojamas, tam tikram dažnio taškui ar dažnio juostai jis yra ribotas tam tikroje laiko srityje ir erdvėje ir negali būti pakartotinai naudojamas. Priešingai nei spektro išteklių trūkumas, yra labai mažas esamo spektro panaudojimo lygis.
1 paveikslėlyje parodytas 0-6 GHz spektro panaudojimas, kurį išbandė Kalifornijos universitetas Berklyje. Faktiniai matavimo rezultatai rodo, kad pasaulinėje licencijuotoje dažnių juostoje, net ir 300–3 GHz dažnių juostoje, turinčioje geras signalo sklidimo charakteristikas ir labai griežtą paklausą, spektro naudojimo lygis yra mažesnis nei 6%; 3-4 GHz dažnių juostoje spektro naudojimo greitis sumažinamas iki 0,5%; Virš 4GHz dažnio naudojimas yra mažesnis. Todėl, kaip efektyviai dalytis spektro ištekliais ir visiškai pagerinti spektro naudojimą, tapo neatidėliotina problema, kurią reikia išspręsti. Šiame kontekste kognityvinio radijo (CR, kognityvinio radijo) technologija siūlo naują sprendimą - pagerinti belaidžio spektro naudojimo efektyvumą per dinaminio spektro bendrinimą (DSS, dinaminio spektro bendrinimą).
Kognityvinio radijo taikymas karinėje komunikacijoje
3.1 Ryšių sistemos pajėgumų didinimas
Belaidžio spektro trūkumas pastebimas ne tik civilinėje, bet ir karinėje srityje. Ypač šiuolaikinio karo sąlygomis ribotoje teritorijoje intensyviai nustatomi įvairūs elektroniniai prietaisai, todėl spektro ištekliai bus labai griežti. Be to, atnaujinus civilinę radijo įrangą ir smarkiai padidėjus naudotojų skaičiui, spektro paklausa taip pat didėja. Kai kurios organizacijos kai kuriose šalyse pateikė paraiškas dalį karinio spektro skirti civiliniam naudojimui. Ši tendencija neabejotinai dar labiau padidins karinių radijo spektro išteklių trūkumą. CR gali dinamiškai naudoti spektro išteklius, kurie teoriškai gali pagerinti spektro naudojimą dešimtimis kartų. Todėl, net jei CR bus iš dalies priimtas, visos ryšių sistemos pajėgumas gali būti labai pagerintas.
3.2 Spektro valdymo efektyvumo didinimas
Mūšio lauko spektro valdymas yra labai svarbus dalykas, o visų šalių kariuomenė teikia didelę reikšmę šio klausimo tyrimui. Tačiau šiuo metu mūšio lauko spektro paskirstymas iš esmės atliekamas fiksuoto dažnio paskirstymo forma. Iš faktinės kovinės situacijos šis planas nėra visiškai sėkmingas. Viena vertus, ši paskirstymo schema ne tik lemia mažą spektro išteklių panaudojimą, bet ir lengvai sukelia elektromagnetinius trukdžius sistemoje arba tarp draugiškų jėgų; kita vertus, ši paskirstymo schema reikalauja daug laiko spektro planavimui prieš prasidedant mūšiui ; Be to, nustačius ryšio dažnį, jis negali būti pakeistas, nesvarbu, kas vyksta kovinėje būsenoje. nes
Todėl šiuolaikiniame kare, kuriame mūšio lauko situacija sparčiai keičiasi, fiksuoto spektro paskirstymo schemą lengva atidėti kovotojus. CR gali pajusti mūšio lauko elektromagnetinę aplinką toje vietoje, kurioje jis yra, ir automatiškai aptikti reikiamo pralaidumo ir spektro prieinamumą. Todėl spektro išteklių paskirstymas gali būti greitai užbaigtas naudojant CR, o ryšio dažnis taip pat gali būti automatiškai koreguojamas komunikacijos proceso metu. Tai ne tik pagerina tinklų kūrimo greitį, bet ir pagerina visos ryšių sistemos elektromagnetinį suderinamumą.
3.3 Pagerinti sistemos gebėjimą kovoti su trukdžiais EOD trukdymu
Kovos su trukdžiais pajėgumai yra svarbus rodiklis matuojant ryšių įrangą šiuolaikinio karo sąlygomis, taip pat yra svarbi garantija laimėti karą. Tradicinės kanalų apsaugos nuo trukdymo technologijos daugiausia apima plitimo spektrą, dažnių šokinėjimą, laiko šokinėjimą ir iš jo gautas susijusias technologijas. CR ne tik turi pirmiau minėtus atsparumo trukdžiams galimybę, bet ir slopina trukdžius, koreguodamas spindulio kryptį dėl to, kad jis naudoja padėties stebėjimo technologiją kartu su DBF technologija. CR ne tik pagerina atsparumo trukdžiams galimybę, bet ir gali sumažinti perdavimo galią ir pagerinti anti-perėmimo galimybes. Kognityvinis radijas turi pažangias mašininio mokymosi galimybes, kurios gali išmokti ir analizuoti trukdžius, kad jis galėtų pasirinkti tinkamas anti-trukdymo strategijas (pasirinkti tinkamą komunikacijos kanalą, moduliacijos metodą, perduoti galią, dažnio šokinėjimo modelį ir kt.), Kad aktyviai išvengtų trukdžių . Be to, kadangi CR darbinio dažnio juosta yra labai plati, ji taip pat padidina trukdžių sunkumus.
3.4 Pateikite RF signalo jammer elektronines atsakomąsias priemones
Tradicinis elektroninių atsakomųjų priemonių metodas yra pirmiausia aptikti mūšio lauko elektromagnetinę aplinką per mūšio lauko radijo aptikimą, o tada pranešti apie aptiktą situaciją elektroninių atsakomųjų priemonių jėgai per mūšio ryšių tinklą, o kariai, atsakingi už elektroninių atsakomųjų priemonių užduotį, atliks trukdžius. Šis metodas reikalauja ne tik daug darbo jėgos ir materialinių išteklių, bet ir reikalauja glaudaus bendradarbiavimo su kariais, atsakingais už elektromagnetinės aplinkos žvalgybą ir elektronines atsakomąsias priemones. Todėl laikotarpis nuo žvalgybos iki kišimosi įgyvendinimo yra ilgas, todėl lengva atidėti kovotojus. CR gali greitai ir tiksliai nustatyti draugą ar priešą, jausdamas mūšio lauko elektromagnetinio spektro savybes. Jis gali greitai išlaisvinti arba išvengti trukdžių atliekant elektromagnetinio spektro žvalgybą, kurios nėra tradiciniame radijuje.
3.5 Sistemos sujungimo gerinimas
Šiuo metu įvairios mūsų kariuomenės šakos yra aprūpintos daugybe skirtingų modelių radijo stočių. Šios radijo stotys turi skirtingus darbinius dažnius, perduoda galią, moduliavimo metodus ir t. t. ir negali pasiekti jungčių ir sąveikumo, kuris tapo svarbiu veiksniu, ribojančiu bendras trijų ginkluotųjų pajėgų operacijas. mobiliojo telefono scrambler jammer gali apimti platų dažnio juostą, ir naudoti programinę įrangą realizuoti bazinės juostos apdorojimo signalo, IF moduliacijos ir RF signalo bangos formos generavimo. Savarankiškai įkeldamas skirtingą programinę įrangą, CR gali bendrauti tiek su trumpųjų bangų radijo stotimis, tiek su ultratrumpųjų bangų radijo stotimis ir net palydovais. Būtent todėl, kad CR gali savarankiškai išmokti tinklo komunikacijos protokolus ir paslaugas,
Pagerinti sistemos sąveikumą ir jungiamumą.
Be pirmiau minėtų funkcijų ir privalumų, CR taip pat teikia pozicionavimo ir aplinkos suvokimo funkcijas, kurios turi privalumų, kad yra mažiau jautrūs pilietinio radijo trukdžiams ir greitesniam tinklų kūrimui, kurie yra nepakeičiami tradicinio radijo privalumai.
4 Karinio kognityvinio radijo galimybės ir iššūkiai
CR laikoma naujos kartos komunikacijos plėtros kryptimi. Kadangi CR technologija gali žymiai pagerinti belaidžio spektro naudojimo efektyvumą, ji pritraukė didelį dėmesį pramonėje ir pastaraisiais metais sparčiai vystėsi. Tačiau CR vis dar susiduria su daugybe iššūkių nuo laboratorinio iki praktinio ir karinio naudojimo:
(1) Dauguma dabartinių mokslinių tyrimų lieka fiziniame sluoksnyje, ir yra nedaug tyrimų apie CR tinklų kūrimą, tinklo topologiją, tinklo protokolus ir kt.;
(2) Greitojo spektro stebėjimo ir signalų identifikavimo technologijai reikia tolesnių tyrimų;
(3) Greitas ir efektyvus aplinkos suvokimas ir kaip efektyviai panaudoti aplinkos suvokimo informaciją;
(4) Susieti atkūrimo ir priežiūros technologiją, kai CR atlieka dinaminį dažnio reguliavimą;
(5) CR terminalo konstrukcija yra sudėtinga, reikalaujanti plačios juostos, didelio jautrumo RF priekinės dalies, greitų ir veiksmingų skaitmeninių signalų apdorojimo algoritmų ir tvirto bei patikimos techninės ir programinės įrangos dizaino, atitinkančio karinius standartus;
(6) Mašininis mokymasis ir kaip geriau naudoti kompiuterinę kalbą, kad CR tinklas taptų protingesnis ir labiau atitiktų karinių ryšių ypatybes ir reikalavimus;
(7) Suderinamumas tarp CR ir aktyvios įrangos. CR terminalų kaina yra didelė, ir net kariniam naudojimui neįmanoma per trumpą laiką aprūpinti karių dideliu mastu. Tam reikia, kad CR galėtų apimti daugumą mūsų kariuomenės aktyviosios ryšių įrangos dažnių juostų, moduliavimo metodų ir dažnio šokinėjimo metodų;
(8) Terminalo miniatiūrizacija ir mažo energijos suvartojimo projektavimas.
