Ewolucja wojskowych systemów bezprzewodowych

Transkrypt

1 Ewolucja wojskowych systemów bezprzewodowych dr hab. inż. Jerzy Łopatka prof. WAT dr inż. Jarosław Michalak Warszawa, Kaliskiego 2 jlopatka@wel.wat.edu.pl, jmichalak@wel.wat.edu.pl Tel.: , Fax: W referacie przedstawiono zarys problematyki, jaką w ramach projektów międzynarodowych, realizowanych pod auspicjami Europejskiej Agencji Obrony zajmuje się Instytut Telekomunik (ITK) Wydziału Elektroniki WAT w zakresie wojskowej łączności bezprzewodowej. Realizowane projekty wpisują się w aktualne potrzeby wojska, a ich tematyka rzuca światło na możliwości tego rodzaju urządzeń i systemów łączności jakie będą oferowane w niedalekiej przyszłości. 1. Wprowadzenie Ewolucja technologii bezprzewodowych jest coraz szybsza. Wynika to głównie z rozwoju systemów cywilnych, zapewniających coraz szybszy i coraz powszechniejszy dostęp do multimedialnych inform cyfrowych. Ten potężny rynek wymusza również rozwój bazy technologicznej, pozwalającej na miniaturyzację urządzeń radiowych i zwiększenie ich możliwości. Nowoczesne urządzenia cywilne z oczywistych względów nie spełniają wymogów wojskowych, lecz bazując na nowoczesnych technologiach możliwe jest opracowanie wojskowych urządzeń radiowych nowej gener. W celu uzyskania możliwości wymiany niejawnych inform pomiędzy członkami sił koalicyjnych, optymaliz kosztów projektu, szerokiego wykorzystania posiadanych doświadczeń, skrócenia czasu opracowania i minimaliz ryzyka niepowodzenia, urządzenia te opracowywane są w ramach projektów międzynarodowych, z udziałem największych firm europejskich. Celem udziału Polski w tych projektach jest pozyskanie wiedzy, niezbędnej do uzyskania zdolności obronnej, polegającej na posiadaniu nowoczesnego, sieciocentrycznego i interoperacyjnego systemu wojskowej łączności radiowej. 2. Realizowane programy międzynarodowe Na rysunku kolorem zielonym oznaczono projekt realizowane, niebieskim projekt będący w ostatnim stadium uzgodnień, janoszarym projekty w stadium negocj, ciemnoszarym projekty planowane dla zapewnienia kompatybilności z systemem PR4G oraz sojusznikami pozaeuropejskimi.

2 Programy międzynarodowe z zakresu radia programowanego SDR ESSOR E WOLF WOLF 2 EDA SETUP ICAR CORASMA PL PR4G Coal WNW2 WOLF - świadomość sytuacyjna (SITAWE), identyfikacja (RBCI) ESSOR - budowa radiost programowanych SDR, waveform o dużej przepustowości (HDR) CORASMA radio inteligentne (cognitive radio) SETUP zarządzanie sieciami radiowymi ICAR blokada radiowego wyzwalania IED 2.1.Projekt ESSOR ESSOR European Secured Software Defined Radio Europejskie Bezpieczne Radio Programowane Cel: Zapewnienie bezpiecznej łączności pomiędzy pojazdami w działaniach koalicyjnych SCA programowa architektura komunikacyjna Nowy operacyjny waveform o dużej przepływności Bezpieczeństwo dla interoperacyjności i przenoszenia waveformu Środowisko certyfikacyjne Głównym celem projektu jest opracowanie programowej architektury komunikacyjnej wraz z nowoczesnym waveformem operacyjnym mającym umożliwić współpracującym siłom pełną interoperacyjność z jednoczesnym zapewnieniem kompatybilności z narodowymi urządzeniami łączności. Realizowane w szeregu krajów skojarzone projekty przemysłowe (również w Polsce) mają zapewnić powstanie cetyfikowanych urządzeń oferujących wojsku wieloletnią eksploatację z możliwością reprogramowania radiost w funkcji zmieniających się potrzeb operacyjnych.

3 BTS 2.2.Projekt WOLF WOLF Wireless robust Link for urban Force operation Radiowa łączność dla działań w terenie zurbanizowanym Łączność pomiędzy żołnierzami i ich macierzystymi wozami Transmisja map, zdjęć, video, położenia itp, Wymiana świadomości sytuacyjnej, Filtracja przestrzenna danych. możliwość rekonfigur sieć ad-hoc ze stałą infrastrukturą lub bez, łączność na zewnątrz i w budynkach, dołączenie do istniejących alternatywnych sieci lub infrastruktury, wspólne wykorzystanie widma. France, Italy, Spain, Poland, Germany, Sweden, Finland Głównymi celem projektu WOLF jest usprawnienie bezpiecznej łączności radiowej oraz mechanizmów powiadamiania sytuacyjnego i obróbki inform. Przy realiz tego celu szczególną uwagę przywiązuje się do efektywnej integr łącza radiowego i usług operacyjnych na poziomie sieciowym. WOLF skupia się na specyfice działań w terenie zurbanizowanym grup spieszonych pododdziałów. 2.3.Projekt ICAR ICAR Intelligent Control of Adversary Radio-communications Inteligentna kontrola łączności radiowej przeciwnika Zbieranie inform rozpoznawczej i zakłócanie łączności przeciwnika, przy ograniczonym wpływie na inne systemy, Inteligentne blokowanie deton IED przez radio. IED THC(F) oraz MUT(Pl), RMA(B), JR(A), TNO( Nl), FKIE( D), AOS (Si) TEL(Gr) oraz podwykonawcy: UCL/RMA( B) PIAP/MUT(Pl)

4 Projekt ICAR dostarczyć ma nowoczesnych rozwiązań w zakresie celu 3.6 R&T dotyczącego inteligentnej kontroli komunik komórkowej przeciwnika. Obejmuje on jednak wszystkie możliwe do wykorzystania przez przeciwnika zakresy częstotliwości. Głównym celem jest zwiększenie możliwości przechwytywania i kontroli komunik radiowej w rejonach zabudowanych i o podobnych właściwościach propagacyjnych. Wyniki projektu mają zapewnić możliwość selektywnej prewencji, kontroli, przechwytywania i blokowania sygnałów radiowych przeciwnika z jednoczesnym brakiem zdecydowanie negatywnych efektów na środki łączności własnej. Opracowane techniki powinny między innymi umożliwić skuteczne zapobieganie inicjowaniu improwizowanych ładunków wybuchowych w szerokim ujęciu oper wojskowych oraz działań cywilnych (operacje rządowe, ochrona konwojów, misje pomocowe itp). 2.4.Projekt CORASMA CORASMA COgnitive RAdio for dynamic Spectrum Management INTELIGENTNE RADIO DLA DYNAMICZNEGO ZARZĄDZANIA WIDMEM Zdefiniowanie CONOPS uwzględniających specyfikę Sił Zbrojnych poszczególnych krajów, Zdefiniowanie standardowej architektury systemowej CR, Wprowadzenie zaleceń do definiowania nowych, koalicyjnych waveform ów, Opracowanie stosu protokołów dla dynamicznie zmiennych topologii sieci komunikacyjnych, Opracowanie metod oceny kanałów radiowych, wykrywania i unikania zakłóceń, Opracowanie algorytmów podejmowania decyzji i uczenia w adaptacyjnych sieciach komunikacyjnych, Badania i opracowanie demonstratora technologicznego. GMV (Sp), INDRA (Sp), Saab (Sw), Selex (It) Thales Communications France (Fr) Coordinator, Thales Italia (It) Thales Communications Belgium (Be), TNO (NL), University of Oulu / CWC (Fi) Ideą projektu jest przygotowanie europejskiego przemysłu do opracowania w latach 2010 do 2015 następnej gener systemów wojskowych wykonanych w technologii Cognitive Radio (CR), która bazując na rozwiązaniach Software Defined Radio (SDR), przystosowywałaby wojskowe sieci radiowe do wymagań przyszłego pola walki wykorzystującego ideę NEC (Network Enable Capabilities). Jednym z podstawowych problemów takiego środowiska jest stosowanie odpowiednich metod zarządzania widmem częstotliwości wykorzystującego algorytmiczne zdolności systemów do adapt w złożonym środowisku elektromagnetycznym. Celami głównymi projektu są: Rozwój europejskiej militarnej bazy technologicznej w zakresie wojskowych systemów bezprzewodowych Uzupełnienie wysiłków Komisji Europejskiej i Europen Defence Agency (EDA) w zakresie europejskiego radia inteligentnego Opracowanie i promocja wspólnych, militarnych wymagań na dynamiczne zarządzanie widmem w systemach wojskowych Wzmocnienie działań zmierzających do interoperacyjności z NATO i USA.

5 2.5.Projekt SETUP Głównym celem projektu jest opracowanie zautomatyzowanych mechanizmów zarządzania sieciami radiowymi w różnych i zmieniających się warunkach pola walki. Próba implement wyników analizy zjawisk i potrzeb w tym zakresie, które gromadzone są na przestrzeni wielu lat oraz są przedmiotem rysowania perspektyw w tym obszarze nie jest zadaniem błahym, a oczekiwane rezultaty są trudne do przecenienia. Na rysunku poniżej przedstawiono planowany harmonogram realiz projektu w powiązaniu z innymi, omawianymi wyżej tematami. SETUP SDR Network Supervision Zarządzanie Siecią Radiost Programowanych (SDR) Narzędzia do przygotowania rozwinięcia operacyjnego sieci organizacja łączności pomiędzy pojazdem naziemnym, stacją nieruchomą i helikopterem, ustalenie liczby węzłów sieci itp. i interpretacja tych wyników na wielkości techniczne takie jak: struktura ramki, długość kolejki danych itp.; Narzędzia do monitorowania sieci radiowej w czasie realiz misji Manager sieci radiowej - zbiera informacje o przeciążeniach i na tej podstawie konfiguruje poszczególne radiostacje. Agent sieci jest aplikacją instalowaną w poszczególnych radiostacjach i współpracującą z aplikacją zarządzania. Efektem końcowym będzie demonstrator technologii Finland : EB, University of Oulu CWC, Poland : MUT, EIT+, Radmor Sweeden : Saab, Belgium: TCB, Ecole Royale Militaire contacted, Netherland : TCNL, France : TCF, Cogisys. SETUP i główne projekty związane ESSOR (01/2009, 06/2013) Software Defined Radio CORASMA (04/2010, 04/2013) Cognitive radio WOLF (12/2008, 12/2010): WF design, SDR 2010 WOLF ESSOR CORASMA SETUP 2015 Setup presentation EDA meeting 17/

6 3. Wnioski W świetle wyżej opisanych, realizowanych we współpracy z przemysłem krajowym, międzynarodowych projektów technicznych zmierzających z osiągnięcia nowych zdolności operacyjnych radiost, można wnioskować, że Wojsko Polskie w tym dziesięcioleciu ma szansę otrzymać rodzime, bezpieczne i nowoczesne urządzenia i protokoły radiokomunikacyjne. Rozwiązania te są w pełni spójne z obecnymi trendami technicznymi w Europie i na świecie. Nie zapomina się również o zapewnieniu kompatybilności ze starszym parkiem technicznym oraz z pozaeuropejskimi członkami NATO.