ارتش آمریکا به دنبال حافظت از سامانه‌های رادیویی پهن باند

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبریان؛ امروزه طیف الکترومغناطیس منبعی کمیاب است که به صورت روزافزون متراکم می‌شوند. این طیف‌ها به عنوان نهادهایی دوست، دشمن و خنثی در هر زمان و مکان و فرکانسی در دسترس هستند. برای وزارت دفاع آمریکا، سامانه‌های فرکانس رادیویی مانند شبکه‌های ارتباطی و راداری باید در این تراکم کار کنند و توسط سیگنال‌های خودی و غیرخودی به خطر بیفتند.

نیاز به پشتیبانی از عملیات طیف الکترومغناطیس پهن باند (wideband)، به عنوان رویکردهای فعلی برای کاهش تداخل‌های گیرنده‌های پهن باند، اختلالات پیرامون سیگنال‌های حساس، باند مورد استفاده و عملکرد سیستم، فشار زیادی را به ارتش آمریکا وارد می‌آورد. به علاوه در صورت ایجاد تداخل توسط بسترهای خودی، رویکردهای سنتی برای جداسازی آنتن‌ها به منظور محافظت از گیرنده‌های پهن باند کافی نیستند.

تیموتی هانکوک (Timothy Hancock)، مدیر برنامه دارپا گفت:

حفاظت از رادیوهای دیجیتالی پهن باند از تداخل و جمینگ در محیط‌های الکترومغناطیسی غیرقابل پیش‌بینی برای قابلیت‌های دفاعی ما از اهمیت حیاتی برخوردار است. به همین دلیل برای پشتیبانی از فناوری رادیوی شناختی در زمینه معماری‌های مدار قابل تنظیم پهن باند تحقیقات صورت می‌گیرد. برخلاف رادیوهایی با پهنای باند کوچک (Narrowband)  که به سوییچ میان فیلترهای از قبل برنامه‌ریزی شده و لغو سیگنال باریک وابسته هستند؛ رادیوهای پهن باند امروزی از فرکانس‌های رادیویی فرانت اند (RF front end) بی‌بهره‌اند. این ویژگی می‌تواند قبل از رسیدن فرکانس به گیرنده‌های الکترونیکی حساس، سیگنال‌های مضر را کاهش دهد.

سازمان دارپا در قالب پروژه «حفاظت از فرکانس‌های رادیویی تطبیق‌پذیر پهن باند یا وارپ» (WARP)، در تلاش است تا لایه‌های حفاظتی گیرنده‌های پهن باند عملیاتی را در محیط‌های خصمانه و متراکم طیف الکترومغناطیس تقویت کند. هدف توسعه فیلترهای پهن باند و تطبیق‌پذیر و لغو کننده سیگنال آنالوگ است تا از رادیو‌های دیجیتالی پهن باند در برابر اشباع محافظت به عمل آید.

اشباع زمانی اتفاق می‌افتد که سطح قدرت یک سیگنال از محدوده پویا و قابل مدیریت یک گیرنده فراتر برود. زمانی که سامانه در معرض تداخل قرار می‌گیرد، وارپ از طریق کنترل هوشمند سخت‌افزاری با محیط مطابقت پیدا می‌کند و جلوی اختلال را می‌گیرد.

در قالب پروژه وارپ به منظور کاهش تداخل خارجی، فیلترها قابل تنظیمی توسعه پیدا می‌کنند که توانایی رصد و سازگار شدن دائمی را با طیف الکترومغناطیس دارد؛ اما حساسیت به سیگنال‌های حساس و پهن باند را کاهش نمی‌دهد.

هانکوک ادامه داد:

هدف وارپ کاهش اثر سیگنال‌های بزرگ، بدون ضعیف شدن سیگنال‌های کوچک است. یک سامانه فرکانس رادیویی پهن باند با تضعیف سیگنال‌های بزرگ، می‌تواند بهتر به هر دو سیگنال قوی و ضعیف در پهنای باند خود گوش کند.

هانکوک  با اشاره به اینکه وارپ همچنین جلوی تخریب سامانه توسط خودش را نیز می‌گیرد شرح داد:

در بعضی مواقع فرستند خود بزرگ‌ترین ایجاد کننده اختلال برای گیرنده است. به منظور مقابله با این چالش در گذشته سیگنال‌های ارسالی و دریافتی در 2 فرکانس مختلف انتقال پیدا می‌کردند که توسط دوپلکسر (duplexer) از یکدیگر جدا می‌شدند؛ اما برای سامانه‌های دفاعی، انتقال و دریافت سیگنال‌ها به صورت هم‌زمان از مزایای بسیاری برخوردار است. برای مثال می‌توان به دو برابر شدن توان شبکه اشاره کرد. از این مفهوم به عنوان انتقال و دریافت هم‌زمان یا استار (STAR) یاد می‌شود.

در حال حاضر به کارگیری استار به علت حصول اطمینان از اینکه فرستنده در کار گیرنده تداخلی ایجاد نمی‌کند، محدود شده است. وارپ می‌تواند این نشت و تداخل را پیش از رسیدن امواج به گیرنده تشخیص داده و کنترل کند.