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美国国防部将在空战训练靶场测试人工智能电磁频谱管理技术

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美国国防部正在研制新型频谱管理技术的原型系统,旨在利用人工智能软件将无线电通信和无线数据链路路由到可用的最佳频率,同时考虑如何解决无线电波的拥塞甚至敌人的干扰等问题。

美国国防部正在研制新型频谱管理技术的原型系统,旨在利用人工智能软件将无线电通信和无线数据链路路由到可用的最佳频率,同时考虑如何解决无线电波的拥塞甚至敌人的干扰等问题。

该原型系统名为OSCAR,用于作战频谱综合、分析和响应,将在五个空战训练靶场进行开发和测试——加州的欧文堡国家训练中心、爱德华兹空军基地、中国湖海军空中武器站和木谷海军航空站,以及新墨西哥州的白沙导弹靶场。

目前,美国国防部面临着电磁频谱(EMS)日益拥挤的情况,并担忧潜在对手可能入侵、干扰或拦截美国军方所依赖的全球电磁频谱通信。

美国国防部2020年10月发布的《电磁频谱优势战略》的前言中写道:“美国已经进入了一个战争时代。在这个时代,美国在空中、陆地、海洋、太空、网络空间和电磁频谱(EMS)的主导地位受到对等和近对等对手的挑战。”“这些挑战暴露了美国军队对跨域电磁频谱的依赖,并促使美国国防部在电磁频谱领域开展活动,以保持全领域优势。”

10月26日,Peraton实验室宣布获得了美国国防部研究和工程副部长办公室授予的为期三年、价值1800万美元的合同。该实验室负责网络系统的副总裁Sunil Samtani表示,空战训练是新技术的绝佳用例。就像电子游戏一样,它需要足够的带宽来将模拟的敌方目标投射到受训者的视觉显示器上并实时操纵它们。

“飞行训练是一个非常非常困难的问题,”Samtani指出。“当你进行实时虚拟建设性训练时,你有空中“受训”机队,然后你有很多虚拟目标(基本是假想敌机)。”“而且你必须实时来回传递信息,并且具有高保真度,这就需要非常高的带宽。因此你可能会遇到频谱拥塞,不同的通信设备可能会相互干扰。”

OSCAR依赖于射频 (RF) 技术日益虚拟化。现代通信设备是软件定义的,只需运行不同的代码,就能够立即切换波长甚至波形。Samtani说,这些软件定义的无线电将有一个可供OSCAR插入的接口,这将允许它动态管理正在使用的频率。如果一个波长太拥挤或被干扰,OSCAR会指示使用该频率的发射和接收设备重新配置自己并切换到另一个不那么拥挤或不受干扰的频谱部分。

OSCAR通过控制渠道连接到软件定义的设备——这是一种与承载设备正在传输的数据或语音通信的信道不同的信道。Samtani表示,OSCAR的机器学习算法处理来自传感器网络信号处理的数据,并确定每次对话的最佳频率,以避免拥塞和干扰。

“其中一些无线电可以配置为频谱竞争。Samtani认为:“你可以在LPI(低截获概率)、LPD(低探测概率)或反干扰模式下运行它们。”“OSCAR的算法可以区分拥塞或意外干扰问题和来自对手的问题”,并会在适当的时候自动触发隐身或抗干扰模式。

现有的通讯设备不能动态地重新配置使用不同的频率,而OSCAR不仅能协调频率,还能协调时间和空间。目前的频谱管理方法缺乏OSCAR提供的自动动态编排,充其量只能用于确定手动操作的频谱使用计划。而OSCAR在频谱管理方面超越了目前的先进水平,通信用户不会注意到任何东西,除了可能比他们习惯的更好的通信质量。频率跳变完全可以自动发生,或者只是向频谱管理器提供一系列建议,这取决于如何配置OSCAR。

Samtani透露,OSCAR将为频谱管理人员提供频谱资源的“共同操作图”——显示哪些资产、在哪里使用哪些频率,管理人员可以看到使用频谱的范围内的所有资产,“甚至是那些他或她没有使用的资产……那里可能有占用频谱的人。”管理人员可以在一张图片上看到这一切。”

OSCAR使用了一个传感器网络(部署在整个范围内)来收集构成这种通用操作图像的数据,并显示在基于地图的仪表板上。仪表板还可以作为操作员控制台,OSCAR将提供频谱管理选项,以确保数据和语音通信的平稳运行。

 

来源中国航空工业发展研究中心

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