जैसा कि हम सभी जानते हैं कि रेडियो स्पेक्ट्रम एक मूल्यवान प्राकृतिक संसाधन है। यद्यपि 3000GHz से नीचे के विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम को सैद्धांतिक रूप से रेडियो स्पेक्ट्रम कहा जाता है, तकनीकी सीमाओं के कारण, मानव वर्तमान में केवल उपयोग आवृत्ति बैंड को 9kHz से 400GHz तक विभाजित करता है। वास्तव में, सैन्य आवृत्ति बैंड 40GHz से नीचे केंद्रित होते हैं, जबकि नागरिक आवृत्ति बैंड मुख्य रूप से 3GHz से नीचे केंद्रित होते हैं। मोबाइल संचार प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास के साथ, नई वायरलेस संचार सेवाएं एक अंतहीन धारा में उभरती हैं, उपयोगकर्ताओं की संख्या में वृद्धि जारी है, और स्पेक्ट्रम संसाधन तेजी से दुर्लभ होते जा रहे हैं। इस समस्या को हल करने के लिए, विभिन्न उन्नत मॉडुलन तकनीकों, कोडिंग तकनीकों, बहु -एंटीना तकनीकों, लिंक अनुकूलन और अन्य नई तकनीकों का क्रमिक रूप से आविष्कार किया गया है। इन प्रौद्योगिकियों ने विभिन्न कोणों से चैनल क्षमता में सुधार किया है और अच्छे परिणाम प्राप्त किए हैं। हालांकि, शैनन सीमा के कारण, चैनल क्षमता को अनिश्चित काल तक बढ़ाना असंभव है। हालांकि एक निश्चित आवृत्ति बिंदु या आवृत्ति बैंड के लिए रेडियो स्पेक्ट्रम का पुन: उपयोग किया जा सकता है, यह एक निश्चित समय डोमेन और अंतरिक्ष डोमेन में सीमित है, और इसका पुन: उपयोग नहीं किया जा सकता है। स्पेक्ट्रम संसाधनों की कमी के विपरीत मौजूदा स्पेक्ट्रम की अत्यंत कम उपयोगिता दर है।
Figure 1 shows the 0-6GHz spectrum utilization tested by the University of California, Berkeley. The actual measurement results show that in the global licensed frequency band, even in the 300MHz to 3GHz frequency band with good signal propagation characteristics and very tight demand, the spectrum utilization rate is less than 6 percent ; in the 3-4GHz frequency band, the spectrum utilization rate is reduced to 0.5 percent ; Above 4GHz, the frequency utilization is lower. Therefore, how to effectively share spectrum resources and fully improve spectrum utilization has become an urgent problem to be solved. In this context, Cognitive Radio (CR, Cognitive Radio) technology proposes a new solution—improving the utilization efficiency of wireless spectrum through Dynamic Spectrum Sharing (DSS, Dynamic Spectrum Sharing).
सैन्य संचार में संज्ञानात्मक रेडियो का अनुप्रयोग
3.1 संचार प्रणाली की क्षमता में वृद्धि
वायरलेस स्पेक्ट्रम की कमी न केवल नागरिक क्षेत्र में, बल्कि सैन्य क्षेत्र में भी प्रमुख है। विशेष रूप से आधुनिक युद्ध की परिस्थितियों में, सीमित क्षेत्र में विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को गहन रूप से स्थापित किया जाता है, जिससे स्पेक्ट्रम संसाधन बेहद तंग हो जाएंगे। इसके अलावा, नागरिक रेडियो उपकरणों के उन्नयन और उपयोगकर्ताओं की संख्या में तेज वृद्धि के साथ, स्पेक्ट्रम की मांग भी बढ़ रही है। कुछ देशों में कुछ संगठनों ने नागरिक उपयोग के लिए सैन्य स्पेक्ट्रम का हिस्सा आवंटित करने के लिए आवेदन किया है। यह प्रवृत्ति निस्संदेह सैन्य रेडियो स्पेक्ट्रम संसाधनों की कमी को और बढ़ाएगी। सीआर गतिशील रूप से स्पेक्ट्रम संसाधनों का उपयोग कर सकता है, जो सैद्धांतिक रूप से दर्जनों बार स्पेक्ट्रम उपयोग में सुधार कर सकता है। इसलिए, भले ही सीआर को आंशिक रूप से अपनाया गया हो, पूरे संचार प्रणाली की क्षमता में काफी सुधार किया जा सकता है।
3.2 स्पेक्ट्रम प्रबंधन दक्षता में सुधार
युद्धक्षेत्र स्पेक्ट्रम प्रबंधन एक बहुत ही महत्वपूर्ण विषय है, और सभी देशों की सेना इस मुद्दे के अनुसंधान को बहुत महत्व देती है। हालांकि, वर्तमान में, युद्धक्षेत्र स्पेक्ट्रम आवंटन मूल रूप से निश्चित आवृत्ति आवंटन के रूप में किया जाता है। वास्तविक युद्ध की स्थिति से, यह योजना पूरी तरह से सफल नहीं है। एक ओर, यह आवंटन योजना न केवल स्पेक्ट्रम संसाधनों के कम उपयोग की ओर ले जाती है, बल्कि सिस्टम के भीतर या मैत्रीपूर्ण बलों के बीच आसानी से विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप का कारण बनती है; दूसरी ओर, इस आवंटन योजना के लिए लड़ाई शुरू होने से पहले स्पेक्ट्रम योजना के लिए बहुत समय की आवश्यकता होती है; इसके अलावा, एक बार संचार आवृत्ति निर्धारित हो जाने के बाद, इसे बदला नहीं जा सकता है चाहे युद्ध की स्थिति में कुछ भी हो। इसलिये
इसलिए, आधुनिक युद्ध में जहां युद्ध के मैदान की स्थिति तेजी से बदल रही है, निश्चित स्पेक्ट्रम आवंटन योजना सेनानियों को देरी करना आसान है। सीआर युद्ध के मैदान के विद्युत चुम्बकीय वातावरण को उस क्षेत्र में महसूस कर सकता है जहां यह स्थित है, और स्वचालित रूप से आवश्यक बैंडविड्थ और स्पेक्ट्रम की उपलब्धता का पता लगा सकता है। इसलिए, सीआर की मदद से स्पेक्ट्रम संसाधनों का आवंटन जल्दी से पूरा किया जा सकता है, और संचार प्रक्रिया के दौरान संचार आवृत्ति को भी स्वचालित रूप से समायोजित किया जा सकता है। यह न केवल नेटवर्किंग की गति में सुधार करता है, बल्कि संपूर्ण संचार प्रणाली की विद्युत चुम्बकीय संगतता में भी सुधार करता है।
3.3 सिस्टम की एंटी-हस्तक्षेप ईओडी जैमर क्षमता में सुधार करें
आधुनिक युद्ध की परिस्थितियों में संचार उपकरणों को मापने के लिए एंटी-जैमिंग क्षमता एक महत्वपूर्ण संकेतक है, और यह युद्ध जीतने के लिए एक महत्वपूर्ण गारंटी भी है। पारंपरिक चैनल एंटी-जैमिंग तकनीकों में मुख्य रूप से स्प्रेड स्पेक्ट्रम, फ़्रीक्वेंसी होपिंग, टाइम होपिंग और उससे प्राप्त संबंधित प्रौद्योगिकियां शामिल हैं। सीआर में न केवल उपरोक्त विरोधी -हस्तक्षेप क्षमता है, बल्कि डीबीएफ प्रौद्योगिकी के साथ संयुक्त स्थिति संवेदन प्रौद्योगिकी के उपयोग के कारण बीम दिशा को समायोजित करके हस्तक्षेप को भी दबाता है। सीआर न केवल विरोधी -हस्तक्षेप क्षमता में सुधार करता है, बल्कि संचार शक्ति को भी कम कर सकता है और विरोधी-अवरोधन क्षमता में सुधार कर सकता है। संज्ञानात्मक रेडियो में उन्नत मशीन सीखने की क्षमता होती है, जो हस्तक्षेप सीख सकती है और उसका विश्लेषण कर सकती है, ताकि यह सक्रिय रूप से उपयुक्त एंटी -जैमिंग रणनीतियों (उपयुक्त संचार चैनल, मॉड्यूलेशन विधि, ट्रांसमिट पावर, फ़्रीक्वेंसी हॉपिंग पैटर्न, आदि चुनें) का चयन कर सके। हस्तक्षेप से बचें। इसके अलावा, क्योंकि सीआर का कार्य आवृत्ति बैंड बहुत चौड़ा है, यह हस्तक्षेप की कठिनाई को भी बढ़ाता है।
3.4 आरएफ सिग्नल जैमर प्रदान करें इलेक्ट्रॉनिक काउंटरमेशर्स
इलेक्ट्रॉनिक काउंटरमेशर्स की पारंपरिक विधि पहले युद्धक्षेत्र रेडियो डिटेक्शन के माध्यम से युद्ध के मैदान के विद्युत चुम्बकीय वातावरण का पता लगाना है, और फिर युद्ध संचार नेटवर्क के माध्यम से इलेक्ट्रॉनिक काउंटरमेशर्स फोर्स को पता की गई स्थिति को संप्रेषित करना है, और इलेक्ट्रॉनिक काउंटरमेशर्स कार्य के लिए जिम्मेदार सैनिक बाहर ले जाएंगे। दखल अंदाजी। इस पद्धति के लिए न केवल बहुत अधिक जनशक्ति और भौतिक संसाधनों की आवश्यकता होती है, बल्कि विद्युत चुम्बकीय पर्यावरण टोही और इलेक्ट्रॉनिक प्रतिवाद के लिए जिम्मेदार सैनिकों के साथ घनिष्ठ सहयोग की भी आवश्यकता होती है। इसलिए, टोही से लेकर हस्तक्षेप के कार्यान्वयन तक की अवधि लंबी है, जिससे सेनानियों को देरी करना आसान है। सीआर युद्ध के मैदान के विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम की विशेषताओं को भांपकर मित्र या शत्रु की शीघ्रता और सटीकता से पहचान कर सकता है। यह इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम टोही का संचालन करते समय हस्तक्षेप को जल्दी से छोड़ या टाल सकता है, जो पारंपरिक रेडियो में उपलब्ध नहीं है।
3.5 सिस्टम इंटरकनेक्टिविटी बढ़ाएं
वर्तमान में, हमारी सेना की विभिन्न शाखाएँ विभिन्न मॉडलों के बड़ी संख्या में रेडियो स्टेशनों से सुसज्जित हैं। इन रेडियो स्टेशनों में अलग-अलग काम करने की आवृत्तियाँ, संचार शक्ति, मॉड्यूलेशन विधियाँ आदि हैं, और वे एक दूसरे से जुड़ाव और अंतःक्रियाशीलता प्राप्त नहीं कर सकते हैं, जो तीन सशस्त्र बलों के संयुक्त संचालन को प्रतिबंधित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक बन गया है। सेल फोन स्क्रैम्बलर जैमर एक विस्तृत आवृत्ति बैंड को कवर कर सकता है, और सिग्नल के बेसबैंड प्रोसेसिंग, आईएफ मॉड्यूलेशन और आरएफ सिग्नल वेवफॉर्म की पीढ़ी का एहसास करने के लिए सॉफ्टवेयर का उपयोग कर सकता है। अलग-अलग सॉफ़्टवेयर को स्वतंत्र रूप से लोड करके, एक सीआर शॉर्टवेव रेडियो स्टेशनों, अल्ट्रा-लघु तरंग रेडियो स्टेशनों और यहां तक कि उपग्रहों दोनों के साथ संचार कर सकता है। यह ठीक है क्योंकि सीआर स्वायत्त रूप से नेटवर्क संचार प्रोटोकॉल और सेवाओं को सीख सकता है,
सिस्टम की इंटरऑपरेबिलिटी और इंटरकनेक्टिविटी में सुधार।
उपरोक्त कार्यों और फायदों के अलावा, सीआर पोजिशनिंग और पर्यावरण धारणा कार्य भी प्रदान करता है, जिसमें सिविल रेडियो हस्तक्षेप और तेज नेटवर्किंग के लिए कम संवेदनशील होने के फायदे हैं, जो पारंपरिक रेडियो के अपूरणीय फायदे हैं।
सैन्य संज्ञानात्मक रेडियो के लिए 4 अवसर और चुनौतियाँ
सीआर को संचार विकास की अगली पीढ़ी की दिशा माना जाता है। चूंकि सीआर प्रौद्योगिकी वायरलेस स्पेक्ट्रम की उपयोग दक्षता में काफी सुधार कर सकती है, इसने उद्योग में बहुत ध्यान आकर्षित किया है और हाल के वर्षों में तेजी से विकसित हुआ है। हालाँकि, CR को अभी भी प्रयोगशाला से लेकर व्यावहारिक और सैन्य उपयोग तक कई चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है:
(1) अधिकांश वर्तमान शोध भौतिक स्तर पर रहता है, और सीआर नेटवर्किंग, नेटवर्क टोपोलॉजी, नेटवर्क प्रोटोकॉल आदि पर कुछ शोध होते हैं;
(2) तेज स्पेक्ट्रम संवेदन और संकेत पहचान प्रौद्योगिकी को और अधिक शोध की आवश्यकता है;
(3) तेज और प्रभावी पर्यावरणीय धारणा और पर्यावरणीय धारणा जानकारी का प्रभावी ढंग से उपयोग कैसे करें;
(4) जब सीआर गतिशील आवृत्ति समायोजन करता है तो लिंक पुनः -स्थापना और रखरखाव प्रौद्योगिकी;
(5) सीआर टर्मिनल का डिज़ाइन जटिल है, जिसके लिए एक विस्तृत-बैंड, उच्च-संवेदनशीलता आरएफ फ्रंट-अंत, तेज और कुशल डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग एल्गोरिदम की आवश्यकता होती है, और एक मजबूत और विश्वसनीय हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर डिजाइन जो सैन्य मानकों को पूरा करता है;
(6) सैन्य संचार की विशेषताओं और आवश्यकताओं के अनुरूप सीआर नेटवर्क को अधिक बुद्धिमान और अधिक बनाने के लिए मशीन लर्निंग और कंप्यूटर भाषा का बेहतर उपयोग कैसे करें;
(7) Compatibility between CR and active equipment. The cost of CR terminals is high, and even for military use, it is impossible to equip troops on a large scale in a short period of time. This requires that CR can cover most of the frequency bands, modulation methods and frequency hopping methods of our military's active communication equipment;
(8) टर्मिनल का लघुकरण और कम बिजली की खपत डिजाइन।
