认知无线电在军事中的应用
跳频、跳时以及由此衍生出的相关技术。CR不但具有以上抗干扰能力,而且由于其采用了位置感知技术,与DBF技术相结合,通过调整波束方向,来抑制干扰。CR不仅提高了抗干扰能力,而且还可以降低发射功率,提高抗截获能力。认知无线电具有先进的机器学习能力,能够对干扰进行学习和分析,使其能够选择合适的抗干扰策略(选择合适的通信信道、调制方式、发送功率、跳频图案等)对干扰进行主动规避。此外,由于CR的工作频段很宽,也加大了干扰的难度。
3.4 提供电子对抗能力
电子对抗的传统做法是首先通过战场无线电检测,侦察战场电磁环境,然后将侦察到的情况通过战役通信网传达给电子对抗部队,由担任电子对抗任务的部队实施干扰。这种方式不仅需要大量的人力物力,而且需要担任电磁环境侦察和电子对抗的部队密切配合。因此,从侦察到实施干扰的周期较长,容易贻误战机。CR通过感知战场电磁频谱特性,能够快速、准确地进行敌我识别。可以一边进行电磁频谱侦察,一边快速释放或躲避干扰,实现传统无线电所不具备的。
3.5 增强系统互联互通能力
目前我军各军兵种装备了数量众多、型号各异的电台。这些电台工作频率、发射功率、调制方式等各不相同,无法实现互联互通,已成为制约三军联合作战的一个重要因素。CR能够覆盖很宽的频段,并且用软件来实现信号的基带处理、中频调制以及产生射频信号波形。通过自主加载不同的软件就可以使得一部CR既能与短波电台通信,也能与超短波电台通信,甚至能够与卫星通信。正是因为CR能够自主学习网络的通信协议和服务,从而能从根本
上提高系统的互操作性和互联互通能力。
除了以上功能和优点之外,CR还提供定位及环境感知功能,具有不易受民用无线电干扰、组网快捷等优点,这些都是传统无线电无法替代的优势。
4 军用认知无线电面临的机遇和挑战
CR被认为是下下一代通信发展的方向。由于CR技术能够显著提高无线频谱的利用效率,引起了业界的极大重视,近年来得到了快速发展。然而,CR从实验室走向实用、走向军用,还面临诸多挑战:
(1)目前的研究大部分停留在物理层,对CR的组网以及网络拓扑、网络协议等研究较少;
(2)快速频谱感知和信号识别技术有待进一步研究;
(3)快速有效地进行环境感知以及如何有效利用环境感知信息;
(4)CR在进行动态频率调整时,链路的重新建立和保持技术;
(5)CR终端设计复杂,需要宽频带、高灵敏度的射频前端,快速高效的数字信号处理算法以及符合军用标准的稳健可靠的软硬件设计;
(6)机器学习以及如何更好地利用计算机语言,使CR网络更加智能化,更加符合军事通信的特点和要求;
(7)CR与现役装备的兼容性问题。CR终端成本高昂,即便是军用,也无法在短时间内大规模装备部队。这要求CR能够覆盖我军现役通信装备的绝大部分频段、调制方式以及跳频方式等;
(8)终端的小型化、低功耗设计。
目前CR技术还很不成熟,我们应该在充分借鉴这些研究成果的基础上,加大研究力度,争取早日研制出适合我国军队需求的CR;战术方面,如何将数量有限的CR运用于关键的场合,使其一旦能够装备部队就能发挥其卓越的性能,真正提升我军战斗力。相信随着对CR技术研究的不断深入,其对军事通信必将产生深远的影响。
参考文献:
[1] R. W. Broderson,A. Wolisz,D. Cabric,S. M. Mishra,and D. Willkomm.A cognitive radio approach forusage of virtual unlicensed spectrum[A].14th IST Mobileand Wireless Communications Summmit[C],June 2005.5.
[2] J.Mitola, Maquire G Q Jr. Cognitive Radio: Making Software Radios More Personal[J].IEEE Personal Communications,1999.6(4):13 - 18.
[3] J.Mitola. Cognitive Radio an Integrated Agent Architecture for Software Define
Radio[D].Ph.D thesis, Royal Institute of Technology,Stockholm,Sweeden,2000.
[4] J.Mitola.Cognitive rsdlo for flexible mobile multimediacommunication[J].Mobile Multimedia Communications.1999,11:3—1O.