Digital Modulation 개요

디지털 변조 기술은 현대 안전 군 커뮤니케이션 네트워크의 기초입니다. 그들은 디지털 방식으로 자료 빈 비트 (RF) 신호를 공기, 공간, 또는 철사에 전달될 수 있는 무선 주파수 (RF) 신호로 변환합니다. 아날로그 변조와는 달리, 디지털 방식으로 방법은 분리된 국가 (예를들면, 단계, 빈도, 진폭)에 정보와 같은, 멀리 소음, 방해 및 상호 작용에 취약하. 이 무장한 탄력은 디지털 방식으로 변조를 위한 디지털 방식으로 변조를, 무결성 및 무결성에 위한 무결성, 무결성, 그리고 무결성 확실한 가동을 위한 디지털 방식으로 변조를 만듭니다.

Fundamental 디지털 변조 기술

단계 이동 열쇠 (PSK)]는 디지털 비트를 나타내는 캐리어 신호의 단계에 따라 다릅니다. 그것의 간단한 형태로, 바이너리 PSK (BPSK)는 두 단계 주 (0° 및 180°)를 사용, 낮은 신호에 소음 비율 (SNR) 환경에서도 매우 강력한. 더 쿼드러티 PSK (QPSK) 및 8-PSK 같은 고급 변형은 상징 당 두 개 또는 세 비트 전송, 좋은 오류를 유지하면서 데이터 속도 증가.

Frequency Shift Keying (FSK) 두 개 이상의 프리다이터 주파수 사이의 캐리어 주파수를 이동. BFSK (binary FSK)는 두 개의 주파수를 사용합니다. M-ary FSK는 특히 진폭 왜곡에 저항하고 종종 주파수 호핑 확산 스펙트럼 (FHSS) 시스템에서 thwart 움직이지 않게.

Quadrature Amplitude Modulation (QAM)은 두 단계와 진폭 변형을 결합하여 여러 비트를 상징으로 인코딩합니다. 일반적인 별자리에는 16-QAM, 64-QAM 및 256-QAM이 포함됩니다. QAM은 대역폭 제약 군 위성 링크에 대한 높은 스펙트럼 효율을 달성하지만 기호 오류를 방지하기 위해 더 높은 SNR이 필요합니다.

아날로그 변조에 이점

디지털 변조는 이전 아날로그 방식(예: AM, FM)에 여러 가지 결정적인 이점을 제공합니다. 디지털 신호는 AES-256 또는 elliptic-curve 암호화와 같은 비대칭 구문체와 같은 비대칭 구문체를 사용하여 암호화된 엔드 투 엔드가 될 수 있습니다. 오류 수정 코드(예: LDPC, 터보 코드)는 손실된 데이터를 복구할 수 있습니다. 디지털 심볼의 분리된 성격은 고급 동등화 및 탐지 알고리즘을 허용합니다. 또한, 디지털 변조는 디지털 방식으로 변조 기능을 통해 디지털 방식으로 변조 기능을 쉽게 변경할 수 있습니다.

군 통신에 있는 수입

군 통신망은 경쟁사들이 상호작용, 잼, 또는 속속 변속을 시도하는 경연한 전자기 환경에서 작동한다. 디지털 변조는 아날로그 기술이 일치할 수 없는 보호와 성과의 다수 층을 제공합니다.

암호화 및 스프레드 스펙트럼을 통한 향상된 보안

디지털 신호는 변조하기 전에 비트 레벨에서 암호화 될 수 있습니다. 현대 군사 라디오는 ]NSA 유형 1] 또는 Suite B]] 암호화를 통합하여 물리적 신호가 캡처되는 경우에도 데이터가 적절하게 유지된다는 것을 보장합니다. 암호화를 넘어 directSS-sequence spread 스펙트럼 (DSLT:3)])을 분산시키는 디지털 신호는 디지털 신호가 수집하는 데만 사용됩니다.]

잼 및 방해에 대한 로bustness

잼 밍은 현대 전자 warfare에 있는 1 차적인 위협입니다. 퍼짐 스펙트럼과 결합된 디지털 방식으로 조음은 뜻깊은 반대로 jam (AJ) 기능을 제공합니다. FHSS 체계에서는, 운반대 빈도는 수로의 수백을 통하여 급속하게 홉을 홉 듭니다; 방해기는 모두 어려운 힘 금지인 모든 빈도를 동시에 커버해야 합니다. 마찬가지로, DSSS 체계는 신호를, 움직이지 않게 하는 것은 실제적으로 확산됩니다. 진보된 직각 주파수 디비전 다중화 (DMOFDI)는 몇몇 잼 끊김 정보를 개량하는 경우에, 몇몇 잃는 자료에 의해 더 잃는 정보를 개량합니다;

분광 효율 및 높은 데이터 처리량

대역폭은 군 운영에 대한 무서운 자원이며, 특히 위성 통신에 사용됩니다. 64QAM 및 256-QAM과 같은 디지털 변조 기술은 제한된 채널 대역폭 내에서 높은 데이터 속도 (예 : 10s Mbps)를 달성합니다. [[FLT : 0]]DVB-S2X[[FLT :1]] 및 [FLT :2]STANAG 4539[FLT : 3])는 적응성 적이고 및 동적 데이터 전송을 통해 대폭을 조절할 수 있습니다. 이 데이터는 대폭을 통해 대폭의 데이터 전송률을 극대화하고, 이 데이터는 대폭을 최적화하는 데 사용됩니다.

Secure Networks의 응용

디지털 변조는 거의 모든 군사 통신 시스템에 내장되어 있으며, 휴대용 전술 라디오에서 심 공간 위성 링크. 아래는 기본 응용 분야의 도메인입니다.

군 위성 통신 (MILSATCOM)

위성은 전략적 및 전술적 작업을위한 글로벌 연결성을 제공합니다. Wideband Global SATCOM (WGS)과 Advanced Extremely High Frequency (AEHF) QPSK, 8-PSK 및 16-APSK (amplitude phase shift keying)를 사용하여 보안, 안티 - JAD (Anti-jad)의 다중 연결 능력을 제공합니다. 이 다중 통신은 또한 여러 가지 통신 기술에 대한 요구 사항을 충족시킵니다. (PC)

전술적인 라디오 네트워크

Harris AN/PRC-117G와 같은 소프트웨어 정의 라디오 (SDRs) 및 Thales TRC-5000는 다중 디지털 변조파형을 구현합니다. 일반적인 군 파형에는 SINCGARS (FHSS), ]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

보안 음성 및 데이터 링크

IP(VoIP) 및 보안 메시징 시스템에서 음성을 암호화하여 분류 트래픽을 수행하는 디지털 변조를 사용합니다. 예를 들어, Secure Terminal Equipment (STE)과 SCIP](Secure Communications Interoperability Protocol)은 QAM 또는 PSK를 사용하는 디지털 링크에서 실행됩니다. 무인 공중 차량 (UAV) 명령 및 잼-폴더링은 일반적으로 비디오 스트리밍을 차단하는 동안 높은 수준의 스트리밍을 제공합니다.

고급 기술 및 미래 동향

더 높은 데이터 속도, 낮은 대기 시간 및 정교한 전자 공격에 대한 큰 저항은 디지털 변조에 혁신을 구동하는 것을 계속합니다. 여러 신흥 추세가 경계를 더 밀어 줄 것을 약속합니다.

적응형 변조 및 코딩 (AMC)

AMC는 수신기에서 채널 품질 피드백을 기반으로 실시간으로 modulation 순서와 오류 수정 코드 속도를 변경할 수 있는 송신기를 허용합니다. 군 네트워크에서는 신속하게 전파 조건을 변경하는 모바일 및 공수 노드에 필수적입니다. Cognitive 엔진 알고리즘은 빠른 수정을 통해 강력한 모드 (BPSK, rate-1/2 code)를 사용하여 잼 또는 고효율 모드 (64-QAM, rate-5/6)를 사용하여 결정합니다.

인공지능

기계 학습 및 AI는 변조 선택과 스펙트럼 관리를 최적화하는 데 적용됩니다. AI 구동 라디오는 과거 전자기 패턴에서 방해를 예측하고 자동으로 매개 변수를 조정할 수 있습니다. ]DARPA Challenge 문제와 같은 연구 프로그램은 Adaptive Radio 및 ]Army의 Cognitive Radio 이니셔티브는 딥 보강 학습이 급속하게 활성화 될 수 있는지 보여줍니다.

Quantum-Enhanced Modulation 및 Quantum 키 배포

Quantum 통신은 보안에 대한 새로운 가능성을 소개합니다. Quantum key Distribution (QKD)는 퀀텀 주 (예: photon polarization)의 속성을 사용하여 탐지없이 상호 동의하는 것이 불가능한 암호화 키를 생성합니다. 군 응용 프로그램은 위성 터미널의 안전한 재키를 포함합니다. 여전히 실험하는 동안, 퀀텀-enhanced modulation은 고전적인 RF 변조를 사용하여 하나의 일 협동자가 전략적 네트워크에 대한 전략적 보안을 제공 할 수 있습니다.

인지 라디오 및 동적 스펙트럼 액세스

인지 라디오 노드는 전자기 환경을 감지하고 방해와 움직이지 않게 할 기회를 줄이기 위해 프리퍼 주파수를 선택할 수 있습니다. 이는 마이크로 초 내에 홉 또는 적응할 수있는 빠른 디지털 변조가 필요합니다. Defense Advanced GPS receiver (DAGR)] 및 차세대 SDR는 인지 능력을 통합하여 안전한 링크 유지하면서 밀도가 높은 스펙트럼을 포장합니다.

디지털 변조는 군 커뮤니케이션 안전의 암반을 남아 있습니다. 기존 라디오에서 기본적인 PSK에서 현대 위성 시스템에서 고급 적응 OFDM에, 이 기술은 모든 도메인에 걸쳐 믿을 수 있는, 은밀하고, 잼 저항하는 연결을 가능하게 합니다. AI 몬 적응, 인지 라디오로 연구하고, 양 통신은 국가 안전을 보호하는 디지털 변조의 역할을 깊게 할 것입니다.