Modern askeri operasyonlarda, güvenli ve güvenilir iletişim, etkili drone dağıtım ve kontrol omurgasıdır.Amond hava sistemleri (UAS) komuta sinyalleri, telemetri ve istihbarat, genellikle rakipsiz elektromanyetik ortamlarda, diğer modulationlar üzerinde kanıtlanmış olan tek modulation tekniğidir.

Frekans Değiştir Anahtarlama (FSK) Modern Drone Systems

FSK nedir?

Frekans Değiştirici, ikili verilerin (0 ve 1'in) bir taşıyıcı dalgasının ayrı frekansının geçişleri tarafından temsil edilmektedir. En basit formda - FSK (BFSK) - bir mantık 0, bir frekansta (thespace) ve bir mantık 1'in başka bir frekansta (örneğin, M-ary FSK (MFSK) gibi daha düşük oranlarda (MFSK) işareti ile daha düşüklüğün işaretli olması nedeniyle özellikle de sinyalsel olarak daha düşüklüğün düşük olması gerekir.

FSK'nın matematiksel temeli frekans modülasyonunda yatıyor; taşıyıcının anlık frekansı önceden belirlenmiş değerler arasında geçiş yapıyor. Çünkü modulation hafızasız ve non-coherent algılaması mümkün (örneğin, eşleştirilmiş filtreler veya faz kilitlenmiş döngüler kullanarak), alıcı mimarisi nispeten basit ve güçlendirici bir avantajdır.

FSK türleri Askeri Drone Links

Askeri drone iletişim sistemleri genellikle FSK'nın iki biçimini kullanır.ETHFLT:0)Minimum Shift Keying (MSK)), FSK'nın sürekli olarak en temel ve en dar telemetri kanalları veya düşüş modu için kullanılır.

Karşılaştırmalı Analiz: FSK vs. Diğer Dijital Modulation Schemes

FSK güvenli askeri drone iletişimleri için güçlü bir aday olsa da, modern UAS'ta kullanılan diğer dijital modulation şemalarıyla nasıl karşılaştırıldığını anlamak önemlidir.

  • [FONT:0]FSK vs. Amplitude Shift Keying (ASK): ASK, kırılganlık ve gürültüyü ele almak için son derece hassastır, çünkü frekansta veriye göre, çok fazla sağlamdır ve kasıtlı müdahaleye karşı.
  • [FONT=0)FSK vs. Faz Shift Keying (PSK) / Quadrature PSK (QPSK): ) PSK ve QPSK, verilen bir veri oranı için FSK'dan daha yüksek performans sunar; ancak, bu tür dinamiklere daha karmaşık taşıyıcı kurtarma devrelerini ve daha sıkılaştırma aşama gürültülerini talep eder.
  • [FONT=0)FSK vs. Orthogonal Frekans Bölüğü Multixing (OFDM): [Dönderlik bağlantılarının yüksek seviyeli bağlantı noktaları için baskın teknolojidir (örneğin, FSK'dan gelen video akışı, çok yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan bir kuvvetlendiricileri kullanarak).

Özetle, FSK askeri operasyonlar için vazgeçilmez bir niş kaplamaktadır: düşük çözünürlük, düşük güç, yarı-bölge modülasyon teknikleri ile ilgili yatırım devam etti. Dış kaynaklar, örneğin: 0.S. Air Force Research Laboratory's work on soft UAV iletişim).

FSK Askeri Drone İletişiminde Güvenlik ve Dayanıklılık Nasıl Geliştirilir

Jamming ve Interception'a karşı direniş

FSK'nın rakipli elektromanyetik spektrumdaki başlıca avantajı, yalnızca şüpheli ve alıcıya doğru bir şekilde kodlanmış olmasıdır.FARCS (FHSS)[FLT 1:0)[FONT=D)[FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=C)[FONT=C FONT=FONT=FONT=FONT=S))[FONT=CNT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=S COLOR=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=S=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=I=I=S=S=S=FONT=S=S=FONT=FO

Ek olarak, FSK sinyalleri, tipik fading kanallarının tutarlı genişliğini aşacak yeterli frekans sapması ile tasarlanabilir ve çoklu empati fadingini azaltan frekans çeşitliliği sağlar. Bu, düşük yüksekliklerde veya kentsel kanyonlarda çalışan dronelar için özellikle önemlidir.

Şifreleme Protokolü ile entegrasyon

FSK modulation'ın kendisi şifreleme sağlamaz; bu, şifreli bitler için FSK'nın sabit ve basit yapısına izin veren kriptografik korumalar, şifreleme/tacryption, AES-256 veya Type 1 (NSA- Onaylanmış) kodlamadan önce alanlanabilir kripto modüllerin ayrılmasıdır.

Ayrıca, FSK, FHSS'nin kombinasyonunu daha fazla azaltabilecek şekilde bir araya gelebilir ve FSK'nın birleşimi, FSK'nın ve güçlü şifrelemenin zaman geçtikçe çok katmanlı bir güvenlik duruşu oluşturur.

Askeri Drone Platformları için Uygulamayı Değerlendirme

Donanım ve Yazılım Gereksinimleri

Bir askeri drone sisteminde FSK'yi uygulamak, frekans sapması için dikkatli bir seçim gerektirir. verici, hızlı ve temiz bir şekilde, minimum aşamadan uzak durmaya devam etmek için gerekli olan USRP ailesi (SDRs) modulama parametrelerini - FSK dalgalama, sembol oranı ve umut verici dizileri - örneğin, FSK'nin entegre gücü güncellemeleri yoluyla modüller veya uygulama yoluyla değiştirilmelidir.

Yazılım tarafında, FSK modem, SNR zeminine yakın çalışırken, eşel kodlar veya LDPC'den gelen modeller ile otomatik kazanç kontrolü (AGC) ile sabitleme veya fading ile sabitleme için pilot tonlarla ilgili tespit edilmesi gerekir.

Güç ve Band geniş Verimlilik

FSK'nın drone için en çekici avantajları, lineer olmayan güç yükselteçleri (PAs) ile uyumluluktır, çünkü FSK sinyalleri sabit bir zarfa sahiptir (sırası değişmez), PA'nın yakın bir şekilde işletilmesine kıyasla, QAM veya OFDM gibi modulation şemaları yerine getirebilmeleri anlamına gelir. 10watt bir verici ile tipik bir küçük drone için, bu, bu, bataryanın 10 kat daha fazla verimini kullanarak% 20-30 oranında genişletilebilir.

FSK'nın bant genişliği frekans sapması ve sembolü oranına bağlıdır. BFSK için 1 (tüm bant FSK) daha büyük bir modlama indeksi, bant genişliği yaklaşık |f1 - f2| + 2* Rb (kıtlama oranı) MSK ve GMSK için, bant genişliği yaklaşık 1.2*Rb, sürekli olarak kullanılan FSK'yi kullanarak daha fazla spektrumlu dengeyi kullanın.

Operasyonel Kullanım Vakaları ve Vaka Çalışmaları

FSK tabanlı iletişim birkaç önemli askeri drone programlarında kullanılmıştır.TheETHFLT:0) General Atom MQ-9 Reaper), yüksek bant genişliği video beslemesi olmasa bile, FSK modlarını düşük seviyeli bir komut ve telemetriye sahiptir.

Başka bir örnek ise, L-3 İletişim CNI-5000 radyo kontrol bağlantısı için FSK'yi kullanıyor ve ayrı bir QPSK/OFDM yükseği kullanıyor. FSK bağlantı atmosferik gürültüye ve rekonnaissance drone'da çalışıyor.

Küçük taktik uçaklar, örneğin FSK-yapaylaşıcı bağlantılarına güvenmektedir.Bu sistemler genellikle şifreleme ile aşırı basit bir şekilde kullanılır, ağırlık ve maliyet birincil kısıtlamalar olduğu kısa vadeli görevler için yeterli performans sağlar.The small form faktörü talepleri bütünleşik antenler ve düşük güç yükselteçleri sağlar - FSK'nın sabit tutarları için iyi hizmet eder.

Future: Adaptif FSK ve Bilişsel Radyo

Bir sonraki askeri drone iletişimi bilişsel radyodan (CR) gerçek zamanlı olarak elektromanyetik ortama göre modülasyon şemalarını adapte etmek için ilkelerden yararlanacaktır.Bu paradigmada FSK sadece kullanılmayacaktır, ancak akıllı bir radyonun ağır bir şekilde ya da gürültülü olması için, bilişsel motor düşük seviyeli bir FSK moduna kadar yüksek frekans sapması gerekir. Kanalın gerekli olduğunda, kanala ve yüksek düzeyde gerekli olduğunda, yüksek çözünürlükte QAM veya OFDM veya OFDM'ye geçiş yapabilir.

Araştırma ayrıca SNR ve müdahale düzeylerine göre dinamik olarak ayarlanıyor. Örneğin, orta hız için 16-FSK ile başlayabilir ve gürültüyü iki katına çıkararak bunu kullanarak BFSK'ye düşebilir.

Ek olarak, MIMO (Multiple Access multiple Çıkış) teknikleri, kullanılan alıcıya doğru enerji konsantre hale getirmek için FSK'yı kooperatif kirişli temel olarak kullanabilir.Her drone, FSK sinyalini biraz farklı frekans dengelemesinde iletir ve bu tür kollektif dalgalara karşı dağıtılmış bir anten dizisi olarak gösterir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Frekans Değiştirici, askeri operasyonlarda güvenli drone iletişiminin temel taşı olmaya devam ediyor, bir miras teknolojisi olarak değil, aktif olarak gelişen bir modulation ailesi, rakipsiz ortamlarda dayanıklılık için optimize edilmiş bir şekilde optimize etti.Thelab property allows power-pervericis; its uyumluluğu with frequency hopeping and non-coherent detect provides strong direniş to jamming and fading; and its simple-latency provides easy integration with advancedcrypt and software-defined radio architectures. while newer modulations like of the constant systems, FSK will go-latency.