- إنضم
- 22 سبتمبر 2010
- المشاركات
- 334
- التفاعل
الراديوهات العاملة بالبرمجية
تفتح آفاقاً جديدة للاتصالات العسكرية
اعتمد مفهوم الراديوهات العاملة على البرمجية Software Defined radis "SDR" منذ العام ١٩٩٨ وباتت الخدمات التي تؤديها تعتمد على البرمجية من الدرجة الأولى، مما اتاح لهذه الراديوات المتقدمة العمل مع راديوهات تقليدية متقادمة لعشر سنوات على الأقل، مستخدمة اشكالاً موجية قديمة وجديدة على حد سواء مثل الشكل الموجي لراديو الجندي الحديث SRW. وحالياً ينتج العديد من الشركات راديوهات SDR مثل شركة "Harris HF" الأسترالية، بينما دخل راديو "JTRS" مرحلة الانتاج بالجملة. اما المبتكرات المستقبلية فسوف تنصب على الارجح على الشكل الموجي المستخدم، وتطوير برمجيات النظام ذاته.
لعل التوضيح الأفضل للراديو، العامل بالبرمجية SDR هو باعتبار ان معظم مهامه تعتمد على البرمجية بالطريقة ذاتها التي يؤدي فيها الكمبيوتر الشخصي "PC" مهامه لمعالجة الكلمات والتفتيش عن المعطيات والمعلومات ومعالجتها ومراقبة مراجعة المعلومات وانتقائها وتقويمها، الى جانب المهام الأخرى مثل البرامج الكمبيوترية المتنوعة والألعاب وتسجيل الأغاني وغير ذلك. بدأ تطور راديوات "SDR" في العشر سنوات الأخيرة مما سهل على منتجي الراديوات حول العالم القيام بعملهم فما كان عليهم لتطوير منتجاتهم ونشرها بشكل أفضل سوى تطوير برمجياتها لتقوم بوظائف جديدة ذات اهمية كبيرة بالنسبة الى الجندي، وعموماً يمكن تطوير البرمجيات حتى في مسرح العمليات بواسطة الخبراء. وكان لهذه السهولة النسبية لجهة التطوير الفضل في حل الكثير من المشاكل ان بالنسبة للمستخدم او للمنتج.
يعتبر ادراك الوضع الميداني جزءاً مهماً بالنسبة لعمل SDR وما يعزز هذا العمل هو قدرته بحد ذاتها في نقل المعطيات من شبكات البيانات لاسلكياً ابان الطيران، فمثلاً، يُجهز كل جندي مشاة بجهاز
راديو معرّف برمجياً مع مستشعر نظام تحديد الموقع جغرافياً عن طريق الأقمار الاصطناعية "GPS" وهذا الخلط من الراديوات يتمتع بالقدرة على تموضع كل جندي ضمن الشبكة وبالتالي نشر الصورة لكل عنصر متواجد في ساحة القتال أينما كان ومن الممكن ايضاً ان تقاس اشارات الجندي وتنقل على الشبكة.
في هذه الحال، يمكن للقادة التقاط صور سريعة للوحدات التي تقع تحت سلطتهم سواء كان الجنود قد أصيبوا أو قضوا او تعرضوا لضغط نفسي أو جسدي، وضمن هذا الاطار، قد يكون الأمر الأكثر أهمية بالنسبة لتكنولوجيا SDR هو امكانية ادخال أي تحديثات على نظم الراديو تلك من خلال تطوير البرامج كدورة حياة عمل النظم الراديوية وتمكين المستخدم من التأقلم سريعاً مع القدرات المعززة الجديدة والتحديات والتهديدات.
هذا، وتعتبر التوافقية العملانية احدى ابرز الميزات التكنولوجية لاجهزة SDR وواحدة من العوامل الرئيسية الدافعة لتطوير النظم الراديوية الخاصة بالجنود وبالتالي نشرها بين القوات المسلحة.
سابقا، كانت تعتبر البرمجيات واجهزة الكمبيوتر المفتاح الاساس لنقل المعطيات الراديوية المعرفة ضمن برمجيات، محددة فالراديوات RF القديمة كانت قد بنيت لهذا الغرض حيث تستخدم ضمنها ترددات RF. وفي هذا الصدد، اعتبرت تكنولوجيا الحوسبة التطور الطبيعي الذي يعمل على تحويل الراديوات الموجودة في اجهزة الكمبيوتر الى ترددات RF.
ان البرامج التي تحملها البرمجية في راديوات "SDR" تحدد الوظائف التي يقوم بها هذا النوع من الراديوات مثل مدى التردد، وامن الاتصالات، والتردد الفاخر، ومزايا اخرى ضرورية للعمل مع الراديوات التقليدية والمتقادمة وتعرف بالشكل الموجي. ان نظام "SDR" المستخدم لدى العسكريين الاميركيين يعرف ب "SCA" اي النظام المتميز بهندسة اتصالات مفتوحة تخوله العمل مع راديوات تقليدية وحتى قديمة.
تستخدم كلمة "Protocole" للدلالة على شكل الموجة خلال تنقل المعلومات من طرف لآخر حيث تستخرج المعلومات وتعالج للاستفادة منها. اما البرامج المستخدمة بكثافة متزايدة من قبل العسكريين في الولايات المتحدة وحلفائها حول العالم، فهو نظام الراديو التكتي المشترك "JTRS".
يذكر ان التجديد الرئيسي في برمجيات الراديوات العاملة بالبرمجيات، هو امكانية شحن برمجيات "SINCGARS" للاتصالات على راديوات "SDR"، وتعتبر شركة "ITT" من رواد بناء الموجة احادية القناة البرية والمحمولة جوا، وتستخدم هذه الموجة لتحديث الراديوات العتيقة وتزويدها بقدرات "SDR". واذا ما احتاج احدهم، الى مميزات اخرى للراديو لديه، مثل انتقاء المعلومات، فما عليه، ليحصل على ذلك سوى القيام بكبسة زر. فوائد راديوات "SDR" كثيرة، الا ان بعضها ذو اهمية كبيرة بالنسبة للمستخدم العسكري واهمها التبادل التشغيلي مع الراديوات الجديدة والقديمة على حد سواء وقدرة هذه الراديوات على القيام بمهام الاتصال من خلال شبكات الاتصالات الموجودة ام الميدانية مع انجاز مهام فيها قدر كبير من الذكاء بطريقة آلية تماما. وكان في الماضي القريب من المتعذر بل من المستحيل تنفيذ هذا الكم الكبير من مهام الاتصالات بجهاز واحد بل يستلزم الامر عدة راديوات.
تكنولوجيا إعادة تأهيل الراديوات
ان مبدأ دمج المعالجة الكمبيوترية في الراديوات تشكل العامل الاساسي في اعادة تأهيل الراديوات الى المستوى "SDR" وبتطور قدرات دمج المعالجة الكمبيوترية كذلك تطورت عمليات تأهيل الراديوات.
وما قدرات معالجة الاشارات الرقمية "DSP" وشتى انساق البرمجية الميدانية "FPGAs" وكمبيوترات معالجة المشكلات التقليدية وتصاميم البرمجيات وتطوير المعدات سوى خطوات توصل جميعها الى تطوير الراديوات العاملة بالبرمجية وتحسين ادائها.
ولتستطيع راديوات "SDR" معالجة الاشكال الموجية ينبغي ان تتطور في المقابل تكنولوجيا "SDR"، وهذه حسب الخبراء قد تطورت فعلا فباتت اكثر قدرة وتستهلك طاقة اقل وغدت تكنولوجيا المكونات الاساسية في راديوات "SDR" اكثر قوة وذات اسعار مقبولة. كما انخفض حجمها الى حد مقبول جدا. واليوم ايضا استنبطت سبل لاختبار البرمجيات والتأكد من حسن عملها.
هذا ولا ننسى ان مصادر الطاقة اللازمة لعمل راديوات "SDR" تطورت وباتت اقل حجما بمخزون طاقة اكبر مما سمح بدوره في تطوير الراديوات "SDR". وما زالت الدوائر المدنية والعسكرية حول العالم تضغط على خبراء الكيمياء لجهة استنباط مواد جديدة اقل حجما واكثر دفعا كهربائيا.
مستقبل الراديوات العاملة على البرمجية "SDR"
بالنسبة للطاقة يتوقع انه في السنوات القليلة المقبلة سوف نرى ظهور تكنولوجيا خلايا الطاقة التي سوف تلعب دون شك دورا رئيسيا في مستقبل الراديوات العاملة بالبرمجية وقد نرى الجندي آنذاك يرتدي نظما عاملة بخلايا الطاقة "Fuel Cells" سوف تسمح له بتشغيل عدة نظم اما خلايا الطاقة المدمجة في الراديوات فقد يمر جيلا قبل ان نراها عاملة.
اما حجم الراديوات العاملة بالبرمجية فتنتجه الى حجم مخفض بنتيجة انخفاض حجم كومبيوترات المعالجة فلا يتعدى حجمها العلبة الصغيرة او حجم الراديو التقليدي او الراديو الشخصي.
وبما ان تكنولوجيا "SDR" وانخفاض حجمها ووزنها واقتصاد اكثر فأكثر لاستهلاك الطاقة فسوف يعمد مصممو نظم الاتصالات العسكرية الى دمج قدرات البرمجية في راديوات "SDR" في نظم اخرى فقد نرى مثلاً راديوات "SDR" تلبس كساعة يد مع شاشات عرض صغيرة او حتى مثبتة على الخوذة تدمج قدرات الراديو والعرض مع بعضها.
وبالنسبة الى تحديث الراديوات لناحية القدرة "SDR"، نرى ان شركة Rockwell Collins تحدث الراديو القديم نسبيا AN /ARC-210 من انتاجها بقدرات "SDR". ان امر ايجاد استخدامات جديدة بالنسبة الى راديوات "SDR" هو في رأس الاهتمامات على لائحة الجيش الاميركي نظرا لان تكنولوجيا "SDR" جديدة نسبيا ويحاول الاختصاصيون التأكد من مدى فعالية شبكات الاتصالات باستخدام المكثف لراديوات العاملة بالبرمجية على ساحة المعركة ومدى فائدتها في توجيه العربات البرية غير المأهولة باعتماد برمجية دقيقة مسبقة وكيفية تصرف الروبوطات، واستخراج المعلومات بالاضافة الى مدى مساعدة هذه الراديوات للجندي على استخراج المعلومات المتضمنة في معطيات المستشعرات واذا تم ذلك بصورة جيدة سوف يعني قدرة الجندي تكوين صورة معينة شاملة لمسرح العمليات مع اماكن تواجد الصديق والعدو.
بالاضافة يسعى الباحثون الى دراسة كيفية الافادة من قدرات راديوات "SDR" على المساعدة في الحرب الالكترونية وحتى كشف المواد الكيميائية والبيولوجية والاشعاعية الضارة على ساحة القتال مع القيام بنشاطات الاستخبار.
ويقول الخبراء انهم يتوقعون تطوير الراديوات "SDR" لتقدم درجات معينة من الذكاء الاصطناعي بحيث نستطيع في البيئة التي تعمل ضمنها تحديد الترددات الحالية من التشويش والبث عليها بشكل الي تماما.
http://www.arabdefencejournal.com/article.php?categoryID=13&articleID=1535
تفتح آفاقاً جديدة للاتصالات العسكرية
لعل التوضيح الأفضل للراديو، العامل بالبرمجية SDR هو باعتبار ان معظم مهامه تعتمد على البرمجية بالطريقة ذاتها التي يؤدي فيها الكمبيوتر الشخصي "PC" مهامه لمعالجة الكلمات والتفتيش عن المعطيات والمعلومات ومعالجتها ومراقبة مراجعة المعلومات وانتقائها وتقويمها، الى جانب المهام الأخرى مثل البرامج الكمبيوترية المتنوعة والألعاب وتسجيل الأغاني وغير ذلك. بدأ تطور راديوات "SDR" في العشر سنوات الأخيرة مما سهل على منتجي الراديوات حول العالم القيام بعملهم فما كان عليهم لتطوير منتجاتهم ونشرها بشكل أفضل سوى تطوير برمجياتها لتقوم بوظائف جديدة ذات اهمية كبيرة بالنسبة الى الجندي، وعموماً يمكن تطوير البرمجيات حتى في مسرح العمليات بواسطة الخبراء. وكان لهذه السهولة النسبية لجهة التطوير الفضل في حل الكثير من المشاكل ان بالنسبة للمستخدم او للمنتج.
يعتبر ادراك الوضع الميداني جزءاً مهماً بالنسبة لعمل SDR وما يعزز هذا العمل هو قدرته بحد ذاتها في نقل المعطيات من شبكات البيانات لاسلكياً ابان الطيران، فمثلاً، يُجهز كل جندي مشاة بجهاز
راديو معرّف برمجياً مع مستشعر نظام تحديد الموقع جغرافياً عن طريق الأقمار الاصطناعية "GPS" وهذا الخلط من الراديوات يتمتع بالقدرة على تموضع كل جندي ضمن الشبكة وبالتالي نشر الصورة لكل عنصر متواجد في ساحة القتال أينما كان ومن الممكن ايضاً ان تقاس اشارات الجندي وتنقل على الشبكة.
في هذه الحال، يمكن للقادة التقاط صور سريعة للوحدات التي تقع تحت سلطتهم سواء كان الجنود قد أصيبوا أو قضوا او تعرضوا لضغط نفسي أو جسدي، وضمن هذا الاطار، قد يكون الأمر الأكثر أهمية بالنسبة لتكنولوجيا SDR هو امكانية ادخال أي تحديثات على نظم الراديو تلك من خلال تطوير البرامج كدورة حياة عمل النظم الراديوية وتمكين المستخدم من التأقلم سريعاً مع القدرات المعززة الجديدة والتحديات والتهديدات.
هذا، وتعتبر التوافقية العملانية احدى ابرز الميزات التكنولوجية لاجهزة SDR وواحدة من العوامل الرئيسية الدافعة لتطوير النظم الراديوية الخاصة بالجنود وبالتالي نشرها بين القوات المسلحة.
سابقا، كانت تعتبر البرمجيات واجهزة الكمبيوتر المفتاح الاساس لنقل المعطيات الراديوية المعرفة ضمن برمجيات، محددة فالراديوات RF القديمة كانت قد بنيت لهذا الغرض حيث تستخدم ضمنها ترددات RF. وفي هذا الصدد، اعتبرت تكنولوجيا الحوسبة التطور الطبيعي الذي يعمل على تحويل الراديوات الموجودة في اجهزة الكمبيوتر الى ترددات RF.
ان البرامج التي تحملها البرمجية في راديوات "SDR" تحدد الوظائف التي يقوم بها هذا النوع من الراديوات مثل مدى التردد، وامن الاتصالات، والتردد الفاخر، ومزايا اخرى ضرورية للعمل مع الراديوات التقليدية والمتقادمة وتعرف بالشكل الموجي. ان نظام "SDR" المستخدم لدى العسكريين الاميركيين يعرف ب "SCA" اي النظام المتميز بهندسة اتصالات مفتوحة تخوله العمل مع راديوات تقليدية وحتى قديمة.
تستخدم كلمة "Protocole" للدلالة على شكل الموجة خلال تنقل المعلومات من طرف لآخر حيث تستخرج المعلومات وتعالج للاستفادة منها. اما البرامج المستخدمة بكثافة متزايدة من قبل العسكريين في الولايات المتحدة وحلفائها حول العالم، فهو نظام الراديو التكتي المشترك "JTRS".
يذكر ان التجديد الرئيسي في برمجيات الراديوات العاملة بالبرمجيات، هو امكانية شحن برمجيات "SINCGARS" للاتصالات على راديوات "SDR"، وتعتبر شركة "ITT" من رواد بناء الموجة احادية القناة البرية والمحمولة جوا، وتستخدم هذه الموجة لتحديث الراديوات العتيقة وتزويدها بقدرات "SDR". واذا ما احتاج احدهم، الى مميزات اخرى للراديو لديه، مثل انتقاء المعلومات، فما عليه، ليحصل على ذلك سوى القيام بكبسة زر. فوائد راديوات "SDR" كثيرة، الا ان بعضها ذو اهمية كبيرة بالنسبة للمستخدم العسكري واهمها التبادل التشغيلي مع الراديوات الجديدة والقديمة على حد سواء وقدرة هذه الراديوات على القيام بمهام الاتصال من خلال شبكات الاتصالات الموجودة ام الميدانية مع انجاز مهام فيها قدر كبير من الذكاء بطريقة آلية تماما. وكان في الماضي القريب من المتعذر بل من المستحيل تنفيذ هذا الكم الكبير من مهام الاتصالات بجهاز واحد بل يستلزم الامر عدة راديوات.
تكنولوجيا إعادة تأهيل الراديوات
ان مبدأ دمج المعالجة الكمبيوترية في الراديوات تشكل العامل الاساسي في اعادة تأهيل الراديوات الى المستوى "SDR" وبتطور قدرات دمج المعالجة الكمبيوترية كذلك تطورت عمليات تأهيل الراديوات.
وما قدرات معالجة الاشارات الرقمية "DSP" وشتى انساق البرمجية الميدانية "FPGAs" وكمبيوترات معالجة المشكلات التقليدية وتصاميم البرمجيات وتطوير المعدات سوى خطوات توصل جميعها الى تطوير الراديوات العاملة بالبرمجية وتحسين ادائها.
ولتستطيع راديوات "SDR" معالجة الاشكال الموجية ينبغي ان تتطور في المقابل تكنولوجيا "SDR"، وهذه حسب الخبراء قد تطورت فعلا فباتت اكثر قدرة وتستهلك طاقة اقل وغدت تكنولوجيا المكونات الاساسية في راديوات "SDR" اكثر قوة وذات اسعار مقبولة. كما انخفض حجمها الى حد مقبول جدا. واليوم ايضا استنبطت سبل لاختبار البرمجيات والتأكد من حسن عملها.
هذا ولا ننسى ان مصادر الطاقة اللازمة لعمل راديوات "SDR" تطورت وباتت اقل حجما بمخزون طاقة اكبر مما سمح بدوره في تطوير الراديوات "SDR". وما زالت الدوائر المدنية والعسكرية حول العالم تضغط على خبراء الكيمياء لجهة استنباط مواد جديدة اقل حجما واكثر دفعا كهربائيا.
مستقبل الراديوات العاملة على البرمجية "SDR"
بالنسبة للطاقة يتوقع انه في السنوات القليلة المقبلة سوف نرى ظهور تكنولوجيا خلايا الطاقة التي سوف تلعب دون شك دورا رئيسيا في مستقبل الراديوات العاملة بالبرمجية وقد نرى الجندي آنذاك يرتدي نظما عاملة بخلايا الطاقة "Fuel Cells" سوف تسمح له بتشغيل عدة نظم اما خلايا الطاقة المدمجة في الراديوات فقد يمر جيلا قبل ان نراها عاملة.
اما حجم الراديوات العاملة بالبرمجية فتنتجه الى حجم مخفض بنتيجة انخفاض حجم كومبيوترات المعالجة فلا يتعدى حجمها العلبة الصغيرة او حجم الراديو التقليدي او الراديو الشخصي.
وبما ان تكنولوجيا "SDR" وانخفاض حجمها ووزنها واقتصاد اكثر فأكثر لاستهلاك الطاقة فسوف يعمد مصممو نظم الاتصالات العسكرية الى دمج قدرات البرمجية في راديوات "SDR" في نظم اخرى فقد نرى مثلاً راديوات "SDR" تلبس كساعة يد مع شاشات عرض صغيرة او حتى مثبتة على الخوذة تدمج قدرات الراديو والعرض مع بعضها.
وبالنسبة الى تحديث الراديوات لناحية القدرة "SDR"، نرى ان شركة Rockwell Collins تحدث الراديو القديم نسبيا AN /ARC-210 من انتاجها بقدرات "SDR". ان امر ايجاد استخدامات جديدة بالنسبة الى راديوات "SDR" هو في رأس الاهتمامات على لائحة الجيش الاميركي نظرا لان تكنولوجيا "SDR" جديدة نسبيا ويحاول الاختصاصيون التأكد من مدى فعالية شبكات الاتصالات باستخدام المكثف لراديوات العاملة بالبرمجية على ساحة المعركة ومدى فائدتها في توجيه العربات البرية غير المأهولة باعتماد برمجية دقيقة مسبقة وكيفية تصرف الروبوطات، واستخراج المعلومات بالاضافة الى مدى مساعدة هذه الراديوات للجندي على استخراج المعلومات المتضمنة في معطيات المستشعرات واذا تم ذلك بصورة جيدة سوف يعني قدرة الجندي تكوين صورة معينة شاملة لمسرح العمليات مع اماكن تواجد الصديق والعدو.
بالاضافة يسعى الباحثون الى دراسة كيفية الافادة من قدرات راديوات "SDR" على المساعدة في الحرب الالكترونية وحتى كشف المواد الكيميائية والبيولوجية والاشعاعية الضارة على ساحة القتال مع القيام بنشاطات الاستخبار.
ويقول الخبراء انهم يتوقعون تطوير الراديوات "SDR" لتقدم درجات معينة من الذكاء الاصطناعي بحيث نستطيع في البيئة التي تعمل ضمنها تحديد الترددات الحالية من التشويش والبث عليها بشكل الي تماما.
http://www.arabdefencejournal.com/article.php?categoryID=13&articleID=1535
