Effektivare frekvensanvändning för Försvarsmaktens radiokommunikationssystem

Författare:

  • Patrik Eliardsson
  • Erik Axell
  • Kristoffer Hägglund
  • Peter J Johansson
  • Jan Nilsson
  • Gunnar Bark

Publiceringsdatum: 2021-06-24

Rapportnummer: FOI-R--5166--SE

Sidor: 37

Skriven på: Svenska

Forskningsområde:

  • Ledningsteknologi

Nyckelord:

  • dynamisk spektrumaccess
  • full duplex
  • adaptiv mottagare
  • frekvenshantering
  • indexmodulation
  • cellulära nät

Sammanfattning

Fungerande radiokommunikationssystem är viktiga för militära förbands förmåga att lösa sina uppgifter. Samexistensproblem samt bristande frekvensutrymme är viktiga faktorer som påverkar militära kommunikationssystems prestanda och funktionssäkerhet. Den begränsade frekvenstillgången för militära system påverkar direkt hur väl aktiva störningar kan hanteras samt förmågan att effektivt hantera samlokaliserings- och interferensproblem, och inte minst ställer enorma krav på effektiv frekvensplanering. Denna rapport beskriver tekniker och metoder för att använda tillgängliga frekvenser på ett mer effektivt sätt och förbättra samexistensen av radiosystem. Rapporten behandlar spektrumavkänning med in-band full duplex, vilket innebär att spektrumavkänning sker samtidigt som egen sändning sker på samma frekvens, för att effektivisera användningen. En konceptuell frekvenskonfliktsmetod beskriver hur varningar för potentiella frekvenskonflikter kan skapas samt hur konflikter kan hanteras. Dessutom diskuteras betydelsen av synkroniserad kooperativ broadcast (SKB) som nätverksteknik för samlokaliserade nät. Bristen på tillgängligt frekvensutrymme för radiokommunikation kan delvis minskas genom att låta delar av kommunikationen gå via radiosystem som inte använder Försvarsmaktens egna frekvenser, vilket t.ex. kan åstadkommas genom att utnyttja cellulära mobilsystem. För att tillgodose en del av det ökande kommunikationsbehovet samt att till viss del lätta på trafiklasten och bidra till ökad redundans i form av fler möjliga transmissionsvägar, beskrivs tre tekniker som baseras på 3GPP mobilsystemet. Teknikerna omfattar privatägda nät, delägda nät, eller att utnyttja en svensk operatörs etablerade mobilnät för kommunikation. Av samtliga alternativ anses ett Försvarsmaktenägt kärnnät som kombineras med mobiloperatörers radioaccessnät i en multioperatörs kärnnätverk (MOCN) vara det alternativ som ger mest förfogande till rimligaste kostnaden. Den elektromagnetiska miljön kan aldrig exakt förutses utan ändras i dynamiska situationer, exempelvis på grund av förflyttning mellan olika miljöer eller oförutsedd samgruppering. Flera lösningar har potential att bibehålla kommunikationsprestanda, som adaptiv mottagning, där mottagarsystemets design anpassar sig efter interferensens statistiska karaktär eller genom indexmodulation med möjliga militära tillämpningar.