أجهزة الراديو المعرفة برمجياً: توجه نحو ثنائية القناة للاتصالات المتزامنة

وبحسب توم تشامبيرغر Tom Schamberger، مدير تطوير الأعمال الرئيسي والاتصالات المحمولة جواً في شركة Rockwell Collins (حالياً «كولينز أيروسبيس» Collins Aerospace)، فإن الدافع الرئيسي إلى التحسين يأتي من قِبَل الصناعة والجيش على السواء. وأخبر Tom مجلة «دفاع21» أنه خلال العامين الماضيين على وجه الخصوص، تضمنت التطورات التكنولوجية ما يأتي: بروتوكولات اتصالات الشبكات المتقدمة بين الأصول الأرضية والجوية؛ قنوات ترددات راديوية RF إضافية؛ سرعات متقدمة في المعالجة الداخلية؛ واستغلال حيزات الأشكال الموجية المختلفة بدءاً من الترددات العالية، والعالية جداً وفوق العالية H / V / UHF التقليدية.
بالنسبة للجيش، قال Tom إن التوجه يشمل الحاجة إلى قدرات اتصالات قوية، ومرنة، متعددة الوظائف ومتعددة القنوات المشتركة بين الأصول الجوية والأرضية من خلال الشبك المتقدم. وتابع: «يوفر هذا لقائد مسرح المعركة أو العمليات صورة واحدة متماسكة في الوقت الحقيقي للأصول المتاحة عبر مجال الاتصالات، ما يسهل اتخاذ القرارات لمواجهة عدو مشترك عدواني، لا تقل أهميته عن الحاجة إلى التوافق التشغيلي في ما بين قوات التحالف في المعركة».
هذه هي النظرة المثالية، لكن تحقيقها أصعب بكثير. غالباً ما تكون الصور المرتبطة باتصالات ميدان القتال سلسة وهي تلك التي تحتوي على العديد من نقاط التركيز، مثل الطائرات، والعربات، والسفن، والجنود، والطائرات من دون طيار، وعناصر المقار الرئيسية، ووحدات الدعم وجميعها مرتبط بعضها ببعض. يفترض أن يكون لديهم جميعاً اتصالية قوية ويمكنهم تبادل أية معلومات من أي حجم حسب الرغبة.
الواقع مختلف إلى حد ما، إذ فيما تتقدم التكنولوجيات، تكافح البرامج الراديوية العسكرية لمواكبة هذه التطورات.
 

بالنسبة للجيش الأميركي، شهد برنامج HMS الذي يشمل أجهزة راديوية محمولة باليد Handheld ومحمولة على الظهر Manpack  و«الشكل الصغير الملائم» Small Form Fit تغييراً آخر، مع إدخال اقتناء عنصر ثالث، راديو القائد (LR) Leader Radio، والذي سيتم تشغيله مع راديو الجندي Rifleman الحالي (RR) Radio RR  والراديو المحمول ظهراً Manpack (MP).
وسيحل راديو LR، وهو راديو ثنائي القناة، محل الراديو RR الأحادي القناة، ويعود ذلك أساساً إلى أن الجيش يريد راديو ثنائي القناة واتصالات آمنة بالصوت والبيانات من خلال الشكل الموجي لراديو الجندي  SRW والشكل الموجي SINCGARS. ويوفر RR الأحادي القناة اتصالات آمنة بالصوت والبيانات عبر SRW إلى نحو 2 كلم.
قال ناطق باسم PEO C3T لمجلة «دفاع 21»، بأن مكتب المشتريات في الجيش الأميركي هو المسؤول عن أجهزة HMS، تشير ردود الفعل التشغيلية من الوحدات حول راديو Rifleman وأثناء الاختبارات إلى رغبة المستخدم في راديو واحد قادر على تشغيل قناتين. يمكن أيضاً ربط LR بِـ Nett Warrior.
يستخدم راديو الجنديSRW الترددات فوق العالية SRW UHF والحيز L-band، وهو الأمثل للاتصالات المتبادلة بين الوحدات على الأرض. ومع ذلك، بالنسبة للاتصالات مع الرعيل القيادي الأعلى ومع الطائرات، سيحتاج راديو RR إلى إعادة توجيهه من خلال نظام MP أكبر أو راديو مركب على عربة (ذات طاقة عالية ومكبرات صوت أكبر) للوصول إلى أماكن أبعد. ومن هنا جاء القرار لحيازة راديو جديد من SINCGARS الذي يعمل بِـ «الترددات العالية جداً» VHF ولكن أيضاً بقناتين للسماح بالبث المتزامن مع الرعيل الأعلى من دون الحاجة للاعتماد على جهاز محمول على الظهر MP أو مركّباً على عربة عسكرية VM.
 

تم منح عقد «الإنتاج بالطاقة الكاملة» (FRP) في نيسان/ أبريل 2015 لشراء RR كبند غير تطويري، والذي غطى متطلبات كل من أجهزة الراديو ذات القناة الواحدة والثنائية. كان الغرض من وراء ذلك شراء 4000 جهاز AN / PRC-154B (v) 1  من «تاليس» Thales و AN / PRC-159 (v) 1 من «هاريس» (حالياً L3Harris)، لكن الناطق الرسمي قال في أيلول/ سبتمبر 2016 بأن البرنامج ومكاتب إدارته قدمت متطلبات الراديوLR ذات القناتين إلى «مجلس توجيه الإعدادات أو الأنظمة» (CSB) Configuration Steering Board.
وقال الناطق: «صادق مجلس CSB على الشروط وأوعز لإنشاء أساس الإصدار (BOI) لراديو القائد وما يعادله من انخفاض في BOI مقارنة بِـ Rifleman». وأضاف: «تمت الموافقة على ملحق استراتيجية الاستحواذ ليشمل متطلبات Leader Radio في 8 أذار/ مارس 2017. وتبذل الجهود حالياً لاختيار المصدر الحالي»
 

تم اختيار شركتي L3Harris و Thales، للإنتاج بالطاقة الكاملة FRP لأجهزة RR إضافية (إنتاج 21.000 جهاز في مرحلة الإنتاج الأولي بمعدل منخفض والتي تم ميدنتها للتو). أنشأ الجيش BOI لحيازة جهازLR الذي يعمل بقناتين لإنتاج نحو 100.000 جهاز.
وقال ناطق باسم C3T أن القدرات التي يريدها في برنامج LR تتضمن قدرات أرسال واستقبال متزامنة بالصوت والبيانات والفيديو؛ والمزيد من الإنتاجية باستخدام الأشكال الموجية والمشبكة؛ والتوافق التشغيلي مع أجهزة الراديو الحالية المتفرعة من SINCGARS، UHF و SATCOM؛ وتستخدم SRW و MUOS (نظام المستخدم النقال للهدف) و SATCOM؛ والقدرة على دعم أشكال موجية مستقبلية؛ وتحسينات في البرمجيات؛ وعمليات ثنائية القناة بالتزامن؛ والتوجيه Routing وإعادة الإرسال من الحيزات المتقاطعة، وهو ليس من متطلبات الأجهزة المحمولة باليد.
وفي آذار/ مارس 2018، أطلقت «هاريس» (حالياً L3Harris) راديو Falcon III AN / PRC-163 أثناء فعاليات معرض «رابطة الجيش الأميركي العالمية» AUSA Global في مدينة هانتسفيل/ ألاباما. وهو اشتقاق من راديو الجيش الأميركي RF-335M الذي تم تسليمه لقيادة القوات الخاصة الأميركية بموجب برنامج الجيل التالي من الراديو المحمول باليد. ويستهدف PRC-163 خصيصاً برنامج LR والوحدات الأولية في العام 2018 بموجب العقود ذاتها فيIDIQ كما برنامج PR.
سلط جيف كرون، مدير إدارة المنتجات للأشكال الموجية والابتكار في L3Harris، الضوء على خصائص PRC-163. وصرّح لِـ «دفاع21» أن PRC-163 لديه القدرة على الحيزات المتقاطعة، ما يعني أنه يمكن ربط القناتين «داخلياً للراديو من دون أسلاك خاصة» ويمكنهما «نقل الصوت والبيانات تلقائياً من قناة إلى أخرى».
 

وتهدف الحركة الرئيسية إلى إعداد «راديو القائد» Leader Radio لاحتضان القدرة على العمل بقناتين بالتزامن إضافة إلى دعم الاتصالات التقليدية أو حتى اتصالات الحيّز الضيق الجديد بالإضافة إلى اتصالات الحيز العريض.
«لم يكن باستطاعة راديو Rifleman في الواقع، العمل في الحيز الضيق وأدركت الرعائل القيادية الحاجة إلى دعم الاتصالات الأرضية والجوية، لذا فإن قابلية التوافق التشغيلي لدى SINCGARS أو الاتصالات ما بعد المدى البصري تتم بالتزامن مع القدرة على القيام ببعض ما يلي- الجيل التالي لقدرة الحيز العريض. وهكذا فإننا ننظر إلى برنامج LR على أنه قادر على توفير طقم اتصالات كامل في توليفة واحدة».
يتضمن برنامج LR على جهاز إرسال واستقبال يعمل بالترددات من 30 ميغاهيرتز إلى 512 ميغاهيرتيز على جانب واحد من اتصالات الحيّز الضيق ويشغل الأشكال الموجية للتوافق التشغيلي التقليدي أو على المدى الأبعد في طيف الترددات العالية جداً VHF. وكجهاز ارسال واستقبال يعمل بالحيّز العريض جداً من 225 ميغاهيرتز وحتى 2.5 جيغاهيرتز والذي يمكنه من نقل كميات أكبر من البيانات أو دمج المزيد من المستخدمين أو إنشاء شبكة مخصصة للهاتف المحمول (MANET) لترحيل المعلومات، على الرغم من المدى الأقل نسبياً.
وقال كرون: «إنه يوفر حرية العمل في مجموعة متنوعة من الأطياف المختلفة حيث يمكنك الحصول على مخصصات أطياف مختلفة». وتابع: «فيما يتعلق بسعة البيانات، عادةً ما يكون عرض الأشكال الموجية للحيّز الضيق نحو 25 كيلوهيرتز فيما تراوح الأشكال الموجية للحيّز العريض من 1.2 ميغاهيرتز إلى 40 ميغا هيرتز. وفي الشكل الموجي الأخير، يمكنك الحصول على المزيد من البيانات. وهذا هو الفرق ما بين راديو Rifleman وLeader Radio. هناك سلسلة أكبر من الترددات فيما خص القدرة على العمل بالترددات UHF صعوداً إلى ما بعد 2 جيغاهيرتز والقدرة على تشغيل الأشكال الموجية الضيقة الحيّز وكذلك حيال الأشكال الموجية للحيّز العريض للحصول على سعة بيانات إضافية».
«ما زلت بحاجة إلى جهاز راديوي محمول ظهراً ومركب على عربات. أنا لا أرى Leader Radio كبديل عن manpack ولا أعتقد أنه يحل محل راديو Rifleman». وأضاف كرون «للقائد قناتان للاتصالات المتزامنة».
 

سلط ناطق رسمي باسم  Thales الضوء على الحاجة لنبقى في صدارة الابتكارات التكنولوجية وأن يستفيد الجيش الأميركي من التقنيات المتاحة تجارياً: «أتوقع مزيداً من التركيز على استخدام مثل هذه التقنيات على غرار شبكات Wi-Fi الآمنة، و 44G / LTE المتوافرة تجارياً والأداء العالي للأشكال الموجية MANET. وتجدر الإشارة إلى أن العديد من برامج الاتصالات التكتيكية التقليدية المسجلة تتطلع إلى الاستفادة من التطورات الحاصلة في هذه المعايير التجارية وتبنيها».
وقال ناطق باسم برنامج PEO C3T الخاص بالجيش الأميركي: سيواصل البرنامج تنفيذ أبحاث السوق «على أساس سنوي» لتقييم التكنولوجيا الصناعية وتقديم حلول محتملة لجميع الشركات لإعادة المشاركة والتنافس على عقود برنامج HMS بعد العطاء الأولي. ومن شأن ذلك أن يضمن ظهور أشكال موجية إضافية، يمكن أن تعمل في قطاع الاتصالات لدمج قدرات جديدة.
«وكمثال على ذلك، يعمل مكتب البرنامج بحماس مع فريق Cross Functional Team التابع لشبكة الجيش، على نقل الشكل الموجي TSM إلى أجهزة الراديو المحمولة ظهراً من الجيل 2 Manpack أوائل السنة المالية 2020 لدعم IOT&E  (الاختبار والتقييم العملاني الأولي). وقال إنه سيتم الإنتاج بالطاقة الكاملة بعد الانتهاء بنجاح من اختبارات IOT&E.
في العام 2016، وافق مكتب مشروع الراديو التابع للجيش غلى أمر تسليم LRIP للجيل الثاني من MP إلى – L3Harris AN / PRC-158 و Rockwell Collins AN / PRC-162 (حالياً Collins Aerospace) (انسحبت شركة General Dynamics من المناقصة). توفر هذه الاتصالات الصوتية والبياناتية الآمنة ثنائية القناة عبر: SRW؛ و SINCGARS ، والأشكال الموجية المدمجة لـ  SATCOM، و Integrated Waveform، و MUOS ومشروع Over-the-Air Management.
وقال ناطق باسم C3T أن الراديو قادر على قبول أشكال موجية شبكية أخرى متقدمة، ومن شأن HMS  Generation 2 أن يخفض وزن MP   من 8.8 كلغ إلى 7.3 كلغ ويزيد من عمر البطارية من 6 إلى 8 ساعات.
تم منح العقد التنافسي HMS Generation 2 MP في العام 2016، مرفقاً بطلبات تسليم أولية بمعدل 101 جهاز لاسلكي في السنة ليصار إلى اختبارها في العام 2017. وتم تفويض الجيش لشراء نحو 65.522 جهاز لاسلكي.
وفي العام 2018، خضعت أجهزة الراديو HMS MP لاختبارات ميدانية للحد من المخاطر ولضمان تلبية المنتجات ومتطلبات الأداء الأخرى.
 

وفي الوقت نفسه، تقوم شركة Thales، في أوروبا، بتطوير الراديو المعرف برمجياً الثنائي القناة لتلبية متطلبات الجيش الفرنسي في إطار برنامج Contact الخاص به، والذي يهدف إلى توفير أجهزة من الجيل التالي لجميع المنصات العسكرية الفرنسية. وتشمل سوق صادرات الشركة من اشتقاقات Contact عائلة Synaps، التي لديها خمسة طرز، ثلاثة منها - Synaps H (محمول باليد) ،V (مركب على عربة) و T (تكتيكي) –وباشرت جميعها إجراء الاختبارات في العام 2018.
وقال فرانك بوليري، مدير خط الإنتاج لأجهزة الراديو المعرفة برمجياً SDR في Thales لمجلة «دفاع21»: «منذ تشرين الأول/ أكتوبر2017 قمنا بتوريد عدد قليل من أجهزة Synaps لاختبار قدراتها. وتتناول الخطة مع فرنسا التراخيص ونقاط التجميع، حيث يمكن إدخال منتجات مختلفة وإعدادات متنوعة. كما يمكننا أيضاً إدخال الأجهزة بعد تحديث مكوناتها».
وأصبحت اشتقاقات Synaps قيد الاستخدام في القوات المسلحة الفرنسية منذ العام 2019، مع النموذجين المتبقيين، Synaps A (الجوي) و IN (البنية التحتية)، المقرر تسليمهما في الفترة 2020 - 2022. وعلّق بوليري قائلاً: إن الشركة عرضت المنتج مؤخراً في الإذاعة الدولية، وعُقد مؤتمر شاركت فيه 20 دولة بغية الاطلاع على قدراته.
وفي أماكن أخرى من أوروبا، تدعم شركة Bittium الفنلندية قوة الدفاع الفنلندية لحيازة قدرات SDR من خلال تزويدها بنظام TAC WIN (شبكة IP التكتيكية اللاسلكية) والبرمجيات والآن الجهاز المتين أو الصلب الجديد SDR.
وفي هذه المناسبة قال هاري رومباينين، رئيس قسم الدفاع في بيتيوم، لمجلة «دفاع21» إنه يعتقد أن هناك «موجة كبيرة حقيقية من التحديث» في أوروبا بدأت في العام 2020، مع استبدال شبكات الراديو القتالية التي تم نشرها في فنلندا وأماكن أخرى منذ العام 2000.
وحازت فنلندا على جهاز Tough SDR اعتباراً من العام 2019 عقب خطاب نوايا تم توقيعه مع Bittium في آب/ أغسطس 2017. وقال Remppainen إن الشركة «مستعدة لتسليم الدفعات الأولى من أجهزة الراديو المحمولة باليد والعربات حيث أجريت التجارب الميدانية عليها في العام 2019 ونحن نتقيد بالضبط في برنامج العمل». وفي نيسان/ أبريل، حصلت الشركة على طلب مشتريات بقيمة 14.3 مليون يورو من أصل 30 مليون يورو محتملة لأنظمة TACWIN إضافية في الفترة 2018 - 2020.
وهو يرى ثلاثة توجهات رئيسية في أجهزة SDR. الأول هو استخدام ترددات أكثر مرونة. ووفقاً له، يحتاج الجيش إلى مزيد من الطيف خارج الحيّز التقليدي 30-512 ميغاهيرتز ويبحث عن حيّزات أخرى - أنظمة LTE التكتيكية والحيّزات التجارية واستخدام أكثر مرونة للطيف في أوقات السلم والحرب لأنه «ليس بالأبيض والأسود الآن».
 

الأمر الثاني يتعلق بتطوير الحيّز العريض. قال Romppainen: «المشكلة هي أن هناك فجوة كبيرة يواجهها المستخدمون في مقارنة أجهزة الاتصالات العسكرية مع سرعة  10 ميغابايت / ثانية GLTE مع CNRs في الحيّز الضيق 20 كيلوبايت / ثانية».
ومع ذلك، تكمن المشكلة في أنه على الرغم من تطوير أشكال موجية عريضة الحيّز، على غرار الراديو الأوروبي المعرّف برمجياً (ESSOR)، إلا أنه لا يزال معدل نقل البيانات 1 ميغابايت / ثانية ويتم مشاطرته بين المستخدمين. وهذا لا يكفي للحصول على بث مباشر للفيديو بين المستخدمين، لكنه يوفر المزيد من القدرات العسكرية، مثل مكافحة التشويش.
قال رومباينين «التحدي هو كيف نستمر من هنا». «الآن يمكننا بناء راديو بسرعة 1 ميغابايت / ثانية، ولكن في السنوات العشر إلى الخمس عشرة المقبلة، سيكون للعالم المدني التجاري سعة أكبر، فهل نلتزم بسعة 1 ميغابايت / ثانية؟ ما يؤدي إلى ازدياد الفجوة أكثر فأكثر في السنوات العشر المقبلة.
التوجه الثالث الذي يسلط الضوء رومباينين عليه، هو استخدام المزيد من التطبيقات المبيتة. الجيش «يرغب في تشغيل التطبيقات في المعدات ذاتها كما هو الحال في الهواتف المحمولة وليس لديها معدات منفصلة عن ذلك».
يتم تطوير شكل موجة القفز الترددي ESSOR UHF، الذي يعمل بالأشكال الموجية الفورية (مع حيّز عريض فوري يبلغ 1.25 ميغاهيرتز) بالاشتراك مع خمس دول وشركات. تعمل Bittium الفنلندية مع Indra الإسبانية، و Leonardo (إيطاليا)، و Radmor (بولندا) و Thales (فرنسا)، والبرنامج الآن في المرحلة الثانية من زيادة القدرة التشغيلية - لتطوير الشكل الموجي للقوات المتحالفة على مدى السنوات الثلاث المقبلة. أكملت قوة الدفاع الفنلندية FDF عرضاً توضيحياً مباشراً من 15 عقدة في تشرين الثاني/ نوفمبر 2016 مع Bittium و Leonardo و Thales لإثبات سيناريو عملاني.
أخبرت شركة «رود أند شوارز» Rohde & Schwarz الألمانية مجلة «دفاع21» أن تنفيذ الشكل الموجي ESSOR على نظام SDR المشترك (SVFuA) الذي تقدمه للجيش الألماني هو الآن «قيد المناقشة»، ويعتقد Romppainen أن ESSOR سيتوسع أكثر ليشمل شركاء جدد. كما أخبر مسؤول في L3Harris مجلة «دفاع21» أنه كان يراقب تطورات ESSOR من كثب وأن البنية المعرّفة برمجياً في أجهزة الراديو الخاصة بها ستكون قادرة على استضافة الشكل الموجي إذا لزم الأمر.
تقوم ألمانيا بتجهيز 50 عربة قيادة، وعلى وجه الخصوص عربة قتال المشاة PUMA وناقلة الجند المدرعة Boxer مع SVFuA. تم الاتصال بشركة Rohde & Schwarz في إطار برنامج تحديث الاتصالات التكتيكية النقالة وتم تسليم الدفعة الأولى من SVFuA في العام 2020، مع توقع طلب أنظمة أخرى على مدى السنوات الأربع المقبلة.
ومع ذلك، في بلجيكا، تجري وزارة الدفاع مراجعة لمفهوم أفضل لجندي المستقبل - المعروف باسم BETTER - بسبب المخاوف المتعلقة بموثوقية الراديو. إنها في نقاش مع شركة Elbit حول طرق تحسين استقرار الراديو PNR1000 SDR.  وتم تخصيص 120 مليون يورو للفترة 2017-2022 لتلبية متطلبات البرنامج. يستخدم BETTER جهاز PNR-1000 الذي يمكنه استخدام AH Hoc Manet واستضافة ما يصل إلى 64 عضواً وحاسوباً طراز Raptor القوي من أجل أنظمة C4I وإدراك الوضع التكتيكي.