Kooperacyjny monitoring widma bazujący na fuzji danych z wielu sensorów

• Autorzy: Mazuro Maciej

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.2898

Warianty tytułu

EN

Cooperative spectrum sensing based on data fusion from multiple sensors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Technologia rozwija się coraz szybciej w każdym obszarze naszego życia. Wszyscy mamy urządzenia elektroniczne, które emitują energię elektromagnetyczną. Promieniowanie sygnałów radiowych jest podstawowym elementem komunikacji bezprzewodowej, nawigacji satelitarnej bądź monitoringu w czasie rzeczywistym. Nowoczesne armie posiadają rozwiązania technologiczne oparte na technologiach bezprzewodowych, które poprawiają skuteczność działania, zwiększają świadomość sytuacyjną oraz pozwalają na szybsze podejmowanie decyzji, ale równocześnie w spektrum elektromagnetycznym wyposażenie korzystające z energii elektromagnetycznej można porównać do latarki - przeciwnik może zaobserwować „świecące” punkty na spektrogramach oraz zobrazowaniach w dziedzinie częstotliwości. Pozwala to na łatwe wykrycie oraz lokalizację celu, a następnie jego eliminację. Jest to domena, w której świetnie sprawdzają się techniki rozpoznania radioelektronicznego - rodzaj rozpoznania wojskowego, w którym spektrum elektromagnetyczne wykorzystywane jest do zdobywania informacji na temat przeciwnika. Jedna z metod to monitoring widma oparty na analizie odbieranych sygnałów radiowych. Obecnie coraz częściej twierdzi się, że informacja z jednego sensora to zbyt mało. Konieczne jest zbieranie produktów rozpoznawczych z wielu urządzeń, a następnie skuteczna fuzja danych. Algorytmy DF (ang. Data Fusion) pozwalają na kooperacyjny sensing widma elektromagnetycznego, co przekłada się na większe prawdopodobieństwo detekcji sygnału. Warto rozważyć wprowadzanie rozwiązań radia definiowanego programowo i bezzałogowych statków powietrznych, co pozwala na miniaturyzację systemów rozpoznawczych i zwiększenie zasięgu przez wykorzystanie platform latających. Implementacja systemów bezzałogowych oraz algorytmów sztucznej inteligencji, zdolnej do podejmowania szybkich i trafnych decyzji, pozwoli na uniknięcie strat ludzkich.

EN

The development of technology is progressing in every area of our lives. Each of us has an electronic device that emits electromagnetic energy. Radiation of radio signals is an essential element of wireless communication, satellite navigation or real-time monitoring. Modern armies have technological solutions based on wireless technologies that improve operational efficiency, increase situational awareness and allow us for faster decision making, but at the same time, in the electromagnetic spectrum, equipment using electromagnetic energy can be compared to a flashlight - the enemy can observe “glowing” points on the spectrograms and frequency domain images. This enables us to easy detect and localise the target and then to eliminate it. This is a domain where radio-electronic reconnaissance techniques work well - a type of military reconnaissance that uses the electromagnetic spectrum to gather information about the enemy. One of the methods is spectrum sensing, based on the analysis of received radio signals. Currently, there is a tendency in which information from one sensor is not enough. It is necessary to collect reconnaissance products from many devices, and then to make effective data fusion. DF (Data Fusion) algorithms allow us for cooperative sensing of the electromagnetic spectrum, which translates into a higher probability of signal detection. It is worth considering the introduction of software-defined radio and unmanned aerial vehicle solutions in order to miniaturise reconnaissance systems and to increase a range through the use of flying platforms. Implementations of unmanned systems and artificial intelligence algorithms, capable of making quick and accurate decisions will help to avoid human losses.

Słowa kluczowe

PL

rozpoznanie radioelektroniczne; bezzałogowe statki powietrzne; radio definiowane programowo; fuzja danych; sztuczna inteligencja

EN

signal intelligence; unmanned aerial vehicle; software defined radio; data fusion; artificial intelligence

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 72, nr 1
• Strony: 69--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Mazuro Maciej

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0002-3247-4206

Bibliografia

• [1] Skokowski P., Budowanie świadomości sytuacji elektromagnetycznej w sieciach doraźnych z węzłami kognitywnymi, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa 2021.
• [2] Yucek T., Arslan H., A Survey of Spectrum Sensing Algorithms for Cognitive Radio Applications, IEEE Communications Surveys & Tutorials, 11, 1, 2009, 116-130.
• [3] Alvarez P., Pratas N., Rodrigues A., Rashmi Prasad N., Prasad R., Energy Detection and Eigenvalue Based Detection: An Experimental Study Using GNU Radio, The 14th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC), 2011, 1-5.
• [4] Skokowski P., Malon K., Łopatka J., Building the Electromagnetic Situation Awareness in MANET Cognitive Radio Networks for Urban Areas, Sensors, 22, 3, 2022, 716, https://doi.org/10.3390/s22030716.
• [5] Nallagonda S., Kumar Rakesh Y., Shilpa P., Analysis of Hard-decision and Soft-data Fusion Schemes for Cooperative Spectrum Sensing in Rayleigh Fading Channel, IEEE 7th International Advance Computing Conference, 2017.
• [6] Mazuro M., Skokowski P., Sensor monitoringu widma z wykorzystaniem radia programowalnego, Przegląd Telekomunikacyjny i Wiadomości Telekomunikacyjne, vol. 95, nr 4, 2022.
• [7] Mazuro M., Ocena efektywności wykrywania emisji radiowych z wykorzystaniem UAV, praca dyplomowa, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa 2022.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).