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Associazione Gruppo Telecomunicazioni e Tecnologie
dell'Informazione - GTTI
RIUNIONE
ANNUALE 2012
Cagliari e Villasimius,
25-27 Giugno 2012
Le applicazioni industriali e le attività
internazionali sulla Software-DefinedRadio e sulla Cognitive-Radio
Indice
Il punto di vista industriale
Dov’è impegnata SELEX Elsag
Il programma Nazionale
•
•
Vista di Sistema
Progetto SDR-Nazionale
Cosa sta succedendo in Europa:
•
programmi, attività
Cosa sta succedendo in USA:
•
programmi, gruppi di lavoro
Conclusioni: i prodotti SDR SELEX Elsag
7/16/2012
© Copyright SELEX Elsag. All rights reserved.
2
Il punto di vista Industriale verso SDR e CR
Le Nazioni, (Stato Maggiore della Difesa per l’Italia) finanziano singolarmente
sviluppi per attività di sistema rivolte al consolidamento del patrimonio di
piattaforme/waveform nazionali (drivers: autonomia nazionale, obsolescenza vecchie
radio non SDR, efficienza gestione operativa…)
In Europa le coalizioni EDA (European Defence Agency) e OCCAR (Organisation
Conjointe de Coopération en matière d'ARmement) finanziano sviluppi avanzati per
accrescere la forza inter-nazionale verso un più efficiente e centralizzato assetto
strategico.
In US, JTRS ha indirizzato lo sviluppo della versione 4.0 della specifica SCA
(Software Communication Architecture) WINNF (Wireless INNovation Forum), che
rappresenta la convergenza di specifiche internazionali come la SCA-ESSOR
(European Secure SOftware Radio).
In regime di coalizione internazionale NATO ed estesa COALWNW (COALition
Wideband Network Waveform) si stanno avviando iniziative per nuove forme d’onda
come la NBWF (Narrow Band WaveForm) e la COALWNW.
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Il punto di vista Industriale - Approccio Strategico
(Presente e Futuro)
Sistemi per uso Nazionale
Sistemi per uso Coalizione
Europea (Area ESSOR)
Sistemi per Uso Europeo
Sistemi per EXPORT NATO
Sistemi per
EXPORT
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Certificazione
Nazionale di
Sicurezza (R.I.S)
ANS
Capitolato SDR
Nazionale
Direzione Programma SDR
SegreDifesa
Architettura SDR
ESSOR
Specifica WF
HDR
Standard
Architettura SDR
ETSI (anche più
di uno)
Certificazione
SDR
OCCAR/EDA
Di sorgente
ESSOR, SvFA, JTRS
Standard WF
STANAG
Certificazione
Interoperabilità
WF
Certificazione
SDR Europea
Certificazione di
Interoperabilità
Sistemi per
U.S.A
Standard
Architettura SDR
JTRS
Certificazione
JTEL
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Dove è impegnata SELEX Elsag
A. Programma SDR-N (SDR Nazionale)
B. WINNTSEC (Wireless INTeroperability for SECurity)
C. SCORED (Military SDR Capabilities Including Applying COgnitive)
Radio Spectrum Management to the Security and Defence Domains)
D. ESSOR (European Secure SOfwtare Radio)
E. WOLF (Wireless rObust Link for urban Force operations)
F. ESSaC (Euopean SDR Standardization and Certification)
G. WInnF (Wireless Innovation Forum)
H. COAL WNW (COALition Wideband Network Waveform )
I.
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CORASMA ( COgnitive RAdio for dynamic Spectrum MAnagement )
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SDR-N: Vista di Sistema
Different tipi di piattaforme HW SDR:
•
•
•
•
•
Veicolare
Hand-held
Manpack
Infrastructural/Naval
Avionico (feasibility study)
Target waveforms:
•
•
•
•
SINCGARS
Have Quick I/II
MIL STD 188 220 C
HF suite (STANAG 4538, 5066, 4285; MIL
STD 188 110 B)
Opzioni future per altre Target
Waveforms
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Progetto SDR del MOD Italiano (1)
Il MoD italiano ha iniziato nel 2002 un progetto SDR (Software
Defined Radio) allora strutturato in due parti di attività:
• Attività SDR in Italia;
• Partecipazione ai Programmi americani MIDS JTRS
(Multifunctional Information Distribution System Joint
Tactical Radio System);
Con lo scopo di sviluppare una famiglia SDR interoperabile con le
radio US JTRS e capace di ospitare waveforms JTRS in aggiunta
a waveform nazionali/multinazionali.
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Progetto SDR del MoD Italiano (2)
Le attività italiane si svilupparono con un contratto di ricerca,
finanziato al 50% da IT MOD ed al 50% da una società italiana di
Finmeccanica, SELEX Communications (ora SELEX Elsag), con i
seguenti obiettivi:
• Acquisire
una
buona
conoscenza
della
Software
Communications Architecture (SCA) e dei problemi correlati al
JTRS e agli altri;
• Condurre studi e test su architetture HW e SW necessari a
sviluppare piattaforme SDR conformi alla SCA;
• Investigare specifiche aree tecniche e tecnologie abilitanti;
• Dimostrare le capacità di comunicazione in accordo con lo
standard SCA.
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Program Overview del Progetto SDR del MoD Italiano
Studi tecnologici
COMSEC
Sviluppo del
Core Framework
Partecipazione
Al programma
US MIDS-JTRS
IPS
Antenne Wide Band per
Applicazioni navali
Partecipazione
al Programma
ESSOR
Dimostratore
Tecnologico SDR
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Programma SDR
del MOD Italiano
Prima
Piattaforma
Italiana che
viene usata dal
Programma
Essor
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Cosa sta succedendo in Europa
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Scenario di interoperabilità WINTSEC SDR
SDR Base Station (BS) / Node
Multi-Std / Multi-Channel / Deployable
SDR Terminal
Multi-Std / Mono (Multi)-Channel(s) Terminal
Coordination
TETRAPOL
Cell(s)
TETRA
Cell(s)
WiMax Cell(s)
SDR BS
& Node
VHF
Net
Voice & Data
Services
TETRAPOL
TETRA
Intelligent
Roaming
UHF
Net
VHF/ UHF
Flexible Deployments
SDR
Terminal
Cross Border Cooperation
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SCORED: sintesi del progetto
Technology Development Prospective – 30 Years
1st
Gen – EU Military SDR - 2011
Next Gen – EU Military SDR
Legal, Regulatory
Operating Environment
Capabilities based on
ESDP
Illustrative Scenarios
Spectrum Management
Cognitive Radio
Conceptual Reference
Overarching Architecture
Waveform Portability
(Military, Security, Commercial)
Ensuring
INFOSEC
Requirements
Evolution of Compatible
and Open SDR Architecture
Standardization
Coordination with
EDA SDR PT
Building Blocks for SDR
(RF, Digital, Analoq, HW, SW,…)
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Define a Strategy
to Coordinate the
different Initiatives
ongoing in Europe
Evolution
Overall
Radio
Market
Induced
By
SDR
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SDR Standardization/Certification (ESSaC)
European SDR Standardization and Certification feasibility Study
Programma lanciato da EDA
Consorzio formato da 7 NCs: SELEX; INDRA; R&S; RADMOR; SAAB;
THALES; EB
In cui SELEX ha condotto il WP concernente la Standardizzazione
nell’ambiente SDR Il programma ha raggiunto
l’obbiettivo di porre le basi per un
European
agreement
atto a deve essere applicabile alle
La Standardizzazione (per
permettere
la Certificazione)
lanciare un processo di
seguenti aree:
Standardizzazione &
Certificazione
Piattaforma (PTF):
• La PTF sotto esame
deve essere compliant
una Reference Platform scelta come “La
dell’architettura
SDR incon
Europa
PTF Standard” per l’architettura SDR
Waveform (WF):
•
•
Le WFs sotto esame deve essere compliant con un’architettura SDR per garantire la
portabilità.
La WFs deve garantire Service Level Interoperability quando dislocata in un Ambiente di
Coalizione
-
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Questo punto è un punto atomico e può essere trattato separatamente dato che non è
strattamente correlato alla architettura
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Perché è importante la Standardizzazione dell’Architettura SDR
La Standardizzazione dell’architettura SDR è:
Per abilitare la creazione di un ‘Ecosistema SDR Globale’
Per mantenere l’originale promessa del mercato SDR riducendo sia i
costi di acquisizione che i costi opertivi dei dispositivi
Il punto di vista dellle industire
Il punto di vista del Cliente
Il Cliente percepirà il processo di standardizzazione
come un opportunità per:
• budget reduction costi Acquisizione
• budget reduction costi Manutenzione
Incrementando quindi la sua confidenza nell’impiego operativo
grazie a un ben regolato e non più fallace accesso
all’esperienza dell’interoperabilità tra sistemi diversi in
scenari multinazionali
Le Industire percepiranno questo processo come un
opportunità per:
Portabilità nei Sistemi SDR
•
•
•
Progettazione delle WF in ambiente aperto,
multinazionale per fornire
•
•
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Una effettiva architettura SCA ‘component-level’
Reale riconfigurabilità del dispositivo SDR coinvolto
Una più moderna organizzazione delle API su cui la WF
appoggerà
Inter-Network WF interoperability
Intra-Network WF interoperability
Grade of computational power (GoEC) del
dispositivo SDR/SCA in uso
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ESSOR – General Aspects/Participating States
ESSOR
Finland
European
Secure
SOftwaredefined
Radio
France
Italy
Poland
Spain
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Sweden
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ESSOR – Target
L’obiettivo di “ESSOR Programme” è di fornire le basi per lo sviluppo e produzione di
prodotti Software Defined Radio (SDR) in Europa, per incontrare i requisiti per l’impiego
di tali dispositivi in Europa entro il periodo 2011-2015 (in accordo ai programmi SDR
Nazionali).
Il programma ESSOR indirizza i seguenti punti:
• prevista
Definizione
e Implementazione
ESSOR,
ovvero
una architettura SDR
È
una
seconda fase dell’architettura
(ESSOR Phase
2) per
sviluppare
definita per facilitare la WF portability tra piattaforme SDR eterogenee.
ulterioremente quanto fatto in ESSOR Phase 1: ad oggi in
• Definizione e sviluppo e porting di una WF High Data Rate (ESSOR HDRWF) per
studio/valutazione
dalle
Nazioni
RFI verso
le stesse
Mobile Ad-Hoc network
(MANET)
per ESSOR
applicazionieinlaambiente
Terrestre
con l’obiettivo di
industrie
vinsero
il contratto di
Ph1 è attesa.
ottenereche
Service
Level Interoperability
traESSOR
forze di Coalizione.
Legacy WF 1
ESSOR HDRWF
Legacy WF n
WF Applications
WF Portability
ESSOR Architecture APIs
Voice
Data
SDR Platforms
ESSOR Architecture
ESSOR Architecture
Radio
HW Platform 1
Radio
HW Platform 2
Voice
Data
WF Interoperability
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WOLF (Wireless rObust Link for urban Force operations)
WOLF è un progetto dell’EDA finalizzato alla definizione di una forma d’onda di
coalizione per soldato dismounted.
La forma donda distribuisce sia radio comunicazioni tra i soldati appiedati che
informazioni di Situational Awareness
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Cosa sta succedendo in US
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JTRS – Joint Tactical Radio System
È considerato il programma fondamentale dal Dipartimento
della Difesa Americano (DoD).
Il Joint Tactical Radio System (JTRS) è una iniziativa del
Dipartimento di Difesa per sviluppare una famiglia
rivoluzionaria di radio tattiche, software e programmabili atte a
fornire servizi di comunicazione voce, dati, e video sul
campo, così come interoperabilità tra le unità dislocate sul
campo in operaiozni congiunte.
È diviso in diversi “Cluster”:
Joint Tactical Radio System Airborne, Maritime-Fixed Station (JRTS AMF)
Joint Tactical Radio System Enhanced MBITR (JEM)
Joint Tactical Radio System Ground Mobile Radio (JTRS GMR)
Joint Tactical Radio System Handheld, Manpack, Small Form Fit (JRTS HMS)
Joint Tactical Radio System: Software Communications Architecture (SCA)
Joint Interoperability Test Command (JITC)
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WINNF
Associazione no-profit World-Wide formata dalle maggiori aziende nel
settore delle telecomunicazioni che ha lo scopo di indirizzare le
problematiche legate alla Software Defined Radio (SDR), Cognitive
Radio (CR) e Dynamic Spectrum Access (DSA)
Rappresenta di fatto un ponte trans-atlantico che serve per il mutuo
scambio di informazioni tra le industrie, a seguito della
modernizzazione portata dal mondo SDR dai vari programmi che
nascenti e già in essere (ESSOR, JTRS, ecc.)
Il lavoro è suddiviso tra diversi Working Groups: SCA Work Group - Test,
Evaluation and Certification Work Group; SCA Implementation Guide
Work Group (SCA Users Group); SCA Work Group - API Work Group;
Security Working Group; Transceiver Facility Work Group; International
Tactical Radio Special Interest Group; Cognitive Radio Work Group; SCA
NEXT .
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Cosa sta succedendo in ambito NATO
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NATO NBWF (Narrow Band Waveform) – Request For Information
Lo scopo è di fornire una Coalition Tactical WF (Combat Radio - CR) che permetta
contemporaneamente il miglioramento della funzionalità di ‘Combat Identification’
NATO NBWF formerà una NATO Coalition 25 Khz Narrow band MANET sicura e
Interoperabile
I Deliverables in accordo con la RFI saranno:
1. Sviluppo delle Specifiche del “Two-Level of Ambitions (Level-1, Level -2)”
2. Functional Reference SWs
3. Target WFs in Platform-1 e Platform-2, in accordo quanto scritto nell’offertta.
Timeframe:
•
•
Request For Information inoltrata alla fine di Gennaio 2011
Fine delMultinational Project 4Q15
Un Multinational Project è proposto per completare le specifiche della NBWF e
sviluppare i prototipi
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Cosa sta succedendo in ambito di coalizione (extra-NATO)
Coalition Wideband Networking Waveform (COAL-WNW)
Le rispettive
industrie
Nazionali non
sono state
coinvolte nella
fare peliminare.
COALWNW vorrà definire una WF (definita in
ambiente Collaborativo), capace di fornire
migliorate comunicazioni tattiche in ambiente di
coalizione, pur essendo implementata sulle
piattaforme nazionali, creando link tra unità
provenienti da differenti nazioni e di diversa
natura (Veicoli, Soldati, Elicotteti)
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Le sue principali caratteristiche saranno:
Service Set Migliorato (voce, video,
targeting, …)
Waveform a larga banda per connettività
ad-hoc mobile in reti magliate.
Architetture a Multiplo Tier
È possibile che vi siano similitudini con la
ESSOR Ph2
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Evoluzione della SDR verso la Cognitive Radio
Software Defined Radio
Cognitive radio
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Uso efficiente dello spettro
Spectrum Holes
Primary
User
Primary
User
Secondary/Opportunistic User
Primary
User
Primary
User
f
Gli
hanno “noleggiare”
la licenza di utilizzo
vengono
chiamati “Primary
Altriutenti
utentiche
possono
le frequenze
libere
Users” (PU) e hanno priorità di utilizzo dello spettro
Si sfrutta quindi una opportunità di trasmissione
Le frequenze temporaneamente lasciate libere dai PU vengono chiamte
Tali utenti vengono
“Spectrum
Holes” chiamati Secondary/Opportunistic Users
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Il Paradigma Cognitive Radio (CR)
E’ un paradigma che permette alla rete o ai nodi wireless di cambiare
automaticamente particolari parametri di trasmissione o ricezione per
eseguire più efficientemente le proprie funzioni basandosi
sull’osservazione di parecchi fattori esterni ed interni all’ambiente
cognitive radio, come lo spettro di frequenze radio, il comportamento
dell’utente, e lo stato della rete.
Prendendo come base un sistema SDR, quindi, questa nuova visione prevede
terminali in cui il layer fisico sia completamente riconfigurabile e in grado
di adattarsi al canale wireless, al traffico sulla rete o alle preferenze/richieste
dell’utente.
La Software Defined Radio, per la sua caratteristica di rapida
riconfigurabilità, costituisce la naturale piattaforma su cui
costruire il nuovo paradigma Cognitive Radio
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La trasformazione in atto
La trasformazione delle Forze Armate in una struttura piu’ leggera, agile e
tecnologica richiede uno sfruttamento intensivo dello spettro
elettromagnetico al fine di realizzare un’architettura retecentrica in grado
di bilanciare l’effettiva riduzione delle risorse disponibili.
Durante la missione “Operation Allied Force” in Kosovo (1999), il DoD americano
ha utilizzato una banda RF del 250% piu’ ampia di quella utilizzata per “Desert
Storm” in Iraq (1990) mentre ha dispiegato soltanto il 10% degli uomini. Lo stesso
e’ accaduto in “Enduring Freedom” in Afghanistan (2001) con il 390% di banda
addizionale ed una forza di terra pari a solo l’11% di Desert Storm.
Lo spettro e’ pero’ una risorsa finita ed anche molto ambita, non solo per
applicazioni militari ma sopprattuto civili.
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Cognitive Radio: “il sogno di ogni utente”
Public
hot-spot
802.11
?
Office
WLAN
802.11
Wireless multimedia
Anywhere, Anytime
DVB-H
DAB
Tomorrow’s
new standard
Cellular Mobile
‘High Rate High Mobility’
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Broadband Wireless
Access 802.16
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CORASMA – Overview del progetto
CORASMA è un progetto dell’EDA finalizzato all’applicazione del concetto
“Cognitive Radio” per la gestione dinamica dello spettro in ambito militare.
Al progetto CORASMA partecipano 16 Partner in rappresentanza di 7
Nazioni.
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CORASMA – Overview del progetto
CORASMA è un progetto dell’EDA finalizzato all’applicazione del concetto
“Cognitive Radio” per la gestione dinamica dello spettro in ambito militare.
Al progetto CORASMA partecipano 16 Partner in rappresentanza di 7
Nazioni.
Dynamic Spectrum Management
Oggi sta emergendo una nuova metodologia, chiamata Dynamic Spectrum
Management (DSM), che consente l’accesso coordinato ad uno spettro di
frequenze condiviso.
Gli MoD considerano il DSM come una nuova metodologia in grado di superare le
limitazioni insite nell’assegnazione statica dei piani frequenze permettendo un
adattamento dinamico alle situazioni tempovarianti del “digital battlefield” (mobilita’
delle truppe, jammers, ...)
Il WP2 “Dynamic Spectrum Management” di CORASMA e’ finalizzato allo studio
delle applicazioni militari del concetto DSM, in particolare lo scopo del WP2 consiste
nel risolvere tutte le preoccupazioni del Cliente relative all’implementazione
del DSM all’interno del Sistema di Comunicazioni Tattico (TCS).
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Conclusioni – Fattori abilitanti per il successo dell’SDR nel
mercato e strategia di SELEX
1.
2.
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Mantenendo gli impegni sottoscritti nel programma SDR Nazionale
A.
Progettando, producendo, vendendo, un set di piattaforme SDR
B.
Migrando tutte le WF Legacy sopr le piattaforme SDR, stabilendo il poting
Paradigm.
Essendo Internazionale
A.
Prendendo parte ad attività euroee per la standardizzazione e la
certificazione dell’architettura SDR.
B.
Prendendo parte ad attività europee per lo sciluppo di architetture SDR e
waveforms.
C.
Prendendo parte ad attività internazionali concernenti la
standardizzazione e la certificazione
D.
Prendendo parte a progetti di WF su base NATO (NATO NBWF,
COALWNW).
E.
Prendendo parte a progetti europeri (EDA) e Nazionali per aquisire Knowhow tecnologico
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Conclusioni – SELEX SDR PRODUCTs
HAND HELD
SDR SYSTEM
SECURE FOUR CHANNEL
VEHICULAR SDR SYSTEM
MAN-PACK SDR SYSTEM
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AIRBORNE SDR SYSTEM
Ground Fixed/Naval
SDR SYSTEM
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Domande?
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