University of Oulu

Taistelunkestävä hajaspektritietovuo kansalliseen sotilasilmailuun

Saved in:
Author: Isohookana, Matti1,2,3
Organizations: 1University of Oulu Graduate School
2University of Oulu, Faculty of Information Technology and Electrical Engineering, Communications Engineering
3University of Oulu, Centre for Wireless Communications
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 12.4 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526223728
Language: Finnish
Published: Oulu : University of Oulu, 2019
Publish Date: 2019-10-25
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Esitetään Oulun yliopiston Tieto- ja sähkötekniikan tohtorikoulutustoimikunnan suostumuksella julkisesti tarkastettavaksi Linnanmaan Oulun Puhelin -salissa (L5) 1. marraskuuta 2019 kello 13
Tutor: Professor Matti Latva-aho
Reviewer: Professor Markku Renfors
Professor Kimmo Kansanen
Opponent: Professor Hannu Kari
Description:

Abstract

The primary mission of the Finnish Air Force is to ensure a continuous surveillance and policing of the national airspace. The wartime mission is defensive counter-air fighter operations. Implementation of the air surveillance is carried out mainly with air surveillance radars — policing and defensive actions with fighters.

A foundation to a well-executed flight operation is a situation awareness. Pilots have to have a real time air picture in their use, i.e., exact information of the own and enemy’s fighters, and instructions of the mission command. The later has to have information for example about the remaining flight time of the fighters.

To keep up the situation awareness the fighters participating the flight operation and the mission command on the ground are connected via real time robust communications system. In this thesis, the system development of the experimental SIHTI (Suomen ilmavoimien hajaspektritietovuo) spread spectrum data link fulfilling the national requirements is considered from the requirement specification to the performance measurements of the airproof prototype. The SIHTI system, which has to be secure, robust and having good LPD/LPI (Low Probability of Detection/Low Probability of Interception) properties has to enable bidirectional transmission between fighters and base stations as well as the fighters themselves. The SIHTI system has to operate in the case when many of similar nets are operating simultaneously in the same region and under heavy jamming. The system concept and its implementation has to be configurable so that an end user and a maintenance of the system can affect on the performance of the system only via parameters and changes in algorithms.

In this thesis, it will be shown that the experimental SIHTI prototype with minor changes can fulfil the set requirements.

see all

Tiivistelmä

Suomen ilmavoimien perustehtävä on kansallisen ilmatilan jatkuva valvonta ja vartiointi sekä sodan aikana ilmatilan puolustus. Ilmatilan valvonta hoidetaan pääasiassa ilmavalvontatutkilla — vartiointi ja puolustus sotilaskoneilla.

Sotilaskoneiden tehokkaan toiminnan edellytyksenä on tilannetietoisuus. Lento-operaatioon osallistuvilla tahoilla tulee olla käytettävissä ajan tasalla oleva ilmatilannekuva eli tarkat tiedot omista ja vastapuolen koneista, taistelujohdon toimintaohjeet sekä tietoa muun muassa operaatioon osallistuvien koneiden jäljellä olevasta toiminta-ajasta.

Tilannetietoisuuden ylläpitäminen edellyttää, että lento-operaatioon osallistuvia lentokoneita ja maassa olevaa taistelujohtoa yhdistää reaaliaikainen varmatoiminen tiedonsiirtoyhteys. Tässä väitöskirjassa tarkastellaan kansallisen sotilasilmailun tarpeet täyttävän lentokelpoisen SIHTI (Suomen ilmavoimien hajaspektritietovuo) -hajaspektritiedonsiirtokoejärjestelmän järjestelmäkehitystä aina vaatimusmäärittelystä lentokelpoisen koelaitteiston suorituskykymittauksiin. Turvallisen, varmatoimisen ja vaikeasti tiedusteltavan tiedonsiirtojärjestelmän tulee mahdollistaa niin lentokoneiden kuin lentokoneiden ja maa-asemien välinen kaksisuuntainen sanomansiirto useiden lähekkäin toimivien verkkojen tapauksessa hyvinkin voimakkaassa tahallisessa häirinnässä. Tiedonsiirtojärjestelmässä ja sen toteutuksessa tulee olla myös riittävä määrä muunneltavuutta, jotta järjestelmän loppukäyttäjä ja järjestelmän ylläpitäjä pystyvät parametri- ja algoritmimuutoksin vaikuttamaan järjestelmän suorituskykyyn.

Väitöskirjassa osoitetaan, että FH/DS-CDMA (Frequency Hopping / Direct Sequence Code Division Multiple Access)- ja TDMA (Time Division Multiple Access) -monikäyttömenetelmiin pohjautuva SIHTI-koejärjestelmä pystyy pienin muutoksin täyttämään sille asetetut vaatimukset.

see all

Series: Acta Universitatis Ouluensis. C, Technica
ISSN: 0355-3213
ISSN-E: 1796-2226
ISSN-L: 0355-3213
ISBN: 978-952-62-2372-8
ISBN Print: 978-952-62-2371-1
Issue: 716
Type of Publication: G4 Doctoral dissertation (monograph)
Field of Science: 213 Electronic, automation and communications engineering, electronics
Subjects:
Copyright information: © University of Oulu, 2019. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.