Wybrane projekty krajowe realizowane w ITK:

Widok mikrotelefonu do autoryzacji głosu rozmówcy oraz weryfikacji integralności sygnału rozmownego

Jedną z nowszych dziedzin, którą zajmuje się instytut od kilku lat jest steganografia czyli ukrywanie faktu transmisji informacji w innej informacji bądź w sposobie transmisji oraz stegoanaliza – wykrywanie takich przekazów. Instytut podjął działania na rzecz określenia narodowego systemu steganograficznego przy współpracy z Instytutem Telekomunikacji Politechniki Warszawskiej. Jednym ze sposobów transmisji, który może być wykorzystany w steganografii jest watermarking, czyli znakowanie wodne w szczególności przekazów fonicznych. Taki, niesłyszalny dla odbiorcy, sygnał można wykorzystać np. do ustalania praw autorskich do określonego nagrania, ale również w celu podniesienia bezpieczeństwa w bezprzewodowych sieciach specjalnych.

Opracowany w ITK mikrotelefon przeznaczony jest do autoryzacji głosu rozmówcy oraz weryfikacji integralności sygnału rozmownego. Zaletą takiego rozwiązania jest uniezależnienie identyfikacji mówcy od subiektywnej alokacji głosu abonenta w wyniku zastosowania numerycznej procedury określania jego tożsamości. Rozwiązanie to zyskało uznanie na wielu targach i wystawach innowacyjności, w szczególności EUREKA, odbywających się corocznie w Brukseli, gdzie uzyskano w ubiegłym roku złoty medal z wyróżnieniem. W 2009r. na targach Eureka w Brukseli inny projekt instytutu dotyczący ogólnodostępnego serwera watermarkingowego dla sieci IP został uhonorowany srebrnym medalem.

Zespół w składzie: prof. dr hab. inż. P. Gajewski, płk dr hab. inż. Z. Piotrowski, dr inż. L. Nowosielski, dr inż. L. Zagoździński - laureaci Nagrody Rektorskiej oraz wielu wystaw i konkursów za opracowanie mikrotelefonu

Projekty związane z budową śmigłowcowego systemu rozpoznania ŚSR PROCJON realizowane były we współpracy z wytwórnią Sprzętu Komunikacyjnego WSK PZL Świdnik S.A. oraz z Wojskowymi Zakładami Elektronicznymi w Zielonce. Projekt realizowany był wspólnie z Instytutem Radiolokacji (obecnie Instytut Radioelektroniki).

Instytut Telekomunikacji odpowiadał za prace związane z szeroko pojętym rozpoznaniem radiowym. Opracowano projekty wstępne i techniczne podsystemów rozpoznania radiowego wchodzące w skład ŚSR. Opracowano i wdrożono systemy łączności pokładowej oraz specjalistyczne oprogramowanie systemowe w zakresie analizy danych z rozpoznania radiowego.
W ITK opracowano również Naziemne Stanowisko Rozpoznania Radioelektronicznego (NSRR) oraz Wóz Dowodzenia Walką Radioelektroniczną (WD WRE 2Z) stanowiące elementy kierowania i dowodzenia śmigłowcami systemu.

W ramach realizacji systemu PRZEBIŚNIEG zaspół Zakładu Radiokomunikacji uzupełniony pracownikami Zakładu Systemów Telekomunikacyjnych, we współpracy z Wojskowymi Zakładami Elektronicznymi w Zielonce, realizował projekt koncepcyjny i techniczny zautoamatyzowanego systemu rozpoznawczo – zakłócającego PRZEBIŚNIEG. Jest on przeznaczony jest do realizacji rozpoznania oraz zakłócania źródeł emisji radiowych w zakresie częstotliwości VHF i UHF. System zapewnia możliwości gromadzenia danych, opracowywania oraz zobrazowania informacji o sytuacji radioelektronicznej, a także przekazywanie danych do szczebla nadrzędnego.

W ITK opracowano projekt wstępny i techniczny urządzeń specjalistycznych (uniwersalny demodulator cyfrowy, wzbudnik Stacji Zakłóceń), które zostały wdrożone do eksploatacji w systemie. Dla potrzeb systemu opracowano i wdrożono podsystem łączności radiowej z wykorzystaniem radiostacji z rodziny PR4G (wykorzystano wielodostęp TDMA).

Zautomatyzowany system rozpoznawczo-zakłócający KAKTUS jest przeznaczony do prowadzenia walki elektronicznej na szczeblu operacyjnym i taktycznym. Zadania rozpoznawcze systemu KAKTUS obejmują pozyskiwanie informacji o składzie i dyslokacji elementów ugrupowania przeciwnika oraz o charakterze jego bieżących działań. W zakresie przeciwdziałania system KAKTUS jest przeznaczony do prowadzenia ofensywnych działań elektronicznych polegających na emitowaniu zakłócającej energii elektromagnetycznej na częstotliwościach pracy urządzeń odbiorczych przeciwnika.

Projekt związany z budową systemu KAKTUS realizowany jest w kooperacji z Wojskowym Instytutem Łączności.

W ramach realizacji projektu KAKTUS w pracowniczy ITK opracowali i wykonali szereg urządzeń, które weszły na wyposażenie specjalistycznych aparatowni. Opracowano i wykonano między innymi następujące urządzenia:

  • wzbudnik będący na wyposażeniu stacji zakłóceń,
  • cyfrowy analizator sygnałów będący na wyposażeniu stacji rozpoznania oraz aparatowni radioodbiorczych,
  •  rejestrator szerokopasmowy będący ba wyposażeniu stacji rozpoznania i aparatowni radioodbiorczych,
  • wzmacniacze i komutatory antenowe będące na wyposażeniu wszystkich aparatowni systemu KAKTUS.

Kolejnym etapem realizacji projektu jest praca KAKTUS +,  którego celem jest wykonanie i wdrożenie modułu operacyjnego ZSR-Z na wyposażenie SZ RP.

 

Na początku lat 80-tych ubiegłego wieku w Zakładzie Techniki Cyfrowej ITK opracowano ekspander wydłużający mierzony odcinek czasu z bardzo dużym współczynnikiem ekspansji (104). W oparciu o tę zasadę zbudowano interpolacyjny licznik czasu o rozdzielczości 1 ps, co było najlepszym wynikiem na świecie. Opracowana w zespole nowa, statystyczna metoda automatycznej kalibracji umożliwiła uzyskanie wysokiej stabilności i dokładności pomiarów w czasie długich sesji badawczych.

W połowie lat 90-tych opracowano koncepcję nowego, całkowicie cyfrowego konwertera czas-liczba, wykonanego w technologii CMOS FPGA (pASIC - QuickLogic). Zaprojektowano i wykonano konwerter orozdzielczości 200 ps przy pomiarach pojedynczych i 1 ps przy pomiarach z uśrednianiem. W 1997 roku twórcy licznika i Wojskowa Akademia Techniczna zostali uhonorowani Złotym Medalem z Wyróżnieniemna Światowej Wystawie Wynalazczości„46th World Exhibition of Innovation, Research and New Technology EUREKA’97” w Brukseli. Był to pierwszy, scalony licznik FPGA na świecie o tak wysokiej precyzji i dużym zakresie pomiarowym. Układy te były stosowane w Anglii do produkcji nowoczesnych systemów dalmierzy laserowych, stosowanych do celów nawigacyjnych w portach morskich.

Kolejne generacje scalonych liczników czasu zostały opracowane w nowocześniejszej technologii CMOS FPGA (Spartan-3,Xilinx). Stanowią one bazę dla projektowanych w zespole precyzyjnych liczników czasu i częstotliwości jako kart komputerowych z interfejsem PCI. Wraz z własnym oprogramowaniem karty tworzą uniwersalne urządzenia pomiarowe.

W pomiarze odcinka czasu uzyskano rozdzielczość równą 25 ps i precyzję poniżej 35 ps (w zakresie od 0 do 50 ms), co obecnie stanowi najlepszy wynik na świecie w tej kategorii urządzeń pomiarowych. Liczniki te są stosowane m.in. w laboratoriach Polskiej Akademii Nauk oraz w zagranicznych laboratoriach, zajmujących się wytwarzaniem i dystrybucją globalnej skali czasu.

Nowy licznik ma również wbudowane zaawansowane tryby pomiaru częstotliwości (w zakresie do 3,5 GHz). W szczególności do zastosowań telekomunikacyjnych ważne jest szacowanie miar jakości sygnałów zegarowych, takich jak dewiacja Allana, TIE, MTIE i TDEV. Możliwe jest również szybkie próbkowanie częstotliwości (do 2 MSa/s), m.in. do wykrywania szkodliwych modulacji sygnałów.

W ramach projektu rozwojowego MNiSW (2007-2010) zostały opracowane prototypy nowych liczników jako moduły z interfejsem USB i z interfejsem bezprzewodowym WiFi. Są to pierwsze na świecie liczniki o tak wysokiej precyzji, wykonane jako miniaturowe moduły pomiarowe.

Komplementarnym zadaniem dla precyzyjnych pomiarów odcinka czasu jest generacja odcinków czasu o wysokiej precyzji. Zaproponowano metodę składania takich odcinków z całkowitej liczby okresów sygnału o precyzyjnie dobranej częstotliwości. W oparciu o tę metodę zostały opracowane prototypy generatorów odcinka czasu w trzech wersjach: jako karta komputerowa z interfejsem PCI (widok poniżej), oraz moduły z interfejsem USB i WiFi.

Są to pierwsze na świecie takie generatory, które zapewniają precyzję (odchylenie standardowe) wytwarzanego odcinka czasu poniżej 20 ps w zakresie od 10 ns do 50 ms, wybieranego z krokiem 5 ps.

Wyniki prac były publikowane w prestiżowych czasopismach naukowych, indeksowanych w znanej bazie „ISI Web of Knowledge”.Osiągnięcia zespołu są regularnie prezentowane na międzynarodowych konferencjach naukowych, w tym na dwóch najważniejszych w dziedzinie: Precise Time and Time Interval Systems and Applications Meeting (USA) i European Frequency and Time Forum (Europa).

Dzięki temu prace zespołu są znane i cenione na świecie, zwłaszcza w zespołach badawczych, pracujących nad podobnymi problemami metrologicznymi. Nawiązana została współpraca z zespołem badawczym na uniwersytecie w Oulu (Finlandia), kierowanym przez prof. Juha Kostamovaara, co m.in. zaowocowało wzajemnymi stażami naukowymi.

Laboratorium badawcze zespołu nie ustępuje pod względem wyposażenia innym ośrodkom na świecie, zajmującym się precyzyjną metrologią odcinka czasu. Bazę stanowi niemal wyłącznie nowoczesna aparatura wiodących producentów amerykańskich.

Więcej informacji znajduje się na stronie Zakładu Techniki Cyfrowej

Projekt ustanowiony został przez MNiSzW. Był realizowany przez konsorcjum naukowo – przemysłowego w składzie: Wojskowy Instytut Łączności (lider), firma RADMOR S.A. i Instytut Telekomunikacji WEL WAT. Projekt był realizowany w latach 2009 – 2012. Samodzielnym zadaniem badawczym Instytutu Telekomunikacji w projekcie jest opracowanie scenariuszy operacyjnych i ich matematycznych modeli, ilustrujących funkcjonowanie systemów bezprzewodowych, z uwzględnieniem dynamiki, wynikającej z ich pracy w ruchu oraz współudział w:

  • opracowaniu specyfikacji systemów bezprzewodowych funkcjonujących w systemach zarządzania kryzysowego,
  • analizie możliwości realizacji automatycznej (on-line) dystrybucji danych radiowych w wyspecyfikowanych systemach bezprzewodowych,
  • opracowaniu koncepcji automatycznego brokera częstotliwości,
  • przeprowadzenie demonstracji (weryfikacji) możliwości realizacji opracowanej koncepcji.

Celem projektu było opracowanie i wdrożenie złożonego systemu informacyjnego do celów kompleksowej detekcji i identyfikacji zagrożeń oraz monitoringu i identyfikacji obiektów ruchomych. Realizatorem zadania było konsorcjum w składzie: AGH (lider), WIŁ, Wyższa Szkoła Technik Komputerowych i Telekomunikacji z Kielc, Instytut Telekomunikacji WEL WAT. Projekt był realizowany w latach 2010 – 2015. Projekt obejmował realizację trzech wzajemnie skorelowanych i integrowanych grup zadań:

  • opracowanie metod automatycznej obserwacji i rejestracji parametrów o obiektach ruchomych, transmisji i archiwizacji danych oraz identyfikacji osób znajdujących się w tych obiektach,
  • wykrywanie zagrożeń i analiza różnorodnych parametrów ruchu na tle dynamicznych map,
  • identyfikacja osób i zagrożeń na bazie terminali przenośnych i inteligentnego monitoringu oraz wyszukiwanie osób, danych i treści multimedialnych z zabezpieczeniem obiegu i przechowywania informacji.

Celem Grantu (lata 2010 – 2013) była adaptacja i rozwój istniejących oraz opracowanie nowych metod i technik zapewniających realizację usług w sposób ciągły z wymaganą jakością zgodnie z przyjętą polityką bezpieczeństwa w taktycznych sieciach ad-hoc.

Zaproponowane rozwiązania pozwolą na poprawę efektywności wykorzystywanych zasobów tych sieci z gwarantowaniem jakości usług opartych na stosie protokołów TCP/IP przy jednoczesnym uwzględnianiu zmienności i dynamiki zachowań pracy sieci oraz spełnienia wymogów przyjętej polityki bezpieczeństwa.

Zaproponowane w projekcie mechanizmy zostaną zaimplementowane w środowisku symulacyjnym, a wybrane – zaimplementowane w urządzeniach rzeczywistych. Badania w szerokim zakresie zmienności parametrów taktycznej sieci ad-hoc i oddziaływań środowiskowych pozwolą ocenić efektywność proponowanych rozwiązań. Badania były realizowane w oparciu o przykładowe scenariusze użycia taktycznych sieci ad-hoc, charakterystyczne dla prowadzonych obecnie operacji stabilizacyjnych i antyterrorystycznych

Projekt badawczy rozwojowy, którego celem jest opracowanie i wykonanie demonstratora zintegrowanego systemu ochrony komponentów systemów teleinformatycznych, przed niszczącym atakiem sygnałami HPEM(High Power Electro-Magnetics). Badania mają na celu określenie najbardziej podatnych na zniszczenie elementów systemu łączności oraz urządzeń informatycznych, jak również sposobu przenikania tj. dróg penetracji silnego pola elektromagnetycznego do struktur wewnętrznych rozpatrywanych składników.

Wybrane projekty międzynarodowe realizowane w ITK:

Ideą tego projektu jest przygotowanie europejskiego przemysłu do opracowania następnej generacji radiokomunikacyjnych systemów wojskowych wykonanych w technologii Cognitive Radio (CR), która bazując na rozwiązaniach SDR umożliwiałaby bardziej efektywne wykorzystanie sieci radiowych w działaniach sieciocentrycznych. Celem projektu jest opracowanie odpowiednich metod zarządzania widmem częstotliwości z wykorzystaniem zdolności systemów do adaptacji w złożonym środowisku elektromagnetycznym. Wynikiem końcowym projektu będzie opracowanie demonstratora technologicznego.

Projekt realizowany jest w ramach międzynarodowego konsorcjum naukowo-przemysłowego. Członkami tego konsorcjum są następujące firmy i instytucje: Thales Communications z Włoch, Belgii, Francji (lider), Thales Defence Deutschland z Niemiec, SAAB ze Szwecji, SELEX z Włoch, TEKEVER z Portugalii i ITK WEL WAT.

W ramach projektu zespoły naukowe Instytutu Telekomunikacji realizują następujące zadania:

  • opracowanie prawdopodobnych scenariuszy operacyjnych i zdefiniowanie potrzeb (wymagań) użytkownika końcowego,
  • opracowanie polityk zarządzania inteligentnymi sieciami bezprzewodowymi,
  • opracowanie metod tworzenia elektromagnetycznej świadomości sytuacyjnej,
  • opracowanie metod zarządzania sieciami,
  • modelowanie środowiska elektromagnetycznego,
  • udział w opracowaniu demonstratora technologii.

Głównym celem projektu jest opracowanie programowej architektury komunikacyjnej (SCA) wraz z nowoczesnym waveformem operacyjnym mającym umożliwić współpracującym siłom pełną interoperacyjność z jednoczesnym zapewnieniem kompatybilności z narodowymi systemami łączności. Realizowane w wielu krajach skojarzone projekty mają zapewnić powstanie certyfikowanych radiostacji z możliwością reprogramowania w zależności od zmieniających się potrzeb operacyjnych.

Projekt realizowany jest w ramach konsorcjum międzynarodowego, w którym uczestniczą następujące firmy: ELEKTROBIT z Francji,SAAB ze Szwecji, INDRA z Hiszpanii, RADMOR z Polski, SELEX z Włoch, Thales Communications (lider) z Francji.

Zadaniem Instytutu Telekomunikacji, jako podwykonawcy firmy RADMOR, było:

  • opracowanie analiz istniejących waveformów wojskowych pod kątem możliwości ich wykorzystania w wojskowych radiostacjach programowalnych,
  • uczestniczenie w opracowaniu wymagań technicznych na platformę sprzętową radiostacji ESSOR.

Głównym celem projektu jest zwiększenie możliwości przechwytywania i kontroli komunikacji radiowej potencjalnego przeciwnika. Wyniki projektu zapewnią możliwość selektywnej prewencji, kontroli, przechwytywania i blokowania sygnałów radiowych przeciwnika z jednoczesnym ograniczonego wpływu na pracę własnych urządzeń radiowych. Opracowane techniki umożliwią ponadto skuteczne zapobieganie radiowemu inicjowaniu improwizowanych ładunków wybuchowych w operacjach wojskowych oraz działań cywilnych (operacje rządowe, ochrona konwojów, misje humanitarne, itp.).

Projekt realizowany jest w ramach międzynarodowego konsorcjum naukowo-przemysłowego. Członkami tego konsorcjum były następujące firmy i instytucje: Thales Communications z Francji (lider), Instytut Telekomunikacji WEL WAT, Królewska Akademia Wojskowa z Belgii, JR z Austrii, TNO z Holandii, FKIE z Niemiec, Akademia Sił Zbrojnych ze Słowacji, TELETEL z Grecji.

W ramach projektu zespoły naukowe Instytutu Telekomunikacji wykonały następujące zadania:

  • udział w opracowaniu prawdopodobnych scenariuszy operacyjnych,
  • analiza istniejących rozwiązań technicznych,
  • udział w opracowaniu metod analizy sygnałów istniejących systemów radiokomunikacyjnych,
  • opracowanie inteligentnych algorytmów detekcji i zakłócania.

Końcowym efektem będzie udział w opracowaniu demonstratora technologii. 

Głównym celem projektu było usprawnienie łączności radiowej pomiędzy żołnierzami i ich macierzystymi wozami w operacji prowadzonej w terenie zurbanizowanym. Przy realizacji tego celu szczególną uwagę przywiązywano do efektywnej integracji łącza radiowego i usług na poziomie sieciowym.

Projekt realizowano w ramach międzynarodowego konsorcjum naukowo-przemysłowego. Członkami tego konsorcjum były następujące firmy i instytucje: Thales Communication z Francji (lider), Thales Italia z Włoch, SAGEM z Francji, FOI ze Szwecji, TNO z Holandii, ITK WEL WAT, INDRA i UPV z Hiszpanii, SELEX z Włoch, Thales Defence Deutschland z Niemiec, ROHDE and SCHWARZ z Niemiec, AMPER PROGRAMS z Hiszpanii.

W ramach projektu zespoły naukowe Instytutu wykonały następujące zadania:

  • opracowano prawdopodobne scenariusze operacyjne,
  • udział w opracowaniu waveformów małej i dużej przepływności,
  • opracowanie metod routingu w sieciach bezprzewodowych,
  • analiza przydatności technologii wieloantenowej MIMO,
  • sondowanie kanałów radiowych SISO oraz MIMO.

Końcowym efektem był udział w opracowaniu demonstratora technologii.

Planowana jest realizacja kolejnego etapu projektu - WOLF II, którego celem będzie integracja opracowanych technologii i przeprowadzenie testów polowych.