2018 年， DARPA 启动了 “数字射频战场仿真系统 (Digital RF Battlespace Emulator, DRBE)” 项目， 拟通过建立一个大规模的虚拟射频环境，促进电子对抗与网络对抗一体化的融合，推进人工智能方法在军用无线通信频谱决策中的应用。这是DARPA电子复兴计划（ERI）第二阶段的资助范围。电子复兴计划为期5年，投资超过15亿美元，旨在确保电子产品性能实现远超传统规模限制的深远改善。

图片

随着射频系统越来越多地使用人工智能 (AI) 来帮助自动化和增强国防用途的功能。为了帮助满足测试和训练这些人工智能系统 的严格要求，需要虚拟模拟器。在其他领域，例如训练现代战斗机飞行员，模拟器已经用于增加现实世界的飞机飞行时间。然而，当前的模拟环境依赖于传统计算，而传统计算无法产生计算吞吐量和速度来准确复制现实世界的射频交互、模拟物理测试范围的规模或满足更复杂系统的技术要求。

图片

DRBE旨在开发一个大规模、交互式、射频仿真环境，为美国国防部提供急需能力，以经济高效的方式评估自适应、智能和分布式的下一代射频系统。美国当前的基础测试设施已无法完成射频系统的演练，这需要数百个国防部系统与数百个对手系统的协同。由于几乎所有平台和任务都严重依赖射频频谱，而对手的射频能力又日益先进，因此当前基础设施的局限性是一个关键的能力短板。现有的测试方法包括 1) 小规模实验室测试；或 2) 大规模训练演习，由于所需的成本和人力，这种演习最多每年进行一次，而且无法充分收集必要的数据。为了克服这些限制，DRBE 将利用大规模多核计算硬件和高带宽数字交叉连接技术的进步模拟现实射频环境，考虑射频平台移动、信号传播效应和延迟、信号干扰以及射频系统之间的相互作用。根据这种仿真环境所需的功率和延迟要求，支持这些目标的电子架构超越了目前任何现有的电子架构。

图片

DRBE将致力于三个技术重点领域：体系架构、大规模多核计算和场景建模。由此产生的测试环境应该允许在100公里的战场空间测试中对数百个RF系统进行即插即用连接。多系统演习可以通过许多不同的战斗场景和变化快速执行。因此，DRBE有助于制定CONOPS，为作战计划提供信息，并微调单个和大型RF系统的性能。

图片

DRBE是世界上第一个大规模虚拟射频 (RF) 环境，这是一个软件定义无线电 (SDR) 系统，旨在模拟和仿真战场空间的电磁环境。用于开发、训练和测试先进的射频系统，例如雷达和电子战 (EW) 系统。目标 DRBE 环境将使众多射频系统能够在完全闭环射频领域相互交互，复制密集、响应迅速的真实射频环境。

DRBE 可以模拟范围广泛的射频系统和技术，包括通信系统、雷达系统、电子战系统和导航系统。它可以产生多种射频信号，如连续波（CW）信号、脉冲信号、调频（FM）信号、调相（PM）信号和调幅（AM）信号。它还可以模拟各种射频传播效应，例如衰落、多径和干扰。

DRBE 正在探索新颖的计算架构，以创建新一代高性能计算 (HPC)，称为“实时 HPC”或 RT-HPC。RT-HPC 的目标是产生两位数 petaFLOPs 级的计算性能，同时保持个位数微秒级的端到端延迟。通过平衡计算吞吐量和极低延迟，DRBE 应该能够生成高保真射频环境。

图片

硬件优化：

开发新型处理器和专用集成电路 (ASIC)，并将这些ASIC组装成一个多处理器RT-HPC系统。采用高速内存和快速存储设备，以实现所需的高计算性能和低延迟。此外，图形处理单元 (GPU) 或现场可编程门阵列 (FPGA) 等专用硬件加速器可用于加速特定计算任务。

软件优化：

在 RT-HPC 系统上运行的软件应用程序必须进行优化，以利用硬件平台并最大限度地减少延迟。这可能涉及使用并行处理技术在多个处理器或内核之间分配计算任务，优化内存使用以最小化数据传输，以及使用专门的库和算法来处理特定的计算任务。

网络优化：

RT-HPC 系统还必须针对网络进行优化，以实现 SDR 硬件平台和 RT-HPC 系统之间的低延迟数据传输。这可能涉及使用专门的网络硬件和软件，例如高速网络接口卡和低延迟通信协议。

除了这些优化之外，DRBE RT-HPC 系统还可以使用其他技术，例如数据预处理、数据压缩和预测分析，以进一步减少延迟并提高计算性能。

该软件应用程序提供了一个图形用户界面 (GUI)，允许用户配置和控制射频环境，包括射频信号的类型和参数、模拟射频源和接收器的位置和移动，以及射频传播模型。

SDR 硬件平台提供了数字域和物理域之间的射频接口。它将软件应用程序生成的数字信号转换为射频设备可以发送和接收的模拟射频信号。

DRBE 已经开发了数年，并在其开发过程中取得了重要的里程碑。2019 年，美国空军研究实验室 (AFRL) 宣布已在 DARPA 频谱协作挑战赛 (SC2) 总决赛中成功展示了 DRBE 系统原型。DRBE 系统能够实时模拟具有多个发射器和接收器的复杂射频环境。

从那时起，DRBE 不断发展，并被用于各种测试和实验目的。例如，在 2020 年，美国陆军作战能力发展司令部 (CCDC) 使用 DRBE 进行了一系列测试，以评估新型电子战系统在真实射频环境中的性能。

除了军方使用外，DRBE 还提供给行业合作伙伴用于测试和开发目的。例如，在 2020 年，国家频谱联盟 (NSC) 宣布已与 AFRL 合作，为其成员提供 DRBE 访问权限以进行测试和实验。

附相关PPT如下：

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

图片

本站仅提供存储服务，所有内容均由用户发布，如发现有害或侵权内容，请点击举报。