為了促進對於軟體定義無線電(SDR)的廣泛關注,並在軍事與商用市場探索更多新的可能性,美國國防部先進研究計劃署(DARPA)日前舉行為期一週的SDR「駭客節」(hackfest)競賽。參與這項競賽的8支團隊將使用軟體編程無線電,控制無人駕駛飛機的飛行。

DARPA微系統部門專案經理Tom Rondeau主持了這項競賽活動。在去年加入DARPA之前,Rondeau曾經有6年的時間帶領GNU Radio——基於SDR開放來源架構的開發計劃。

20171107_hackfest_NT01P1

Rondeau說:「軟體無線電可以是蜂巢式網路、Wi-Fi等任何項目,取決於你如何進行編程——它都是數學運算與數字處理。」他形容GNU Radio是「一種訊號處理的特定領域語言,可用於開發解調器、濾波器與發射器。GNU Radio是一種相當完整的工具組,全世界各地的研發團隊都可以使用。」

此次hackfest競賽最終可能帶來不同的結果,包括從協助軍隊阻斷敵方通訊,到為新興物聯網(IoT)預計出現的數十億無線裝置開通電波等。

Rondeau說:「越來越多的無人機面對頻譜緊縮的挑戰。我們觀察到目前現成可用的無線電,在一個地理??區域內只能維持50架無人機飛行使用,因為沒有其他頻譜可用了。因此,在未來的10 - 15年,如果想要擁有一兆個無線裝置,我們將會需要比其他Wi-Fi晶片組更智慧的方案。」

他解釋說:「參與競賽的這幾支團隊都準備好以軟體可定義的方式來思考地面控制與無人機之間的連結……所以他們可能發現新的操作模式——這是以電腦速度操作時才可能想像的……你可以將無人機視為一種可編程的延伸。」

他補充說:「如何使用無人機的變化可能由此而來,但當活動焦點集中於無人機時,我的目的在於讓人們對於軟體無線電、編程頻譜以及應用相關新知識感到興趣。」

20171107_hackfest_NT01P2 競爭團隊們將使用來自Ettus Research的Raspberry Pi電腦和SDR控制器,操控3DR四軸飛行器的飛行 (來源:DARPA)

連結軍方、駭客與決策者

然而,SDR至今仍缺乏強大的商業驅動力。不過,LTE和即將來臨的5G蜂巢式網路的進展將有助於緩解頻譜緊縮問題,主要方式是透過縮小蜂巢式尺寸。

然而,他說軍事策劃人員「可沒時間採用這些標準......所以我們開始調整和操縱頻譜,以避免訊號攔截和干擾」。因此,美國國防部仍持續透過其「特殊部隊」,利用無人機來操縱基於GNU Radio工具的頻譜。

參與hackfest的競爭團隊將代表國防產業、矽谷新創公司和學術界,分別來自Aerospace Corp.、Assured Information Security、Hacker DoJo、Raytheon BBN Technologies、加州大學( University of California)以及南衛理公會大學(Southern Methodist University)。

在此競賽中發表演講的嘉賓同樣來自各領域,包括科幻小說家Cory Doctorow、隱私權律師、Linux基金會代表、資深駭客和政策專家等。

他說:「美國聯邦通訊委員會(FCC)很喜歡SDR。他們不知道如何規範,但總想弄清楚...... FAA支持無人機,但十分謹慎行事。」

此外,Rondeau在DARPA執行一項專案,期望探索將SDR帶入嵌入式系統的方法。

他說:「軟體無線電尚未大量普及,因為它需要很高的運算能力和耗電量。因此,我們正著眼於打造低功率的處理器,以便用於接近物聯網的感測器邊緣附近。」他強調,特定域的SoC專案並不僅限於SDR應用。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Drone Challenge Rides Soft Radio,by Rick Merritt)