Initial link layer protocol design for NBWF - input to NATO SG/6-AHWG/2

Abstract

One of the main activities in the FFI-project 1088 TIPPER and continuing into project 1175 (Gjennomgående kommunikasjon for operative enheter) has been our engagement in NATO SC/6-AHWG/2 (V/UHF Ad Hoc Working Group), in order to contribute to a new standard for secure land tactical communications (voice and IP based data) in VHF and UHF bands. The demand for such a new secure standard is increasing due to international operations. This new standard is termed Narrowband Waveform (NBWF). It will offer secure concurrent voice and IP data over a 25 kHz channel. Several standardisation attempts have been made in the 1980-ies and 90-ies, but they have all failed due to national industrial protectionism. The reason for viewing this new attempt with more optimism is the introduction of SDR (Software Defined Radio). In SDR the hardware platform is separated from the waveform (software). Future radios will be able to switch rapidly between different waveforms. Legacy waveforms may coexist with new standardised waveforms without disturbing the competitive situation. The NBWF work in SC/6-AHWG/2 has been in progress for several years. It started when CRC (Communications Research Centre Canada) presented ideas for a physical layer based on Continuous-Phase coded Modulation (CPM) with iterative decoding. FFI engaged in this work in 2007, and took responsibility for composing a data link layer based on the physical layer from CRC. The physical layer has evolved during this period, partly based on comments from FFI, and now seems to have reached its final form. This enables us to finalize the data link layer. This report does not attempt to give a complete description of the data link layer, but rather an input to technical discussions in the group and as a basis for writing a STANAG. SC/6-AHWG/2 now has been superseded by the Line of Sight Communications Capability Team under the Communication and Information Services Capability Panel (CaP/1 CIS –CaT LOS). The report does only describe the most important mechanisms needed to operate an established network. It does not attempt to describe the required mechanisms needed to establish and maintain the network, including radio late net entry and leaving the network.

En av hovedaktivitetene i prosjekt 1088 TIPPER og en delaktivitet i etterfølgende prosjekt 1175 (Gjennomgående kommunikasjon for operative enheter) har vært vårt engasjement i NATO SC/6-AHWG/2 (V/UHF Ad Hoc Working Group), for å bidra til å utarbeide en ny standard for sikker landtaktisk radiokommunikasjon (tale og IP-basert data) i VHF- og UHF-båndet. Behovet for en ny sikker standard er stadig økende i f m internasjonale operasjoner. Den nye standarden går under betegnelsen Narrowband Waveform (NBWF). Den skal tilby sikker samtidig tale og IP-basert data over en kanal med 25 kHz båndbredde. Det har vært gjort flere forsøk på slik standardisering på 1980 og 1990-tallet, men dette har strandet p g a nasjonale industriinteresser. Grunnen til optimisme relatert til dette nye forsøket er innføringen av SDR (Software Defined Radio). Med SDR skilles selve maskinplattformen i radioen fra bølgeformen. Framtidige radioer vil være i stand til raskt å skifte mellom ulike bølgeformer. Produsentenes egne bølgeformer kan derfor leve side om side med nye standardiserte bølgeformer uten at konkurransesituasjonen forrykkes. Arbeidet med NBWF i SC/6-AHWG/2 har pågått noen år. Det startet med at CRC (Communications Research Centre Canada) presenterte ideer til et fysisk lag basert på Continuous-Phase coded Modulation (CPM) med iterativ dekoding. FFI engasjerte seg i dette arbeidet i 2007, og tok ansvaret med å utarbeide et datalinklag basert på CRCs fysiske lag. Etter samarbeid med CRC ser fysisk lag nå ut til å nå sin endelige form, og dermed er den viktigste forutsetningen for å ferdigstille datalinklaget kommet på plass. Denne rapporten gir ikke en fullstendig beskrivelse av et datalinklag, men er ment som et utgangspunkt for tekniske diskusjoner i NATO-gruppen og som et grunnlag for å utarbeide en STANAG. SC/6-AHWG/2 er nå erstattet av et Line of Sight Communications Capability Team under Communication and Information Services Capability Panel (CaP/1 CIS - CaT LOS). Rapporten beskriver kun de viktigste mekanismene som trengs for å operere et etablert nettverk. Den tar ikke sikte på å beskrive nødvendige mekanismer for å etablere og vedlikeholde nettverket (drift og vedlikehold), inkludert det at radioer kommer inn i nettverket og forlater det.