Phần mềm lựa chọn tần số tối ưu trong thông tin liên lạc biển, đảo

Một nhóm tác giả của Trường Đại học Thông tin liên lạc vừa đoạt giải khuyến khích hội thi Sáng tạo Kỹ thuật tỉnh Khánh Hòa lần thứ X (2022 - 2023) về phần mềm lựa chọn tần số tối ưu cho thông tin liên lạc biển, đảo. Đây là phần mềm mới trong lĩnh vực này, đáp ứng được yêu cầu thông tin liên lạc biển, đảo, phục vụ công nghiệp lưỡng dụng.

Theo Tiến sĩ Tạ Văn Thành - Trưởng nhóm nghiên cứu, thông tin vô tuyến là phương thức liên lạc chủ yếu hiện nay giữa các tàu thuyền với đất liền, các tàu thuyền với nhau và giữa đất liền với các đảo. Một số trường hợp quan trọng có thêm hình thức liên lạc qua vệ tinh. Tuy nhiên, phương thức này chưa phổ biến ở nước ta do giá thành chưa phù hợp với đa số người dân, đặc biện là ngư dân. Do cự ly liên lạc xa và vị trí liên lạc thường xuyên thay đổi nên các đài vô tuyến điện thường thực hiện liên lạc bằng hình thức sử dụng sóng ngắn liên lạc qua tầng điện ly. Tuy nhiên, dải tần sóng ngắn rất hạn chế. Mặt khác, việc cấp phát, quản lý tần số cho các tàu đều thực hiện thủ công, theo kinh nghiệm và chưa lựa chọn được tần số tối ưu theo các khu vực hoạt động của các tàu. Vì vậy, khi đưa vào sử dụng các tàu có thể sẽ không liên lạc được hoặc chất lượng kém. Từ thực tế đó, nhóm đã đề xuất xây dựng phần mềm lựa chọn tần số tối ưu cho thông tin liên lạc vô tuyến điện trên biển và các đảo, phục vụ công nghiệp lưỡng dụng.

Thiếu tá Tạ Văn Thành (ngồi, bìa trái) và nhóm nghiên cứu.

Thực tế hiện nay, do cự ly liên lạc xa và vị trí thường xuyên thay đổi nên các đài vô tuyến điện trên các tàu thường sử dụng sóng ngắn liên lạc qua tầng điện ly. Tuy nhiên, dải sóng ngắn hữu hạn này lại phải phục vụ cho cả mục đích dân sự và quân sự. Khi số lượng đối tượng liên lạc tăng lên, nếu không tổ chức bố trí và lựa chọn tần số hợp lý thì các đài sẽ gây nhiễu lẫn nhau, làm ảnh hưởng đến thông tin, bảo mật. Để giải quyết bài toán này, nhóm tác giả đã nghiên cứu các loại máy thu phát vô tuyến điện và các tham số của chúng. Đồng thời, thu thập các tham số của tầng điện ly theo thời gian thực. Các tham số của tầng điện ly được cập nhật trên các tham số đo được của các trung tâm đo kiểm quốc tế có uy tín. Sau đó, nhóm tiến hành xây dựng phần mềm tính toán tần số tối ưu theo lưu đồ thuật toán để tìm lời giải tối ưu.

Phần mềm cho phép người dùng lựa chọn vị trí đài phát, đài thu; lựa chọn loại máy phát, máy thu và các tham số tương ứng (công suất, loại ăng-ten và tần số công tác); tính toán các tham số như tần số phản xạ cực đại, cực tiểu, tần số tối ưu và tần số công tác... Trên cơ sở đó, người sử dụng có thể hiểu, giải thích về quá trình truyền sóng ngắn trong tầng điện ly. Từ kết quả này, Cục Tần số vô tuyến điện có căn cứ để cấp phép sử dụng tần số cho các tàu hoạt động ở các khu vực một cách chính xác, sát thực tế, hiệu quả cao… Theo Tiến sĩ Thành, ưu điểm của phần mềm là tính toán nhanh, chính xác, sát với sự biến đổi của tầng điện ly tại bất kỳ vị trí nào theo thời gian thực; phần mềm có giao diện thân thiện, dễ sử dụng, chạy trên web nên không yêu cầu các thiết bị phần cứng chuyên dụng đi cùng…

Theo Đại tá, Tiến sĩ Nguyễn Danh Khoa - Phó Hiệu trưởng Trường Đại học Thông tin liên lạc, hiện nay, phần mềm đã được ứng dụng để phục vụ xây dựng quy ước liên lạc trong quân đội, đảm bảo thông tin liên lạc bảo vệ vùng đất, vùng trời, vùng biển. Qua thực tế triển khai tại các đơn vị thuộc Quân chủng Hải quân, phòng không - không quân, bộ đội biên phòng, kiểm ngư và cảnh sát biển tại khu vực Khánh Hòa (2022 - 2023) đều cho chất lượng thông tin liên lạc tốt; phần mềm có thể phát triển để sử dụng cho việc chọn tần số liên lạc tối ưu của Cục Tần số vô tuyến điện phục vụ cấp phép thông tin vô tuyến. Trên thị trường chưa có sản phẩm tương tự nên phần mềm có thể phục vụ hữu hiệu cho công nghệ lưỡng dụng, mục đích quân sự và dân sự.

V.L