מה זה NLOS?
NLOS או Non-Line of Sight מתייחס ליכולת לשדר אותות או לתקשר ללא נתיב ישיר ובלתי חסום בין המשדר למקלט.
מונח זה נפוץ בתחומים שונים, כגון טלקומוניקציה, תקשורת צבאית ורשתות.
בתקשורת, NLOS חיוני עבור רשתות אלחוטיות, במיוחד בסביבות עירוניות שבהן מבנים ומכשולים אחרים יכולים לחסום אותות.
טכניקות כגון עקיפה, השתקפות ופיזור משמשות כדי לאפשר לאותות לנווט סביב מכשולים.
בהקשרים צבאיים, יכולות NLOS חשובות למטרות תקשורת ומיקוד כאשר קו ראייה ישיר אינו אפשרי עקב תנאי שטח,
מכשולים או צורך בהתגנבות.
טכנולוגיות NLOS חיוניות לפריסה יעילה של מערכות שונות, כולל רשתות סלולריות, Wi-Fi ומערכות מכ”ם,
המספקות קישוריות ופונקציונליות גם בסביבות מאתגרות.
איך עובד NLOS?
NLOS מתאר תרחישים שבהם למשדר ולמקלט אין נתיב חזותי ישיר ביניהם עקב חסימות כמו מבנים,
עצים או עקמומיות כדור הארץ.
למרות היעדר נתיב ישיר, תקשורת או זיהוי עדיין אפשריים בשיטות שונות.
תנאי NLOS הם אתגרים משמעותיים בתכנון רשתות תקשורת, במיוחד בשטחים עירוניים ומורכבים.
פעולת NLOS מסתמכת על טכניקות שונות ליצירת תקשורת או זיהוי, כולל:
עקיפה: זה מתרחש כאשר גלי הרדיו מתכופפים סביב מכשולים.
מבנים או מאפיינים גיאוגרפיים יכולים לגרום לגל הרדיו להתכופף מעט ולהגיע אל המקלט למרות שאין קו ראייה ישיר.
השתקפות: גלי רדיו יכולים להקפיץ משטחים, ולאפשר להם להגיע למקלט שאינו בקו הראייה הישיר של המשדר.
משטחים מחזירי אור נפוצים כוללים מבנים, קירות ואדמה.
פיזור: כאשר גלי הרדיו נתקלים בעצמים קטנים או אי-סדירות באטמוספירה, הם מתפזרים למספר כיוונים.
חלק מהגלים המפוזרים הללו יכולים לעשות את דרכם אל המקלט.
שבירה: תופעה זו מתרחשת כאשר גל הרדיו עובר דרך מדיומים שונים, וגורם לשינוי במהירות ובכיוון.
שכבות אטמוספריות בעלות צפיפות משתנה יכולות לשבור גלי רדיו, לכופף אותם לכיוון המקלט.
ריבוי מסלולים: בסביבות עירוניות, גלי רדיו יכולים לעבור מספר נתיבים כדי להגיע למקלט עקב השתקפויות, עקיפה ופיזור.
למרות שזה יכול להוביל להפרעות של האות, מערכות תקשורת מודרניות משתמשות באלגוריתמים כדי לשלב אותות אלה
בצורה בונה או לבחור את נתיב האות הטוב ביותר.
עבור טכנולוגיות תקשורת אלחוטיות כמו רשתות סלולריות, Wi-Fi ותקשורת לוויינית, התגברות על תנאי NLOS היא חיונית
לשמירה על קשרים אמינים, במיוחד באזורים בנויים בצפיפות או בשטחים מאתגרים.
טכניקות כגון יצירת אלומה,MIMO וקודי תיקון שגיאות מתקדמים משמשות כדי לשפר את איכות האות ומהימנות בתנאי NLOS.
שימושים של NLOS
טכנולוגיית NLOS משמשת בתחומים שונים, וממנפת את יכולתה לתקשר או לזהות אובייקטים ללא נתיב חזותי ישיר.
להלן כמה מהשימושים העיקריים של טכנולוגיית NLOS:
תקשורת אלחוטית
רשתות סלולריות: טכנולוגיות NLOS חיוניות באזורים עירוניים ופרבריים שבהם מבנים ומבנים אחרים יכולים לחסום אותות ישירים.
הם מאפשרים לתחנות בסיס סלולריות לספק כיסוי בכל הערים, כולל סביבות פנימיות.
רשתות Wi-Fi: נתבי ומכשירי Wi-Fi פועלים בתנאי NLOS בתוך בתים ומשרדים, תוך שימוש בקירות ותקרות
להקפצת אותות כדי להרחיב את הכיסוי.
תקשורת לוויינית
בתרחישי תקשורת לוויינים מסוימים, במיוחד בקניונים עירוניים או ביערות עבותים, טכניקות NLOS מסייעות לשמור על קשר
עם לוויינים באמצעות השתקפויות או עקיפה כדי לעקוף חסימות.
מערכות מכ”ם
מכ”ם NLOS משמש ביישומים צבאיים ואזרחיים לזיהוי עצמים שאינם בקו הראייה הישיר, כגון כלי רכב מאחורי מכשולים.
יכולת זו חיונית לפעולות מעקב, סיור וחיפוש והצלה.
ניווט ומיקום
מערכות GPS בסביבות עירוניות מסתמכות לרוב על אותות NLOS עקב חסימות על ידי מבנים.
אלגוריתמים מתקדמים משמשים לתיקון שגיאות הנגרמות מהשתקפויות (הפרעות מרובי-נתיבים) כדי לספק מיקום מדויק.
חישה מרחוק
LIDAR וטכנולוגיות חישה מרחוק אחרות יכולות להשתמש בשיטות NLOS כדי לזהות ולמפות סביבות שבהן
קו ראייה ישיר אינו אפשרי, כולל ייעור ומיפוי עירוני.
כלי רכב אוטונומיים ומזל”טים
לצורך ניווט והימנעות ממכשולים, מערכות אוטונומיות חייבות לזהות ולתקשר בתנאי NLOS, תוך שימוש בשילוב של חיישנים
וטכנולוגיות תקשורת כדי לנווט בטוח בסביבות.
שירותי חירום
שירותי חירום משתמשים ביכולות התקשורת של NLOS כדי לשמור על תקשורת בסביבות מורכבות, כמו בתוך מבנים
או באזורים נידחים שבהם אין אפשרות לקו ראייה ישיר לתשתית תקשורת.
IoT
מכשירי IoT, הממוקמים לרוב בתוך הבית או באזורים שקשה להגיע אליהם, מסתמכים על חיבורי NLOS כדי לתקשר
זה עם זה ורכזים מרכזיים, מה שמאפשר לרשת של מכשירים לאסוף ולשתף נתונים ללא נתיבים חזותיים ישירים.
מערכת Non-Line-of-Sight Launch System
מערכת השיגור ללא קו ראייה (NLOS-LS) מתייחסת לפרויקט ספציפי שפותח כחלק מתוכנית Future Combat Systems
של צבא ארה”ב, שנועדה ליצור מערכת לוחמה ניידת, אוטומטית.
ה-NLOS-LS תוכנן לספק תמיכה באש מדויקת ממרחק, מכוון לכוחות אויב שאינם נראים ישירות למפעיל, ומכאן המונח “ללא קו ראייה”.
מערכת Non-Line-of-Sight Launch System נועדה לשפר את יכולתם של כוחות היבשה לעסוק במטרות ביעילות ללא צורך
במגע חזותי ישיר, להגביר את השרידות והיעילות בתרחישי לחימה שונים.
תכונות ורכיבים מרכזיים של NLOS-LS כללו:
טילי תקיפה מדויקים (PAM): אלו היו טילים קטנים ומונחים המיועדים לשיגור ממערכת מכולות.
הם תוכננו לפגוע במטרות בדיוק גבוה בטווח של מספר קילומטרים, בהנחיית GPS ומערכות ניווט אינרציאליות,
עם יכולת לכוון מחדש בטיסה.
יחידת שיגור (CLU): פלטפורמת השיגור של ה-NLOS-LS הייתה יחידת מכולות, שניתן היה לפרוס אותה על פלטפורמות שונות,
כולל ספינות, משאיות או מתקנים קבועים.
גישה מודולרית זו אפשרה גמישות בפריסה ומדרגיות של כוח האש.
שילוב רשת: היבט מרכזי של NLOS-LS היה השילוב שלו לתוך מערכת אקולוגית רחבה יותר של שדה קרב ברשת.
המערכת תוכננה לקבל מידע מיקוד מחיישנים ויחידות שונות ברחבי שדה הקרב, לרבות מל”טים (כלי טיס בלתי מאוישים),
כלי טיס מאוישים וכוחות קרקע, ולמעשה מאפשרים לה להפעיל מטרות שזוהו מעבר לקו הראייה של המפעיל.
