To clear up a misconception: The traffic data is most likely NOT from soldiers carrying smartphones. Instead, civilians are probably getting stuck at roadblocks and
@googlemaps is recording that.

Taklar 5G-mobilen jamming?

Kan heilt vanlege mobiltelefonar nyttast av Forsvaret i ein stridssituasjon? Svaret er sjølvsagt ja, men det neste spørsmålet er kor robust den sivile mobilteknologien er.

Før har ein ikkje visst kor sårbar femte generasjons telefoni (5G) er for jamming. No har FFI-forskarar gjort praktiske forsøk. Dei syner at teknologien i mange situasjonar vil halde mål.
Agnius Birutis er forskar ved FFIs avdeling Strategiske analysar og fellessystem. Han arbeider spesielt med utfordringane innanfor kommunikasjonsteknologi og 5G-radio. Birutis fortel at effekten av jamming av 5G-utstyr er lite studert.

Velkjent trussel

Han og kollegaene gjennomførte difor ein studie av jamming på eit verkeleg 5G-system. Dette var eit samarbeid mellom FFIs forskingsområde Operativ IKT og Elektromagnetiske operasjonar.
Jamming er ein velkjent trussel heilt frå siste verdskrig, og vil halde fram å vere ein trussel. Ordet «jam» er sidan 1850-åra brukt om samanbrot i maskineri. Ordet kom frå 1914 også i bruk som karakteristikk av radiosamband som blei forstyrra.

Meir sivilt utstyr i Forsvaret

Mykje av utstyret som Forsvaret skal ta i bruk dei neste åra er utvikla i den sivile marknaden. Kommersiell mobilteknologi er interessant fordi han er eit kostnadseffektivt alternativ. Slik teknologi kan dekke fleire militære behov for kommunikasjon.

Femte generasjons mobilteknologi, som forkortinga 5G står for, er eit spesielt interessant alternativ, også fordi den er sterk på radiokommunikasjon. Grunnen er at radiogrensesnittet i 5G, New Radio (NR). Det gir høg overføringsfart, og tilbyr nye teknologiske løysingar. Eit døme er multiantenner på høge frekvensar.

Derimot er 5G ikkje designa spesielt med tanke på militære krav til kor robust utstyret må vere. Det er mykje uvisse om korleis 5G New Radio fungerer når det er utsett for elektronisk krigføring, som jamming. Difor er det viktig å få innsyn i kva yting dette gir under påverknad av jamming.

Når kan 5G nyttast?

Forskarane spør seg: Kva scenario er det trygt å bruke 5G i under militære operasjonar?
5G-systemet synte seg under forsøka å kunne bli tilpassa jamming med moderat effekt, gjennom å endre innstillingane for koding og modulasjon. 5G-systemet hadde likevel i somme tilfelle problem med å finne rette verdiar. Blei signalet frå jammaren for sterkt blei 5G-sambandet brote.
– Slik kunnskap kjem til nytte. Vi identifiserte det jammenivået som var sterkt nok til å slå ut 5G-kommunikasjonen. Ut frå slike data kunne vi rekne oss fram til ein modell som syner den maksimale distansen ein jammar kan ha til ein basestasjon og likevel øydelegge kommunikasjonen med ein gitt effekt, seier Birutis.
– Slik kan Forsvaret nytte modellen til å vurdere jammetruslane mot New Radio og avgjere om 5G er eigna for ein spesifikk operasjon. Vi fann også praktiske mottiltak som kan gjere 5G-radiokommunikasjon meir robust mot jamming, spesielt under oppkopling.

Motpartens motiv

Ein motpart som nyttar elektronisk krigføring kan vere interessert i fleire ting: Å stoppe kommunikasjonen. Det kan også handle om å avlytte signal for å få tak i sensitiv informasjon, eller lokalisere 5G-brukareiningar.
Den enklaste sorten jamming er å lage støy over heile bandbreidda. Sidan 5G er basert på opne standardar kan også ein meir avansert jammar utnytte kunnskap om teknologien og sikte seg mot spesifikke delar av 5G-radiokommunikasjonen.

– Vi såg etter kva typar åtak som finst, og undersøkte korleis 5G reagerte på jamming, fortel forskaren.
Effekten av jamming avheng av mykje, til dømes avstanden til det som skal jammast.
– Kvar jamme-eininga finst og kor sterk den er avgjer mykje: Ein stor lastebil med jammeutstyr og masse effekt er ein større trussel enn tilsvarande utstyr i ein ryggsekk.
Eit viktig poeng er at jamming krev fri sikt til 5G-utstyret for å være effektiv.

Tilgjengeleg overalt

Forsvaret treng høg kapasitet. Store mengder data kravst til dømes for å sende høgoppløyst video.
At 5G-utstyr er hyllevare gjer det kostnadseffektivt å kjøpe mange einingar.
– Femte generasjon vil etter kvart fungere i heile verda, berre brukaren har rett SIM-kort. Spørsmålet er framleis korleis Forsvaret skal ta 5G i bruk. Det er dyrt å utvikle og vedlikehalde utstyr som er utvikla for militær bruk aleine. Forsvaret er interessert i sivil kommunikasjon og kva kostnadseffektive løysingar som kan finnast. 5G vil vere eit av svara, trur FFIs Agnius Birutis.

Informasjons- og kommunikasjonsteknologi (IKT) er anerkjent av Forsvaret som en kritisk faktor for at de skal kunne løse sine oppgaver. De kommende årene vil forsvarssektoren investere store summer i kampnær IKT gjennom programmet Mime. Det forventes at mye av teknologien som tas i bruk er utviklet for det sivile markedet. Kommersiell mobilteknologi er en slik teknologi som er utviklet for det sivile markedet og som de siste årene har fått mye oppmerksomhet fra forsvarssektoren i mange land som et kostnadseffektivt alternativ for å dekke noen militære behov for kommunikasjonstjenester.

Femte generasjons mobilteknologi (5G) er nyeste generasjon mobilteknologi og kan utnyttes i militær sammenheng på flere måter, blant annet til radiokommunikasjon. Radiogrensesnittet i 5G, New Radio (NR), gir høy overføringshastighet samtidig som det tilbyr nye teknologiske løsninger som bruk av multi-antenner på høye frekvenser. Imidlertid er en kommersiell teknologi som 5G ikke spesifikt designet med tanke på å oppfylle militære krav til robusthet. Det er stor usikkerhet omkring hvordan 5G NR fungerer når det er utsatt for elektronisk krigføring slik som jamming. Innsikt i ytelsen til 5G NR under påvirkning av jamming er derfor viktig å ha for å kunne vurdere i hvilke operasjonelle scenarioer 5G er trygt å bruke under militære operasjoner.

Denne rapporten dokumenterer en studie av trusselen fra jamming mot 5G NR. Vi introduserer nødvendig bakgrunn om 5G NR. Deretter diskuterer vi sårbarheter 5G NR har for jamming, basert på teori og litteratur, men ingen av disse foregående studiene har undersøkt effekten av jamming på et virkelig 5G-system. Vi gjennomførte derfor et eksperiment der vi skapte et realistisk oppsett med en spesiallaget jammer og et kommersielt 5G NR-system som besto av en hyllevare-smarttelefon og en kommersiell antenne på en basestasjon som opererte på 3,6 GHz-frekvensbånd.

Resultatene fra eksperimentet viste at signalet fra brukerutstyret til basestasjonen, kalt opplink, var mest sårbar, hovedsakelig på grunn av brukerutstyrets begrensede sendeeffekt. 5G-systemet viste seg å kunne tilpasses jamming med moderat effekt gjennom å redusere parameterne for koding og modulasjon. Imidlertid hadde 5G-systemet i noen tilfeller problemer med å finne riktige parameterverdier. Når signalet fra jammeren var for sterkt, ble 5G-forbindelsen terminert. Ut fra resultatene fra eksperimentet identifiserte vi et jammenivå der jammestyrken var høy nok til å slå ut 5G-kommunikasjonen.

Ved å kombinere resultatene med teoretiske propagasjonsmodeller utviklet vi en modell for å beregne den maksimale distansen en jammer kan ha til en basestasjon og likevel ødelegge 5G-kommunikasjonen med en gitt jammeeffekt. Denne modellen kan benyttes av Forsvaret til å evaluere jammetrusler mot 5G NR for å avgjøre om 5G er egnet for en spesifikk operasjon. Vi identifiserte noen praktiske mottiltak som kan gjøre 5G-radiokommunikasjonen, spesielt overføringen i opplink, mer robust mot jamming.

Fremtidige studier bør videre undersøke aspektene ved implementering av disse mottiltakene for jamming ved militær bruk av 5G