Forskerne brukte måleverktøyet QualiPoc for å studere 5G-ytelsene, her vises dataene på en ordinær Sony Xperia II-mobil. Foto: FFI

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.

FFI-RAPPORT 2022A study of 5G New Radio and its vulnerability to jammingAgnius Birutis, Anders Mykkeltveit, Tore Ulversøy, Øystein Dag Borlaug, Jørn KårstadLes merLast ned

Realistiske forsøk

FFi-forsøka skjedde på det militære området på Rygge i april i fjor. Oppsettet var realistisk: Ein spesiallaga jamme-eining og eit kommersielt 5G-system, Det vil seie ein 5G-telefon frå hylla i butikken, supplert med ei like kommersielt tilgjengeleg antenne. For dei teknisk interesserte: Basestasjonen opererte på frekvensbandet 3,6 GHz.

Eksperimentet synte at det mest sårbare var signalet frå brukarutstyret til basestasjonen. Årsaka er at brukarutstyret har avgrensa sendeeffekt.

– Vi fann likevel ikkje raude flagg eller showstopparar som tilseier at Forsvaret bør sjå bort frå å bruke 5G til sine formål. Det bør halde fram å ha 5G som eit alternativ, seier Agnius Birutis.

Konklusjonen er enkel: 5G er ein brukandes teknologi også militært.

Forskar Agnius Birutis ved FFI
Forskar Agnius Birutis ved FFI og kollegaene har forska på 5G. Dei konkluderer med at Forsvaret vil ha nytte av den sivile mobilteknologien, trass i at den ikkje er like robust som utstyret i militære samband. (Foto: Lars Aarønæs, FFI)

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.

Antenneinstallasjon i ei ti meter høg mast nytta under forsøka på Rygge. (Foto: FFI)
Antenneinstallasjon i ei ti meter høg mast nytta under forsøka på Rygge. (Foto: FFI)

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.