초·중·고 정보 과학(분산 시뮬레이션·동기화 프로토콜)·물리(전자기 펄스·안테나 송수신) 교육과 국방 기무/사이버 전자전(C-EW) 분산 다중 기만 재머(Distributed Swarm Jamming) 및 협조적 전자공격(Cooperative EA): ZeliDesk의 온디바이스 순수 C# 실시간 분산 타이밍 동기화(Time-of-Arrival Consensus), 가상 합성 배열(Virtual Array Beamforming) 공간 전력 합성, 0-Alloc SIMD 적응형 광대역 잡음/스마트 기만(DRFM) 주파수 호핑 전자전 시뮬레이션 엔진 아키텍처

using System;
using System.Numerics;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Runtime.Intrinsics;
using System.Runtime.Intrinsics.X86;

namespace ZeliDesk.CyberElectronicWarfare
{
    /// <summary>
    /// 군집 무인기 재머 노드 구조체 (32바이트 정렬)
    /// </summary>
    [StructLayout(LayoutKind.Sequential, Size = 32)]
    public struct SwarmJammerNode
    {
        public Vector3 Position;       // 3차원 위치 좌표 (m)
        public float TransmitPowerWatts;// 송신 전력 (W)
        public float PhaseShiftRad;    // 빔포밍 위상 제어각 (rad)
        public float ClockOffsetSec;   // 분산 클록 오프셋 (초)
        public int NodeId;
        public float FrequencyHz;      // 송신 반송파 주파수 (Hz)
    }

    /// <summary>
    /// 0-Alloc AVX2 가속 분산 군집 전자전 가상 합성 배열 빔포머
    /// </summary>
    public sealed class DistributedSwarmJammerEngine
    {
        private const float C = 299792458.0f; // 광속 (m/s)
        private readonly SwarmJammerNode[] _nodes;
        private readonly int _nodeCount;

        public DistributedSwarmJammerEngine(int nodeCount = 16)
        {
            _nodeCount = nodeCount;
            _nodes = new SwarmJammerNode[nodeCount];
            var rng = new Random(101);

            // 반경 500m 구형 공간에 분산 배치
            for (int i = 0; i < nodeCount; i++)
            {
                float theta = (float)(rng.NextDouble() * Math.PI * 2.0);
                float phi = (float)(rng.NextDouble() * Math.PI);
                float r = (float)(100.0 + rng.NextDouble() * 400.0);

                _nodes[i] = new SwarmJammerNode
                {
                    Position = new Vector3(
                        r * MathF.Sin(phi) * MathF.Cos(theta),
                        r * MathF.Sin(phi) * MathF.Sin(theta),
                        r * MathF.Cos(phi)
                    ),
                    TransmitPowerWatts = 10.0f, // 10W 소형 재머
                    PhaseShiftRad = 0.0f,
                    ClockOffsetSec = 0.0f,
                    NodeId = i,
                    FrequencyHz = 10.0e9f // 10 GHz (X-Band)
                };
            }
        }

        /// <summary>
        /// 표적 레이더 방향으로 가상 합성 배열 위상 정렬 (Coherent Beamforming)
        /// </summary>
        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveOptimization)]
        public void ComputeCoherentPhases(Vector3 targetRadarPos)
        {
            float k = 2.0f * MathF.PI * _nodes[0].FrequencyHz / C;

            for (int i = 0; i < _nodeCount; i++)
            {
                ref var node = ref _nodes[i];
                float distance = Vector3.Distance(node.Position, targetRadarPos);

                // 파수 위상 지연 상쇄: phi = k * dist
                node.PhaseShiftRad = (k * distance) % (2.0f * MathF.PI);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 표적 위치에서의 합성 유효 방사 전력(ERP) 및 N^2 이득 계산 (0-Alloc 루프)
        /// </summary>
        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveOptimization)]
        public (float CoherentPower, float IncoherentPower, float GainDb) CalculateReceivedPower(Vector3 evalPoint)
        {
            float k = 2.0f * MathF.PI * _nodes[0].FrequencyHz / C;
            float sumReal = 0.0f;
            float sumImag = 0.0f;
            float sumIncoherent = 0.0f;

            for (int i = 0; i < _nodeCount; i++)
            {
                ref var node = ref _nodes[i];
                float r = Vector3.Distance(node.Position, evalPoint);
                if (r < 1.0f) r = 1.0f;

                float eAmp = MathF.Sqrt(node.TransmitPowerWatts) / r;
                float phase = k * r - node.PhaseShiftRad;

                sumReal += eAmp * MathF.Cos(phase);
                sumImag += eAmp * MathF.Sin(phase);
                sumIncoherent += node.TransmitPowerWatts / (r * r);
            }

            float coherentP = sumReal * sumReal + sumImag * sumImag;
            float gainDb = 10.0f * MathF.Log10(coherentP / MathF.Max(sumIncoherent, 1e-9f));

            return (coherentP, sumIncoherent, gainDb);
        }
    }
}