沈 垚
(空軍預警學院,武漢 430000)
軍事通信技術包括盡可能利用現有資源,進行修改和升級,并通過新技術進行補充。一些當前的重大投資通信資源,預期將繼續使用,包括衛星通信、HF、對流層散射以及VHF 和UHF無線電。在很大程度上,通過增加擴頻調制解調器數量和零引導序列長度,這些媒體已經或正在改善其抗干擾能力。并且存在著用于波形設計,改進的檢測和自適應處理的大型技術基礎。這項工作在自適應天線中得到了實現。例如,正在開發利用零跳頻和快速跳頻的技術,以實現處理大量干擾的高速能力,并在整個電磁頻譜上得到應用。在過去的五年中,人們對流星余跡通信重新產生了興趣。最近的一些進展包括固態發射機、消除脈沖噪聲的噪聲消除技術,具有自適應數據速率的調制解調器以及糾錯編碼的應用。另外,高速HF 調制解調器正在發展,毫米波通信和光通信在視線通信中受到越來越多的關注。
軍事指揮與控制系統的主要趨勢是向分布式系統發展,以提供更大的抵抗物理和電子攻擊的生存能力。這也使得共享計算機資源和數據成為可能。分布式體系結構涉及物理分散和功能分布。也就是說,分散了多個指揮和控制節點,使敵人的偵察和瞄準變得復雜。相互連接,以共享指揮和控制責任,并且可以在丟失的情況下進行重新配置。
每個節點將能夠承擔部分或全部功能如果丟失,則與另一個節點關聯。然而,這種架構的有效性高度依賴于命令和控制節點通過健壯的通信網絡的互連,節點必須能夠幾乎實時地共享來自多個源的信息,網絡必須能夠適應不斷變化的傳輸要求。這就需要復雜,智能的路由和交換技術。萬一發生丟失,網絡必須能夠快速識別剩余資源,對其進行重新配置并進行恢復服務。
諸如此類的分布式系統意味著分布式控制,并增加了網絡漏洞的可能性。分布式網絡需要傳達影響節點操作的網絡控制信息。因此,在分布式系統中,控制信息將受到篡改,欺騙和拒絕通信的攻擊,因此,可以防止干擾剝削對于軍事環境中的網絡運營至關重要。
這樣的網絡應具有以各種信道特性運行,改變數據速率和波形以適應不同容量和傳播條件的能力。理想情況下,這種多媒體概念將使用可編程無線電能夠適應與不同媒體環境相關的各種信道特性,數據速率和傳播條件。這些被稱為智能無線電,它將現代通信理論和人工智能技術結合在一起,用于檢測和解調接收到的信號、提取信息以及用于信號的調制和信息傳輸的攔截可能性很小。
自適應無線電將根據信道條件感知其環境。它們將自動選擇適當的干擾響應措施,并根據需要啟用諸如自適應天線波束歸零和窄帶干擾的頻率切除。它們將采用擴頻信令,并根據預期的干擾水平在數據速率和處理增益之間進行必要的權衡。他們將使用動態糾錯幫助來適應信道條件。借助數字無線電,自適應地調整接收機特性以適應使用的波形以及預期的背景噪聲和干擾。
高級通信的進展高度依賴于許多關鍵開發和技術的持續發展。需要復雜的網關來確保網絡的互操作性。必須開發新的路由策略和協議來維護盡管使用各種通信媒體,每種通信媒體具有不同的信道容量,傳播條件和脆弱性程度,但盡管鏈路和節點出現擁塞,丟失或退化,但連通性和基本信息流仍然存在。涉及高度移動受到不利軍事行動的節點。
“智能”無線電將利用單片微波集成電路和保形,數控天線陣列,可實現頻率使用以及天線波束形成和指向的多功能性。實施可以通過神經網絡的進步來實現“智能”無線電中的自適應技術。它很可能需要可以通過VHSIC 實現的高速處理器。光子學的進步為通過光學處理實現許多這些目標提供了潛力。借助低損耗光纖和執行光多路復用和交換的能力,會看到超高速全光通信的問世。特別是5G 時代的到來,給軍事通信帶來了更多的機遇。
人工智能系統提供了實現智能通信的主要手段。迄今為止的進展表明了該技術在情況評估,計劃和資源分配方面的強大功能,但在使用方面有了進一步的發展大型數據庫的設計和操作,快速重新計劃的能力以及分布式問題的強大功能和完成能力解決是需要一些進步。
本文闡述了軍事通信未來發展趨勢,軍事通信中可靠性為第一位,如何抵抗電子干擾成為軍事通信首要任務。在盡可能利用現有資源的情況下,使用新技術升級現有資源,向分布式系統發展,以提供更大的抵抗物理和電子攻擊的生存能力。多網絡網關,是工作的前提,以確保跨網絡邊界的互操作性。高級通信的進展以及人工智能的出現為未來軍事通信提供了更多的可能性。