區塊鏈與5G MEC在軍事領域的融合應用

韓松岳，苗 愷，李 勇，張 洋，柳 揚

（1.陸軍工程大學，重慶 400035；2. 32705部隊，陜西西安 710086；3.第987醫院，陜西寶雞 721004）

當前，西方國家競相開展前沿技術在軍事領域的預先研究，新型作戰概念和作戰樣式不斷更新演進。然而，伴隨信息通信技術的迭代，軍事信息通信領域同樣面臨信息化和智能化轉型、大數據理念應用、系統間異構數據共享等痛點問題。第5 代移動通信技術（5G）作為面向未來萬物互聯的技術，因其具有靈活的網絡架構和開放的網絡功能，使其能夠作為平臺底座技術，與區塊鏈、大數據和人工智能等前沿技術耦合聯動，孵化出多種新型融合應用。然而，5G在應對計算密集、時延敏感和安全隔離型場景時，仍有諸多短板，故需要移動邊緣計算（Mobile Edge Computing，MEC）作為輔助和增強手段。

在系統架構層面，MEC 與5G 能夠融合部署。MEC 采用“分布式”思想，將中心云的算力和資源，分散部署在網絡邊緣位置，這與區塊鏈的“去中心化”思想相符。然而，網絡功能的下沉和數據在邊緣側的流轉，使得信息安全面臨嚴峻挑戰，此時，引入區塊鏈可滿足軍事場景中敏感數據對安全可信環境的剛性需求。區塊鏈通過哈希算法、數字簽名、對等網絡、共識機制和智能合約，在不可信環境中建立可信系統。數據在編碼存儲時，形成區塊并按時序構建鏈狀架構，每個區塊節點的變更都會以廣播形式向所有節點同步，從而建立不可篡改的共識環境。

基于上述技術特性，本文提出1 種區塊鏈與5G MEC 的融合架構，在滿足業務本地處理，提供優質業務體驗的同時，為情報信息和敏感數據在復雜環境中安全可信地流轉提供了保障。

1 5G移動通信技術

1.1 發展現狀與能力指標

5G 技術的研究與標準化工作是在國際電信聯盟（International Telecommunication Union，ITU）制定的整體框架內開展的，主要由第3 代合作伙伴計劃（3rd Generation Partnership Project，3GPP）及其參與組織共同推進。其標準化進展，如圖1所示。

圖1 5G移動通信技術標準化進展Fig.1 Standardization progress of 5G mobile communication technology

目前，5G R17 標準已接近完成，主要針對輕量版空口（NR-Light）、非地面網絡（Non-Terrestrial Networks，NTN）和頻譜拓展等方面進行了規范和研究。未來，5G 有望與衛星通信融合，向空天立體通信維度拓展。

美軍自2018 年陸續從戰略規劃、組織保障、網絡安防、基礎建設和驗證測試5個方面開展了5G軍事應用研究，先后選定12 個軍事基地，區分兵種開展了多樣化的軍事場景驗證與測試，其中，戰機數據卸載、頻譜共享和戰術邊緣云等技術已取得相應成果。

5G融合了多種新型無線技術，能力指標和能效參數較4G 實現了躍升。圖2 是5G 與4G 的能力指標雷達圖。

圖2 5G與4G能力指標雷達圖Fig.2 Radar chart for capability indicators of 5G and 4G

1.2 關鍵技術與網絡架構

5G 關鍵技術主要包含新型多址、多點傳輸，無線網絡編碼和干擾管理技術等。其中，將網絡功能虛擬化（Network Functions Virtualization，NFV）、軟件定義網絡（Software Defined Network，SDN）、網絡切片、大規模陣列天線（massive MIMO）和毫米波技術作為基礎和核心賦能技術，使5G展現出良好的性能。

1）NFV與SDN

NFV技術源自計算機領域虛擬化思想，用運行在通用服務器上的軟件包，替代傳統硬件電信設備功能，擺脫傳統3G/4G 體制電信硬件設備的約束和局限，網絡功能可以靈活按需部署，使軟、硬件得以解耦，網絡功能更加靈活；而SDN 技術基于新型網絡架構，改變了傳統分布式控制器對網絡的控制，切分控制面和轉發面，通過集中控制和開放網絡編程實現業務應用。

上述2 項技術是5G 架構開放和能力開放的基礎。由此，用戶面功能（User Plane Function，UPF）得以下沉，為諸多新型業務的實現提供了可能。在軍事場景中，可以通過在運營商核心網部署軍用APP應用服務器或其他內容服務，將UPF 下沉至營區，通過網絡切片傳輸業務數據，提供安全隔離的本地化服務，讓軍營和軍隊院校、醫院等場所的數據傳輸在數據安全隔離的前提下高速流轉。

2）網絡切片

網絡切片是將網絡物理資源切分成若干邏輯網絡的技術，切片之間保持隔離，服務提供商可以通過運營商定制切片實例，基于1個5G信道為用戶提供差異化的網絡服務。如自動駕駛的切片需要高速率和極低時延的網絡，而物聯網應用則需要廣連接的網絡承載，通過運行定制化的切片實例，可以實現物理資源的共享。

網絡切片技術同樣是5G軍事化運用的基礎支撐技術。可以定制軍事專用業務切片，如開發關于軍用視頻會議切片以及戰場無人機通信切片實例等。在不同的場景下按需開通運行切片實例，便能夠基于5G專網快速上線軍用服務。

3）毫米波

早期毫米波在軍事領域的應用主要聚焦于坦克、武裝直升機的近程毫米波火控雷達以及軍艦近防炮上，以擊落來襲導彈。通過運用毫米波小波長特性，跟蹤子彈流及防御目標。美國空軍研發的非致命性殺傷武器主動拒絕系統，其發射毫米波的無線電波的光束具有3 mm（頻率為95 GHz）的波長。同時，毫米波也是美軍5G 軍事應用的主要路線。由香農定理可知，高頻通信能夠實現更高的帶寬和速率。盡管高頻段通信在戰場上易受地形、建筑、雨衰等因素影響，但其可以通過小型化基站的密集部署實現戰場高速網絡支撐。

5G 基于服務化架構（Service-based Architecture，SBA）思想，網絡功能采用模塊化設計，能夠實現網絡功能的彈性縮放和靈活剪裁，這使得網絡功能和網絡上下文信息更加開放，不僅有利于人們對網絡信息進行二次開發，而且還為與其他前沿技術的融合應用提供了架構基礎。圖3展示了5G核心網在SBA 下的網元功能。其中，UPF 是5G 與MEC 融合應用的關鍵部位，可以作為部署區塊鏈，實現數據加密、數字簽名和建立共識機制的入口。

圖3 基于SBA的5G架構Fig.3 5G architecture based on SBA

目前，接入網有分布式（DRAN）和集中式（CRAN）2 種架構。我國以DRAN 為主，以CRAN 為補充，同時，對5G 在接入網層面也進行了大量創新，未來將采用云化接入網（Cloud-RAN）方式部署。BBU 解耦為集中單元（Centralized Unit，CU）和分布單元（Distributed Unit，DU），接入網更加靈活高效，從而適應更多場景。

2 區塊鏈技術

2.1 相關概念與發展現狀

區塊鏈的本質是1 種采用去中心化思想的“賬本”，是1 種鏈式數據結構，它將數據區塊按照時序連接起來，通過多種加密機制使數據無法篡改。宏觀層面，它是1種去中心化基礎架構，通過塊鏈式數據結構來存儲驗證數據，運用部分或全部節點達成分布式共識來生成更新數據，依托符合條件即觸發自動執行的腳本代碼來實現數據操作。

區塊鏈最典型的特征是去中心化，與MEC 技術的分布式架構相耦合。因此，以5G MEC作為信息基礎設施賦能區塊鏈，具有良好的架構支撐，能夠增強區塊鏈算法應用部署的靈活性。

2.2 關鍵技術

共識是作為數據信息的對等者平等參加共識過程。網絡中全部或絕大多數節點圍繞某個或某些記錄的真實性和價值性達成一致意見，并統一更新這些記錄，這種確保全網數據一致性的機制被稱為共識機制。

哈希算法是將任意長度的輸入字符運算生成固定長度輸出字符的特定算法，通常將該固定長度的輸出字符稱為算法對此輸入字符的哈希值。各節點可以利用對應的哈希算法對區塊內容進行獨立計算，并將自己計算出的哈希值與對方發送來的哈希值進行比對，以快速驗證區塊內容是否被篡改。

數字簽名以加密方式將身份與特定消息聯系起來。數字簽名使用被稱為“公鑰加密”的系統：用戶擁有的公鑰和私鑰可形成一對，公鑰被認為是所有者的身份，私鑰被認為是允許所有者證明他們對公鑰具有所有權的秘密信息。數字簽名是區塊鏈的基本組成部分，它們主要用于驗證交易的真實性。當用戶提交交易時，他們必須向系統中的每個節點證明他們有權處理該節點，同時防止其他用戶也花費這些資金。

3 MEC技術

3.1 相關概念與發展現狀

業界學者和國際標準化組織分別從網絡架構、網絡資源和業務交付的角度給出了MEC 技術的概念。其核心思想是將核心網的算力與資源下沉至網絡邊緣靠近用戶一側，緩解鏈路負載并縮短回傳路徑，賦能計算密集和時延敏感型場景。MEC 起源于“微云”概念，它于2013 年正式提出，由歐洲電信標準化協會（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）主導其標準化工作，并于2016 年將其概念拓展至非3GPP網絡，即多接入邊緣計算，但目前主要研究仍在移動網絡場景。其發展時序，如圖4所示。

圖4 MEC發展時序圖Fig.4 Development timeline of MEC

3.2 關鍵技術

計算卸載是MEC 實現數據分流的核心技術，它是指終端設備將計算任務卸載至算力和資源更多的云計算服務器進行處理的過程。如云化的虛擬現實（VR）設備，它將圖像的渲染通過網絡上傳至邊緣云進行處理，從而擺脫傳統VR 機箱的束縛。計算卸載模型，如圖5所示。

圖5 MEC計算卸載模型Fig.5 Computing offloading model of MEC

2020 年，美軍已在其空軍基地開展了基于5G 網絡MEC 系統的戰機數據卸載實驗，實現了多任務并行下的數據高速卸載。但是隨著入網設備的增多，設備任務會卸載至算力強、信道優以及性能好的MEC服務器上，造成過載現象，產生額外的時延和能耗，因此,設備任務如何有序合理地卸載至相應的MEC服務器，合理的資源競爭和高效的卸載策略是MEC 重要的研究方向。

內容分發網絡（Content Delivery Network，CDN）作為5G關鍵技術之一，同樣采用分布式思想，通過構建集中控制下的分布式虛擬邏輯網絡，實現在網絡邊緣側熱點內容的部署。在MEC 網絡架構下運用CDN 技術，是實現緩存加速的重要手段，CDN 與MEC相輔相成。在軍事場景中，在關鍵通信網絡節點或網絡上端部署CDN服務器，可以實現戰場異構網絡的融合應用和重要情報信息的高速分發。

4 5G MEC與區塊鏈的軍事應用可行性分析

4.1 軍事應用可行性分析

基于上述關于5G、MEC和區塊鏈技術的介紹，本章采用映射分析的方法，以泳道圖的形式給出具體關鍵技術對軍事應用的保障支撐作用，為下步開展技術的移植轉化和升級改造，以及設計軍事場景和構建系統架構提供理論支撐。

圖6 區塊鏈與5G MEC技術支撐分析Fig.6 Technical support analysis of blockchain and 5G MEC

4.2 技術融合的可行性分析

基于上述映射分析，筆者認為5G、MEC與區塊鏈技術融合應用可行性強，能夠滿足多種未來軍事場景中的差異化需求。

從技術架構視角看，5G基于原有的移動網絡基礎設施，無線接入網演進為Cloud-RAN，采用5G 新空口、massive MIMO 和小型化基站部署，物理層面的網絡設施更加靈活，而核心網基于服務化架構和虛擬化形式，網絡功能靈活高效，有利于其他前沿技術的引接和融合，便于區塊鏈、大數據、人工智能和物聯網等技術運用網絡上下文信息和用戶數據，提供融合化創新的基礎。3GPP 和ETSI 在制定技術標準時，分別為MEC 和5G 預留了支持條件，UPF 是5G 與MEC 融合的網絡位置，而區塊鏈能夠通過MEC 服務器實現在網絡中智能合約和共識算法的應用，并在5G 網絡中與其他節點高效共享。

從技術能力視角看：5G網絡性能較上代技術均有大幅躍升，能夠為MEC 和區塊鏈提供高質量承載網絡；而MEC 通過分布式部署，在移動通信網絡邊緣側，通過數據分流卸載，提供本地化業務處理服務，極大增強了5G 處理時延敏感和計算密集場景的能力，同時，還能夠滿足軍事場景中，數據與公網安全隔離的硬性需求；區塊鏈作為新興的去中心化安全技術，為5G MEC架構提供了高級別的安全機制，使MEC能夠脫離所沿用的傳統中心云架構安全防護機制，朝著分布式安全防護和本地化服務支撐的方向演進。

從產業前景視角看：5G MEC 是社會各行業信息化、智能化轉型重塑的使能技術，區塊鏈技術在數據安全、銀行交易和資源共享等領域已有相當的應用。根據產業成熟度曲線可知，未來跨領域應用將有大量市場需求，可加速國內產業鏈完善及周期的成熟，為民用技術和設備向軍事領域移植轉化提供支撐。

綜上所述，5G MEC 與區塊鏈技術在軍事領域的融合應用具有較強的可行性和極高的軍事應用價值。5G MEC技術在軍事場景中賦能各類新型軍事應用服務，增強傳統軍事通信質效；區塊鏈為軍事敏感信息在數據流轉時，在上鏈可靠性無法絕對信任的環境中，提供不可篡改的安全保證。

4.3 技術融合應用的涌現性

技術的融合除了能力的疊加，還會表現出涌現性。5G、MEC和區塊鏈三者的融合，形成了高質量的信息通信基礎環境，使計算任務在本地快速交付的同時，為復雜網絡環境中的數據流轉提供了安全保證。然而，隨著入網終端的增多，MEC 在邊緣提供的算力和資源有限，因此，區塊鏈與5G MEC的融合架構，能夠將邊緣側甚至終端側的存儲和算力資源進行整合，它充分利用分布在各節點和部分終端的資源，降低系統部署成本。此外，MEC 的邊緣計費、合法監聽和鑒權認證都可以利用區塊鏈技術賦能增強。

區塊鏈與MEC 融合的涌現性體現在以下4 個方面。1）降本增效。聯盟鏈的部署可以不再依賴多節點的硬件專用服務器，基于MEC 運行可降低成本。2）便捷運維。根據MEC 系統架構特性，區塊鏈可以部署在MEC 基礎設施層中的虛擬層，在MEC 應用平臺的管控下，提供基于MEC 平臺的服務。3）容易實現。數據經MEC分流，可從MEC內部的區塊鏈上鏈，減小上鏈周期和環節。4）擴展性強。卸載策略和上鏈策略的聯合優化，將是MEC 與區塊鏈融合應用的重要研究方向，可以根據基于不同優化算法的策略，拓展業務應用。

5 5G MEC與區塊鏈技術的軍事應用方法

軍事場景因其特殊的功能需求，使得先進前沿的民用技術須通過特定的改造升級，才能移植于軍事領域中。因此，本章從宏觀視角提出了4 步法：需求分析，場景構設，體系論證和改造升級。以期為先進前沿技術的軍事化運用提供借鑒。

5.1 基于多視圖方法論的軍事需求分析

因裝備實體、應用目標和組織運用流程的特殊性，軍事場景往往與民用場景存在較大差異。因此，在先進技術的軍事化運用前，開展軍事需求分析，有利于明確研究方向，厘清優化目標，避免工程和人力資源的浪費。為此，首先引入軟件工程領域多視圖方法論開展軍事需求分析。

多視圖方法是通過不同對象的視角對目標系統進行規范化描述，進而形成諸多需求描述視圖來反映不同對象的訴求，最終形成完善的系統框架結構的方法。本節以5G MEC 與區塊鏈技術為主線，結合軍事場景的特殊屬性，分別從系統、能力和業務能力視圖方面對目標系統進行規范化描述，形成了圖7 所示的需求分析框架，以期為后續應用場景設計、系統架構搭建和效能評估等環節的工作提供依據。

圖7 基于多視圖方法的需求分析框架Fig.7 Demand analysis framework based on multi-view methodology

5.2 宏觀系統框架設計

本文設計了1種5G網絡架構下的MEC與區塊鏈融合系統，為軍事領域相關場景提供數據與公網隔離條件下的高質量網絡承載支撐。系統由5G移動網絡基礎設施、MEC系統和區塊鏈系統3部分組成，如圖8所示。

圖8 區塊鏈與5G MEC融合系統整體架構Fig.8 Overall architecture of fusion system of blockchain and 5G MEC

其中，5G 由1 套輕量化的網絡基礎設置構成，包含5G 核心網、承載網和接入網3 個網絡域。5G 核心網上可以部署關鍵業務服務器并存儲核心敏感數據；承載網采用網絡切片實現與公網的安全隔離，同時，為了提升數據在承載網中多條傳輸時的防篡改能力，故運用區塊鏈系統為軍用數據添加標識，構建基于軍用切片上囊括關鍵傳輸節點的共識機制；在接入網側，采用小型化、輕量化便攜站，依托多型載具實現網絡靈活覆蓋。

MEC系統部署在無線接入網側，可以與4G/5G宏基站共站部署，或部署在營區內的數據機房中。用戶終端設備產生的計算任務，由上行鏈路經基站和5G核心網下沉的UPF 分流至MEC 服務器進行處理，MEC服務器可以部署相應的業務服務器，并基于網絡上下文信息為用戶提供定制化的服務。如戰場情報數據分流至MEC 端，由MEC 端事先部署的大數據分析引擎和數據分析算法進行分析，再通過數據可視化技術，將情報態勢信息按照不同層級的軍用需求呈現出來，提供輔助決策支撐。

區塊鏈系統由五層三系統構成：五層指的是基礎設施層、平臺層、數據層、共識層和接口應用層；三系統指的是安全管理、成員管理及運維管理系統。其中：基礎設施層核心功能是在運維支撐系統之上，基于Docker 容器，提供動態刪減區塊節點的能力，并且對區塊鏈系統資源進行自動化調整，實現負載均衡；平臺層是區塊鏈系統核心功能實現的區域，通過協議網關實現身份認證，通過集中控制模塊實現共識算法、賬本管理策略和合約協同等功能的寫入和實現；數據層主要實現對存儲在區塊節點的數據和加密算法進行封裝，邏輯上包括交易、區塊、賬本和狀態，每個區塊中的哈希指針字段，不但可以通過指向上一區塊實現區塊的順序“串聯”，還可以唯一地標識出某個時間戳下該區塊的內容，一旦區塊內容被篡改，哈希指針就能及時反映出來；共識層主要通過背書、排序和驗證3 個過程，實現區塊鏈網絡成員對某一批交易的時序、合法性以及對賬本更新結果達成共識，以解決區塊的有效性和一致性問題；接口應用層基于應用程序接口（Application Programming Interface，API），使相關應用以利用平臺信息對系統進行反向調整控制，并且可以將聯邦管理和證書管理等策略注入系統中。

在網絡層面，組成該系統的3大模塊能夠基于5G移動網絡有效融合。MEC通過5G 核心網網絡的開放功能（NEF）接入5G 網絡，并且基于5G UPF 實現數據分流，區塊鏈系統通過API 可以與MEC 平臺接入，向MEC 平臺開放系統功能，MEC 可以向其提供基于網絡上下文信息和MEC 算力資源的服務，二者在權限內實現互操作。

在物理架構層面，區塊鏈采用分布式架構，可以與MEC 平臺共同部署，構建基于物理網絡上的軍用虛擬網絡，區塊鏈對終端層各類物聯網和智能移動終端采集的數據信息進行保護。

5.3 軍事應用場景設計和優化方法研究

在需求框架的基礎上，針對具體應用場景開展系統架構的設計。自下而上地依照底層系統、系統功能和業務應用的順序，依次完成應用場景及其系統架構的設計和論證工作。本節從信息賦能和保障支撐角度設計了3種軍事應用場景。

隨著5G 商用的全面鋪開，學術界已有很多關于5G 賦能智慧軍營、智慧院校、智慧軍交的討論。李金鎖提出了1種適用于軍隊機關的5G移動辦公場景，提供了1種可提升辦公效率、可靠易用的場景模型；廖晶靜提出了多種5G專網部署方案。

但是，隨著5G應用的推進，更應重點考慮軍事大數據安全防護機制的建立。例如，營區人員個人智能手機數據可能面臨被竊取分析的風險，不法分子通過偽基站等手段，基于大數據分析，為人物畫像，該區域人員的日常活動時間、步數、定位，以及出行路徑、快遞送貨、通信常用詞等，都可能成為信息泄露的風險點，使得數據安全存在較大的安全隱患。因此，區塊鏈技術須在專用網絡重要節點建立共識機制，提升核心敏感數據及關鍵通信節點的安全防護能力。

為此，本文提出綜合保障場景并給出其系統架構。該場景主要面向軍營建設、移動辦公、物資倉儲、軍交物流和裝備維保等具有區域特性的場景。軍事區域的通信保障，首先應當滿足數據“不出營區”的要求，其次是附帶安全加密的信息網絡支撐。系統架構，如圖9所示。

圖9 綜合保障類場景系統架構Fig.9 System architecture for comprehensive support scenarios

圖9中的架構適合部署在固定區域的軍事應用場景。圖中遴選了幾類較為典型的場景，如在智慧倉儲中，通過在庫房布設5G CPE 設備，實現5G 網絡的接入，信息系統包含本地網絡管理、機架控制總成、物聯網服務器和無人地面車（Unmanned Ground Vehicle，UGV）服務器。此外，在傳送帶和關鍵部位部署了基于機器視覺的攝像設備。經過改裝的叉車，加裝了5G工業模組，可以適應庫房潮濕酷熱等極端環境。庫房內的各類設備通過工業級5G CPE接入5G網絡，貨品分揀、傳送帶狀態識別、貨物流轉、叉車控制等都能通過5G網絡實現遠程操控。機器視覺圖像卸載到MEC服務器進行處理，自動識別出貨物異常狀態。實現倉儲業務的全自動化和智能化。

此外，智慧營區通過智慧燈桿、4G 宏站、5G 微站和室分系統，實現5G 專網全面覆蓋，支撐移動辦公、作戰知識圖譜、人員狀態實時感知、營區自動駕駛和水電物管的全面物聯網化。

智慧校園基于區塊鏈的加密標識，課堂教學數據可以在5G 專網上安全流轉。VR/AR 智慧教學在MEC服務器渲染圖像，實現數據不出校區的本地化處理。數據治理通過引入大數據分析引擎，匯聚物聯網感知節點、智能移動終端和信息主動錄入等方式采集到的信息，基于大數據算法對數據進行分析和挖掘，并通過數據可視化技術進行呈現，提供輔助決策支撐。

模擬實戰化演習和軍事訓練中，通常包含多種裝備和設備，網絡制式和信息系統也呈多樣化特點，此外，信息系統裝備面臨機動性和越區切換的挑戰。為此，首先應當從網絡架構上進行優化，提升戰場異構網絡融合應用的能力；其次，優化網絡接入和小區覆蓋的能力；最后，優化小區間干擾和區內信道干擾，提升業務越區切換的能力。演訓保障場景系統架構，如圖10所示。

圖10 演習訓練類場景系統架構Fig.10 System architecture for training scenarios

具體來看，野戰環境面臨資源受限、電磁環境復雜和供能難度大等挑戰。因此：在有宏站覆蓋的情況下，可以讓車載、機載或便攜站與宏站采用微波對打的方式進行回傳，實現重點區域的5G網絡保障；而沒有宏站覆蓋的情況下，采用微基站滾動保障或設置直放站的方式進行覆蓋，并視情采用熱氣球、無人機等升空平臺對重點區域進行保障，微基站采用無線自回傳或就近的光纖接入節點進行回傳，同時在訓練區域的臨時數據節點部署MEC 服務器，加注區塊鏈加密算法，完成敏感數據上鏈，確保復雜環境下數據的安全流轉。

醫療衛勤類場景主要面向平時醫療衛生保障和戰場救護保障兩大應用。對承載網絡而言，需要極低的時延和廣泛的物聯感知終端接入能力，平時可以借助5G MEC 構建邊緣云，對醫療數據和病人信息進行本地化處理、存儲和跨院共享，并且可以基于5G專網的醫療衛勤切片聯通醫療力量和資源相對薄弱的衛勤保障節點，基于網絡切片和區塊節點加密，實現軍隊用戶身體數據信息的安全流轉。在戰場救護應用中，通過物聯感知節點構建單兵生命體征監測終端，終端之間采用去中心化的紫蜂（Zigbee）自組網方式通聯，每個終端設備都可以作為物聯網匯聚節點，向5G CPE或其他接入節點上傳人員生命體征數據，實現單兵身體、生命體征數據由指揮末端向指控中心的實時共享。此外，基于5G 網絡和MEC 構建戰術云，VR/AR 系統可以在戰術云完成音像協同處理和圖像渲染，遠在后方的醫院專家能夠為戰場救護人員提供遠程VR/AR醫療支援和指導。

未來，隨著工業的進步，將終端采血設備采血取樣后，經過戰場末端輕量化設備初步處理封裝，通過5G網絡回傳至醫院進行進一步的處理分析，有利于病情態勢的及時處理。當前，民用領域已通過5G 網絡實現了遠程手術，它需要承載網絡具有極低時延和超高可靠性。為確保戰場環境下遠程手術和VR/AR 支援能夠實現，系統優化不僅需要在醫院側和戰場側部署MEC 系統，而且需要確保承載網絡鏈路的暢通。此外，為了提升系統的可靠性，需要引入備用鏈路的設計，以防止主線路被毀時，能夠在極短的時間內切換到備用鏈路，確保業務的連貫性和可靠性。系統架構，如圖11所示。

圖11 醫療衛勤類場景系統架構Fig.11 System architecture for medical scenarios

6 結束語

本文首先就5G、MEC 和區塊鏈的關鍵技術及三者的融合應用開展了基礎理論研究，并采用映射分析的方法，分析了其軍事應用潛力；其次，引用多視圖方法就目標系統開展了需求分析，并設計了1 種區塊鏈與5G MEC 的融合架構，為具體軍事應用場景的構設提供了頂層架構支撐；最后，提出了3種典型的軍事應用場景，并給出了系統架構和優化方法，為5G MEC與區塊鏈技術在軍事領域的應用落地提供了方法與借鑒。未來，將對5G MEC集群化部署、基于群智能優化算法的計算卸載和區塊鏈在軍事通信網絡構建3個方向開展研究。