军事通信未来发展趋势
2019-02-13沈垚
沈 垚
(空军预警学院,武汉 430000)
1 军事通讯发展概述
军事通信技术包括尽可能利用现有资源,进行修改和升级,并通过新技术进行补充。一些当前的重大投资通信资源,预期将继续使用,包括卫星通信、HF、对流层散射以及VHF 和UHF无线电。在很大程度上,通过增加扩频调制解调器数量和零引导序列长度,这些媒体已经或正在改善其抗干扰能力。并且存在着用于波形设计,改进的检测和自适应处理的大型技术基础。这项工作在自适应天线中得到了实现。例如,正在开发利用零跳频和快速跳频的技术,以实现处理大量干扰的高速能力,并在整个电磁频谱上得到应用。在过去的五年中,人们对流星余迹通信重新产生了兴趣。最近的一些进展包括固态发射机、消除脉冲噪声的噪声消除技术,具有自适应数据速率的调制解调器以及纠错编码的应用。另外,高速HF 调制解调器正在发展,毫米波通信和光通信在视线通信中受到越来越多的关注。
2 分布式军事通信
军事指挥与控制系统的主要趋势是向分布式系统发展,以提供更大的抵抗物理和电子攻击的生存能力。这也使得共享计算机资源和数据成为可能。分布式体系结构涉及物理分散和功能分布。也就是说,分散了多个指挥和控制节点,使敌人的侦察和瞄准变得复杂。相互连接,以共享指挥和控制责任,并且可以在丢失的情况下进行重新配置。
每个节点将能够承担部分或全部功能如果丢失,则与另一个节点关联。然而,这种架构的有效性高度依赖于命令和控制节点通过健壮的通信网络的互连,节点必须能够几乎实时地共享来自多个源的信息,网络必须能够适应不断变化的传输要求。这就需要复杂,智能的路由和交换技术。万一发生丢失,网络必须能够快速识别剩余资源,对其进行重新配置并进行恢复服务。
诸如此类的分布式系统意味着分布式控制,并增加了网络漏洞的可能性。分布式网络需要传达影响节点操作的网络控制信息。因此,在分布式系统中,控制信息将受到篡改,欺骗和拒绝通信的攻击,因此,可以防止干扰剥削对于军事环境中的网络运营至关重要。
这样的网络应具有以各种信道特性运行,改变数据速率和波形以适应不同容量和传播条件的能力。理想情况下,这种多媒体概念将使用可编程无线电能够适应与不同媒体环境相关的各种信道特性,数据速率和传播条件。这些被称为智能无线电,它将现代通信理论和人工智能技术结合在一起,用于检测和解调接收到的信号、提取信息以及用于信号的调制和信息传输的拦截可能性很小。
自适应无线电将根据信道条件感知其环境。它们将自动选择适当的干扰响应措施,并根据需要启用诸如自适应天线波束归零和窄带干扰的频率切除。它们将采用扩频信令,并根据预期的干扰水平在数据速率和处理增益之间进行必要的权衡。他们将使用动态纠错帮助来适应信道条件。借助数字无线电,自适应地调整接收机特性以适应使用的波形以及预期的背景噪声和干扰。
3 智能军事通信
高级通信的进展高度依赖于许多关键开发和技术的持续发展。需要复杂的网关来确保网络的互操作性。必须开发新的路由策略和协议来维护尽管使用各种通信媒体,每种通信媒体具有不同的信道容量,传播条件和脆弱性程度,但尽管链路和节点出现拥塞,丢失或退化,但连通性和基本信息流仍然存在。涉及高度移动受到不利军事行动的节点。
“智能”无线电将利用单片微波集成电路和保形,数控天线阵列,可实现频率使用以及天线波束形成和指向的多功能性。实施可以通过神经网络的进步来实现“智能”无线电中的自适应技术。它很可能需要可以通过VHSIC 实现的高速处理器。光子学的进步为通过光学处理实现许多这些目标提供了潜力。借助低损耗光纤和执行光多路复用和交换的能力,会看到超高速全光通信的问世。特别是5G 时代的到来,给军事通信带来了更多的机遇。
人工智能系统提供了实现智能通信的主要手段。迄今为止的进展表明了该技术在情况评估,计划和资源分配方面的强大功能,但在使用方面有了进一步的发展大型数据库的设计和操作,快速重新计划的能力以及分布式问题的强大功能和完成能力解决是需要一些进步。
本文阐述了军事通信未来发展趋势,军事通信中可靠性为第一位,如何抵抗电子干扰成为军事通信首要任务。在尽可能利用现有资源的情况下,使用新技术升级现有资源,向分布式系统发展,以提供更大的抵抗物理和电子攻击的生存能力。多网络网关,是工作的前提,以确保跨网络边界的互操作性。高级通信的进展以及人工智能的出现为未来军事通信提供了更多的可能性。