基于预警机的网络信息体系发展综述

王明昊　李宏宏

【摘要】    预警机作为重要的空基预警探测与指挥控制节点，在网络信息系统中担负着重要的角色，随着未来复杂战场环境对网络信息系统能力要求不断升级，网络信息系统对预警机在互联互通能力、宽带抗强能力，以及多链快速接入能力等方面提出了更高要求。本文首先从网络信息系统的协同作战、机载通信节点、网络防护和攻击以及有人/无人机协同四个方面分析了国外网络信息系統发展现状，接着立足预警机在网络信息系统中的使命要求，对涉及的主要关键技术进行了分析。

【关键词】    预警机    信息系统    网络构建    机载通信节点

Review of the development of networking information-centric systems of systems based on early warning aircraft

WANG Ming-hao，LI Hong-Hong    （China Academy of Electronics and Information Technology，Beijing 100041，China）

Abstract： As an important space-based early warning detection and command and control node， early warning aircraft （EWA） plays an important role in the network information system. With the continuous upgrading of network information system capability requirements in the future complex battlefield environment， the network information system puts forward higher requirements for e EWA in terms of interconnection capability， wide band anti-strong capability， and multi chain fast access capability. This paper first analyzes the development status of foreign network information system from four aspects of system operation， airborne communication node， network protection and attack， and manned/unmanned cooperation， then， based on the use requirements of EWA in network system， the main key technologies involved are analyzed.

Key words： early warning aircraft （EWA）; networking information-centric systems of systems; network construction， airborne communication node

引言：

上世纪90年代末期开始，美军为实现网络中心战构想，为更好地满足现代战争中多平台/多种类的探测器/传感器之间的信息资源共享、武器协同、联合作战、指挥协同等方面的作战需求，对空基平台信息系统进行了不断改进和能力提升，包括宽带数据链技术（如SCDL、TCDL、MP-CDL等），武器协同数据链技术（如CEC、IFDL等），机载通信节点，以及与此相关的软件无线电技术和综合航空电子信息系统技术等[1-4]。

一、国外网络信息系体系发展现状

1.1多平台协同能力发展现状

2004年美国空军发表了网络中心战计划——支持作战平台之间深度协同的C2星座网，作为美国空军实施的支持网络中心战和《联合构想2020》的关键计划。为支撑多平台、多源、分布式网络化、空间化的指挥控制、武器协同、情报侦察的空天地协同作战能力，美空军正在发展一种新型网络化多侦察平台数据融合系统——网络中心协同式目标指示（NCCT）;并进行有人/无人机之间的协同作战研究和试飞试验;同时，开发以IFDL、TTNT为典型的用于传感器、武器平台之间协同的数据链系统，以CDL、TCDL、MP-CDL为典型的宽带情报分发数据链系统。

1.2机载通信节点（ACN）技术

机载通信节点（ACN，Airborne Communication Node）是一种模块化的规模大小可变并可编程重组的自主式多任务载荷，作为星座网的数据链整合系统[5][6]。机载通信节点技术最早是由美国国防高级研究计划局（DARPA）于1998年提出，旨在为美军及其盟军提供广泛的战区机载中继无线通信服务。2002年DARPA决定扩大ACN计划，进一步支持具有自组织特点的AD Hoc战术信息网络，成为“自适应C4ISR节点”，即AJCN。AJCN是一种基于模块化、可裁剪架构的多任务、多功能/可重配置的C4ISR负载，该系统将继续为机载平台（有人和无人）提供通信中继和桥接功能，同时还增加了信号情报（SIGINT）和电子攻击（EA）功能。随着需求的改进，美国空军于2005年提出了战术机载目标网关（OG）的风险降低/演示验证项目——战场机载通信网关（BACN），BACN继承了AJCN的主要功能特点，包括通信中继、SIGINT与EA、多任务软件框架、平台独立性（载荷模块化、尺寸大小可变，可以搭载多种平台）等特点，此外还增加了CDMA蜂窝基站的功能，其概念如图2所示。

1.3无线网络防护和攻击能力

美军将网络攻击方式分为被动攻击、主动攻击、物理临近攻击、内部人员攻击和分发攻击。但就能力而言，美军已具有通过网络欺骗敌方的能力、以及欺骗、破坏以及摧毁敌有线和无线网络的能力。美军正在采取一系列新举措，建设全方位的网络信息安全防范体系。

2002年，美军在布什总统的支持下，着手组建了网络战联合功能构成司令部（JFCCNW），主要任务之一就是针对無线战场通信网络开展对抗技术研究：研究以接入方式为主的无线网络对抗方法，采用多机分布式的“以网制网”攻击手段，重点开发“瘫网”和“骗网”能力，并在此基础上拓展至“控网”的能力。同时，针对无线网络终端研究安全可信技术，建立“信任链”，保障机载终端的性能可靠可信，并发展无线环境中身份认证能力，实现全网系的身份认证。

1.4 有人/无人机协同作战的平台应用

随着无人机在几次局部战争中取得极大成功后，世界各国就在不断探索无人机作战应用模式，特别是发展有人作战飞机对无人机的测控和协同作战。典型项目包括机载有人/无人系统技术项目（AMUST）、波音公司有人驾驶战斗机与无人机协同飞行能力研究、英国奎奈蒂克公司有人机控制多架无人机试验等。目前，机载无人机测控技术已经应用到直升机平台中，实现直升机对无人机Level 4的控制，包括接收无人机图像、数据以及对无人机进行飞行、载荷控制。在Apache Block III中，装备了无人机战术通用数据链组件（UTA），采用双向TCDL宽带数据链，实现Apache飞行员对无人机的飞行路径控制、操纵传感器设备捕获和跟踪目标，并指示和打击目标。

二、预警机在网络信息系统中的使命地位

网络信息系统中的典型平台有预警机、无人预警侦察机、飞艇、指挥通信飞机、轰炸机、加油机、战斗机、无人机以及各种天基、陆基平台等。通过分析当前国外网络信息系统应用模式，基于预警机的网络信息系统大致包括六个方面的典型应用模式。

一是组建空天、空地组网;通过预警机构建基于空基平台的多层次、多手段、立体化的空基综合信息保障体系。二是建立空基骨干通信网;通过在预警机平台上加装空地、空空、空星地宽带通信设备，构建战场空基骨干通信网络，提供空基组网信息服务能力。三是建立空基协同作战网络。通过预警机实现空中ISR平台、三代/四代战斗机平台、无人机平台之间的协同态势感知、协同攻击、协同防御等能力;四是建立空基指挥控制信息网;通过预警机提升和发展空基指挥控制信息系统，使空中平台成为空基指挥通信中心和枢纽，构建空基指挥信息保障网络。五是提升信息战环境中的空基网络防护和攻击能力;基于预警机平台发展专用空中网络防护和攻击平台或搭载网络防护和攻击载荷，实现空基的网络攻防能力。六是建立远程作战空基信息保障体系。通过在预警机上加装机载通信节点的中继和网关设备，使预警机成为空基通信中心和枢纽，实现远程战场战术网络与骨干通信网络的接入和互联，从而构建空基信息保障网络。

三、网络信息系统发展关键技术

3.1多平台互联互通能力

首先，预警机作为空中核心通信节点，需要与空中不同平台进行互联互通，包括与歼击机、无人机为代表的空中作战平台的协同通信能力，特别需要实现对无人机的测控能力，扩展预警机任务作战模式，实现预警机与无人机的协同。其次，为构建空基宽带骨干网络建立高速数据传输通道，大容量情报分发能力，支持图像、红外/光电视频、传感器原始信号等大容量情报数据的空地、空空传输，链路传输速率突破Mbps量级是基于预警机多平台互联互通的发展需要。最后，多手段远程通信能力，如具备多手段（卫星通信、短波通信、中继通信等）的超视距话音、数据通信能力，实现全域覆盖，支持至少1路的超视距宽带数据传输，满足大于1千公里的远程作战需求，也是多平台互联互通能力的发展需求。

3.2强抗干扰能力

抗强干扰能力包括两方面，一是通信频谱动态感知与管理能力，二是基于频谱动态接入的多链抗干扰能力。通信频谱动态感知与管理能力，要求网络信息系统具备频谱的动态感知和实时频率管理能力，达到大幅增强频谱分配的战场适应性，实现频谱管理、频谱监测与用频装备的三网合一，以及增强联合作战频谱协调。基于频谱动态接入的多链抗干扰能力是结合认知无线电设计思想，通过感知通信环境的变化而采用不同的通信频率接入方式，实现主动的抗干扰策略，有效提高通信/数据链系统的抗干扰能力，保证传输的高可靠性。

3.3多链综合接入管理能力

多链综合接入管理能力包括多链接入管理能力和网络成员身份识别与入侵检测能力。多链接入管理能力要求提供全新的数据链接入与访问机制，完成用户消息在各种链路间的中继、路由、转发，实现消息格式的自动转换，向上层用户屏蔽底层链路细节，支持端到端的IP通信。网络成员身份识别与入侵检测能力要求网络信息系统防御可能遭受的敌方基于网络层和信息层的入侵、攻击、破坏或欺骗，保证基于预警机为中心的数据链网络在复杂战场环境下的安全可用、可靠、可信。

四、结束语

随着网络中心战的发展，预警机在网络信息系统中扮演了越来越重要的角色，相应地，针对网络信息系统的对抗技术也在迅速发展，网络信息系统需要面临一些新的威胁和挑战。本文首先从网络信息系统的协同作战、机载通信节点、网络防护和攻击以及有人/无人机协同等方面分析了国外网络信息系统发展现状，强调了预警机在现代网络信息系统统中担负的空中预警探测中心、指控控制中心、情报收集、处理分发中心、通信中心系统控制中心作用。最后给出为适应未来网络信息系统发展要求，在多平台互联互通、大带宽抗强干扰，以及多链综合接入管理等能力发展方向上的技术发展需求。

参  考  文  献

[1]严剑峰.美军在武器装备采办领域推行军民协同发展的主要做法及启示[J]. 军民两用技术与产品.2021（1）：8-15.

[2]戴辉. 武器协同数据链发展需求[J].指挥信息系统与技术.2011，2（5）：11-14

[3]冯拓宇，刘春义. 数据链的发展与网络中心战[J]飞航导弹.2012（4）：41-45

[4]许锐. 网络中心战中美军数据链体系结构研究[J].导航， 2008（1）： 62-70.

[5]刘海波. 机载通信技术的设备与发展[J].舰船电子工程，2014，34（12）：18-21.

[6] 郝飞. 美国空军指挥控制星座网近期发展概况[J]. 指挥信息系统与技术，2010，1（2）：29-33.

王明昊（1990），男，汉族，北京，本科，工程师，现从事工程项目管理研究;

李宏宏（1983），男，汉族，河北，博士，工程师，现从事系统仿真研究。