西方国家对5G技术在军事领域应用的探索

镇海楼

作为第五代移动通信技术，5G技术具有超宽带、低时延、海量连接、低功耗的特点。目前，世界各国都在加快推动5G技术与工业互联网的融合发展，世界一流军事强国、武装力量及军事同盟组织更是纷纷积极探索5G技术在军事领域的应用。

2018年12月，美国国际战略研究中心发布题为《5G技术将重塑创新与安全环境》的报告。报告指出，5G技术具有重要的军事价值，可用于机器人、人工智能和大量先进的传感设备之中，未来将成为新军事能力的基础技术。报告将5G技术的竞争上升为国家层面的战略竞争，认为当5G技术的竞争是一场对国家安全产生重大影响的经济竞赛，提出“美国必须首先采用第五代（通信技术”的观点。

美国国防部最早于2019年开始向有关企业招标，评估将商用5G技术应用于军事领域增强军事能力和特定军种作战的能力。该试验为期三至四年，采用迭代开发模式，每年对年初的实验结果和指标进行审查，后续的开发基于审查结果进一步进行，目前已选定十二个军事基地完成有关试验任务，其中已经开始运作进行第一阶段试验任务的五个基地有圣地亚哥海军基地、犹他州希尔空军基地、华盛顿州刘易斯-麦克乔德联合基地、佐治亚州奥尔巴尼海军陆战队后勤基地和拉斯维加斯的内利斯空军基地。

为了确保自身竞争优势与巩固自身军事强国的地位，美国国防部在5G实施计划中确定了四个基本任务方向：促进5G技术的发展;评估、发掘与减少现有5G系统存在的漏洞，并利用5G技术存在的漏洞进行作战;制定有影响力的5G技术标准和政策;寻求合作伙伴参与。美国国防部认为他们现在仍然处于5G技术研究探索的前沿，其正在推进的5G技术在传输速度、连通水平和时延方面都有了很大改进，认为人工智能和大数据分析能力在无缝衔接的军事网络、战场态势实时更新的5G应用生态下或大幅提升，将5G技术应用于军事领域有利于提升参谋机构对战场的态感知和决策能力，而且很有可能改变未来战争的作战指挥流程、催生新型装备和新型作战模式的出現。

目前，美国在空天海地一体化通信的实现特别是卫星互联网通信方面遥遥领先。据SPACENEWS网站2021年3月23日消息，Omnispace公司和洛克希德·马丁公司达成了一项开发“太空5G技术”的战略合作协议，协议中提到的“基于5G标准的全球非地面网络（NTN）”将在全球范围内为商业、企业和政府设备提供无处不在的通信服务。建立天基5G全球网络是Lockheed Martin公司与Omnispace公司在协议中提到的共同愿景，用户通过该网络能够在卫星和地面网络之间无缝迁移，从而消除因为不同网络、不同设备所带来的通信问题。

据Satnews网站2021年7月8日报道，卫星Hellas Sat 3成功完成了向偏远地区提供5G网络的现场演示。将卫星Hellas Sat 3完全整合到5G网络中，利用卫星通信回传链路接收来自地球的5G设备的信号传输，然后将这些传输传送到偏远地区。卫星Hellas Sat 3展示了卫星在有效地扩大5G技术应用范围上的作用，这次混合地面卫星5G传输的成功也表明了基于5G技术的自动化机械和移动车辆，在发生自然灾害时及地面5G通信网络未能完整有效覆盖的条件下，依然可以保持网络连接实现通信。

天空地一体化战术通信网络架构

对于5G技术在军事领域应用的实现，美国国防部与有关行业的实验室、企业及其它机构与组织进行了深度合作，有超过一百家非军方单位参与了美国国防部对于5G技术军用的试验、评估项目，对包括分布式指挥与控制、智能仓储（转运/车载）、频谱使用、AR/VR能力在内的一系列项目进行探索与验证。2020年10月，美国国防部与其中参与第一阶段试验项目的十五家合作机构完成了6亿美元的合同签订。

早在2020年，美国海军陆战队就已经和Verizon公司在米拉马尔航空站建立了用于实现5G技术军用研究项目的实验测试场，其中THOR被部署于此。THOR是美国海军陆战队的第一款融合了超宽带5G技术与移动边缘计算的快速响应战术指挥中心车，是美国海军陆战队新一代灾难响应和指挥车。据Verizon 5G实验室主任介绍，THOR在米拉马尔航空站展示了在复杂环境下实现包括5G技术在内的多种无线电通信功能，搭载具备实时反馈航拍图像执行侦察任务的无人机，可以进行自主机器人与自动驾驶电池运输车之间的通信、野外人员与车辆之间的视频流、恶劣环境下运行设备上的传感器数据，以及通过基于5G通信的移动边缘计算为决策者实时提供通用作战图像辅助决策。

据C4ISRNET网站2021年4月7日消息，美国国防部与Perspecta Labs公司签订两份关于智能仓库和频谱共享技术开发的5G技术合同。Perspecta Labs公司根据其中的一份三年期合同将为位于加利福利亚州圣迭戈的科罗纳多海军基地开发通过提升海军部队与岸上设施之间连接能力以提升物流水平的“5G智能仓储”。而在另一份合同中，Perspecta Labs公司将在犹他州希尔空军基地的项目中构建一个用于快速探测与响应雷达活动、雷达目标识别、优化频谱使用的5G系统。

另外，据Verizon公司网站2021年11月2日的最新报道，Verizon公司和洛克希德·马丁公司新签署了一项合作开发5G.MIL技术的协议，旨在为美国防部系统提供超安全可靠连接，以将多个高科技作战平台整合成一个跨空中、陆地、海洋、太空和网络域的紧密网络。5G.MIL计划的设想是通过5G技术赋能以实现构建异构的高可靠性的“网络之网络”，它将充分利用现有的电信基础设施技术集成军用战术、战略与企业网络，推进5G网络、下一代网络和美国防部作战网络之间的互操作性，以实现跨全域的更高效通信。此项战略关系协议还将建立一个联合研发实验室框架，以实现5G.MIL技术的原型开发、演示与测试。

除了部署多个实验项目，美国国防部也在同步扩大使用基于5G技术的通信服务的基地范围。根据9月21日的一份合同，Verizon公司将负责向分布于加利福尼亚州、佛罗里达州、马萨诸塞州、纽约州、俄亥俄州、宾夕法尼亚州和得克萨斯州的七个空军预备役司令部基地提供5G超宽带移动服务，为基地人员带来更高速度、更高带宽和更低延迟通信。

目前，AFRC的基地仍未实现能满足其日常业务通信需求的通信覆盖或容量，有大约三分之二的设施或设备的使用因此受限。与AFRC基地相关的项目阶段预计将会在2023年年底完成，五百多个设施的覆盖范围和通信容量将会因此得到提升。

AFRC的信息技术负责人相信，基于5G技术的通信网络将大大提升基地日常训练、备勤水平，为作战人员、维护人员、防御人员或第一响应人员赋能。

据ASDnews网站2021年9月21日消息，美国国防部授予Viasat公司两项合同，对基于5G技术的通信网络在战场上的使用和实施情况开展研究，解决跨多个网络域的复杂通信问题，探索如何通过5G技术如何作用和提升作战能力。其中，改进指挥控制应用和服务与在对抗环境中敏捷作战部署行动的5G增强网络部署是实现美军联合全域指挥控制作战概念能力的关键，也是Viasat公司项目关注的重点。

Verizon公司為海军陆战队研制的新一代灾难响应和指挥中心车THOR

可部署的通信与信息系统场景中的大型可部署作战指挥部

可部署的通信与信息系统场景中的小型可部署作战指挥部

在改进指挥控制方面，Viasat公司将提供支持指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察、组网和网络安全软件的C2硬件包，并使用5G技术将这些能力集成到战术网络中，以提高整个战场的可见性。此外，Viasat公司还将探索5G连接能力如何支持带宽密集型应用，如何利用5G技术来共享实时态势感知信息，以及如何利用它为战场提供更可靠的云访问能力。

在对抗环境中敏捷作战部署行动的5G增强网络部署方面，Viasat公司将着眼于在战术边缘快速配置和部署未知战区行动时所需的5G安全节点。Viasat公司的研究将侧重于了解企业编排和管理的配置和能力（网络数据如何进行路由）、战术网络规模确定和规划（如何优化网络/射频规划工具）和低截获率/低探测率能力（如何防止对手发现网络）。

服务于北约C3参谋部（The NATO Headquarters Consultation， Command and Control Staff）的北约通讯和信息局在2020年下半年度发布的一份技术性工作报告中，描述了5G技术在四个不同的军事应用领域存在的多个潜在应用场景。

北约通讯和信息局提出的基于5G技术的可部署的通信与信息系统，分为大型可部署作战指挥部和小型可部署作战指挥部，并考虑在可部署作战指挥部内部使用高性能5G系统提供无线连接，实现可部署作战指挥部的快速架设与回收。

陆地战术作战场景中的地面组网

陆地战术作战场景中的非地面组网

大型作战可部署指挥部可通过专用5G通信网络实现提供无线城域网（WMAN）分布和区域覆盖无线电（ACR）传输服务。为可部署指挥部附近的移动用户增强信息传输容量，提供多媒体服务。小型作战可部署指挥部使用一个专用单层高容量5G系统，在5G Sub-6GHz中的频段提供无线城域网（WMAN）和无线局域网（WLAN）组合通信连接服务。其中，频段在理想情况下一般为4.4～5GHz，通常称为NATO Band IV。

陆地战术作战场景应用的设想，主要面向旅及以下的陆战战术单元，其中针对多国陆地战术作战任务有两种典型通信组网。地面组网方式中的第一层，旅/营指挥部部署一个低于1GHz的地面5G宏蜂窝，并将提供从连级单位到旅/营指挥部的增强战术回传连接;非地面组网方式中的第一层，战术回传连接由一个机载5G非地面网络（NTN）提供，以应对非常不利的地形条件或旅/营指挥部与连级单位之间相隔距离较远时的通信。对于连级通信的第二层通信网络，可在连指挥所部署一个低于1GHz的战术5G蜂窝通信网络，并为其各单元配备可实现5G直通链路功能的战术5G移动终端，通过终端的互联互通实现相互之间的战术通信。

海上作战场景包括海军特混部队，沿海和港口通信、两栖通信三个不同海上场景，主要针对海军舰艇在特定条件下的非远程通信任务。

海军特混部队场景

沿海和港口通信场景

两栖通信场景

对于海军特混部队场景，可使用基于集成接入回传（IAB）技术的5G通信方案，通过在Sub-6GHz的中低频段实现“舰-舰”通信。在此概念中，每艘舰船上都部署支持集成接入回传的5G基站，最终形成高吞吐量、低时延的“舰-舰”通信。在沿海和港口通信场景应用设想中，主要是通过岸基公共或专用5G通信网络提供“舰-岸”连接，用于补充卫星通信的不足，为卫星通信系统减负，该应用设想基于公共5G通信网络的网络切片技术和在岸基部署专用的5G军事通信网络。对于两栖通信场景应用的设想，可通过构建一种舰载专用5G通信网络以增强本地两栖回传通信。在该应用设想中，由部署在两栖攻击舰上的Sub-1GHz 5G通信网络和具备直通链路的5G终端，为两栖机动部队提供高数据速率本地回传连接，提升网通信和战术卫星能力。

静态通信场景包括内部IT基础设施和备用WAN连接两种不同场景，两者都属于静态基础设施。通过高性能5G通信系统为静态站点与军事营院/指挥部之间的无线通信提供可靠性高的高吞吐量连。内部IT基础设施场景应用设想中，静态军事区域提供专用5G基础设施和WLAN分布。备用WAN连接场景应用设想中，当常规广域网连接不可用时，可以采用5G移動网络运营商公共网络当中的一个网络切片为高优先级业务提供到互联网的备用广域网连接，实现静态指挥所与北约数据中心之间的连接。

近年来，欧洲在民用领域推出了如5G-VINNI的5G推进计划，频谱使用的规划与管理主要集中主要在Sub-6GHz的中频段，并已经实现了多个5G物联网卫星运营里程碑，欧盟及欧洲各国都在加快对5G基础设施的部署和建设。欧洲今年成功发射的Tiger-2卫星是OQ公司首颗商用5G物联网卫星，其利用5G连接提供基本商用物联网和M2M服务。在OQ科技计划中，星座将由六十多个航天器组成，在偏远和农村地区提供5G物联网服务。

内部IT基础设施场景

备用WAN连接场景

目前，拉脱维亚正致力于将自己打造为欧洲5G军事测试中心，促进欧洲国家国防计划的研究与开发，计划进行测试的项目包括用于医疗培训的虚拟和增强现实眼镜、无人机的支持系统，以及通过虚拟现实耳机对军事人员进行培训等。拉脱维亚政府已经为该国制定了一个到2024年的5G计划，其5G发展的三个主要方向是：态势感知和预警、通信网络冗余以及未来技术发展。据报道称，拉脱维亚正在参与欧洲国防基金项目iMUGS（综合模块化无人地面系统），该项目开发模块化无人地面系统，并计划进行与军用平台（坦克和无人机）自主性有关的5G网络测试。拉脱维亚将在未来继续进一步测试5G在无人系统中的应用，更长远的目标是将5G测试站点扩展到更大的地理区域。

随着5G技术的发展及有关通信网络的基础设施建设在全球范围内的推进，如何将新一代通信技术优势与军事结合并转化为军事能力已经成为当下走在技术前列的世界各军事强国与组织必然的新课题，了解和探索5G技术在支持作战行动方面的潜力对于打赢未来的“智能战争”至关重要。

责任编辑：刘靖鑫

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