浅谈5G的军事应用

浅谈5G的军事应⽤
导读
近些年来,世界很多国家正在积极推进5G的应⽤。全世界5G的数量持续增长,5G应⽤层出不穷,享受5G服务的⽤户也越来越多,5G正在越来越多地影响和改变着⼈们的⽣活⽅式。与此同时,5G在军事领域的应⽤也在逐渐拉开帷幕。本⽂主要介绍5G在军事通信和军⽤⽆⼈作战平台的应⽤前景,供感兴趣的读者参考。
图1:美军⽹络中⼼战及未来⼠兵概念图
⼀、军事通信
军⽤通信系统在现代化战争中占据着重要地位,发挥着不可替代的作⽤。在以计算机和⽹络集中为核⼼的现代战争中,军事通信技术需要⾼效、稳定、可靠地分配、共享和指挥信息,同时把战场的不同平台连接到⼀个战⽃⽹系统中,进⽽保证其正常运⾏;在实际的战⽃过程中,每个单元需要通过使⽤⽆线通信技术进⾏必要的信息交换,实时监视运⾏情况,并灵活地改变运⾏计划。未来的智能化战争对战场通信的要求将会更⾼,主要体现在通信传播、通信保密以及能耗问题三个⽅⾯。
通信传播主要包括战⽃期间的语⾳传输、图像传输和视频传输。在军队⾏进时,部队之间的通信要求是
不断变化的,这就需要军事通信技术能够及时和有效地将信息快速交互。⽬前,4GLTE的最⾼频带约为2000MHz,它的可⽤频谱带宽是只有100MHz。⽽基于毫⽶波的5G通信带宽可以增⼤到10倍,延迟可以精确到毫秒级,从⽽能够保证其传输速度更快,战场通信的迅速⾼效性得以实现。通信保密指为了实现最佳的以⽹络为中⼼的操作,必须保证信息在⼠兵之间有效地传递,同时保持较低的被侦察和拦截率。⽬前,军⽤和民⽤移动通信系统由于缺乏频带资源⽽经常出现重复使⽤和相互⼲扰的问题。5G通信技术不仅能充分利⽤现有的通信资源,还能扩展到毫⽶波波段,使⽤军⽤的独特频段传输信息可以提⾼军事通信的安全性。另外,⼠兵之间的通信依赖于佩戴或携带的⽆线通信设备,⽽传统的⽹络数据传输会消耗⼤量的能量。5G 通信技术可以明显降低数据传输过程中的能耗,提⾼数据传输速度,提⾼⽆线通信设备的电池使⽤效率,进⽽保证战场⼠兵的传输效率。
图2:美军宽带⾃组⽹单兵电台
除此之外,5G还将在以下⼏个⽅⾯影响军事通信的性能:
(1)增强的通信宽带提⾼了军事通信⽹络的稳定性。通过使⽤移动 5G ⽹络实现移动宽带增强。在当前的移动4G⽹络中,湍流带宽为20MHz。在这种情况下,遇到沙漠,海洋,地下等空间明显增加了信号中断和⽹络连接故障的可能性。在移动5G⽹络中,系统带宽超过100-200 MHz,因此具有更⼴泛的辐射和覆盖范围,更好地满⾜⾼速移动互联⽹接⼊的需求,同时可以提供稳定的军事活动。移动⽹络服务可以避免在恶劣条件下出现不平稳或混乱,如军事指挥混乱、军事通信混乱等。
(2)海量的机器间通信能够提⾼军事通信⽹络的运⾏效能。⼤规模的机器对机器通信具有低功耗、⼤规模连接和⼩数据分组的特性。⽀持的终端系统数量的增加,能够具有更⼴泛的覆盖范围,⽽且能够进⼀步拓展其在⼤型⽹络连接中的应⽤,并且提⾼物联⽹的质量,充分发挥其运作速度优势。5G⽹络在军事领域得到良好应⽤,能够打通⼈与机器的通信交流障碍,可以使⽤⾼速宽带将⼈类命令转化为⾏动,军事活动的速度和质量将会进⼀步提⾼。
(3)超⾼可靠和超低时延能够提⾼军事通信⽹络的信号质量。此外,移动5G⽹络在军事通信⽹络中还具有⾼可靠性和低延迟性的优点,所以它能够在军事⽹络等特殊领域得到应⽤和推⼴。⽬前,随着军事领域信息技术⾼科技的引⼊和使⽤,对于互联⽹的要求也越来越⾼。不仅要保证互联⽹⽹络的可靠性,⽽且还要尽可能的降低其延迟,来保证互联⽹⽹络能够快速、准确的处理⼤量数据,5G的引⼊必将⼤⼤提⾼这⽅⾯的能⼒。
图3:陆海空联动的5G军事通信⽹络
⼆、军⽤⽆⼈作战平台
(⼀)⽆⼈车
在战场上,地⾯⽆⼈车可以代替⼈类完成⾼危、繁重的⼯作,如侦察、扫雷、⼯程建设等,从⽽减少
⼠兵伤亡。同时,⽆⼈车也可以运输军⽤物资,提⾼军队作战效率,是未来作战系统中重要的组成部分。各国很早就开始了⽆⼈车的研究,2004年,美国国防⾼级研究计划局(DARPA)就发起了名为“DARPA Grand Challenge”的沙漠⽆⼈车竞赛,旨在推进⽆⼈车在军事领域⽅⾯的应⽤;以⾊列也是军⽤⽆⼈车开发和应⽤的先驱者,其研制的多⽤途⽆⼈车“守护者”可对军事基地、重要管线、边境线等执⾏巡逻任务;俄罗斯在2015年也推出了三款新型乌兰系列⽆⼈车;英、法、德等也在积极发展多款地⾯⽆⼈车。⽆⼈车系统通过不同的输⼊,如传感器、摄像机等传输的数据做出决策,从⽽进⼀步采取适当的⾏动。⽆⼈车的性能则取决于诸多因素,包括处理速度、能耗、电池寿命和运⾏时间等,5G通信技术将使得⽆⼈车在这些⽅⾯有显著的提升。
图4:美国海军陆战队“⾓⽃⼠”⽆⼈车
⾸先,低延时的通信技术将极⼤提⾼⽆⼈车的处理速度。当⼠兵使⽤触觉或⼒传感器来维持对机器⼈运动的控制时,要求达到毫秒级的延迟。⼀些视觉反馈的场景则需要达到10毫秒的往返延迟,这样的响应时间意味着对⾼带宽的需求。虽然WiFi和4G也能进⾏传输,但各有其缺陷。WiFi不⽀持快速切换,在WiFi 热点覆盖范围出⼊的⽆⼈车可能会受到不同程度的损坏,⽐如发⽣应⽤程序重启,需要时间重新建⽴连接。虽然可以通过让⽆⼈车同时接收更多WiFi通道来解决切换问题,但随之⽽来的是成本的增加和复杂性的提⾼。⽽4G虽然能较好地控制⼲扰和切换,但其带宽和频谱有限,⽆法很好地满⾜⽆⼈车的需求。⽽5G通信技术具有⼤容量和低延迟的特点,它将LTE接⼊与新的空中接⼝结合在⼀
起,提供更⼴的覆盖范围、更⼤的带宽以及毫秒级的延迟,能够更好地满⾜⽆⼈车在战场上的通信需求。
其次,5G通信技术的应⽤也将降低⽆⼈车的能耗,延长其电池寿命。⼀些战场⽆⼈车是⼠兵通过远程控制器进⾏操控的,远程控制器是⼀个固定的,接收来⾃⽆⼈车的数据,进⾏数据处理,做出决策,再把决策传递给⽆⼈车。在这个过程中,数据传输(通常使⽤WiFi或蜂窝⽹络)和控制器都会对⽆⼈车的能耗产⽣影响。相⽐之下,使⽤5G通信技术的⽆⼈车能耗最低,决策速度最快。⽐如,传递4K画质的图像时,⽐起4G⽹络,5G⽐其少消耗约41焦⽿的能量,但决策速度却快了约1.7秒。
最后,5G⽹络对⽆⼈车实现完全⾃主导航也将起到关键作⽤。⽆⼈车要在路况复杂的战场上⾃主完成任务,需要依赖其系统中的智能导航系统通过车⾝上的传感器和摄像头采集周围环境的图像进⾏建图,从⽽规划⾏车路线。与传统的导航系统相⽐,智能导航系统所建⽴的地图包含更多的信息,除了道路形状、通⾏⽅向、车道等信息,还包含障碍物的类别,道路标志识别等。在⾏进过程中,⽆⼈车之间还能通过车载通信设备实时通信,以控制⽅向盘,调整速度,避免碰撞,实现任务之间的相互配合。这些功能都必须依靠5G⽹络的超⼤带宽和超低延时特点得以实现。
(⼆)⽆⼈机
⽆⼈机作为新⼀代⽆⼈化装备,因其隐蔽、灵活、成本低、适⽤多种作战环境的特性,已经⼴泛应⽤
于情报侦察、跟踪定位、战场搜救、中继通信、军事打击、信息对抗、战⽃训练等军事领域,成为现代战争的⼀⽀重要空中⼒量,发展前景⼗分⼴阔。军⽤⽆⼈机快速扩展的应⽤场景也对空中/空地通信能⼒提出了更⾼要求,特别是其应⽤常与搜索、侦察、监测相关,这意味着需要传输海量视频数据。现有4G/LTE ⽹络虽然能⽤于部分时延容忍度⾼的⽆⼈机应⽤场景,但下⾏⼲扰、邻区⼲扰等问题使其数据传输速率难以满⾜未来⽆⼈机⽇益多样化的⾃主飞⾏需求。⽽5G将能有效应对⽆⼈机的⾼可靠低时延需求,赋能⽆⼈机发展,从⽽推进空中作战平台的⾰新。可以说,5G对军⽤⽆⼈机具有重⼤战略意义,将在较⼤程度上改变未来的空中作战形态。
对于军⽤⽆⼈机⽽⾔,通信系统的加密⼀直是关键技术之⼀,直接关系到作战成败。2009年美军在伊拉克的⾏动中,其⽆⼈机信号遭到伊拉克⽅截获,使得他们能够及时撤离,美军多次军事⾏动落空。2016年的旧⾦⼭RSA信息安全⼤会上,安全研究专家尼尔斯·罗德(Nils Rodday)宣布已经开发出⾼端专⽤⽆⼈机的远程劫持技术,他发现荷兰警⽅使⽤的⽆⼈机与飞⾏控制模块的通信数据并未得到加密,因此能够通过⽆⼈机的⽆线连接系统漏洞,获取⽆⼈机飞⾏控制系统的控制权,甚⾄能让⽆⼈机直接坠毁。⽆⼈机的安全问题正受到军⽅的⽇益重视。2017年12⽉,通信公司Viasat宣布与美国空军合作,完成“迷你加密”项⽬的⽣产准备审查,该项⽬可实现军⽤⽆⼈系统的敏感数据通信加密。然⽽通信系统的加密将对数据的传输速率产⽣影响,导致通信延迟。上述尼尔斯·罗德发现的⽆⼈机漏洞便是遥测模块芯⽚为了减少指令延时⽽取消了加密功能所致。因此安全性与通信效率之间的⽭盾也⼀直管桩
是亟待解决的问题之⼀。5G通信⽹络由于其出⾊的数据传输速率表现,能够在保证通信效率的前提下,进⾏更⾼级别的数据加密。前美国国防部⾸席信息官特⾥·哈沃森在2017年的⼀次采访中表⽰,5G技术实现了⾼速率和低延时,由于拥有了更⾼的带宽,所以能使⽤更⾼级别的加密技术⽽不会影响连接速度。5G通信技术将提⾼军⽤信息传输的保密性,增强战场的信息保护和信息对抗能⼒。
图5:美军全球鹰⽆⼈机
5G能够加速空中作战平台智能化转变,推动⽆⼈机集作战。⽬前,武器装备的智能化改造和军队的智能化建设已成
5G能够加速空中作战平台智能化转变,推动⽆⼈机集作战。⽬前,武器装备的智能化改造和军队的智能化建设已成为趋势,在此过程中,5G通信技术将扮演“催化剂” 的⾓⾊。这⼀赋能作⽤的原因在于随着计算重⼼从云端向边缘漂移,⼈⼯智能的推理与执⾏也开始向移动终端拓展,使边缘智能成为新的发展趋势,⽽5G⾼速率、低延时的特性,能够实现智能化所需的数据⾼效连接,消除云端与边缘通信时⽹络延迟的问题,提供稳健全新的URLLC服务,从⽽极⼤程度地丰富边缘智能的应⽤场景,助⼒指挥控制平台、空中作战平台等由“精确化”向“智能化”转变。这⼀趋势在⽆⼈机领域已经产⽣了直接映射。2017年12 ⽉,美国国防部的算法战跨职能⼩组(AWCFT)使⽤⼈⼯智能技术处理美军扫描鹰(ScanEagle)⽆⼈机的拍摄影像,提升其对视频中⼈类、建筑等对象的识别正确率。试验开始⼀周后计算机的识别正确率达到了80%。
5G赋能边缘智能技术之后,将使⽆⼈机的蜂技术产⽣突破,实现⼤规模协同作战。2018 年1⽉,美国国防部⾼级研究计划局(DARPA)赞助在匹兹堡卡内基梅隆⼤学建⽴了⽹络基础设施计算研究中⼼CONIX,其研究⽬标之⼀便是借助边缘智能,为⼤规模协作⽆⼈机集提供按需实时感知信息,在快速演进的战术环境中⽀持⼈机协作。由于⽆⼈机集协作需要将时延控制在1 毫秒左右,此前⽹络响应速度⼀直是这项技术需要努⼒解决的挑战之⼀,也因此现有⽆⼈机集多为⼩规模编队,缺乏⼤规模集节点之间的信息交换能⼒。⽽5G的端到端通信时延低于1毫秒,这⾜以⽀撑⽆⼈机⼤规模集协作的需求。未来随着5G通信⽹络的覆盖逐渐完善,⽆⼈机集的⾃主性也将随之进⼀步提⾼,完成复杂度更⾼的作战任务,甚⾄刷新空中战场形态。
⼀、
军事物联⽹
图1:军事物联⽹未来概念图
军事物联⽹是物联⽹技术在军事领域的应⽤,是将物联⽹技术应⽤于战场和作战指挥的专⽤⽹络,其⽬的就是围绕战场态势感知、智能分析和过程控制,实现系统的全⽅位、全频谱有效运⾏,全⾯提升体系作战能⼒。军事物联⽹较民⽤物联⽹,对感知控制的时效性和保密性提出了更⾼要求。本质上讲, 5G对军事物联⽹最⼤的吸引⼒在于:对于物联⽹两个最重要的核⼼需求—— 海量的连接和毫秒
级的时延,现在的⽹络⽆法给予⽀撑,⽽5G可满⾜接⼊⽹络设备多样化的⽆线连接性要求,并以极⾼速度处理各类联⽹信息,实现⾼效、便捷和安全的信息传输与共享,在后勤保障、态势传感器⽹络、物资管理等⽅⾯机具应⽤前景,将真正开启军事物联⽹新时代。
多样化⽆线接⼊,解决武器装备数量多的问题。军事物联⽹底层是由嵌⼊在武器、装备上的若⼲个传感器组成,⽹络节点多、设备类型杂,根据不同的应⽤范围,接⼊⽅式也⼤不相同。例如,对于普通战场侦察节点(雷达、光学摄像机等),侦察信息需要通过接⼒,采⽤短波、超短波或者微波传输到前⽅指挥车(所),经中继接⼒后接⼊物联⽹;对于⼩范围内的⽹络节点,如楼宇监控设备(报警器、传感器等),可通过⽆线局域⽹,甚⾄蓝⽛、红外等⽆线接⼊⽅式接⼊物联⽹;⽽对于⽆⼈机等⾼速、远程设备,其⽆线接⼊⽅式就要通过卫星接⼊物联⽹。因此,不同环境下的⽆线接⼊⽅式有所不同。⽬前技术条件下,尚⽆法实现各种⽆线接⼊的有效融合,⽽5G系统通过对底层⽆线接⼊的接⼝标准进⾏统⼀,能彻底解决军事物联⽹的⽆线接⼊问题。
图2:军事物联⽹的潜在应⽤
⾼速率信息处理,解决指挥控制系统时效性的问题。军事物联⽹的最⼤优势就是全维、实时、准确,通过⾃动感知、实时采集、数据传输、指挥决策、⽕⼒控制,建⽴战场“从传感器到射⼿”的全要素综合信息链,其中最关键的就是要建⽴反应迅速、管控及时、适合海量数据处理的指挥控制系统。 5G
系统将采⽤云计算、⼤数据技术,将⼤量数据处理⼯作交由“云”来完成,通过建⽴完善、合理的模型库,构建⾼效、完备的数据库,提⾼信息处理速率。
5G⽹络还将使军民融合应急物流系统成为可能。当前4G⽹络很难满⾜物联⽹的发展,军民融合应急物流系统建设必须结合5G通信技术⾼速率、⼤容量、低延迟的优势,达到⼈员和物资的实时视频信息传输,实现指挥中⼼对整个应急物流事件可视化,增加指令的及时性和有效性。通过5G通信技术使军民融合应急物流通信与民⽤移动通信分离,建⽴专门的军民融合应急物流通信频段,可以⼤⼤提⾼信息的安全性,⽆疑会减少军民融合在信息安全上的担忧,对军队应急物流资源同地⽅应急物流资源的结合共享将起到极⼤促进作⽤。 5G通信技术借助毫⽶波通信还可以有效减⼩通信设备体积,为⼩型化、便携化的设备提供了⽣产和发展的基础,应急物流设备结合⼩型化的5G通信收发设备将极⼤地推进物联⽹的建设,为军民融合应急物流智慧化提供条件,增加了军民融合应急物流信息系统建设的可⾏性。
图3:军⽤物流⼯作流程
⼆、
⼆、
模拟训练
虚拟现实系统是未来作战⼈机交互和军事训练的重要⼿段,超⾼清视频数据的⽆线传输是影响其推⼴应⽤和体验效果的主要因素之⼀。5G可⼤幅提升虚拟现实系统的实⽤性,⾼清画⾯和交互信息可通过5G⽹络实时传输⾄⽤户,使受训⼈员仅需穿戴头盔和必要的武器装备就能参与训练,摆脱背负式计算设备、各种线缆和训练场地的束缚,真正做到贴近实战,还可将处于不同地理位置的部队,组织在同⼀虚拟环境中进⾏⼤规模战术、战役级训练,提⾼效费⽐。
2019年4⽉15⽇,SK 电信 B2B 事业团长崔⽇圭与陆军⼠官学校校长郑镇京在⾸尔芦原区孔陵洞的陆军⼠官学校总部签署了《5G技术的智能陆军⼠官学校》业务协议,携⼿建⽴“智能陆军⼠官学校”,以5G⽹络为基础,打造虚拟现实射击训练,韩媒《朝鲜⽇报》将该计划誉为韩国真实版《头号玩家》,以尖端技术打造⾝如其境的训练体系。通过该协
议,SK电信将与陆军⼠官学校合作,利⽤5G和ICT技术,包含⼈⼯智能、增强现实、虚拟现实、物联⽹、云端、⼤数据等⽅式打造“智能陆军⼠官学校”。此外,双⽅还将共同进⾏量⼦密码、⽆⼈机等5G、ICT 研究。
图4:基于韩国SK电信5G技术的模拟训练
根据计划安排,2019年上半年 SK 电信将在学校的校园内为军事设施中的地形、保安量⾝打造5G基础设施。之后,再引进增强现实、虚拟现实等技术的实战型训练场,未来的射击、战术、指挥控制等综
合战⽃训练都将在这⾥完成。利⽤5G⽹络的超⾼速、超低延迟和超链接等特性优势,过去只能进⾏10⼈左右分队训练的⼩型训练场,现在都可以容纳200⼈左右的中队训练;再加上超⾼质量的虚拟现实影像可以不中断地进⾏播放,训练的真实感也将⼤幅增加。训练者可以利⽤虚拟现实技术,在多屏幕放映的情况下模拟不同的实战状况,使⽤者能利⽤个⼈武器进⾏定点射击、室内短距射击、长距射击、移动射击、夜间射击、战况射击等训练。
三、
实战化演训平台
以海军为例,5G技术将在以下⼏个⽅⾯为海军的实战化演训平台建设助⼒赋能:
www.auau66.Com(1)海量信息集成。实战化试训离不开航母、舰艇、飞机、导弹、靶标等武器平台,指控、武控、导航、卫通、雷达等操作战位,⼤⽓、电磁、海浪、烟⾬雷电等复杂环境,⽽贯穿各平台、战位与环境的是海量的信息。各级指战员基于海量数据信息,通过先进技术计算,可以掌控或查看全局试验资源,完成整个体系演习、演练、试验与训练。 5G可以将海量信息综合集成,充分发挥信息技术优势,利⽤⼤数据进⾏分析挖掘,充分发挥实战化试训效果。
(2)⼤范围设备联⽹。实战化试训需要各种舰艇平台、复杂战场环境、不同类别靶标、⾃适应蓝军
、各装备信息采集设备等综合资源参与,需要⾼智能、实时、并⾏处理各信息。但航母、驱逐舰、护卫舰、导弹艇、飞机、导弹、导航、武控、雷达、靶弹、靶机、靶船、数字靶、电磁、⼲扰等各武器装备是否可以进⾏数据共享共⽤,直接影响着各武器装备的作战效能。 5G技术可实现⼤范围装备互联,解决数据量⼤、传输慢、处理超时等问题,实现信息共⽤。
(3)实战化试训平台。实战化试训平台应采⽤通⽤软件平台架构,开发公共服务平台、运⾏⼯具、开发⼯具、显⽰⼯具及配套⼯具,形成虚实融合的全领域、全要素、全流程武器装备试训环境。5G⽀撑下的实战化试训平台将⽀撑完成多体系、跨地域、海天⼀体、虚实合成的试验训练,依托航区、舰艇平台、技术阵地、试验设施、导航、测控装备、⽓象⽔⽂等环境资源,完成实战化试训⽅案设计、⽅案推演、任务调度、过程监控、运维管理、作战效能评估、完成智能化决策等任务。
(4)实时评估。实时评估需要根据评估指标体系对多体系对抗条件下的武器装备作战效能、装备贡献率、可靠性、毁伤效果进⾏实时评估,实现对战场武器和⼈员兵⼒部署调配进⾏优化,发挥最⼤作战效能。利⽤武器装备性能试验鉴定、作战试验鉴定、训练演习、在役考核等积累的海量试训数据,进⾏⼤数据挖掘分析,实时计算、分析、评估与决策,不断优化实战化试训⽅案,为作战指战员提供智能化辅助决策。
图5:多维⽴体展⽰
(5)多维⽴体显⽰。⽬前显⽰系统根据试验、演习、训练装备航迹和状态信息,在⼆维平⾯或三维空间显⽰物体,指战员能够对全局资源有⼀个基本了解,但是因⽹速、数据处理能⼒、多维显⽰技术、系统经费等原因,还不能全局、全精度、⽴体、多维显⽰战场信息。5G⽀撑下的显⽰系统,可对武器装备进⾏虚拟现实显⽰,对装备内部结构、⼈员操
精度、⽴体、多维显⽰战场信息。5G⽀撑下的显⽰系统,可对武器装备进⾏虚拟现实显⽰,对装备内部结构、⼈员操作、⼝令下达、信息显⽰、装备运转、效能发挥、武器内外部动作等进⾏逼真显⽰,就如同进⼊战场空间,实时感受⼀样真实。多维⽴体显⽰将对各级指战员战略战术运⽤发挥重要作⽤。
(6)实战氛围训练。5G可以满⾜虚拟现实和增强现实对数据获取速度的极⾼要求,将推动虚拟现实和增强现实技术⼴泛应⽤。5G技术虚拟场景更加真实,实际战场氛围更加浓厚,让指战员⾝临其境,掌控武器装备,实时打击眼前敌⼈;各级领导可以虚拟查看演习试训流程、武器装备部署情况;参谋、⼲事、助理等⼈员可以借助虚拟场景,实际体验打击敌⼈真实场景,进⼀步了解武器装备作战性能;科技⼈员通过5G技术可以进⼀步理解掌握武器装备战技指标,对航区规划、指标论证、⼤纲编写、武器试验具有重要意义。
01
军事航天
基于⾼可靠、低延迟、海量连接的技术特点,5G技术的突破将⼴泛辐射影响航天和国防应⽤场景。 5G与航天应⽤相互制约⼜相互依赖,制约体现在:在应⽤层,5G所展现出来的技术优势和⾼性能将严重影响商⽤天基通信⽹络的发展模式,⽬前ViaSat-2卫星提供100Mbps的下载速率,远低于5G的⾼速下载能⼒和低时延特点;在基础层,5G频段的⼤规模扩张已经对卫星频段的应⽤造成了影响。依赖在于:⾸先,通信卫星将在5G⽹络中发挥重要作⽤。天基平台的⾼度优势造成了延迟的客观存在,也成就了⾼覆盖率的绝佳优势,未来在5G地⾯设备难以覆盖或覆盖成本较⾼的区域,卫星将起到⾄关重要的作⽤。其次,在战场环境中,军队将严重依赖天基通信平台。最后,为了⽀持商业卫星的发展,卫星地⾯站系统正经历新的变⾰,需要通过采⽤新的地⾯天线提⾼与卫星的链接速率并降低成本,进⽽实现更⾼效的空地通信。因此,5G和航天应⽤的融合发展刻不容缓。
▲图⼀:军⽤航天器
5G为空地武器平台的互联提供了硬件基础。匹配正如⽕如荼发展的低轨通信卫星星座,5G与构成物联⽹的众多传感器相结合,将为指挥员提供收集来⾃天基维度的战场实时数据,使得系统能够将正在发⽣的实时事件、正在做出的决策、即将发⽣的事情、过去发⽣的事情,以及所有数据整合在⼀起,进⽽做出分析和预测。
漏水探测器
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5G将极⼤影响太空的电磁频谱相关领域。5G将实现基于天基卫星平台的战场强态势感知能⼒和战场保密通讯能⼒,在实时掌控战场平台的同时,能够对战场⼠兵⾝体状态进⾏监控,进⽽实现战场兵⼒调整,制定对抗措施。
5G有望颠覆未来航天制造模式。当前,⼯业领域⽆线技术主要应⽤于设备及产品信息的采集、⾮实时控制和实现⼯⼚内部信息化等。由于在可靠性、数据传输速率、覆盖距离、移动性等⽅⾯的不⾜,导致当前⼯业领域⽆线技术并未能⼴泛应⽤。随着5G技术的不断发展成熟,特别是其特有的低时延、⾼可靠、以及⼤带宽等特性,使得⽆线技术应⽤于现场设备实时控制、远程维护及操控、⼯业⾼清图像处理等⼯业应⽤新领域成为可能,同时也为未来柔性⽣产线、柔性车间奠定了基础。⽆论是卫星、运载⽕箭还是相关零部件的制造,以5G+3D打印为核⼼的智能航天制造都将以更快的速度⽀撑航天迭代创新与发展。
太空已经进⼊⼀个新的次元,世界不少军队都正在积极探索军队对太空互联⽹的应⽤问题。在可预见的未来,5G构筑起的将是下⼀代通信的⽹络基础,其基础性和衍⽣效应将进⼀步增强,对各领域的辐射将进⼀步深⼊。未来的战场将是以⽹络为中⼼,以天基平台为⽀撑的战场,⽽5G将进⼀步放⼤天基平台的能⼒和优势,未来的“5G+军事航天”将是⼤国竞争的焦点之⼀。
02
清扫车离合器智慧军营
2019年10⽉25⽇,由中国指挥与控制学会和中国电⼦信息产业集团有限公司主办的“2019智慧军营创新⼤会”在北京太极信息产业园召开。会议以“聚焦⾃主创新技术、促进智慧军营建设”为主题,促进军营信息化建设,构建智慧军营的智能化管理体系,实现营区要素数字化、基础设施智能化、信息资源⽹络化、⽇常管理可视化,达到“信息备战、信息施训、信息促管、信息共享、智能应⽤”⽬的。其中,以IPV6+5G的技术体系得到了与会专家的⾼度关注,不少学者都提出了基于5G技术的智慧军营综合管控平台解决⽅案。
双向推车▲图2:智慧军营概念图

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