从电磁频谱战看未来军事通信的发展趋势_张涛

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从电磁频谱战看未来军事通信的发展趋势

张涛

（中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄050081

）［摘要］军事通信作为电磁频谱空间的重要组成部分，是实现网络贯通、信息上传下达的支撑平台，是实现各作战平台互联互通的关键所在。以未来电磁频谱对抗为背景，从电磁频谱战的发展历程及作战特点出发，得出电磁频谱战发展的3个阶段，与之对应提出军事通信发展的3个阶段及特点，在此基础上以电磁频谱对抗为背景，从网络技术、传输技术以及军民融合等技术的发展，分析未来军事通信的发展趋势。

［关键词］电磁频谱战军事通信军民融合中图分类号：TP393

文献标识码：A

文章编号：1008-1739（2016）16-64-3

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＴｒｅｎｄｏｆＦｕｔｕｒｅＭｉｌｉｔａｒｙ

Communications Bas ed on Electromagnetic Spectrum Warfare

ZHANG Tao

（The 54th R esearch Institute of CETC,Shijiazhuang Hebei 050081,China ）

Abstract ：The military communication,as an important part of electromagnetic spectrum space,provides the support for network connectivity and information sharing,and is the key to achieve interoperability of all operational platforms.Based on the analysis of development and combat characteristics of the future electromagnetic spectrum warfare,three development stages of electromagnetic spectrum warfare and the corresponding military communications are concluded.Finally,the future military communications development trend is analyzed from network technology,transmission technology and civil military integration technology.

Key words ：

electromagnetic spectrum warfare;military communications;civil military integration 定稿日期：2016-07-26

１引言

军队电磁频谱空间是指军事信息设备和系统辐射的电磁波所充斥的空间和电磁能量所能作用的物理空间。信息时代，随着军事科学技术的不断发展和武器装备信息化程度的不断提高，电磁频谱空间对军队战斗力的影响也越来越大，通信、雷达、导航和敌我识别等各类军事信息设备和系统作战效能的发挥都离不开电磁频谱空间。

作为电磁频谱空间的重要组成部分，军事通信是电磁频谱战的核心与基础[1]，

其覆盖战场骨干网络到单兵电台，作战指挥到武器数据链，几乎覆盖战场的各个要素。本文从电磁频谱战的发展历程出发，首先根据不同阶段电磁频谱战的特点将其发展初步划分为3个发展阶段，并对各个阶段的作战特点进行了分析和研究，与之相应，军事通信作为电磁频谱战的

一部分，也对其在各个阶段的发展及运用特点进行了研究，最后在此基础上研究提出了未来军事通信在网络、传输以及军民融合等几个方面的发展趋势。

２从电磁频谱战看军事通信的发展历程

从对抗角度来看，电磁频谱战包括通信、传感和电子战，电磁频谱战虽然可能是一个新词，但是针对电磁频谱领域的军事作战却不是一个新概念，几乎从无线电开始应用与军事领域，便出现了军事电磁对抗。伴随着作战节奏以及电磁频谱装备的发展，电磁频谱战的方式从初期到现在发生了巨大变化，根据每个阶段手段的不同、主动或被动性、对抗措施不同，可将电磁频谱战基本划分为3个阶段[2]：

２．１有源网络对无源对抗

现代电磁频谱战的诞生可以追溯到无线电台的出现及其在军事作战中的应用，电磁频谱战第一阶段的标志是使用有

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源电台协调部队运动并引导火力，另外使用无源测向设备定位和侦听敌方无线电传输。该阶段军事通信运用为主，通信手段以HF电台为主，由于作战节奏相对较慢，利用无源测向设备定位和侦听相比通信被干扰而言更具备战术价值，较少使用有源干扰手段。

２．２有源网络对有源对抗

随着战争的节奏逐渐加快以及雷达和干扰技术的发展与实战应用[3]，使得针对雷达、通信的干扰和截获显得同等重要，该阶段为各种通信、雷达以及电子战手段发展最为丰富的一个阶段，从电磁对抗角度看的显著特点为有源网络对有源对抗。通信网络、雷达和电子战装备在战场中无处不在应用，使得电磁对抗逐渐由战争的配角转变为主角甚至决胜力量。２．３隐身对低功率网络

通过第二阶段的技术发展以及装备竞赛，缩小了各军事强国对于电磁频谱空间运用差距，以美国为代表的军事强国为了进一步加强在电磁频谱空间领域的竞争优势，提出了新一代电磁频谱空间作战的装备设计理念[4]，即以作战平台的雷达信号影身设计以及己方通信、雷达等低功率甚至零功率工作的发展理念——

—隐身对低功率网络。

图1电磁频谱战及军事通信发展阶段划分综上所述，电磁频谱战的作为一种新的对抗形态，已逐步由平台对抗的辅助手段，转化为一种独立的对抗手段和对抗空间，其发展历程根据不同的对抗特点可初步分为3个发展阶段，与之相应，军事通信作为电磁频谱战的重要组成部分，其的发展也可分为3个阶段：第一阶段：初步的无线电通信阶段；第二阶段：无线手段综合发展与网络的规模化运用阶段；第三阶段：低功率/零功率安全网络的概念，在提升军事通信网络覆盖能力和传输带宽等能力的同时，加强其在电磁频谱空间对抗中的生存能力。

３未来军事通信的发展趋势探讨

针对未来电磁频谱战的特点，必然是以军事通信网络为基础的网络化和体系化对抗，这对军事通信装备的战场生存能力提出更大的挑战，从电磁频谱战的发展历程及各个阶段的对抗特点可以看出，针对军事通信的安全威胁主要来自3个方面：①全方位立体化侦察，遍布陆、海、空、天的多维一体的电子侦察体系，对军队系统辐射的电磁信号实施全频域、全天时的电子侦察，军事信息设备和系统的作战技术参数、作战企图隐藏将十分困难；②传输手段自身的电磁频谱空间安全防护问题，基于无线电波的军事通信在实现高移动性、快速建链的同时，也造成了电磁泄露，无线通信数据链路成为军事通信网络最薄弱和易受攻击的环节，为实施战场通信电子战提供了条件；③网络化的潜在威胁，扁平化和广域覆盖的网络体系的同时也给军事通信带来一定隐患，进入其中任何一个节点也就进入了整个网络体系[5]，对其中的某一节点实施有效的网络进攻，受到破坏的不只是这个节点，而是整个网络体系。

为了在未来综合电磁频谱战领域取得竞争优势，军事通信的发展必然需要经过由数量到质量的综合性能提升，在追求更高带宽、更远距离及更强使用便利的同时提升自身的电磁频谱空间安全防护能力，具体来说可从如下几方面进行能力提升。

３．１网络的高度融合将大幅提升通信网络的抗毁顽存能力

无处不在的信息网络是体系化作战的公用基础设施，而网络本身也是提升军事通信电磁频谱空间安全的重要途径之一，发展软件定义和容迟容断，且具备多路由和多手段集成的信息网络，通过无处不在、高度融合的网络连接实现信息传输的此断彼通、无法摧毁是未来网络技术发展的重要方向。具体来说，从手段融合角度看，通过进一步融合天、空、地、海、潜各种信息平台，构建立体化和一体化的综合信息网络，开展软件定义的网络（SDN）技术研究[6]，通过基于软交换业务控制技术，实现路由、协议和交换的现场可定制和可编程，进而网络的动态重组，尤其是针对不同通信手段混合组网过程中不同带宽、不同协议条件下实现网络的优化配置及抗毁重组，从网系融合角度来看，未来网络必然是融合多种网络的异构网络，也是一种容迟容断网络，其传输带宽、传输质量、传播媒介和协议架构必然是各不相同，端到端的传输路径，具有高延迟和频繁中断特点，当前的网络体系结构和网络协议无法适用于这样的网络，需要提出新的体系结构和协议来解决容迟容断网络的问题。

３．２传输手段的电磁防护能力提升

传输手段是构成军事通信网络的基础，其传输能力决定通信网络的承载能力，其电磁防护能力是军事通信安全的基础，

建议从多模式兼容、射频信号捷变技术、低功率/零功率隐身传输等方面进一步开展技术研究。

通过软件定义波形技术通信设备由单一模式向软件定义的多模式发展，虽卫星通信从理论上解决了作战部队的全球通信保障难题，但过度依赖卫星已成为军事通信的软肋，另外

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（上接第63页）

[5]粟慧龙,肖辽亮.基于CPLD/FPGA的多串口设计与实现[J].

电子设计工程,2011,19(7):77-80.

[6]薛慧敏,武传华,路后兵,等.基于MicroBlaze的PetaLinux嵌

入式操作系统移植[J].微计算机信息,2011,27(8):108-110.

[7]苏智华,李校红.基于软核处理器的嵌入式系统设计[J].自动

化与仪器仪表,2015(9):121-122.[8]杜建平,李震.基于Microblaze与FPGA的总线通信[J].信

息系统工程,2014(9):19-20.

[9]路后兵.Xilinx FPGA的嵌入式系统开发过程[J].单片机与

嵌入式系统应用,2012,12(11):32-34.

[10]韩德红,张显才,李向东.基于FPGA的串口控制器设计与

实现[J].空军雷达学院学报,2008(2):113-116.

由于卫星信道开放、位置暴露和易被干扰已成为制约其发展的难题，而散射、微波和短波等地面通信手段也在某些场合具备其使用价值，但传统装备往往是一种手段一个硬件平台，难以适应瞬息万变的战场态势，因此研究多手段共平台设计是未来发展的必然趋势之一。

开发无线电射频信号的空域和频域等捷变技术，未来的军事通信系统应能够快速改变其频率、波束方向、模式、功率电平和时间以便有效的对抗敌方的电磁频谱作战。频谱捷变技术即跳频技术是一种常用的抗干扰措施，传统的跳频技术通过基于一定跳频图样的频点快速跳变达到抗干扰和抗截获的目的，然而随着通信干扰技术的能力提升，传统的跳频技术在跳频速度和跳频带宽等方面已难以满足对抗需求，因此一方面需开发更高速跳频技术，另外需开发基于频谱认知的自适应跳频技术、更宽带宽范围的跳频技术的研究,以实现更强的电磁频谱对抗能力[7]；波束捷变技术通过控制收发波束将实现对己方信号的控制，也可通过波束控制实现对敌方干扰信号的零位陷波，极大降低通信系统被干扰、截获的概率。通过智能化协议控制技术实现功率、调制制式以及发射时间的有效控制，将最大限度控制己方电磁波的足迹，让对手没有机会拦截、分选和利用可预测的一系列信号。

３．３民用通信设施的安全接入与运用能力

民用通信技术的高速发展以及民用通信基础设施的大规模布设，给军事通信带来新的运行平台，据报道美军在海湾战争及伊拉克战争期间调用的民用通信资源占整个通信保障系统的70%以上[8]，其中包括民用卫星和光纤等多种民用资源利用，有效利用民用设施不但可以节约军事通信设施的投入成本，也可以扩大通信保障的覆盖范围和增强通信保障能力，因此民用设施的军事应用是未来军事通信技术发展的必然趋势之一。由于民用通信设施为开放网络，如何在通信能力保障的同时实现安全保障是民用设施军事化应用关键所在，如何应对网络攻击和信息窃取等潜在威胁，这不但对信息的安全保密技术提出新的挑战也对整个军民共用的技术体制提出更高的要求。

３．４通信与雷达、电子战装备的高度融合设计能力为了适应未来电磁频谱战需求，需要战场内的任意作战平台、载荷与车辆都纳入电磁频谱战网络内，即任意平台均需配备通信、雷达以及电子战设备。这对原有仅有单一功能的通信设备、雷达和电子战设备而言是不可能完成的任务，为了保证电磁对抗能力一个作战平台需要3种或更多不同系统完成通信、无源感知和噪声干扰作战。因此，研制一种都能够完成通信、感知、干扰、诱骗或目标照射等功能的综合平台，这不但可以降低成本，也能实现空间的高度集成。

４结束语

信息的传递依靠网络来承载，而信息的安全却由于无处不在的通信网络而受到威胁，因此在对抗中实现安全通信和可靠通信是未来军事通信发展的重要目标。以未来电磁频谱对抗为背景，本文从电磁频谱战的发展历程分析，得出未来电磁频谱战的发展趋势及特点，未来军事通信的发展将从网络技术、传输技术、与雷达/电子战系统的融合设计等多个方面不断进行提升和发展，另外针对民用设施的安全运用也将军事通信带来更大的发展机会。

参考文献

[1]William H,TranterK,Sam S.通信系统仿真原理与无线应用

[M].肖明波,杨光松,等译.北京:机械工业出版社,2005. [2]李补莲.美军新型通信网络系统发展述评[J].指挥控制与仿

真,2007,29(4):118-120.

[3]张家祥,倪志扬,孙亚宁,等.C4ISR体系结构的设计方法[J].

情报指挥控制系统与仿真技术,2005,27(4):6-7；

[4]阮建英,C4ISR体系结构在军用通信网中的应用[J].无线电

通信技术,2007,33(2):10-11.

[5]李少谦,程郁凡,董彬虹.智能抗干扰通信技术研究[J].无线

电通信技术,2012,38(1):1－4.

[6]狄鹏,胡涛,胡斌,等.基于复杂网络的作战网络模型抗毁

性研究[J],系统仿真学报,2011，23(1)：56-60.

[7]张爱民,梁书剑,马志强,等.军事通信抗干扰技术进展综述

[J].通信技术,2011,44(8):16－20.

[8]田旭光,朱元昌,彦强.指挥控制系统网络动态抗毁性[J].火

力与指挥控制,2012,37(6):88-91.