据美国C4ISRNET网站7月15日报道,6月24日美国国防科学委员会发布了一份关于5G的研究报告(非密版),该报告指出,美国国防部通过整合5G技术可以在较低的成本下获得巨大好处,并给出六项研究结论和十条建议,为国防部下一步的发展指明方向。

该项研究始于2018年11月美国国防科学委员会成立5G技术国防应用工作小组,其任务就是秘密评估5G潜在的军事应用,为国防部发展5G提供决策参考。可见,5G技术不但有广泛的民用前景,也具备相当大的军事潜力,是一种足以改变未来战争面貌的科学技术。

5G作为第五代移动通信技术,具有高速率、大容量、高可靠、低时延、低功耗等特性,一旦应用于军事领域,可大幅提升信息网络互联互通性能,增强数据传输处理效率,提高指挥控制能力,还可充分释放虚拟现实、大数据云计算、人工智能、军事物联网等顛覆性技术的战争潜能,加速智能化战争演变进程。

5G应用较高的通信频段,数据传输速率得到大幅提升,其峰值速率可达10Gbps~20Gbps,是当前4G的20倍,不但可以提高战场各类数据的传输速率,加快OODA循环速度,还能创新信息应用模式,提高指挥控制效率。如指挥员可以由当前被动的接收态势数据,转向主动调阅不同视野下的战场态势,还可将决策信息以可视化的方式传输至作战部队。

5G技术可同时为每平方公里百万量级的终端提供互联服务,相比4G千余台的设备连接容量,能力大幅跃升,根据梅特卡夫定律:“网络连接节点越多,网络就越有价值。”5G技术这种超级链接能力为战场上海量作战平台和单元的互联提供了基础保障,有望突破当前战场通联系统的容量瓶颈,形成万物互联的战场态势,激发作战体系的复杂系统涌现能力。

由于采用自包含集成子帧、可伸缩传输时间间隔等技术,5G技术传输延迟显著降低,最低可达1ms,实现真正的秒传,5G的超低延时特性,为时间敏感型和对传输可靠性要求高的军事应用提供了可能,如智能平台自主交战、无人系统远程操控等,在进一步提高作战精准化的同时,推动战争形态向智能化方向加速演变。

美国一直高度重视5G的军事应用,将其视为改变未来战争的关键技术之一,2018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,将5G定义为新军事能力的基础技术;2019年4月,美国国防部国防创新委员会发布题为《5G生态系统:国防部的风险与机遇》的报告,全面分析了美国国防部发展5G技术的重难点问题和安全挑战;6月12日,美国国会研究服务部发布《5G移动通信技术对国家安全的影响》的报告,指出5G 技术在自动驾驶、指挥控制以及情报、监视和侦察等领域具有巨大军事应用潜力,还可以实现“蜂群”等新作战概念。同月,美国国会武装力量委员会提交的《2020财年授权法案》,强调要重视5G对未来作战的支撑作用,要求国防部尽快制定一份将5G纳入武器发展的战略规划,以推动军方对该技术军事应用的研究,并计划于下半年开展相应的军事用例实验。

关于5G在未来的应用,国际电信联盟在相关白皮书中规划了3大应用场景,即超强移动带宽eMBB、海量设备物联mMTC、高可靠低时延通信连接uRLLC。将这3种场景映射到军事领域就能初略描绘出5G是如何改变未来战争面貌的,其中典型的应用场景有以下几个。

第一,基于“5G+VR”的军事训练。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。韩国陆军士官学校2018年基于5G技术研发的综合战斗训练系统,已于今年开始投入使用,其目标就是为学员提供类似电影《头号玩家》的虚拟现实训练场。

第二,基于万物互联的指挥控制。未来战争是体系与体系的对抗,随着作战空间/领域的扩展、无人系统比重的提高和智能武器装备的增加,未来战场的作战节点将呈现爆炸式增长,这些节点具有异构、智能、泛在等特点。通过5G技术的海量设备物联和异构网络整合能力,可以将这些节点融为一体,形成“人+机+物”互联互通的战场物联网。借助战场物联网,指挥员可对目标进行实时侦察、识别、跟踪和预警,实现感知快、研判快、决策快、行动快,发现即摧毁将成为可能;还可实现对各作战单元的高效组织、精准控制和及时调整,以及计划外的自主协同,最大程度发挥体系作战能力。

第三,基于边缘智能的无人作战。极低时延下大量数据可靠传输是制约无人系统大规模作战应用的重要因素,如果时延不能控制在几毫秒以内,无人作战系统在缺乏指令数据的控制下,很容易造成误击、失控等意外事故。5G技术高速率、低时延等特性,可保障人类对无人系统的可靠控制,并通过网络切片和边缘计算等技术推动无人系统的作战应用。

一方面,5G技术能够最大限度消除智能云端与边缘通信的延迟问题,实现云端智能的边缘赋能,为无人作战系统提供高效的智能化数据传输服务,提高自主作战能力;另一方面,5G技术保障了大规模集群节点之间的近实时信息交换能力,提高了无人集群、人机混合和集群之间的协同作战能力。法国空客公司的天空网络和美日HAPSMobile 公司的空中基站项目,其目标就是利用平流层的高空气球或无人机,建立持久、安全的5G网络,以支持未来可能的应用。

5G是面向民用的移动通信技术,民用市场是其发展重点。现有的民用5G技术并不能直接支持军事应用,要想在未来的战争中真正发挥其军事应用潜力,还有很长的路要走,但考虑到这一技术对未来战争的可能影响,世界各国均在对其关键技术和应用前景进行研究论证,希望取得突破赢得先机,以更好地应对未来军事领域的挑战。

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