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基站的数量持续增长,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。
展开全文
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基站,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,推动无人机集群作战。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,将使无人机的蜂群技术产生突破,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群提供按需实 时感知信息,在快速演进的战术环境中支持人机协作。由于无人机集群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群多为小规模编队,缺乏大规模集群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群协作的需求。未来随着5G通信网络的覆盖逐渐完善,无人机集群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、
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:
(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。
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
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。
▲图2:智慧军营概念图
03
装备维护
5G还可应用在部队装备维修及远程服务领域。前端使用者佩戴眼镜或其他智能设备,通过摄像头采集到的第一视角画面利用5G网络同步传输给后端协作人员,后端协作人员如同亲临现场,双方所见画面完全一致。 利用5G网络的智能生态系统,“老师傅”能为“新手”提供智能化、可视化的远程指导、验收和运维工具,大幅提高了装备维护效率效益,也有利于部队装备维修人才的新老传承。
04
5G无人反恐应用
基于5G的无人化反恐维稳技术装备是新型的网络化反恐技术装备,将成为提升反恐维稳部队多样化军事任务能力的有力手段,其基本的功能是为反恐维稳部队执行预警探测、情报侦察、精确定位、火力打击、驱散拒止、排雷排爆、破障排险等任务提供支持。为满足反恐维稳部队遂行多样化军事任务的需要,利用5G的eMBB、uRLLC、mMTC技术,实现无人机、机器人等无人化平台的入网连接,以及无人化平台与传感器网络的协作互通,为无人化平台侦察探测数据、远程操控指令、维护管理信息等提供高带宽、低时延、高可靠、高安全传输通道,进而实现反恐复杂环境和目标的远程实时感知以及火力打击、排雷排爆等危险任务的远程实时操控。面临日益严峻复杂的反恐斗争形势,反恐部队承担的情报、侦察、处置等多样化任务日趋繁重。为有力支撑反恐维稳军事行动任务,必须着力发展高性能信息化、智能化、专业化、体系化的反恐技术装备。
▲图3:智能化反恐平台畅想图
以反恐无人化平台的最新研究成果为基础,利用5G的eMBB技术结合卫星通信技术、移动边缘计算技术、人工智能技术、大数据关联分析技术等,实现无人化平台采集的高清图像、媒体流等高带宽侦察探测数据的就近处理、接收回传以及智能分析,支持反恐作战侦察探测任务的高效实施;利用5G的uRLLC技术结合卫星通信技术、人工智能与机器学习技术,实现无人化平台在复杂任务环境下的远程实时操控,支持反恐部队有效执行排雷排爆、精确打击等危险作战任务;利用5G的mMTC技术结合移动边缘计算技术,实现无人化平台与传感器网络的协同互通,支持无人化平台感知能力的扩展延伸;利用5G的D2D技术结合人工智能技术,实现无人化平台之间、无人化与有人平台之间的协同作战能力。
05
5G-北斗联合应用
北斗系统和5G具有天然的渊源关系,北斗本身是一个国家重要的时空基础设施,提供高精度的位置和时间信息,5G和北斗具有天然的融网络、融科技、融技术、融终端、融应用优势。 同时,北斗可以构建高精度、高可靠、高安全的新一代信息时空技术体系,物联网、云计算、大数据包括人工智能、区块链技术都离不开北斗,也离不开5G。
北斗/GNSS(全球卫星导航系统)是唯一的全球性、高精度时空基准。其最大的好处是系统的全球性,能实现全球时间的精确同步,可以在广域甚至全球把感知时间和位置的能力赋给5G,从而赋给其它的系统,赋给道路、环境等。高精度导航增强技术对移动通信网、互联网赋能,给移动信息在网上瞬时位置定位,定其去向和瞬时流速,还能使移动互联网具有室内外定位无缝化一体化功能,实现城市全时域、全空域定位的智慧城市建设需求。北斗/GNSS与5G相互赋能,彼此增强,这样便产生了智能的五大能力:感知、学习、认知、决策、调控。因为调控需要在位置和时间上的精准协同,协同可能要达到微秒级、再精准1000倍甚至是100万倍。这五大功能,可以实现人类感知和调控物理时间能力。
▲图4:5G+北斗精确定位
在5G技术的加持下,北斗导航即可实现工业互联网(CPS)的目标:让广域或全球性分布的物理设备在感知的基础上具有计算、通信、远程协同、精准控制和自治等五大功能,以实现人类感知和调控物理世界能力在时间、空间尺度方面的延拓。比如在未来的无人驾驶系统中,北斗和5G便可做到优势互补。它们增强了无人驾驶系统对定位精度和定位可靠性的要求,进而对无人驾驶系统的安全性提供了可靠保障,甚至对无人驾驶智能管理调度平台的 时效性和高效率提供了技术保障。随着5G通信技术和全球导航卫星系统的高速发展,借助于这两项技术的优势去解决相关军事问题,已经成为一个重要的趋势。
来源:军事高科技在线