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【摘要】散射通信作為一種超視距的無線通信手段,具有通信距離遠、跨障能力強、傳輸模式多、速率范圍大,應用場合廣、抗偵收、抗干擾和抗截獲的能力強等優勢,其在軍事通信中發揮著越來越重要的作用。本文對各國散射通信裝備的發展及其在軍事上的應用現狀進行了研究和總結,并對散射通信裝備未來發展及其應用拓展趨勢進行了探討。
【關鍵詞】散射通信;裝備運用;軍事應用
引言
對流層散射通信[1](以下簡稱散射通信),作為一種常用的軍事通信手段,具有通信距離遠、跨障能力強、傳輸模式多、速率范圍大,應用場合廣、三抗(抗偵收、抗干擾和抗截獲)能力強等優勢,一直在我國軍事通信中發揮了重要作用[2];近二十年來,在全面構建網絡化作戰信息支撐體系的軍事需求牽引下,技術發展和裝備運用取得長足的進步。目前,我國無論散射通信技術水平、裝備性能和數量規模已位居世界前列[2]。
一、散射通信裝備現狀
目前,國內外散射技術發展水平:1)已突破34Mb/s乃至100Mb/s大容量散射傳輸技術,美國Comtech公司研制的CS67系列散射調制解調器采用高頻譜利用率的調制解調、高效自適應均衡、高效糾錯編解碼等技術,數據傳輸率可達100Mb/s[3];Ratheony公司DART-T戰術機動散射、日本NEC公司OTH系統傳輸速率也可達到100Mb/s。2)已突破單天線多重分集接收技術[4],美國Signatron公司研制的BLOS-3系列散射通信系統,采用獨特的信號處理方法和自適應均衡技術,以單天線、單發射機、單接收機提供4重分集性能;3)已突破高頻段散射通信技術,美國DART-T戰術機動散射終端,可成功用于建立Ku頻段(14.9~15.4GHz)的散射超視距通信鏈路;我國也已研制開發X頻段大容量散射通信設備。
二、散射通信裝備發展
電子元器件、新材料、軟件無線電、人工智能等相關技術的發展大力助催散射通信技術的發展,散射通信裝備的發展和運用主要包括:“大容量”、“新頻段”、“高機動”、“智能化”等幾方面[5]。
2.1通信容量大幅提升
梳理分析近二十年散射通信技術發展歷程可以看出其通信容量呈現不斷提升態勢,已從二十年前的2M發展到如今的34M(裝備能力)[6],其中軍事需求是“原動力”,技術發展是“助催劑”。展望未來,著眼軍事需求,大容量散射通信應該在進一步提升34M通信可靠性、抗干擾能力的前提下,向著更高的通信帶寬發展,預計五年內通信容量可達100M。
2.2發展Ku頻段散射
隨著大容量發展、組網運用、抗干擾能力提升、裝備小型化以及適應5G發展需要,C波段已經不能很好滿足裝備用頻需要,Ku頻段散射通信將成為未來散射通信發展的一個重要方向[7]。其主要原因包括:大容量發展需要、組網運用需要、抗干擾能力提升需要、適應5G發展需要、小型化需要。
2.3快速機動能力顯著增強
經過近二十年散射通信技術的快速發展和裝備的大量運用,散射通信裝備的機動能力得到大幅提升,主要表現在:天線自動對準技術的發展和完善和裝備的小型化兩方面[8]。
2.4裝備智能化
裝備通信容量的提升以及抗擾保通的實戰化要求對散射裝備的可用性、易用性提出了越來越高的要求。經過多年的發展,散射裝備的可用性、易用性指標得到不斷提升,并逐步向智能化方向發展。
三、散射通信應用拓展
隨著散射通信技術的不斷發展,通信容量、可靠性等關鍵指標的不斷提高,散射通信裝備運用的領域將不斷拓展,主要包括:
3.1固定無線網絡重要支撐
我國領土和領海地域廣闊,全軍各作戰要素部署分散,地面軍事光纜通信網絡日趨完善,基本覆蓋了所有作戰單元[9],但也有少數作戰要素由于地處偏遠地區,地面光纜建設相對困難,特別是在海上方向和邊境地區尤為突出。
3.2向艦載、機載甚至太空運用方向拓展
超短波通信作為地空通信最主要手段,已基本具備覆蓋國土及一定周邊范圍的數據鏈和話音組網通信能力[10]。但由于超短波通信是視距通信,遠程、遠海通信保障能力弱。近幾年,相關研究單位完成了地空超視距散射通信信道傳播特性分析以及可行性驗證。可以預見,在進一步解決設備小型化、天線自動跟蹤等問題,實現通信距離和容量等指標的突破,散射將在地空通信中發揮重要作用,解決遠程、遠海通信的急需。
3.3在民用和國際貿易中發揮更重要作用。
隨著散射通信技術的不斷進步和裝備能力提升,更多的散射通信裝備開始應用于民用無線通信網絡建設[10],如海上油氣平臺對岸通信(固定)、國家應急通信通信網(固定+移動)等;另外,隨著我國綜合國力的強大,國際貿易(含軍貿)的不斷拓展,憑借技術先進性、裝備可靠性和良好的費比,散射通信在國際貿易中也將發揮更大作用。
四、結束語
從各國散射通信技術最新進展來看,散射通信裝備將以“高帶寬、小型化、遠距離”來適應未來信息數字化戰場高效性和高機動性的需求,未來裝備發展及應用將向三個方向發展:一是以固定、大型車載等裝備形式為主,裝備能力向更高帶寬、更遠距離發展,作為戰略干線通信應用;二是以小型車載、箱式站等裝備形式為主,裝備能力在滿足通信帶寬的情況下向更高機動、戰術組網發展,作為戰術骨干鏈路組網應用;三是以便攜、背負等裝備形式為主,裝備能力向小型化、輕量化發展,作為作戰單元乃至單兵無線引接應用。
參考文獻
[1]李志勇,秦建存,梁進波.對流層散射通信工程[M].北京:電子工業出版社,2017.06.
[2]張明高.對流層散射傳播[M].北京:電子工業出版社,2004.10.
[3]中國人民解放軍總參謀部通信部.對流層散射遠距離通信[M].北京:中國人民解放軍戰士出版社,1982.11.
[4]任香凝,劉瑩等.美軍數字對流層散射傳輸技術發展新動向[J].2006(6):50-53.
[5]外軍電信動態編輯部.美陸軍通信中心司令訪談錄[J].外軍電信動態,2009,(2).2-7.
[8]韓凱峰,劉鐵志.基于反向散射通信的車輛精準定位技術[J/OL].電信科學:1-20[2020-07-02].
[10]黃炳宇.對流層散射通信信道建模與驗證[D].北京郵電大學,2019.
作者:楊振平 劉雪峰 呂玉靜 單位:中國電子科技集團公司第五十四研究所