陳立 謝汶晉 彭思勇 鄒君華 于海成

黨的十九大報告中提出,要提高我軍基于網(wǎng)絡(luò)信息體系的聯(lián)合作戰(zhàn)能力[1].信息化條件下聯(lián)合作戰(zhàn)強(qiáng)調(diào)把武器裝備和各軍兵種作戰(zhàn)力量通過信息網(wǎng)絡(luò)連接成作戰(zhàn)體系,將單兵戰(zhàn)斗轉(zhuǎn)化為整體作戰(zhàn)優(yōu)勢.基于信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),諸軍兵種作戰(zhàn)力量與各作戰(zhàn)單元、作戰(zhàn)要素綜合集成、無縫鏈接,形成網(wǎng)絡(luò)化、實(shí)時化和一體化的聯(lián)合作戰(zhàn)力量體系,最終實(shí)現(xiàn)實(shí)時指揮、態(tài)勢共享、體系對抗和聯(lián)合制勝.隨著第五代無線通信網(wǎng)絡(luò)(5th-Generation,5G)技術(shù)[2]不斷取得突破性進(jìn)展,2020年5月20日美軍首次公開發(fā)布的5G 戰(zhàn)略性指導(dǎo)文件《美國國防部5G 戰(zhàn)略》,提出了5G 賦能的作戰(zhàn)概念,即5G 能力部署為創(chuàng)造軍事優(yōu)勢和增強(qiáng)軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力服務(wù).5G 技術(shù)以“5G+”的形式智聯(lián)萬物,實(shí)現(xiàn)全維域的“泛在連接”,也將對信息化聯(lián)合作戰(zhàn)產(chǎn)生深刻的影響和改變.

本文通過分析5G 技術(shù)的主要特點(diǎn),從聯(lián)合向戰(zhàn)術(shù)層級延伸、同步實(shí)時感知戰(zhàn)場態(tài)勢、信息傳輸更加快速穩(wěn)定、集群作戰(zhàn)能力得以提高、支援保障遠(yuǎn)程精確高效等方面,研究了5G 技術(shù)的出現(xiàn)對信息化聯(lián)合作戰(zhàn)的影響[3],并就5G 技術(shù)對我軍未來建設(shè)發(fā)展問題進(jìn)行了啟發(fā)思考.

1 5G 技術(shù)主要特點(diǎn)分析

5G 技術(shù)作為戰(zhàn)略能力,具有萬物互聯(lián)、安全重構(gòu)的變革性特征優(yōu)勢,旨在提高數(shù)據(jù)速率,減少傳輸延時,增大系統(tǒng)容量[4].

1.1 毫米波(Millimeter Waves)

無線通信的最大信號帶寬約為載波頻率的5%,5G 技術(shù)采用的毫米波頻段能有效滿足高動態(tài)移動通信的聯(lián)網(wǎng)需求,極大地提升數(shù)據(jù)傳輸速率,平均傳輸速度可達(dá)到1 Gb/s,峰值可達(dá)到20 Gb/s[5].

1.2 小基站(Small Cells)

針對毫米波存在大氣衰減,繞射能力弱的特點(diǎn),5G 通信系統(tǒng)使用大量的小基站以分布異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)方式部署,提高通信傳輸距離,切片保障通信連接的穩(wěn)定,大幅提高頻率重復(fù)利用率,有效節(jié)省頻段資源,實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場分布式、網(wǎng)絡(luò)化、集群化作戰(zhàn)力量靈活機(jī)動部署.

1.3 波束成形技術(shù)(Beamforming)

波束成形技術(shù)中,基站配合大規(guī)模天線列陣自動調(diào)整發(fā)射信號相位,在接收端產(chǎn)生電磁波疊加效應(yīng),提高信號接收的強(qiáng)度.在空間上有效分離不同用戶間的電磁波,避免大規(guī)模天線、多覆蓋層次信號之間的交匯干擾,提高頻帶效率,使得高速高效處理信息成為可能,為時延要求極高的技術(shù)運(yùn)用提供支撐.

目前,5G 技術(shù)其動態(tài)頻譜共享、頻段雙向共享、容量擴(kuò)增、抗干擾及數(shù)據(jù)壓縮和高速傳輸能力,可使人工智能、云計(jì)算等新興派生技術(shù)通過無線連接充分發(fā)揮潛力[6].5G 技術(shù)軍用化的實(shí)現(xiàn)將是軍事領(lǐng)域最寶貴的資產(chǎn)之一,戰(zhàn)場態(tài)勢綜合感知和指揮控制能力都會得到增強(qiáng),使目標(biāo)探測、識別跟蹤、信息收集、指揮通信、火力控制、精確打擊、戰(zhàn)場防護(hù)、機(jī)動作戰(zhàn)、毀傷評估等作戰(zhàn)行動更加靈敏高效.

2 5G 技術(shù)對信息化聯(lián)合作戰(zhàn)的主要影響

根據(jù)作戰(zhàn)需求與5G 技術(shù)銜接,按照“作戰(zhàn)平臺+5G 通信網(wǎng)絡(luò)+指揮控制”的總體架構(gòu)和模式,重新設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)和作戰(zhàn)體系[7].

2.1 聯(lián)合向戰(zhàn)術(shù)層級延伸

營連作為最基本的戰(zhàn)斗單元,在未來聯(lián)合作戰(zhàn)中以主要作戰(zhàn)力量的角色融入聯(lián)合作戰(zhàn)體系將是發(fā)展的趨勢,但如果沒有信息平臺的支撐,戰(zhàn)斗作戰(zhàn)單元將難以高效地在聯(lián)合作戰(zhàn)體系中發(fā)揮重要作用.美陸軍在2010年開始研發(fā)WIN-T“增量”作戰(zhàn)概念[8],通過在營連級戰(zhàn)術(shù)單元構(gòu)建移動衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu),滿足了一線部隊(duì)對戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的需求,實(shí)現(xiàn)了對戰(zhàn)術(shù)單元的近實(shí)時指揮控制,進(jìn)一步加強(qiáng)了軍種作戰(zhàn)能力[9].依托信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),以5G 技術(shù)為支撐,網(wǎng)鏈一體、融合互補(bǔ),將聯(lián)合作戰(zhàn)數(shù)據(jù)鏈或嵌入式終端模塊按需分發(fā),作戰(zhàn)人員將以海量的數(shù)據(jù)而得到賦能.陸、海、空、天、電磁和網(wǎng)絡(luò)等多域戰(zhàn)場內(nèi)單元之間的互聯(lián)、互通、互操作和全域信息共享,實(shí)現(xiàn)不同作戰(zhàn)單元察、控、打、評等多樣化作戰(zhàn)能力,即使是戰(zhàn)術(shù)層級也可達(dá)成戰(zhàn)略效果.

2.2 戰(zhàn)場態(tài)勢感知趨于同步

海灣戰(zhàn)爭以來,非對稱性高科技技術(shù),瞬息萬變的戰(zhàn)場環(huán)境對戰(zhàn)場感知提出了更為迫切的要求,同時戰(zhàn)場感知手段、客體、空間和模式等都產(chǎn)生了翻天覆地的逆轉(zhuǎn),尤其是空、天、網(wǎng)、電等作戰(zhàn)維度中涌現(xiàn)出許多全新的感知客體,促使戰(zhàn)場感知活動日趨復(fù)雜、感知對抗深入激烈,實(shí)時甚至超前感知的重要性逐漸凸顯.感知的維度、質(zhì)量和時效性等將直接關(guān)聯(lián)到戰(zhàn)場各作戰(zhàn)單元能否科學(xué)正確判斷戰(zhàn)場態(tài)勢,為謀取決策優(yōu)勢和行動優(yōu)勢提供支持.

各作戰(zhàn)要素部署在哪里,屬于哪個軍種已不再重要,5G 技術(shù)的高速率和低延時性,可以使廣泛分布于多維戰(zhàn)場空間內(nèi)的各種偵察、感知、監(jiān)視和情報武器平臺,實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場態(tài)勢的一點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、全網(wǎng)知曉和快速反應(yīng)、實(shí)時攻擊.特別是低延時性與戰(zhàn)場空間內(nèi)分布式預(yù)置作戰(zhàn)平臺的高度耦合,將按照作戰(zhàn)效能最大化原則縮短戰(zhàn)場觀察-調(diào)整-決策-行動(Observe,Orient,Decide,Act,OODA)循環(huán)時間,使得遠(yuǎn)程實(shí)時攻擊行動不再遙遠(yuǎn).5G 軍事網(wǎng)絡(luò)信息體系[10]與人工智能等新興派生技術(shù)的深度融合,將使戰(zhàn)場感知更為精準(zhǔn)、感知范圍更加寬闊、指揮控制更加穩(wěn)固,戰(zhàn)場可視化程度極大提升.

2.3 信息傳輸更加快速穩(wěn)定

信息化聯(lián)合作戰(zhàn),從某種意義來講是時間上的分秒必爭,在規(guī)模和時間上體現(xiàn)了小規(guī)模、速戰(zhàn)速決的特點(diǎn).誰能快速獲取和傳輸戰(zhàn)場信息,準(zhǔn)確判斷形勢,定下作戰(zhàn)決心,對敵全縱深開展快速突擊,誰就能有效縮短OODA 周期.美國防部高級研究計(jì)劃局(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)曾經(jīng)開發(fā)的“100G 射頻骨干網(wǎng)”“毫米波通信與頻率收發(fā)模塊”等項(xiàng)目,高速雙向通信速率達(dá)100 Gb/s,比Link-16 提高了4 個數(shù)量級.采用5G 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)信息體系,其滲透性、交互性和共享性等優(yōu)勢能使作戰(zhàn)數(shù)據(jù)同步實(shí)時源源不斷地傳輸至戰(zhàn)場全域、全維的作戰(zhàn)指揮單元,又能將科學(xué)運(yùn)籌的指揮決策第一時間快速傳輸至戰(zhàn)場前線,戰(zhàn)場“神經(jīng)中樞”當(dāng)之無愧.

5G 支持的幀結(jié)構(gòu)更精短、信令流程更精簡,無線網(wǎng)絡(luò)速度可達(dá)到4G 網(wǎng)絡(luò)的100 倍以上,能量效費(fèi)比更低,可為戰(zhàn)場提供從前沿到縱深、指揮機(jī)構(gòu)到單兵、地海到空天的萬物互聯(lián),實(shí)時跨域融合技術(shù),能夠?qū)⒙?lián)合作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)全方位體系覆蓋.各類傳感器、移動終端可直接通過5G 通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)加密通信,為聯(lián)合作戰(zhàn)提供覆蓋范圍廣、傳輸速率高、兼容屬性強(qiáng)、保密性能好的空天地一體化通信備份手段,實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場信息保障力量運(yùn)用效能最大化.

2.4 集群作戰(zhàn)能力得以提高

集群作戰(zhàn)作為一種全新的作戰(zhàn)樣式,通過能力互補(bǔ),協(xié)同配合和協(xié)調(diào)行動,達(dá)到整體作戰(zhàn)效能提升的效果,主要體現(xiàn)在無人機(jī)集群、有人機(jī)/無人機(jī)協(xié)同集群作戰(zhàn)[11].2018年,DARPA 建立了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)算中心,其中一個重要目的是依托5G 技術(shù)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模無人機(jī)集群協(xié)同作戰(zhàn)[12].基于平臺之間的感知交互、信息傳輸,大規(guī)模集群的共識主動性和涌現(xiàn)機(jī)制,表現(xiàn)出高度結(jié)構(gòu)化的組織特性和顯著的集群智能行為,具有計(jì)算簡潔,魯棒性好等諸多優(yōu)勢.信息傳輸時延是影響集群作戰(zhàn)能力提高的重要因素,如果指令信息的時延不能控制在毫秒級,那么集群之間的協(xié)同效果將大打折扣.利用5G 小基站網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可加強(qiáng)對集群系統(tǒng)的指揮控制,一是最大限度地解決智能云端與邊緣通信的數(shù)據(jù)延遲,實(shí)現(xiàn)智能云端邊緣賦能,提高自主作戰(zhàn)能力;二是保證了大規(guī)模集群節(jié)點(diǎn)之間的實(shí)時信息交互,提高無人機(jī)集群、人機(jī)協(xié)同集群之間的協(xié)同作戰(zhàn)能力.5G 技術(shù)的“泛在連接”為“蜂群”“魚群”“雁群”“蟻群”等無人平臺的互聯(lián)通、互操作,提高系統(tǒng)規(guī)?；⒆灾骰?、網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化能力提供了有效支撐.

2.5 支援保障更為遠(yuǎn)程精確

保障行動是贏得聯(lián)合作戰(zhàn)勝利的重要支撐,5G通信網(wǎng)絡(luò)下的信息化聯(lián)合作戰(zhàn)保障行動更加遠(yuǎn)程、精確、高效.通過高清視頻、話音、圖像等方式,可使遠(yuǎn)離戰(zhàn)場前線的后方保障機(jī)構(gòu)、人員實(shí)時指導(dǎo)前方受傷兵員和受損裝備的救護(hù)及搶修,提高戰(zhàn)場一線單兵、作戰(zhàn)裝備和戰(zhàn)斗分隊(duì)的戰(zhàn)場生存,自我保障能力,保障的時效性和自主性大大增強(qiáng).5G 技術(shù)無人化裝備[13]還可應(yīng)用于執(zhí)行戰(zhàn)場危險程度較高的任務(wù),從而降低戰(zhàn)場兵員傷亡.

5G 指揮信息系統(tǒng),可進(jìn)一步加強(qiáng)作戰(zhàn)單元和后裝保障力量之間的協(xié)同調(diào)度,即作戰(zhàn)單元及時通報戰(zhàn)場情況,快速準(zhǔn)確提供保障需求信息,后裝支援保障單元根據(jù)保障需求情況和指揮員要求,第一時間轉(zhuǎn)換保障方向,調(diào)控保障力量,使后裝保障行動的重點(diǎn)更加凸顯,支援直達(dá)末端,提高作戰(zhàn)效率.

3 5G 技術(shù)對我軍建設(shè)發(fā)展的啟示

3.1 深化5G 技術(shù)軍事化運(yùn)用研究

雖然5G 技術(shù)尚未完全成熟,但對戰(zhàn)爭的推進(jìn)將不以主觀意志為轉(zhuǎn)移,目前已滲透到軍事通信,軍事物聯(lián)網(wǎng),武器裝備建設(shè)及智能化作戰(zhàn)等諸多領(lǐng)域,運(yùn)用前景十分廣闊.因此,要密切關(guān)注、積極應(yīng)對國內(nèi)外5G 技術(shù)發(fā)展對戰(zhàn)爭的影響,在準(zhǔn)確把握5G 技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)的基礎(chǔ)上,以前瞻的視野探尋深化5G 技術(shù)在軍事作戰(zhàn)領(lǐng)域的運(yùn)用研究,加速形成獨(dú)具我軍特色的5G 技術(shù)軍事化運(yùn)用理論體系[14].

3.2 發(fā)展基于5G 技術(shù)的武器裝備

要緊緊圍繞未來軍隊(duì)使命任務(wù),以作戰(zhàn)需求為牽引,以軍民融合為手段,以5G 技術(shù)運(yùn)用為主要途徑,科學(xué)論證5G 技術(shù)裝備體系[15]發(fā)展路線圖.各軍兵種以5G 核心技術(shù)升級改造現(xiàn)有武器裝備,發(fā)展運(yùn)用5G+新型裝備,從單元、平臺、系統(tǒng)到體系集成運(yùn)用5G 技術(shù)[16],達(dá)成武器裝備縱向一體、橫向聯(lián)通、體系耦合,推動戰(zhàn)場智能萬物互聯(lián)盡快實(shí)現(xiàn).

3.3 開發(fā)5G 技術(shù)新作戰(zhàn)概念

5G 時代帶來的不僅是技術(shù)的發(fā)展與運(yùn)用,戰(zhàn)爭作戰(zhàn)樣式和制勝途徑的改變,新作戰(zhàn)概念也會隨之形成.5G 技術(shù)背景下新作戰(zhàn)概念開發(fā)的是創(chuàng)新作戰(zhàn)設(shè)計(jì)、作戰(zhàn)理論等核心內(nèi)容,從戰(zhàn)爭制勝機(jī)理入手,研究5G 技術(shù)發(fā)展對未來作戰(zhàn)樣式變化、作戰(zhàn)力量運(yùn)用的深層影響,提出相應(yīng)的核心作戰(zhàn)概念、作戰(zhàn)構(gòu)想[17]等,為深入運(yùn)用5G 技術(shù)開展備戰(zhàn)打仗提供方法指導(dǎo).

4 結(jié)論

隨著各軍事大國競爭日益激烈,新作戰(zhàn)概念及軍事智能在決定未來戰(zhàn)爭勝負(fù)方面將體現(xiàn)出愈加重要的地位.本文深入分析了5G 技術(shù)的主要特點(diǎn),從聯(lián)合向戰(zhàn)術(shù)層級延伸、同步實(shí)時感知戰(zhàn)場態(tài)勢、信息傳輸更加快速穩(wěn)定、集群作戰(zhàn)能力得以提高、支援保障遠(yuǎn)程精確高效等方面,闡述了5G 技術(shù)的出現(xiàn)將從戰(zhàn)略層面改變未來戰(zhàn)爭的作戰(zhàn)方式,對信息化聯(lián)合作戰(zhàn)理念、組織形態(tài)、裝備體系等產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,在我軍建設(shè)發(fā)展中需要深化5G 技術(shù)軍事化運(yùn)用研究,發(fā)展基于5G 技術(shù)的武器裝備,開發(fā)5G 技術(shù)新作戰(zhàn)概念.