军用通信技术的最新进展-国土安全专家分享技术与政策

7．6．1　移动技术发展

2012年，美国国防部发布了最新版的《移动设备战略》白皮书，它是未来制定相关政策和实施计划的基础。根据白皮书的要求，美国希望到2020年开发出这样一种全球通信网络，该网络将能涵盖所有类型的有线和无线通信，传输速度为100Gbit／s，最高速度甚至可达400Gbit／s。希望新网络合同能取代国防信息系统网络接入传输服务（DATS）合同，为国防部提供全球性宽带无线通信，无线服务将主要由商业服务供应商管理。到2020年的目标是加强无线通信服务安全，跨蜂窝、无线广域网、无线局域网和卫星边界，为国防部用户提供透明无缝的集成移动服务。

当前，随着各国4G网络的成熟，3GPP长期演进（LTE）技术将成为日后移动通信市场的主流。LTE技术采用正交频分复用（OFDM）技术和多输入多输出（MIMO）技术作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit／s与上行50Mbit／s的峰值速率，改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量并降低系统延迟。美国海军已经确定，将会有三艘军舰获得4GLTE网络用于军舰之间的近距离通信。这三艘军舰分别是Kearsarge号、San　Antonio号和Whidbey Island号。当4GLTE网络在这三艘军舰安装完毕后，它们将参与一次海上训练演习。在演习中，第26海军陆战队远征部队将登上一艘被海盗劫持的船只，然后通过智能手机将现场的图片和数据传回自己的军舰。之后海军将采取同样的方法，利用一款通过美国国家安全局安全审核的Android设备完成数据传输。这个LTE网络基于BATS　Wireless，具有20海里的传输范围和300Mbit／s的传输速度。

美国国防部科研署（DARPA）正在开发类似于商用移动基站和WiFi接入点的移动通信基础设施，便于小股部队通信互联。DARPA希望研发一种地理范围覆盖更广的无线通信能力，可以在无基础设施的区域为前线移动部队提供支持，兼容传统军用无线电、商用通信系统，并增强远程通信设备。DARPA正在考虑的技术包括提高发射功率或接收灵敏度、增加基站天线高度、增加基站天线增益和空时编码等。DARPA启动“100Gbit／s射频（RF）骨干网”项目，旨在创建一个等同光纤的100Gbit／s无线通信骨干网，实现相距200km以外的机载设备之间，或者相距100km、位于18．3km高空的机载设备与地面之间的数据传输。该项目可使射频穿透云层实现全天候数据传输，确保战术数据吞吐量和链路范围，还采用了包括毫米波频率调制技术在内的多项其他技术。该项目将演示利用高阶调制和空间复用协同配合，满足100Gbit／s系统的尺寸、重量和功率要求。

罗克韦尔柯林斯公司开发了高效功率放大器，使无线电可以传输复杂波形如宽带网络波形和4G－LTE波形，功率效益从目前的50%提高到75%以上。将这种功率放大器集成到一个动态电源和控制器电路上，就能使网络宽带连接能力延伸到前线战场。

7．6．2　天线技术发展

2012年，以色列埃尔比特系统公司推出新型平板天线，采用三层折叠式设计，支持宽带全球卫星通信和美军用武器标准波形，可将卫星通信系统的性能和频谱资源利用率提高50%，并且能够在便携式装备、空中平台、无人车辆、海上InterSKY　4M移动卫星通信终端以及各类“军事星”卫星通信终端上使用。

英国国防与科技实验室（DSTL）开发了军用便携式宽带天线。这种宽带天线由2cm圆柱形聚四氟乙烯（PFTE）聚合物“帽头”与铜带外层构成，使天线信号传输功率利用比率超过95%，实现更有效的通信。

随着无线通信技术的快速发展，频谱资源的严重不足已经日益成为无线通信事业发展的瓶颈。如何充分开发利用有限的频谱资源，提高频谱利用率，是当前通信界研究的热点课题之一。多天线技术通过对发射与接收信号的空域和时域上的处理，来提高系统的容量和质量。目前在TD－CDMA中应用的多天线技术主要是智能天线技术。智能天线技术能够有效抵抗多径衰落的影响并提高通信质量;同时能够克服多用户间的干扰，通过空分多址增加频谱效率与信道容量;对功率的控制也可以通过在网络建设初期增加基站的覆盖范围来实现。

更确切地说，MIMO技术是对发射与接收信号进行空域的处理。如果与时域相结合就变成空时信号处理技术，通过空时信号的处理来提高系统的容量与质量。随着移动通信中服务用户的增多，传统的频率资源已经无法满足用户的需求，于是多天线技术开始由最早的雷达声呐领域转而应用到现代移动通信中来。

7．6．3　激光通信

激光通信是利用激光作为传输信息的载体而进行的通信［9］。激光和无线电波一样，同属于电磁波。激光的频率成分比较单纯，容易进行调制，而且方向性极好，光束散开角很小，是一种很理想的光载波。激光通信中各个信道之间不会互相干扰，能避免中短波、微波通信中经常发生的同频干扰和邻频干扰现象。激光的频率很高，频段极宽，按理论计算，可容纳上百亿个话路，可传上千万套电视节目，潜在的通信容量极大。

激光作为光载波传送信息，可以经过大气传输，也可经过光纤维传输。激光通信像微波通信一样，不需敷设线路，方向性好，对于近距离机动通信，尤其对战场指挥命令发布具有一定的实用价值。在没有大气影响的宇宙空间完成卫星之间的通信，利用激光进行传输也是大有前途的。(www.xing528.com)

近年来，激光通信技术得到进一步发展。美国通用原子航空系统公司与德国特萨特空间通信公司将联合开发供无人机（UAV）使用的宽带、抗干扰、保密的空－天激光通信技术，从而在无人机与静地轨道卫星之间建立高速激光通信链路。

参考文献

［1］顾畹仪，李国瑞．光纤通信系统［M］．北京：北京邮电大学出版社，2006

［2］储钟圻．数字卫星通信［M］．北京：机械工业出版社，2005

［3］成跃进．国外海军卫星通信系统发展综述［J］．空间电子技术，2010（2）：1－9

［4］宋誉．TETRA技术在机场指挥调度中的应用［J］．江苏航空，2012（2）：8－10

［5］杨家成，曹仲达．微波通信［M］．西安：西安电子科技大学出版社，1989

［6］赵新建．浅谈无线移动通信技术［J］．信息通信，2013（3）：242－242

［7］叶飞，汪海燕，傅海阳．iDEN系统技术综述［J］．天津通信技术，2001（3）：48 －51

［8］刘守文，崔丽．中兴GOTA数字集群通信系统［J］．中兴通信技术，2005，11 （1）：26－28

［9］郑连泽，李国柱．激光通信技术的军事应用与发展分析［J］．舰船电子工程，2013（6）：16－19