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美军的电磁频谱使用权将会不断受到对手来自战场上的挑战,美国军方需能够及时有效地进行电磁频谱接入

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随着移动互联网时代的到来,复杂的现代军用系统的大量应用和民用移动接入高速增长,使无线数据流量呈现指数增长趋势,引发了对无线电频谱的大量需求。如何有效利用有限的频谱资源,已成为各国政府普遍关注的问题。美国国防部新近发布了《电磁频谱战略》,其战略意图是增加可用频谱,以保证在维持重要的军事能力的同时,满足商业无线通信工业对频谱资源日益增长的需求。


要:从美军战场电磁频谱控制问题和电磁频谱优势入手,梳理美军电磁频谱战新理论的发展沿革、主要政策与条令文件、新装备与预研技术等现状,分析联合电磁频谱作战理论的基本概念、任务域与定位、主要组织机构、作战筹划内容和作战实施方法等内容,从理论认知、力量架构、作战运用、装备技术等多个方面探讨美军电磁频谱作战发展的主要特点。

日前,美国国防部对外发布了首份《电磁频谱战略》。该战略分六大部分,“同天空、太空、陆地、海洋和网络空间一样,在电磁频谱领域,各国部队也在获得战术、战役和战略优势”。由此可见,美军在某种程度上已将电磁频谱视为与陆、海、空、天及网络一样重要的“第六战场”。专业人士认为,从该战略报告可以看出,美国已在该领域燃起了野心勃勃的斗志。

及时有效接入电磁频谱是美军现代化军事斗争的先决条件

关键词:电磁频谱战,频谱管控,电子战,电磁作战环境

开展现代军事行动的先决条件

为开展现代化军事斗争,美国军方需能够及时有效地进行电磁频谱接入。

美军的电磁频谱使用权将会不断受到对手来自战场上的挑战,美国军方需能够及时有效地进行电磁频谱接入。长期以来,为破解反进入/区域拒止困局、达成新的抵消战略,美军先后推出空地/空海一体战、网络中心战、分布式杀伤、多域战和混合战争等作战新思想,不断谋求导弹攻防、网络电磁和多域空间等军事优势。如今,电磁频谱战成为引领新一轮军事理论和技术创新的新宠。研究和剖析美军电磁频谱作战发展现状与特点,对于我军在信息战场御敌制胜具有重要现实意义。

《电磁频谱战略》旨在应对美军未来短期和长期内面临的各种电磁频谱挑战,为美军在该领域的各项举措提供指导,以确保其能够在“需要的时间和地点”实现国家军事战略目标。为更好地实施该战略,美军将构建相应的管理体系,确定路线图和行动计划,定期对其进行更新,并提供相应的标准、经费、日程安排等。

美军的电磁频谱使用权将会不断受到对手来自战场上的挑战,美国军方需能够及时有效地进行电磁频谱接入。开展现代化军事斗争的先决条件是能够及时有效地进行电磁频谱接入。同时,大量消费者通过无线方式进行数据访问,也带动了全球无线宽带行业对频谱资源需求的显著增长。军方和商业界对有限频谱资源的激烈竞争,改变了全球频谱资源的应用现状和发展前景。从未来发展的角度出发,为了平衡用频需求,各国将不得不综合考虑国家安全与经济发展,以平衡用频需求。

1 电磁频谱战发展现状

战略认为,获取电磁频谱是开展现代军事行动的先决条件。为了迅速地搜集、分析和共享信息,管理不断增多的自动化情报、监视和侦察资源,指挥地理上分散的机动部队进入敌区,以及让训练实战化,美军需要保持足够的电磁频谱使用权。美军当前面临的状况是,对手们正在大力发展并运用电子战和网络战技术,以大幅削弱美军获得电磁频谱和开展军事行动的能力。与此同时,消费者期待更好、更灵活地获取数据,导致全球无线宽带产业频谱需求的增长。无论是在国家层面还是国际层面,这些对有限频谱资源的竞争性需求,都改变了未来电磁频谱领域的格局。

美国的国家实现军事战略目标是确保随时随地接入频谱,以完成军事任务。为了实现这一战略,将通过路线图和行动计划提出实施和监督战略目标发展所需的各项具体措施和相应的管理框架。此外,路线图和行动计划将解决实现战略目标所需要的其他基础性活动指南。这种战略和相关的路线图以及行动计划将定期更新,以满足军方不断变化的频谱需求和电磁环境变化的需要。

美军的电磁频谱使用权将会不断受到对手来自战场上的挑战,美国军方需能够及时有效地进行电磁频谱接入。1956年,前苏联海军司令Sergei
Gorschkov上将指出:“谁控制了电磁频谱,谁将赢得下一场战争”。六十年后,电磁频谱成为现代战争的关键作战域之一。为争夺战场电磁频谱优势,美军从作战理论到装备技术进行深入探索,发展迅猛。

战略指出,美国国防部已然意识到,军事行动的电磁环境将会日益拥挤,竞争也愈发激烈。因此,美军的电磁频谱使用权将会不断受到对手来自战场上的挑战,随着商用无线宽带产业的发展,军、民电磁频谱使用不可避免地在国家和国际层面引发争论。这样,领导人就必须平衡国防、经济以及其他方面的国家利益。而美军则必须能够应对上述挑战,以确保部队在需要的时候和需要的地方获得电磁频谱的使用权。

电磁频谱战略的首要要求是要能顺利完成任务,这需要有充足的电磁频谱资源及能够成功接入频谱的电磁环境。美国国防部清醒地意识到,无论在哪里发生军事行动,电磁环境都将变得越来越拥挤和复杂。美国国防部需要积极应对这些挑战,保证战时作战人员能够随时随地接入频谱。

1.1理论发展沿革

这就要求,美军的各个频谱依赖型系统,在电磁频谱领域必须具备更高的效率、灵活性和适应性。所谓频谱效率,是指在任务中用最少的电磁频谱资源实现最大的作战效能,同时采取一切可行手段,使行动对其他系统的电磁影响最小化。频谱灵活性和适应性,则是指美军的SDS系统能够利用各种手段获取电磁频谱,例如开展多频带行动、提高与其他系统的频谱共享能力、增强抗干扰能力等。

为了满足作战指挥需要,顺利完成任务,美国军方需要适应不断变化的电磁环境。因此,美国国防部必须改进频谱接入方式,在不降低自身用频性能的前提下,尽力减少敌方使用频谱的能力。为了满足战时用频需要,美国国防部使用的电磁应用系统必须更加高效、灵活及具有极强的适应性。

美军的电磁频谱使用权将会不断受到对手来自战场上的挑战,美国军方需能够及时有效地进行电磁频谱接入。电磁频谱控制由来已久。上世纪70年代初,美参联会主席Thomas H.
Moorer称,第三次世界大战的胜利者将是能高度控制和管理电磁频谱的一方。美国“老鸨鸦”协会最早提出将电磁控制作为电子战概念的第四组成部分。2009年,战略司令部推出电磁频谱战早期概念,在电子战基础上增加电磁频谱管理、电磁战斗控制等任务内容[1]美军的电磁频谱使用权将会不断受到对手来自战场上的挑战,美国军方需能够及时有效地进行电磁频谱接入。
。2012年,战略司令部建立联合电磁频谱控制中心,旨在实现电子战和电磁频谱管理全面集成,各部队也分别建立相应的组织协调机构和分队[2]
。美海军同年提出电磁机动战概念[美军的电磁频谱使用权将会不断受到对手来自战场上的挑战,美国军方需能够及时有效地进行电磁频谱接入。3]
,并在2015年3月发布《21世纪海上力量合作战略》,概要阐述了电磁机动战目标、构成、技术项目和实现路径[4]
。2015年12月,美国防部首席信息官TerryHalvorsen指出,电磁频谱有望被视作继陆、海、空、天、赛博空间之后第六作战域[新葡亰官方,5]
;同月,战略与预算评估中心在《决胜电磁波:重拾美国电磁频谱领域主宰地位》
[6]
报告中提出“低-零功率”电磁频谱战概念,阐述了概念思想、趋势特点、能力和技术需求及当前障碍并提出视图、概念、采办、技术、验证等方面建议。2016年11月底,美国“老鸨鸦”协会第53届国际研讨会以“电磁频谱作战全球视野”为主题,展示电子战、频谱感知与冲突消除的新概念与技术成果,探讨电磁频谱作战环境、政策条令、装备采办、联合训练与作战能力等[美军的电磁频谱使用权将会不断受到对手来自战场上的挑战,美国军方需能够及时有效地进行电磁频谱接入。7]
。2017年1月新任国防部长Ashton
Carter签署首部《电子战战略》文件,正式确立电磁频谱为独立作战域并阐述如何实施作战[8]

美军的电磁频谱行动必须能更灵活地获取频谱,以扩大军事决策者们的选择余地。此外,美军还应当在国家和国际层面与相关监管机构紧密合作,以确保获得授权,在电磁频谱领域高效灵活地开展行动。

美军的电磁频谱使用权将会不断受到对手来自战场上的挑战,美国军方需能够及时有效地进行电磁频谱接入。除了这些改进以外,美国国防部必须与国内外频谱监管机构密切合作,确保这种高效、灵活和适应性强的频谱操作能力被授权使用。同时还要加强管理,使用问责制框架强制国防部遵守与用频技术相关的规定。将所有既定的组织组成一个综合的项目组,为高效完成任务提供可行性建议,帮助军方实现电磁频谱战略目标。充分利用现有的管理机构,如国防采办委员会和科技论坛等,保证频谱资源以最合理的方式被利用。

1.2政策与条令

电磁频谱战略的环境评估

无线数据流量指数式增长引发对无线电频谱大量需求

战略政策与军事条令集中体现美军作战理论发展。美国防部2006至2014年多版更新《电磁频谱战略》,聚焦推进频谱装备发展、频谱行动灵活性、频谱管理和政策响应能力提升等战略目标[澳门新葡亰app平台,澳门葡京娱乐注册,9]
;战略司令部2010年8月发布《赢得21世纪经济与安全优势:电磁频谱控制战略框架》,从目标、需求、战略开发等多角度构建电磁频谱控制体系架构[10]
;参联会先后于2012年3月颁布JP6-01《联合电磁频谱管理行动》联合出版物[11]
,2012年12月签颁CJCSM3320.01C《电磁作战环境中联合电磁频谱管理行动》主席手册[美军的电磁频谱使用权将会不断受到对手来自战场上的挑战,美国军方需能够及时有效地进行电磁频谱接入。12]
,2013年1月签发CJCSI3320.01D《联合电磁频谱作战》指示[13]
和CJCSM3320.04《电子战支援联合电磁频谱作战》手册[14]
,2015年3月签署《电磁频谱作战联合概念》文件[15]
,系统阐明联合部队开展电磁频谱作战行动的战略愿景、组织机构与职能、指挥与管理关系、计划制定与作战实施、作战集成与行动协同等内容,并逐步向电磁控制、干扰消除、频谱管理和电子战重编程等操作层的战术、技术与程序细化;美陆军于2007年12月发布TRADOC
P525-7-16《美陆军未来模块化部队概念能力计划2015-2024——电磁频谱作战》手册[16]
,2010年5月颁布野战条令FM6-02.70《陆军电磁频谱作战》 [17]
,2014年1月颁布野战手册FM3-38《网络电磁行动》 [18]
,2015年12月发布出版物ATP6-02.70《电磁频谱管理作战行动技能》 [19]
,2016年2月更新AR525-15《网络电磁行动软件重编程》规定[美军的电磁频谱使用权将会不断受到对手来自战场上的挑战,美国军方需能够及时有效地进行电磁频谱接入。20]澳门葡京游戏,澳门新葡亰赌场网址,
,美空军2017年更新AFI10-703《电子战集成重编程》指示[21]
,在联合条令指导下界定电磁频谱作战概念范畴,深度阐述机构与职责、作战架构、计划制定与协调控制、任务清单与决策流程、行动分队与管理工具及DOTMLPF等问题,并促进电磁频谱作战、电子战与网络空间战的融合。此外,美联合部队开发部主管Kevin
D. Scott于2016年10月签署JDN3-16《联合电磁频谱作战》条令纪要[22]
,规范了术语和作战框架标准,对职能角色、组织机构、计划制定、作战实施和评估作了程序性描述,它以参联会2013年1月和3月签颁的CJCSM3320.02D《联合频谱干扰消除程序》、CJCSI3320.02F《联合频谱干扰消除》和2014年2月的CJCSI3320.02E-1《联合频谱干扰消除程序保密增本》三大条令[美军的电磁频谱使用权将会不断受到对手来自战场上的挑战,美国军方需能够及时有效地进行电磁频谱接入。23][24][25]
为重要操作支撑,成为美军电磁频谱战最新指导。

战略认为,美军当前所处的电磁频谱战略环境主要有以下几点特征:

美国军方和商界对有限频谱资源激烈竞争,引发频谱资源短缺问题。

1.3装备与技术

第一,美军对电磁频谱的需求不断增长。战略认为,美军所有的联合职能,包括部队的调遣机动、交火、指挥和控制、情报、防护、支援、信息等,都取决于电磁频谱。通过开展电子战,频谱管理行动等联合电磁频谱行动,美军能够获取并控制电磁频谱,以实现指挥官的作战目标。

美军在电磁环境中的所有功能都通过频谱依赖系统实现。要想有效应用这些依靠频谱的系统,美国国防部需要开展联合电磁频谱作战,实现频谱接入和电磁环境控制。

军事技术引领和支撑先进作战理念。为将电磁频谱战从概念转化为能力,美军极力开展技术创新和装备研发,发展具有网络化、灵巧化、多功能、小型化和自适应等特征的新系统。

不同的任务需求,需要不同的SDS系统。频谱的物理特性,决定了这些系统具体使用什么样的频率范围。例如,精确目标定位需要更高的频率,而移动通信则需要相对较低的频率。在美国国内,美军的频谱使用取决于试验、训练和快速反应等任务的需求,而在海外部署中,则取决于特定作战环境中的任务、部队结构、武器平台和装备等因素。尽管任务需求上各有差异,但相同的一点是,美军各单位需要更多的及时信息,这就导致电磁频谱需求的增加。

一、美国国防部对频谱资源的需求显著增长

在频谱管控系统上[19][26]
,美国防部自2005年开发部署同盟国联合频谱管理规划工具与全球电磁频谱信息系统,随后的频谱XXI与改进型频谱XXIO、频谱感知管理与规划系统、频谱态势感知系统、海上电磁频谱作战行动项目、联合自动通信电子行动指令系统、东道国全球在线频谱数据库等,具备实时频谱测量与在线分析、频谱筹划推演与频率分配、电磁干扰分析与冲突消除、电磁作战环境建模仿真、电磁态势共享与用频效能评估、频谱资源接入与数据库等功能与能力。

此外,对手在指挥、控制、通信和计算机、简易爆炸装置、区域拒止武器系统等方面的发展,水涨船高,要求美军相应地发展、应用并整合复杂的电子攻击、支持和防护技术,而这一切也都需要电磁频谱的使用权。以IED为例,对于任何被用于商业无线用途的新频带,美军都必须在该频带内测试并部署电子战系统,以防止敌人利用该频带制造IED。

不论是基层部队,还是高级指挥官都希望在最短的时间内得到尽可能多的作战信息,这样就导致美国国防部对频谱资源的需求显著增长。基层部队更希望得到大量的频谱资源,例如,每个士兵都希望在战场上及时感知周围的战场环境信息,这样就产生了更多的无线网络链接。随着复杂的现代军事系统大量涌现,大量频谱需求也随之产生,例如用无人机收集、监测和侦察战场环境,在更远距离内检测更小和更隐蔽的目标,武器系统越来越复杂,复杂的操作需要极高的数据传输速率。

新莆京投注网站,在作战装备与技术项目上[3][26][美军的电磁频谱使用权将会不断受到对手来自战场上的挑战,美国军方需能够及时有效地进行电磁频谱接入。27]
,2011年,预先研究计划局开始启动行为学习自适应电子战、极端射频频谱条件下通信、主动电子扫描阵列技术、近零功耗射频和传感器运行等项目,通过对抗行为实时评估、措施自主生成、效果即时反馈等新技术开发针对未知波形和行为的电磁频谱威胁实时战术对抗新能力;2010年,空军启动基于网络化软件定义架构的认知干扰机与大功率高效射频数模转换器项目以及无源射频识别环境、频谱战评估技术工程研究、反电子高功率微波先进导弹等项目,发展有源和无源目标威胁自动感知识别、实时评估和自适应对抗技术与能力;美海军开展海上电子战改进SLQ-32舰载电子战系统、舰船信号探测装备、集成桅杆舰载天线、下一代干扰机等项目,提升实时威胁评估与态势感知、任务方案建模仿真、电磁频谱自动分配、作战行动分析等能力;美陆军启动计划在2016年9月投入使用的电子战规划与管理工具、防御性电子攻击和“消音器”电子战等系统,增强射频信号感知的电子支援和发送干扰或欺骗信号的电子攻击能力。今年初,战略司令部联合电子战中心启动面向电磁频谱态势感知与指挥控制提供改进电磁战斗管理能力的新技术研究,计划5年内实现基于策略的实时频谱管控、先进电磁战斗序列表征和行动方案建模仿真分析等能力并达到7-8级技术成熟度[28]
。在认知电子战和人工智能技术推动下,DARPA在2017年8月11日又启动了射频机器学习系统和频谱联合挑战项目,开发从大量复杂频谱信号中自动区分和表征目标信号的新技术[29]美军的电磁频谱使用权将会不断受到对手来自战场上的挑战,美国军方需能够及时有效地进行电磁频谱接入。

澳门葡京官网手机版,美军的电磁频谱使用权将会不断受到对手来自战场上的挑战,美国军方需能够及时有效地进行电磁频谱接入。第二,无线宽带产业的发展及各方就改变电磁频谱用途,日益达成一致。当前,对智能手机、笔记本电脑等无线电设备,以及相关数据密集型应用程序的消费需求,正在全球范围扩大。因此,移动网络信息流量也在急剧膨胀,并已经超过了效率收益。据美国联邦通信委员会保守估计,到2014年,无线宽带提供商将需要额外275兆赫兹的频谱来满足数据需求。美国政府甚至考虑拍卖无线电频谱,而所带来的收入则用于减少政府赤字。

此外,对手在指挥、控制、通信、操作计算机、信息查询、简易爆炸装置和武器系统方面的进步,也要求美国发展、部署和整合复杂的电子攻击机、电子支持和电子保护装置,然而这一切都需要应用大量的频谱资源。美国也面临着一个潜在的问题,即新出现的商业无线应用使用的任何波段,都可能被对手利用,因此美国国防部必须通过测试、训练和使用电子对抗系统来应对敌人采用简易爆炸装置进行的破坏行动。

2 联合电磁频谱作战理论

在世界范围内,其他国家也在采取类似的行动,让更多的频谱对无线宽带用户开放。例如,为确保国际社会在商业无线通信中和谐使用无线电频谱,国际电信联盟已将分配无线宽带专用频谱列为2015年世界无线电通信大会的议程。

二、无线宽带应用需求的增长,增加了各方重新分配频谱的需求

电磁频谱战是美军21世纪信息作战最新理论。随着研究和认识的不断深化,美军逐步将新的战略思想落地为战法和战术措施。为统一战场电磁频谱利用与控制行动,美军综合一系列指示、条令、规程等文件出版JDN3-16《联合电磁频谱作战》条令纪要,规范了作战概念、任务范畴、组织机构、作战筹划与实施及评估等。

战略认为,鉴于电磁频谱面临的种种压力,在不远的将来,美军很有可能失去一些当前的专用频谱。

在全球范围内,消费者对无线通信设备的需求迅猛增长,移动通信网络流量急速增加。据美国联邦通信委员会估计,到2014年年底,无线宽带运营商将需要额外增加275MHz频谱才能满足数据传输增长的需要。

2.1基本概念

第三,电磁频谱的获取手段正在不断创新。消费者对更多信息的需求正导致无线宽带技术的革命。为满足这种需求,电信运营商一方面创新手段,例如将流量转移到无线热点、搭建更小的无线蜂窝网络等,另一方面也在寻求更多的改进,并继续研发更为先进的无线装置和程序。这样一来,美军便有可能在适当情况下,利用商业技术和无线服务来满足军方需求。

当前,美国政府和国会正在考虑采取增加可用频谱的方法来满足不断增长的频谱需求。这些频谱包括重新利用美国联邦政府专用的无线宽带频谱。总统科学技术顾问委员会最近的一项研究强调,美国需要加强开发和应用新的频谱共享技术,因为无线电系统从原有频段转移到新频段需要花费大量的金钱和时间。

电磁频谱作战是美军电磁频谱战理论的概念基点。它以电子战和频谱管理为基础,以联合电磁频谱作战为实现方式,目标是在电磁作战环境中达成电磁频谱优势,涉及频谱管理行动、联合电磁频谱作战和联合电磁频谱管理行动等概念。根据美军条令JP1-02《国防部军事术语词典》
[30]
、JP6-01《联合电磁频谱管理行动》、JDN3-16《联合电磁频谱作战》和ATP6-02.70《电磁频谱管理作战行动技能》界定,联合电磁频谱作战是由两个或两个以上部队开展的用于利用、攻击、防护和管理电磁作战环境的协同军事行动。电磁频谱管理行动是指在军事行动全阶段共同促成计划、管理和实施电磁作战环境内作战行动的频谱管理、频率分配、东道国协调、政策遵循、冲突消除等相互联系的功能。各概念间关系与范畴如图1。

此外,美军对频谱技术的投资,也有助于商业创新,从而使整个国家的无线生态系统受益。

为了向无线宽带网络提供额外的频谱,全球其他国家也正在采取与美国类似的行动。例如,国际电信联盟已将分配无线宽带频谱的工作提上议事日程,因为2015年国际电信联盟在世界无线电通信大会的任务就是协调使用国际商业无线通信频段。另外,由于频谱资源急剧紧张,军方可能很快就会失去其原先专有的部分频段。

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目前,美军以及无线通信界正在考虑使用认知无线电系统、增强频谱感知、空白频谱地理位置数据库等技术。这些新频谱获取技术的成功,将会使通过动态接入等技术来共享美国电磁频谱资源变得更难监管。

三、频谱接入方式亟须改革

图1 电磁频谱作战相关概念关系图[19]

四大步实施电磁频谱战略

消费者对大量移动数据信息的需求,激发了无线宽带技术革命。虽然运营商正在努力通过寻找创造性的方法来满足这一巨大的频谱需求,例如,通过采用低功率、不需授权的WiFi热点等,但他们仍然需要进一步改进这些方法,以便继续开发通信能力更强的无线通信设备和应用程序。因此,在某些方面国防部还有机会利用商业技术和无线服务来满足频谱需求。此外,国防部在频谱技术研发上的投资反过来将有利提高商业创新能力,这种高效的用频方式有助于美国无线生态环境建设。

2.2任务域定位

为确保美军“至少在2020年前”能够应对全球范围的电磁频谱挑战,进而在频谱争夺战中占得优势,该战略制定了三大目标,并对每个目标进一步细化,提出了具体的实现方法。

美国国防部和整个无线应用领域都认为,伺机使用频谱资源是最有前途的方法之一。军方正在考虑利用认知无线电技术来实现伺机使用频谱资源这一目标,认知无线电技术不但可以有效提升频谱感知能力,而且可以丰富地理定位数据库。虽然在美国政府和运营商使用的频段上通过动态共享技术或其他类似技术接入频谱会给无线监管部门带来很大的监管压力,但美国军方却有可能通过这些技术获得频谱接入机会。

美军认为,联合电磁频谱作战任务域由电磁频谱利用、管理、攻击和防护四维度任务构成,其中,利用任务有信号情报搜集分发和电子战支援,管理任务有电磁频谱管理和电磁战斗管理,攻击任务有电子攻击和导航战,防护任务有电子防护和联合频谱干扰消除。该作战概念旨在对电磁作战环境中的联合部队电磁频谱行动进行作战集成、确立重点优先事项、组织行动协同和冲突消除,通过充分集成电磁机动方案、力量和行动强化协调统一,实现战场电磁频谱控制。它在各作战域的联合作战行动能力形成中扮演着关键角色,对联合部队的指挥控制、情报、火力打击、调整与机动、防护、行动能力维持等职能作用发挥产生深刻影响。

第一大目标是加快提升SDS系统的性能,使其具备更高的效率、灵活性和适应性。实现这一战略目标,主要通过以下四种方法:一是加速发展相关技术以提高
SDS系统的某些能力,如拓宽频率范围、使用占用率较少的频带、利用频谱效率增益、迅速适应不断变化的电磁环境等。为此,美军将考虑利用成熟、先进,且经济上可以承受得起的技术,多方获取频谱,提高频谱效率,并将某些职能转移至使用率较低的频段;二是加速部署能够实现频谱共享、提高频谱获取能力的相关技术。为此,美军将开发具有前景的技术,制定相关政策和标准,提高美军各系统的抗干扰能力;三是发展并运用商业服务能力。不断涌现的商用硬件、程序和运行系统,为美军的SDS系统提供了低廉灵巧的选择。美军将评估智能手机、4G无线通信等民用技术的军用前景,并与国内外的相关组织就无线技术的发展和应用展开合作;四是,加强对美军电磁频谱使用的监管。为确保未来美军的各SDS系统与电磁频谱战略一致,五角大楼将在此类系统的初期研发阶段便加强对频谱使用的监管。具体做法包括,采用频谱标准和协议、制定相关政策,以及采购程序、设立频谱风险评估委员会等。

美国防部采取措施应对将出现的全球性频谱资源短缺问题

2.3组织机构框架

第二大目标是提高美军频谱作战的灵活性、为实现该目标,可通过以下三种途径:一是发展近实时频谱作战的能力。为在近实时的情况下运行美军的SDS系统,美军将对频谱需求和电磁环境进行量化,发现可能会影响作战的频谱问题并减少相关的限制。例如,确定SDS系统的频谱“足迹”,根据政策设立针对SDS系统的管理体系,提高美军在不影响友军或中立方的情况下阻止对手使用频谱的能力,迅速评估对手干扰对任务完成造成的影响,加强频谱管理,网络战、电子战和情报战的一体化等;二是提高识别、预测并减缓有害干扰的能力。具体方法包括:军方系统提高抗干扰性;具体明确有哪些干扰会对军方的任务和SDS系统造成影响;引进先进抗干扰和战场干扰探测技术,并制定相关的报告程序、执行政策和解决机制等;三是修改相关政策、规定和标准,以使美军能够提高SDS系统的频谱灵活性,并促进频谱共享。为提高美军获取电磁频谱的能力,需要对美军、美国乃至国际的相关政策和规定进行调整。为此,美军将围绕频谱权利、服务水平协议、执行机制等制定频谱政策,并确定频谱共享的激励机制。

美国国防部通过一系列措施,来应对将出现的频谱资源短缺问题。

联合电磁频谱作战的组织机构负责为指挥官和司令部制定和发布政策指示与行动指南,进行作战计划制定、作战实施、行动协调和作战评估。由联合部队指挥官指派电磁频谱控制负责人承担联合电磁频谱作战总职责。联合电磁频谱作战单元是联合部队的主要参谋部,由电磁频谱控制负责人委派一名主管统一指挥。各军种设立电磁频谱作战分部,各下辖一个电磁频谱作战分队,承担集成网电作战、电子战和频谱管理行动的职能,分别为陆军的电子战军官所辖网络电磁行动分队、海军的海上作战中心电磁频谱作战分队、空军的空中作战中心电子战协调单元、海军陆战队的战斗开发与集成司令部下属网络空间与电子战协调单元、多国部队联合参谋部作战处所属合同电子战协调单元。联合部队所属联合电磁频谱作战组织机构如图2,联合电磁频谱作战单元架构如图3。

第三大目标是提高军方应对频谱政策变化的能力。实现这一目标,同样也需要通过三种途径:一是提高美军评估政策变化影响的能力。美军将迅速作出调整,以评估国家和国际电磁频谱政策和法规的变化,可能会对美军的投资、采购、军事任务和作战造成什么样的影响。这种影响评估将涵盖电磁频谱行动的所有阶段,包括规划和装备运用;二是让美军更多地参与到对政策法规的讨论中来,并发挥更多的作用。为减小政策法规变化所带来的影响,美军直接积极参与相关讨论将有利于做好第二方案,并寻求相关各方的帮助。从国家安全角度而言,政策法规的变化万万不能导致美军在行动能力上的损失和下降:从经济角度来说,进行此类调整的成本和计划,必须能够接受、切实可行;三是,从制度上使美军能够适应并落实调整过的政策法规。一旦有关电磁频谱的政策法规开始调整,五角大楼将制订可行的过渡计划,以适应新的频谱使用规则,同时保持完整的美军军事实力。美军将就频谱使用规则与频谱监管机构进行接触,以确保军方行动不受变化带来的影响。

美国国防部将采取以下战略和战术目标,应对从现在开始到2020年将出现的全球性频谱资源短缺问题。

澳门葡京官网手机版 3图2
电磁频谱作战组织机构

一、提高开发频谱依赖系统的能力,提升频谱资源利用率

澳门葡京官网手机版 4图3
联合电磁频谱作战单元架构

1.加速提升用频技术研发

2.4作战筹划流程

美国国防部将研发更加成熟、先进和经济实用的用频技术,以增加频谱接入机会。采用新技术不仅可以提高频谱资源利用率,而且能够将一部分频谱接入需求转移到空闲频段。美国军方还将研发新的无线技术应用环境,并通过建模、模拟和测试等方法评估新技术,来检验当各种攻击、拒绝访问、干扰和欺骗出现时,先进技术在性能和技术方面存在的漏洞。

联合电磁频谱作战筹划工作由各级联合电磁频谱作战单元共同完成。在任务分析时,作战计划制定队伍制定一份参谋部评估方案,用于在制定和分析行动方案中确定电磁频谱支持度,作为达成电磁频谱优势的战略基础;行动方案选定后,制定联合电磁频谱作战附录,描述作战全阶段的使命任务、优先事项、政策策略、流程步骤和实施程序,为在联合作战域使用电磁战斗管控系统建立协调措施、具体程序和交战规则;同时,联合部队各分部报送各自电磁频谱作战计划并集成到该附录。在计划制定与行动实施期间,联合电磁频谱作战单元加强各分部电磁频谱作战计划并参与各分部需求制定、优先事项确立、作战集成与行动协同,并生成一份电磁频谱控制计划。随后,调整更新后的电磁频谱控制计划启动联合电磁频谱作战实施周期环,生成指导联合部队电磁频谱使用的电磁频谱控制序列。作战筹划流程如图4。

2.加快频谱共享及频谱接入技术研发

澳门葡京官网手机版 5图4
联合电磁频谱作战计划制定流程

当前美国军方正在努力通过技术创新来解决实现频谱共享过程中所遇到的问题,例如,有害干扰带来的风险等。美国国防部将针对一些有应用前途的技术,建立相应的措施和标准,在保证军方正常工作的前提下,提高这些技术的可用性。美国国防部还将在不影响系统工作效率和保障军方工作安全运行的基础上,加强对可共享频谱的识别及加强对临域频带的协调能力。

2.5作战实施方式

3.培养军用频谱资源的商业服务能力

联合电磁频谱作战实施过程是一个计划、实施和评估的连续循环周期。联合电磁频谱作战单元完成电磁频谱控制计划和电磁频谱控制序列的制定,确立作战行动的战斗周期,经电磁频谱控制负责人批准,向各分部作战单元和分队发布并组织实施。电磁频谱作战单元全周期完整参与联合部队关键战斗流程,并根据作战时段内各分部所属分队的用户需求和战场电磁频谱态势及时调整更新计划与序列,确保每份电磁频谱控制序列有效生成、高效下达和执行。基本过程为:制定与发布控制计划、更新各分部控制计划、准备作战计划、生成和分发控制序列、执行和调整作战实施计划与控制序列、监测和指导作战进程,作战实施周期如图5。

美国国防部将评估如智能手机和第四代无线通信设备等产品的商业功能,还将参与有关无线创新方面的国内、国际及行业标准制定组织的活动,在新兴技术的研发和应用方面进行合作,包括推行商用无线系统中确保国家安全的优先机制,共同开发新兴无线技术及相关应用。国防部断言在频谱技术领域进行军事投资将有利于商业创新,并且对军方和国家无线生态系统有益。

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二、增强使用军用频谱的灵活性

图5 联合电磁频谱作战实施周期

1.开发接近实时频谱操作的能力

3 电磁频谱作战发展特点

通过研发相应的设备和技术,量化频谱需求和电磁环境,识别和降低频谱短缺问题和可能影响频谱操作的区域性问题,美国国防部将发展能接近实时管理SDS的能力。同时加强防止有害电磁干扰,提高频谱感知能力,阻止敌人使用频谱资源的能力和整合频谱管理、网络运营、电子战、网络空间和智能操作的能力。

军事新能力离不开新体系支撑。作为应对信息网络、大数据和人工智能时代军事新挑战的作战理念,电磁频谱战一经提出就成为美军战斗力发展新方向。为力求深化认识且高效实用,美军从政策条令建设、组织机构与部队调整、装备系统与新技术研发等多个维度将新概念推向战场。

2.加强无线电设备预识别、预测和减轻有害干扰的能力

3.1以政策条令为依据强化基本概念与理论认知,推动作战理念向执行操作落地

为在拥堵和复杂的电磁环境中更加有效地进行电磁频谱操作,美国国防部将提高自身在频谱规划和操作过程中预测、识别和减轻有害干扰的能力。这些能力包括:实施先进的抗干扰技术,战场干扰检测技术,上报进程、执法政策和决议机制等。通过与NTIA、FCC和业界其他成员开展广泛合作,对非战场环境下的有害干扰做出及时准确的检测和管理。

思想引领行动。美军擅长创新作战理念,电磁频谱战概念也不例外。一是注重厘清概念核心,统一理念认知。电磁频谱战发展的早期数年,始终在论证面向新作战域的新概念。军方主导“老鸨鸦”等专业性军地高层论坛,分析概念所涉及的相关理论、交流技术发展和应用方式,推动认识深化,同时,在战略性文件和顶层条令中,逐步梳理相关联新旧概念间的联系与区别,剖析其范畴与任务域,以此日益促成概念的清晰界定和理论体系成型。二是面向战场运用操作,逐层细化条令。美军历来重视将作战概念向执行层战、技术措施细化落地。电磁频谱战从概念提出到进入条令和从联合条令到军兵种配套行动手册及战技术规程仅用三年左右的时间,美陆军甚至在联合参谋部之前建立战场运用概念蓝图,形成从联合层面到分队层面层层衔接、逐项落地的系统性作战运用与操作指南。

3.通过修改政策、法律法规和相关标准,实现多个设备间的频谱共享

3.2以固有力量为基础建立高效集成的部队架构,力求战场运用全周期协调有序

  1. 提升国防部评估监管建议的能力

部队是行动载体。美军非常重视新概念作战力量与现有能力的优化集成。一是注重能力体系整体规划。美军电磁频谱战与网络空间作战的能力发展轨迹相似。从联合参谋部、联合部队司令部到军兵种部队,设置作战席位和相应实施分队,建立作战计划、指控、实施和评估的全流程运行机制,形成高效流畅的能力集成体系。二是重视现有机构与新力量协调互融。通过及时明确新能力所涉及机构与力量的职责和相互关系,制定面向作战的行动流程和实施程序,甚至规定有关协调活动中的制式模板,促成电磁频谱作战与其他任务域的全体系全程行动协同有序。三是依托实战演练及时验证能力。基于作战新概念和能力目标迅速推进电磁频谱领域战场攻防研练实践,在作战试验中边验证边修正。美陆军在去年2至5月成立第1战场网电战小组的电磁频谱战独立分队并计划年底参加某一地域战斗司令部组织的演习[31]
;美空军在“战斗护盾”演习中为响应“频谱干扰消除项目”实施了雷达电子战系统测评[5]

国内外监管以及政策变化对军方及时完成任务会产生潜在的影响,因此提升工作能力有利于准确评估这种潜在影响。军方工作能力的提升,直接体现在对影响的评估结果中,因此需要通过设计成本评估框架,预测再利用频谱资源所需的成本。为了减少由技术、操作、成本和进度的变化对国防部所需评估时间等方面的影响,需要积极研究用频过程中用频设备和操作流程的变化情况。

3.3以科技实力为支撑推进新概念装备系统预研,将高新技术向战斗力优势转化

2.扩大国防部对规章制度和政策探讨的参与程度和贡献

强军必需利器。高新技术装备是催生新生作战能力的重要途径。一是善于发掘战场新变化并评估新需求。美国防部2014年《电磁频谱战略》指出,要量化频谱需求、发展电磁环境所需装备和技术,增强实时频谱操作和电磁频谱系统实时识别、预测及干扰消除等能力[9]
。美军由底至顶建立了面向装备系统研建与作战部署应用的需求采集与集成机构,在定期搜集梳理的同时借助政府审计署、兰德公司和院所专题小组进行专项调研论证,分析结果可直接为国防部和参联会提供决策支持,形成了畅通有力的需求管理评估体系,为研建电磁频谱战装备和开发新型战斗力注入激活剂。二是注重预研技术向装备系统集成应用。美军装备系统研建都会基于国防信息体系结构标准展开,具备仿真建模、预先研究、技术集成、应用验证等系统流程和完善能力,注重同步进行原有型号改进和新研智能技术装备系统开发。《决胜电磁波》指出,新阶段电磁频谱战重要特征是无源传感器应用和采用“低-零功率”能力对敌进行反电磁对抗,智能化技术和装备是未来主导[6]
。电磁频谱战技术装备预研与集成也将能够以更优方式实现军事问题向技术能力升级、前沿技术与成熟方法互融、专用系统向综合平台集成,进而完成战斗力优势无缝跃升。

美国国防部将通过设计能够被军方和其他利益集团接受的替代方案来减轻监管和政策建议变化带来的影响。从国家安全角度考虑,由监管和政策变化而引发的对国家安全的威胁,不应超出国防部的承受能力;从经济效益角度考虑,由政策变化所消耗的资金成本和时间成本必须是各方都可以接受的。

参考文献

来源:中国无线电管理网站

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[责任编辑:huangxx]

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