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频谱|5G频段之争与战场频谱应用

_原题为 5G频段之争与战场频谱应用
频谱|5G频段之争与战场频谱应用
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频谱资源是推动移动通信与信息产业发展的核心资源 ， 也是事关电磁领域作战的重要战争资源 。
近日 ， 美国国内关于5G网络部署引发的频段之争 ， 受到世界广泛关注 。 起因源自美国联邦通信委员会批准利加多卫星通信公司使用L频段 ， 以满足5G网络的商用 。 而此前 ， 美国更多专注于使用毫米波频段（6000MHz以上）发展5G ， 且中低频段（6000MHz以下 ， 又称Sub6G频段）的部分优质资源主要由美军方掌控 。 不难想象 ， 此次军民频段之争颇具影响效应 。
【频谱|5G频段之争与战场频谱应用】随着世界范围内移动互联网和物联网的快速发展 ， 各种新型业务不断涌现 ， 网络流量和连接终端数量剧增 ， 未来移动宽带的应用需要更多的频谱 。 特别是智能化、数字化战场 ， 需要更精准优化的频谱应用能力 ， 资源管控尤显重要 。
全球优先在中低频段发展5G
“4G改变生活 ， 5G改变社会 。 ”5G的表征维度相对4G来说 ， 更为丰富全面 ， 很多关键技术指标都与频率是强关联的 ， 对频谱的引导性需求更为明显 。
一方面 ， 基于现有频率资源 ， 宽带接入技术在峰值速率和用户体验速率两项关键能力上 ， 无法满足5G需求 ， 且存在较大差距 ， 需要扩展频率带宽来支持 。
另一方面 ， 由于要满足用户在线需求和高速移动性 ， 必须借助低频段提供良好的网络覆盖 ， 这必然引发更加激烈的频谱资源之争 。
频谱分配问题是5G竞争的核心 。 选择怎样的频谱政策、优先在哪些频段发展5G ， 要综合考虑技术、市场、产业基础及发展方向、国际标准等各方面因素 。
2016年7月14日 ， 美国第一个发布5G频率规划 ， 决定优先在28GHz、37GHz、39GHz、64GHz～71GHz共4个频段发展5G 。 原因在于 ， 这些毫米波频段 ， 具有频谱资源丰富、连续大带宽、规划难度小等优势 ， 可以避免与政府及军方使用冲突；美国在毫米波频段已经具有较好的技术积累和产业优势 ， 起点高 。
然而 ， 在实际建设中 ， 毫米波频段覆盖距离非常低 ， 造成运营商投资过多 。 虽然美国是全球较早实现5G商用的国家之一 ， 但在基站建设、网络覆盖等方面的进展一直未达预期 。
当前 ， 包括俄罗斯、德国、英国等在内的90多个国家 ， 相继发布了中低频段5G频谱规划 ， 或对频谱资源进行了拍卖许可 ， 选择在中低频段优先发展5G 。 其中 ， 有30多个国家已开始正式商用 。
日、韩等曾跟随美国将毫米波频段作为5G主要频谱资源的国家 ， 现在也逐渐走上了毫米波与中低频段并重的道路 ， 甚至开始将重心放到中低频段上 。
优先在中低频段发展5G ， 目前已基本成为全球共识 。
战场频谱应用面临严峻挑战
全面、快速、准确的战场电磁态势感知能力 ， 是作战制胜的先决条件 。 随着5G的发展 ， 移动通信和传感技术的商业可用性越来越强 ， 频谱资源日益呈现拥挤、竞争、对抗的特点 。 无论军用或商用 ， 全新频段资源利用任重道远 。
未来战场上 ， 每个实体将变得智能化 ， 要求能泛在互联散布在战场各个角落的作战要素 ， 分布式获取战场各个维度的传感数据 ， 在线处理现场数据并实时分发情报 ， 要求提高全域战场联合作战能力 。
随着新型相控阵雷达、高速跳频电台、电子对抗干扰机以及数据链、卫星通信、导航等电子设备在现代战争中的广泛应用 ， 战场信号种类日渐增多、密度急剧增长、交织混叠严重 ， 电磁环境比以往任何时候都复杂 。 传统的雷达侦察、通信侦察与频谱监测设备 ， 逐渐暴露出功能单一、能力不足、各自为战、缺乏协同的弊端 ， 面临着严峻挑战 。
美军最早开始从战争对抗角度来认识电磁频谱域的军事行动 ， 增加电磁频谱管理、电磁频谱控制、电磁战斗控制等任务内容 。 近年来 ， 马赛克战、多域作战等新的作战理念与电磁频谱战概念交织渗透 ， 催生了更多战场应用的新战法 。 在多域作战和弹性分散架构理念之下 ， 美军借助“小精灵”、低成本无人机集群技术等蜂群项目 ， 形成了验证电磁频谱战能力的构想 。
着眼未来军事应用 ， 最大程度做好战场频谱认知、智能管控和多平台应用结合 ， 已成为各国军队应对战场频谱应用挑战最值得关注的方面 。
未来战场频谱应用何去何从
电磁频谱利用、管理、攻击和防护4项任务 ， 是未来战场频谱应用主体内容 。 其核心在于争夺和利用电磁频谱资源 ， 实现战场电磁频谱控制在各作战域的指挥控制、情报、火力打击、调整与机动、防护、行动维持等职能中发挥关键作用 。
——提高战场频谱资源认知能力 。 一些外军认为 ， 战场频谱资源认知已成为战场频谱应用的首要工作 ， 也是计划制定、频谱管控、冲突消除的前提 。 对于己方用频设备 ， 可通过体系设计、预先规划、合理分配 ， 实现作战集成和组织协同 。 对于非合作实体 ， 则要主动探测认知的手段 。 利用频谱认知理论方法、电磁行为智能感知与威胁自主识别技术、频谱学习推理的自适应对抗技术 ， 综合辐射源时、频、空、能等多维信息 ， 支撑构建完整、闭环的电磁频谱应用环路 ， 实现电磁空间装备智能化 。 特别是在于增强“4种能力”：频谱环境感知能力 ， 从战场复杂电磁环境中自主快速获取全局频谱信息；学习推理能力 ， 根据感知频谱环境变化 ， 快速自主学习 ， 与电磁频谱控制构成协同、反馈和自适应的动态过程；评估判断能力 ， 对频谱智能改变所产生的结果进行实时评估反馈；记忆存储能力 ， 对频谱感知数据和调整参数进行实时存储 。


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