基于卫星的战术通信进展

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转自：天地一体化信息网络

编译：罗蓉（中国电科7所 ）

几个世纪以来，通信能力一直在向前发展，如今通过智能手机和卫星通信系统，无论何时何地，通过文本、图像或语音进行通信的能力已经变得触手可及，并且被认为是理所当然。对于政府和军事团体用户，需要在世界各地随时传播大量数据，包括语音和视频、态势感知、战场管理等信息。无论是服务于农村还是光纤服务不足地区，卫星都在通信连接中起着关键作用，为地面通信提供备用连接，或为陆地、空中或海上有人或无人任务平台提供动中通连接。卫星超越地面通信选项的另一个好处是安全性;在政府和军事数据方面，安全传输无疑至关重要。近年来，随着战场空间环境变得前所未有的拥挤和竞争激烈，基于卫星的战术通信将越来越重要。

一

美军全资的先进极高频（AEHF）卫星系统

先进极高频（AEHF）系列通信卫星是由美国空军太空司令部运营的一组全资卫星，为陆地、空中或海上的美国、英国、加拿大和荷兰的武装部队提供全球覆盖的顽存、保密抗干扰的通信。

AEHF系统建设完成时将由六颗GEO卫星组成，所有卫星都兼容军事星（Milstar）系统，AEHF系统工作频率为44GHz（极高频EHF频段）和20GHz（超高频SHF频段）。 AEHF将最终取代Milstar星座，用户数据速率提高了五倍，从而可极大改善战术通信，包括实时视频、战场地图和目标数据。AEHF卫星利用窄带点波束实现与地球通信，并在卫星之间交联，实现基于空间的中继，比通过地面枢纽跳转中继更安全。通过跳频无线电技术和相控阵天线，可对抗许多潜在的干扰源。

洛克希德·马丁公司将按合同交付六颗AEHF卫星和任务控制部分，诺斯洛普·格鲁门空天系统公司将提供有效载荷。 2018年10月，第四颗AEHF保护通信卫星从卡纳维拉尔角空军基地发射成功。第四颗卫星完成了地球静止轨道环绕，全面实现里程碑的全球覆盖。

AEHF系统第五和第六颗卫星开发正在进行中，同时升级地面任务规划系统。2019年3月，美国陆军战术网络项目与卫星通信产品项目部联合发布信息征询，旨在开发一种与运输平台无关、小型并具有灵活波形因数的 “先进极高频”（AEHF）系统终端，以支持AEHF系统星上扩展链路XDL，并可与AN/TSC-154A、AEHF安全移动抗干扰可靠战术终端（SMART-T）实现互操作。该终端可实现运输箱运输。美陆军希望相关解决方案能在不晚于2021财年的时间完成相关的演示与实验。

二

人工智能引入战术卫星通信

Viasat公司推出人工智能卫星通信应用

2018年10月，Viasat公司宣布通过其全球卫星通信架构提供安全的基于云的人工智能（AI）和机器学习应用，并为移动中的作战人员提供视距（LOS）战术网络技术。Viasat公司称其安全、集成的云网络解决方案可减少作战人员的认知负担，实现战场上更准确、更明智、更能挽救生命的决策。

Viasat已成功完成首次聚焦为战术边缘提供高级云功能的通信连接演示。展示了Viasat卫星通信架构和LOS战术网络通过集成Link 16、移动ad-hoc网络、Wi-Fi和LTE技术提供的整体通信解决方案，显著提高战术边缘的态势感知能力并实现美军新的作战概念。演示中，Viasat卫星网络和LOS技术提供了安全、高速、弹性的骨干连接，可将互联的设备连接到富媒体（mediarich ）AI以及由许多云技术提供商提供的基于机器学习的应用。

Viasat正与全球权威的云计算企业合作，为指战员提供先进的人工智能和基于机器学习的作战能力，包括预测分析和富媒体情报、监视和侦察数据到指定的输出。ViaSat公司通过现代化的端到端通信网络，将为指战员提供先进的数据驱动的态势感知能力和作战能力，提高决策能力；同时其创新的网络和LOS连接可提供下一代战场物联网（IoBT），极大提高军事备战和执行任务的效率。

Viasat将通过其混合自适应网络（HAN）概念提供泛在的保密卫星通信，满足访问“云使能”军事应用需求。HAN提供创新的Viasat端到端卫星通信访问，如主动赛博防御、分层的弹性和优选的卫星能力，以支持需要IoBT和基于云的应用的一系列操作。HAN允许用户在不同的网络（政府和私营部门）之间无缝运行，创建端到端的分层、弹性网络，目前这是Viasat公司独有。

休斯公司基于人工智能的卫星通信业务管理和控制技术

美国休斯网络系统公司（HNS）2018年12月成功向美军高层演示了一种新的基于人工智能的业务管理和控制技术。这项称为“可变调制解调器接口（Flexible Modem Interface，FMI）”的应用软件可实现不同卫星通信技术之间的协同操作。

FMI采用了一种名为“规则引擎”的人工智能技术，是空军某项计划的一部分，旨在为军用终端开发FMI，以实现军用和商用卫星通信系统的实时协同操作。FMI原型将在支持宽波束，点波束和星上处理的任务管理架构背景下进行演示，包括新的静止轨道（GEO）和低地球轨道（LEO）卫星星座，使国防部能够充分利用商用高通量卫星（HTS）以及未来的LEO和MEO网络和自己的军用卫星，以提供不间断的通信，使空军实现弹性更大、可用性更高、成本更低的卫星通信能力。该项目历时6个月（2018年2-7月）完成。

不断演变的受保护战术波形（PTW）

由于卫星在全球政府和军事事物中发挥着越来越重要的作用，其遭受的破坏也在不断上升。随着受保护战术波形（PTW）的出现，通过商业卫星进行通信将会变得更加安全。PTW是一种能提供弹性抗干扰通信的波形，将保护重要的战场通信免受恶意干扰。

PTW由美空军研发，目前正进行战场测试。根据2018年相关的报告，PTW的早期飞行功能试验证明是非常有前途的技术。2018年底，美国空军宣布推出更具弹性的PTW，以便在受保护的战术卫星通信系统内实现抗干扰能力。

据2018年12月26日太空新闻网站报道，美国空军正在开发软件和卫星通信地面设备，在近期提升对宽带全球卫星通信（WGS）网络的保护，网络安全升级的重点是“受保护战术波形”（PTW）抗干扰通信软件。PTW波形则由“受保护战术企业服务”（PTES）负责管理。PTES是一个辐射型（hub-and-spoke）系统，它包括任务管理系统、密钥管理系统和主站。它将利用兼容PTW的调制解调器或终端通过WGS卫星向用户提供受保护战术通信服务，未来还将向商业卫星通信扩展，在C、Ku和商业Ka频段商业卫星上实现PTW，提供受保护战术服务。PTES的联合地面系统开发合同由波音公司承担，预计2025年12月前完成。

空军很快将要求卫星部门提供有关信息，以便在竞争环境中使用受保护卫星通信。战术卫星通信对全球军事行动至关重要，空军正在加快部署受保护的战术卫星通信系统，以确保全球的作战人员能够获得安全可靠的通信。

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