寬帶移動(dòng)通信成功護(hù)航“神九”回家，充分體現(xiàn)了寬帶移動(dòng)通信作為現(xiàn)代國(guó)防科技典型代表所具有的發(fā)展快、技術(shù)新、應(yīng)用廣等特點(diǎn)。

2012年6月29日，神舟九號(hào)飛船在經(jīng)過(guò)13天的太空之旅后順利返回地面，主著陸場(chǎng)寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)圓滿完成神舟飛船返回艙著陸場(chǎng)搜救指揮通信保障任務(wù)。當(dāng)神舟九號(hào)飛船飛出黑障區(qū)后，在主著陸場(chǎng)待命的指揮直升機(jī)和通信直升機(jī)群迅速飛向指定空域盤旋待命，機(jī)上的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)啟動(dòng)，視頻采集、指揮調(diào)度指令、熱線電話和延伸電話同時(shí)開(kāi)啟。隨后，直升機(jī)群發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，機(jī)上的攝像機(jī)立刻捕捉到了“神九”返回艙畫(huà)面，清晰、穩(wěn)定的圖像通過(guò)寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)傳到了北京飛控中心。返回艙順利落地后，指揮直升機(jī)飛向目標(biāo)并在附近降落，攜帶超短波背負(fù)臺(tái)的搜救通信員迅速奔向返回艙，在空中盤旋的通信直升機(jī)群也牢牢鎖定了返回艙，把不同角度、多方位的航拍畫(huà)面和數(shù)據(jù)從內(nèi)蒙古著陸現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)傳到了北京飛控中心，第一時(shí)間提供豐富的飛船返回艙現(xiàn)場(chǎng)信息。此后，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的中央電視臺(tái)的實(shí)時(shí)報(bào)道也通過(guò)寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)傳到了北京，傳至千家萬(wàn)戶。寬帶移動(dòng)通信成功護(hù)航“神九”回家，充分體現(xiàn)了寬帶移動(dòng)通信作為現(xiàn)代國(guó)防科技典型代表所具有的發(fā)展快、技術(shù)新、應(yīng)用廣等特點(diǎn)。

移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展快

移動(dòng)通信可以說(shuō)從無(wú)線電發(fā)明之日就相遇而生、相伴發(fā)展。1897年，馬可尼在陸地和一只拖船之間利用無(wú)線電進(jìn)行了消息傳輸，成為了移動(dòng)通信的開(kāi)端。至今，移動(dòng)通信已有100多年的歷史，技術(shù)演進(jìn)日新月異，更新?lián)Q代越來(lái)越快。

1978年，第一代模擬蜂窩網(wǎng)移動(dòng)通信系統(tǒng)誕生，采用了模擬調(diào)制技術(shù)和FDMA接入方式，成功去掉了將電話連接到網(wǎng)絡(luò)的用戶線，用戶第一次能夠在移動(dòng)的狀態(tài)下?lián)艽螂娫?。第一代移?dòng)通信系統(tǒng)的典型代表是美國(guó)的AMPS系統(tǒng)和后來(lái)的改進(jìn)型系統(tǒng)TACS，以及NMT和NTT等。

第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代中期，實(shí)現(xiàn)了由模擬到數(shù)字通信的跨越，采用了數(shù)字調(diào)制技術(shù)以及TDMA或CDMA接入方式，為移動(dòng)用戶提供了無(wú)縫的國(guó)際漫游。第二代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的典型代表是美國(guó)的DAMPS系統(tǒng)、IS-95和歐洲的GSM系統(tǒng)。

21世紀(jì)之初，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)橫空出世，是第一個(gè)真正意義上的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)，提供高質(zhì)量的寬帶綜合業(yè)務(wù)。第三代移動(dòng)通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作由3GPP和3GPP2標(biāo)準(zhǔn)化組織來(lái)推動(dòng)和實(shí)施，主要體制有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。

當(dāng)前，第四代移動(dòng)通信技術(shù)正異軍突起，是又一次移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)，其發(fā)展目標(biāo)已達(dá)成基本共識(shí)，將包含傳輸速率達(dá)到100Mbps的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)和傳輸速率達(dá)到1Gbps的無(wú)線接入系統(tǒng)兩個(gè)組成部分。LTE技術(shù)在世界上首次投入公共應(yīng)用，是人類有史以來(lái)發(fā)明的最復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)。

新一代寬帶無(wú)線移動(dòng)通信代表了國(guó)防科學(xué)技術(shù)的主要發(fā)展方向。2007年12月26日，國(guó)務(wù)院總理溫家寶主持國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，審議并原則通過(guò)新一代寬帶無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)實(shí)施方案，將其確定為《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中16個(gè)重大科技專項(xiàng)之一。百年的移動(dòng)通信必將迎來(lái)又一個(gè)百年的跨越發(fā)展、巨大變化。

寬帶移動(dòng)通信技術(shù)新

護(hù)航“神九”回家的主著陸場(chǎng)寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)由上海交通大學(xué)、數(shù)字電視國(guó)家工程研究中心團(tuán)隊(duì)于2011年研發(fā)成功。這套系統(tǒng)由通信直升機(jī)中心站設(shè)備、指揮直升機(jī)機(jī)載設(shè)備、光學(xué)點(diǎn)車載設(shè)備、搜救通信員便攜背負(fù)臺(tái)組成。通信直升機(jī)把航拍圖像和指揮調(diào)度指令、熱線電話、延伸電話以及搜救數(shù)據(jù)，通過(guò)機(jī)載超短波設(shè)備傳至光學(xué)點(diǎn)車載超短波設(shè)備，再將上述信息經(jīng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)至北京飛控中心，實(shí)現(xiàn)了前后方實(shí)時(shí)的視頻、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通信鏈路較長(zhǎng)，業(yè)務(wù)類型全面。

系統(tǒng)采用了多項(xiàng)最新移動(dòng)通信技術(shù)，改進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)接入算法，使得系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間大幅縮短，多組搜救分隊(duì)在幾秒內(nèi)即能完成聯(lián)網(wǎng)，協(xié)同開(kāi)展搜救任務(wù)。提出并實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)拓?fù)滏溌吩Ａ柯?lián)合優(yōu)化算法，搜救分隊(duì)的搜救半徑由原來(lái)的5公里擴(kuò)大到30公里，大大提升了搜救范圍。全面優(yōu)化了系統(tǒng)的抗干擾能力，保障系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下的通信可靠性，確保“全程可視化”。

繼“神六”、“神七”、“神八”之后，寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)第4次成功應(yīng)用于神舟飛船返回艙地空搜救行動(dòng)。期間，系統(tǒng)不斷創(chuàng)新采用新型移動(dòng)通信技術(shù)，融合新型通信組網(wǎng)技術(shù)，變革移動(dòng)通信設(shè)備。這也昭示了移動(dòng)通信領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步日新月異、停滯就要落伍的特點(diǎn)和需求。尤其是在新型調(diào)制技術(shù)、智能天線技術(shù)和多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等方面體現(xiàn)得淋漓盡致。

一是新型調(diào)制技術(shù)。調(diào)制技術(shù)是決定系統(tǒng)頻譜利用率的關(guān)鍵技術(shù)，一直是移動(dòng)通信關(guān)注的研究熱點(diǎn)。近年來(lái)人們正在致力于研究一些更能適應(yīng)復(fù)雜通信環(huán)境和多變業(yè)務(wù)需求的調(diào)制方式，多載波調(diào)制就是一個(gè)典型的例子。多載波調(diào)制的原理是把傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流分解成若干個(gè)子數(shù)據(jù)流，每個(gè)子數(shù)據(jù)流具有容量小得多的碼元速率，然后用這些子數(shù)據(jù)流去并行調(diào)制若干個(gè)載波。

二是智能天線技術(shù)。智能天線是一種自適應(yīng)陣列天線，通過(guò)調(diào)節(jié)各陣元信號(hào)的幅度和相位的加權(quán)因子，使天線的方向圖可以在任意方向上形成尖峰或者凹陷。智能天線的理想目標(biāo)是能在發(fā)射機(jī)或接收機(jī)快速移動(dòng)時(shí)，以一個(gè)或多個(gè)高增益窄波束分別對(duì)準(zhǔn)并跟蹤干擾信號(hào)的方向，多用戶可以占用同一個(gè)信道工作而互不干擾，實(shí)現(xiàn)所謂的“空分多址”。智能天線類似于一個(gè)空間濾波器，其突出的優(yōu)點(diǎn)是能夠減少或者濾除同道干擾和多址干擾，因而能顯著提高通信系統(tǒng)的通信容量。

三是多層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在移動(dòng)通信的發(fā)展初期，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃主要由“區(qū)域覆蓋”驅(qū)動(dòng)，其基本出發(fā)點(diǎn)是保證在所需的地區(qū)內(nèi)不出現(xiàn)通信死角。這種大型小區(qū)和小型小區(qū)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)仍然是單層的、互不交疊的。多層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)允許網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置不同的資源層，并根據(jù)業(yè)務(wù)性質(zhì)進(jìn)行分類，把同類性質(zhì)的業(yè)務(wù)納入同一資源層之中，以提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。多層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)便于通信資源的合理分配和有效利用，滿足移動(dòng)用戶對(duì)預(yù)定業(yè)務(wù)的需求。

寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)用廣

隨著信息時(shí)代的到來(lái)，軍事通信成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)制勝的關(guān)鍵。未來(lái)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)，是一體化聯(lián)合作戰(zhàn)樣式，其作戰(zhàn)指揮要依靠集預(yù)警探測(cè)、情報(bào)偵察、信息傳輸、指揮控制、電子對(duì)抗、綜合保障等系統(tǒng)于一體的指揮信息系統(tǒng)，而構(gòu)建三軍一體、軍民一體、廣域一體的通信系統(tǒng)至關(guān)重要。戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)的演變，使軍事寬帶移動(dòng)通信從過(guò)去戰(zhàn)爭(zhēng)中“跑龍?zhí)住钡摹芭浣恰?，逐步進(jìn)化成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中“演主打”的“主角”，從以往戰(zhàn)爭(zhēng)“后臺(tái)”默默無(wú)聞的“無(wú)名英雄”逐步發(fā)展成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)“前臺(tái)”沖鋒陷陣的“信息斗士”。寬帶移動(dòng)通信技術(shù)成功保障了從神舟六號(hào)到神舟九號(hào)的返回艙搜救指揮任務(wù)，并作為著陸場(chǎng)核心搜救通信手段將繼續(xù)服務(wù)于更多的后續(xù)任務(wù)。寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)以其完整成熟的通信架構(gòu)、穩(wěn)定可靠的通信機(jī)制、靈活多樣化的業(yè)務(wù)模式，必將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)向軍事通信現(xiàn)代化乃至我軍信息化的縱深拓展。

發(fā)達(dá)國(guó)家軍事通信在移動(dòng)通信能力方面發(fā)展很快，美軍先后研制部署了GloMo（全球移動(dòng)信息系統(tǒng)）、SUO SAS（小部隊(duì)作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)）、WIN-T（指戰(zhàn)員信息網(wǎng)-戰(zhàn)術(shù)部分）、Mosaic（多功能、動(dòng)中通、抗毀、自適應(yīng)綜合通信）、JTRS（聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)）等新型寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)裝備。法國(guó)的RITA2000高級(jí)通信系統(tǒng)是世界上第一個(gè)支持?jǐn)?shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)的戰(zhàn)術(shù)ATM多媒體交換通信系統(tǒng)，提供話音、數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、可視電話、電視會(huì)議、傳真和電子郵件服務(wù)、本地網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)服務(wù)，提供目前西方國(guó)家使用的各種軍用和商用網(wǎng)絡(luò)接口，并綜合有衛(wèi)星通信的能力。英軍現(xiàn)役的戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)有PARTMIGAN（松雞）、MRS（多功能無(wú)線電系統(tǒng)）和MRS2000。

我軍軍事通信網(wǎng)按通信聯(lián)絡(luò)保障范圍的不同分為戰(zhàn)略通信網(wǎng)和戰(zhàn)術(shù)（戰(zhàn)役）通信網(wǎng)。戰(zhàn)略通信網(wǎng)主要為國(guó)家最高指揮當(dāng)局、各軍兵種和戰(zhàn)區(qū)級(jí)指揮系統(tǒng)提供長(zhǎng)途定點(diǎn)通信服務(wù)，以固定通信系統(tǒng)為主。戰(zhàn)術(shù)（戰(zhàn)役）通信網(wǎng)的主要任務(wù)是為戰(zhàn)役軍團(tuán)、戰(zhàn)術(shù)兵團(tuán)和部隊(duì)（分隊(duì)）指揮提供保障，主要由移動(dòng)通信裝備組成，通信手段以移動(dòng)（無(wú)線）通信為主，多種通信手段并用。例如，野戰(zhàn)綜合通信系統(tǒng)等戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)廣泛使用了寬帶移動(dòng)通信技術(shù)，以短波、微波無(wú)線通信手段為主，結(jié)合使用了野戰(zhàn)被覆線、對(duì)稱（同軸）電纜、野戰(zhàn)光纜等多種有線通信手段，并逐步采用衛(wèi)星通信系統(tǒng)手段。

在新興的軍事物聯(lián)網(wǎng)方面，圍繞戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知、智能分析判斷和行動(dòng)過(guò)程控制等要素，實(shí)現(xiàn)全方位、全時(shí)域、全頻譜的有效運(yùn)行，從而破除“戰(zhàn)爭(zhēng)迷霧”，提高戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)己方的透明度，實(shí)現(xiàn)人與信息化武器裝備、設(shè)備、設(shè)施最佳結(jié)合的重要支撐手段，全面提升基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力。戰(zhàn)場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)信息節(jié)點(diǎn)的廣泛性和移動(dòng)性，決定了各種無(wú)線通信技術(shù)將是物聯(lián)網(wǎng)的主要聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。隨著第三代移動(dòng)通信的不斷發(fā)展普及，現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信功能日益強(qiáng)大，已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)支持的業(yè)務(wù)范圍更加廣泛。

隨著寬帶移動(dòng)通信技術(shù)由信息匯聚向協(xié)同感知、由單一感知向全面動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的演進(jìn)，將迎來(lái)一個(gè)智慧戰(zhàn)場(chǎng)的時(shí)代。散布在戰(zhàn)場(chǎng)上的自動(dòng)地面?zhèn)鞲衅骺膳c設(shè)在衛(wèi)星、飛機(jī)、艦艇上的所有傳感器有機(jī)融合，通過(guò)情報(bào)、監(jiān)視和偵察信息的分布式獲取，形成全方位、全頻譜、全時(shí)域的多維偵察監(jiān)視預(yù)警體系，利用寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集、分析和研究監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)感知戰(zhàn)場(chǎng)每個(gè)角落。

現(xiàn)實(shí)中，各國(guó)軍隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始將寬帶移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)，偵察敵情、監(jiān)控兵力、裝備和物資管理、判斷生物化學(xué)攻擊等。建立聯(lián)合戰(zhàn)場(chǎng)軍事裝備、武器平臺(tái)和軍用運(yùn)載平臺(tái)感知控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)地感知和實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析軍事裝備、運(yùn)載平臺(tái)等聚集位置、作業(yè)、損毀、維修和報(bào)廢全壽命周期狀態(tài)等；建立“從散兵坑到生產(chǎn)線”的保障需求、軍用物資籌劃與生產(chǎn)感知控制，以及“從生產(chǎn)線到散兵坑”的物流配送感知控制，以有效地實(shí)施作戰(zhàn)保障力量適時(shí)適地適量的綜合運(yùn)用與智能感知?jiǎng)討B(tài)管控；建立戰(zhàn)術(shù)偵察傳感信息網(wǎng)，通過(guò)向敵方重點(diǎn)目標(biāo)地域布撒聲、光、電磁、震動(dòng)、加速度等微型綜合傳感器，近距離偵察感知目標(biāo)地區(qū)作戰(zhàn)地形、敵軍部署、裝備特性及部隊(duì)活動(dòng)行蹤、動(dòng)向等，可與衛(wèi)星、飛機(jī)、艦艇上的各類傳感器有機(jī)融合，形成全方位、全頻譜、全時(shí)域的全維偵察監(jiān)視預(yù)警體系，從而提供準(zhǔn)確的目標(biāo)定位與效果評(píng)估。寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合應(yīng)用受到了軍事強(qiáng)國(guó)的高度重視和廣泛關(guān)注。

（作者系解放軍總參某研究所高級(jí)工程師）