科学掌控频谱资源能够形成无形战斗力

科学掌控频谱资源能够形成无形战斗力

http://www.sina.com.cn 2004年02月11日07:39 解放军报

频谱，是一种特殊的、有限的和不可再生的自然资源，是信息的重要通道。就像不同的车辆有不同的车道一样，不同的无线电广播要使用不同的频率，不同的电视台要使用不同的频道。这里我们所说的频谱，是无线电通信所使用的3000GHz以下的无线电电磁波的频谱，它正在人们的工作和日常生活以及军事领域中发挥着愈来愈重要的作用。　　日益增值的重要资源　　在无线电通信发展的早期，由于所使用的频率范围有限，加上电台的数量也很少，所以频谱可以看作是一种丰富的自然资源。从20世纪中期开始，特别是20世纪80年代以来，随着微电子技术和计算机技术的不断进步及其在军事上的广泛应用，使得新技术和新系统不断出现。在军事应用方面，从雷达到传感器、从移动无线电台到卫星通信系统、从普通交换技术到分组通信业务、从扩频通信系统到软件无线电以及全球移动信息系统等相继出现。目前，频谱的拥挤程度，就好像在大中城市中道路的建设常常赶不上汽车数量的增加，因而造成了交通堵塞一样。不过，道路交通可以通过基础建设加以改善，而无线电频谱是一种可以重复使用，但却不能人为增加的自然资源，这也是无线电频谱日趋增值的重要原因之一。　　众所周知，由于无线电通信可以带来巨大的经济利益，所以国内外商业用户对频谱的需求越来越强烈。例如：IMT-2000（3G）可以说是移动与无线电通信当前最耀眼的亮点之一。欧洲的一些运营商，围绕3G核心频谱的拍卖与分配，一掷千金。各运营商也甘冒重大风险，纷纷下注，迅速抬高频谱拍卖的价格，导致了拍卖频谱的“天价”出现。高速宽带无线的接入，及第四代（4G）甚至第五代（5G）移动通信开始启动，将使无线电频谱变得更加拥挤。尤其近期蜂窝移动用户的持续增加，以及对于移动宽带数据业务需求的快速增长，成为直接引发频谱激烈竞争的重要原因。可以预见，未来各方面对频谱展开的竞争将更加激烈，必然导致频谱资源的迅速增值。　　同样的变化也发生在军事领域。新的军事变革正在悄悄进行，在这一进程中，最为明显的变化就是信息化、数字化战场对信息需求量的快速增长。据统计，美军联合作战对信息的需求正在以每年超过18%的速度快速增长。在信息化时代，作战离不开通信、雷达、电子对抗、航空导航、全球定位和情报侦察等系统，但所有这些系统都必须依赖射频频谱的应用，这一切自然加速了军队对频谱的需求，因此也迅速提升了频谱在现代战争中的作用并使其日趋增值。　　无形的战斗力　　回顾人类战争史，烽火台、火炬、信号弹、反光镜和信号旗都曾作为传输作战指挥信息的重要手段。由于它们都以可见光波作为传输媒介，因此这些传输手段在一定程度上受到了视线距离的限制。　　1895年，马可尼进行了电磁辐射与接收的试验之后，英国皇家海军便成为了无线电通信的积极倡导者。当马可尼在1901年实现了跨大西洋的无线电通信后，很快这一新技术便于1907年开始了它的商业应用，同时也引起了世界各国军界的普遍关注，并在第一次世界大战中应用到了军事领域。由此人类跨入了使用电磁频谱进行无线电通信的时代，并开始将无线电频谱这一种自然资源用于战争。　　现代战争中，频谱问题对作战产生了重要的影响。在科索沃战争中，由于频谱管理出现问题，美军的侦察系统与南联盟邻国的商业广播系统发生相互干扰，致使获取情报的军事行动曾被迫中止；由于频率指配不当，造成防止空中相撞系统（E-TCAS）之间通信不畅，导致了在恶劣的天气条件下，加油机无法接近飞行编队而没有能力进行空中加油；同样由于频率指配出现了问题，许多为陆、海、空三军新近研制的电子系统，在科索沃战争中不能正常工作，就连美军最新研制的软件无线电台（JTRS）也因为没有开发出与之相适应的频谱指配技术，而只能像老式的、硬件定义的电台一样，被限制在固定频道上使用。　　以上事例说明，作战部队及其武器装备系统不能正常发挥战斗力的原因，并非都是由于人为损害、不当的维护以及敌方的电子对抗措施所造成。在大多数情况下，恰恰是由于没能为那些依赖无线电频谱工作的新型作战系统分配合适的频率。由此可见，频谱和有效的频谱管理在现代战争中的作用以及它们不断体现出来的巨大价值，应引起兵家的高度重视。　　据美国商务部的报告估计：在未来十年内，美军的军用频谱需求量将增加70%，卫星系统需要的频谱将增加500%，一部新型雷达（F-22）可能需要1GHz的带宽。难怪国外军事评论家认为：“频谱是一种无形的战斗力，并且是可与火力、机械动力相提并论的新型战斗力”。并且预言，“21世纪将是频谱战的时代”。频谱已经由一种普通的自然资源，迅速成为作战电子体系发挥正常效能的关键因素。　　有效地利用频谱资源　　近年来，由于软硬件技术的不断进步，使得扩频通信系统、软件无线电、智能?煜摺⑿滦屠状铩⒏吡槊舳却衅鳌⑷蛞贫畔⑾低车仁昵安豢上胂蟮木?事通信手段已经或即将变成现实。新一代移动通信系统所使用的软件无线电和智能天线将使战场电磁环境变得更加复杂。新的射频技术正在改变着频谱的使用方式，它已经对今天的固定分配模式提出了挑战。　　另外，全球移动信息系统的研发必然对频谱资源提出新的要求，频率共享技术和动态频率指配也将对现有的频谱管理框架提出挑战。虽然目前还难以对其进行定量的分析与评估，但有一点可以肯定，频谱的重要性在变改中正在不断增强。未来频谱领域的研究重点应包括：频谱共享与动态分配、广域自适应频谱应用以及电台本身对无线电频谱的自动感知能力等。　　当前，军事家们都已认同这样的观点：“信息优势是作战获胜的关键”，但要取得这一优势，频谱的作用不可低估。因此，实施科学、合理、有效的频谱管理与频率指配，已成为提高战斗力的重要因素之一。所以，随着军队的指挥、控制、通信和情报等系统以及武器装备对于频谱的需求大量增加，频谱在战争中的作用会越来越大，它必将在新的军事变革中成为信息化、数字化战场上战斗力的“倍增器”。