國(guó)動(dòng)智庫(kù) | 美軍未來(lái)6G通感網(wǎng)戰(zhàn)略布局、技術(shù)內(nèi)涵與作戰(zhàn)運(yùn)用方式

美軍未來(lái)6G通感網(wǎng)戰(zhàn)略布局、技術(shù)內(nèi)涵與作戰(zhàn)運(yùn)用方式

戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)正向智能化、體系化演進(jìn)，通信網(wǎng)絡(luò)功能已從信息傳輸向傳輸、感知、計(jì)算一體化轉(zhuǎn)變。美國(guó)國(guó)防部自2020年設(shè)立FutureG辦公室以來(lái)，將6G技術(shù)視為戰(zhàn)略重點(diǎn)。其提出的通感一體化（ISAC）網(wǎng)絡(luò)，將通信基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)化為分布式感知體系，改變了傳統(tǒng)電磁頻譜利用模式，打破了通信與雷達(dá)系統(tǒng)的架構(gòu)壁壘。

二、戰(zhàn)略布局與發(fā)展脈絡(luò)

（一）戰(zhàn)略動(dòng)因

美軍推進(jìn)FutureG主要基于兩點(diǎn)：一是民用無(wú)線技術(shù)迭代速度快于軍用系統(tǒng)，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)無(wú)法滿足帶寬與連接密度需求；二是CJADC2要求融合多域傳感器與射手，構(gòu)建快速閉環(huán)，需通信網(wǎng)絡(luò)具備低時(shí)延、高可靠性及內(nèi)生感知能力。

（二）演進(jìn)路線

美軍FutureG發(fā)展現(xiàn)階段參與3GPP標(biāo)準(zhǔn)制定，重點(diǎn)推進(jìn)5G-Advanced（Release 18）；中期進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證與原型開發(fā)；預(yù)計(jì)2030年代進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)部署。

（三）組織體系與工業(yè)協(xié)同

美軍建立了分層治理體系，頂層由國(guó)防部研究與工程副部長(zhǎng)辦公室統(tǒng)籌；FutureG辦公室負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接與跨軍種協(xié)調(diào)；DARPA負(fù)責(zé)前沿技術(shù)攻關(guān)；各軍種研究部門負(fù)責(zé)應(yīng)用驗(yàn)證。

FutureG辦公室確立了五個(gè)技術(shù)領(lǐng)域：彈性開放商業(yè)解決方案（ROCS）、遠(yuǎn)征與戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用（ETU）、泛在安全即時(shí)接入（USIA）、通感一體化（ISAC）及敏捷頻譜作戰(zhàn)（ASO）。其中ISAC為2023年新增重點(diǎn)。美軍通過(guò)開放無(wú)線接入網(wǎng)（Open RAN）架構(gòu)，整合軍工企業(yè)與商業(yè)通信公司資源，構(gòu)建融合發(fā)展模式。

三、關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)涵與工業(yè)基礎(chǔ)

（一）通感一體化波形與硬件

ISAC通過(guò)統(tǒng)一波形與硬件平臺(tái)，在同一頻譜實(shí)現(xiàn)通信與感知。其利用射頻信號(hào)傳播中的反射與散射特性，將通信終端轉(zhuǎn)化為感知節(jié)點(diǎn)。技術(shù)上需解決通信調(diào)制與雷達(dá)探測(cè)在峰均比、模糊函數(shù)等指標(biāo)上的矛盾，發(fā)展聯(lián)合波形設(shè)計(jì)。這對(duì)射頻前端、寬禁帶半導(dǎo)體及高功率放大器提出新要求，推動(dòng)射頻微系統(tǒng)向“全時(shí)全譜”發(fā)展。

（二）智能頻譜管理與邊緣計(jì)算

FutureG網(wǎng)絡(luò)集成人工智能技術(shù)：包括頻譜智能感知與動(dòng)態(tài)分配、網(wǎng)絡(luò)自配置與自優(yōu)化、感知數(shù)據(jù)邊緣處理。這要求在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下部署高算力、低功耗的邊緣計(jì)算芯片及異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)。

（三）云原生架構(gòu)與安全機(jī)制

FutureG采用云原生設(shè)計(jì)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）和軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）實(shí)現(xiàn)資源彈性伸縮。在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中融入“零信任”安全機(jī)制，執(zhí)行嚴(yán)格的身份驗(yàn)證與加密。同時(shí)推行Open RAN開放接口標(biāo)準(zhǔn)，打破單一供應(yīng)商依賴，降低全生命周期成本。

（四）高頻段通信與大規(guī)模連接

FutureG拓展100 GHz以上頻段（含太赫茲波段），以獲取高速率通信和高精度感知能力，并支持每平方公里百萬(wàn)級(jí)設(shè)備連接，支撐戰(zhàn)場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)部署。這對(duì)固態(tài)太赫茲源、高靈敏度探測(cè)器及低損耗傳輸介質(zhì)提出需求。

四、作戰(zhàn)運(yùn)用方式研判

（一）構(gòu)建分布式感知網(wǎng)絡(luò)

通感網(wǎng)將感知功能下沉至通信節(jié)點(diǎn)，形成分布式探測(cè)網(wǎng)。利用密集基站輔助傳統(tǒng)雷達(dá)進(jìn)行多基協(xié)同探測(cè)；利用信號(hào)多徑效應(yīng)實(shí)現(xiàn)非視距環(huán)境下的目標(biāo)感知；融合多頻段數(shù)據(jù)生成綜合態(tài)勢(shì)圖，壓縮隱蔽空間。

（二）支撐“殺傷網(wǎng)”構(gòu)建

通感網(wǎng)支撐美軍從線性“殺傷鏈”向網(wǎng)狀“殺傷網(wǎng)”轉(zhuǎn)型。依托“通信+感知+計(jì)算”架構(gòu)，感知數(shù)據(jù)在邊緣完成處理，輔助決策系統(tǒng)生成方案，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分發(fā)指令至各節(jié)點(diǎn)，縮短“發(fā)現(xiàn)-打擊”周期。

（三）賦能網(wǎng)電一體作戰(zhàn)

通感網(wǎng)具備電磁態(tài)勢(shì)感知功能，可為電子戰(zhàn)提供目標(biāo)指示。在遭受干擾時(shí)，網(wǎng)絡(luò)利用頻譜管理策略與多頻段冗余恢復(fù)通信，形成“感知-對(duì)抗-再感知”閉環(huán)，提升電磁頻譜對(duì)抗效能。

（四）支持無(wú)人集群協(xié)同

基于高連接密度特性，通感網(wǎng)可支撐大規(guī)模無(wú)人集群作戰(zhàn)。通過(guò)解決集群內(nèi)部通信自干擾問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)廣域協(xié)同感知與數(shù)據(jù)共享，維持復(fù)雜環(huán)境下的連接韌性，支持蜂群協(xié)同突防與打擊。

五、結(jié)語(yǔ)與啟示

美軍FutureG通感網(wǎng)是通過(guò)ISAC技術(shù)整合通信與感知功能，結(jié)合邊緣計(jì)算與云原生架構(gòu)，試圖構(gòu)建全域覆蓋的智能化網(wǎng)絡(luò)基座。需通過(guò)前瞻性技術(shù)布局與裝備研發(fā)，應(yīng)對(duì)未來(lái)軍事競(jìng)爭(zhēng)。

對(duì)此，需采取針對(duì)性措施：

（一）加強(qiáng)基礎(chǔ)理論攻關(guān)。 重點(diǎn)研究協(xié)同感知波形設(shè)計(jì)、智能頻譜管理及抗干擾技術(shù)。

（二）布局基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)能力。 發(fā)展太赫茲技術(shù)、寬禁帶半導(dǎo)體及邊緣計(jì)算芯片，建立自主工業(yè)基礎(chǔ)。

（三）跟蹤驗(yàn)證對(duì)抗手段。 研究反制通感網(wǎng)“網(wǎng)絡(luò)化透明”與“殺傷網(wǎng)”的戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法，開展體系對(duì)抗仿真，確保在復(fù)雜電磁環(huán)境下具備對(duì)抗能力。

（本文為開源文獻(xiàn)，由軍融國(guó)動(dòng)智庫(kù)研究人員編譯/寫，僅代表個(gè)人觀點(diǎn)）