5G通信技术在陆军通信中的应用

　　5G，即第五代通信技术。与当前的4G网络相比，5G网络具有以下3大优势。第一，更快的下载速度。5G的下载速度至少可达到4G网速的10倍，最高可达100倍。第二，更低的延迟。目前4G网络的延迟约为3050毫秒，而5G网络则能达到1毫秒甚至更低的延迟。第三，更大的容量。5G的大容量意味着网络将同时更好地应对更多的需求，从物联网设备生成的数据、虚拟现实体验到同步高清视频流，都将得以实现。第四，更高的可靠性。5G将会是可靠度非常高的网络，这将使5G广泛用于一些关键行业，如健康行业和互联网汽车行业。第五，更强的灵活性。网络切片可以将一个物理5G网络划分为多个虚拟网络，因此运营商可以根据使用要求来使用正确的“切片”即可。
　　从军用方面来说，5G可以提高战场的通信速度，使信息传输更加快速稳定，保障信息的及时性和集成性，为武装部队提供更大的系统容量、更多的设备连接以及超高速传输。国际知名智库战略和国际研究中心（CSIS）高级副总裁詹姆斯·路易斯在2018年12月发布的研究报告《5G将如何塑造创新和安全：入门读本》中预测：“5G将成为新型军事技术的基础，如机器人、人工智能和一些先进的传感设备。”
　　当前，为了在5G领域处于领先地位，各国展开了激烈的竞争。2018年12月，美国国际战略研究中心发布题为《5G技术将重塑创新与安全环境》的报告。报告将5G通信技术的竞争上升为国家层面的战略竞争，认为当敌对力量涉及5G通信技术的竞争时，国家安全就会出现薄弱点，面临风险。5G通信技术将从两个方面对未来智能化战争产生重要的推动作用。一方面，5G通信技术的通信特性使各国能够在未来战场上更加有效地指挥控制各种无人系统。而5G网络的高速率、低延时的特性将使得对战场各类无人系统的操控更加精准、各类作战系统的自主操控能力将得到极大提升。另一方面，5G通信技术将进一步与人工智能技术相融合，从而能够提升战场智能化程度。由于未来战场5G网络将接入大量不同类型的战场终端，并随之产生可观的战场数据，基于5G的军用通信系统将对未来智能化战场起到举足轻重的作用。

5G在军用通信系统中的应用前景

　　军用通信系统在现代化战争中占据着重要地位，发挥着不可替代的作用。以信息化和网络中心化为核心的现代战争中，军用通信技术能够高效、稳定、可靠的分发与共享情报、指挥等信息，将战场上不同的平台联通为一个作战网络，实现体系作战。在实际作战过程中，各单元必须借助无线通信技术，进行必要的信息交流，并实时跟踪作战情况，灵活变动作战计划。而军事通信在异构网络的保护下运行，需要在全球范围内提供可彼此协作的语音、视频和数据服务，并根据安全策略、传输需求和终端用户的个人需求进行划分。5G通信技术作为一种聚合技术，包含了一系列网络制式和技术，可以为终端用户提供传统语音、视频和数据需求方面的服务。比如，目前5G研究的关键性技术主要有大规模的MIMO天线阵列、超密集组网、高频段通信、非正交多址接入（NOMA）技术等，这些技术都将被广泛应用到军事通信中，为战场士兵通信、人机通信等实现技术保障。
　　现代战争的指挥系统已经将装备单兵综合战斗系统的参战士兵作为一个节点纳入战场自动化指挥和控制的信息平台中，在战场上，每一个参战士兵都是战场信息网中的一个节点、一个终端。单兵通信系统是单兵综合战斗系统的一个重要组成部分。它可作为单兵侦察通信系统，可在战斗中实施抵近侦察、敌后渗透侦察以及战场态势信息的通信联络等任务。士兵已经成为现代战争中非常重要的一部分，世界各国也早已推出各种研究项目，例如美国未来部队战士（FFW）、英国未来步兵技术（FIST），其目的就是創建完全集成的作战系统。除了在保护子系统和武器子系统上的巨大改进外，另一主要方面是为士兵提供先进的视觉、语音和数据通信设备，以此提升在军事网络的操作边缘提供重要信息的能力。
　　未来智能化战争对战场士兵通信提出了很高的要求，主要体现在三个方面。
　　一是通信传播，主要包括作战过程中的语音传输、图像传输和视频传输。比如，一小队协同部署的步兵部队通过可穿戴无线通信设备，在混乱的城市作战环境中接收和发送指令。随着部队在该环境下前进，他们之间的通信要求也会随时发生变化，从语音信息、文字信息、图像信息到实时的视频信息，都需要高效快速的传输以保障信息的及时性和有效性。目前，4G LTE的频段最高频率约在2吉赫兹左右，其可用频谱带宽只有100兆赫兹。相比之下，基于毫米波的5G通信，其频谱宽带可翻10倍，时延可精确到毫秒级，因此在战场通信传输方面可以实现更加快速、清晰的传输。
　　二是通信保密。为了实现以网络为中心的最佳作战，战场信息除了必须在士兵中间进行有效传输，同时也要保持较低的可侦察性和可拦截性。目前，因频段资源的短缺，军用移动通信系统和民用移动通信系统常发生频段重叠使用、互相干扰的问题。5G通信技术不仅充分利用了现有的通信资源，同时也向毫米波通信资源扩展，从而使军队可以拥有专门频率，士兵通信可通过军队专有频段进行传输，从而提高军队通信的安全性。

　　三是无线通信设备电池能耗问题。常规的网络数据传输会消耗很大的能量，在现代战场中，士兵间通信依靠的是随身穿戴或是携带的无线通信设备，电池进行更换或充电有时往返要耗时数天。因此，若通信功耗问题得以解决，将极大推动智能化设备在战场上的广泛应用。5G通信技术在提高数据传输速率的同时能够大幅降低数据传输过程中的能耗，提高无线通信设备的电池使用效率，保障战场士兵通信效率。