多年来,通信平台在军事行动中的使用方式已发生显著变化。其现已成为任务成功、快速决策和维持战略优势的必备要素。本文深入探讨在军事环境中产生重大影响的现代通信工具,重点聚焦网络化通信、信号支持、网络安全策略以及不同部队在联合与多国任务中的协同机制。同时,其应对了若干主要挑战,如电磁频谱拥堵、网络威胁以及在恶劣环境中安全数据传输的需求。通过整合美军FM 6-02《作战信号支持》及最新科学研究的见解,本文强调了军事通信技术的最新进展及其对作战效能的提升作用。此外,该研究展望了未来可能性,例如用于防御目的人工智能驱动通信平台、量子加密和尖端卫星网络。本文的主要贡献是开发了一种结构化、人工智能赋能的通信工作流程,该流程集成量子安全加密、区块链认证和天基协调,以提升多域作战中的决策能力与韧性。
现代军事行动的效能高度依赖可靠、安全且适应性强的通信平台。随着战争日益网络中心化,跨陆、海、空、天、网等多域实时传输信息已成为战略必需。军事通信系统已发展为集成先进无线电网络、天基通信和加密数据传输,确保部署部队与指挥中心间无缝协同。多国行动、联合特遣部队和不对称作战的复杂性进一步凸显了即使在对立环境中也能运作的高安全性与互操作性通信基础设施的重要性。现代军事通信的关键方面是信号支持,其在网络连接性、网络安全和电子战攻击下保障信息持续流动。条令强调通信网络的敏捷性、冗余性和生存性,确保主通道受损时部队仍能运作。美军野战条令FM 6-02概述了互操作性、网络韧性和网络安全策略等信号支持基本原则。从模拟向数字平台的转型带来了高数据速率、人工智能辅助网络管理和自动加密协议等优势,但频谱拥堵、干扰和网络攻击等挑战依然存在。
军事通信平台研究近年因技术进步、作战挑战和安全关切而显著发展。数字通信网络、网络安全措施和战术通信策略的集成改善了平台效率。互操作性确保武装力量各军种及多国联盟间无缝信息交换,安全无线电网络、软件定义无线电和先进卫星通信系统是实现此目标的关键。传统与现代通信平台在传输介质、数据速率、安全性、互操作性、适应性和作战可靠性等方面存在差异:传统通信依赖模拟无线电信号,数据速率低,易受拦截,互操作性有限,系统固定频率,易受干扰;现代数字通信使用加密数字网络,具备高速宽带、端到端加密与人工智能安全、全集成互操作、软件定义频率敏捷、抗电子战与网络威胁。尽管现有研究讨论了人工智能、软件定义无线电或卫星系统等单个要素,本文独特提出了集成这些技术与区块链和量子加密的框架,其工作流程通过实时威胁适应、预测决策支持和统一跨域操作超越了现有架构。
军事通信平台的进展体现在人工智能与机器学习集成实现了自动威胁检测、实时数据处理和网络自愈能力,人工智能系统可预测网络威胁、管理带宽分配及优化拥堵环境下的数据传输。天基通信在远程作战中发挥关键作用,提供超视距连接、全球侦察和安全战场组网。低地球轨道卫星因低延迟、高速传输和高抗干扰性而受青睐,表2比较了军事行动中使用的不同天基通信技术:静地轨道卫星高度约35,786公里,延迟高(约500毫秒),全球覆盖但延迟大,抗干扰中等,数据传输速率有限,部署成本高;中地球轨道卫星高度约5,000-20,000公里,延迟中等(约200毫秒),区域覆盖,抗干扰高,速率中等,成本中等;低地球轨道卫星高度约500-1,500公里,延迟低(约50毫秒),高速全球覆盖,抗干扰极高,高速宽带,成本低于静地轨道/中地球轨道。
数字化转型中,网络安全仍是关键挑战,敌对行为者持续利用军事网络漏洞。网络攻击可破坏战场通信、拦截机密情报或操纵战略数据,需多层加密、实时入侵检测和人工智能异常检测系统应对。部队投资后量子加密、区块链认证和人工智能网络安防工具,自动化网络防御机制与零信任模型结合保障安全。未来趋势包括人工智能驱动自主网络自动化管理、优化信号传输及预测威胁;量子通信采用量子密钥分发和量子安全加密增强数据安全;基于物联网的防御系统实现实时传感集成、预测分析和自动侦察;增强现实通信通过全息战场界面提升态势感知与任务协同。
工作流程包含六个关键阶段,确保安全、自适应和任务驱动的通信,提升军种、联合特遣部队和多国联盟间的互操作性。步骤与说明如下:第一阶段为人工智能驱动网络初始化与配置,网络自动建立全部署单位间安全加密连接,基于人工智能的优化识别最佳通信路径以减少延迟和拥堵,量子加密从源头保护数据传输。第二阶段是自主战术信号管理与威胁检测,人工智能系统持续监控射频环境以应对干扰或网络威胁,智能频谱管理自动调整频率使用,区块链认证确保仅授权人员访问敏感通信。第三阶段实时多域信息共享,边缘计算和物联网传感器即时收集、分析和分发战场情报,基于人工智能的语音识别将命令转为加密数字消息,统一指挥网络保障陆、海、空、天、网部队无缝通信。第四阶段为战斗环境中的动态网络适应,低地球轨道卫星网络提供实时战场覆盖,减少对脆弱地面基础设施的依赖,软件定义无线电网络动态切换频率避免电子战干扰,云基态势感知平台使指挥官实时访问情报。第五阶段涉及人工智能引导决策支持与预测分析,人工智能战场助手分析数据并推荐最佳战术响应,预测性网络安全模型预判威胁并先制应对,自动化后勤协调保障供应链。第六阶段是持续网络演进与学习,自愈网络利用机器学习识别弱点并自动增强连接,基于人工智能的事后审查分析通信效能并优化未来任务,安全任务后数据存储保障历史记录保密。
表. 新一代军事通信工作流程
| 步骤 | 过程 | 使用技术 | 对军事行动的影响 |
|---|---|---|---|
| 1. 人工智能驱动网络初始化 | 自动建立安全连接与加密信道 | 人工智能驱动的路由,量子加密 | 更快、更安全的任务准备 |
| 2. 自主信号与威胁检测 | 实时射频扫描与自适应频谱利用 | 人工智能辅助的电子战防御,区块链安全 | 增强抗干扰能力与安全访问控制 |
| 3. 多域信息共享 | 跨平台无缝通信 | 基于物联网的情报,人工智能语音识别 | 更快的战场感知 |
| 4. 动态网络自适应 | 弹性卫星与基于软件定义无线电的网络 | 低地球轨道卫星,基于云的作战中心 | 在对抗环境中实现可靠通信 |
| 5. 人工智能引导决策支持 | 人工智能驱动的战场分析与预测性后勤 | 人工智能驱动的分析,威胁建模 | 提升决策速度 |
| 6. 持续网络演进 | 自愈网络与自适应人工智能 | 基于机器学习的安全,事后数据分析 | 长期韧性及未来优化 |
上表总结了该工作流程的步骤、过程、所用技术及对军事行动的影响:人工智能驱动网络初始化通过自动安全连接和量子加密实现更快更安全任务准备;自主信号与威胁检测通过实时射频扫描和自适应频谱使用增强抗干扰和安全访问控制;多域信息共享通过无缝跨平台通信提升战场感知速度;动态网络适应通过弹性卫星和软件定义无线电网络确保对立环境中可靠通信;人工智能引导决策支持通过人工智能战场分析和预测后勤改进决策速度;持续网络演进通过自愈网络和自适应人工智能实现长期韧性和未来优化。该工作流程将革新军事行动,提供高风险环境中不间断通信、改进决策与战术协调、更快部署与战备、先进网络安防保护及盟军间更大互操作性。下表对比了传统与下一代通信的关键优势:部署速度从手动设置变为人工智能自动化,缩短设置时间;作战可靠性从易受干扰变为自适应软件定义无线电和低地球轨道卫星,保障连续连接;网络安全从仅加密变为人工智能驱动和量子安全加密,强化数据保护;互操作性从限于军种特定网络变为统一指挥网络,实现无缝协同;威胁响应从手动安全检查变为人工智能实时异常检测,实现先制网络防御。
表. 下一代军事通信对作战成功的影响
| 关键优势 | 传统通信 | 下一代通信 | 对作战的影响 |
|---|---|---|---|
| 部署速度 | 手动设置与配置 | 人工智能自动化网络设置 | 减少设置时间,加快任务准备 |
| 战斗可靠性 | 易于受干扰 | 自适应软件定义无线电与低地球轨道卫星 | 在高风险区域保持连续连接 |
| 网络安全 | 仅采用加密 | 人工智能驱动安全与量子安全加密 | 更强的数据保护与网络韧性 |
| 互操作性 | 限于军种特定网络 | 统一指挥网络 | 无缝的盟军协调 |
| 威胁响应 | 手动安全检查 | 人工智能辅助实时异常检测 | 先制性网络防御措施 |
实施挑战:尽管该人工智能驱动、量子加密和多域通信平台优势显著,但其实施面临多重挑战。网络安全与量子抵抗加密是关键,军事网络是网络战、间谍和破坏的主要目标,量子加密过渡带来集成挑战、高计算成本和遗留系统兼容性问题,人工智能安防工具需严格测试。电磁频谱管理与抗干扰方面,频谱拥堵、频率干扰和电子战攻击构成严重威胁,自适应跳频、人工智能频谱分配和软件定义无线电需实战测试。遗留与盟军系统互操作性要求通用框架,但集成不同国防系统至统一框架存在技术政治复杂性。人工智能与自动化风险涉及机器偏见、决策延迟和对抗操纵,人工智能需高精度解读实时数据,错误可能导致战术失败。偏远恶劣环境基础设施部署需安全、移动和易维护设备,偏远作战面临后勤挑战。高成本与预算限制因量子安全加密、人工智能安防和天基组网涉及昂贵研发、硬件采购和培训,许多组织受预算限制。变革抵抗与人员适应因转向人工智能增强平台可能遭遇习惯传统系统人员的抵触,需大量培训建立信任。