摘 要:美陆军网络空间作战与电子战在作战条令、技术和装备方面都发展较快,但缺少全方位理解和关联关系的深入分析。对其网络建设与电子战发展现状进行深度分析发现,美陆军以数据融合、网络协同等作战需求为牵引,以战略与指南手册为先手,以能力集和项目方式推动关键技术的突破,结合统一、高安全的战术网络发展路线,规划电子战装备并不断更新迭代,支撑网络空间作战与电子战的加速融合。对上述发现进行提炼,得出美陆军新网络建设、新基础支撑、新技术转化、新能力塑造、新战法融合、新装备集成的网络与电子战融合发展趋势与启示。

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内容目录:

0 引 言

1 美陆军战略规划发展分析

1.1 统一网络计划

1.2 美陆军云计划

1.3 美陆军数据计划

2 美陆军条令发展分析

2.1 FM3-12《网络空间作战与电磁战》

2.2 ATP6-02.75《通信安全技巧》

2.3 ATP3-12.3《电子战技巧》

2.4 ATP3-12.4《电磁战排》

2.5 AFC71-20-8《陆军未来指挥理念》

3 美陆军技术发展分析

3.1 IEEE MILCOM技术分析

3.2 美陆军未来指挥理念分析

3.3 美陆军网电项目规划分析

4 美陆军装备发展分析

4.1 ATP3-12.3美陆军电子战装备与系统

4.2 电子战与网络项目战略规划指南

4.3 通信与安全装备发展分析

5 美陆军网电融合趋势与启示

5.1 增强新网络建设与新基础支撑

5.2 增强新技术转化与新能力塑造

5.3 增强新战法设计与新装备集成

6 结 语

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0 引 言

随着人工智能、无人自主、通信网络等技术与行业应用的快速发展,美军不遗余力地探索并推动人工智能赋能军事,以推动网络空间作战、电子战等相关条令的制定及相关装备的发展。同时,围绕数据融合、网络协同等挑战,推进融合网络空间与电磁频谱的认知作战和多域作战。

美陆军是率先推进网络空间作战与电子战融合发展的美国军种。首先,将2种作战模式进行了类似的攻、防、支援战法分类;其次,在操作边界与交叉点上进行了探讨与分析;最后,在通用技术和一体化装备上进行融合。此外,为了深度推进融合过程,明确了网络、云和数据等方面的战略目标,从而推动以综合战术网为支撑和以数据、算法和算力为核心的陆军智能网电装备的应用。

为了更完整地展示并理解美陆军战略战术、技术和装备等的发展脉络,需要进行全方位且更深度的分析与解读。本文结合公开材料,从美陆军条令、技术与装备等方面全面分析其网络建设、网络安全与电子战发展与融合现状,并得出美陆军网电融合发展趋势与启示。

1 美陆军战略规划发展分析

1.1 统一网络计划

美军认为,随着竞争对手的快速崛起,人工智能、自主系统、机器人、量子计算、移动通信和低地球轨道卫星等技术将持续改变作战行动的特征,形成一个更快速、更致命和分布式的战场。为此,美陆军提出其作战方式将向多域作战转型,并在2021年10月发布了《统一网络计划》(UnifiedNetwork Plan),阐述了统一网络是什么、为什么要构建及如何实现3个问题 。

美陆军统一网络是一个抗毁、安全的端到端网络,能够使美陆军与联合/联军部队、盟军及合作伙伴一起,在大规模作战行动中与任何对手进行竞争或作战。该网络采用通用操作环境、服务基础设施和传输层,统一各网络,包括用于支持后勤行动的非密网络、支持任务指挥和火力系统的保密网络,以及支持各级情报传输的情报网络等。

随着综合战术网能力集的逐步部署,美陆军在战术网络现代化方面已经取得了相当大的成就,但在战略和作战层面的企业网络现代化工作上明显滞后,这种不平衡造成了美陆军战术网和企业网的割裂。因此,美陆军希望通过统一网络计划,对各项网络现代化工作进行整合和协调,并提供多域作战所需的网络。此外,美陆军想利用新兴能力,通过在对手的反介入/区域拒止范围内及传统战区框架外的区域内机动来扩大战场空间。而且,美陆军希望能在战略、战役、战术及联合作战等层面进行效能和能力的整合。

《统一网络计划》规划了以下3个发展阶段。

(1)近期(2024年前):建立基于零信任原则的标准安全架构;发展无线网络新兴技术并减少对非无线网络的依赖;能力迁移到云基础设施,并建立通用数据标准,实现人工智能与机器学习等能力;提高网络标准化、互操作性和安全性;支持全球快速部署和行动。

(2)中期(2027年前):实现统一网络在对抗环境中的防御与运行,完成混合云能力的建立,推进具有智能战力的战术编队的发展。

(3)远期(2028年后):持续推进并融合新型传输、智能计算、边缘感知、机器人与无人自主、网络安全弹性等新兴和跨越性技术。

1.2 美陆军云计划

为了实现持续改进和转型,2022年10月,美陆军发布了《美国陆军云计划》,以保持其信息优势。该计划继承了《陆军云计划 2020》的多项核心原则,包括:(1)调整云流程,使其更具灵活性;(2)网络更灵活更具弹性;(3)云环境更具弹性;(4)软件设计和部署方法更具云本地性;(5)组织结构和培训在信息战中更具有效性。

该计划还提出了7个战略目标:(1) 扩展cARMY云生态系统,支持战略、战役、战术和传感器网络等各层级作战;(2)实现零信任传输、本地云零信任能力及零信任控制在内的零信任架构;(3)启用安全、快速的软件开发;(4)加速数据驱动决策;(5)增强云门户、云服务管理及向 cARMY 进行云迁移等云操作;(6)发展云职业道路和云培训计划;(7)提升成本透明度和推进实施问责制。

1.3 美陆军数据计划

2022年,美陆军还发布了《陆军数据计划》并指出,数字化陆军将以数据和数据分析为动力,在正确的时间、正确的地点使用正确的数据,为各梯队更快做出更好的决策,从而全方位超越对手的思维和作战步骤。该计划还针对数据提出了7个原则。

(1)可见:用户可以找到所需的数据,发现并快速识别特定数据资产责任人、数据资产的位置、可用数据资产的类型及访问数据资产的方式。

(2)可访问:用户能够按需获得相应数据。

(3)可理解:用户可以识别数据内容、上下文和适用性。

(4)可关联:用户可以发现数据关系并通过固有关系利用数据元素。

(5)可信:能对支撑决策的数据保持信任。

(6)可互操作:不同用户对数据有共同的语义理解,支持正确交换数据。

(7)安全:保护数据不受未经授权的使用或操纵,基于零信任战略保护数据并能最小化使用障碍。

在上述目标的基础上,该计划还提出了支持梯队多域作战的数据驱动决策、缩短现场软件运行和决策分析时间、保持冲突环境作战时的数据保护与弹性、支持易于理解且敏捷响应的数据模型、支持战时条件下的数据提供、支持专业知识利用的分布式决策等11项战略目标。

2 美陆军条令发展分析

2.1 FM3-12《网络空间作战与电磁战》

美陆军在2021年发布的野战手册FM3-12《网络空间作战与电磁战》取代了 2017年发布的版本。新版本手册把电子战升级到融合电磁频谱管理的电磁战,定义并描述了原则和战术来解决作战环境中遇到的挑战,提供对网络空间作战与电磁战的解析、规划、集成和同步,厘清陆军作战过程与网络空间作战、电磁战的关系,并通过战法融合推动装备的融合 。

FM3-12指出,指挥官依赖网络空间和电磁频谱执行指控,建立、管理和保护美国防部信息网络—陆军(DODIN-A),防止网络入侵;通过电磁防护手段消除或减轻友军、中立军、敌军或自然产生的电磁干扰对指控系统的负面影响,并通过频谱管理进行频率分配和任务冲突消除。部队在机动过程中使用 DODIN-A作为主要通信手段。卫星通信、作战无线网络和有线网络是 DODIN-A的组成部分,用于同步作战、协作、了解环境和协调火力。该网络能够实时更新通用作战画面。进攻性网络空间作战与其他形式的火力配合,电磁战装备通过削弱、压制或摧毁电磁频谱中的敌军作战能力,以支持移动和机动。防御性电磁攻击通过拒止敌军使用电磁频谱来保护友军在移动和机动期间免受敌人的攻击,对抗敌无线控制设备,如遥控爆炸装置、无人机、机器人或无线电制导弹药等。攻击性电磁攻击包含电磁干扰、电磁入侵和电磁探测等。电磁支援通过提供作战信息了解作战环境的态势。电磁掩蔽用于隐藏频谱相关系统在作战期间的辐射的电磁特征。

网络空间作战与电磁战,除了支持陆、海、空等作战域,还能支撑情报作战、太空作战和信息作战。在情报方面,通过识别作战环境的网络空间和电磁频谱,为军事决策过程中的行动方案提供建议。情报分析员还可以评估敌军对网络空间和电磁频谱的使用情况,包括:(1)使用的网络空间和电磁频谱;(2)对网络能力的依赖;(3)网络空间攻击能力;(4)网络空间防御能力;(5)电磁战能力;(6)网络漏洞(敌方和友方);(7)网络空间作战与其他作战同步能力;(8)利用社交媒体进行社会工程的能力。

2.2 ATP6-02.75《通信安全技巧》

美陆军ATP6-02.75《通信安全技巧》手册(2020版)指出,敌军会根据监测通信网络等情报活动判断美军意图甚至作战计划,因此需要使用通信安全设备并掌握其作战技巧,以应对网络截获、欺骗、操控、干扰,确保信息的保密性、完整性和可用性。该手册重点介绍了通信安全相关责任与角色、加密网络规划与实现、密钥管理与密钥基础设施、密钥分发、审计及相关保护技术。通信安全(Communications Security,COMSEC)密钥在安全互联协议路由网络(Secret Internet Protocol RouterNetwork,SIPRNET)的分发流程如图1所示,如使用本地产生的 TrKEK(传输密钥加密密钥)来确保密钥传输安全,可降低密钥传输到终端密码单元时的风险。

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图1 美陆军密钥加密分发流程

2.3 ATP3-12.3《电子战技巧》

ATP3-12.3《电子战技巧》手册(2019版)提供了美陆军电子战的技巧、流程和指导原则。该手册指出将电子战集成到作战流程中,如情报处理、目标瞄准及军事决策。网络电磁活动(CyberspaceElectromagnetic Activities,CEMA)是网络空间作战与电磁战的统一规划、集成与同步,以支持地面作战。该手册明确了战区、集团、师和旅等部队与人员的职责,其中:G-2参谋负责电子战作战相关情报,如提供电子威胁特征等敌方情报;G-3参谋负责计划、协调及活动监管,包括电磁欺骗、电子测量、目标瞄准及电子攻击;G-6参谋负责网络防御、网络管理、信息服务、频谱管理和信息安全管理等,并报告检测到的敌方电子攻击活动,确保电子战计算机系统的网络连接性,同时提供电磁频谱资源,开发电磁欺骗计划,解决电磁干扰,支持软件升级与COMSEC。在旅级战斗队集成电子战作战需要安排规划人员,规划考虑设备的类型、配置、可用性及风险。电子战瞄准(targeting)流程如图2所示,包括决策(decide)、检测(detect)、打击(deliver)、评估(assess)等,其中决策指决定用于瞄准与信息收集的重点对象,检测指识别高价值目标(high-payoff targets),打击指使用火力或电子打击,评估指通过持续监控敌方响应来评估电子战效果。此外,在该过程中还需要考虑电磁频谱冲突缓解及地形、电子战资源、时间同步等因素,并评估电磁防护风险。

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图 2 电子战瞄准流程

电子战运行评估包括对友方电子战系统、友方用频系统、敌方电子战系统、敌方用频系统和民用用频设施等的评估。电子战重编程要考虑干扰的频率变化、自身传感器位置变化及环境变化等。

2.4 ATP3-12.4《电磁战排》

ATP3-12.4《电磁战排》手册(2023版)为负责计划、准备、执行和评估电磁战排行动的领导提供理论指导,为军、师、旅下属的电磁战排提供技术指导。该手册还描述了排内成员关系,定义了组织角色、职能、能力与限制,确定了电磁战排在军队行动中的责任。该手册还讨论了电磁战排的基本任务和训练模式,以及如何在冲突环境中预防、识别和应对电磁频谱威胁。在识别和响应敌电磁攻击时,需要明确各类攻击方式的测量、指示与响应方法,如单通道电台重放攻击、定位/导航/授时攻击、卫星通信干扰、雷达干扰等。旅级战斗队下设的电磁战排隶属于旅工程营的军事情报连,为旅指挥官提供火力或非火力交战的能力支持,在旅级作战区域检测并定位通信或非通信辐射源。师下设的电磁战连隶属于师情报与电子战营,该连大本营一般驻扎于师指挥所同一地点,提供电磁支援与攻击能力,通过其下设电磁战排和电磁战队在师作战区域的部署来支持指挥官机动策略。军下设电磁战连,隶属于远征军事情报旅,能检测、定位、识别感兴趣的信号,支持深度作战并确定作战区域,采用远距离版本的电磁战支援与攻击系统,其组成较为全面,包含供应部、核生化部、维护部、作战排、防御性电磁攻击排、融合集成与瞄准排。其中,军下设电磁战连排组成如图3所示。

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图3 美陆军电磁战连排典型组成

2.5 AFC71-20-8《陆军未来指挥理念》

AFC71-20-8《陆军未来指挥理念:网络空间与电磁战作战 2028》(2021 年版)有几个主要变化:

(1)在以信息为中心的作战框架内协调网络空间和电磁战能力;(2)强调网络空间和电磁战对信息环境作战的支持;(3)确立并定义网络空间基础设施的概念;(4)确定电磁频谱部分设施可作为网络空间基础设施的组成部分;(5)建议将影响先进技术部署与应用的条件、情况和影响定义为环境,类似于其他独特作战环境。

美陆军认为其所面临的网络空间与电磁频谱威胁主要体现在以下几个方面:(1)敌方保护自身进入网络空间的同时,发展中断或拒止美进入网络空间的能力;(2)美网络基础设施连接的设备和传感器数量越来越多,而由于每种设备都存在潜在的漏洞,该趋势意味着敌可访问的目标呈指数增长;(3)方便接入且充满竞争的网络空间域和电磁环境增加了未来冲突的不确定性;(4)将有更多的对手获得网络空间和电磁频谱能力,能够同时跨多个作战域和多个环境作战;(5)对手会实施复杂的信息战行动,并将网络空间和电磁频谱作为信息环境的力量倍增器;(6)战场上越来越多地使用无人机等自主设备带来的安全挑战;(7)高级持续性威胁或复杂威胁会尝试接入目标网络,并在其中隐蔽运行,以收集信息或进行攻击前的部署;(8)在所有作战环境中,对电磁频谱的威胁都会对美陆军造成影响。

AFC71-20-8指出美陆军对多域作战的认知包括两方面:(1)多域作战确定了陆军成功实施作战行动所需的3个原则,即准确的兵力态势、多域编队和融合;(2)多域作战是一个以信息为中心的技术依赖型概念。为通过网络空间作战与电磁战手段来实现多域作战,同时遵循多域作战的原则并充分利用其属性,还必须充分理解网络空间作战与电磁战的5条基本准则,这5条准则反映了围绕信息的网络空间作战与电磁战的关系。这5条基本准则为:(1)网络空间和电磁频谱的主要用途是促进信息交换;(2)网络空间作战和电磁战是信息相关能力;(3)网络空间作战和电磁战是信息环境中作战的主要技术实现手段;(4)网络空间作战和电磁战通常在降级或被拒止的电磁环境和信息环境中进行;(5)所有网络空间作战都以接入为前提,物理约束是其固有约束。基于多域作战原则、属性,AFC71-20-8给出了面向多域作战的网络—电磁一体战解决方案,主要包括以下3个方面:(1)打造网络空间作战和电磁战一体化集成能力;(2)打造可扩展的网络空间作战和电磁战编队;(3)打造网络空间基础设施。借助这3个方面的手段实现网络空间作战与电磁战的集成以后,有望实现跨域机动、跨域火力打击和跨域协同3方面能力。

3 美陆军技术发展分析

3.1 IEEE MILCOM技术分析
从IEEE MILCOM近年刊载的论文分析,有较多的网络与电子战研究是企业或高校在美陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室的支持下开展的。

在电子战方面,美陆军支持的典型研究如下文所述。

(1)基于上下文树(context-tree)的信道记忆与状态转移模型。该模型实现了雷达波形的选择,用于感知信道环境与轨迹动态变化下的目标跟踪。

(2)基于半监督无线电调制识别的自对比学习。该研究通过使用自监督的对比学习预训练来有效利用无标签数据,因此只需要少量标签就能够实现更高性能,减少了深度学习所需的标注工作量。

(3)基于分布式频谱感知的无线网络拓扑关系复原低复杂度算法。该研究还分析了收集信道数据所需的观测时间。

(4)结合卷积神经网络和自编码器的电磁射线跟踪方法。该方法实现了快速的信号传播建模仿真,支撑军事任务规划、通信及电子战资产部署,以及城市复杂场景空间交互预测。

在通信与网络安全方面,美陆军支持的研究包括对抗机器学习、无人机通信、网络安全监控这3 个方向。

(1)对抗机器学习。文献[17]提出了基于对抗机器学习的对入侵检测系统的攻击,包括对数据集进行投毒并避开已训练好的模型;文献[18]提出了集成的嵌套训练技术和数据清洗方法,以防止对恶意软件检测系统机器学习的基于后门的标签攻击。

(2)无人机通信。文献[19]提出在基于智能反射面辅助的无人机通信中,使用强化学习对干扰、欺骗信号进行诱导削弱;文献[20]提出在战术毫米波网络中使用无人机中继,基于深度强化学习进行中继选择与波束管理,并基于接收速率反馈来学习策略并适应信道条件,从而在受到频繁阻塞时仍具有较高的频谱效率。

(3)网络安全监控。文献[21]提出了针对战术网络的自适应监控架构,引入网络映射理念和分布式报告方法,提升监控性能和节点功能布局。文献[22]对比了大规模协作广播与传统 MANET 网络性能,以支持更高效的蓝军消息分发。文献[23]提出了用于定量测量网络恢复能力的高效费比试验设施,构建军用车载控制器局域网总线(Controller Area Network,CAN)网络环境,可生成网络攻击数据。文献[24]提出了基于攻击图(attack graph)的网络风险计算方法,基于图中心测量提取出网络拓扑影响因子,使用无监督学习提取图特征来发现潜在攻击节点,使用图嵌入技术进行相似性分析并提取出攻击节点。

3.2 美陆军未来指挥理念分析

美国陆军在AFC71-20-8《陆军未来指挥理念:网络空间与电磁作战2028》中围绕网络战与电磁战评估了美陆军需要重点发展的基础研究、先进技术和创新突破。其中,基础研究涵盖大数据分析、人工智能与机器学习、综合电磁战(integratedEW)、网络空间态势理解、软硬件融合(指控、情报、电子战)、自主主动网络防御(autonomous active cyberspace defense) 和电磁防御与电磁伪装(electromagnetic protection and electromagnetic camouflage);先进技术包含自主认知射频(autonomous cognitive radio frequency)、量子数据处理(quantum data processing)和极端条件下通信(communications under extreme RF conditions)。

创新突破方面细化了34 条,大致分为如下几个方向。

(1)新型感知识别技术:基于原子干涉测量学实现灵敏度和鲁棒性更高的传感器,基于内在硬件特性识别发射机和接收机,人与AI的联合感知。

(2)高安全通信:低截获概率与高安全保密的通信方式;在降级、间断和受限的环境中,实现通信参数的动态调整与连续传输,且低时延;基于分布式量子感知,提供更先进的特征检测、时间分发与更宽网络;电磁频谱冲突条件下的安全通信;基于分布式量子协议的防窃听与敏感信息通信;利用多种通信技术和智能组网协议的异构网络。

(3)情境感知技术:基于情境感知的组网与信息过滤,支持对入侵告警、异常行为等网络信息的前瞻性和预期性的适应;支持对网络空间语义及敌意图和能力的理解。

(4)可重构:可重构的宽带天线、收发信机、数字信号处理器,以及可应用于电磁环境和网络空间域的智能算法,能自动构建复杂、混乱的战场环境,让指挥官能管控敌方的通用作战视图。

(5)分布式弹性组网:用于分布式收发信机时间与相位同步的射频硬件和低延迟技术,支持复杂通信和迅速复原;基于对抗式机器学习增强安全分析;支持共享态势感知的算法和通信手段。

(6)建模仿真:不完备信息的建模、权重与指挥决策;高度逼真的建模、仿真和模拟技术,复杂、高真实电磁环境下的实时认知电磁战研究与演示,弹性的、面向未知威胁的电磁战能力与快速生成。

(7)AI技术:基于因果推断的辅助判断,区分来自不同形态、目标、信号间的关系;基于机器学习的人的行为预测,基于多人信息的AI辅助决策;网络空间作战和电磁战快速决策;士兵意图、兴趣与行为感知和推断;类人的数据分析推理能力;基于深度强化学习的潜在窗口和紧急窗口的创建、感知、识别、利用。

(8)态势理解与可视化技术:基于多种媒介数据并结合不同等级语境、优先级的数据可视化与行动信息生成;少量注释时的信息提取训练与自动样本拓展,数据受限时的新知识领域数据的处理,全局环境的态势理解增强。

(9)攻击与欺骗技术:基于量子计算的加密破解;射频、网络空间、声学、光电/红外的综合集成,作战区域的诱饵欺骗信号生成;面向射频电路类型动态非线性特性的控制、欺骗、错误注入、关闭、拒止等非传统电磁攻击。

3.3 美陆军网电项目规划分析

美陆军在《2024财年电子战与网络项目战略规划指南》中提出了2024—2029财年的工业界需求,主要包括:

(1)检测、身份识别、利用和攻击等 CEMA技术,以及快速调谐感知、检测、测向算法;

(2)微型化高增益宽带定向天线,微型化宽带功放,微型调谐器、射频、处理器,小功耗尺寸重量测向天线阵,系留系统载荷、一次性载荷等;

(3)用于信号情报、电子战、网络的人工智能和机器学习算法;

(4)C5ISR/电子战模块化开放标准簇兼容能力,用于微服务架构的加固低功耗GPU硬件和算法;

(5)信号情报和电子战建模仿真与可视化,武器—目标配对工具、模型和仿真,拥塞与拒止环境中的深度感知与网电效应;

(6)发射机保护和混淆,混淆与反混淆,蓝军发射感知与混淆;

(7)分布式、合作式、连贯式电子攻击作战与管理,自动化系统和射频组件资源管理;

(8)有效的数据压缩与管理,导航战数据利用;

(9)用户人机接口新技术,软硬件跨域网络化解决方案。

4 美陆军装备发展分析

4.1 ATP3-12.3美陆军电子战装备与系统

在ATP3-12.3《电子战技巧》(2019版)附录C中,描述了陆军电子战装备及与其他军种的联合装备。其中陆军专用装备包括电子战规划与管理工具,能够实现:(1)展示通用作战视图,即从美国家地理空间情报局获取地图数据,提供高层面的态势理解辅助;(2)展示检测到的辐射源、目标方位及圆周误差范围;(3)引导任务规划与演练;(4)管理电子战设备;(5)建模与可视化电磁环境对电子战的影响。此外,还介绍了反无线电控制简易爆炸装置电子战系统、RF告警与对抗及激光检测与对抗等机载生存设备、“预言家增强”(Prophet Enhanced)地面战术情报系统等情报系统及频谱工具。

4.2 电子战与网络项目战略规划指南

美陆军在《2024财年电子战与网络项目战略规划指南》重点描述了美电子战装备与规划 。其使命是对电子战、情报和网络一体化能力的采购与实战化,实现可升级、一体化、网络化,增强频谱与网络空间优势,其面向2030年的电子战/情报/网络战系统集成示意如图4所示。

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相关项目发展规划要点如下文所述。

(1)发展基于GPU加速的数字信号处理计算平台—量子软件架构,以及面向C5ISR/EW的模块化开放标准簇。

(2)新开发频谱态势感知系统,支持对频谱态势的近实时的感知、检测与报告,这些态势包括指挥所的电磁频谱特征、来自友方或敌方的电磁干扰源、基于主动发射的ISR威胁、电磁频谱的蓝军态势。开发战区情报系统,用于战备以及突发作战支援。开发模块化电磁频谱系统,用于迷惑欺骗敌军情报收集,破坏敌瞄准周期,支援指挥所生存。

(3)除上述需求外,紧急需求还包括导航战态势感知(NAVWAR SA)/导航战攻击(NAVWAR Attack)、战术空中电子战系统地面发射/空射效应(Tactical Aerial EW System Ground Launched/Air Launched Effects)、长航时无人系统(Ultra Endurance Unmanned Aerial System,UEUAS)、电子战载具系列(Family of Delivered EW,FDEW)。

4.3 通信与安全装备发展分析

美陆军在《士兵网络化:陆军网络能力集现代化》白皮书中,提出了4条行动路线和4个能力集。4条行动路线分别是:建立统一网络传输层,构建通用操作环境,提高联合部队协同作战能力,提高指挥所的机动性与生存能力。面向2021、2023、2025、2027年列出的推进网络现代化建设的4个能力集如下文所述。

(1)能力集21:将综合战术网部署到部分旅战斗队,部署通用操作环境,提高卫星通信能力和动态软件更新能力,构建边缘战术云的敏捷计算环境,改善指挥所机动性和生成能力,改进综合视觉增强系统及其所需的战术网络传输能力,如图5所示。

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图5 美陆军综合视觉增强系统

(2)能力集23:增加传感器数据传输带宽和卫星传输等途径,扩大综合战术网部署和战术云部署,引入Mesh网和改善波形以增强通信能力和抗干扰能力,融合作战态势等。

(3)能力集25:广泛部署综合战术网,利用商业卫星实现大容量通信,提升指挥所的特征隐蔽性,实现基于数据驱动的自动化高速决策和基于新波形的网络安全与地空通信网络能力。

(4)能力集27:实现高效率、高带宽、高安全波形,人工智能与机器学习工具集成与决策支持,增强型5G等商用前沿技术的融合,分布式任务指挥与计算等。

以AN/PRC-117G背负/车载电台为例,其支持频段覆盖30MHz~2GHz范 围,支持VULOS、SINCGARS、P-25、HPW、HAVEQUICK、SATURN、ANW2、DAMA、IW、MUOS 等十几种波形的组件化设计,可采用动态加载切换的方式进行波形及其安全加密的模式重构,典型加密模式包括 VINSON、ANDVT、KG84、AES、DES、FASCINATOR、HAIPE等。美陆军网络能力集现代化也规划了新一代注钥设备,如图6所示。

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图6 美陆军典型通信设备与注钥设备

5 美陆军网电融合趋势与启示

经上述分析,可得出美陆军网电融合作战发展趋势,如图7所示。

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图7 美陆军网电作战趋势

5.1 增强新网络建设与新基础支撑

美陆军,一方面,通过统一网络计划、云战略来加强网络和云等基础能力建设,升级基础网络、无线网络、存储和计算等,增强全球访问能力与复杂环境网络化作战能力;另一方面,加强数据和算法双轮驱动,积极收集、构造、分析、发现和使用各类非结构化、半结构化和结构化作战数据,结合人工智能算法模型与算力平台的突破,加快基于数据驱动的网络空间作战与电子战智能分析、决策。

5.2 增强新技术转化与新能力塑造

美陆军,一方面,通过4条行动路线分方向发展和4个能力集分阶段建设的方式,逐步推进网络化、无人化、智能化和分布式等新技术,并结合综合战术网、战术云与各级指挥所进行转化与验证;另一方面,与智能分析、智能决策和智能生成等人工智能技术融合,获取更全面的作战态势,降低从传感器到射手的反应时延,减少作战人员配备,实现作战力量增强;同时融合商业化的成熟技术,提升组网与网络安全能力。

5.3 增强新战法设计与新装备集成

美陆军,一方面,通过 FM3-12等作战条令与AFC71-20-8等作战理念的梳理,结合各类具体的作战技巧手册,明确网络空间作战与电子战的边界及交叉点,并面向跨域、多域甚至全域作战,推进统一的战法流程、作战规划、装备融合与战法融合;另一方面,推动陆军作战部队的重塑,推动电子战、情报和网络战相关的人员融合、职能重构与装备一体化集成设计,加快新战力的快速生成和新战法的快速验证。

6 结 语

美陆军以网络空间作战与电子战作战需求为牵引,通过发布相关军事战略与指南手册,推动能力集与项目的规划,明确关键技术并进行重点攻关突破,以促进统一、高安全的网络发展,不断更新迭代装备并推动网络空间作战与电子战的装备一体化集成和战法融合,具有一定的启示作用。后续将持续跟踪美陆军应对重大军事难题提出的关键技术及其能力目标的发展,特别是无人化、网络化和智能化等新技术交叉融合、新装备一体化集成融合、新战法跨域数据及应用融合等方向,以形成更深度的技术趋势分析和更深刻的融合发展启示。

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引用格式:刘文斌, 陈益龙, 覃勐, 等. 美陆军网络与电子战融合发展分析[J]. 通信技术 ,2024,57(8):805-815.

作者简介 >>>

刘文斌,博士研究生,高级工程师,主要研究方向为电磁信号智能识别;

陈益龙,硕士,工程师,主要研究方向为信息安全与加密;

覃 勐,硕士,助理工程师,主要研究方向为通信与信息系统;

范平志,博士,教授,主要研究方向为大规模物联网、高移动无线通信、信息理论与编码技术;

吉 磊,博士研究生,高级工程师,主要研究方向为信号与信息智能处理;

丁建锋,学士,研究员级高级工程师,主要研究方向为网络与电磁安全。

选自《通信技术》2024年第8期(为便于排版,已省去原文参考文献)