基于自主移動(dòng)通信技術(shù)的軍事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)研究

丁峰 趙民召 方勇

摘 要 結(jié)合國(guó)內(nèi)外情況，分析了物聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的優(yōu)勢(shì)?；谲娪肨D通信網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)生成、敵情偵測(cè)、后勤管理、軍事訓(xùn)練等應(yīng)用，給出了軍事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)各組成部分的功能、信息流程、接口關(guān)系等進(jìn)行了描述，并對(duì)基于TD軍事物聯(lián)網(wǎng)在推廣使用中需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞 TD-LTE；物聯(lián)網(wǎng)；軍隊(duì)信息化建設(shè)

中圖分類(lèi)號(hào) TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）214-0088-02

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為軍事斗爭(zhēng)中信息傳輸?shù)闹匾侄?。作為信息技術(shù)革命的第三次浪潮，物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，將用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到物品端，進(jìn)行物與物之間的信息交換和通信。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于軍事信息化建設(shè)，可有效互聯(lián)包括傳感器、作戰(zhàn)平臺(tái)、指揮系統(tǒng)等在內(nèi)的各戰(zhàn)場(chǎng)要素，完成戰(zhàn)場(chǎng)信息傳輸?shù)淖詣?dòng)收集、整理、上報(bào)、分發(fā)，減少“傳感器到射手”的人為干預(yù)，提高快速反應(yīng)能力，在更高層次上實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)感知的精確化、系統(tǒng)化和智能化。

1 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r

2005年國(guó)際電信聯(lián)盟ITU的《互聯(lián)網(wǎng)系列報(bào)告：物聯(lián)網(wǎng)》中強(qiáng)調(diào)了物聯(lián)網(wǎng)是對(duì)互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步拓展，并在報(bào)告中提出：信息與通信技術(shù)的目標(biāo)已經(jīng)從任何時(shí)間、任何地點(diǎn)連接任何人，發(fā)展到連接任何物體的階段，形成了萬(wàn)物互聯(lián)。由于融合了網(wǎng)絡(luò)、通信、計(jì)算機(jī)、傳感器、半導(dǎo)體等多種技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)已成為電子信息產(chǎn)業(yè)下一輪發(fā)展中新的制高點(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已成為世界各國(guó)關(guān)注的重點(diǎn)。

1.1 國(guó)外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，日本制定u-Japan戰(zhàn)略，計(jì)劃實(shí)現(xiàn)從有線到無(wú)線、從網(wǎng)絡(luò)到終端、包括認(rèn)證、數(shù)據(jù)交換在內(nèi)的無(wú)縫鏈接泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，利用高速或超高速網(wǎng)絡(luò)；韓國(guó)提出U-Korea戰(zhàn)略，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)有線或無(wú)線的方式遠(yuǎn)程控制家電設(shè)備，享受高質(zhì)量的雙向與互動(dòng)多媒體服務(wù)。美國(guó)提出以物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為核心，全面反映感知、互聯(lián)、智能的“智慧地球”構(gòu)想，并將其提升至國(guó)家級(jí)發(fā)展戰(zhàn)略。歐盟制定并公布了包括標(biāo)準(zhǔn)化、研究項(xiàng)目、管理機(jī)制和國(guó)際對(duì)話在內(nèi)的14點(diǎn)行動(dòng)計(jì)劃，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展是其重要內(nèi)容之一。當(dāng)前，世界軍事強(qiáng)國(guó)紛紛制定標(biāo)準(zhǔn)、研發(fā)技術(shù)和推廣應(yīng)用，以期在新一輪軍事變革中占據(jù)有利位置?；凇皯?zhàn)場(chǎng)感知與數(shù)據(jù)分發(fā)”系統(tǒng)，通過(guò)大規(guī)模節(jié)點(diǎn)部署，達(dá)到對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)區(qū)域偵察的無(wú)縫覆蓋，為指揮決策和火力打擊提供實(shí)時(shí)、精確的目標(biāo)定位信息。通過(guò)與全球軍事指揮控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，可建成分布式全球信息管理系統(tǒng)，為諸多軍種提供不斷更新的陸、海、空戰(zhàn)場(chǎng)綜合態(tài) 勢(shì)圖。

1.2 國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

自2009年以來(lái)，以無(wú)錫設(shè)立中國(guó)傳感網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū)為標(biāo)志，物聯(lián)網(wǎng)得到了國(guó)家的重點(diǎn)關(guān)注，2010年9月《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》中明確將物聯(lián)網(wǎng)作為國(guó)家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。

物聯(lián)網(wǎng)先后得到自然科學(xué)基金、863計(jì)劃、973計(jì)劃、《國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》等國(guó)家級(jí)計(jì)劃的支持，也得到地方政府在資金、園區(qū)和政策配套等方面的支持，北京、上海、廣州等省市相繼推出物聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)工程。國(guó)家專(zhuān)門(mén)設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)資金，明確提出將重點(diǎn)支持技術(shù)研發(fā)類(lèi)、產(chǎn)業(yè)化類(lèi)、應(yīng)用示范與推廣類(lèi)和標(biāo)準(zhǔn)研制與公共服務(wù)類(lèi)項(xiàng)目。目前市場(chǎng)培育逐步成熟，市場(chǎng)規(guī)模大步增長(zhǎng)，物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)前已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性推進(jìn)新階段。據(jù)CMIC（中國(guó)市場(chǎng)情報(bào)中心）預(yù)測(cè)，2020年將超過(guò)5萬(wàn)億元。物聯(lián)網(wǎng)將成為推動(dòng)我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的焦點(diǎn)之一。

2 TD和物聯(lián)網(wǎng)融合的優(yōu)勢(shì)

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開(kāi)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)尤其是無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)的支撐。TD-LTE作為“中國(guó)創(chuàng)造”的旗幟，其與物聯(lián)網(wǎng)的融合發(fā)展，“既是自主創(chuàng)新和民族產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，也是國(guó)家安全戰(zhàn)略的需要。”

1）TD網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。其是我國(guó)自主創(chuàng)新的成果，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供了廣覆蓋的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

2）TD產(chǎn)業(yè)鏈的成熟為物聯(lián)網(wǎng)的加速發(fā)展提供保證。在產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的共同推動(dòng)下，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和優(yōu)化、終端產(chǎn)品、業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用、后續(xù)技術(shù)演進(jìn)和TD與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合等各方面均產(chǎn)生了諸多創(chuàng)新成果，并快速得到廣泛應(yīng)用。

3）TD的持續(xù)演進(jìn)能力為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供長(zhǎng)久的支持。從TD-SCDMA到TD-LTE，以及5G移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的持續(xù)發(fā)展提供大容量、安全可靠的數(shù)據(jù)傳輸手段。

4）TD與物聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展可確保我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略安全。TD及其演進(jìn)技術(shù)具有完全自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備等的完全自主化，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)多層次多種方式的安全加密機(jī)制，提供系統(tǒng)級(jí)安全加密解決方案，充分保障系統(tǒng)的安全性，確保國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略安全。

3 基于TD的軍事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)

信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中，能否奪取信息優(yōu)勢(shì)將直接影響戰(zhàn)爭(zhēng)的成敗。充分利用萬(wàn)物互聯(lián)技術(shù)，將其應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知、敵情偵測(cè)、軍事訓(xùn)練、后勤管理等方面，可進(jìn)一步提升我軍訓(xùn)練、作戰(zhàn)的信息化水平。

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

基于TD的軍事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。在三層架構(gòu)以外，針對(duì)軍用信息傳輸?shù)奶厥庑?，需要各層協(xié)調(diào)處理，采用跨層技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)抗毀性、QoS保障等功能。

3.2 需關(guān)注的問(wèn)題

在推進(jìn)基于TD物聯(lián)網(wǎng)在軍事應(yīng)用的過(guò)程中，將面臨很多問(wèn)題需要加以解決，其中最主要的有以下3點(diǎn)：

1）標(biāo)準(zhǔn)制定。物聯(lián)網(wǎng)涵蓋傳感器、通信、計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和軟件等大量技術(shù)，且應(yīng)用需求各有特點(diǎn)，因此所涉及標(biāo)準(zhǔn)眾多，規(guī)范不一，大大影響物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和廣泛應(yīng)用。當(dāng)前軍隊(duì)、政府和企業(yè)應(yīng)在統(tǒng)一認(rèn)識(shí)的前提下，以民用標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，面向軍隊(duì)全局進(jìn)行規(guī)劃，并針對(duì)實(shí)際應(yīng)用特點(diǎn)，在接口、鏈路、消息格式等方面開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化工作，確保系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初就滿(mǎn)足我軍各物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，為開(kāi)展聯(lián)合作戰(zhàn)提供保障。

2）網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)層所涉及的典型技術(shù)有TD移動(dòng)通信技術(shù)、無(wú)線自組網(wǎng)和TCP/IP技術(shù)等，目前民用該層技術(shù)成熟度較高，TD采用時(shí)分的雙工方式，對(duì)于上下行資源分配靈活，適用于物聯(lián)網(wǎng)上下行資源分配不對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)；采用OFDM和MIMO技術(shù)可在提高系統(tǒng)容量的同時(shí)，保證無(wú)線信號(hào)傳輸質(zhì)量；Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)具有拓?fù)渥兓?、移?dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，適合戰(zhàn)場(chǎng)、搶險(xiǎn)救災(zāi)等特殊場(chǎng)地應(yīng)用。

3）系統(tǒng)安全?；赥D的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其傳輸網(wǎng)絡(luò)主要依托無(wú)線傳輸方式實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。由于無(wú)線通信的開(kāi)放性，其無(wú)線鏈路、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)終端比較容易受到攻擊，安全威脅較大；并且大量裝備無(wú)人值守，使敵對(duì)勢(shì)力入侵機(jī)會(huì)增多；同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)作為智能互聯(lián)的重要平臺(tái)，規(guī)模龐大，一旦遭到破壞，可能引發(fā)連鎖反應(yīng)，造成整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，甚至反為敵用，危及國(guó)家安全，后果不堪設(shè)想。雖然，基于TD的物聯(lián)網(wǎng)可通過(guò)鑒權(quán)、信源加密、信道加密、身份認(rèn)證，加密密鑰分發(fā)等多種技術(shù)，解決相關(guān)安全問(wèn)題，但是由于其涉及領(lǐng)域廣、技術(shù)多、規(guī)模大，保密安全系統(tǒng)復(fù)雜，因此，必須進(jìn)一步從管理、運(yùn)行機(jī)制和技術(shù)等多方面進(jìn)行深入研究，確保信息安全，才能真正服務(wù)于我軍信息化建設(shè)。

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