军事通信技术

军事通信技术一基础技术二我军现役通信三美军通信四发展趋势一基础技术1军事通信技术军事通信技术(militarycommunicationstechnology)用于传递军事信息的技术。广义地说,手势、烟火、旗语与灯光等都可用于军事通信。现代的军事通信主要是通过电子手段来实现的。军事通信的特点是抗干扰、抗毁、安全保密，要能在任何时候、任何环境下迅速、准确、连续地传递信息。军事通信技术在现代高技术战争环境中起着神经中枢的作用，是C4ISR的重要组成部分。简史19世纪初，有线电和无线电通信技术相继问世后，使军事通信技术发生了重大变革，开始进入电信时代。20世纪20年代德国人发明的转轮式密码机恩尼格玛ENIGMA开始用于战场实时保密通信。二次大战后，相继出现了长波和超长波通信、微波接力通信、散射通信、卫星通信、激光和光纤通信，并产生了抗干扰通信技术和可靠通信技术。20世纪60年代后出现程控交换技术、电子密码和专用保密网技术。70年代出现互连网技术和公开密钥密码体制技术。80年代出现窄带综合业务数字网N-ISDN和智能网技术。90年代出现异步传送模式ATM、宽带综合业务数字网B-ISDN和综合业务因特网等技术。军事通信从此进入网络时代。21世纪以来，相继出现了标志交换技术MPLS和软交换等新技术。分类按技术原理可将军事通信技术分为信息媒体、多路复用、交换、网络和网络互通等。①信息媒体，又称通信业务，有电话、电报、数据、传真、图象和多媒体等。“电话业务”实时性强，能鉴别通信者身份和传递情感，加密后，广泛应用于指战员之间；“电报业务”准确、可靠，能脱机加密及留底，是军事指挥的重要手段；“数据业务”是“机－机”之间的通信，自动化程度高,广泛应用于指挥控制自动化中；“传真业务”逼真度高，适合于传送军事地图、作战方案和表格数据等；“图象业务”可视性、逼真度和动态性都很高，可应用于高级指挥机关；“多媒体业务”可同时、协调地综合上述多种业务，其信息量大、准确性高、及时性强，是未来发展的一种新型军事通信技术。通常，军事信息媒体上多附加采用加密技术。②传输媒体，又称信道，可分无线传输、有线传输和光传输等。“无线传输”按传输媒介的频段和特性，又可细分为超长波、长波、中波、短波、超短波、微波、毫米波、散射、平流层和卫星通信等。无线传输媒介使通信具有机动性强和保密性差等的特点，多用于海军、空军和机动部队。“有线传输”特性稳定，但不便移动，多用于陆地固定场合。“光传输”则分为光纤传输和无线激光传输两类。光纤传输是借助于光子在光纤上流动来传递信息的技术，虽然不便于移动，易受破坏，但它容量特大,是现代战争的信息基础设施。而激光传输又细分为大气激光和蓝绿激光两种，前者利用光波在大气中波动来传递信息，用于地面抢通、星际间通信；后者穿透海水能力强，用于对潜通信。它们都具有容量大、机动性好的特点。军事传输媒体尤其是无线传输媒体多附加采用抗干扰技术。③多路复用。提高传输媒介利用率的技术，有统计复用和确定复用两大类。统计复用是按信息的统计特性共用一条传输线路，效率高，不需严格同步，但相互有一定干扰，多用于短数据的传输；确定复用是按传输媒体的特性按确定的方式来共用一条传输线路，效率低，需要严格的同步，适用于连续的长时间信息传输。多路复用又分频分割、时分割和码分割。军事多路复用多附加采用群路加密和抗干扰技术。④交换，在众多信息源宿之间建立一个公共节点改变信息流向的技术，有电路交换和分组交换两大类。电路交换是有连接式交换，使用人工、电磁或程控交换机在通信源宿之间的电路接通后，始终保持畅通，直到拆线为止的交换技术，其业务质量高，但信道利用率低，适用于实时的话音和图像业务；分组交换可无连接，也可有连接。无连接方式时是根据每个分组头中携带的地址信息来确定分组流向的技术，其信道利用率高，但会影响实时业务的质量，适用于非实时业务。有连接时,称之虚电路；异步传送模式ATM网络是在分组交换基础上进一步缩短分组长度至固定53字节的一种适合综合业务的交换技术，现已流行在军内B-ISDN上，但其缺点是协议繁琐，接口复杂。军事通信交换多附加采用安全信令及信令安全技术。⑤网络。将分布于广大空间的各类通信设备有机地连接并有效运行的技术，拓扑上有星状、环状和栅格状，组织结构上分为有中心网络和无中心网络。有中心网络是在源宿间设有中心交换节点组网的技术，特点是资源利用率高，抗毁性差，适用于固定环境，它又分传统网络技术和智能网络技术。前者是将网络的控制和管理集中在交换设备内，结构简单，但不便更改和增添新业务和扩大功能，多用于小型网络；后者是将信令与信路分离，控制与管理分离，并将网络功能和业务要素微型化和标准化的技术，它不仅十分灵活，而且便于增添新业务和功能，适用于大型网络，也称可编程网络。无中心网络是将交换功能分散在终端处的网络，优点是抗毁性好，便于自组织，适用于移动野战环境，又称自组织网络。军事网络多附加采用抗毁和容灾措施。⑥网络互通。将多个异构网络相连接在一起并能互通信息的技术。有国际标准化组织ISO制定的“开放系统互连”OSI和国际互联网(Internet,又称因特网)两大协议体系可完成网络互通功能。现在最通用的是因特网协议，即“传送控制协议/互连协议”TCP/IP。它的特点是互连层协议简单，包容性强，上可包容各种应用，下可包容各种传输媒介。缺点是在传递实时业务时质量不高，未考虑信息安全。现已改进为第六版本IPv6和多协议标志交换MPLS，既适合因特网业务也适合电信实时业务。军事网络互通多附加采用安全网关技术。发展趋势①继续寻找和扩大新的军事通信资源，例如目前引人注目的有超宽带通信UWB和量子通信技术。②要从信息价值观点来寻找和提高军事通信资源的利用率，例如美军全球信息栅格GIG中提出网络运作NetOps概念。③要在更大范围内实现通信网络的一体化，例如战术、战役、战略层次上的通信网络的一体化、海陆空天潜通信网络的一体化等，国际电联ITU提出软交换技术和下一代网络NGN技术。军事领域中提出的以网络为中心的军事通信技术已成为新时期军事转型的重要技术。④战场的立体化和高速机动要求军事通信网络更加灵活，需要移动自组织特定adhoc网络技术。（孙玉罗天文李振邦）2军事通信各类技术数字通信技术有线电通信技术光纤通信技术无线电通信技术中长波通信技术短波通信技术微波通信技术无线激光通信技术软件无线电技术蓝牙通信技术散射通信技术卫星通信技术升空平台通信技术地下通信技术水下通信技术对潜通信技术移动通信技术突发通信技术流星余迹通信技术个人通信技术通信抗干扰技术计算机通信技术通信交换技术软交换技术多协议标志交换技术光交换技术通信网络技术智能网技术网络抗毁技术互联网协议通信网络管理技术通信保密技术数字复用技术异步传送模式数据通信技术战术数据链技术多媒体通信技术图像通信通信信源编码技术分集技术1)数字通信技术(digitalcommunicationtechnology)用数字形式传输消息或用数字形式对载波信号进行调制后再传输的通信技术的统称。数字通信可以传输数字、数据等数字信号，也可以传输经过数字化处理的语言、图像等模拟信号。相对于模拟通信,数字通信的优点是接收数字信号只需判别信号的有限个取值，抗干扰能力强；传输过程中失真的脉冲信号可以整形再生，失真和噪声不易累积；兼容多种业务信息的传输；大量采用逻辑电路便于应通信的调制解调技术用电路集成和软件技术；便于加密和纠错。其缺点是占用频带较宽并且需要复杂的同步系统，随着技术的进步，这些缺点己不再突出。数字通信已在绝大多数范围内取代模拟通信，被广泛用于军事电子信息领域，图1是在一条线路（点对点）上的数字通信过程。图1在一条线路（点对点）上的数字通信过程数字通信技术主要有信源编码、解码技术；信道编码、解码技术；多路复接、分接技术；数字调制、解调技术。对于多个点之间的相互通信，则还要涉及数字交换技术。基本原理主要技术有信源编码技术、信道编码技术、数字多路复接技术、数字调制技术和交换技术。信源编码技术将模拟电信号如语音信号和图像信号变换成数字信号并进行压缩以降低比特率。主要分语音编码和活动图像编码,静止图像三大类。语音压缩编码技术又分波形编码和参数编码两类，波形编码技术直接对数字语音波形进行编码，适应能力强，话音质量好，但编码速率较高,其最基本的算法是脉码调制(PCM)及其许多变形如差分脉码调制(DPCM)、自适应脉码调制(APCM)、自适应差分脉码调制(ADPCM)等算法。编码速率低于16kb/s的波形编码采用增量调制(DM)算法，如连续变斜率增量调制(CVSD)等。参数编码技术可以对语音信号进行高压缩比编码，其基础是人类的语音产生模型,典型算法是线性预测编码(LPC)，改进的算法有码激励线性预测(CELP)算法、低时延码激励线性预测(LD—CELP)算法、共轭结构代数码激励线性预测(CS—ACELP)算法、子带编码(SBC)、变换编码(TC)以及多带激励(MBE)算法等。活动图像压缩编码技术有预测编码和变换编码两类。预测编码利用同一幅图像以及相邻幅的像素之间的相关性对像素进行预测，只传输像素灰度的实际值与预测值的误差信号，从而降低低编码数码率。变换编码是对原始信号进行变换,使其在变换域内的相关性下降，能量更集中，传输它的数码率得以减少。由于人们对于静止图像只注重细节，而不要求很高的传输速度，故静止图像的预测编码只用帧内预测。JPEG标准提供了典型的静止图像压缩编码方法。有些军事特殊应用需要无失真或限定失真图像压缩编码，修正的霍夫曼(MH)码是传真机中常用的一种无失真一维压缩编码方法。小波变换是一种限定失真压缩编码技术。信道编码技术适应信道特性的编码技术，包括协助调制解调器减少错误发生的信道编码和克服信道传输造成错误的纠错编码技术。前者见“通信调制解调技术”条，后者的目的是为了减少数字传输过程中加性干扰产生的差错，其办法是在发出的信息码流中人为地加进一定数量的多余码元(叫监督码)，并使这些监督码与原信息码有某种确定的逻辑关系，形成新的数字码流。接收端的信道译码器则利用编码时信息码与监督码的逻辑关系，进行自动检错,然后或要求对方重发或自行进行纠错。信道编码按组进行，若监督码仅与本组的信息码有关称之为分组码，若监督码不仅与本组的信息码有关而且与以前组的信息码有关则称之为卷积码。针对衰落信道中的比特差错经常突发成串发生，利用交织技术可以分散突发差错,交织技术常与纠错编码技术一起运用。数字多路复接技术用于提高信道利用率。它将来自不同信息源的各路信号，按信源信源编码数字多路复接信道编码数字调制调制信道数字解调信道解码数字多路分接信源译码信宿照某种方式合并成一个多路(群)信号，然后用同一条信道进行传送。有同步复接、准同步复接、异步复接三类。同步复接：每个参与复接的支路信号与复接定时同出一个频率源，同步复接的效率比较高(98%)，设备比较简单，适用于比较小的区域内或者网络结构比较简单的情况。准同步复接：每个参与复接的支路信号与复接定时不是出于一个频率源，但是有同样的标称频率，而且各自速率的变化被限制在规定的容差范围之内，准同步复接适用于比较大的区域或者网络结构比较复杂的情况。异步复接：各个支路信号的时钟既非同出一源，且又没有统一的标称频率或相关性。异步复接设备相当简单，但效率较低(30%),主要用于数据通信网而不适用于数字电话网或其他高速数字网。数字调制是为了使数字信号特性与传输信道特性相匹配的技术，例如数字信号进行基带传输时先要对数字信号进行码型变换，基带传输常用的码型有归零码、不归零码、传号差分码、双相码、交替传号反转码（AMI）等，还有有利于传输或节省频带的部份响应编码、多电平码；有利于定时恢复的加扰二元码、高密度双极性码、编码传号反转码等。当数字信号通过射频进行传输时，则需要用数字信号对载波进行数字调制。常用的载波数字调制有以下几种：四相移相键控（QPSK）、差分四相移相键控（DQPSK）和最小移频键控（MFSK）、八相移相键控（8PSK）、正交部份响应调制（QPRS）16状态和64状态