推动未来战争向”智能化”转变:军媒谈5G网络技术军事应用前景-千龙网·中国首都网

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前言:移动通信技术的高速发展,使人们的生活进入 5G 时代,在体验 5G
智能服务时代前,要知道 5G 是什么,畅想 5G 能带来什么体验,怎样更好地利用
5G 技术为人们的生活带来便利。同时,展望 6G
技术是什么,它会用多长时间替代 5G。文章主要对此进行了研究,供参考。

资料图:图为美媒报道的5G网络技术军事应用场景海报。

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(中国国防报3月12日报道)近年来,大数据、云计算和物联网等技术的发展,带动人工智能技术快速提升。作为下一代通信网络标准,5G的商用普及,将进一步推动这一趋势发展。有分析认为,在5G技术的加持下,未来人工智能将在军事作战指挥、情报数据共享、战场态势分析等方面发挥重要作用,推动智能化作战迈向更高水平。

最近,有关5G的报道充盈各大媒体。5月30日,英国广播公司使用5G网络直播,这是英国首次使用5G信号的电视直播。标志着5G技术真正开始走向应用。仅隔一周,6月6日中国工信部正式宣布向运营商发放5G牌照,本次发放的5G牌照共有4张,即工信部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照。5G发牌之后,国内运营商将结束试运营5G,从而转向真正的5G商用时代。

随着移动通信业务需求的提升和移动通信技术的高速发展,全球移动通信的标准快速变更。从
1G 移动通信业务开始,发展到现在的 5G
数据通讯技术,仅仅用了几十年时间。就用户量统计来看,3G 通信时期达到 5
亿用户,用了 10 年时间;4G 通信时期达到 5 亿用户,用了 5 年时间;预期 5G
通信时代达到 5 亿用户,仅需要 3 年时间。预计到 2025 年,华为
5G网络预计覆盖全球 58% 的人口,服务于 28 亿用户。1G ~ 4G 通信系统的特点

■5G的三大特性

“5G”这个字眼如今已经变得炙手可热,俨然已成为全球的热门话题。随着人类跨入5G时代,无疑将给人类的生存环境及社会生活带来重大改变。值得注意的是,当5G技术应用于军事领域,又将会给世界带来什么?

1)第一代移动通信系统 1G,实现了“移动”能力
+“通信”能力,实现移动电话从无到有的里程碑,打开了移动通信系统的神秘大门。第1代移动通信系统在国内刚刚建立的时候,我们很多人手中拿的还是大块头的摩托罗拉8000X,俗称大哥大。当时一台大哥大差不多2万元RMB,由于昂贵,当时大哥大也成为富豪的标配。

5G是第五代移动通信网络的简称。在过去几年里,4G支持下的移动支付、视频通话、高清影视为人们的生活带来诸多便利。与4G相比,5G不仅可以用于语音通话、收发视频,还将支持物联网、虚拟现实、人工智能等技术发展,推动社会进入万物互联时代。从这一点上看,5G不是对4G网络技术的简单升级,而是将通信网络技术推向新高度。

“5G”不仅仅是“4G”技术的简单相加

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近年来,人工智能在军事领域的应用越来越多,推动战争形态朝着智能化方向发展。人工智能本质上是一种自下而上的数据驱动,依靠不断“喂食”海量数据产出最大价值。但数据规模持续上升的同时,数据传输与存储压力越来越大。5G网络的超高速率、超大容量和超低延时等特性,对人工智能进一步发挥作用十分重要。

5G是第5代移动网络技术的简称。5G将拥有更高数据速传输速率,超大容量,超低延时,以及更低的成本和更加节省能源等方面的优势,并具有大规模连接终端的能力,进而加速推动物联网技术的发展。因此,5G技术并不仅仅是在4G技术上加了“1G”,而是新一代移动网络通讯技术的迭代跃升。但广义的5G是什么,目前全球业界尚未形成一致概念。

2)随着电子技术和数字技术的发展,第二代移动通信系统 2G
实现了从模拟通信向数字通信的全面预热,并逐渐过渡到数字通信时代。2G时代,除了蓝屏手机,还出现了彩屏手机。我们的通信也具备了高度保密性。不仅能千里之外给家人朋友打电话,还能千里之外给家人朋友发短信了。

超高速率。5G网络使用较高的通信频段,传输速率大幅提升,测试中达到10Gbps峰值下载速率。超高速率保证云端和终端高效连接,形成相辅相成的协同发展路径。例如,在5G条件下,自动驾驶可实现云端和终端同时赋能,大大提高自动驾驶技术的可靠程度。

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3)在计算机技术快速发展驱使下,第三代移动通信系统3G
采用了全新的多数据多地址接入方式,顺利对接了移动多媒体业务。至此,大带宽支持和高速数据速率成为移动通信技术发展的重要指标。3G应运而生了,3G时代又被称为“图片时代”,这个时代是移动通信转变的关键时期,通信不仅仅是打电话和发短信,它实现了无线通信与互联网等多媒体通信手段的结合,最重要一点是能够传输数据信息。

超大容量。作为下一代移动通信基础设施,5G为庞大数据量和信息量的传递提供可能性。5G基站可以同时为更多终端提供服务,拥有每平方公里连接100万台设备的带宽,相比4G千余台的设备连接量,连接能力大幅跃升。未来,具有超级链接能力的5G网络可以承载10亿个场所的连接,50亿人的连接,500亿物的连接,推动社会进入万物互联时代。

根据国际电信联盟发布的《5G愿景白皮书》,5G可由“关键应用场景”来定义,其典型应用场景可以分为3类,即:增强型移动宽带场景、海量机器类通信场景、高可靠低时延通信。

4)第四代移动通信系统
4G,在移动互联网的支撑下,不仅有了频谱效率,还有带宽能力的提升。同时 4G
移动通信技术还在商业上获得了巨大成功。我们现在正在使用的4G通信网络时代,被称为“视频时代”,能够传输高质量视频、图像且图像传输质量与清晰度可以与电视不相上下的技术产品,几乎能够满足用户对无线网络的所有要求,缺点就是覆盖范围不够广、数据传输延时长。5G
通信系统的特点

超低延时。数据表明,5G极大地降低了网络延时。为更多延时要求极高的应用发展提供可能。今年初,福建省外科医生使用5G技术实施全球首例远程外科手术,使用的智能机械臂延时仅0.1秒。在5G条件下,智能制造云化机器人可以达到低至1毫秒的端到端通信延时,并支持99.99%的连接可靠性,这一指标将是未来工业4.0的发展方向。

增强型移动宽带,可为密集城市、农村、高流动性环境以及室内环境提供极高的吞吐量,以及为用户提供高速率下载数据。5G系统带宽为100-200MHz甚至更高,是4G传输速度的50余倍。它的覆盖面更广、辐射范围更大,且满足人们在高速移动下的上网需求。

第五代移动通信系统
5G,通信地址大规模多入多出,采用了多连接技术、毫米波传输技术等,实现了超高速率、低时延通信,提升了频谱效率、网络能效、连接密度等性能。

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海量机器类通信,即低功耗大连接物联,这类终端分布范围广、数量众多,要求网络具备海量连接的支持能力,可为智能城市、电网、制造、物流、等海量设备提供连接。

5G 的目标是满足高带宽、大连接和低时延场景下的通信需求。与此同时,5G
技术能提供比 4G 快至少 20
倍的数据速度,这对无人驾驶汽车、智慧城市和人工智能等新兴技术至关重要。

超高可靠和超低时延通信,主要面向车联网、工业控制等垂直行业的特殊应用需求。这类应用对时延和可靠性具有极高的指标要求,需要对巨大的数据拥有超高速处理能力。主要应用于无人驾驶、公共和大众交通系统、无人驾驶飞行器、工业自动化、远程医疗以及智能电网监控等。

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对此,有关专家认为,相比于历代移动通信系统,5G系统将是一个复合系统,不仅包含传统移动互联的升级,还将解决物联网在多种场景下的应用需求,让物联网达到触手可及。

2.1 构建万物智联时代

商业化与军事化同步?

5G 具有更强的智能连接能力,将引导一场终端、云和应用系统革命,5G
连接万物智联将产生数以万计的数据,给计算能力带来新的挑战,AI
像新鲜血液一样进入终端、云和网络的各种链接环节,让智能无处不在。5G
大带宽、低时延连接能力与云端配合,将催生未来“瘦终端、宽管道、云应用”的新业务模式,引发一场终端、云和应用革命。有了
5G,连接将成为平台,而不仅仅是管道,所有的物都可以连网,所有应用都能上云,这意味着终端将被重新定义,创造全新无缝的体验。

毫无疑问,5G技术是未来新时代智能科技发展的基础,同时也是未来世界科技的制高点。因此,随着5G技术发展建设的进程加快,各国围绕5G技术展开的竞争也日趋激烈。特别是当中国在5G技术取得重大突破,并走在了世界的前面,引起美国的极度不安。

2.2 低功耗

为此,美国把华为视为对国家安全的威胁,不惜动用国家力量来打压华为这家企业,同时施压谷歌在内的美国各大IT企业以及英国安谋科技公司拒绝向华为供应软件、技术和设备,还威胁英国和德国,倘若它们允许中国在本国推广5G移动通信系统,那么将减少双方的情报共享。美国的这些举动不仅粗暴地践踏了公平竞争,而且赤裸裸地暴露了大国霸权主义嘴脸。

5G
要支持大规模物联网应用,就必须有功耗的要求。如果能把功耗降下来,让大部分物联网产品一周充一次电,甚或一个月充一次电,就能大大改善用户体验,促进物联网产品的快速普及。

中国的5G技术确实走在了世界的前面。2016年11月17日,在美国里诺召开的3GPP
RAN187次会议5G短码方案讨论中,中国华为公司的Polar
Coad极化码方案,最终战胜美国高通公司,成为5G控制信道eMBB场景编码最终方案,拿下了5G时代的标准。

2.3 实现万物互联

就连美国也不得不承认这一点。美国无线通信和互联网协会在2018年4月发布报告称,中国的5G商用进度排名世界第一,而美国在5G整体技术方面落后于中国。美国无线行业媒体Fierce
Wireless也称,中国在5G整体竞争力方面强于美国。CNN警告称:“封杀华为会放慢5G网络在美国国内推广的脚步,因此美国有落后于中国的危险。

5G 时代,终端不是按人来定义的,5G 通信的愿景是每1km2支撑 100
万个移动终端。未来接入网络终端的不仅是手机,门窗、门锁、空气净化器、新风机、加湿器、空调、冰箱、洗衣机、眼镜、手机、衣服、腰带、鞋子都可能进入智能物联时代。

然而,美国一些媒体和5G行业并不愿意承认这一现实。CNN在2019年3月20日援引美国AT&T首席执行官兰德尔·斯蒂芬森的话说,由于中国的5G技术处于试用阶段,因此“中国在5G上没有击败美国”。而VOA在4月3日发表通信咨询公司Analysys
Mason的研究报告,表示在5G技术竞争中国一度领先,不过美国已经迎头赶上。该报告表示美国在5G的高频段和低频段可用性方面处于领先地位,但在中频段的可用性方面仍处于落后地位。

2.4 重构安全

为此,美国声称一定要在世界各国之前首先实现5G技术的商业化、军事化。值得注意的是,以往当一项新技术出现时,首先考虑是在军事领域的应用,进而再转入民用。如航空技术和航天技术都是如此。而如今的5G技术却突破常规,从一开始就是商业化和军事化几近同步。表面上看似是5G技术的争夺,其背后却是大国之间的较量,这不仅关系着未来国家的核心竞争力,而且更关乎着未来的国家安全。

假设 5G
建设起来却无法重新构建安全体系,就会产生巨大的破坏力,导致无人驾驶系统很容易被攻破,智能健康系统被攻破,大量用户的健康信息被泄露,智慧家庭被攻破等。从
5G 网络建设之初,就应该对特殊的服务建立专门的安全机制。6G 展望未来

5G将对未来将战场产生深远影响

6G 早期阶段将对 5G 进行扩展和深入,以 AI
边缘计算和物联网为基础,实现智能应用与网络的深度融合,实现虚拟现实、虚拟用户、智能网络等功能。在人工智能理论、新兴材料和集成天线相关技术的驱动下,6G
的长期演进将产生新突破。

5G作为新一代通信技术,对国防安全既创造了新的机遇,也提出了新的挑战。特别是对未来战场构建将产生深远影响。

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2018年12月,美国战略与国际问题研究中心发布了题为《5G技术将重塑创新与安全环境》的研究报告。该报告指出,5G技术将提供更高的网络速度,更强的安全性和更大的容量。5G技术将支持数字经济,成为下一代数字技术的支柱。关于5G技术的决定将影响未来数十年内国家的安全和经济表现。

“使用一代、研究一代、储备一代”,这句话是对技术研究最好的解释。目前全球已经开始研究
6G 了,未来 10 年内,人们的生活将会发生很大的转变。6G 能达到 100G/s,到
2030年的时候,6G 应能得到部署。

4月3日,美国国防部发布了《5G风险和机遇报告》(《The 5G Ecosystem: Risks
& Opportunities for
DoD》),报告在介绍5G技术的发展历程和目前世界各国有关5G技术发展现状基础上,重点研究了5G技术对国防领域的深度影响。

6G
的特点是以卫星为基础组建互联网,而非光纤和基站。基建工作主要在太空完成,而且主要是卫星发射和部署工作。之前,卫星发射大国不接受我国主导的
5G,直接跳升 6G
的可能性非常大。由于航天强国优势,遥感技术、深空探测、操控技术都很发达,可重复火箭技术日趋成熟,芯片技术发达,直接过渡到
6G 反而相对容易。

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今年 3 月 24 日到 26 日,全球第一届 6G
无线峰会在芬兰召开,全球二百多名科研人员参与其中,对下一个十年通讯行业的新标准进行讨论和规划。

资料图:美媒报道的5G网络技术军事应用场景海报

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显而易见,5G技术巨大的军事价值,必然要应用于军事领域,这无疑将对未来战场产生重要影响,并加速智能化军事变革进程。

另据 ITU 规划:

首先,5G技术将成为新军事能力的基础技术。未来的战争是信息高度整合的战争,因此对信息的需求量更大,对信息的处理能力要求更高,对信息处理需要具备高速机动能力。而5G技术具有超高速率、超大容量和超低延时等方面优势,并迭代成为军事领域的重要技术基础,可以为新军事能力提供重要支撑。

2000-2020 年:

其次,5G技术将对战场指挥实施精准控制。5G技术的高速率、大容量、低延时等三大特性,决定了5G技术可以更好地应用于指挥与控制,并推动战场全域武器平台互联,从而大幅度提高一体化联合作战水平。随着5G技术的广泛应用,不但各类作战部队能够在战场上实现信息终端的互联互通,而且可使各级指挥员全面掌控整个战场态势,进而决策使用各类智能化武器系统实施更精准的打击。毫无疑问,5G系统的构建将可能彻底改变未来战场信息指挥体系。

主要是以多媒体服务和 APP 应用为主的移动互联时代

再次,5G技术将加速推动未来智能化战争。5G技术应用于战场,能够实现战场信息与网络的深度融合,进而可以构建相互兼容的高速信息网络,从而实现更高效的作战行动。而当5G技术与人工智能技术相融合,不仅使各类无人作战系统得到更加精准的有效控制,而且可以大幅度提升未来战场的智能化程度。

2020 – 2030 年,5G 时代:

转自丨学术 plus

主要包括 eMBB、mMTC 和 uRLLC 三大场景,一个万物智联的时代

作者丨徐秉君,学术plus高级评论员,专注研究军事装备与国际军事战略

2030 往后,6G 时代:

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将探索新媒体、新服务、新架构、新 IP 四大领域

研究所简介

相比 5G,6G 最大的不同可以根据这张图来初见端倪:

国际技术经济研究所成立于1985年11月,是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构,主要职能是研究我国经济、科技社会发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题,跟踪和分析世界科技、经济发展态势,为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号,致力于向公众传递前沿技术资讯和科技创新洞见。

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地址:北京市海淀区小南庄20号楼A座

目前,全球的 5G 网络开始陆续商用部署,中国将成为继美国、韩国之后开启本土
5G
商用服务的国家。不管怎么样,6G还是很远。我们还是先享受当前的5G吧!!!

电话:010-82635247/6558

作者简介:
李志杰,男,安徽滁州人,本科,讲师,研究方向:嵌入式技术,传感技术。

微信:iite_er

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