無(wú)線通信技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

摘要：無(wú)線通信技術(shù)在系統(tǒng)組織能力、拓展性、穩(wěn)定性、隱蔽性方面都存在一定優(yōu)勢(shì)。目前，隨著無(wú)線通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的軍事領(lǐng)域研究正在深入推進(jìn)。為深入研討無(wú)線通信技術(shù)在軍事信息化戰(zhàn)爭(zhēng)領(lǐng)域所扮演的角色，本文以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)知識(shí)為理論基礎(chǔ)，著重對(duì)無(wú)線通信技術(shù)在軍事領(lǐng)域的實(shí)踐優(yōu)勢(shì)與現(xiàn)階段覆蓋范圍進(jìn)行針對(duì)性的應(yīng)用研究。

關(guān)鍵詞：無(wú)線通信 軍事領(lǐng)域 研究

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）10-0034-01

1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的為的自組織網(wǎng)絡(luò)。在自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)覆蓋區(qū)域中，系統(tǒng)可以感知、采集、處理監(jiān)測(cè)目標(biāo)的信息，并且把數(shù)據(jù)傳輸至中央服務(wù)器。

在軍事領(lǐng)域中，無(wú)線傳感器根據(jù)功能可劃分為磁、電、光、聲、氣象、電波傳感器等模塊，傳感器核心為傳感器節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)憑借遍及的節(jié)點(diǎn)感知監(jiān)測(cè)目標(biāo)信息，并且在節(jié)點(diǎn)中設(shè)置匯聚節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)綜合節(jié)點(diǎn)所感知的信息，由匯聚節(jié)點(diǎn)一致反饋到信息服務(wù)器中進(jìn)行集成；監(jiān)測(cè)目標(biāo)則根據(jù)對(duì)象劃分為敵軍監(jiān)測(cè)、友軍監(jiān)測(cè)，著重于軍資、戰(zhàn)場(chǎng)、地形、布防的監(jiān)測(cè)；中央服務(wù)器即為客戶端口計(jì)算機(jī)，在此處對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行再次集成，數(shù)據(jù)會(huì)在顯示屏處展現(xiàn)給情報(bào)部門。

2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)

（1）網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍很廣。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在自身規(guī)模上不斷革新，包括有密度拓展、數(shù)量拓展，融合分布式信息服務(wù)器技術(shù)，對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)信息的采集不斷精確，促使系統(tǒng)容錯(cuò)性不斷提升，伴隨著節(jié)點(diǎn)密度、數(shù)量的增加，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋感知范圍也逐漸拓展，避免網(wǎng)絡(luò)洞穴或者盲區(qū)的出現(xiàn)。

（2）網(wǎng)絡(luò)自組織。根據(jù)節(jié)點(diǎn)布置特征，限制節(jié)點(diǎn)交互協(xié)調(diào)，并且節(jié)點(diǎn)之間始終保持均衡關(guān)系。所以說(shuō)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不會(huì)根據(jù)預(yù)先配置的基礎(chǔ)部件進(jìn)行自身組網(wǎng)，而是以自組織網(wǎng)絡(luò)為核心，節(jié)點(diǎn)保持著約束關(guān)系，不會(huì)因?yàn)槟彻?jié)點(diǎn)故障而影響到系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)傳感器網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)發(fā)展。

（3）路由多跳。傳感器微型節(jié)點(diǎn)制造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，僅僅可以在監(jiān)測(cè)目標(biāo)百米內(nèi)進(jìn)行通信，可能無(wú)法滿足系統(tǒng)的通訊要求。所以說(shuō)設(shè)置節(jié)點(diǎn)時(shí)盡量以鄰近直接傳遞為主，倘若目標(biāo)節(jié)點(diǎn)超出可傳遞范圍，則需要在節(jié)點(diǎn)間再次布置節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)既可以為數(shù)據(jù)傳輸端口，也可以為傳輸轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。

（4）網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)拓?fù)洹Ｓ捎诒O(jiān)測(cè)目標(biāo)可隨機(jī)性移動(dòng)，而節(jié)點(diǎn)卻有著固定位置，所以難免存在節(jié)點(diǎn)失效強(qiáng)制退出網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)象，針對(duì)監(jiān)測(cè)目標(biāo)位置移動(dòng)的問(wèn)題，研究對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)增加拓?fù)淇蚣茏詣?dòng)組織的功能，促使無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)拓?fù)浣M織能力逐漸發(fā)展。

（5）網(wǎng)絡(luò)框架以數(shù)據(jù)為中心。隨著節(jié)點(diǎn)密度、數(shù)量不斷增加，節(jié)點(diǎn)所采集的數(shù)據(jù)也逐漸膨脹，同時(shí)面對(duì)節(jié)點(diǎn)位置的隨機(jī)性，節(jié)點(diǎn)的地址同樣也在隨機(jī)置換。用戶所需要的是節(jié)點(diǎn)集成數(shù)據(jù)，而不是某節(jié)點(diǎn)，所以說(shuō)網(wǎng)絡(luò)框架以數(shù)據(jù)信息為中心。

3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事中的應(yīng)用

在戰(zhàn)場(chǎng)上，對(duì)數(shù)據(jù)信息的捕獲至關(guān)重要，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)軍事領(lǐng)域的作用不可忽視，其在世界各國(guó)軍事領(lǐng)域內(nèi)一直頗受關(guān)注。

3.1 戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)對(duì)象的定位與跟蹤

所謂知己知彼，百戰(zhàn)百勝，在戰(zhàn)場(chǎng)上，對(duì)信息的實(shí)時(shí)掌控至關(guān)重要，而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身在拓展性、隱蔽性、穩(wěn)定性等方面有著一定優(yōu)勢(shì)，可不間斷向戰(zhàn)場(chǎng)指揮部門傳輸戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)況。

2003年，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局在Network Embed and System Technology項(xiàng)目中提出對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)技術(shù)的深入研討，針對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)定位，使用音頻傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)聲音進(jìn)行采集，精準(zhǔn)定位參戰(zhàn)目標(biāo)三維地理位置，并且定位延遲時(shí)間僅僅2秒，精度為1.5米，足夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行詳細(xì)監(jiān)視；2003年8月，美國(guó)陸軍部門在俄亥俄州開(kāi)展“沙地直線”項(xiàng)目，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，提出精準(zhǔn)服務(wù)器信息處理框架，在保障監(jiān)測(cè)質(zhì)量的同時(shí)，盡量減少網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用支出。“沙地直線”可避免戰(zhàn)場(chǎng)信息干擾，尤其在監(jiān)測(cè)金屬目標(biāo)時(shí)，能對(duì)敵人的坦克、裝甲車輛等進(jìn)行定位跟蹤。

3.2 戰(zhàn)場(chǎng)信息偵察與監(jiān)測(cè)

在戰(zhàn)場(chǎng)部署無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)后，可針對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)特殊地質(zhì)、地形，利用傳感器隱秘勘察，洞悉戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。

美國(guó)陸軍利用震動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)隨機(jī)移動(dòng)的目標(biāo)，系統(tǒng)布置簡(jiǎn)單，僅僅幾秒時(shí)間便可以在戰(zhàn)場(chǎng)上展開(kāi)偵查，在傳感器節(jié)點(diǎn)130米內(nèi)可以直接監(jiān)視，而監(jiān)測(cè)部門可以在1800米外進(jìn)行監(jiān)測(cè)指揮，促進(jìn)監(jiān)測(cè)的隱蔽性。

3.3 戰(zhàn)場(chǎng)局勢(shì)感知

隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的普及，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)開(kāi)始以融合集中的方式傳輸至監(jiān)測(cè)服務(wù)器，對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)的感知能力逐漸提升，能詳細(xì)到戰(zhàn)場(chǎng)局勢(shì)感知。

在阿富汗與伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)后，戰(zhàn)爭(zhēng)逐漸融合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，例如以IP與WEB技術(shù)為核心，強(qiáng)調(diào)“網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)”、“傳感器信息作戰(zhàn)”、“中央行動(dòng)作戰(zhàn)”，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)提高對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)的感知能力，甚至是戰(zhàn)場(chǎng)局勢(shì)感知。美國(guó)陸軍部門主導(dǎo)的“戰(zhàn)場(chǎng)感知與數(shù)據(jù)分析”系統(tǒng)便是此類作戰(zhàn)模式。

4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事應(yīng)用中的問(wèn)題

4.1 安全性問(wèn)題

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)軍事安全至關(guān)重要，在網(wǎng)絡(luò)布置初期，首先需要考慮到節(jié)點(diǎn)故障與節(jié)點(diǎn)被俘，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)往往布置在敵占區(qū)域，安全性能無(wú)法保障，而一旦節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，維修部門也無(wú)法及時(shí)趕到節(jié)點(diǎn)位置且節(jié)點(diǎn)也難免被敵對(duì)俘虜。節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸中依然需要保障儲(chǔ)存、集成安全。

4.2 數(shù)據(jù)融合問(wèn)題

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在節(jié)點(diǎn)捕獲數(shù)據(jù)后，要求能夠及時(shí)傳遞至監(jiān)測(cè)部門，供給數(shù)據(jù)參考，但是網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)受到自身硬件資源限制，例如環(huán)境兼容能力差，節(jié)點(diǎn)傳輸距離限制、戰(zhàn)場(chǎng)電波信號(hào)干擾、節(jié)點(diǎn)拓?fù)淇蚣軇?dòng)態(tài)變化，要求數(shù)據(jù)融合迅速，及時(shí)傳輸?shù)椒?wù)器端口。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為迎合對(duì)信息數(shù)據(jù)的需要，信息技術(shù)也不斷隨之革新，帶動(dòng)著軍事領(lǐng)域逐漸變革。信息戰(zhàn)爭(zhēng)普及，要求對(duì)數(shù)據(jù)信息的捕獲隱蔽化、準(zhǔn)確化、科學(xué)化，掌握戰(zhàn)場(chǎng)信息便可以真正抓住戰(zhàn)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的介入必定使軍界轟動(dòng)。雖然無(wú)線傳感器前景遼闊，但目前受到科學(xué)技術(shù)水平的限制，在軍事領(lǐng)域上依然得不到普及使用，目前，世界無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究部門主要著重于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)框架、節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)融合、連接線路，傳感器待解決問(wèn)題依然很多，但是在未來(lái)，相信無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)必定會(huì)在軍事領(lǐng)域中得到蓬勃發(fā)展。

收稿日期：2016-09-05

作者簡(jiǎn)介：夏幸福（1984—），男，安徽馬鞍山人，碩士，工程師，研究方向：通信信息與系統(tǒng)。