基于預(yù)警機的網(wǎng)絡(luò)信息體系發(fā)展綜述

王明昊　李宏宏

【摘要】? ? 預(yù)警機作為重要的空基預(yù)警探測與指揮控制節(jié)點，在網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著重要的角色，隨著未來復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境對網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)能力要求不斷升級，網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)對預(yù)警機在互聯(lián)互通能力、寬帶抗強能力，以及多鏈快速接入能力等方面提出了更高要求。本文首先從網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的協(xié)同作戰(zhàn)、機載通信節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)防護和攻擊以及有人/無人機協(xié)同四個方面分析了國外網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，接著立足預(yù)警機在網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中的使命要求，對涉及的主要關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】? ? 預(yù)警機? ? 信息系統(tǒng)? ? 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建? ? 機載通信節(jié)點

Review of the development of networking information-centric systems of systems based on early warning aircraft

WANG Ming-hao，LI Hong-Hong? ? （China Academy of Electronics and Information Technology，Beijing 100041，China）

Abstract： As an important space-based early warning detection and command and control node， early warning aircraft （EWA） plays an important role in the network information system. With the continuous upgrading of network information system capability requirements in the future complex battlefield environment， the network information system puts forward higher requirements for e EWA in terms of interconnection capability， wide band anti-strong capability， and multi chain fast access capability. This paper first analyzes the development status of foreign network information system from four aspects of system operation， airborne communication node， network protection and attack， and manned/unmanned cooperation， then， based on the use requirements of EWA in network system， the main key technologies involved are analyzed.

Key words： early warning aircraft （EWA）; networking information-centric systems of systems; network construction， airborne communication node

引言：

上世紀(jì)90年代末期開始，美軍為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)構(gòu)想，為更好地滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭中多平臺/多種類的探測器/傳感器之間的信息資源共享、武器協(xié)同、聯(lián)合作戰(zhàn)、指揮協(xié)同等方面的作戰(zhàn)需求，對空基平臺信息系統(tǒng)進(jìn)行了不斷改進(jìn)和能力提升，包括寬帶數(shù)據(jù)鏈技術(shù)（如SCDL、TCDL、MP-CDL等），武器協(xié)同數(shù)據(jù)鏈技術(shù)（如CEC、IFDL等），機載通信節(jié)點，以及與此相關(guān)的軟件無線電技術(shù)和綜合航空電子信息系統(tǒng)技術(shù)等[1-4]。

一、國外網(wǎng)絡(luò)信息系體系發(fā)展現(xiàn)狀

1.1多平臺協(xié)同能力發(fā)展現(xiàn)狀

2004年美國空軍發(fā)表了網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)計劃——支持作戰(zhàn)平臺之間深度協(xié)同的C2星座網(wǎng)，作為美國空軍實施的支持網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)和《聯(lián)合構(gòu)想2020》的關(guān)鍵計劃。為支撐多平臺、多源、分布式網(wǎng)絡(luò)化、空間化的指揮控制、武器協(xié)同、情報偵察的空天地協(xié)同作戰(zhàn)能力，美空軍正在發(fā)展一種新型網(wǎng)絡(luò)化多偵察平臺數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)——網(wǎng)絡(luò)中心協(xié)同式目標(biāo)指示（NCCT）;并進(jìn)行有人/無人機之間的協(xié)同作戰(zhàn)研究和試飛試驗;同時，開發(fā)以IFDL、TTNT為典型的用于傳感器、武器平臺之間協(xié)同的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)，以CDL、TCDL、MP-CDL為典型的寬帶情報分發(fā)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。

1.2機載通信節(jié)點（ACN）技術(shù)

機載通信節(jié)點（ACN，Airborne Communication Node）是一種模塊化的規(guī)模大小可變并可編程重組的自主式多任務(wù)載荷，作為星座網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈整合系統(tǒng)[5][6]。機載通信節(jié)點技術(shù)最早是由美國國防高級研究計劃局（DARPA）于1998年提出，旨在為美軍及其盟軍提供廣泛的戰(zhàn)區(qū)機載中繼無線通信服務(wù)。2002年DARPA決定擴大ACN計劃，進(jìn)一步支持具有自組織特點的AD Hoc戰(zhàn)術(shù)信息網(wǎng)絡(luò)，成為“自適應(yīng)C4ISR節(jié)點”，即AJCN。AJCN是一種基于模塊化、可裁剪架構(gòu)的多任務(wù)、多功能/可重配置的C4ISR負(fù)載，該系統(tǒng)將繼續(xù)為機載平臺（有人和無人）提供通信中繼和橋接功能，同時還增加了信號情報（SIGINT）和電子攻擊（EA）功能。隨著需求的改進(jìn)，美國空軍于2005年提出了戰(zhàn)術(shù)機載目標(biāo)網(wǎng)關(guān)（OG）的風(fēng)險降低/演示驗證項目——戰(zhàn)場機載通信網(wǎng)關(guān)（BACN），BACN繼承了AJCN的主要功能特點，包括通信中繼、SIGINT與EA、多任務(wù)軟件框架、平臺獨立性（載荷模塊化、尺寸大小可變，可以搭載多種平臺）等特點，此外還增加了CDMA蜂窩基站的功能，其概念如圖2所示。

1.3無線網(wǎng)絡(luò)防護和攻擊能力

美軍將網(wǎng)絡(luò)攻擊方式分為被動攻擊、主動攻擊、物理臨近攻擊、內(nèi)部人員攻擊和分發(fā)攻擊。但就能力而言，美軍已具有通過網(wǎng)絡(luò)欺騙敵方的能力、以及欺騙、破壞以及摧毀敵有線和無線網(wǎng)絡(luò)的能力。美軍正在采取一系列新舉措，建設(shè)全方位的網(wǎng)絡(luò)信息安全防范體系。

2002年，美軍在布什總統(tǒng)的支持下，著手組建了網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)聯(lián)合功能構(gòu)成司令部（JFCCNW），主要任務(wù)之一就是針對無線戰(zhàn)場通信網(wǎng)絡(luò)開展對抗技術(shù)研究：研究以接入方式為主的無線網(wǎng)絡(luò)對抗方法，采用多機分布式的“以網(wǎng)制網(wǎng)”攻擊手段，重點開發(fā)“癱網(wǎng)”和“騙網(wǎng)”能力，并在此基礎(chǔ)上拓展至“控網(wǎng)”的能力。同時，針對無線網(wǎng)絡(luò)終端研究安全可信技術(shù)，建立“信任鏈”，保障機載終端的性能可靠可信，并發(fā)展無線環(huán)境中身份認(rèn)證能力，實現(xiàn)全網(wǎng)系的身份認(rèn)證。

1.4 有人/無人機協(xié)同作戰(zhàn)的平臺應(yīng)用

隨著無人機在幾次局部戰(zhàn)爭中取得極大成功后，世界各國就在不斷探索無人機作戰(zhàn)應(yīng)用模式，特別是發(fā)展有人作戰(zhàn)飛機對無人機的測控和協(xié)同作戰(zhàn)。典型項目包括機載有人/無人系統(tǒng)技術(shù)項目（AMUST）、波音公司有人駕駛戰(zhàn)斗機與無人機協(xié)同飛行能力研究、英國奎奈蒂克公司有人機控制多架無人機試驗等。目前，機載無人機測控技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到直升機平臺中，實現(xiàn)直升機對無人機Level 4的控制，包括接收無人機圖像、數(shù)據(jù)以及對無人機進(jìn)行飛行、載荷控制。在Apache Block III中，裝備了無人機戰(zhàn)術(shù)通用數(shù)據(jù)鏈組件（UTA），采用雙向TCDL寬帶數(shù)據(jù)鏈，實現(xiàn)Apache飛行員對無人機的飛行路徑控制、操縱傳感器設(shè)備捕獲和跟蹤目標(biāo)，并指示和打擊目標(biāo)。

二、預(yù)警機在網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中的使命地位

網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中的典型平臺有預(yù)警機、無人預(yù)警偵察機、飛艇、指揮通信飛機、轟炸機、加油機、戰(zhàn)斗機、無人機以及各種天基、陸基平臺等。通過分析當(dāng)前國外網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)應(yīng)用模式，基于預(yù)警機的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)大致包括六個方面的典型應(yīng)用模式。

一是組建空天、空地組網(wǎng);通過預(yù)警機構(gòu)建基于空基平臺的多層次、多手段、立體化的空基綜合信息保障體系。二是建立空基骨干通信網(wǎng);通過在預(yù)警機平臺上加裝空地、空空、空星地寬帶通信設(shè)備，構(gòu)建戰(zhàn)場空基骨干通信網(wǎng)絡(luò)，提供空基組網(wǎng)信息服務(wù)能力。三是建立空基協(xié)同作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)。通過預(yù)警機實現(xiàn)空中ISR平臺、三代/四代戰(zhàn)斗機平臺、無人機平臺之間的協(xié)同態(tài)勢感知、協(xié)同攻擊、協(xié)同防御等能力;四是建立空基指揮控制信息網(wǎng);通過預(yù)警機提升和發(fā)展空基指揮控制信息系統(tǒng)，使空中平臺成為空基指揮通信中心和樞紐，構(gòu)建空基指揮信息保障網(wǎng)絡(luò)。五是提升信息戰(zhàn)環(huán)境中的空基網(wǎng)絡(luò)防護和攻擊能力;基于預(yù)警機平臺發(fā)展專用空中網(wǎng)絡(luò)防護和攻擊平臺或搭載網(wǎng)絡(luò)防護和攻擊載荷，實現(xiàn)空基的網(wǎng)絡(luò)攻防能力。六是建立遠(yuǎn)程作戰(zhàn)空基信息保障體系。通過在預(yù)警機上加裝機載通信節(jié)點的中繼和網(wǎng)關(guān)設(shè)備，使預(yù)警機成為空基通信中心和樞紐，實現(xiàn)遠(yuǎn)程戰(zhàn)場戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)與骨干通信網(wǎng)絡(luò)的接入和互聯(lián)，從而構(gòu)建空基信息保障網(wǎng)絡(luò)。

三、網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)

3.1多平臺互聯(lián)互通能力

首先，預(yù)警機作為空中核心通信節(jié)點，需要與空中不同平臺進(jìn)行互聯(lián)互通，包括與殲擊機、無人機為代表的空中作戰(zhàn)平臺的協(xié)同通信能力，特別需要實現(xiàn)對無人機的測控能力，擴展預(yù)警機任務(wù)作戰(zhàn)模式，實現(xiàn)預(yù)警機與無人機的協(xié)同。其次，為構(gòu)建空基寬帶骨干網(wǎng)絡(luò)建立高速數(shù)據(jù)傳輸通道，大容量情報分發(fā)能力，支持圖像、紅外/光電視頻、傳感器原始信號等大容量情報數(shù)據(jù)的空地、空空傳輸，鏈路傳輸速率突破Mbps量級是基于預(yù)警機多平臺互聯(lián)互通的發(fā)展需要。最后，多手段遠(yuǎn)程通信能力，如具備多手段（衛(wèi)星通信、短波通信、中繼通信等）的超視距話音、數(shù)據(jù)通信能力，實現(xiàn)全域覆蓋，支持至少1路的超視距寬帶數(shù)據(jù)傳輸，滿足大于1千公里的遠(yuǎn)程作戰(zhàn)需求，也是多平臺互聯(lián)互通能力的發(fā)展需求。

3.2強抗干擾能力

抗強干擾能力包括兩方面，一是通信頻譜動態(tài)感知與管理能力，二是基于頻譜動態(tài)接入的多鏈抗干擾能力。通信頻譜動態(tài)感知與管理能力，要求網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)具備頻譜的動態(tài)感知和實時頻率管理能力，達(dá)到大幅增強頻譜分配的戰(zhàn)場適應(yīng)性，實現(xiàn)頻譜管理、頻譜監(jiān)測與用頻裝備的三網(wǎng)合一，以及增強聯(lián)合作戰(zhàn)頻譜協(xié)調(diào)?；陬l譜動態(tài)接入的多鏈抗干擾能力是結(jié)合認(rèn)知無線電設(shè)計思想，通過感知通信環(huán)境的變化而采用不同的通信頻率接入方式，實現(xiàn)主動的抗干擾策略，有效提高通信/數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的抗干擾能力，保證傳輸?shù)母呖煽啃浴?/p>

3.3多鏈綜合接入管理能力

多鏈綜合接入管理能力包括多鏈接入管理能力和網(wǎng)絡(luò)成員身份識別與入侵檢測能力。多鏈接入管理能力要求提供全新的數(shù)據(jù)鏈接入與訪問機制，完成用戶消息在各種鏈路間的中繼、路由、轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)消息格式的自動轉(zhuǎn)換，向上層用戶屏蔽底層鏈路細(xì)節(jié)，支持端到端的IP通信。網(wǎng)絡(luò)成員身份識別與入侵檢測能力要求網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)防御可能遭受的敵方基于網(wǎng)絡(luò)層和信息層的入侵、攻擊、破壞或欺騙，保證基于預(yù)警機為中心的數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)在復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下的安全可用、可靠、可信。

四、結(jié)束語

隨著網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的發(fā)展，預(yù)警機在網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中扮演了越來越重要的角色，相應(yīng)地，針對網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的對抗技術(shù)也在迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)需要面臨一些新的威脅和挑戰(zhàn)。本文首先從網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的協(xié)同作戰(zhàn)、機載通信節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)防護和攻擊以及有人/無人機協(xié)同等方面分析了國外網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，強調(diào)了預(yù)警機在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)統(tǒng)中擔(dān)負(fù)的空中預(yù)警探測中心、指控控制中心、情報收集、處理分發(fā)中心、通信中心系統(tǒng)控制中心作用。最后給出為適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)發(fā)展要求，在多平臺互聯(lián)互通、大帶寬抗強干擾，以及多鏈綜合接入管理等能力發(fā)展方向上的技術(shù)發(fā)展需求。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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王明昊（1990），男，漢族，北京，本科，工程師，現(xiàn)從事工程項目管理研究;

李宏宏（1983），男，漢族，河北，博士，工程師，現(xiàn)從事系統(tǒng)仿真研究。