浅谈电磁频谱管理
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电磁频谱管控技术随着电子技术和移动通信技术的飞速发展,电磁频谱的使用和管理已经成为国家安全和经济安全不可或缺的重要组成部分。
电磁频谱是无线电和通信技术的物质基础,是国家军事、经济、文化、科技等领域的宝贵资源。
从20世纪70年代开始,电磁频谱管控技术逐渐兴起,并随着时间的推移逐渐成熟。
电磁频谱管控技术是指对无线电频谱进行监视、调控、分配和应用的技术方法和手段,是保障国家安全和经济安全必不可少的手段之一。
1978年,美国联邦通信委员会(FCC)实施了第一个完整的电磁频谱管理计划,从而奠定了全球电磁频谱管理的基石。
在这个计划中,FCC在全美范围内建立了用于电磁频谱分配、授权和监测的全国电磁频谱管理系统(NTIA)。
此后,许多国家陆续建立了自己的电磁频谱管理机构和电磁频谱管控体系。
在此基础上,电磁频谱管控技术得到了快速发展。
中国的电磁频谱管理始于20世纪50年代末期,1958年,中国电视机开始向社会公开发售,这标志着中国电磁频谱管理进入了规范化的阶段。
目前,中国电信、广电、铁路、卫星等行业均有相关的电磁频谱管控体系和技术方法。
电磁频谱管控技术主要包括电磁频谱监测、电磁频谱控制、电磁频谱分配、电磁频谱规划和电磁频谱利用等方面。
电磁频谱监测是电磁频谱管控技术的重要组成部分,可以实现对无线电频率和信号的监控、采集、分析和判断,为电磁频谱的合理利用提供依据。
电磁频谱监测技术主要包括远距离监测、局部监测和频谱探测等方式。
远距离监测主要是通过卫星、固定站、航空器等方式进行,可以实现对大范围的电磁频谱信号的监控;局部监测适用于对某个区域或目标进行频谱监测;频谱探测则是利用信号探测器、频谱分析仪等设备对电磁频谱进行在线监测。
在电磁频谱控制方面,主要是通过电磁频谱监测数据和相关法规制度,采取相应的措施进行频谱管制。
通过发放无线电通信执照、设定频道和频率、组织应急频率、限制某些频段的使用等方式对电磁频谱进行控制和管理。
电磁频谱分配是指将电磁频谱资源按照一定规则和标准分配给各个用户,确保各种频率资源的合理分配和利用。
小议电磁频谱资源管理作者:王晓汪洋来源:《科学与技术》 2019年第4期■王晓1 汪洋2摘要:电磁频谱是信息化战争的重要战略资源,随着信息技术的飞速发展和广泛应用,电磁频谱的战略价值和基础作用日益突显。
信息化战场上,越来越多的电子信息作战装备应用于战场,各种电磁干扰及电磁设施的影响,使得战场电磁环境极其复杂。
由于可用频谱资源十分有限,目前在400GHz以下,能否高效地实施频谱管理,是决定信息优势的获取乃至战争胜败。
关键词:频谱管理;电磁环境;资源;战争引言:在信息化军队建设背景下,未来信息化作战将有大量先进的战斗机、驱逐舰、弹道导弹、航空母舰等武器装备编入现役,这些先进的装备多以大平台上承载多系统的模式存在,每个作战平台上都装载有成百上千的用频装备。
因此对频谱的依赖性越来越强,电磁频谱在战场上的作用更加举足轻重。
无线电通信装备和电子设备的不断增加,对频率的需求迅速增长,频率资源越来越紧张,必须对电磁频谱采取有效管理,否则将导致可用频率的严重匮乏。
一、电磁频谱管理现状电磁频谱管理,指的是对电磁频谱资源进行合理的而又科学划分以及资源管理,并且适当的进行指配和分配,保证其得到更为高效率以及高性能的效能最大化。
军事电磁频谱管理,是一种特定的军事行动,是指军事领导机关的电磁频谱管理部门运用法律、行政、技术和经济等手段,对军事领域的电磁频谱业务实施统一的规划和控制。
管理的最终目的是保障科学、合理有效地利用电磁频谱资源,最大限度地保障国防建设和军事斗争的需求。
为了保证在新时代的信息化作战中能够得到更多的频谱优势,我国现今已经大力发展电磁频谱管理相关体系的构建和完善,将电磁频谱管理方法进一步的健全和完善,与此同时,深化内部军事理论方案的改革,进一步的加深电磁频谱管理的力度,将大部分的研究注意力放在军事电磁频谱管理方面已经形成了一个定式。
[1]电磁频谱一种特殊的自然资源,其特殊性主要表现在:一是频谱资源有限。
频谱包括红外线、可见光、X射线;但作为电磁频谱通信所使用的频谱资源,国际电联将3000GHz以下的电磁频谱称之为无线电磁波的频谱。
电磁频谱智能化管理浅析电磁频谱管理的智能化,就是针对电磁频谱管理中涉及到的政策制定、频谱共用、频率自动选择、频谱参数审核、环境监测、设备检测、频管数据存储与信息处理、通信、用频设备的控制等方面,应用智慧地球、感知中国的理念和新技术,提高电磁频谱管理的智能化水平。
新技术在电磁频谱管理中的应用,主要体现在以下五个方面。
1.加强电磁频谱管理政策的研究当前电磁频谱应用新技术的快速发展,极大地超过了政策制定者做出反应的能力,随着智慧地球的深入推进,电磁频谱的有效管理将是智慧地球能否实现和完善的“瓶颈技术”。
当前国家各类用频系统的频谱使用仍处于静态规划和初步动态协调的阶段,且主要通过文电进行人工频率调整和协同,难以适应动态计划对频谱使用的需求。
由此可见,实施动态频谱管理政策势在必行,今后我们可以加强研究“政策捷变(policy-agile)”,依靠一种动态变化的政策来约束行为的频谱管理方法。
在这种管理方法中,对无线电设备来讲,约束行为的政策是随时间和位置的变化而动态变化的;政策不再固定嵌入到无线电设备中,而是可以在机动过程中加载;无线电设备需要在动态变化的频谱管理政策约束下,根据所处的频谱环境改变频谱接入策略。
2.认知无线电的应用FCC在2003年12月发布的一则通告中,对认知无线电做了如下定义:认知无线电是一种能够根据与他的操作环境进行交互而改变传输参数的无线电。
从这个定义可知,智慧的认知无线电应该具有三个主要特点:认知能力、重配置能力和学习能力。
其体系结构称为认知环(OOPDAL),主要包含七个主要步骤:感知、感知信息判断(分析)、生成计划、推理决策、计划执行、反馈学习和知识共享。
目前对认知无线电的研究主要集中在认知无线电系统中的合作及跨层设计技术、空间型号检测和分析及Qos保证机制等,研究的广度和深度都很不够。
今后可以在干扰湿度模型的构建、基于Qos的频谱决策技术、动态频谱接入技术、(非)合作式频谱共享技术、网间频谱共享技术、认知无线电路由协议设计、无线电指示表述和认知无线电网络安全问题等方面进行深入的研究。
电磁频谱管理在军事战争中的重要作用分析摘要电磁频谱资源是一种有限的自然资源,成为国家的无形领土,每个国家对自己国家的内部频谱资源都有独立自主的管理权力,成为国家主权象征之一。
随着现代战场频谱化程度的不断提高,电磁频谱的军事价值、国防价值在快速提升,电磁频谱管理在国防建设中的地位和作用也在逐渐提高,电磁频谱管理在军事战争中发挥着重要作用,能否掌握电磁频谱的控制权将直接影响到战争的结局。
关键词电磁频谱;信息化战争;电磁环境电磁频谱是继土地、水、矿藏、森林之后又一种十分重要的国家战略资源,它涉及导航、通信、探测、广播等诸多领域,关系到经济社会的可持续发展和国防军事的安全稳定,具有十分重要的经济价值和军事价值。
电磁频谱管理是无线电通信的基础,是电子系统发挥最大效能的关键,是信息畅通的重要保证。
随着电磁频谱在各个领域的广泛应用,电磁频谱的管理已越来越引起各国的高度重视。
它正在从传统的保障“配角”,逐渐变成为现代战争的“主角”。
1 电磁频谱资源的军事战略价值分析1.1 频谱是打赢现代战争的必备战略资源近年来,以美军为首的盟军借助其先进的电子战和信息战武器装备与技术,利用其频谱控制优势,赢得了几场局部战争的胜利,但同时也暴露出许多频管问题,尤其是伊拉克战争中的频管案例更具代表性。
在以美军为首的联合部队准备向巴格达挺进时,频管人员就开始处理战场上的频率冲突问题,但令他们深感意外的是,进攻发起后的工作量及复杂性急剧增加。
究其原因,主要有以下几点:一是频谱管理人员的经验明显不足;二是作战计划临时作了调整,而用频计划却未能随作战计划而及时调整,由于事先未协调好频率的使用,致使后来用频失控、频率干扰问题严重;三是反无线电控制的简易爆炸装置电子战系统虽能有效干扰伊拉克反叛武装的电子爆炸装置,但该系统的使用却使战场频率干扰问题进一步恶化。
伊拉克战争及后来的几场局部战争充分显现频谱突出的军事价值,只有规划好、管理好、协调好频率的使用,才有可能实现并提升军队打赢现代战争的能力。
电磁频谱管理【浅谈电磁频谱管理】未来高条件下的战争是多维一体的、立体的信息化战争,敌我双方将在指挥控制、情报侦察、无线通信、雷达导航、精确制导、遥测遥控等领域中使用大量的电子装备,因此对频谱的依赖性越来越强,电磁频谱在战场上的作用更加举足轻重。
无线电通信装备和电子设备的不断增加,对频率的需求迅速增长,频率资源越来越紧张,必须对电磁频谱采取有效管理,否则将导致可用频率的严重匮乏。
1 电磁频谱管理的重要性1.1 保障通信系统总体性能的发挥电磁频谱是有限的自然和军事资源,更是不可或缺的战略资源,是战场信息的主要载体。
特别是短波频谱资源因其具有不易“摧毁”的“中继系统”――电离层而具有很高的军事价值。
最有效地使用有限的频谱资源是频谱管理的重要内容之一,没有频谱管理,就谈不上对有限频谱资源的合理有效使用。
在战时如果缺乏强有力的频谱管理,就不可能保证诸多类型的通信系统总体性能的发挥和提高。
1.2 确保电子设备系统可靠有序工作未来高技术条件下的战争是多维一体的、立体的、信息化战争,战争成败的关键在于取得对信息资源的控制权,形成压倒对手的信息优势,同时将信息优势转化为战术优势,提高部队战斗力和生存能力。
战场电磁环境异常复杂,电磁信号将非常密集。
军用无线电设备一般发射功率大,接收灵敏度高,如果频谱管理不当,容易产生相互干扰。
连同敌方电磁辐射源再加上周围环境噪声和电气干扰,战场电磁环境十分拥挤。
战争中,指挥控制系统、情报侦察系统、通信系统、电子战系统等电子设备在战场上的广泛应用,使信息的获取、控制和利用都将与争夺电磁频谱的使用和控制紧密相关,频谱管理的能力就成为指控系统稳定运行的关键,直接影响到作战的成败。
1.3 是取得战场制电磁频谱权的前提取得制电磁频谱权是开展信息战的前提,是取得现代战争胜利的关键。
在电磁频谱权争夺中,战场频谱管理将发挥重要的作用。
主要表现在:一是通过对电磁频谱的变化情况进行监测分析,及时调整我方各层次通信、指挥和控制系统的使用频率,保证通信指挥顺畅。
专家称电磁频谱管理成影响战争胜负重要因素记者:现在,国内外都将电磁频谱作为一种重要资源,在战场上它也是一种作战资源吗?张尔扬:是的。
电磁频谱是一种重要的作战资源,而且是一种有限的资源。
说它是重要战略资源,主要是因为作战双方在进行电子对抗以及争夺可用频谱资源的情况下,可供使用的电磁频谱十分有限,且受到各种因素的制约和干扰。
因此,有效管理控制好这种重要作战资源,对夺取制电磁权、打赢信息化战争至关重要。
因此,认真研究战场电磁资源管理与控制,对完善信息化战场建设,确保部队作战行动顺利展开,实现作战任务和目标具有十分重要的意义。
电磁空间直接影响战场生存记者:在日益复杂的电磁环境下,您认为加强电磁频谱管理在现代战争中具有什么样的作用?张尔扬:电磁环境越复杂,电磁空间就越拥挤。
信息化战争中,由于作战双方使用的无线电设备种类、数量迅速增加,功率增大,加上作战区域内存在的民用电磁设备、自然界的辐射源所辐射大量的电磁能量,对无线电信息系统正常工作构成了巨大的威胁,不仅直接影响战场信息的获取、传输、交换与处理,而且会严重影响和制约战场感知、指挥控制、武器装备效能发挥及部队的战场生存。
毫无疑问,在信息化战争中,电磁频谱管理已成为影响战争胜负的重要因素。
对提高整体战斗力至关重要记者:面对复杂的电磁环境,怎样才能发挥武器装备的作战效能,提高整体作战能力?张尔扬:从频谱管理的角度来看,首先要实现电磁兼容。
在技术上,要按照相关电磁兼容标准,在设备的设计阶段采用电磁兼容预测技术,生产阶段采用各种电磁干扰抑制和保护措施,安装使用之后做好电磁兼容性试验与测量,保证一台乃至一个系统在一定的标准下能够不受干扰地工作;在组织上,要建立电磁兼容标准和实施电磁资源管理,在时域、空域、频域上对设备实施综合管理,达到作战系统的电磁兼容。
通观外军发展建设,为实现战场环境电磁兼容,通常大体要做好以下几个方面工作:即建立相应的电磁兼容数据库,不只包含所有在役电子装备,还要有未来战区的电磁环境数据,包括当地地形条件、大气条件、军用及民用无线设备的种类与分布等;打造实时监视所有战区内的电子设备,包括建立各种实时参数等;研制通用的电磁兼容预测与分析软件,能够对战场电磁环境实时预测和分析,能够直观地进行实时显示,为战场指挥员提供决策依据;此外,是配合电子对抗系统,掌握敌方电磁动态,采取有效的对抗措施。
技术Special TechnologyDI G I T C W 专题68DIGITCW2020.030 引言电磁频谱管理是无线电管理部门制定电磁频谱管理政策、制度,划分、规划、分配、指配频率和卫星轨道资源,以及对频率和卫星轨道资源使用情况进行监督、检查、协调、处理等活动的统称。
电磁频谱管理的核心目标是以合理、公平、有效和经济的方式使用、利用或保护有限的电磁频谱和卫星轨道资源,使各种用频设备和台站能够经济、有效地在各种电磁环境下不受干扰地正常工作,使电磁频谱资源管理效能最大化。
随着信息技术快速发展,用频设备的种类和数量迅猛增长,电磁环境日趋复杂,用频矛盾日渐突出,传统的电磁频谱管理技术手段势必向智能化、网络化方向发展,通过先进的技术手段充分利用电磁频谱资源,提高频谱利用率,缓解当前及未来对频谱需求的压力,解决用频冲突,维护用频秩序,有效发挥电磁频谱管理职能效益。
1 基于认知无线电技术的电磁频谱管理目前,无线网络和移动通信的业务需求量不断增大,电磁频谱资源需求急剧增加,传统的静态频率划分对授权频段利用具有独占性、排他性,频谱资源利用率较低,已不能满足日益增长的用频需求。
认知无线电(Cognitive Radio ,CR )又称为智能无线电,关键技术是频谱感知、频谱共享技术。
基于认知无线电技术的电磁频谱管理可通过感知周围电磁环境,使用人工智能技术从环境中学习,在时间域、空间域、频率域上找到空闲频谱资源,自适应地改变自身工作方式和状态,对空闲资源进行最大化的合理管理和高效运用,实现频谱资源的再利用。
认知无线电可以有效解决当前电磁频谱资源利用不均衡问题,为无线通信带来新的发展空间。
但是认知无线电技术的应用对现行的频谱管理体制提出了挑战,在目前管理体制下,认知无线电技术应用需要制定相应的管理规定,规划用于认知无线电技术的频段,防止用户在认知过程中对其他用户系统产生有害干扰,确保正常的用频秩序。
2 基于规则写入芯片的电磁频谱管理无形的电磁空间需要遵守相应的管理规则,防止相互间发生干扰,维护电波秩序。
电磁频谱管理中的频率分配技术研究频率分配是电磁频谱管理中的一个重要环节,其目的是合理安排和分配不同用户和不同应用之间的频率资源,以确保频谱的有效利用和最优化的使用。
频率分配技术的研究涉及到频谱监测、频谱分析、频谱预测和频率分配算法等方面。
频谱监测是对电磁频谱进行实时监测和分析的技术手段,通过对频谱的监测,可以获取当前频谱的利用情况,包括当前频段的使用情况、使用者类型、信号强度、占用带宽等。
频谱监测技术包括无线传感器技术、频谱扫描技术和频谱分析技术等。
其中,无线传感器技术是通过部署一定数量的传感器节点,实现对频谱的实时监测和数据采集;频谱扫描技术是通过频谱扫描仪对频段进行扫描,获取频谱的使用情况;频谱分析技术是对频谱的信号进行实时分析和处理,提取出有效的频谱信息。
频谱预测是通过建立频谱利用模型,通过历史频谱数据和相关参数,对未来的频谱利用情况进行预测和分析。
频谱预测可以提前预测出将要发生的频谱冲突和干扰情况,并对当前的频谱分配进行调整和优化。
频谱预测技术包括统计预测模型、机器学习模型和深度学习模型等。
其中,统计预测模型是通过对历史频谱数据进行统计分析和建模,预测未来频谱的利用情况;机器学习模型是通过对大规模的频谱数据进行训练和学习,建立预测模型,实现对未来频谱的预测和分析;深度学习模型是一种基于神经网络的模型,通过对大规模的频谱数据进行训练和学习,实现对未来频谱利用的精确预测。
频率分配算法是指为不同用户和不同应用合理分配频率资源的算法和方法。
频率分配算法包括基于优先级的分配算法、动态频率分配算法和博弈论模型等。
其中,基于优先级的分配算法是根据用户或应用的优先级和重要性,给予不同用户和应用不同优先级的频谱资源;动态频率分配算法是根据实时的频谱利用情况和使用需求,动态调整和分配频谱资源;博弈论模型是通过建立博弈论模型,通过用户之间的博弈和合作,实现频谱资源的最优分配。
综上所述,频率分配技术的研究涉及到频谱监测、频谱预测和分配算法等方面。
浅析电磁频谱管理作者:李学李保宁来源:《世界家苑·学术》2018年第10期摘要:当随着科学技术的不断发展,电磁技术的不断突破,现代战争从形态到策略都发生了本质的改变,信息技术以及电磁技术在现代战争中有着广泛的应用空间。
决定战争结果的因素向着复杂化多元化发展。
以信息技术、电子技术作为核心的通讯手段已经成为提升军队综合作战能力的关键。
课题研究由此出发,通过对现阶段我军使用的电磁频谱技术进行研究和分析,寻找其存在的问题和弊端,并提出相关的解决策略。
关键词:战争;电磁频谱;研究;管理引言电子频谱技术是军事设备信息化的核心技术,通过电子频谱技术可以让海军作战集团、陆军作战集团、空军作战集团等不同领域的作战集团具有协同作战的能力,形成海陆空全空间领域的综合作战集团。
为了保障电子频谱技术在各方的顺利应用,对电磁频谱的管理显得尤为重要,逐渐成为业内的重要的学术研究话题之一。
1.电磁频谱的管理现状电子频谱管理工作的主要目的是根据战争需要以及各单位作战特点,对电磁频谱资源进行最优化分配。
以求最大限度提升电磁频谱在军队中的作用和发挥,提高电磁频谱技术价值。
确保在相同电磁频谱资源下,不对可以再作战中获得最大优势。
我国虽是军事大国,在军事科研领域位居世界前沿,但在电磁频谱的管理研究上起步较晚,截止到目前,仍旧缺乏成熟完善的管理体制。
虽然我国军事管理部门近年来逐步加快对了电磁频谱管理技术以及方法的研究力度,并提高了对相关专业人才的培训力度和范围,但相对西方军事大国还是存在较多不足与弊端。
我国军队电子频谱设备整体较为落后,管理和技术人员的数量较少无法满足我国军队对电磁频谱技术人员的实际数量需求,也缺乏完善的人才储备系统,在短期内无法达到国际领先水平,但我国军事管理以及科研部门,已经认识到自身在电子频谱方面存在的不足与弊端,并有针对性的加强了对管理体制的构建研究,在近年内也取得了相应的成果。
并逐步更细频谱设备,加大了技术型人才的培养和扶持力度,相信在不远的未来,我国军队在电磁频谱的管理上位列世界前沿。
浅谈无线电频谱资源的科学管理【摘要】详细分析当前无线电频谱资源管理的现状及存在问题,分析我国无线电频谱资源管理面临的形势及挑战,并针对这种现状,为完善无线电频谱资源科学管理提出建设性的建议。
【关键词】无线电;频谱资源;现状;科学管理无线电技术当前已经渗透到我国各个行业领域,无线电频谱已经成为一种最基本,最重要的自然资源。
在无线通信技术飞速发展,通信设备广泛应用的今天,我们在无线电频谱管理上面临电磁环境恶化、频谱资源短缺及频谱分配跟不上科技发展等各种挑战。
据权威部门预测,我国无线电谱需求未来10年中会出现成倍增长的趋势,频谱消费大大增加,而这必然会导致当前频谱资源管理模式的改变。
在新的形势下,如何应对挑战,实现对无线电频谱资源的科学管理,是我们当前主要思考的问题。
本文主要在论述当前无线电频谱资源管理现状的基础上,对未来无线电频谱资源如何实现更加科学管理提出建设性建议。
1.无线电频谱资源管理的现状及存在问题在多年发展经验及基础下,我国的无线电频谱资源管理成就显著,这种资源为我国国防建设及社会经济的快速发展提供了可靠支撑。
但是毋庸置疑,在发展过程中,无线电频谱资源管理更面临严峻挑战。
相关数据显示,全球移动通信频谱的缺口到2025年将会达到900MHz。
而在我国,到2015年,移动通信的频率需求就将达到1000MHz,按照当前IMT系统频率现状,明年我国就会出现453MHz频谱缺口。
主观上讲,在这种严峻形势下,国家对无线电频谱资源管理提出了更高要求,当前现有的技术设施不能为无线电业务提供有效服务,不能保障各种业务的顺利实施,无线电频谱资源管理的系统、设备都需要进一步改造升级,这样才会适应新形势发展需求。
另一方面,在无线电频谱资源管理上,人才队伍建设相对落后,管理队伍中缺乏高端的领军型人才,使管理技术设施难以发挥出其应有的效能,使得当前技术设备不能满足未来高需求的无线电管理需要。
通过国家数据显示,在我国各级无线电管理人员中,本科以上学历人员不到一半,中级职称以上工作人员不足三分之一。
科技信息2007年第35期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION●随着现代科学技术的飞速发展,电子信息设备大量嵌入武器平台和弹药中,使得电磁信号充斥到战场的每个角落,战场环境中的电磁环境变得越来越复杂。
另一方面,电子设备和信息化武器装备在战场上的广泛运用,使电磁频谱的占用率增大,战场电磁环境中的频谱资源日益紧张。
为了营造和保持有利的战场电磁环境,确保各种武器装备效能的有效发挥,就必须加强复杂电磁环境下战场的电磁频谱管理。
一、加强战场电磁频谱管理体制建设电磁频谱和子弹一样是作战的必需物资基础,而且是一种更为宝贵的能够支持机动作战、分散作战和高强度作战的重要载体。
在信息化战争中,电磁频谱资源的不足,对军队来说。
就意味着总体作战效能的降低。
因此,我们必须加强战场电磁频谱管理的顶层设计、建立专门的频谱管理机构、严格规定频谱使用程序。
1.加强战场电磁频谱管理的顶层设计。
传统的机械化条件下的合同作战,强调以力量为主导、对规模进行组合,通过协同制胜;而信息化条件下的一体化联合作战强调的是以信息为主导、以体系进行对抗,通过联合作战而制胜。
这就要求我们制定和颁发一系列关于联合军事行动中的电磁频谱使用规定,提出未来信息作战中战场电磁频谱管理的指导方针、建设目标,确保从顶层设计上能够走在战场建设的前面,既要考虑单个系统、武器平台自身是否兼容,又要考虑海上、空中战斗编组的兼容问题,既要考虑静态时互相兼容,又要考虑动态时是否兼容,从源头上解决联合作战中可能出现的电磁频谱资源冲突问题。
2.建立专门的频谱管理机构。
应当在作战部门建立权威性的电磁频谱资源管理机构,通过作战指挥机构的权威地位,强制实施战场电磁资源管理,创造和利用有利的战场电磁态势,使战场进入对我方有利的态势。
战场电磁资源管理机构对各相关部门或作战单元的电磁资源管理决定与要求,必须具有与作战命令同等的强制性地位。
其次,要通过电磁频谱资源管理机构建立电磁环境监测网,通过全空域、全频域、全天候监测战场内敌我双方的电磁活动,持续更新电磁信号数据库,准确把握战场电磁环境的变化规律。
浅谈美军电磁频谱作战域指挥控制引言:本文的目的是探讨美军陆、海、空、天、赛博、电磁六大作战域中电磁频谱作战域的指挥控制。
实际上笔者认为,目前美军电磁频谱域的指挥控制尚不能明确,主要有以下几点原因。
(1)电磁频谱域相比其他几个域比较特殊。
在美国国防部层面,电磁频谱域尚未是一个独立的作战域,且电磁频谱域和其他五个域关系密切,难以分离。
在讨论电磁频谱域指挥控制时很难把握和其他作战域的关系和联系,而且可能涉及各军种、各机构之间复杂的难以协调的指控关系。
(2)在美军概念下,电磁频谱域中的军事活动不等于美军联合电磁频谱作战条令明确的电磁频谱作战活动,在讨论指控关系时,有些活动没法归类。
近年来美军关于电磁频谱作战的概念内涵不断变化延伸,但类似于通信、雷达感知等活动目前尚不是电磁频谱作战中的一部分,但它们毫无疑问在电磁频谱域作战活动中极为重要。
美军虽然发布了新的联合电磁频谱作战条令,但也未明确提及通信、雷达等活动的指控。
(3)目前美军电磁战斗管理系统的兼容性较差。
电磁战斗管理流程和系统是美军现阶段正大力开发的,目的就是管理电磁频谱作战活动,支持电磁频谱作战的指挥控制。
电磁战斗管理将是联合全域指挥控制的主要电磁频谱解决方案,同时也是电磁频谱作战自成体系的关键。
美国各军种此前均独立探索这种系统,例如美陆军的电子战规划与管理工具(EWPMT),美海军的实时频谱作战(RTSO),但目前各系统之间兼容性较差。
在国防部层面,美军全球电磁频谱信息系统(GEMSIS)增量3将重点关注电磁战斗管理能力,但目前也尚未有统一的系统工具,美军想要集成联合统一的电磁战斗管理仍然还有很长的路要走。
以上是美军电磁频谱域的指挥控制尚不能确定的原因,但美军对电磁频谱域进行指挥控制又是切实需要的。
美军条令明确,电磁频谱内的作战行动也必须像在空中、海上、陆地、太空和赛博空间那样进行指挥控制。
在此,本文浅谈美军电磁频谱作战域的指挥控制,首先谈谈美军的电磁频谱作战域,然后结合《JP3-85联合电磁频谱作战条令》、电磁战斗管理的进展和其他资料,谈谈目前美军电磁频谱域的指挥控制。
浅析美国军事电磁频谱管理摘要本文从美军电磁频谱管理的指导思想、基本特色、组成机构、组要举措等方面,介绍了美军电磁频谱管理的基本情况,为我军频谱管理体系的完善与发展提供了参考依据关键词美军频谱管理电磁频谱管理事关国家安全和军队建设,是现代战争中夺取制天权、制空权、制海权和制信息权的重要支撑,具有举足轻重的地位和作用。
美国作为当今世界唯一的超级大国,其电磁频谱管理工作起步早,在电磁频谱管理工作上有丰富的实践经验。
借鉴美军电磁频谱管理工作的经验和教训,对发展我军频谱管理工作大有益处。
一、美军电磁频谱管理的指导思想美军的电磁频谱管理是以军事行动的需求为指导,着眼于为国防部的工作提供最大的总体利益,为实现对有限电磁频谱资源的有效利用而采取的一系列措施。
电磁频谱的管理应当是在熟悉作战部队需求并对这些需求做出快速响应的基础上进行的,并且应当与主要的政策制定机构保持紧密联系,以使电磁频谱管理的问题能够受到充分的关注。
在与其他国家机构和商业客户共享有限的电磁频谱资源的同时,应确保不能对国防部的工作造成影响,并使国防部由于资源共享而造成的频谱损失风险降至最低。
二、美军电磁频谱管理的基本特色电磁频谱管理受到美军高层高度重视,其频谱管理的特色主要表现在体制顺畅、编制灵活,机制健全、协调有序,目标明确、职责清晰。
体制顺畅、编制灵活,美军电磁频谱管理体制从国防部到作战师,机构编制清楚,各级机构上下、协调关系明确,业务流程顺畅,区域频谱管理协调员的设置体现了机动灵活的特点。
机制健全、协调有序,美军通过国家电信信息管理局无线电咨询委员会和国防部军事通信电子委员会两个频谱协调机构,实现了军队与国家,军队内部以及军队与外国(军)的频谱使用协调,并且在协调过程中拥有一套完整的协调机制和程序,这些机制和程序确保了美军在全球频谱使用的安全有效。
目标明确、职责清晰,美军各级电磁频谱管理机构和人员的职责和任务目标,以及工作程序都以条例条令的形式进行了具体明确,保证了频谱管理过程流畅、高效。
浅谈电磁频谱管理
[摘要]信息化战场上,各种各样的电子信息作战装备同时应用于战场,加之激烈的电磁干扰以及民用电磁设施的影响,使得战场电磁环境极其复杂,可用频谱资源十分有限。
能否高效地实施频谱管理,决定信息优势的获取乃至战争胜败。
[关键词]频谱管理电磁环境长期预报实时探测
未来高技术条件下的战争是多维一体的、立体的信息化战争,敌我双方将在指挥控制、情报侦察、无线通信、雷达导航、精确制导、遥测遥控等领域中使用大量的电子装备,因此对频谱的依赖性越来越强,电磁频谱在战场上的作用更加举足轻重。
无线电通信装备和电子设备的不断增加,对频率的需求迅速增长,频率资源越来越紧张,必须对电磁频谱采取有效管理,否则将导致可用频率的严重匮乏。
1 电磁频谱管理的重要性
1.1 保障通信系统总体性能的发挥
电磁频谱是有限的自然和军事资源,更是不可或缺的战略资源,是战场信息的主要载体。
特别是短波频谱资源因其具有不易“摧毁”的“中继系统”——电离层而具有很高的军事价值。
最有效地使用有限的频谱资源是频谱管理的重要内容之一,没有频谱管理,就谈不上对有限频谱资源的合理有效使用。
在战时如果缺乏强有力的频谱管理,就不可能保证诸多类型的通信系统总体性能的发挥和提高。
1.2 确保电子设备系统可靠有序工作
未来高技术条件下的战争是多维一体的、立体的、信息化战争,战争成败的关键在于取得对信息资源的控制权,形成压倒对手的信息优势,同时将信息优势转化为战术优势,提高部队战斗力和生存能力。
战场电磁环境异常复杂,电磁信号将非常密集。
军用无线电设备一般发射功率大,接收灵敏度高,如果频谱管理不当,容易产生相互干扰。
连同敌方电磁辐射源再加上周围环境噪声和电气干扰,战场电磁环境十分拥挤。
战争中,指挥控制系统、情报侦察系统、通信系统、电子战系统等电子设备在战场上的广泛应用,使信息的获取、控制和利用都将与争夺电磁频谱的使用和控制紧密相关,频谱管理的能力就成为指控系统稳定运行的关键,直接影响到作战的成败。
1.3 是取得战场制电磁频谱权的前提
取得制电磁频谱权是开展信息战的前提,是取得现代战争胜利的关键。
在电磁频谱权争夺中,战场频谱管理将发挥重要的作用。
主要表现在:一是通过对电磁频谱的变化情况进行监测分析,及时调整我方各层次通信、指挥和控制系统的使用频率,保证通信指挥顺畅。
二是通过频谱管理手段有效地监视电子战的过程与结果,为掌握制龟磁频谱权打下基础。
信息化战场的海空优势发挥完全建立在掌握电磁优势的基础上,失去制电磁权,必将失去制空权、制海权,进而失去战争的主动权。
2 电磁频谱管理的特点
电磁频谱管理的主体是无线电频谱管理。
无线电频谱有其基本特
点和属性,对其管理,必须依据其属性和特点,进行科学管理。
2.1 无线电频谱是特殊的自然资源
无线电频谱是一种特殊的自然资源。
其特殊性主要体现在:三维性,它具有频率、空间和时间的三维性,在不同频率,或不同空间,或不同时间可以共同使用无线电频谱;有限性,对某一个频段或频率而言,它在一定区域及一定时间内是非常有限而紧张的,必须进行有序管理;共享性,它是一种共享性资源,无线电电波的传播不受行政区域的限制,若随意使用无线电频谱,可能干扰其他国家或部门对频率的使用,因此必须实施有规则的管理;非消耗又易受污染性,它可以反复利用而不被消耗,又易受自然噪声和人为噪声的干扰。
2.2 不同频段频谱的特色管理
电磁频谱又是一种看不见的无形资源,频谱管理是一种无形管理,又有诸多特殊性,因此科学有序管理尤为重要。
电磁频谱是无形的,但使用频率的载体即无线电设备(或称用频设备)是具体的。
对无线电设备及台站的射频频谱参数进行全过程管理是电磁频谱管理本质的具体表现,是由无形管理向有形管理转换的有效方式。
通过对无线电设备使用频率及射频频谱参数的管理,实现在指定电磁空间内多个无线电设备使用频率的兼容共存,达到科学有序管理。
电磁频谱管理本质上是频率、空间和时间的三维管理,不同频段的电波传播规律各不相同,对频谱管理必须要依据电波传播规律和业务种类,并结合时间和空间环境等具体情况,进行综合有序管理。
如对3MHz~30MHz的短波频段,主要是远距离天波传播,使用频段窄、空间
隔离困难,适合安排窄频谱、低速率的无线电业务;对3 GHz~300GHz 的微波频段,主要是近距离视距传播,使用频段宽、空间隔离容易,适合安排宽频谱、高速率的无线电业务。
3 短波天波通信存在的主要问题及解决的方法
短波天波通信主要是利用短波电离层反射,短波电离层反射是一种时变的色散信道。
这种信道的时变性造成短波通信工作频率是不能任意选择的,为了使短波通信质量保持一定的水平,通信系统就必须做相应调整以适应电离层的变化,否则就不能建立可靠的通信。
而短波信道的时变性具有一定的统计规律,人们常常采用预报的方式对电离层的某些参数进行预报,如最高可用频率预报等。
频率预报对通信线路的设计提供了很有价值的参考,但是这种预报属于长期预报,其预报的结果是某一阶段的统计平均值。
也就是在所谓电离层平静状态下,长期预报所确定的频率可以获得较好的通信效果,但是它表示的是平均条件下的最佳频率,并不能给出围绕均值变化的数据。
而预报值与实测值在一天内有很大的误差,因此长期预报只能给通信人员在频率选择方面提供参考,很难反应出电离层信道参数的具体变化。
所以使用长期预报所提供的最佳通信频率实际上起不到最佳的通信效果。
而且长期预报没有考虑到多径的影响,而这种多径效应对通信的影响较大,尤其对于数据通信。
为了得到准确、实时的电离层参数,可以通过短波探测技术对信道进行实时探测,除了能得到线路实际的最高可用频率外,还可以得到信道多径传播情况和信道传输的衰减情况。
通信方就可以根据这些短
波信道参数,对通信频率进行质量优选,型成最佳频率。
目前,世界各国主要采用无线电探测系统对电离层进行远距离测量。
探测系统主要通过发射脉冲、Chirp信号以及其它波形来测量电离层反射信号的群时延。
当接收机与发射机放置在同一位置时,称为垂直探测。
如果接收机与发射机分别置于几百到几千公里的探测电路两端时,则称为斜向探测。
而斜向探测又分为两种:斜向脉冲法、Chirp 信号法。
在我国,研究的主要方向是Chirp斜向探测。
4 结语
电磁战场已成为与空间、地面和海洋并存的第四维战场,我军只有具备在未来海战场密集信号环境下动态监视、科学管理和控制电磁频谱的能力。
才能有效运用电磁频谱,控制电磁环境效应。
发挥我军军事电子装备的作战效能,实现并保持电磁优势。
[作者简介]
孙高海(1983-),男,助教,本科,主要研究方向:无线通信技术。