美国国防科学委员会发布《5G技术国防应用研究报告》

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近期，美国国防科学委员会发布《5G技术国防应用研究》，针对5G技术军事应用进行了研究。占知对该报告简要介绍供大家参考。

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报告指出：

5G技术与4G相比，速率大大提高，延迟更低，更加节能，可以为国防部(DoD)提供先进通信和网络应用。5G技术可以让国防部以更低成本采用这些更先进应用服务于作战需求。改进的商用5G技术在军事应用方面具备诸多优势，但也在网络安全、频谱管理和网络优化等方面面临挑战。为此，国防科学委员会(DSB)建立了5G技术国防应用工作组，为国防部5G应用确定实施路径，以降低供应链风险，建立频谱共享程序，并改造现有通信基础设施。 

研究结论

在国防部使用5G技术具有巨大的好处，但固有的供应链、网络、射频（RF）/电子战（EW）和虚拟/物理漏洞也存在巨大风险。国防部基础设施中关于5G的部署必须根据任务关键度和可接受风险进行衡量。 

结论1

5G技术在带宽和服务、低功耗和低延迟等方面优势，可以增强国防部任务执行能力，且潜力巨大。

• 必须考虑采用5G的多种策略；

• 5G资源和测试床不足，无法评估当前和建议的标准、能力和技术。

结论2

5G很大程度上由4G演变而来，但在知识产权、标准主宰权和供应链方面发生重大转变。

• 5G与微电子技术交织发展；

• 许多活动缺乏协调，缺乏战略方向；

• 中国在重大标准决策前会影响/协调立场，并寻求控制标准。

结论3

固有供应链、网络、射频/电子战和虚拟/物理漏洞具有重大风险。

• 美国的集成商和无线网供应商工业基础薄弱，面临挑战；
• 持续测试和试验有助于降低风险，同时创造新的机会；
• DSB早期和当前网络研究的结果和建议适用。

结论4

网络功能虚拟化、新型无线电、安全增强呈现任务机遇。

• 新的频谱和新的无线电能力为增加频谱共享、低截获率(LPI)/低检测率(LPD)/低干扰率(LPJ)高带宽传输创造机会；

• 5G安全性增强为4G提供了额外保护；

• 5G商业卫星为全球通信创造崭新机会。 

结论5

新兴技术提供了主宰3GPP标准的机会。

• 高度依赖小型、微型和微微蜂窝网络的超致密化将创造新的任务机会
• 协议栈中的人工智能和机器学习将提高性能
• 可应用于天线阵列 

结论6

5G部署必须对任务关键度和可接受风险进行权衡。

措施建议

01

谨慎应用5G于轻微争议的军事环境中                  

• 国防部首席信息官应与USD(A&S) 和USD(R&E)合作，采用5G，并在复杂作战环境中增强安全性，同时发布国防部关于4G采购/部署和5G采用的政策、指南和路线图；

• 国防部应跨越基础设施4G长期演进服务采办，加快全频谱5G部署；

• 国防部应对基础设施升级和资本重组实施“5G优先”政策，以纳入无线应用；

• 军兵种采购主管应优先考虑5G基础架构部署，而不是其他方式；

• 国防部首席信息官应制定并实施试点程序，为未来标准、架构开发和部署积累经验。 

02

为有争议的环境和关键应用开发一个安全的5G系统

• USD(A&S)应领导项目的规划和执行，启动开发强化和安全的5G技术和基础设施，并特别关注供应链；

• 国防部应该更加重视系统安全，认识到新出现的用例包括关键任务应用，如工业控制和自主车辆。安全性是系统安全的重要组成部分，建议采用零信任网络体系结构，并增加确保供应链完整性的条款。 

03

创建用于探索创新用例的测试床                         

• USD(R&E)应创建一个创新测试床/试验场，以及一系列活动和挑战，以开发适合国防部在无竞争和有竞争环境中的5G应用程序；

• 国防部应该进行演习，以识别漏洞、攻击载体、利用和缓解机会；

• 与行业合作伙伴和国家标准与技术研究所（NIST）合作，国防部应该利用测试床来验证关键特性、安全性，并推动未来的标准发布。 

04

建立一个电信安全计划                                      

• USD(R&E)应与国家情报总监(DNI)合作建立电信安全计划，以识别漏洞、机会和缓解计划；

• 国防部首席信息官应采用FedRAMP中等或高基线，辅以FedRAMP+控制/控制增强措施，以评估核心服务提供商是否获得国防部临时授权；

• DISA/CYBERCOM应该为5G数据包提供连续、独立的监控，以验证系统的可用性、保密性和完整性。 

05

制定国防部5G供应链管理战略                           

• USD(R&E)应招聘对零件设计和嵌入式软件有全面了解的优秀工程师、计算机科学家和制造专家；

• USD(A&S)和军兵种采购主管应建立采购程序，以多种方式购买，长期购买和快速购买——包括COTS和GOTS；替代制造方法和插入“芯片”以确保可信度；

• USD(A&S)和USD(R&E)应为关键组件的西方工业基础替代提供种子资金，例如无线电接入网络；

• USD(R&E)应建立并保持与其他实体的联系，影响不断发展的标准和技术；

• 国防部首席信息官应与NIST合作，建立供应链标准，并在3GPP工作组内对其进行优先排序。 

06

创建“漏洞分析”程序                                      

USD(R&E)和DARPA应与情报部门合作，对5G硬件和软件进行漏洞研究 

07

制定并执行为期3年的5G科技发展（S&T）路线图  

• USD(R&E)应与DNI合作，制定并执行为期3年的5G S&T路线图，以影响未来的3GPP标准版本，并开发5G系统、子系统和组件的新用途；

• DARPA应利用正在进行的卫星研究工作来影响3GPP 5G卫星标准开发，并计划到2021年部署5G卫星回程；

• USD(R&E)应增加对5G技术的投资，如协议栈、云计算、大规模多输入多输出、毫米波芯片和用于战术和海上作战的V2X中的人工智能和移动通信技术；

• USD(R&E)和DARPA应与行业合作伙伴一起启动替代性自然资源管理开发计划；USD(A&S)应启动提供最低额度的采购，以吸引行业参与。 

08

制定5G+标准参与计划                                        

• USD(R&E)应招聘一批优秀工程师、计算机科学家和制造专家，他们对零件设计和嵌入式软件有全面的了解；

• 标准协调机构应建立初步的标准研发清单。 

09

建立一个新的双向频谱共享模式                            

• 国家电信和信息管理局(NTIA)和联邦通信委员会(FCC)应在国防部首席信息官的支持下，制定一项国家频谱战略；

• NTIA和联邦通信委员会在国防部首席信息官的支持下，应该建立负责下一代频谱工具的国家频谱信息技术现代化计划；

• 国防部首席信息官应制定与国家战略相一致的国防部频谱战略、路线图和行动计划，以确定未来的要求和监管变化，从而在不到一年的时间内支持国家安全任务的灵活频谱接入和电磁频谱作战；

• 国防部首席信息官应在六个月内制定5G+路线图行动计划，并关注所需的政策变化政策。应特别注意利用5G技术，如带宽部分、可编程资源块、载波聚合、波束形成和自适应调零，以开发双向共享方法和新的低、中和高频段频谱共存特性；

• 国防部首席信息官/DISA国防频谱局和美国(R&E)应申请拨款，以促进R&D先进的安全频谱共享技术和工艺，从而保障国防部频谱接入。 

10

加快推动毫米波技术的发展                            

• USD(R&E)应首先加快28千兆赫和37千兆赫波段的5G毫米波应用和技术发展，其次是其他波段；

• DARPA应完善传播模型，并研究将5G固定毫米波技术应用于移动、机载和卫星链路的可行性；

• DARPA应继续跟踪5G毫米波技术的发展，并创造新的发展机会。