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1美军将电磁频谱战略高度提升至“第六作战域” 美前海军上将托马斯·穆勒曾预言，如果发生，获胜者必将是最善于控制、驾驭和运用电磁频谱的一方。这一预言，已经在近期发生的几场局部战争中得到验证。海湾战争中，以美国为首的多国部队实施“白雪”行动，施放宽带强功率压制式干扰，对伊军大举实施电磁攻击，迅速夺取制电磁权，为战争铺平了道路。 在信息化作战中，电磁空间的争夺往往会先于其他作战行动，并贯穿整个作战过程。因此，信息化战争预谋制信息权，必先谋制电磁权。电磁频谱是重要的国家战略资源，获取频谱优势是军事行动的先决条件。电磁频谱是连接陆、海、空、天、网络空间跨域协同作战的纽带，美国倚重电磁频谱来构建高效的作战体系。因此，美军高层表达了将电磁频谱视作“第六作战域”之意。 2015年12月，美国国防部首席信息官（CIO）特里·豪沃森表示，由于电磁频谱的重要性正日益上升，美国国防部正考虑把电磁频谱视作一个作战域，有专家称之为继陆、海、空、天、网络空间之外的“第六作战域”。 在美国战略与预算评估中心（CSBA）发布的《电波制胜：重获美国的制电磁频谱权》报告中有这样的描述，“本报告会将美国军方在电磁频谱领域执行的所有行动都视为电磁频谱战要素，如同会将所有地面作战行动视作陆地作战要素以及将所有航空作战行动都视作空战的一部分一样。”也表达了将“电磁频谱”视作与陆、海、空、天、网络空间并列的另一新作战域之意。 “第六作战域”概念的提出，将“电磁频谱”提到了一个前所未有的战略高度，表明了未来美军对电磁频谱领域的高度重视。 2频谱现状：军民共享，解决电磁频谱资源紧缺挑战 从理论上讲，电磁频谱资源是无限的。但是，受到当前科学技术发展水平和电磁波传播特性的制约，目前人们对电磁频谱资源的利用只能局限在一定的频率范围内。美国国防部统计，美军使用的电磁频谱一般都在40GHz以下，且大多数在6GHz以下。而现役的大部分用频装备又都集中在战术高频、战术甚高频等几个频段，这就好比很多辆车挤在一个车道行驶一样。 在战场上，随着信息技术的迅猛发展，用频装备的类型、规模和数量都在以惊人的速度增长。在近几场局部战争中，已经出现了战场电磁频谱资源不够用的状况。例如，在阿富汗的军事行动中，美军多次出现因为分配不到可用的通信电磁频谱，而不得不限制无人机的使用数量和次数的现象。这还只是小规模的战斗，在未来的大规模作战中，战场电磁频谱的不足可能会导致大范围的频率堵塞和指控信息中断，这对战斗力发挥严重依赖电磁频谱的现代军队来讲，无疑将产生极其严重的后果。 面对这一严峻形势，美军不得不依靠与民用电磁频谱资源共享解决问题。为此，美国国防部和政府在近几年大幅调整电磁频谱战略，意在通过平衡军用和民用的多领域需求，达成最大程度的共享使用，从而缓解电磁频谱资源不足的现状。 2014年2月20日，美国防部发布了《电磁频谱战略》，目的是增加可用频谱，在维持重要的军事能力的同时，满足商业无线通信工业日益增长的需求。为解决美国防部所面对的全球频谱挑战，此战略提出三大主要目标。首先，战略强调需加速开发那些依赖频谱的武器系统的能力，使这些武器系统的能力更高效、灵活且更具适应力。其次，美国防部还将继续采用新工具和技术，更高效地管理频谱，使频谱作战更敏捷。最后，美国防部必须对监管及政策的变化、相关影响做出理解和评估，以制定合理决策，实现国防、安全和经济利益间的平衡。 美军在电磁频谱领域占据了国际领先地位，建立健全了其频谱管理机制，不断加强频谱政策的制定，持续在电磁频谱管理、感知和接入等方面，研究并开发了大量的新技术、新项目，为更好地共享和利用电磁频谱提供了体制、政策和技术等诸多方面的保证。 3体制保证：建立健全频谱管理机制，规划协调频谱使用 目前，美军从统帅部到野战师都设有专门的频谱管理机构和人员，从国防部、联合参谋部到诸军兵种，都建立了一套完整的联合战役频谱管理体系，形成了成熟的管理机制。 美军内部的频谱管理组织体系分为三条线：行政管理线、作战指挥线、技术支援线。行政管理线主要包括国防部和各军种频谱管理机构，由国防部助理部长办公室负责，主要职责是预测未来需求，获取和规划频谱资源，在国际和国家频谱划分中维护国防利益，监督执行装备频谱认证制度等；作战指挥线主要包括参联会和联合作战指挥部频谱管理机构，主要通过频率规划和协调等方法，在联合军事行动中合理使用频谱资源，避免和消除相互干扰；技术支援线主要由隶属于国防部信息系统局（DISA）的国防频谱组织（DSO）负责，主要在平时或战时为国防部各部门及作战部队提供频谱接入、频率分配、冲突消除等频谱管理的技术支持。 （1）行政管理线 国防部助理部长办公室负责国防部相关频谱管理政策的执行、评估和监督。美国陆海空三军的频谱管理机构分别是陆军频谱管理办公室、空军频谱管理办公室、海军及海军陆战队电磁频谱中心。 （2）作战指挥线 在参联会领导下，军事通信电子委员会和联合频率管理组共同负责美军频谱管理方面的事宜。军事通信电子委员会负责指导国防部准备、协调频谱管理的技术指令和协议，并分配国家通信电子管理局指定的电磁频谱资源。该委员会也是国防部频谱管理问题的主要协调机构。联合频率管理组是国防部频谱管理的主要协调机构，它审查、部署、协调和执行国防部为军事通信电子委员会制定的各项指令、专题研究、报告以及建议。 （3）技术支援线 国防频谱组织（DSO）为美军电磁频谱资源的日常管理和战时管理提供广泛的技术支持，其基本任务是进行电磁频谱分析、制定综合频谱计划和长期战略，为参联会主席、作战部长和武器装备研制部门提供直接支持。DSO下辖联合频谱中心和战略计划办公室。 联合频谱中心是美军无线电频谱使用的技术保障单位，负责频谱规划和电磁环境、系统兼容性与抗干扰性等方面的研究，为无线电系统的采办及作战支援提供技术服务，以确保美军有效地使用频谱。战略计划办公室负责制定国防频谱战略，在国际组织中代表美国防部支持国家频谱计划、国防需求和采购程序，促成从频谱管理向以网络为中心作战的转移。 4政策保证：发布新条令，为联合电磁频谱作战提供顶层规范 2016年10月，美国参联会发布JDN 3-16《联合电磁频谱作战条令》，为美军联合电磁频谱作战的组织、规划和执行提供顶层规范。联合电磁频谱作战（JEMSO）应实现与陆、海、空、天、网络空间的集成，并应基于一种全政府、国际化运作方式。 JDN 3-16联合条令说明，是正式条令发布前的过渡解决方案，将成为JP 3-13.1《电子战》和JP 6-01《联合电磁频谱管理行动》条令修订的基础，也可能会替代这两个条令。该条令旨在完善电磁频谱作战术语，对电磁频谱作战的组织、计划、执行和评估提供指导。该条令首次明确了联合电磁频谱作战定义，指出联合电磁频谱作战是由两个或多个军种协同进行以利用、攻击、防护和管理电磁作战环境的军事行动。这些行动包括联合部队所有电磁能的发射与接收。《联合电磁频谱作战》的发布标志着美军电磁频谱作战的规划和实施进入实质性阶段。美军向电磁频谱作战迈出了实质性一步。 5技术保证：频谱管理、频谱感知、频谱接入三管齐下，实现频谱高效利用 电磁频谱管理是实现频谱高效利用的基本要求，电磁频谱态势感知是实现高效频谱利用的前提，动态频谱接入（DSA）是支持高效频谱共享的重要手段，一直是电磁频谱技术努力发展的方向，美军及早认识到了频谱管理、感知和接入的重要性，并持续在这几个方面研究和开发了大量的新技术、新项目，以期更好地共享和利用电磁频谱。 （1）研发频谱管理工具，统一频谱管理数据格式 ◆ 美陆军研发“电子战规划与管理工具（EWPMT）” EWPMT是美国陆军“综合电子战系统”（IEWS）能力设备中的规划与管理部分，旨在对电磁频谱进行管理控制并提高当前和未来的电子战能力。EWPMT将为电子战操作员和频谱管理员提供综合工具，以支持机动指挥官规划、协调、同步和实施电磁频谱作战行动。EWPMT工具通过四次能力投放按阶段开发和交付，每个阶段为期15个月，预计于2021年完成列装。 EWPMT是根据陆军与雷声公司空间与机载系统分公司签订的合同进行研发的，其能力投放1（CD 1）专门聚焦于电子战作战，并为电子战操作员提供自动电子战任务规划、电子战目标瞄准、鲁棒的建模与仿真，以支持电子战斗序列（EOB）的可视化和表征，以及生成电子战报文、报告和需求的能力。美陆军已完成了此次能力投放。 后续的能力投放2（CD 2）需求已经获得美国陆军批准，它将提供相关能力以支持：关于己方辐射源干扰、破坏或削弱的近实时数据；EWPMT同较高和较低层次间的互操作和传递控制能力；建模与仿真能力的提升。EWPMT后两次能力投放将解决新出现的和不断发展变化的需求。EWPMT将确保电子战操作员和他们所支持的单元能够实现电子战和电磁频谱优势。 ◆ 美陆军研制“网络空间及电磁战场管理系统（CEMBM）” 美国陆军正在研制的网络空间及电磁战场管理（CEMBM）系统可提供电子战、电磁频谱、网络空间的共享态势感知，并对成建制的资产进行管理和控制。借助该系统，美军可确定未被干扰或发现的最佳前进线路，干扰敌方的通信能力；如果敌方有网络空间辐射源的话，还能破坏其使用该辐射源的能力。 在2016年底进行的一次验证试验中，CEMBM系统被集成到美国海军陆战队使用的电子战管理工具——Raptor-X中，这为在联合战场空间中共享信息打下了基础。CEMBM将网络空间和电磁频谱感知能力集成到了美陆军“电子战规划与管理工具”（EWPMT）中，用CEMBM可以快速为传统系统提供一个通用接口，减少用户所需的培训和保障。EWPMT着重发现、感知电磁频谱中的事件，CEMBM则提供电子战、电磁频谱和网络空间的共享态势感知，管理并控制整个设施，提高任务效能、降低规划周期以及训练成本。 ◆ 美陆军进行频谱管理数据整合和标准化 2016年5月，为更好地使用、管理、保护电磁频谱，美国陆军把原来的频谱管理数据标准及数据库转换为国防部的标准频谱资源格式（SSRF），以便更高效地使用频谱，实现数据的无缝交换。 SSRF规定了美国防部频谱管理系统当前和未来的数据交换机制。它使各项单独隔离的作战功能（如信息保证、电子战、信号和网络空间战等）连接起来，形成一个统一整合体，同时使美陆军与国防部之间交联，不仅便于检索，而且互操作性和准确性更高。 陆军已把15000多个数据条目从原来的格式转换成SSRF格式。电子战规划与管理工具（EWPMT）亦可通过SSRF格式生成、导入/导出和修改结构信息、射频辐射源数据特征、频率分配及功率。 （2）开展电磁频谱态势感知项目，频谱可视化成趋势 ◆ DARPA开展“先进射频绘图（RadioMap）”项目 美国国防高级研究计划局（DARPA）的“先进射频绘图（RadioMap）”项目旨在将战场上已经部署的无线电台与射频对抗系统综合在一起，为美国海军陆战队提供实时的射频频谱态势感知能力（包括频域、时域、空域态势）。RadioMap系统将利用现有的战术无线电台、无线电控制简易爆炸装置（RCIED）干扰机和其它射频系统的能力，在不影响各设备主要功能的情况下以无源的方式提供频谱态势信息。所获得的增强能力完全基于软件，没有用新的硬件或对现有系统进行其它改进。该项目旨在实现电磁频谱的实时可视化。 RadioMap项目于2012年启动，分阶段开展，目前已完成第一和第二阶段。第三阶段的工作在以前工作的基础上进行，将完善互连性软件、增加网络管理能力，并使其具备可移植能力。 DARPA计划于2017年初开展进一步的作战测试，此次测试将纳入美国海军陆战队一体化战术演习（ITX）中，主要对RadioMap第三阶段（即最后阶段）研究成果进行验证，并最终交付海军陆战队。此外，DARPA还与美国特种作战司令部合作，将RadioMap软件用于该司令部的简易爆炸装置干扰机中。 ◆ 美空军研究实验室拟开发“电磁频谱态势感知作战视图”项目 该项目亦在2016年4月22日美空军研究实验室（AFRL）举行的“工业日”活动上发布，主要旨在实现电磁频谱态势感知可视化能力，通过提高指挥官对电磁作战环境（EMOE）的理解，提高战术运用、提供任务决策支持，使得指挥官能够理解电子战和频谱管理。 该项目利用现有的政府现货（GOTS）软件和开源软件/标准作为基础，演示互联互通的、同步的可视化能力，帮助解决美国国内的电磁频谱拥塞问题，同时支持多个电磁频谱数据源的战场内融合，数据源包括电子战、先进的数据分析、指标和告警评估等。 （3）实施多项“动态频谱接入（DSA）”计划，支持高效频谱共享 ◆ 美陆军实施“国防部频谱接入研发计划” 为了促进有效的频谱接入和使用，解决频谱不足与部署困难问题，美国陆军已经开始实施“国防部频谱接入研发计划（SAR&DP）”，美国国防频谱组织（DSO）一直在支持该项目，这是一个价值5亿美元的项目，利用军事、学术和工业部门的专门技术来开创频谱共享并减少国防部总频谱足迹的新技术。主要有两种方案：一是认知无线电方案；二是新的动态频谱接入（DSA）管理模式。 美国陆军的专项研究和开发工作重点是：电磁频谱效率、灵活性和自适应，以提升频谱接入能力；电磁频谱敏捷性，可与商业部门共享频谱并能动态转入可用频段；拥塞竞争频谱环境下电磁频谱利用的弹性和持续性，可快速恢复对电磁频谱的利用。 ◆ 美陆军“频谱感知战术电台（SATR）宽带组网波形动态频谱接入”项目 该项目旨在实现联合战术无线电系统（JTRS）宽带组网波形（WNW）与其他国防部系统和民用系统的频谱共享。该项目致力于开发一种技术就绪度6级的WNW样机。该样机基于WNW 4.2.1版，且集成了动态频谱接入技术。 该技术概念引入了一种波形未知的动态频谱接入（DSA）服务，将在战术无线电中开发部署，以实现以下目标：检测频谱重用和频谱共享引起的频谱冲突；协同战场上的网络管理系统，自主或协作地动态选择某些时间和地理位置上未使用的频率分配；提供与其他同地设备的频谱协调能力；支持非连续子频段通信，以便利用窄频段。 为宽带组网波形增加动态频谱接入能力的好处是提高了容量、降低了管理成本。此概念可进行扩展，使动态频谱接入服务亦可部署于电子战系统。 ◆ 美空军研究实验室拟开发“动态频谱接入协议开发”项目 2016年4月22日举行的“工业日”活动上，美空军研究实验室（AFRL）表示拟开发“动态频谱接入协议开发”项目，该项目旨在寻求一组政策指导规则，用于动态频谱接入（DSA）使能的无线电，并将促进协议、程序和过程的开发，从而使DSA技术能够集成到频谱管理（SM）程序中。 动态频谱接入无线电能够综合利用频谱感知和地理定位规则，自动改变无线电工作频率，从而避免干扰传统频谱用户。动态频谱接入无线电还利用基于网页本体语言（OWL）的策略推理，多方面支持复杂频谱使用，而不用持续连接至控制数据库。此外，动态频谱接入无线电可以支持定制的、特定信号的分类器。最后，DSA还能够通过融合DSA相关消息与其他网络信息使上层网络最小化。 ◆ 美国国家科学基金会投资“增强型无线电频谱接入（EARS）”项目 2015年10月，美国国家科学基金会（NSF）注资开展了增强型无线电频谱接入（EARS）项目研究，旨在为未来频谱使用效率的提高开创一个新局面，减轻对有限频谱资源需求不断增长的压力。 EARS项目尤其注重创新性和潜在转型性研究，综合考虑科学、工程、技术、应用、经济和公共政策等因素与频谱效率和频谱接入的相互影响。因此，该项目寻求跨学科的有效合作。EARS项目确定了四大挑战主题，致力于实现增强型全谱接入能力。这四大主题包括：实现频谱共享的创新性无线电硬件与接入体系架构；和谐共存的异构无线技术；自动检测机制和一致性认证方法的开发；科学服务频谱接入。 EARS项目涉及多个研究领域，包含各种技术和应用，如科学利用商业服务频段的使能技术、频谱计算技术、同时提高瞬时频谱效率和全系统频谱效率的创新方法、频谱共享背景下的安全和保密解决方案、频谱共享系统验证、新型可升级的基于测量的频谱管理技术、频谱资源共享经济模型等。 6结语 随着频谱作战在军事斗争、经济建设等各个领域的全面展开，电磁频谱的争夺与对抗日趋激烈，电磁频谱已成为国家安全新的制高点，是陆、海、空、天、网络空间等作战域的安全基石，亦或将成为继陆、海、空、天、网络空间之后的“第六作战域”。 而电磁频谱一直保持着“僧多粥少”的紧张状态，频谱资源始终紧缺，美国防部欲利用“动态频谱共享”技术平衡军用和民用频谱需求，充分利用频谱资源，从而缓解电磁频谱资源不足的现状。当前，美军高度重视电磁频谱领域的发展，已建立健全了频谱管理机制，并在电磁频谱领域不断推出新的政策、计划和项目，更加客观地体现了电磁频谱在未来高技术战争中的核心作用。 电科小氙 |
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