基于自主移動通信技術的軍事物聯網應用系統研究

丁峰 趙民召 方勇

摘 要 結合國內外情況，分析了物聯網融合發展的優勢。基于軍用TD通信網絡，結合戰場態勢生成、敵情偵測、后勤管理、軍事訓練等應用，給出了軍事物聯網系統架構，對系統各組成部分的功能、信息流程、接口關系等進行了描述，并對基于TD軍事物聯網在推廣使用中需要重點關注的問題進行了分析。

關鍵詞 TD-LTE；物聯網；軍隊信息化建設

中圖分類號 TN91 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）214-0088-02

隨著信息技術的不斷發展，網絡已經成為軍事斗爭中信息傳輸的重要手段。作為信息技術革命的第三次浪潮，物聯網在現有網絡基礎上，將用戶端延伸和擴展到物品端，進行物與物之間的信息交換和通信。將物聯網技術應用于軍事信息化建設，可有效互聯包括傳感器、作戰平臺、指揮系統等在內的各戰場要素，完成戰場信息傳輸的自動收集、整理、上報、分發，減少“傳感器到射手”的人為干預，提高快速反應能力，在更高層次上實現戰場感知的精確化、系統化和智能化。

1 物聯網的發展狀況

2005年國際電信聯盟ITU的《互聯網系列報告：物聯網》中強調了物聯網是對互聯網和移動網絡的進一步拓展，并在報告中提出：信息與通信技術的目標已經從任何時間、任何地點連接任何人，發展到連接任何物體的階段，形成了萬物互聯。由于融合了網絡、通信、計算機、傳感器、半導體等多種技術，物聯網已成為電子信息產業下一輪發展中新的制高點，物聯網發展已成為世界各國關注的重點。

1.1 國外物聯網發展

進入21世紀以來，日本制定u-Japan戰略，計劃實現從有線到無線、從網絡到終端、包括認證、數據交換在內的無縫鏈接泛在網絡環境，利用高速或超高速網絡；韓國提出U-Korea戰略，構建物聯網基礎設施，通過有線或無線的方式遠程控制家電設備，享受高質量的雙向與互動多媒體服務。美國提出以物聯網應用為核心，全面反映感知、互聯、智能的“智慧地球”構想，并將其提升至國家級發展戰略。歐盟制定并公布了包括標準化、研究項目、管理機制和國際對話在內的14點行動計劃，物聯網發展是其重要內容之一。當前，世界軍事強國紛紛制定標準、研發技術和推廣應用，以期在新一輪軍事變革中占據有利位置。基于“戰場感知與數據分發”系統，通過大規模節點部署，達到對戰場區域偵察的無縫覆蓋，為指揮決策和火力打擊提供實時、精確的目標定位信息。通過與全球軍事指揮控制系統聯網，可建成分布式全球信息管理系統，為諸多軍種提供不斷更新的陸、海、空戰場綜合態 勢圖。

1.2 國內物聯網發展

自2009年以來，以無錫設立中國傳感網創新示范區為標志，物聯網得到了國家的重點關注，2010年9月《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》中明確將物聯網作為國家戰略產業。

物聯網先后得到自然科學基金、863計劃、973計劃、《國家中長期科技發展規劃綱要（2006—2020年）》等國家級計劃的支持，也得到地方政府在資金、園區和政策配套等方面的支持，北京、上海、廣州等省市相繼推出物聯網試點工程。國家專門設立物聯網發展專項資金，明確提出將重點支持技術研發類、產業化類、應用示范與推廣類和標準研制與公共服務類項目。目前市場培育逐步成熟，市場規模大步增長，物聯網當前已進入實質性推進新階段。據CMIC（中國市場情報中心）預測，2020年將超過5萬億元。物聯網將成為推動我國未來經濟發展的焦點之一。

2 TD和物聯網融合的優勢

物聯網的發展離不開信息傳輸網絡尤其是無線傳輸網絡的支撐。TD-LTE作為“中國創造”的旗幟，其與物聯網的融合發展，“既是自主創新和民族產業發展的需要，也是國家安全戰略的需要。”

1）TD網絡發展為物聯網應用構建通信網絡基礎。其是我國自主創新的成果，為物聯網應用提供了廣覆蓋的網絡基礎。

2）TD產業鏈的成熟為物聯網的加速發展提供保證。在產業聯盟的共同推動下，網絡建設和優化、終端產品、業務開發及應用、后續技術演進和TD與物聯網結合等各方面均產生了諸多創新成果，并快速得到廣泛應用。

3）TD的持續演進能力為物聯網發展提供長久的支持。從TD-SCDMA到TD-LTE，以及5G移動通信標準，為物聯網應用的持續發展提供大容量、安全可靠的數據傳輸手段。

4）TD與物聯網融合發展可確保我國物聯網的戰略安全。TD及其演進技術具有完全自主的知識產權，已經實現標準、技術、關鍵設備等的完全自主化，同時，實現多層次多種方式的安全加密機制，提供系統級安全加密解決方案，充分保障系統的安全性，確保國家物聯網的戰略安全。

3 基于TD的軍事物聯網應用系統

信息化戰爭中，能否奪取信息優勢將直接影響戰爭的成敗。充分利用萬物互聯技術，將其應用于戰場態勢感知、敵情偵測、軍事訓練、后勤管理等方面，可進一步提升我軍訓練、作戰的信息化水平。

3.1 系統架構

基于TD的軍事物聯網系統由感知層、網絡層和應用層組成，系統架構如圖1所示。在三層架構以外，針對軍用信息傳輸的特殊性，需要各層協調處理，采用跨層技術來實現系統安全、網絡抗毀性、QoS保障等功能。

3.2 需關注的問題

在推進基于TD物聯網在軍事應用的過程中，將面臨很多問題需要加以解決，其中最主要的有以下3點：

1）標準制定。物聯網涵蓋傳感器、通信、計算機、互聯網和軟件等大量技術，且應用需求各有特點，因此所涉及標準眾多，規范不一，大大影響物聯網發展和廣泛應用。當前軍隊、政府和企業應在統一認識的前提下，以民用標準為基礎，面向軍隊全局進行規劃，并針對實際應用特點，在接口、鏈路、消息格式等方面開展標準化工作，確保系統在設計之初就滿足我軍各物聯網系統之間的互聯互通，為開展聯合作戰提供保障。

2）網絡傳輸技術。網絡層所涉及的典型技術有TD移動通信技術、無線自組網和TCP/IP技術等，目前民用該層技術成熟度較高，TD采用時分的雙工方式，對于上下行資源分配靈活，適用于物聯網上下行資源分配不對稱的特點；采用OFDM和MIMO技術可在提高系統容量的同時，保證無線信號傳輸質量；Ad-Hoc網絡具有拓撲變化快、移動性強等特點，適合戰場、搶險救災等特殊場地應用。

3）系統安全。基于TD的物聯網系統，其傳輸網絡主要依托無線傳輸方式實現信息的傳輸。由于無線通信的開放性，其無線鏈路、服務網絡和移動終端比較容易受到攻擊，安全威脅較大；并且大量裝備無人值守，使敵對勢力入侵機會增多；同時，物聯網作為智能互聯的重要平臺，規模龐大，一旦遭到破壞，可能引發連鎖反應，造成整個系統癱瘓，甚至反為敵用，危及國家安全，后果不堪設想。雖然，基于TD的物聯網可通過鑒權、信源加密、信道加密、身份認證，加密密鑰分發等多種技術，解決相關安全問題，但是由于其涉及領域廣、技術多、規模大，保密安全系統復雜，因此，必須進一步從管理、運行機制和技術等多方面進行深入研究，確保信息安全，才能真正服務于我軍信息化建設。

參考文獻

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