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我国国防信息化正处于全面发展阶段,国防信息化开支有望持续增加。2008 年以来,我国国防信息化建设持续提速,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》表明,要加快武器装备现代化,聚力国防科技自主创新、原始创新,加速战略性前沿性颠覆性技术发展,加速武器装备升级换代和智能化武器装备发展,加快机械化信息化智能化融合发展,2035 年基本实现国防和军队现代化。2020 年我军已全面进入机械化时代,信息化建设开展如火如荼,2023 年中国国防支出预算为 15537 亿元人民币,同比增长 7.2%。按照我国国防白皮书,我军 2010~2017 年装备费在军费中的占比从 33.3%提升至 41.1%,七年间装备的复合增速高达 13.4%。因此,按照 2017 年的占比计算,2023 年我军装备费预计在 6386 亿元,同比增速应该高于军费的整体增速。
随着国防信息化建设的推进,未来我国国防信息化开支规模也将持续增加。
表 10:中国国防信息化建设发展历
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新一轮以联合作战为核心理念的武器装备升级需求正在开启,军事通信设备有望率先更新。在信息化建设的战略部署下,我国军用通信处于大规模升级换代和改造的前期。一方面我国军用通信装备的技术水平还有较大的提升空间,随着技术水平的提升,军用通信装备应用领域将不断扩大;另一方面我国国防预算支出在不断增加,军用通信装备投资规模将不断扩大,旧军用通信装备更新换代及新通信装备的应用拓展都将给行业带来市场拓展空间。目前我国在军事通信上的投入和装备情况与美国和欧洲发达国家相比仍有很大差距,军事电子与通信系统开支占国防开支比例较低,军用通信设备更新换代的需求巨大。根据商务部投资促进局预测,2025 年,我国国防信息化开支将达到 2513 亿元,军用通信市场规模也将逐年递增,
预计 2015-2025 年,我国军用通信市场规模将从 100 亿元增长至 308 亿元,CAGR 达 11.9%。
图 19:2015-2025 中国国防信息化开支 CAGR 达 11.6%(单位:亿元)
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随着主战装备升级换代,我军加速实现装备电子化、计算机化,未来将加速补齐军用通信手段短板,实现兵力兵器和作战系统平台间的“系统集成”。从国外军队进行信息化建设的经验来看,以技术革命为主的军事信息革命分为军事传感革命和军事通信革命两个阶段:
⚫军事传感革命的主要表现是:出现了计算机控制的探测器材,以及单个作战平台和武器系统的计算机化。由于计算机具有图像放大、数据处理与显示等多种功能,探测器材的灵敏度得到了极大的增强。随着控制系统的计算机化,武器的命中精度也有极大的提高,使战术导弹具备了超视距制导能力,单个作战平台不仅可探测和跟踪目标,还可用远程导弹或制导鱼雷等对目标实施超视距攻击。由于信息搜集能力的增强,配有远程制导武器的单个作战平台的性能成倍地提高。
⚫军事通信革命在数字技术广泛应用于军事领域的基础上,传感器等可搜集各种超视距信息,如果这些信息只能供给单个作战平台使用,目标识别和快速攻击问题就无法解决。解决这一问题,必须依赖于"数字化的实时通信",确保各种兵力兵器和作战系统之间在目标探测、情报、跟踪、火控、指挥、攻击、毁伤评估等方面信息畅通,从而实现作战职能的"系统集成"。反观我军信息化建设,为了实现建军百年奋斗目标,在主战装备升级换代,加速实现装备电子化、计算机化的基础上,更要加快机械化、信息化、智能化融合发展,因此军用通信的短板有望加速补齐。
图 20:军用通信革命是军事信息革命的第二阶段
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2.4 关注我国军事通信技术发展趋势带来的投资机会我国军用通信朝着综合化、无人化、宽频段发展,同时俄乌战场上“星链”的突出表现也为我国军事通信发展带来启示,重点关注以下领域的技术研发及建设进程:
2.4.1 综合化:短期由多模终端过渡,长期看软件无线电是理想解决方案
不同电台之前互通性能有限是实现联合作战目标的最大障碍,多模融合通信需求开启。传统军事通信多采用军用无线电台,是针对某些特定用途而设计的,具有许多共同功能,但也有很大差别,如不同的工作频段、调制解调方式等。这些差别显示了各种电台为完成不同的军事通信任务的需要,同时也限制了不同电台之间的互通胜能。即使是同一部队,为完成不同的军事任务,有时也必须装备不同的无线电台。这就造成了军队通信装备系列多、品种杂、互通差、协同难。显然,这种状况是很难适应未来陆、海、空、天、地一体化的立体战争。融合通信系统通过 3G/4G/5G、IP、有线、卫星、微波等网络系统把不同制式的通信终端、信息系统有机集成一个平台,可实现各种信息服务资源综合、统一指挥以及联合行动。
未来的军事通信网络必然向全 IP 技术体制演进,各种业务和应用也必然向融合化趋势发展,短期来看集合多种通信模块的多模通信终端具有广阔的应用前景,长期来看软件无线电台(SDR)是理想解决方案。SDR 是基于通用的硬件平台上用软件来实现各种通信方式的平台,互操作性及适应性强。软件无线电是将模块化、标准化的硬件单元以总线方式连接起来,形成一个基本平台,并通过软件加载来实现各种无线通信功能的开放式的体系结构。软件定义无线电的概念在 90 年代被国外军方所看中,因为它适合构建支持多频段、多制式、多协议的通用军用无线电通信平台,便于各军种间甚至多国部队间的通信兼容,又适合军用制式电台硬件上的生产标准化、备件通用性、维护便捷性的要求。目前,国外很多制式军用电台都从数字化架构过渡到 SDR 架构。
图 22:软件定义无线电台
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美军 JTRS 项目以 SDR 为基础,成立之初计划取代各军兵种所有现役传统电台。1997 年,美国国防部正式批准了联合战术无线电通信系统(Joint Tactical Radio Systems,JTRS)计划。该项目成立之初计划开发一系列软件定义电台,用以满足美军四个军兵种的多种通信要求,可覆盖2MHz~3GHz 频段,后向兼容传统系统,实现多种新的先进波形,极大增强部队之间的互相通信能力,其作用主要用于逐步取代美军各军兵种现役的 20 多个系列约 125 种以上型号的 75 万部电台。
表 11:美军 JTRS 项目采购计划
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我国军用通信设备厂商纷纷布局多模终端和软件无线电领域。海格通信布局的多模智能终端已实现批量出货,并竞标入围下一代软件无线电通信装备平台,成为该平台入围项目最多的单位;上海瀚讯多模融合终端原理样机已研制成功,基于 SDR 平台的宽窄带兼容无线通信系统正在研制中。
2.4.2 无人化:通信是未来无人化战争的前提之一
无人化作战是未来战争的趋势之一,将重塑未来战争形态。无人作战系统具有“平台无人,系统有人”的工作特点,可最大限度减少人员操作负担,提高作战效能。无人作战装备凭借低成本、易操控、高效益、零伤亡等特点,有望成为未来战场的主流。同时,随着人工智能等技术的发展,智能化无人作战作为一种可预见的全新作战力量,将作为体系作战能力生成的有效途径,对作战样式产生冲击。俄乌冲突爆发以来,俄乌双方频繁将无人装备投入战场,巡飞弹、察打一体无人机、无人艇和无人战车等无人装备已经在俄乌冲突中使用。通过开源信息判断,俄乌双方在本次冲突共计至少投入 10 余型、数百架无人机(其中不包括大量的巡飞弹无人机),以中小型侦察、察打一体无人机为主,参与规模大、种类多。
长远来看,随人工智能技术及无人作战装备的发展,实现零伤亡的智能无人战争指日可待。
图 20:俄乌冲突中俄方使用的“标记”无人战车及“巡飞弹”自杀式无人机
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通信是未来无人化战争所依赖的最重要的能力之一,对其可靠性、小型化、成本控制等提出了更高的要求。无人作战系统由无人作战平台、任务载荷、指挥控制系统、空天地信息网组成。无人作战系统通信主要完成无人平台任务信息传输和遥控、遥测、跟踪定位等功能。实现全无人化作战,无人系统通信问题的解决则是首要条件。与有人作战平台通信相比,无人作战平台缺少了人员实时操作,其通信的特点主要体现在以下六个方面:
⚫时效性要求更高:无人作战平台的通信链路,尤其是控制链路,基本上采用标准化格式,具有显著的数据链特征,以保证时效性需求。
⚫可靠性要求更高:无人作战平台的人工干预在远端,平台智能化要求更高,在自主控制、接收、处理等方面,要求通信链路具有更高的可靠性。
⚫安全性要求更高:通信链路特别是控制链路是无人平台的命脉,如链路受干扰导致中断,空中的无人机就像断了线的风筝,飘忽不定。若控制链路被敌方接管,情形自然更糟。
⚫通信链路不对称性更突出:上下行信道数据传输能力明显不对称,传输业务数据的下行信道的数据速率远高于传输测控指令的上行信道。
⚫设备小型化要求更高:由于无人作战平台空间小,对通信设备的尺寸、重量、功耗和散热性要求更高。
⚫平台间组网要求更高。由于无人作战平台的高机动性、自主运行等特征,以及视距通信距离限制等因素,使得平台间组网(其中包括无人平台相互之间的组网,也包括有人和无人平台之间的组网)和网络控制相比于有人作战平台更加困难。
⚫成本控制要求更高:由于无人装备多具备消耗品属性,因此相对于有人平台,对通信系统的成本控制更加严格。内外部共同构成的无人作战通信系统。无人通信系统根据覆盖范围来看,可以分为无人平台的内部通信、无人平台与地面控制站及其他有人平台的外部通信两大类。根据作战空间分布上又可细分为:无人机、无人战车、水面无人舰艇及水下无人潜航器。由于海水良好的导电性,传统通信频段电磁波在水下的传输损耗要比水面大气环境中大很多,因此相对于空中无人平台和地面无人平台通信系统,水下无人平台通信手段单一,通信能力较弱。【未完待续】请继续关注下一期。