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AI赋能无人作战系统,通信问题如何解决?

导读: 20世纪90年代以来,在微电子、计算机、导航、通信、动力、自动控制、新材料、人工智能等诸多高新技术的共同推动下,无人作战系统进入了前所未有的蓬勃发展阶段。

20世纪90年代以来,在微电子、计算机、导航、通信、动力、自动控制、新材料、人工智能等诸多高新技术的共同推动下,无人作战系统进入了前所未有的蓬勃发展阶段。各种无人作战平台之间以及与有人系统之间的控制信息和业务信息如何安全可靠传输,如何组网协同工作,面临许多亟待解决的问题,需要突破诸多关键技术。

无人作战系统通信的特点

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。从覆盖范围来看,无人作战系统通信可分为两类,一类是无人平台的内部通信,另一类是无人平台与地面控制站之间,以及无人平台与其他有人平台的外部通信。从用途来看,无人作战系统通信又可分为平台任务信息的传输链路(如无人侦察机传输的侦察情报信息链路或无人中继通信飞机的信息转发信道)和对无人平台的控制链路(无人机的遥控、遥测和跟踪定位链路)。就无人平台本身而言,控制链路显得尤为重要。

对应有人作战平台通信,无人作战平台通信同样面临电磁波传播特性、信道模型等问题,物理层信号设计需要解决的问题完全相同。比如,空间传输多径影响是相同的,水下无人平台通信同样面临电磁波急剧衰减的挑战。

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。

一是时效性要求更高。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。

二是可靠性要求更高。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。

三是安全性要求更高。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。

四是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。

五是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。

六是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。

无人作战系统通信发展现状及趋势(一)发展现状

无人作战系统从空间分布上分为三类,空中各类无人机、地面各种无人战车、水面无人舰艇和水下无人潜航器等。

无人机

目前,无人机已进入体系化、规模化发展阶段。无人机内部通信系统一般采用有线通信方式和总线式结构,外部通信系统多采用“三合一”和“四合一”的综合信道体制。

“三合一”主要指的是跟踪定位、遥测、遥控采用统一的载波体制,进行一体化设计,公用一个传输信道,而使用另外单独的下行信道传输各类业务信息;“四合一”是指跟踪定位、遥测、遥控信息和业务信息共用一个信道传输。

“四合一”综合信道体制集成度高,对通信资源的利用率高,在现代无人机数据链中得到广泛应用,“三合一”体制可针对控制信道数据率一般较低、可靠性要求高的特点,可区分采用窄带和宽带信道,针对不同频段信道特性设计适宜的传输体制,具有一定的应用灵活性。

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