5G技术在美国防部和军方的应用.docx

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1、5G技术在美国防部和军方的应用目录摘要11 .前言22 .5G是什么？23 .美国军方为5G未来之战做准备33.1. 美国军方正准备在一个新的战场上作战：全球各地正在兴起的5G网络。33.2.关注中国33. 3.攻与防44.美国防部未来如何运用5G作战54. 1.概述54.2. 现状54.3. “一个伟大的推动者”64.4. 需要清除的障碍75. 5G在美国防部和军队中的应用85.1.美国防部5G政策85.2.5G在国防部的应用85.2.1.利用5G进行电磁频谱作战85.2.2.5G智能仓库105.2.3.分布式指挥和控制105.2.4.增强和虚拟现实105.2.5.5G动态频谱共享技术115

2、.2.6.5G+:使5G适应战术毫米波网络115.2.7.美国陆军战术环境技术计划中的5G技术应用115.2.8.开放可编程安全5G(OPS-5g)115.2.9.MITRE5G威胁等级体系(FiGHT)框架126.结论12摘要2023年6月，美国国防部网络安全和信息系统信息分析中心(CS1Ae)发布报告5G技术现状及其在美国防部和军方的应用对5G技术发展现状、关键使能技术及其面临的挑战等进行了阐述。本文在该报告基础上，对5G技术在美国防部和军方的应用进行了详细介绍。关键词：美国；美国国防部；5G技术；网络；频谱1 .前言第五代无线通信技术(5G),具有改变通信系统的潜力。美国防部(DOD)已

3、将5G技术列为一项重要的战略技术。美国防部5G战略表示，“那些掌握先进通信技术和广泛连接的国家将拥有长期的经济和军事优势”。5G移动网络将提供更高的速度、更低的延迟、更高的可靠性、更大的网络容量和更高的互连性。通过发挥5G技术的最大潜力，美国防部将有能力在技术、性能和附加功能方面达到新的高度。随着5G技术在原有系统和新系统中的部署、现代化和实施，这项技术预计还会有巨大的改进。充分利用5G技术将推动工业和美国国防部的能力在未来进行大规模改进，实现更强的性能和更高的效率。2 .5G是什么？1)概念内涵5G是指第五代移动通信技术，是最新一代蜂窝移动通信技术。2)5G关键技术随着5G技术开始在全球范围

4、内部署和集成，它带来了硬件和软件等方面的大量不同组件。这些组件是确保新一代5G技术成功部署的关键。5G技术与5G物联网生态系统中存在的其他技术高度交织和互联。理解这些组件及其相互作用是理解5G系统成为新一代技术的关键。这些技术主要包括：5G频谱5G频段及其拍卖集中化无线接入网(C-RAN)多输入多输出系统(M1MO)波束成型3)发展现状5G正在迅速普及。由于5G网络是蜂窝网络，该技术的优势来自网络覆盖范围。截至2023年，全球各国快速部署商用5G新空口(5GNR)。目前，大多数欧洲和东亚国家以及美国、加拿大和澳大利亚的许多主要城市均已开始运用5G技术，世界其他地区的部署步伐也在加快。截至201

5、9年4月，全球移动供应商协会(GIobaIMobiIeSupp1iersAssociation)88个国家确定了224家运营商，他们已获得了5G技术现场试验的许可，正在部署5G网络，或已宣布推出服务。3 .美国军方为5G未来之战做准备3.1. 美国军方正准备在一个新的战场上作战：全球各地正在兴起的5G网络。五角大楼正在测试速度飞快的5G网络可能如何改变战争：从训练和后勤到任务规划和通信，再到部署无人机群等新的战场战术。五角大楼正投入大量资金来利用这项新技术。分析人士称，部分原因是著眼于已将5G技术列为军事优先事项的中国。美国国防部10月份表示，在此前一轮测试的基础上，将投入6亿美元在全国各地的

6、基地开展5G试验。此次试验的合作伙伴是电信和国防公司，包括移动运营商美国电话电报公司(AT&TInc,T)和国防承包商美国通用动力集团(Genera1DynamicsCo.,GD)o3.2.关注中国美国国防部几年前就开始试图了解5G对其行动意味著什麽，去年开始在大约12个地点进行5G测试。最新的这些试验范围更广，背后有更多的资金支持。国防部5G事务主管JOSePhEvans上月在上述6亿美元的5G项目投资宣布时表示，这些不仅仅是小范围内展示一项科学试验的小型演示。EVanS称，这些是5G技术的大规模部署，以及对军民两用型应用的评估。以民用目的销售的5G产品有时也可用作军事用途。美国越来越担心中

7、国制造的5G设备在海外电信网络中的部署，华盛顿方面表示，这带来了安全担忧，中国公司对此予以否认。五角大楼最近在一份报告中称，中国公司在全球范围内扩张5G网络，这将挑战其他国家网络的安全性和韧性。美国担心的是，这些设备可能被用于监视网络用户或进行网络攻击，中国政府和中国5G设备制造商否认存在这种可能性。中国设备实际上已被禁止进入美国电信网络，但美国军方经常在那些在电信网络中使用中国设备的国家开展行动。美国军方担心，虽然美国可以在其运营的基地中建立安全的5G网络，但当军队进入上述国家的城镇时，通信可能受到威胁。因此，五角大楼正设法确保美国士兵部署海外时的通信安全，即使当地5G网络使用中国的设备。3

8、.3.攻与防除其他目的外，五角大楼可使用上述新技术来确保更强大、更安全的战地通讯。主要从事军事研究的智库兰德公司(RandCOrP.)的资深科学家DanGOnZaIeZ称，中国和俄罗斯在干扰军事通讯的能力上已投入巨资，5G技术可能会让美方降低上述两国干扰措施的效力。他称，5G网络处理通讯信号的方式会使中俄更难进行干扰。GOnZa1eZ称，任何能防范电子战威胁的技术都将极为有益。但他表示，如何部署这类系统仍处于研发状态。五角大楼已在拉斯维加斯郊外的内利斯空军基地就通讯抗干扰性能进行试验。美国军方正对当地这一传统的空军指挥中心进行反思；在空战中该中心处于中心节点位置，任务规划和目标设定都在这里进行

9、。5G技术可让各战队分散开来并移动作战，而非将队员安排在一个可能会遭到对手攻击的地点5G技术的另一个潜在应用是基于其处理海量数据的能力，用户能够通过所谓的物联网连接以数百万台计的设备。对于五角大楼来说，这可能意味著能够追踪每一颗炸弹和子弹的存放位置，这样就可以更容易地将恰当的供应补给准时送到恰当的地点?这是战争时期的一项关键因素。美国军方还押注5G可以解锁更多前瞻性的应用。开发人员正在研究用于任务规划、训练和作战的增强现实和虚拟现实技术。这些努力是对军方过去几年在训练方面取得的其他进展的补充，包括M240和50口径机枪的虚拟现实辅助模拟器。五角大楼还认为，5G技术能使无人机组成一个机群，比单架

10、无人机更能抵御敌人的攻击。与此同时，美国国防高等研究计划署(DefenSeAdVanCedResearchProjectsAgenCy)下属信息创新办公室(InfOrmatiOnInnovationOffiCe)的项目经理JonathanSmith称，该机构正努力确保敌人无法利用5G网络中的安全漏洞。该研究计划署是美国国防部的新兴技术发展部门。比如，有了5G技术，频率可以被分割成多个被称为切片的通信频道，敌人可试图侵入这些频道。Smith表示：“来自船上、飞机、仓库或类似地方的物联网设备中的数据可能让对手了解很多关于我们这个世界后勤运作的情况。这就是我们花费诸多精力来研究如何确保切片安全的原因

11、。”4.美国防部未来如何运用5G作战1. 1.概述随着先进的数据收集技术在未来当今战场中发挥越来越重要的作用，随之出现了一个问题：如何在巨大的压力之下将数据最好地传给需要的战士？答案五花八门，但似乎没有一条能满足所有需求。领导美国陆军开发和部署升级网络技术和工具的官员正在追求多层次、多功能和多频段，寻求一个能够抵御战争挑战的弹性网络，用于中继英特尔。在众多潜在的解决方案中，有一种是5G技术，这是国防部试图在国际挑战者面前利用和主导的一代无线产品。4月20日，陆军少将罗伯特柯林斯在C4ISRNET会议上说：“考虑到未来对信息的一些需求，进入到未来的作战空间时，5G将有巨大的机会，并有能力以更快的

12、速度和更高的吞吐量传输部分信息”。柯林斯是负责指挥、控制和战术通信的项目执行官，负责数十亿美元的开发、采购和部署陆军所需的硬件和软件，以建立一个坚固、直观和移动的网络。柯林斯团队和同事们通过每两年进行一次升级，正在推动未来的军事通信。文件显示，5G等先进蜂窝技术的集成预计将在2025年和2027年实现，每一年都将实现一个阶段目标。柯林斯在4月20日表示：“5G将再次成为我们能够负担并提供的另一个连接层。会对未来作战产生重大贡献”。4. 2.现状五角大楼官员称5G通信技术是所有国防现代化项目的基础，对美国国家和经济安全至关重要，军事网络也被描述为现代化的支柱。4月26日，柯林斯在弗吉尼亚州迈尔堡

13、的一次示威活动中说：“未来都是关于自主、机器人和人工智能的。实现这一点需要数据和网络。”五角大楼在2023年10月的一份声明中表示：将专注于军民两用5G的大规模实验和原型设计，提供“高速和更快的响应时间，连接更多的无线设备，并为美军提供超前能力”。此后，该公司在加利福尼亚、佐治亚和弗吉尼亚等十几个军事设施进行了试验，并提出了一项数百万美元的挑战，以加快开放、合作的生态系统的发展和采用。国防部于2023年发布的5G战略是带着紧迫感撰写的：其非机密公开页面写道，“掌握先进通信技术和无处不在的连通性的国家将拥有长期的经济和军事优势”。没有这些先进技术的国家将远远落在后面。5G与4G等前代技术相比，有

14、望以指数级的速度增长，并能够容纳越来越多的先进设备，于2018年底开始在美国部署。马丁库珀在4月27日与两党政策中心讨论时说：“有三个功能对未来特别重要，即超高速、低延迟、切片概念”。库珀说：“我们不需要看电影的超高速和我们在互联网上的正常互动。但是，当运行一台机器时，你想在每一个给定的时刻准确地知道机器在哪里，并让机器快速做出反应，超高速是很重要的。”库珀强调，这项技术应该用于改善社会，弥合数字鸿沟。陆军网络跨职能团队负责人杰思雷伊上将已经开始研究利用5G进行载人无人团队和机器人技术。4. 3.“一个伟大的推动者”当雷伊在网络跨职能团队任职时，说：“未来是关于数据的，以及通过与运输无关的能力

15、访问和保护数据。”他说，从“5G无线网络到地面电路”，再到“基于卫星的系统，将带来更大的操作灵活性。”4月20日，雷伊再次强调了5G的价值，尤其是在保障部队安全和行动方面的潜力。雷伊说：“未来分散编队至关重要，5G在这方面发挥着重要作用，地面和太空层都将是关键。”柯林斯说，在指挥所方面，这种优势已经被观察到。柯林斯在C4ISRNET会议上说：“我们在地面层看到了一些好处，当然，审视我们的指挥所，不一定要让指挥所的所有工作人员的主要部分都物理地集中在一起。它们可以分散开来用于部队保护，5G提供了一种非常低的潜在高吞吐量容量。”海军首席数字创新官迈克尔加尔布雷斯认同5G将使未来的作战和能力成为可能。从码头侧连接到船上通信，再到后勤，都有广泛的潜在应用。据国防新闻报道，美国电话电报公司(AT&T)今年宣布初步成功建立了一个5G网络实验，该实验将使智能仓库成为海军的现实。加尔布雷斯4月19日在QOUdera政府论坛上说：“海军在边缘工作，从18世纪起就一直在边缘工作。在这个信息领域，还有其他网络功能，而5G又是一个伟大的推动者”。4. 4.需要清除的障碍拥抱5G并非没有风险。政府问责办公室在2023年的一份报告中表示，5G可能会引入新的网络攻击途径，加剧现有的隐私问题，并面临更广泛的运用挑战和昂贵的基础设施成本。关于什么样的技术可以被信任