5G手艺在美国防部和军方的利用
摘要：2022年6月，美国国防部收集平安和信息系统信息阐发中心（CSIAC）发布陈述《5G手艺现状及其在美国防部和军方的利用》对5G手艺开展现状、关键使能手艺及其面对的挑战等停止了论述。本文在该陈述根底上，对5G手艺在美国防部和军方的利用停止了详尽介绍。
关键词：美国，美国国防部，5G手艺，收集，频谱
第五代无线通信手艺（5G），具有改动通信系统的潜力。美国防部（DoD）已将5G手艺列为一项重要的战术手艺。美国防部5G战术表达，“那些掌握先辈通信手艺和普遍毗连的国度将拥有持久的经济和军事优势”。5G挪动收集将供给更高的速度、更低的延迟、更高的可靠性、更大的收集容量和更高的互连性。通过发扬5G手艺的更大潜力，美国防部将有才能在手艺、性能和附加功用方面到达新的高度。跟着5G手艺在原有系统和新系统中的摆设、现代化和施行，那项手艺估量还会有浩荡的改进。足够操纵5G手艺将鞭策工业和美国国防部的才能在将来停止大规模改进，实现更强的性能和更高的效率。
一、5G是什么？
1.概念内涵
5G是指第五代挪动通信手艺，是最新一代蜂窝挪动通信手艺。
5G收集属于蜂窝网，它将办事区域根据天文位置划分为一个个更小的“蜂窝”。蜂窝里的5G无线设备利用无线电波传输数据的蜂窝站点。蜂窝站点经由无线电波或毫米波（mmWaves）毗连到收集。5G为设备毗连供给了许多差别的频段。那些蜂窝凡是通过更复杂的根底设备互连。与前几代手艺比拟，5G手艺供给了更快的速度和更高的带宽，从而能够进步设备的量量和互连性。5G摆设有看构成5G物联网（loT）生态系统，此中设备比以往任何时候都愈加互联，同时进步性能并降低运营成本。跟着速度和带宽的进步，5G手艺能够与现有的根底设备和互联网办事供给商合作，那将促使新的利用法式、根底设备和设备的引进。
2.5G关键手艺
跟着5G手艺起头在全球范畴内摆设和集成，它带来了硬件和软件等方面的大量差别组件。那些组件是确保新一代5G手艺胜利摆设的关键。5G手艺与5G物联网生态系统中存在的其他手艺高度交错和互联。理解那些组件及其彼此感化是理解5G系统成为新一代手艺的关键。那些手艺次要包罗：
5G频谱
5G频段及其拍卖
集中化无线接进网（C-RAN）
多输进多输出系统（MIMO）
波束成型
3.开展现状
5G正在敏捷普及。因为5G收集是蜂窝收集，该手艺的优势来自收集笼盖范畴。截至2020年，全球列国快速摆设商用5G新空口（5G NR）。目前，大大都欧洲和东亚国度以及美国、加拿大和澳大利亚的许多次要城市均已起头运用5G手艺，世界其他地域的摆设程序也在加快。截至2019年4月，全球挪动赐与商协会（Global Mobile Suppliers Association）在88个国度确定了224家运营商，他们已获得了5G手艺现场试验的答应，正在摆设5G收集，或已公布推出办事。
二、5G在美国防部和戎行中的利用
1.美国防部5G政策
美国防部5G战术和《5G战术施行方案》为美国防部若何利用和推进5G收集和利用的手艺、平安、原则和政策以及协做方面供给了道路图。全面的5G战术施行方案包罗四项工做：一是“促手艺开展”，例如开展5G示范，施行毫米波和动态频谱共享手艺，推进开放架构和虚拟化，重点培育提拔5G人才步队等。二是“通过5G评估、运营和躲避风险”，该道路偏重于威胁谍报、根底设备风险、赐与链平安、全球运营、平安评估、收集平安和零相信。三是“影响5G原则和政策”，包罗与原则造定机构密切协做。根据那些构想，国防部将创建和更新高级频谱治理的原则和指南，撑持5G的做战概念（CONOPS）和手艺掌握办法的原则和批示方针。四是“吸引协做伙伴”，如国际盟友、工业界和国会成员。
2. 5G在国防部的利用
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目前，5G在所有兵种中都有利用。2020年10月，国防部公布拨款6亿美圆，用于在美国五个军事试验场停止5G尝试和测试，那是全球规模更大的双用处5G试验。国防部逃求连结在尖端5G测试和尝试的最前沿，以加强美国的做战才能及其在那个关键范畴的经济合作力。
2.1 5G智能仓库
美国海军陆战队后勤基地（MCLB）将开发一个撑持5G的智能仓库，专注于车辆存储和庇护，以进步奥尔巴尼海军陆战队后勤基地物流营业的效率，包罗物资和赐与的识别、笔录、存储、检索和库存掌握。同时，美国海军圣地亚哥基地（NBSD）同样在开发5G智能仓库项目，专注于岸上设备和海军队伍之间的转运。据悉，该项目将为测试、完美和验证新兴5G手艺创造一个试验场。
2.2散布式批示和掌握
内华达州内利斯空军基地的测试和尝试旨在开发一个试验台，以利用5G手艺进步空中、太空和收集空间的杀伤力，同时加强批示和掌握（C2）的保存才能。详细来说，5G收集将被用于合成和调动现有的C2架构，以实现灵敏做战摆设。该测试与ATT公司协做，供给高容量和低延迟的挪动5G情况。
2.2加强和虚拟现实
位于华盛顿的刘易斯-麦克乔德结合基地（JBLM）正在测试一个项目，其目标是可以快速摆设一个可扩展的、有弹性的、平安的5G收集，为使命规划、散布式操练和做战利用供给一个试验平台，以测试5G撑持的加强现实/虚拟现实（AR/VR）才能。
2.3 5G动态频谱共享手艺
犹他州的希尔空军基田主要研究5G动态频谱共享手艺的可行性、办法和频谱共享的效用，逃求3.1-3.45GHz内机载雷达等军用用频系统与5G共存或共享的手艺。
2.4 5G++：使5G适应战术毫米波收集
5G++是美国“小型企业立异研究方案”（SBIR）开展的研究方案，于2021年2月起头。那项工做的目标是处理关键需求，并提议开发5G++做为毫米波无线电原型，通过纳进抗骚乱性、改进的低截获概率/低检测概率（LPI/LPD）和平安收集通信，使5G适应战术范畴。5G手艺的目标是高吞吐量、低功率和低延迟，那不只有利于贸易，也有利于战术通信。在毫米波频段工做供给高带宽，以称心共享频谱情况中新兴战术利用不竭增长的吞吐量需求。然而，目前的5G波形其实不能称心美国陆军匹敌骚乱性、LPI/LPD和平安性的要求，也不克不及在不依靠蜂窝状根底设备的情状下，撑持设备对设备（D2D）的ad-hoc收集形式。
2.5美国陆军战术情况手艺方案中的5G手艺利用
批示、掌握、通信战术项目施行办公室（PEO C3T）停止了一项研究，评估能整合至将来的美国陆军战术收集中的当前和潜在通信手艺。那项研究确定并总结了已经原则化的5G功用和手艺，以及尚未原则化的新兴功用。它还确定并总结了与美国陆军战术收集相关的各类用例和关键性能目标。那项研究通过确定哪些功用正在停止大量贸易开发，而且可能在其贸易和国防部摆设的实例中具有类似的利用和用例，进一步缩小了5G功用和手艺的范畴。研究定见停止额外的研究投资，以进一步推进5G手艺在美国陆军各类战术情况中的潜在利用。
2.6开放可编程平安5G（OPS-5g）
DARPA的开放可编程平安5G项目（OPS-5G）方案开发一个可移植的、契合原则的、便携式5G收集仓库。OPS-5G逃求创建开源软件和系统，以实现平安的5G和后续挪动收集，如6G。此外，开源的可移植性进步了赐与链进攻的难度，并简化了立异硬件进进市场的过程。该方案旨在为各类软件组件创建一个“即插即用”的办法，从而削减对不受相信的手艺来源的依靠。该项目于2020年9月起头，估量完成日期为2024年9月。
2.7MITRE 5G威胁品级系统（FiGHT）框架
MITRE 5G威胁品级系统（MITRE Five-G Hierarchy of Threats）是一个基于威胁的框架，次要用于评估5G收集和美国及其协做伙伴利用的设备、兵器系统和利用法式的保密性、完全性和可用性。通过将一个全面的5G威胁框架利用于特定用例和架构，确定收集投资规划和优先次序，从而实现量化风险、合理安放应对办法，以确保5G可以停止改革。那项工做起头于21财年，方案在24财年完成。
三、结论
5G是一项正在敏捷变得无处不在的使能手艺。5G手艺能够加强国防部的决策和才能，曲到摆设至战术边沿。5G的速度将扩展国防部将多个系统毗连到战术和企业收集的才能，同时实时共享信息。5G供给的更好的毗连将使许多新手艺和新使命成为可能。