频谱资源变得日益重要,美国国防部已在考虑将电磁频谱作为独立的“作战域”,即成为陆、空、海、天和网络空间之后的第六个作战领域。
2015年12月,美国国防部首席信息官(CIO)特里·哈尔沃森在给《Breaking Defense》的一份声明中表示:“美国国防部将调查把电磁频谱视为一个作战域的所有可能需求和影响”。
特里·哈尔沃森
2016年1月,美国陆军中将史蒂芬·威尔逊在调查联合电磁频谱行动计划需求的研讨会上表示:“不掌控电磁频谱,就无法获得空、陆、海、天、网络空间的优势,敌方每天都在攻击频谱。电磁频谱关系到我们做的每一件事,我们必须保证能够使用和保护频谱,包括制定一整套政府和国际方法”。
史蒂芬·威尔逊
2016年3月,特里·哈尔沃森在向国会报告中表示:“我们目前处在一个非常好的位置上。在上次的频谱拍卖中,我们做的很好,拍卖所得款项可用于国防部更改和共享频谱。我现在所担心的是对频谱的私人需求正在超越我们的供应范围,如果我们不小心,就会将一些国家系统置于危险中”。(美国政府已下达总统令,责令国防部2020年前将500兆赫兹军用频谱转为民用,以缓解民用电磁频谱资源的紧张)。
2016年4月22日,美国国防部C4和信息基础建设能力副首席信息官、空军少将桑德拉?菲南在AFCEA防务赛博行动座谈会上表示:“我们认为电磁频谱领域的行动是如此重要,我们应寻求将电磁频谱视为一个作战域,因为我们在该域的行动富有进攻性和防卫性”。
考虑到国防部通常会告知行动的位置,菲南强调了灵活使用频谱的重要性:“我们告诉每一个人我们在哪展开行动、我们使用的每一类不同系统、我们的方位。这样他们(敌方)就知道可从哪试图攻击和削弱我们,所以我希望在未来几年,我们在频谱的使用上更具灵活性;我希望看到,技术进步可以使我们的,不管是无线电、计算机系统或雷达系统,能够自适应,如遇到堵塞,能够切换到其他频段”。
桑德拉?菲南
国防先期研究计划局(DARPA)也正在试图用创新项目解决迎面而来的频谱共享问题。一个是“频谱协作挑战”(SC2)项目,另一个是“商业时标阵列”(ACT)项目。
DARPA微系统技术办公室主任威廉姆·查培尔表示:“现实情况是,当下所有工作中的固定频率都无差别的分配给所有使用者,完全没有考虑到用户实际的即时需求,导致其效率低下,并有可能进一步损害无线通信的稳定性。”
“频谱协作挑战”(SC2)项目
2016年3月底,DARPA宣布开始新的挑战赛——“频谱协作挑战”(SC2),以解决电磁频谱拥挤问题。DARPA希望能够将先进的机器学习能力应用到无线电领域,以及为优化无线频谱使用制定策略,改变目前从本质上就低效的预分配独占特定频段的方式。
DARPA将在其称为“斗兽场”的无线电试验平台中对频谱共享战略、战术和算法进行测试评估。“斗兽场”是一间吸波暗室,能够模拟真实的城市环境或是战场环境,达到更加符合现实环境的测试效果。该项目将从2017年开始,共分为三个阶段,每个阶段持续一年。
“商业时标阵列”(ACT)项目
2013年5月,DARPA发布ACT项目征询书,目标是为无线器件和雷达带来全双工能力,将所用频谱的总量削减一半。2016年上半年,该项目连续取得两大重要进展。
2016年1月,研发出超高速模数转换器(ADC),采样速率达到每秒600亿次,足以探测和分析30GHz及以下频谱内的任何信号,基本覆盖现有雷达、通信和电子战等武器装备的工作频段,将显著提升士兵在战场上的态势感知能力,详见本公号之前文章。
2016年 4月,使用硅集成电路最常用的互补金属氧化物半导体(CMOS)制造工艺,首次实现了环形器(circulator)的微型化,以及与标准硅集成电路的单片集成,带来无线通信用射频能力的双倍提升,意味着更快的通信速度,以及研发出更小、更便宜和更容易升级的天线.