蜂窝通信是否是无人机与无人地面战车主宰战场的关键？

当今及未来的作战空间无疑是由无人机（UAV）和无人地面战车（UGV）的激增所定义的。从前线任务到情报收集、精确打击和物资补给，这些无人系统在现代军队的作战方式中扮演着关键角色。然而，其效能完全取决于在对抗性环境中能否保持稳健、安全的非视距（NLOS）连接。

尽管传统军事通信系统长期支撑着防务行动，但现代战争日益增长的复杂性正推动一场向蜂窝通信的关键转变，后者正逐渐成为先进无人机和无人地面车辆任务的关键赋能因素。

主流军用无人系统通信或未准备好应对未来战争需求

军用无人机/无人地面车辆作战传统上依赖几种通信技术，每种技术都有其独特的优势和局限。

• 视距（LOS）射频（RF）链路 曾是无人系统的基础通信方法，当无人载具在操作员的视觉或射频视距范围内时，可提供直接、低延迟的命令与控制（C2）及数据传输。虽然对于近距离作战和侦察而言简单且通常可靠，但严格的视距要求使人员面临更高风险，并在复杂地形、城市环境和远距离任务中严重限制作战范围和效能。

• 网状无线电（通常由软件定义无线电（SDR）实现）可建立临时、自组网、自愈合的多节点网络，连接无人机、无人地面车辆和地面指挥单元。这种架构支持多对多通信，在动态作战环境（如蜂群编队或分散的机动部队）中提供冗余路径、扩展范围和高度韧性。SDR技术增强了适应性，能够实现动态频率捷变、调制重配置和频谱优化，以在面临复杂电子战威胁时保持任务有保障的连接。虽然对于局部和分布式作战非常有效，但这些系统在广阔的作战区域面临可扩展性挑战，并且需要大量资源进行设计、部署和全生命周期维护。

• 专用军用数据链 是为满足特定作战、安全性和互操作性要求而设计的专用通信系统。许多数据链也基于SDR技术，但被锁定在特定的、经过认证的波形和加密协议上，这些协议专为既定任务集量身定制。这些链路针对无人平台与指定指挥节点之间的安全点对点或点对多点通信进行了优化，确保可预测的性能、延迟并符合军事互操作性标准。然而，这种封闭架构降低了敏捷性，限制了对新平台或任务集的适应性，并且通常需要漫长的重新设计和重新认证周期来应对新出现的威胁。

• 卫星通信（SATCOM）系统 显著扩展了作战范围，允许无人载具在缺乏地面基础设施的偏远或恶劣环境中运行。但它们也面临自身的一系列挑战。SATCOM面临基于天气的挑战（如降雨、湿度、极端温度）影响信号质量，需要稳健的技术解决方案和谨慎的作战规划来满足其天空需求：清晰的视距、高环境韧性和战略部署。此外，SATCOM固有的延迟和带宽限制可能降低实时控制能力，尤其是在时间敏感的目标锁定或动态机动期间。

虽然这些基础方法一直是无人作战的支柱，但现代战争的新兴特征——要求更快的节奏、更高的敏捷性和更强的自主性——迫使人们对军事通信范式进行根本性的重新评估。

弥补无人系统的作战缺口：蜂窝通信的优势

蜂窝通信不再仅仅是商业应用的领域。世界各地的军队正在认识到其增强现有基础设施和弥补关键能力缺口的潜力。4G LTE和5G技术的进步直接解决了传统军事通信系统的许多固有局限。

• 泛在的覆盖范围和可接入性。民用蜂窝基础设施的普遍性提供了广泛的覆盖，支持在各种地理区域和众多环境下的无人系统作战。这种无处不在的覆盖显著降低了部署所需的后勤负担和时间，在许多场景中无需建立专用的军事通信基础设施。

• 无缝的超视距（BVLOS）连接。蜂窝通信通过利用现有的蜂窝4G LTE和5G网络基础设施，在无人载具（UxV）任务中实现超视距连接，保持平台与地面控制站或云系统之间持续、远距离的通信。随着蜂窝基站覆盖广阔的地理区域，无人载具可以在操作员视距之外保持连接。平滑的切换支持使无人载具能够在蜂窝基站之间移动时保持持久连接，这对远距离任务至关重要。蜂窝网络支持远距离实时遥测、命令与控制（C2）和视频流传输。蜂窝通信的低延迟（尤其是5G）使得在关键任务或自主功能中具有更快的响应能力。

• 增强的韧性和冗余性。现代蜂窝网络跨多个运营商和频段运行，并利用众多蜂窝基站，创建了一个稳健的通信环境，即使个别网络组件故障或受损也能保持连接。

• 快速部署和可扩展性。利用现有蜂窝基础设施的能力加速了无人机/无人地面车辆的部署和通信恢复。这种快速的通信建立对于危机响应和快速演变的战术场景至关重要。此外，蜂窝网络固有的可扩展性支持大量无人系统同时运行，以前所未有的便捷度实现蜂群战术和大规模情报、监视与侦察（ISR）收集。

• 高带宽和低延迟。与传统的军用SATCOM或许多传统数据链相比，当代蜂窝网络（特别是4G LTE和5G）提供更高的带宽和显著更低的延迟。这种增强的带宽支持实时传输高清视频、丰富的传感器数据和关键遥测数据，为军事力量提供关键决策所需的瞬时数据传输。

• 成本效益和SWaP优化。利用商业蜂窝基础设施提供了显著的经济优势，大幅降低了与定制军用通信网络相关的初始部署成本和持续运营费用。此外，商用现货（COTS）蜂窝调制解调器本身就在尺寸、重量和功耗（SWaP）方面进行了优化，这对于有效载荷受限的无人平台是一个关键考量。

克服无人机/无人地面战车作战中蜂窝通信的挑战

尽管优势明显，但在军事无人载具作战中实施蜂窝通信也带来了若干必须谨慎应对的挑战。

安全问题首当其冲，因为商业蜂窝网络在设计时并未考虑军用级安全要求。解决方案在于实施稳健的安全叠加层、军用级加密、跨多个通信信道和蜂窝网络的数据分割以及安全VPN隧道。

蜂窝覆盖虽然广泛，但在真正的偏远、恶劣或高度对抗环境中可能不一致。采用多链路、冗余的通信架构可以弥合这些缺口，确保当一个或多个链路性能下降或被拒止时仍能保持持续连接。多链路架构利用一个智能通信层，根据实时网络条件（如蜂窝、SATCOM或任何专用军用无线电链路）在多个可用链路之间无缝切换。

对手必定会试图干扰或拦截通信信道。采用多链路架构和跨多个网络的数据分割技术，使得同时干扰所有通信信道的难度呈指数级增加。

蜂窝通信的影响：塑造未来军用无人系统作战

在军事无人作战中采用商业蜂窝技术代表了一种根本性的条令转变，即转向利用先进的商业能力满足军事应用。这种方法在技术敏捷性和作战灵活性方面提供了显著优势。创新的通信解决方案已经证明，通过多链路架构、分层安全方法和动态链路管理，可以有效地解决安全和覆盖挑战。

随着技术以前所未有的速度持续发展，支持蜂窝通信的无人机/无人地面战车无疑将在塑造未来战争面貌方面发挥越来越关键的作用。能够无需大量资金和时间投入即可部署商用现货（COTS）通信能力，为军事行动提供了增强的作战灵活性、减轻的后勤负担和独特的战术优势。军事无人系统的未来与蜂窝连接泛在而强大的力量密不可分。