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1外军最低限度通信系统应用
俄罗斯在前苏联时期拥有巨大的核武库，指挥效率不高的问题被领导层忽略。随着履行美俄《削减进攻性战略武器条约》，俄罗斯核弹头和运载工具大量减少，指挥效率变得越来越重要。近年来，俄罗斯战略火箭兵所有研制设计资金都放在“白杨-M”上，在指挥控制项目上的资金缺口很大，使得战略火箭兵师级机动指挥所和高级指挥环节指挥设备的研制工作滞后，战略火箭兵机动指挥所、指挥备份系统和双工系统停留在草案阶段。俄罗斯国防部专家评估，俄罗斯目前战略武器指挥系统的生存能力比武器本身要差，整个系统出现了一些不稳定因素。为此，俄罗斯计划在2015年前投资近40亿美元建立新的指挥与通信系统，以更好地适应从模拟向数字化的转变，包括发展战略指挥和通信系统(含最低限度通信系统)，新型指控系统的建设将使俄核力量的作战指挥能力和戒备程度大幅度提高。
2最低限度通信系统技术特点
通信网在整个系统中建设周期最长，耗资最大，也是整个系统中最易出故障，最易遭敌干扰和破坏的环节。信息系统的可靠性、抗毁性和保密性在很大程度上取决于通信系统的建设，是指挥自动化的基础，因此，对它的建设有很高的战术和技术要求。即使是在遭受核打击之后，也要维持最低的指挥能力。适合这种情况的手段应具有如下特性:①核爆炸引起的电离层异常对通信没有影响、影响很小;②通信距离远，核打击后被直接摧毁或造成线路中断的概率小;③具有高度的抗毁生存能力和抗干扰能力;④能够构成栅格状组网，具有许多迂回路由，使通信顽存性强;⑤组成的最低限度通信系统，需具有一定的灵活性，具有野战条件下的环境适应能力;⑥较好的机动通信能力和协同通信能力。
3最低限度通信传输手段组成及性能分析
通过对最低限度通信系统特点分析，信息系统最低限度通信手段可以采用以下手段:流星余迹通信、中长波通信、短波通信、散射通信以及卫星最低限度通信等。流星余迹通信是利用流星高速进入大气层摩擦燃烧而形成的电离余迹对VHF电波的反射或散射而实现远距离通信的一种超视距无线通信方式。由于其传输信道的随机出现、不可预测、不受核爆和太阳黑子影响等特殊的传播机理，使其具有传输信道不易被摧毁、抗核爆能力强、隐蔽性和保密性高和通信距离远(达2000km)，可在复杂的电磁环境条件下保障通信的突出优点，在军事上得到广泛的应用。其缺点是，受流星信道的不稳定影响，不能够保持实时连续通信，因此一般仅用来作为最低限度应急通信。中长波通信采用地波传播，受地形地物影响较小，绕射能力强，传播损耗小，信号传输比较稳定，适合诸如山区、丘陵及丛林等地形复杂地域的通信。山区通信中，中长波不存在“静区”，在上百公里区域内形成完整覆盖。但设备天线体积较大，动中通困难，中长波的通信容量较低，只能传送报文，传送速率一般从每分钟十几字节到每分钟200Bytes。短波通信体积小、灵活方便、建立通信迅速，由于短波通信自身通信速率较低，作为最低限度通信手段使用时，速率在原来的基础上还会有所降低，同时易受敌方侦察和干扰。散射通信抗干扰和抗核磁暴能力强，通信容量较其他几种手段要高。但散射通信通常需要分集接收，使用灵活性较差。不过随着新的时间分集技术硬件平台出现，价格低廉，适用于设备的大批量生产和推广应用。卫星通信具有通信距离远，受地形地貌影响小，传输质量高，容量大线号稳定，但战时比较脆弱，安全性有时也存在问题。卫星最低限度通信作为一种特殊条件下的非常规最低限度通信手段，可以考虑使用没有被敌方干扰或摧毁的其他卫星，甚至是敌方卫星。这就要求采用特殊技术，既不能影响原来卫星的正常业务，同时也能抵抗该卫星原有业务对最低限度业务的影响。
4最低限度通信系统组织运用
最低限度通信作为未来高技术战争中处于劣势一方的通信保障最后手段，一般情况下不启用，只有在正常通信系统遭摧毁，或传输媒介遭破坏等原因，不能完成作战命令的上传下达时，才启用最低限度通信系统。最低限度通信在不同级别的信息系统中，有着不同的使用场合、保障对象、传输手段和应用方式。对于高级别的指挥所(战略和战役级指挥所)，一般配置信道容量大、传输距离远、信号传输稳定的传输设备;对于级别较低(战术级指挥所)或特别重要的武器平台，一般配置灵活性好，展开撤收方便的传输设备，信道容量考虑次之。根据指挥所上下级通信距离和通信环境以及指挥结构方式的不同，最低限度通信应用一般采用分级、和中心组网方式，系统由主站设备和从站设备两部分组成。为了完成数据信息和报文的传送目的，必须将主站设备和从站设备结合在一起使用。从站设备可以直接与主站设备互通，也可以通过主站转发互通;一个主站可以配置多个从站，主站与主站之间可以无线组网，从而可以覆盖很广的通信区域;脱网后，主站与主站之间，以及从站与从站之间也可以互通。据报道，某外军流星余迹通信系统的最大用户数可达4000个以上，其中主站用户数最大可达245个，主站之间可以采用光缆或卫星互联，实现主站之间的高速双向通信。如果以频分方式划分出多个独立的小系统，那么各系统的设备识别地址就可以相同，从而使得用户数成倍增加。总之，信息系统最低限度通信手段的配置需要考虑多层次、多手段综合运用方式。首先，信息系统建设要提供足够的保障手段和设备;其次，在指挥方面也需考虑各类信道的性能，采用最简的报文编解码技术和最精简的组网协议，适应这类信道传输特性，以便传输更多的指挥信息。
5比特指挥报文编解码技术
比特指挥是一种以“比特”为单位进行指挥命令编码，以组态报文协议为核心、适用于恶劣通信环境的快捷、灵活和高效的轻量级数字化武器控制手段。它将作战指挥常用的命令、指示、通知、请示和报告等指挥文书进行标准化、规范化和代码化，通过代码指令实施作战指挥，提高作战指挥效能的一种指挥自动化手段。
5．1比特指挥报文编码技术
5．1．1比特指挥报文字典建立
报文字典是用于比特指挥的报文描述的集合，是进行比特指挥报文编解码的依据。报文描述主要包含两部分内容，一是关于报文组成结构的描述，用表格的方式进行说明;二是关于报文在各种使用情形下的使用规范说明，用CASE和条件语句说明。(1)报文结构报文数据元素组成包括索引号、DFI(数据域标识符)/DUI(数据使用标识符)、位长、存在属性、数据组和重复组。①索引号是对消息中出现的字段编号，采用多级编号的方式有助于显示字段、组之间的层次关系;②DFI(数据域标识符)/DUI(数据使用标识符)用来唯一确定该字段对应的数据元素。该代码组合提供了对数据元素字典的快速索引;③位长是数据字段在内存中存储和发送时所占用的比特位数;④存在属性指明字段的强制/可选属性。强制字段用M表示，可选字段用X表示;⑤数据组号是字段所属的数据组的编号，用符号GN表示，其中N为数据组在报文中的序号(如G1表示报文中的第一个数据组)。嵌套组的表示要在自身的符号之前加上其上层组的符号和“/”(如G1/G2表示报文的第2个组，并且这个组是嵌套在G1组内部的);⑥重复组号是字段所属的重复组的编号，用RN(M)表示。其中N为重复组在报文中的序号，M为该重复组的最大可重复次数;重复组也可以嵌套(如R1/R2(3)表示报文中的第2个重复组，并且该重复组是嵌套在R1重复组的内部的，该重复组最多可以重复3次)。(2)处理规则报文处理规则用于指出报文赋值、发送、接收、响应等方面的要求。主要包括适用和条件说明、缺省值、预期回应和其他说明。①适用和条件说明:适用和条件说明是为了严格清晰地定义每种报文的构建规则，以使在多体系下统一的报文构造成为可能。它包括每个报文适用的CASE以及报文内有关基础处理、缺省、合理行为和特殊因素的关联条件;有一些报文是为实现多重目的而设计的。在这种情况下，适用和条件说明应清楚地定义每一个消息的合理架构，完成各自特定的目的。②预期回应:预期回应用于说明消息接收方在接收到消息后应给予的回应，预期回应与消息的适用和条件语句有关。
5．1．2建立比特指挥数据元素字典
比特指挥数据元素字典用于对比特指挥需要的数据元素进行定义，包括数据元素的名称、编码长度、编码方法和其他说明，在编码方法中明确了数据元素的取值和编码之间的一一对应关系。数据元素字典按照数据元素的数据域(DFI)和数据使用(DUI)进行索引。
5．2报文字典和数据元素字典的表示
比特指挥采用正日益成为系统间信息交互标准的可扩展标记语言XML对报文字典和数据元素字典进行表示。这种方法充分利用了XML语言的规范性和可扩展性，实现了编解码软件对于报文定义的独立性，在软件使用过程中，若报文结构或者数据元素的定义需要调整，不需要修改软件本身，只需修改相应的报文字典或数据元素字典即可，有利于软件长期稳定的使用。
5．3比特指挥编解码软件组成
编解码软件由接口控制模块、数据解析模块、数据校验模块、编码转换模块和数据封装模块组成。其中接口控制模块负责与上层应用软件和下层数据分发软件进行报文数据的交互，即从上层应用软件获取需要编码的报文数据，并向其返回经过编码后的比特报文数据;数据解析模块负责解析XML文档表示的报文字典和数据元素字典，获取指定模块型报文的定义，包括数据元素的组成、存在性、重复性分组，取值范围、精度以及编码方式等信息，这些信息是报文编码的依据;数据校验模块负责检验输入数据是否符合数据元素字典中定义的有效性要求;编码转换模块负责将构成报文的数据元素数据转换为若干个比特位的编码，这种转换是以数据元素字典的定义为依据的;数据封装模块负责将经过转换的数据元素数据按照报文结构要求组装成经过编解码后的报文，并加上必要的报头数据。比特指挥报文编码技术主要借鉴了美军VMF报文编码的思想，在报文灵活性和精简性方面具有一定优势，针对最低限度通信信道的特点和典型应用场景，探索性地提出了可行的解决方案，以期得到同行专家的指点，共同促进此项工作的推广和应用。
6结束语
最低限度通信顾名思义就是指正常的通信手段遭到损毁，不能满足通信需求而采取的应急通信措施，它是正常通信的延伸和补充。因此，在进行信息系统通信设计时，需要统筹考虑正常状态下与非正常状态下的通信设计。只有这样，设计出的系统才能适应各种恶劣作战环境，满足不同作战需求。由于最低限度通信系统设计及应用方面的参考文献较少，而且实际通信环境也很难模拟并进行测试。提出的部分观点只代表作者本人的看法，不一定完全正确，希望与同行专家共同探讨。
作者：孔令涛 徐先栋 李晓峰 单位：中国电子科技集团公司第二十八研究所
