(完整版)美軍聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)(JTRS)

美軍聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)（JTRS）系統(tǒng)簡(jiǎn)介21世紀(jì)的數(shù)字化部隊(duì)將對(duì)通信速度、容量、互通性有更高要求，設(shè)備的規(guī)范化、小型化、擴(kuò)展頻段、減少電臺(tái)品種和數(shù)量等是目前軍事通信亟待解決的問(wèn)題。為此，美國(guó)國(guó)防部倡議的聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)（JTRS）計(jì)劃將開(kāi)發(fā)一種適用于所有軍種要求的電臺(tái)系統(tǒng)系列，它可覆蓋2MHz~3GHz頻段，后向兼容傳統(tǒng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多種新的先進(jìn)波形，極大增強(qiáng)部隊(duì)之間的互相通信能力。JTRS將成為數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中作戰(zhàn)人員通信的主要手段，是未來(lái)軍事通信的基本組成部分。聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)（JTRS）計(jì)劃是美國(guó)正在集中研制和生產(chǎn)能經(jīng)多波段、模式和網(wǎng)絡(luò)傳輸話(huà)音、視頻和數(shù)據(jù)信號(hào)的一種無(wú)線電系統(tǒng)。聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)將為美軍各軍種節(jié)約大筆經(jīng)費(fèi)，并提高其互通能力。體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)1.JTRS的體系結(jié)構(gòu)JTRS系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是以國(guó)防部PMCS（可編程模塊通信系統(tǒng)）綜合小組指導(dǎo)文件定義的JTRS系統(tǒng)參考模型（SRM）為基礎(chǔ)，將消除煙囪式的無(wú)線電臺(tái)采購(gòu)方式，增強(qiáng)互通能力。SMR包括實(shí)體參考模型（ERM）和軟件參考模型（SwRM），其中，ERM包含8個(gè)功能實(shí)體：RF、Modem、Black-side處理、信息系統(tǒng)保密（INNFOSEC）、網(wǎng)際互聯(lián)、系統(tǒng)控制、人機(jī)接口（HCI）及一種臨界系統(tǒng)（為滿(mǎn)足國(guó)家安全局簽署的要求而設(shè)的黑色互連和紅色互連）。SwRM涉及SMR中的各功能實(shí)體軟件及這些實(shí)體之間的軟件關(guān)系。JTRS系統(tǒng)的開(kāi)放性和模塊化主要在軟件中實(shí)現(xiàn)，因此，對(duì)軟件的要求是：模塊化，能適應(yīng)不同硬件結(jié)構(gòu)：可擴(kuò)展，能適應(yīng)質(zhì)的增長(zhǎng)（如功能、波形、網(wǎng)絡(luò)、接口的增加）；可伸縮，能適應(yīng)量的增長(zhǎng)（如模塊加倍以適應(yīng)多個(gè)信道）：可移植，與硬件、互連方式、操作系統(tǒng)獨(dú)立；可靠，將采用國(guó)家安全局“委托功能完備模塊”進(jìn)行設(shè)計(jì)；可復(fù)用，能提供波形、功能和基元庫(kù)及其維護(hù)；開(kāi)放性，將利用商用語(yǔ)言、接口和工具。2.關(guān)鍵技術(shù)JTRS的實(shí)施將有賴(lài)于幾項(xiàng)關(guān)鍵的啟動(dòng)技術(shù)，為此，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）正在尋求解決一些關(guān)鍵技術(shù)，包括：(1)射頻微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）MEMS是采用整體表面微切削加工集成電路處理技術(shù)裝配的電子或機(jī)械設(shè)備。射頻MEMS技術(shù)提供了一種方式，可在一塊芯片上產(chǎn)生小型的、可調(diào)的、高性能的無(wú)源元件，可徹底改革RF信號(hào)的處理。該技術(shù)將有可能實(shí)現(xiàn)真正的高性能、低成本的單芯片射頻系統(tǒng)。(2)先進(jìn)的射頻專(zhuān)用集成電路（RFASIC）盡管現(xiàn)代ASIC技術(shù)在窄帶、單模式、蜂窩手機(jī)等方面的應(yīng)用已達(dá)到較高級(jí)的集成，但仍難以支持多模式、多信道、寬帶的JTRS要求，因此迫切需要開(kāi)發(fā)低功耗、大容量、更小型的電子設(shè)備。先進(jìn)的射頻專(zhuān)用集成電路（ASIC）技術(shù)將可能使JTRS的硬件獲得徹底改變。(3)可編程射頻（RF）前端DARPA正在研究可編程RF前端接收機(jī)原理，把新的射頻電路、模/數(shù)變換器（ADC）、數(shù)字信號(hào)處理（DSP）以及封裝技術(shù)最佳組合，設(shè)計(jì)出一種新型、高度通用的接收機(jī)系統(tǒng)。這種接收機(jī)組合了以可調(diào)諧RF濾波器和軟件可編程DSP為基礎(chǔ)的微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS），提供高度靈活性和可編程能力，并降低成本。(4)模/數(shù)（A/D）變換器模/數(shù)變換器（ADC）正在向以較高的速率把信號(hào)數(shù)字化的方向發(fā)展。這種演變使新的、高度靈活的JTRS成為可能。其它ADC技術(shù)的發(fā)展允許在較高的輸入頻率直接進(jìn)行數(shù)字化——大大簡(jiǎn)化了射頻前端的設(shè)計(jì)。(5)可編程調(diào)制解調(diào)器（Modem）可編程Modem負(fù)責(zé)把信息（話(huà)音和數(shù)據(jù)）映射到射頻載波。有關(guān)專(zhuān)用波形的大部分處理都在這里完成，因此大部分軟件復(fù)用也是在這里實(shí)現(xiàn)。工業(yè)部門(mén)正在加大力度研制功能更強(qiáng)、功耗更低的數(shù)字信號(hào)處理器。(6)可編程信息安全（INFOSEC）研制可編程信息安全（INFOSEC）模塊是JTRSSRM成功的一個(gè)關(guān)鍵部件。不研制這種模塊，JTRS系統(tǒng)的靈活性及成長(zhǎng)性就會(huì)受到傳統(tǒng)加密設(shè)備的限制，或者要對(duì)硬件進(jìn)行改進(jìn)。目前正在利用全部可編程的超標(biāo)量結(jié)構(gòu)研制INFOSEC模塊，同時(shí)支持多個(gè)處理。這些模塊可支持多種傳統(tǒng)加密算法以及未來(lái)的高數(shù)據(jù)率算法。(7)先進(jìn)的組網(wǎng)技術(shù)JTRS系統(tǒng)的應(yīng)用包括陸、海、空軍，因此要開(kāi)發(fā)先進(jìn)的組網(wǎng)技術(shù)，包括無(wú)線信道上的數(shù)據(jù)組網(wǎng)。傳統(tǒng)上組網(wǎng)技術(shù)是為有線通信基礎(chǔ)設(shè)施研制的，在這種環(huán)境中，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是最佳的。但是，當(dāng)前軍/民航空應(yīng)用還應(yīng)包括無(wú)線通信信道上的數(shù)據(jù)組網(wǎng)。這些信道的特性與有線基礎(chǔ)設(shè)施不同，誤碼率高且可變、傳輸時(shí)延長(zhǎng)以及不斷變化的連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這些特性就要求修改或擴(kuò)充現(xiàn)有協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，而且，如果要求有線網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)互通，那么也必須修改那些端-端（如TCP）協(xié)議。除了協(xié)議必須修改外，軍事用戶(hù)還有其它網(wǎng)絡(luò)需求，應(yīng)能規(guī)定業(yè)務(wù)質(zhì)量（QOS），如延遲范圍等。(8)實(shí)現(xiàn)軟件技術(shù)JTRS概念中對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件有嚴(yán)格的時(shí)間要求。同時(shí)需要高檔的開(kāi)發(fā)環(huán)境以便快速地進(jìn)行應(yīng)用規(guī)模的測(cè)定、原型設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)調(diào)試和實(shí)現(xiàn)復(fù)用。目前，正在發(fā)展的JTRS操作系統(tǒng)是基于WindowsNT中Win32API的實(shí)時(shí)內(nèi)核。3.功能特點(diǎn)（１）戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)系列，從波形有限、低成本的終端到多頻段多模式多信道、可網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的電臺(tái)。（２）工作頻譜為2~2000MHz，可傳輸話(huà)音、數(shù)據(jù)和圖象。（３）協(xié)同工作，并可與現(xiàn)有電臺(tái)互連互通。（４）具有開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)。（５）硬件/軟件模塊化，便于升級(jí)及新技術(shù)的引入。（６）波形、功能可編程（７）可擴(kuò)展至多種應(yīng)用領(lǐng)域（如移動(dòng)、固定臺(tái)站，艦載，機(jī)載）4.發(fā)展過(guò)程JTRS計(jì)劃于1997年8月獲得美軍TROC（聯(lián)合需求審查委員會(huì)）批準(zhǔn)，由投資最多的陸軍作為該計(jì)劃的牽頭兵種，美陸軍為研制這種聯(lián)合無(wú)線電制定了未來(lái)無(wú)線電任務(wù)需求書(shū)。國(guó)防部成立了JTRS辦公室（JPO）負(fù)責(zé)制定和監(jiān)督JTRS的發(fā)展進(jìn)程和過(guò)渡計(jì)劃。JTRS計(jì)劃分三個(gè)階段進(jìn)行。第一階段為體系結(jié)構(gòu)定義階段，三個(gè)集團(tuán)公司，即波音公司、摩托羅拉公司（軟件電臺(tái)-21[SR-21C]公司）和雷聲公司（模塊化可編程軟件電臺(tái)[MSRC]公司都參加了第一階段的JTRS計(jì)劃，第一階段已經(jīng)完成。第二階段旨在開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證JTRS軟件體系結(jié)構(gòu)。1999年10月，雷聲公司MSRC簽定了JTRS計(jì)劃第二階段的合同，合同價(jià)值為2170萬(wàn)美元，按計(jì)劃于2000年12月完成。第三階段將是JTRS系統(tǒng)的采辦階段。軟件通信體系結(jié)構(gòu)（SCA）確定后，JTRS計(jì)劃將進(jìn)行最后一步，即大量生產(chǎn)該戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)并配備到各個(gè)作戰(zhàn)部隊(duì)，同時(shí)還要根據(jù)技術(shù)的發(fā)展對(duì)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行升級(jí)。2001~2003財(cái)年進(jìn)行工程開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃從2004年開(kāi)始。預(yù)計(jì)JTRS生產(chǎn)速度在2005和2006年將全面提高，以后將以每年15000部JTRS的速度生產(chǎn)。預(yù)計(jì)JTRS計(jì)劃在2009年以后仍將繼續(xù)下去，這是由于為了能使美國(guó)陸軍多部門(mén)相兼容所需的很多系統(tǒng)，而且完全用新的增強(qiáng)型JTRS通信系統(tǒng)裝備的很多系統(tǒng)。美國(guó)國(guó)防部正在向潛在的國(guó)際伙伴發(fā)起宣傳攻勢(shì)，以使其幾百萬(wàn)美元的聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)成為戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。目前，JTRS計(jì)劃正處于第二步階段，MSRC已推出SCA0.1，0.2，0.3三個(gè)版本，并且正在進(jìn)行不斷的更新和完善。5.未來(lái)部署預(yù)測(cè)現(xiàn)今美軍各軍種的物資清單上大約有75萬(wàn)部戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)，近幾年來(lái)有30個(gè)不同系列和125種以上的型號(hào)，這些電臺(tái)大部分不能互通，能與盟軍互通的電臺(tái)更少。它們大半功能單一，工作在一個(gè)頻段，只能收發(fā)一種獨(dú)特的波形。這些“傳統(tǒng)”電臺(tái)幾乎沒(méi)有組網(wǎng)的能力，需要采用復(fù)雜的方法才能組網(wǎng)。它們的價(jià)格也比較昂貴，并且需要昂貴的硬件來(lái)增強(qiáng)或增加其能力。不妨設(shè)想一下，如果美國(guó)陸軍、海軍、空軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的人員全都使用一種戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)（包括多種型號(hào)，而且手持式、背負(fù)式、車(chē)載式、機(jī)載式、艦載式和固定式結(jié)構(gòu)均可相互兼容），國(guó)防部可以節(jié)省多大一筆研制和后勤保障費(fèi)用！而這正是美國(guó)防部和各軍種聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電計(jì)劃的目的。國(guó)防部被責(zé)成使JTRS成為全軍四個(gè)軍種未來(lái)的電臺(tái)，所有其他電臺(tái)將逐漸被淘汰。1998年，高級(jí)別的國(guó)防部政策備忘錄停止了其它新電臺(tái)的研制工作（只有三個(gè)計(jì)劃例外），以迫使全軍快點(diǎn)“過(guò)渡”到JTRS上。JTRS是實(shí)現(xiàn)2010信息優(yōu)勢(shì)的聯(lián)合構(gòu)想目標(biāo)的最重要手段，是戰(zhàn)術(shù)通信升級(jí)能力、聯(lián)合部隊(duì)及盟軍部隊(duì)之間互通性的保證，美軍已確定在未來(lái)戰(zhàn)術(shù)通信結(jié)構(gòu)（即指戰(zhàn)員信息網(wǎng)戰(zhàn)術(shù)部分WIN-T）中采用JTRS。據(jù)報(bào)道僅美