摘 要
來源：《通信技術》2022年第10期 作者：Cismag
摘 要
為保持與主要競爭對手的領先優(yōu)勢，DARPA在2017年提出并發(fā)展了馬賽克戰(zhàn)的作戰(zhàn)理念。馬賽克戰(zhàn)作為一種全新的作戰(zhàn)概念，將對未來指揮與通信領域的發(fā)展變革產(chǎn)生深遠的影響。在對其概念、內(nèi)涵以及對未來戰(zhàn)爭形態(tài)影響和塑造深入分析的基礎上，總結提煉了馬賽克戰(zhàn)在軍事應用過程中需要解決的關鍵技術。針對馬賽克戰(zhàn)的技術特點和作戰(zhàn)模式帶來的挑戰(zhàn)，提出未來指揮與通信領域中指揮控制架構應從“集中式”向“彈性分布式”轉(zhuǎn)變，通信網(wǎng)絡方面應重點構建全新的彈性信息網(wǎng)絡架構，這對未來指揮與通信領域的發(fā)展和研究具有一定的指導意義。
內(nèi)容目錄
1 馬賽克戰(zhàn)內(nèi)涵
1.1 馬賽克戰(zhàn)概念的提出與發(fā)展
1.2 馬賽克戰(zhàn)內(nèi)涵
1.3 馬賽克戰(zhàn)主要特征
1.3.1 分布
1.3.2 協(xié)同
1.3.3 智能
1.3.4 跨域
2 馬賽克戰(zhàn)應用中的關鍵技術問題
2.1 彈性靈活的分布式網(wǎng)絡化協(xié)同操作系統(tǒng)
2.2 機器—機器的敏捷智能認知交互技術
2.3 強對抗空間內(nèi)的智能進化網(wǎng)絡技術
2.4 分布式智能決策控制技術
3 對指揮與通信領域發(fā)展的思考
3.1 推動指揮控制和戰(zhàn)場管理發(fā)生變革
3.1.1 架構從“集中式”向“彈性分布式”轉(zhuǎn)變
3.1.2 模式從“網(wǎng)絡中心”向“決策中心”轉(zhuǎn)變
3.1.3 處理從“人”向“人機智能”轉(zhuǎn)變
3.2 推動通信網(wǎng)絡發(fā)生變革
3.2.1 構建全新的彈性信息網(wǎng)絡架構
3.2.2 采用基于任務驅(qū)動的自適應組網(wǎng)技術
3.2.3 提升強對抗環(huán)境下的通信傳輸技術水平
3.2.4 使用智能信息認知交互技術
4 結 語
美空軍在2035年愿景中提出了“作戰(zhàn)敏捷”的核心理念，通過提高靈活性、速度、協(xié)同、平衡及力量幾個要素，產(chǎn)生比對手更快地適應變化環(huán)境的能力。近年來，隨著編隊協(xié)同、有人/無人協(xié)同以及蜂群/群集等新型作戰(zhàn)樣式的出現(xiàn)，未來戰(zhàn)場呈現(xiàn)出了前所未有的動態(tài)復雜性，“分布、協(xié)同、智能、跨域機動”成為此類作戰(zhàn)概念的主體特征，各分布式功能要素的有機組織與相互作用形成了該作戰(zhàn)概念的基本體系架構。伴隨作戰(zhàn)環(huán)境的變化，體系中各要素間關系遵循建立—取消—和諧—沖突—再平衡的自適應演進的過程。
這種新的概念和樣式來自認知范式的轉(zhuǎn)變。機械還原論范式正在被有機體的網(wǎng)絡進化范式所取代，從關注作戰(zhàn)系統(tǒng)射程、投送能量、生存力等物理域靜態(tài)指標參數(shù)，到關注平臺、信息共同構成的信息物理系統(tǒng)的綜合能力，再到關注分布式功能單元自組織的動態(tài)博弈進化能力。
未來戰(zhàn)場，要控制與適應由對手敏捷性塑造的動態(tài)變化、強不確定性的空戰(zhàn)場，按照固定任務模式，依賴單一殺傷環(huán)路中機動性和生存力強的少量平臺難以達成目標。唯有基于有效協(xié)同的、大量分散的功能單元，通過不斷創(chuàng)建空中、空間、網(wǎng)絡等多域的組合能力，產(chǎn)生數(shù)量眾多的候選OODA價值鏈和任務聚合體，并經(jīng)過優(yōu)勝劣汰，才能應對瞬息變化的環(huán)境。由這些分散的功能單元主宰的領域?qū)⒊蔀槲磥響?zhàn)場的基本形態(tài)。
在此背景下，美國國防高級研究計劃局(Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA)戰(zhàn)略技術辦公室(Strategic Technology Office，STO)于2017年公布了馬賽克戰(zhàn)的概念和構想并持續(xù)推進該項目。
本文首先對美軍馬賽克戰(zhàn)的概念、內(nèi)涵以及其對未來戰(zhàn)爭形態(tài)影響和塑造進行深入分析；其次對馬賽克戰(zhàn)在軍事應用過程中需解決的關鍵技術問題進行總結提煉；最后在此基礎上，進一步探討馬賽克戰(zhàn)對未來指揮與通信領域發(fā)展的影響。
1 馬賽克戰(zhàn)內(nèi)涵
馬賽克戰(zhàn)概念最初由DARPA STO在2017年8月公布，旨在發(fā)展動態(tài)、協(xié)同、高度自主的作戰(zhàn)體系，逐步并徹底變革整個裝備體系和作戰(zhàn)模式。
2018年9月DARPA在其60周年研討會上，對馬賽克的作戰(zhàn)概念作了深入闡述和全面推進。2019年3月2日，DARPA發(fā)布馬賽克戰(zhàn)跨部門公告，該公告指出，美軍幾十年來依靠絕對先進和高水平的武器裝備而取得的領先于世界的態(tài)勢，正受到來
自勢均力敵的對手的挑戰(zhàn)，而研發(fā)更大、更快、更強的新型裝備來保持軍事領先地位的做法已經(jīng)難以維持。由此，一種新的作戰(zhàn)能力生成范式應運而生，快速、靈活、自主地組合各戰(zhàn)斗要素，形成滿足特定任務需求的體系作戰(zhàn)能力，這就是馬賽克戰(zhàn)。與此同時，公告對馬賽克技術、試驗以及基礎戰(zhàn)略等進行了研討，是該作戰(zhàn)概念的全面落實。2019年9月11日，米切爾航空航天研究所(Mitchell Institute for Aerospace Studies)發(fā)布了關于馬賽克戰(zhàn)的研究報告《恢復美國的軍事競爭力：馬賽克戰(zhàn)》，報告對馬賽克戰(zhàn)的概念以及如何實施進行了闡述。
2020年2月26日—28日，美國空軍協(xié)會空戰(zhàn)研討會在奧蘭多舉行，其中一個議題是“馬賽克戰(zhàn)：實施多域戰(zhàn)”。參加研討的嘉賓包括美國空軍米切爾航空航天研究所所長David Deptula、米切爾航空航天研究所高級常駐研究員Heather Penny、DARPA STO主任Tim Grayson，他們就如何在馬賽克戰(zhàn)概念下實施多域戰(zhàn)，如何更好地閉環(huán)“殺傷鏈”，進而構建“殺傷網(wǎng)”等發(fā)表了各自的觀點。
目前，馬賽克戰(zhàn)概念已經(jīng)牽引了一系列技術項目的發(fā)展，在DARPA的2020財年預算中，相關項目占到總項目數(shù)的21%，經(jīng)費占比高達35%。
馬賽克戰(zhàn)一詞由DARPA STO的Thomas J.Burns和Dan Patt最先創(chuàng)造并使用，最初的構想是把作戰(zhàn)平臺中的各項作戰(zhàn)能力進行抽象，并比作馬賽克片，作戰(zhàn)指揮官在遂行任務過程中可以根據(jù)需要任意組合和調(diào)用，以滿足任務需求，如圖1所示。
按照DARPA描述，馬賽克戰(zhàn)的目標是提供快速、可擴展、自適應的聯(lián)合多域殺傷能力，它將殺傷鏈的發(fā)現(xiàn)、確認、跟蹤、瞄準、交戰(zhàn)、評估(F2T2EA)功能分布在所有域中的有人或無人平臺上，并通過信息網(wǎng)絡對這些能力進行快速的重組和連接，進而形成快速、可擴展、自適應聯(lián)合多域殺傷力，支持快速重構。該策略將使對手面臨大量、可自由組合的殺傷能力威脅，使得戰(zhàn)場態(tài)勢更加復雜，加重了敵方認知負擔，從而實現(xiàn)不對稱優(yōu)勢。
現(xiàn)有作戰(zhàn)系統(tǒng)中，殺傷鏈較多集中在少量平臺，一是容易遭受敵方破壞，二是任務適應性不強，難以升級擴展。相比而言，馬賽克戰(zhàn)則充分利用了分布式協(xié)同概念，將各種傳感器、通信網(wǎng)絡、指揮控制系統(tǒng)、武器系統(tǒng)或平臺抽象為殺傷鏈上的各個能力單元，并通過網(wǎng)絡信息系統(tǒng)將這些單元連接起來，然后單元之間動態(tài)協(xié)同組合和進化，形成一個極具彈性、靈活機動的作戰(zhàn)效果網(wǎng)，達到先敵發(fā)現(xiàn)、先敵攻擊的效果，并且具有風險分散、可快速重構的特點，單一殺傷鏈和多域自適應殺傷網(wǎng)的對比如圖2和圖3所示。
圖4描述了殺傷鏈演進過程，從“自閉環(huán)”發(fā)展到“系統(tǒng)之系統(tǒng)”，再到“殺傷網(wǎng)”，最后一直到“馬賽克戰(zhàn)”，呈現(xiàn)出從集中到分布再到分散的趨勢。相應的，殺傷鏈本身的靈活性、擴展性、適應性和復雜性不斷增強。
馬賽克戰(zhàn)一方面代表了作戰(zhàn)概念的發(fā)展演進，另一方面也詮釋了一種裝備體系發(fā)展的全新范式，即從發(fā)展“強平臺”向構建“分散、分布式能力系統(tǒng)”轉(zhuǎn)變。就美空軍而言，其核心武器裝備，如F35、F22等戰(zhàn)機平臺，開發(fā)周期長、費用高、升級維護也比較復雜，全體系運行主要依靠核心裝備的正常運轉(zhuǎn)。在作戰(zhàn)過程中，一旦核心裝備遭到攻擊，就可能會面臨殺傷鏈體系性崩潰風險。而馬賽克戰(zhàn)概念中，殺傷能力是通過抽象和協(xié)同“簡單”能力單元構成的，而能力單元的承載平臺，可以是一些開發(fā)周期更短、價格更為低廉的裝備。同時，這種去中心化設計，也增加了體系的魯棒性。
通過對馬賽克戰(zhàn)的內(nèi)涵分析可知，其主要具備分布、協(xié)同、智能、跨域的特征。
1.3.1 分布
分布的基礎是多個作戰(zhàn)單元共同行動。分布除了指物理空間的分散，還包括各單元任務功能、所處作戰(zhàn)領域的不同，更有有人、無人的類型差異。在馬賽克戰(zhàn)體系中，殺傷鏈的功能被分布在大量、多樣的裝備平臺上。由于這些平臺分散部署，處于不同的空間位置，給作戰(zhàn)帶來了很多新變化，分散了殺傷鏈的系統(tǒng)性風險，同時提升了系統(tǒng)的復雜性。
1.3.2 協(xié)同
協(xié)同是指能夠敏捷地組合殺傷鏈上多個能力單元和過程，從而最有效地創(chuàng)建預期的能力。協(xié)同除了指作戰(zhàn)單元在時間、空間上的配合，還包括多種功能的有機組合，以及任務過程不同階段的緊密銜接。在馬賽克戰(zhàn)概念中，需要根據(jù)戰(zhàn)場上的態(tài)勢，動態(tài)地統(tǒng)籌、調(diào)度和協(xié)同各種資源；然后通過協(xié)同和組合，實時地進行殺傷鏈的“動態(tài)”裝配；再在任務過程中，動態(tài)進化，形成最優(yōu)的自適應殺傷網(wǎng)絡；最后通過協(xié)同，使得體系能力能夠在不斷的動態(tài)博弈中獲得對地優(yōu)勢。
1.3.3 智能
在馬賽克戰(zhàn)概念中，作戰(zhàn)系統(tǒng)需要具備在對抗環(huán)境中創(chuàng)建殺傷能力組合并不斷自我進化的能力，這要求系統(tǒng)具備強大的智能自主能力，包括單體、系統(tǒng)以及博弈對抗3個方面的能力。單體智能是指個體應具備的環(huán)境感知、判斷與行動能力；系統(tǒng)智能強調(diào)以任務價值網(wǎng)絡為核心進行系統(tǒng)構建；對抗博弈智能是指產(chǎn)生領先于對手的行動方案和任務組合，并快速篩選出有效策略。
1.3.4 跨域
馬賽克戰(zhàn)的概念強調(diào)殺傷鏈的靈活性、擴展性、適應性和復雜性，應用在空、陸、海、天、電磁、賽博等不同作戰(zhàn)領域，根據(jù)任務需要的配置和組合能力，支持產(chǎn)生多域連接的價值網(wǎng)絡，形成高維制衡低維的優(yōu)勢。
2 馬賽克戰(zhàn)應用中的關鍵技術問題
馬賽克戰(zhàn)是一個新型的戰(zhàn)爭形態(tài)設計，要將該理念在軍事行動中進行部署和應用，還需要突破如下4個方面的關鍵技術。
在馬賽克戰(zhàn)概念中，殺傷網(wǎng)絡的能力形成離不開如下幾個部分：
(1)對各類型作戰(zhàn)平臺上的能力單元抽象，如感知能力、處理能力、攻擊能力等；
(2)智能跨域協(xié)同組織、決策控制與管理；
(3)高效的跨域協(xié)同處理算法；
(4)對抗性空間內(nèi)高性能數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡。
整個系統(tǒng)的殺傷效能由上述要素在整個作戰(zhàn)活動時空內(nèi)通過相互作用達成，如圖5所示。其中，作戰(zhàn)單元的能力模型、數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡是系統(tǒng)的主要資源；智能化協(xié)同管理是整個體系的核心控制面，完成智能化協(xié)同管理、資源最優(yōu)配置以及跨域協(xié)同處理。
而如何高效組織各個部分，進而構建完善的作戰(zhàn)系統(tǒng)則首先需要具備一套跨域、分布式、通用化的多平臺協(xié)同操作系統(tǒng)。本文給出了該系統(tǒng)的一個基本構想，如圖6所示。
整體上，該系統(tǒng)分為平臺能力抽象層、協(xié)同控制處理、應用服務層3個層次。
(1)平臺能力抽象層。該層通過互操作規(guī)范定義和映射處理，支持對各類平臺的能力進行建模，并將其抽象為殺傷上分布的能力單元，包括感知能力、處理能力、攻擊能力等，并進行統(tǒng)一表征和發(fā)布，如圖7所示。
(2)協(xié)同控制處理層。該層提供了控制和處理兩個方面的算法能力集合，支持根據(jù)任務需求，對抽象的能力單元進行調(diào)度、分配和重構控制，支持為能力單元間的協(xié)同提供算法處理，進而為殺傷鏈各環(huán)節(jié)的能力形成提供支撐。
(3)應用服務層。該層提供典型協(xié)同應用生成與運行環(huán)境，支持根據(jù)當前任務需求和作戰(zhàn)環(huán)境構建對應殺傷鏈各環(huán)節(jié)能力需求的應用服務。
分布式網(wǎng)絡化協(xié)同操作系統(tǒng)是馬賽克戰(zhàn)應用的基礎和核心，是體系能力發(fā)揮的重中之重。其中，能力抽象表征層需要重點關注效率、開放性、可擴展性，這將成為未來接入體系的任何平臺的基準規(guī)范；協(xié)同控制處理層需要重點關注適應性、完備性；應用服務層的構建則需要考慮靈活性、魯棒性和系統(tǒng)的彈性。
實現(xiàn)機器—機器的敏捷認知交互是馬賽克戰(zhàn)提供快速、分布式、可擴展、自適應聯(lián)合多域殺傷能力的重要支撐。近年來，隨著智能認知技術的發(fā)展，從數(shù)據(jù)形成知識再到用于認知理解的環(huán)路基本清晰，為解決機器—機器的認知交互，形成意圖一致的共同體提供了契機。感知—知識—認知交互的過程如圖8所示。
因此，一是需要聚焦馬賽克戰(zhàn)中跨域組合構建及能力涌現(xiàn)的過程，即面向大量跨域、異質(zhì)平臺，分析探索信息獲取、理解、知識形成、協(xié)同交互以及再獲取的復雜循環(huán)過程，完善環(huán)境認知、個體認知、群體行為及能力進化認知各個環(huán)節(jié)；二是研究構建跨越比特交互、認知理解直到意圖統(tǒng)一的認知交互模型、逐層漸進式交互策略以及基于模型映射構建成員間統(tǒng)一認知理解的方法，實現(xiàn)聚合體成員在意圖層面形成共識。
數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡是分布式系統(tǒng)能力形成的基礎支撐。在馬賽克戰(zhàn)中，數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡需要支持跨域的大量、異構平臺間機器—機器的互操作，并且能隨著任務過程不斷進化?，F(xiàn)有通信數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡在應對上述應用需求時，在動態(tài)適應性、可擴展性以及網(wǎng)絡性能等方面均存在較大的問題和差距，需要在架構、模型和機理等方面重塑網(wǎng)絡形成和演進，即通過敏捷感知、深度理解，在復雜戰(zhàn)場空間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并利用任何可行“資源形態(tài)”，為分布式的單元或組合實時生成最佳匹配的通信網(wǎng)絡解決方案和處理算法，將通信網(wǎng)絡性能推升到峰值，使作戰(zhàn)應用能夠在對抗性空間內(nèi)獲得全新體驗，強化并催生新的作戰(zhàn)效能。
為此，建議從如下幾個方面開展研究：
(1)網(wǎng)絡與作戰(zhàn)需求的適配能力從固定適配向動態(tài)適配跨越。通過作戰(zhàn)意圖感應、動態(tài)網(wǎng)絡資源調(diào)用實現(xiàn)通信網(wǎng)絡與作戰(zhàn)需求的無縫銜接和精確匹配，真正實現(xiàn)通信網(wǎng)絡無感化應用、通信網(wǎng)絡與戰(zhàn)術行動匹配，帶來作戰(zhàn)網(wǎng)絡使用體驗質(zhì)的提升。
(2)通信能力從靜態(tài)固化預設計向在線動態(tài)組裝生成跨越。通過作戰(zhàn)環(huán)境感知適配最優(yōu)波形能力，將波形能力微細化分解，各組成要素切片化設計，在線動態(tài)組裝生成最貼切的波形，實現(xiàn)通信能力的在線進化。
(3)抗干擾能力從被動的靜態(tài)抗干擾模式向主動的動態(tài)規(guī)避干擾模式跨越。通過感知電磁頻譜環(huán)境、編隊網(wǎng)絡工作性能，綜合調(diào)用時間、空間、頻譜資源，以靈巧的自適應干擾規(guī)避策略與網(wǎng)絡成員同步協(xié)作感知技術，實現(xiàn)抗干擾能力全面大幅提升，可以有效應對未來采用自適應電子戰(zhàn)行為學習的認知電子戰(zhàn)技術。敏捷的抗干擾技術將革命性重塑通信網(wǎng)絡的可靠、安全、抗毀能力。
分布式智能決策控制是構建和重塑分布式殺傷能力的決策核心，也是馬賽克戰(zhàn)中組合創(chuàng)建、能力生成與進化的關鍵。近年來，隨著人工智能技術的發(fā)展，智能和自主正在不斷融入和深刻變革作戰(zhàn)形態(tài)。通過發(fā)展智能決策，有助于實現(xiàn)人與機器的深度融合，即實現(xiàn)機器的精準和人類的創(chuàng)造性完美結合，一方面利用機器智能處理能力速度輔助人類做出最佳判斷，以協(xié)助提升認知和決策的速度和精度；另一方面利用機器的自主性，提升指揮官決策控制的層級，減少在執(zhí)行層次的精力分配，使得指揮官能夠同時控制分散部署的跨域平臺，動態(tài)適應環(huán)境或?qū)κ中袆?，提升整個系統(tǒng)的能力和敏捷性。
分布式智能控制決策控制核心需要解決的主要問題包括：通過對戰(zhàn)場實時態(tài)勢的認知計算，構建生成最佳的分布式協(xié)同殺傷網(wǎng)或調(diào)整決策；通過智能控制和資源調(diào)度，完成能力形成并不斷進化，以動態(tài)適應和匹配任務需求。
本文給出一個基于多智能體協(xié)同進化的智能決策引擎實例，如圖9所示，該方法有助于解決在組成形成以及資源調(diào)度過程中涉及的多約束滿足、資源沖突以及局部最優(yōu)與全局最優(yōu)博弈等問題。
3 對指揮與通信領域發(fā)展的思考
馬賽克戰(zhàn)是一種新的作戰(zhàn)范式，其概念內(nèi)涵和系統(tǒng)構建的邏輯將對未來指揮與通信領域的發(fā)展變革產(chǎn)生較為深遠的影響。
馬賽克戰(zhàn)概念提出前后，DARPA在指控控制和戰(zhàn)場管理等方面提出并實施了一系列項目，包括：
分布式作戰(zhàn)管理(Distributed Battle Management，DBM)、對抗環(huán)境中的彈性同步規(guī)劃與評估(ResilientSynchronized Planning and Assessment for the ContestedEnvironment，RSPACE)、駕駛艙機組成員自動化系統(tǒng)(Aircrew Labor In-Cockpit Automation System，ALIAS)、進攻型使能集群戰(zhàn)術(OFFensive Swarm-Enabled Tactics，OFFSET)以及空戰(zhàn)演進項目(AirCombat Evolution，ACE)。本文通過對上述項目進行分析并結合馬賽克戰(zhàn)對指揮控制的需求，總結出指揮控制未來發(fā)展的幾個趨勢。
3.1.1 架構從“集中式”向“彈性分布式”轉(zhuǎn)變
馬賽克戰(zhàn)從兵力部署到過程組織再到能力形成和進化的過程中的一個核心特點就是分布式，這也要求指揮控制具備彈性分布式特征。
現(xiàn)有指揮控制體系采用集中控制、分步實施的架構實現(xiàn)自頂向下的精確指揮和行動控制，然而，面向未來分布式作戰(zhàn)，該模式存在決策環(huán)路過長、效率低、適應性、擴展性和魯棒性不強等問題。為此，需要構建一種新型的彈性分布式指控架構，支持分布式的自適應規(guī)劃與控制、分布式態(tài)勢理解、分布式的資源調(diào)度與控制以及分布式的自動化輔助決策系統(tǒng)，支持在不同作戰(zhàn)階段對作戰(zhàn)資源進行分布式、自動化、智能化的調(diào)度管理，提升復雜戰(zhàn)場環(huán)境下各作戰(zhàn)平臺的體系作戰(zhàn)能力。
3.1.2 模式從“網(wǎng)絡中心”向“決策中心”轉(zhuǎn)變
2020年2月11日，美國戰(zhàn)略與預算評估中心(Center for Strategic and Budgetary Assessments，CSBA)發(fā)布研究報告《馬賽克戰(zhàn)：利用AI和自主系統(tǒng)實施以決策為中心的作戰(zhàn)行動》。提出實施以決策為中心的馬賽克戰(zhàn)，以保障美國在大國競爭中重獲并保持優(yōu)勢。
“決策中心”是相對于“網(wǎng)絡中心”提出的概念。在對抗性戰(zhàn)場空間內(nèi)，網(wǎng)絡通信基礎設施時常遭到破壞，可靠性與穩(wěn)定性將會受到影響?；谠撉疤幔皼Q策中心”式指控將遵循資源可用性原則構建；而“網(wǎng)絡中心”式指控則是先構建了一個理想化指控架構，但該架構需要一個高性能、泛在的彈性網(wǎng)絡來支撐實施，這在高度對抗的作戰(zhàn)空間內(nèi)是難以實現(xiàn)的。“決策中心”戰(zhàn)中使用的指控與通信是以場景為中心進行構建的，使指揮能夠?qū)υO施根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢、資源條件，動態(tài)、靈活地開展指揮控制，充分利用已有的資源，動態(tài)分布式地生成殺傷能力組合，并及時調(diào)整。
3.1.3 處理從“人”向“人機智能”轉(zhuǎn)變
如圖10所示，將人工指揮與機器控制相結合，可充分利用人與機器的各自優(yōu)勢。人類提供了靈活性及創(chuàng)造性見解，而機器則提供了速度與規(guī)模，二者相結合能夠滿足指揮官對大量分散分布的跨域平臺的指揮控制需求。
在該模式下，指揮官制訂了一套整體行動方案，以反映其策略及上級意圖，并通過人機接口賦能機器控制系統(tǒng)。機器賦能控制系統(tǒng)通過確定可承擔作戰(zhàn)任務的力量，確保指揮官擁有必要的指控權限，來實現(xiàn)以場景為中心的通信指控。然后，指揮官在機器智能的輔助下，選擇任務參與單元，生成殺傷能力組合，并不斷進化。在此過程中，時間和效率是極其重要的因素，而機器智能在執(zhí)行效率上相比傳統(tǒng)籌劃流程有量級的提升，也同時給對手制造了更復雜的場景。
馬賽克戰(zhàn)體系要求通信網(wǎng)絡能夠連接所有的分布式系統(tǒng)，而通信網(wǎng)絡構建將基于DARPA原有通信組網(wǎng)項目的成果，包括滿足任務最優(yōu)化的動態(tài)適應網(wǎng)絡(Dynamic Network Adaptation for Mission Optimization，DyNAMO)項目、對抗環(huán)境下的通信(Communications in Contested Environments，C2E)、九頭蛇(Hydra)。同時，DARPA新啟動了一系列的通信組網(wǎng)相關項目進行補充，主要包括保護前線通信(Protected Forward Communications，PFC)、海洋交戰(zhàn)即時信息(Timely Information for Maritime Engagements，TIMEly)、基于信息的多元馬賽克(Information Based Multi-level secure Mosaics，IBM2)項目。本文通過對上述項目進行分析，總結出馬賽克戰(zhàn)對通信網(wǎng)絡架構、組網(wǎng)、傳輸和認知交互等方面的需求。
3.2.1 構建全新的彈性信息網(wǎng)絡架構
傳統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)設計以保障指揮所到作戰(zhàn)編隊以及編隊間的可靠通信為主要目標，網(wǎng)絡本身的拓撲架構較為簡單。在高烈度沖突對抗環(huán)境中，維護前線到后方指揮所間長距離的可靠通信極其困難，更為有效的方式是在戰(zhàn)術平臺間構建一個持久、魯棒的網(wǎng)絡。基于隱蔽、抗干擾的鏈路設計，多信道、多頻段和多體制的聚合，自組織、自優(yōu)化的彈性網(wǎng)絡架構，形成任務驅(qū)動，高度彈性、抗毀、頑存的信息網(wǎng)絡。通過信息網(wǎng)絡對探測、光電、火力、電磁、預警指揮、機載防御等各作戰(zhàn)功能單元的體系化集成和縫合，實現(xiàn)馬賽克戰(zhàn)功能的聚合，構建多個并行、高度分散的彈性殺傷網(wǎng)。
3.2.2 采用基于任務驅(qū)動的自適應組網(wǎng)技術
在高度對抗環(huán)境下，作戰(zhàn)任務的執(zhí)行將面臨更多的不確定性：一是威脅和作戰(zhàn)環(huán)境不確定性，隨時可能出現(xiàn)任務前無法預判的威脅或者目標；二是信息保障環(huán)境的不確定性，以及信息環(huán)境的限制和模式使得事先確定的任務協(xié)同模式和作戰(zhàn)樣式無法實施；三是平臺、狀態(tài)及可用性與任務前的估計偏差將導致實現(xiàn)的規(guī)劃不可用。
因此，需要采用基于任務驅(qū)動的自適應組網(wǎng)技術，分析作戰(zhàn)任務與網(wǎng)絡結構的匹配關系，預測網(wǎng)絡的演化，并通過網(wǎng)絡資源的靈活控制，自動發(fā)現(xiàn)、識別、連接相關作戰(zhàn)單元，在恰當?shù)臅r間構建任務群組間瞬時連接，將正確的信息按照服務質(zhì)量交互給正確的作戰(zhàn)單元。
3.2.3 提升強對抗環(huán)境下的通信傳輸技術水平
馬賽克戰(zhàn)的強對抗、穿透式的戰(zhàn)場使用環(huán)境對通信網(wǎng)絡提出了苛刻的要求，具體為：
(1)極低的數(shù)據(jù)延遲、極高的低探測概率(Low Probability of Detection，LPD)和抗干擾(Anti-Jam，AJ)能力以及極高的數(shù)據(jù)傳輸速率(短時)；
(2)高可用性，即高機動、高對抗下的可靠信息交付；
(3)更大規(guī)模的網(wǎng)絡，即從隱身編隊升級為隱身集群。
為實現(xiàn)高度彈性、抗毀、頑存的信息網(wǎng)絡，需重點突破以下幾個關鍵技術：
(1)低時延抗干擾大容量傳輸技術。針對分布式協(xié)同探測、分布式電磁協(xié)同、網(wǎng)絡化制導、彈間協(xié)同等時敏要求苛刻的武器協(xié)同應用需求，開展低延遲高效接入等技術研究。
(2)多波束低時延LPD、低截獲概率(Low Probability of Intercept，LPI)寬帶傳輸技術。針對自主作戰(zhàn)大規(guī)模協(xié)同、有人/無人協(xié)同、無人編隊作戰(zhàn)等對大容量、低延遲、多功能(測控、指令、態(tài)勢、協(xié)同數(shù)據(jù))傳輸和靈活組網(wǎng)的需求，研究多波束、多功能網(wǎng)絡。
(3)空—空遠距離高速激光或射頻一體傳輸技術。針對自主作戰(zhàn)下無人平臺分布式協(xié)同探測、分布式協(xié)同電磁對極高傳輸速率的要求，發(fā)展機載激光射頻一體化通信技術，需解決快速捕獲與多級對準跟蹤、大氣信道傳輸和基于自適應光學的波前畸變校正、小型化端機設計、激光和射頻鏈路的復合傳輸調(diào)度與控制以及基于單光子的加密傳輸和密鑰分發(fā)等技術。
(4)機載智能通信技術?；谡J知驅(qū)動的傳輸波形在線生成和不斷進化的方法，將通信傳輸理論與智能算法深度融合，微觀上實現(xiàn)頻帶資源利用、調(diào)制、編碼、信道估計等的在線聚合和動態(tài)進化，宏觀上完成整體傳輸波形體系的精準調(diào)教。
3.2.4 使用智能信息認知交互技術
隨著智能認知技術的發(fā)展，從數(shù)據(jù)形成知識再到用于認知理解的環(huán)路基本清晰，為在馬賽克戰(zhàn)體
系中使用智能信息認知交互技術解決機器—機器認知交互，形成“意圖一致的共同體”提供了契機。一是基于語義的模型化表征、逐層漸進的認知交互機理，實現(xiàn)跨平臺、跨域的智能信息交互和能力集成，構建強可擴展、互操作、智能交互模型，實現(xiàn)機器—機器的互認知、互理解，構建擬人化的敏捷交互；二是基于軍事需求研究的數(shù)據(jù)鏈作戰(zhàn)用例，依據(jù)平臺間交互的戰(zhàn)術信息要素，制定統(tǒng)一的消息表征模型，并向下兼容已有消息標準。
4 結 語
馬賽克戰(zhàn)作為一種全新的作戰(zhàn)概念，其概念內(nèi)涵和系統(tǒng)構建的邏輯必將對未來通信指揮領域的發(fā)展變革產(chǎn)生深遠的影響。本文在對美軍馬賽克戰(zhàn)概念、內(nèi)涵以及其對未來戰(zhàn)爭形態(tài)影響和塑造深入分析的基礎上，總結提煉了馬賽克戰(zhàn)在軍事應用過程中需要解決的分布式網(wǎng)絡化協(xié)同操作系統(tǒng)、敏捷智能認知交互技術、智能進化網(wǎng)絡、分布式智能決策控制等關鍵技術。針對馬賽克戰(zhàn)的技術特點和作戰(zhàn)模式帶來的挑戰(zhàn)，未來通信指揮領域中，指揮控制架構應從“集中式”向“彈性分布式”轉(zhuǎn)變，處理應從“人”向“人機智能”轉(zhuǎn)變。通信網(wǎng)絡方面，應構建全新的彈性信息網(wǎng)絡架構，突破強對抗環(huán)境下通信傳輸技術，使用智能信息認知交互技術，這對未來通信指揮領域發(fā)展和研究具有一定的指導意義。
引用格式：陳明德,和欣.馬賽克戰(zhàn)對指揮與通信領域的啟示分析[J].通信技術,2022,55(10):1284-1293.
作者簡介：
陳明德，男，碩士，高級工程師，主要研究方向為數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)；
和 欣，男，博士，高級工程師，主要研究方向為衛(wèi)星通信系統(tǒng)。
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