一、美軍提出衛星通信架構未來發展設想

圖1  美太空軍《衛星通信愿景》

二、美[敏感詞]部發布《5G戰略》，加速推進5G技術研發部署

2020年5月，美[敏感詞]部發布《5G戰略》，這是美國軍方第一份公開發布的5G戰略性指導文件，將5G確定為建立并掌控[敏感詞]優勢的“關鍵戰略技術”，提出同時發展Sub-6、毫米波5G技術。

該戰略指出了[敏感詞]部5G發展面臨的主要問題，即在加速5G能力開發部署的同時，確保這些系統以及美國盟友和合作伙伴系統強健、受保護、韌性、可靠。明確了[敏感詞]部5G發展目標，即發展安全堅韌的5G能力，確保利用全球頻譜資源，形成可靠的微電子供應鏈，與國際伙伴在5G發展和保護方面緊密合作。確定了推動5G發展的四條主線，一是促進技術發展，重點開展5G演示，推進開發毫米波技術，促進動態頻譜共享，實施開放架構和虛擬化，深化人才發展等措施；二是評估、減少5G漏洞，并克服漏洞運行5G，重點關注威脅情報、最小化5G基礎設施風險、支持美國[敏感詞]部全球行動、安全評估，以及網絡安全與零信任等關鍵領域；三是影響5G標準和政策，包括實施“標準參與計劃”積極參加3GPP組織，提供更大的頻譜接入、容量和抗干擾能力，開發新作戰概念率先利用5G變革性速度和連接能力，通過技術控制措施保護5G使能技術免受美國潛在對手的攻擊；四是吸引合作伙伴，主要包括國際盟友與合作伙伴，包括吸引行業、國會參與。

美[敏感詞]部正式將5G研發部署上升至戰略層面，并且多舉措落實推動，包括在多個[敏感詞]基地進行5G應用試驗、啟動5G網絡安全研究項目等，充分反應了其發展、應用5G技術實現關鍵基礎設施升級、提高作戰效能的決心。

三、美軍“先進極高頻”通信星座完成部署

圖3  美軍“先進極高頻”衛星

2020年3月27日，美國聯合發射聯盟公司使用“阿特拉斯”V551運載火箭從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地第41號發射臺成功發射了美太空軍第六顆“先進極高頻”（AEHF-6）[敏感詞]通信衛星。AEHF-6衛星由洛克希德?馬丁公司建造，有效載荷由諾斯羅普?格魯曼宇航系統公司提供，是“先進極高頻”衛星星座的最后一顆衛星，此次發射標志著該星座正式組建完成。AEHF-6于2020年8月底完成在軌測試，美太空軍于2020年10月29日正式獲得了AEHF-6的控制權，并于12月4日宣布將控制權移交給了太空作戰司令部。

AEHF系統是“[敏感詞]星”（MILSTAR）系統的繼任者，可為美國高優先級[敏感詞]資產及其盟國提供受保護抗干擾衛星通信。該星座抗毀能力強，可用于戰略和戰術用途，實現關鍵核指揮控制能力及戰略通信能力。AEHF使戰略和戰術用戶能夠通過高速網絡進行全球通信，在任何環境下都可以提供受保護通信，包括實時視頻、戰場地圖和目標瞄準數據。此外，還可為加拿大、荷蘭和英國等美國國際合作伙伴提供相關服務。

四、美[敏感詞]部啟動下一代“[敏感詞]太空架構”傳輸層建設

2020年5月，美太空發展局發布《太空“傳輸層0期”工作說明》，明確了下一代“[敏感詞]太空架構”的“傳輸層0期”星座的基本構成、發展計劃、主要目標和關鍵領域；8月，授予美國洛克希德?馬丁和約克空間系統公司合同，分別為“傳輸層0期”建造10顆衛星，預計2022年9月前發射。

“[敏感詞]太空架構”是以分布式低軌星座為主的新型太空架構，由七個層次構成，其中“傳輸層”是整個架構的傳輸骨干，也是其余各層的基礎，將為美軍全球作戰平臺提供有保證、韌性、低延遲的[敏感詞]數據和連通能力。“傳輸層0期”太空段是一個由20顆衛星構成的低軌星座，采用光學星間鏈路構成網狀網絡，利用美軍各軍種和盟軍廣泛使用的Link 16數據鏈連接地面用戶，并可連接具有UHF通信能力并兼容情報界應用系統的“綜合廣播系統”（IBS）。

“[敏感詞]太空架構”傳輸層將構成美[敏感詞]部聯合全域指揮控制（JADC2）的空間部分，是連接天基傳感器和地面射手的關鍵部分。太空發展局將通過這一架構確保天基傳感器數據能夠近實時送入各軍種戰場網絡，從而實現聯合全域指揮控制概念設想。

五、美陸軍通過“能力集”迭代推進戰術網絡現代化進程

六、美國研制出星載Link16數據鏈終端

圖6  美國Roccor公司的Link 16天線效果圖

2020年5月，美國洛克（Roccor）公司研制出一種可接收、發射Link 16信號的展開式L頻段衛星天線，將搭載于美國衛訊（Viasat）公司為美國空軍研制的低軌小衛星，驗證在低軌小衛星上使用Link 16的可行性。該天線為螺旋體，有兩米可展開的射頻孔徑，采用了裂隙管式合成吊桿技術，可搭載于尺寸為2U的立方體衛星上，并在衛星發射后在軌展開。

Link 16是美軍應用最為廣泛的數據鏈。在沒有星載終端的情況下，Link 16數據鏈可以通過衛星來實現視距擴展，但只是將衛星作為一個“信息中繼器”來用，在信息傳輸的實時性、完整性、安全性等方面存在很大局限，無法支持實時聯合作戰的需求。星載Link 16終端可實現更為高效的超視距連通，大幅提升Link 16數據鏈的靈活性與覆蓋范圍。根據美軍的規劃，未來搭載Link 16終端的低軌衛星將構成一個星座，實現全球覆蓋，屆時低級別部隊在戰術邊緣使用的終端將可以直接接入衛星，進而獲得更加靈活多樣的通信接入手段。此外，借助新型互聯網衛星星座或傳統的寬帶靜止地球軌道衛星星座，通過為Link 16增加網絡層及其以上層的能力（Link 16本身只具備數據鏈路層以下的能力），其連通的靈活性進一步提升，諸如路由、交換等功能也可以在Link 16數據鏈上實現。

七、“星鏈”互聯網星座大規模部署并具備商業服務能力

2020年全年，“星鏈”衛星互聯網計劃共完成14次衛星發射任務，自2019年以來共完成16次發射，加上2018年初發射的2顆試驗衛星，已發射衛星總數達到955顆，除去被動軌道衰減和主動離軌的，在軌衛星數量約900顆，成為全球最大規模的衛星星座。

SpaceX公司針對美國北方用戶啟動了“聊勝于無”（Better Than Nothing）的“星鏈”商業服務測試，并表示：測試反饋情況良好，“人們在享受很快的速度和很短的時延”，這標志著“星鏈”星座已具備商業服務能力。該公司正在把測試擴展到加拿大。在測試前，“星鏈”團隊表示，預計網絡數據傳輸速度在50~150Mbps 之間，網絡延遲控制在20~40ms。

八、DARPA研發分布式馬賽克天線，支撐馬賽克戰概念落地

2020年6月5日，DARPA啟動“韌性網絡化分布式馬賽克通信”（RN DMC）項目，旨在研發分布式的低尺寸、重量、功率和成本收發器單元——或稱“碎片”（Tile），組成馬賽克天線，代替高功率放大器和大型定向天線提供遠程通信。發射功率將分布在多個碎片上，并且通過信號處理而不是使用物理天線孔徑來集中能量以獲得增益。這些碎片可由地面平臺承載，包括士兵和海軍陸戰隊攜帶的手持設備、自主飛行器、高空平臺和低成本/低地球軌道衛星。

這種馬賽克天線的優勢在于：一方面利用分布式波束形成與分布式相干電臺等技術改善天線系統的覆蓋范圍，實現全向、高數據率、遠距離、高可靠通信；另一方面通過多天線結構動態調整覆蓋區域內功率分布，降低系統整體功耗，實現靈活組網。DARPA認為RNDMC計劃可從根本上改變遠程戰術通信方法，支撐“馬賽克戰”概念落地。

九、DARPA成功演示對抗環境下的異構數據鏈互連技術

十、DARPA“黑杰克”低軌通信監視星座計劃加速推進

2020年6月10日，DARPA授予美國藍色峽谷公司、SA光子公司和雷聲公司三份“黑杰克”低軌通信監視星座項目合同，分別為價值為1410萬美元的衛星平臺合同、價值為1630萬美元的光學通信有效載荷合同和價值為3700萬美元的導彈預警衛星有效載荷合同。2020年底，“黑杰克”項目的兩顆試驗衛星，“曼德拉克”1號和2號，已經完成研制并準備由SpaceX公司發射，但在與火箭組裝過程中發生損壞，未能如期發射?！奥吕恕?號是一個立方體衛星，將會測試超級計算機處理芯片在太空環境中的性能；“曼德拉克”2號是一對小型衛星，將攜帶用于寬帶數據傳輸的光學星間鏈路，這對構建在軌網狀網絡至關重要。

DARPA“黑杰克”項目于2018年啟動，旨在發展一種由60～200顆衛星組成的星座，運行在高度500～1300千米的低地球軌道上，形成低軌運行的全球高速網絡骨干網。整個系統由單一運控中心操作，可在軌自主運行30天。每顆衛星獨立運行，數據共享、相互協作。衛星上搭載通信、對地監視、導彈預警等各種有效載荷，具有高度網絡化、彈性、持久性的特點，可提供超視距傳感能力、信號傳輸和通信能力，從而提供全球海陸空全方位覆蓋及恒定監控服務。

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