《通过使用商用 5G 技术部署智能自主系统 (IAS) 来增强海域态势感知 (MDA)》美国海军研究生院2022最新88页论文

在过去的半个世纪中，美国海军一直是海上的主导力量，但技术的进步使其他国家有能力缩小差距，并在某些情况下威胁到美国的优势。美国海军、海军陆战队和海岸警卫队是保护海洋领域的三位一体力量。一个潜在的脆弱领域是在濒海环境中。然而，新兴的商业技术，如5G，可以扩大该环境中的系统和能力的足迹，供海军部门使用。私营部门已经在开发5G最先进的资源方面处于领先地位，这使得载人和无人系统能够完成更多任务。海军部门实施商业可用系统的一个长期障碍是国防部希望成为其采用的任何系统的所有者和经营者。在海军行动中利用现有商业系统的一个好处是在不开发全新系统的情况下提高能力。这篇论文探讨了美国海军部门使用商业5G技术的当前和预测能力。本研究对5G毫米波进行了测试。本论文还研究了一个理论上的新系统，它整合了商业系统以满足海军的要求。

引言

电信技术的发展速度超过了美国（U.S.）军队测试和评估作战用途的速度。在整个国防部（DOD）中不断出现的一个流行语是 "5G"，许多人认为第五代蜂窝技术可能被用来加强国家安全。5G技术可以在国防部各部门内开发和运行，但以前的采购和政策减缓了实施的机会。商业部门不受这些相同政策或限制的限制。商业部门收集的专业知识和经验使他们能够以更快的速度构建和测试最新技术，使国防部可以随时利用技术。国防部可以使用5G的一个领域是在沿海地区。

在过去的半个世纪里，美国一直是海上的主导力量，但随着技术的进步，对手国家已经取得了巨大的进步，扩大了他们的影响力，威胁着美国的主导地位。在《海上优势的设计》中，海军作战部长（CNO）反思了这样一个事实："自从我们上次争夺海上控制权、海上交通线、进入世界市场和外交伙伴关系以来，已经过去了几十年"（海军作战部长，2018）。3-32号出版物将 "海洋领域描述为大洋、海洋、海湾、河口、岛屿、沿海地区，以及这些地区上方的空域，包括沿岸地区"（参谋长联席会议，2013年，第viii页）。随着海军、海军陆战队和海岸警卫队在海洋领域的近岸地区的责任增加，沿岸地区被认为是一个缺乏适当关注和资源的地区。这是一个问题，因为海军部门在没有新的资金来开发新的战术、技术和程序以应对潜在威胁的情况下，监测和检测有争议的环境中的可信威胁是一个挑战。利用5G的下一代电信，应该能够增加范围和数据吞吐量，并具有低延迟率，从而提高海军行动的海洋领域意识（MDA）能力。

这项研究的目的是开始探索5G在沿岸环境中的能力，并从理论上提出一个作战概念（CONOPs），即各种商业智能自主系统（IAS）可以利用安全的5G系统网络（SOS）来应对该领域日益增长的竞争者能力和威胁。这种潜在的游戏规则改变可以减轻海军部门建立和维护独立5G系统的心态，根据任务要求利用现有的商业基础设施。美国防部可以通过转向这种在沿海地区加强MDA的新方式来潜在地节省资金、时间和资源。本研究针对的研究问题是：

• 沿海环境中的5G互联商业系统如何影响各种任务集的海洋领域态势感知？

• 海军部门如何从5G商业概念的系统中获益？

• 这个框架是否可以在全球范围内部署？

• 海军部门利用商业5G框架所需的要求和条件是什么？

通过这些问题的指导，对沿海环境带来的挑战的洞察力浮出水面，并探讨了启用5G的IAS系统可以通过可能的解决方案来弥补差距的方法。

论文提纲

第二章：文献回顾。第二章提供了国防部的政策概述，包括对当前和未来技术进步的限制以及5G如何从商业方面创造机会。本章最后概述了本论文的主旨，描述了在沿海地区扩展安全的5G网络的能力，并纳入了支持智能自主系统的私营部门解决方案，以潜在地支持海洋领域意识。

第三章：方法论和系统描述。第三章说明了使用AT&T在海军研究生院（NPS）海陆空军事研究（SLAMR）设施上的新的5G毫米波（mmW）塔的初步设计，以建立不同地点的吞吐量，帮助促进基线，因为测试增加到沿岸地区。这一章还汇集了一个行业联盟的CONOP，分解了不同的系统，可以应用于SOS 5G概念。

第四章：测试结果和服务适用性。第四章描述了在SLAMR设施进行的不同应用测试的结果。还包括如何应用先进技术来加强海军服务，以提高情况意识，并为作战人员提供改进的决策的细节。

第五章：结论和未来研究。第五章概括了本论文的制作，分析了海军部门利用商业安全海上5G作为开发和拥有自己的5G网络架构的替代方案的CONOP的能力。本章还包括了对未来工作的建议，以便从CONOP转向概念验证。此外，还讨论了国防部内其他潜在的技术研究项目，简要地描述了国防部的进展方向。