1 概况

2020 年 6 月 5 日，美国防高级研究计划局（DARPA）战略技术办公室发布弹性组网分布式马赛克通信（Resilient Networked Distributed Mosaic Communications, RN DMC）项目的广泛机构公告，计划开发由分布式的小型收发机单元组成的马赛克天线来，旨在实现远距离通信，以便替代大功率功率放大器和大型定向天线。此外该项目还计划使用射频测量来估计信道响应并调整载波相位，在预期方向形成定向波束及空间零陷，以提升通信系统的抗干扰能力。马赛克通信项目是 DARPA 实现“马赛克战”作战概念的关键，一旦研发成功，可能会颠覆目前的通信体系结构及实现方式。

1.1 项目概述

弹性组网分布式马赛克通信项目的目标是利用在空间上分布的小尺寸、重量、功耗及成本（1SWaP-C）收发机单元组成的马赛克天线实现远距离通信，通过信号处理而非物理天线孔径来实现通信增益。该项目将使用短距离通信的小天线及功率放大器替代大型天线及大功率放大器，改变远距离通信范式。

通过这些分布式放置在地面装备（如车载或手持终端）、空中装备和低轨低成本卫星等平台上的马赛克天线，通信容量可现 N2M 级的倍增，其中 N 为分布式发射单元的数量，M 为接收单元的数量。此外，这些收发单元目标单价很低，可以作为消耗品，且即使有一定损耗，也不会影响整体功能。此外，马赛克通信项目可使用现有的战术电台及未修改的战术波形，能在不依赖 GPS 的情况下实现分布式相关发射（DCT）和分布式相关接收（DCR）。

图 1: 马赛克通信项目的潜在实现途径

马赛克通信项目的潜在实现方式如 图 1 所示，其中金色可通过有线或无线的方式与蓝色单元连接，金色单元在传输给蓝色模块前可进行 1 次或多次信号增强，包括频率转换或增加相邻的子载波或低功率宽带底层，蓝色单元可以将这些信号增强添加到支持的波束成形中，从而提升传输性能，蓝色单元也可简单进行射频网关翻译。

1.2 进度安排

马赛克通信项目将通过 3 个阶段进行，总周期为 45 个月，其中第 1 阶段为设计及样机的基础工作，为期 18 个月；第 2 阶段属于可选阶段，为期 15 个月，主要进行系统验证；第 3 阶段也是可选阶段，为期 12 个月，主要进行服务实现，具体进度如 图 2 所示。

图 2: 马赛克通信项目进展安排

在第 1、2 阶段将进行 3 次关键测试验证，分别为远距离链路验证（阶段 1）、地面测试（阶段 2）、外场中继演练（阶段 2），验证大于 50 公里的地-空通信、大于 1 公里的地-地通信、以及大于 100 公里的干扰环境下的地-空-地超视距中继通信。此外第 3 阶段也可能需要进行用户外场测试，由项目移交的用户来决定。

1.3 影响分析

马赛克通信项目如果取得成功，将大幅增强战场通信系统的生存能力，同时也可有效提升部队作战灵活性，应用这一思路还有望提升电子攻击能力。

1、增强战场通信的生存能力
目前远距离通信的天线尺寸、发射功率均较大，容易被对方通信侦察系统检测并截获，而马赛克通信中的收发单元是在空间上分布且功率较低，因此相比传统收发机天然具备低截获概率、低检测概率特性，可实现更安全的通信。与此同时，马赛克通信中的收发单元可以通过感知电磁环境，在敌方干扰方向形成零陷，从而极大提升系统的抗干扰能力。此外马赛克通信中的收发单元是松耦合状态，因此损失 1 个或多个单元也不会对给整个通信能力带来很大影响。

2、提升部队作战灵活性
由于马赛克通信可以充分利用现有的战术通信电台及波形，这意味着作战小组（如班、排等）在执行任务时可以抛弃笨重的远距离通信设备，轻装上阵，并在需要时临时构建远距离通信能力，实现与后方指挥部的信息上传下达。另一方面，马赛克通信还要求提供各单元的相对位置，因此可以利用可视化工具跟踪各成员的位置，在部分场景中可以替代蓝军跟踪系统。

3、提升电子攻击能力
马赛克通信项目背后的思路是通过多个发射单元实现在某一方向的巨大增益，这意味着相关的技术及实现手段也能用于电子攻击，将多个干扰机组成一个虚拟的“马赛克干扰机”，形成对特定方向的干扰压制。同时，由于是将干扰机分散在各个地方，因此可有效降低位置暴露以及被对方反辐射打击的风险。更重要的是，“马赛克干扰机”对个体的发射功率要求不高，非常适合搭载在组成无人集群攻击的小型平台上，并对目标实施抵近式电子攻击，从而实现小平台大干扰的效果。

2 Reference

  1. 目标是每片1000美元或更少，来源。↩︎