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坦克通讯与MOS指标

林一平与M24坦克。

俄乌战争中,坦克车大量被摧毁,其中原因包括重度依赖智能手机等「不安全通讯装置」,容易成为攻击目标。今日战车指挥主要靠无线电通讯,须避免受到受到天候、地形等影响。军方便宜行事,鼓励车长自购民用无线电设备,通讯效果当然不佳。几年前台湾CM-11「勇虎」坦克坠入河道事故,是前方车长没有收到后方车长的无线电警告。

自从邱吉尔(Winston Churchill)在第一次世界大战发展出马克坦克车后,在实战下进行了一系列通讯设施的改良。马克一号车内有四位成员,由于空间限制,彼此只能有极少的通讯互动。车长一般以敲打驾驶员左右肩膀的方式,指挥行进方向,对外界则靠手语及旗语。,必要时则跳下车去对方的坦克车说话。若要向总部报告,则由坦克车的视窗裂缝放出通信鸽。

1930~1950年间,坦克车的通讯方式开始大幅度改进,终于有内部通话的对讲机装置,并且有无线电可对外和步兵连系。坦克车不需有放鸽子的洞口要归功于美国通讯部队少校阿姆斯壮(Edwin ARMstrong)。1930年代初期,阿姆斯壮研发出FM(Frequency Modulated)无线电技术,很有效地滤掉无线传输的噪音。阿姆斯壮将这项价值数十亿美元技术的专利免费让美国陆军使用于第二次世界大战。阿姆斯壮对美国政府很慷慨,但一直和美国无线电公司(RCA)打专利官司,最后跳楼自杀。

坦克车大致会配备二到三套无线通讯管道,为了提升通话品质,坦克车内的通话过程严格遵循「无线通话程序」。军事移动通话,不是一般电话点对点的方式,而是许多人可以同时参与的对讲机(Push-to-Talk;PTT)模式。PTT通讯有协调通话的必要,因此无线通话程序有如下的规则:讲话前先听 (不要抢话)、讲话时要慢且清晰(战况火烧屁股时可能慢不下来) 、长话要短说,常出现以下无线电对话用词:Over(我讲完啦,等你回话)、Out(会谈结束,你不必回话)、Roger(我听懂你刚刚在讲啥) 、Wilco(听懂且遵命)、Read back(请复诵)、Radio Check(告诉我信号清晰度,以1到5区分) 。

为了不误认英文字母的发音,会以「字」代替「字母」,例如Alfa代表A 、Bravo代表B等。关于PTT通讯,可以采分散式的自动化协调。我曾做过相关研究,发表于国际期刊《IEEE Transactions on Intelligent Transport Systems》。

战争紧急状况,通讯品质往往无法控制,必须再三确认对方听得见。当对方要求Radio Check时,你会凭主观感觉声音清晰度,回覆说:「Receiving you strength 2」(表示通讯品质不佳) 。

其实,联合国电信组织已订定电话语音的品质的指标Mean Opinion Score(MOS),该指标考虑设备及损伤 (Impairment)参数,能由人耳感知,主观的量化语音传输的品质。MOS的数值共有五级,1代表最差(unacceptably bad)、2代表贫乏(poor)、3代表尚可( fair)、4代表极佳(good)、5代表优异 (excellent)。MOS值可经由演算法来模拟人耳的听觉,自动算出语音线路的通话品质。测试时,MOS值要达到3.5才算合格(其实就电信等级而言,这个标准并不高)。我也曾以MOS值量测并评估加密过后无线通讯的语音品质,发表于《IEEE Internet Computing》。

林一平手绘之阿姆斯壮(Edwin ARMstrong)。

现为国立阳明交通大学资工系终身讲座教授暨华邦电子讲座,曾任科技部次长,为ACM Fellow、IEEE Fellow、AAAS Fellow及IET Fellow。研究兴趣为物联网、移动计算及系统模拟,发展出一套物联网系统IoTtalk,广泛应用于智能农业、智能教育、智能校园等领域/场域。兴趣多元,喜好艺术、绘画、写作,遨游于科技与人文间自得其乐,着有<闪文集>、<大桥骤雨>。