劉旭生 劉永凱 李景玉 齊文州
(鶴壁無線電四廠工程中心,河南 鶴壁 458000)
淺議無線通信系統與網絡在復雜電磁環境下的抗干擾
劉旭生 劉永凱 李景玉 齊文州
(鶴壁無線電四廠工程中心,河南 鶴壁 458000)
為了提高無線通信與網絡在未來復雜電磁環境條件下的抗干擾能力,應對高技術條件下局部戰爭對電子戰的需要,提出了無線通信及網絡干擾的類型及抗干擾采用的方法與措施。對設計各類型通信及網絡設備具有引導作用
無線通信;網絡;抗干擾;類型;措施與方法
通信抗干擾是一項涉及基礎理論、技術體制、關鍵技術、性能評估、組織應用和戰場管理控制等多方面的復雜系統工程,也是一門隨著信息作戰需求和通信電子進攻的挑戰而發展起來的新型學科。是現代國防建設永恒的課題,是軍隊戰斗力的重要標志。
對于從幾赫茲到至高頻的寬頻域多制式無線通信與網絡交換,均可做到機動、靈活、架設方便,是軍事通信信息傳輸的主要手段。但是,由于電磁頻譜空間的開放性,無線電磁波極易被敵方偵察、截獲、干擾,擁有和隱蔽通信信號變得十分困難。因此,無線通信抗干擾在軍事通信中顯得尤為重要。現代戰爭向信息化、網絡化、一體化發展,傳統的單臺(套)抗干擾設備已遠不能滿足實戰的要求。在高科技的電子戰環境下,不僅單臺通信設備要具有多種通信模式和多種抗干擾的能力,而且通信系統和網絡要具有綜合抗干擾能力,以使系統、網絡在綜合對抗中能迅速、可靠地傳輸信息。
任一軍事通信中,敵方有意的人為干擾通常要經過偵收、分析、識別和施放干擾信號這幾個步驟。為了有效地進行干擾,偵收、分析、識別和干擾施放過程要快,干擾頻率和干擾信號特征要準確,相干性要好,干擾功率要足夠大,干擾點距離被干擾點要近,即在時間、頻率、距離三維空間中,干擾方要盡可能逼近被干擾方。通常的干擾類型有窄帶干擾、寬帶干擾和跟蹤式干擾。
2.1 窄帶干擾。專指通信頻率的少量頻點與頻段所收到的干擾,干擾的范圍是局部的。瞄準式的窄帶干擾可以集中功率,實現大功率干擾。
2.2 寬帶干擾。專指干擾帶寬占據通信總帶寬較大的干擾環境,多頻點的梳狀干擾也是一種寬帶干擾.受干擾功率的限制,寬帶干擾的帶寬常是部分通信頻帶.當寬帶干擾覆蓋到通信的全頻段且功率又足夠的大時,形成阻塞式干擾.寬帶干擾在一定程度上是功率的對抗,要達到干擾的目的,必須使干擾功率在敵方信號頻譜上進行全面壓制,使信干比很低甚至為負數值,具體的干擾效果又和被干擾的信號性質有關。對于話音,由于可根據語音語義相關性來理解內容,因此通常要求干擾信號功率應比信號高幾分貝,才能產生好的干擾效果。而要做到這一點,需要寬帶干擾機具有足夠大的干擾功率,特別是敵我雙方的距離總是比我方通信之間的距離要遠,這就使得敵方干擾信號要經過更長的距離才能到達我方接收機,因此,敵方必須發射更大的干擾功率才行。如果敵方采用功率合成干擾或更遠距離干擾,則在干擾我方通信的同時,也干擾了敵方的通信。
2.3 跟蹤式干擾。是指干擾機實時地偵收通信信號并進行處理后,在相同的中心頻率上發射干擾信號,從而破壞跳頻通信的方式。跟蹤式干擾是對跳頻通信威脅最大的一種干擾方式。跟蹤式干擾的技術水平主要取決于偵收、信號分析和施放干擾三個要素的處理過程。偵收階段要求靈敏、快捷、準確;信號分析階段也要求快和準。目前,這兩個過程的實現亦可在毫秒量級實現。這使我方通信要不受敵方干擾,則每次跳頻的時間要少于干擾的響應時間。
任何一個抗干擾系統的基本目的都是迫使敵方在干擾我方通信時,必須付出比我方所采取的抗干擾措施要大得多的代價。一個成功的抗干擾系統的設計總是力圖使干擾者在戰術環境條件下利用現有條件難以干擾通信,以確保在敵方干擾壓制的惡劣環境條件下保障我方戰場指揮控制的最低限度的通信需求。一個具體的抗干擾體制確定,與戰術技術要求、使用環境及成本等有著極為密切的關系。
針對上述干擾的類型,首先通信信號應具有高隱蔽性、低截獲率,使敵方難以從眾多的電磁信號、干擾和噪聲中識別出來;第二通信方應能自動檢測戰場電磁環境,實時評估系統性能,分析干擾信號特征,與偵察、情報系統相結合,自適應的回避干擾,并根據戰場環境變化,智能地進行通信系統參數、網絡拓撲以及其他資源的優化配置,達到最好的通信效果。顯然,這不僅要求一部電臺或通信設備 具有抗干擾能力,通信系統能動態地優化配置系統參數,抑制當前的某些干擾,還要求通信網絡能在偵知干擾信號特征、干擾兵力配制以及考慮我方通信網絡拓撲、通信效果的基礎上,實現網絡的智能管理。即通信的抗干擾性不僅表現在設備的干擾容限,還要表現在系統和網絡的綜合抗干擾能力上。對于任何復雜的抗干擾通信系統和網絡,基礎是各種抗干擾通信技術。其基本技術、方法、措施一般分三類。其一,信號處理。可采用擴展頻譜技術,利用偽隨機序列對發射和接收的信號進行擴展處理,以達到對干擾信號進行抑制的作用。其二,空間處理。采用自適應天線調零技術,當接收端受到干擾時,使其天線方向圖零點自動指向干擾方,以提高通信接收機的信干比。其三,時間處理。如猝發傳輸技術,由于通信信號在傳輸過程中暴露的時間很短,降低了通信信號被偵察、截獲的概率,從而提高了通信系統的抗干擾能力。
總之,無線通信及網絡干擾和抗干擾作為“矛”與“盾”雙方,從哲學上講,即沒有無堅不摧的矛,也無牢不可破的盾.魔高一尺道高一丈,因此抗干擾能力建設永無休止,任重而道遠。
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[2]胡建平,鄧雪群,喻芳.Ka頻段測控通信網鏈路特性及抗干擾技術[J].電訊技術,2007(12).
TM79
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1671-0037(2014)09-111-1
劉旭生(1960.9-)男,碩士,教授級高級工程師,研究方向:電子信息。