脈沖干擾對DSSS調制系統對抗效果仿真研究

馬冬冬，侯文博，趙　民

(解放軍92785部隊，秦皇島 066200)

脈沖干擾對DSSS調制系統對抗效果仿真研究

馬冬冬，侯文博，趙民

(解放軍92785部隊，秦皇島 066200)

摘要：隨著電子對抗工作的不斷發展，電子對抗武器裝備逐步受到越來越多的重視。結合電子對抗裝備技術特征，重點研究采用直接序列擴頻(DSSS)調制技術的通信裝備在以音頻干擾為主要方式對抗條件下，誤碼率與干信比、信噪比之間的關系，并給出干擾效能評估指標，得出了科學的結論。該結論對進一步研究干擾技術和干擾效果具有一定的參考價值。

關鍵詞：壓制干擾；直接序列擴頻調制系統；誤碼率；評估

0引言

電子對抗是敵對雙方圍繞電磁頻譜的控制權和使用權開展的對抗斗爭，它包括電子對抗偵察、電子進攻和電子防御。通信對抗是電子對抗的重要組成部分，通信對抗的主要目的在于[1-2]：偵收破譯敵方密碼，獲取敵方信息，獲取通信的有關技戰術參數，分析獲取有關敵方兵力部署和作戰意圖的情報；使敵方通信系統在關鍵時刻暫時失效，從而造成敵方指揮系統的癱瘓狀態，使其喪失關鍵性戰機。

靶場電子對抗為了尋求有效的干擾方式，就必須對一些基本干擾波形的干擾效果進行詳細分析。通信干擾的效果分析和評價非常必要，并具有重要的意義，它將為靶場制定通信對抗方案，研制新的通信與通信對抗手段奠定理論基礎。

而在抗干擾系統中，擴頻系統的性能最好，而直接序列擴頻系統又是擴頻系統中最基本的系統，所以本文選擇直接序列擴頻系統來對通信干擾的壓制干擾效果進行深入的研究分析。

1DSSS調制系統模型

在直接序列擴頻(DSSS)調制系統中，利用高速率的偽隨機(PN)序列對低速率的信息序列進行相乘(模2加)，然后進行載波調制，得到擴頻調制的寬帶射頻信號[2-3]。直接序列擴頻系統的組成原理如圖1所示。

在接收端，接收到的擴頻信號經過混頻放大后，用與發送端同步的偽隨機碼序列對信號進行相關解擴，將寬帶擴頻信號恢復為窄帶中頻信號，然后進行解擴，得到信息碼序列。

圖1　直接序列擴頻系統的組成原理

2音頻干擾的原理

脈沖干擾是指在部分時段上發射干擾信號，其他時間不發射干擾信號。設發射信號的時段用γ表示，其余時間不發射信號(關機)，關機時間用1-γ表示。

假如脈沖干擾機和寬帶噪聲干擾機有相同的平均功率，那么脈沖干擾機將有更大的峰值功率，因為它不是連續發射信號。

噪聲和干擾引起的平均誤碼率為：

(1)

式中:Pe1為干擾機關機時的誤碼率；Pe2為干擾機工作時的誤碼率。

設N0,1表示干擾機關機時的噪聲密度，N0,2表示干擾機工作時的噪聲密度，那么N1=N0,1，N0,2=N0+J0。因此，Pe1取決于熱噪聲，Pe2取決于干擾和熱噪聲，當假設干擾機工作時，其功率遠大于熱噪聲，使噪聲可以忽略，那么Pe的平均值為:

(2)

3數字通信系統干擾效能評估

對數字通信干擾的最終目的是使目標通信系統接收機解調輸出的差錯率增大，通信的可靠性下降，同時也使通信的有效性降低，故衡量數字通信系統的干擾效果一般用通信系統的差錯率，即誤碼率Pe來衡量[4-5]。為評價數字通信系統干擾的程度，可以定義數字通信系統的干擾等級：

當Pe≥0.2時，通信系統受到強干擾，干擾等級為3級；

當0.12≤Pe<0.2時，通信系統受到中度干擾，干擾等級為2級；

當0.05≤Pe<0.12時，通信系統受到輕度干擾，干擾等級為1級；

當Pe<0.05時，通信系統未受干擾。

以上干擾效果劃分方法是經過長期實踐得出的結論，具有很強的實用性和可操作性，且得到很多專家的公認。

4計算機仿真

圖2反映的是處理增益為10，發射信號時段為0.25，信噪比分別為-5 dB、-10 dB和0 dB時的脈沖干擾性能。干信比大于0 dB時，負的信噪比均可使系統受到輕度干擾，信噪比越小干擾效果越強。

圖2　脈沖干擾誤碼率與干信比關系

圖3反映的是當處理增益為100，發射信號時段為0.25，信噪比分別為-5 dB、-10 dB和0 dB時的脈沖干擾性能。當干信比大于0 dB時，負的信噪比均可使系統受到輕度以上干擾，且干擾效果基本一致。

圖3　脈沖干擾誤碼率與干信比關系

圖4反映的是當信噪比為-10 dB，處理增益為10，干信比分別為5 dB、10 dB和20 dB時的脈沖干擾性能。當干信比為典型10 dB時或者5 dB、20 dB，γ必須超過0.05才有效。

圖4　脈沖干擾時的誤碼率與工作比的關系

圖5反映的是當信噪比為-10 dB，處理增益為100，干信比分別為5 dB、10 dB和20 dB時的脈沖干擾性能。當干信比為典型10 dB時，γ必須超過0.25才有效。若干信比減小，誤碼率要達到0.1，γ必須更大。對更大的信噪比，性能沒有明顯改善。

圖5　脈沖干擾時的誤碼率與工作比的關系

5結束語

本文深入研究了DSSS通信系統在脈沖干擾下的誤碼性能。在給定條件下，仿真出具體的誤碼率、干信比、信噪比之間的曲線關系，并驗證了直接序列擴頻系統在一定干信比和處理增益條件下，脈沖干擾優于寬帶噪聲干擾，且對干擾效能評估給出了具體的指標。該文中的相關結論和方法對電子對抗工作中的通信對抗方案的制定具有一定的參考價值。更多的組合干擾方式下其它擴頻體制裝備通信與通信對抗還需進一步深入研究。

參考文獻

[1]《電子戰技術與應用——通信對抗篇》編寫組.電子戰技術與應用——通信對抗篇[M].北京:電子工業出版社，2005.

[2]馮小平，李鵬，楊紹全.通信對抗原理[M].西安:西安電子科技大學，2009.

[3]查光明，熊賢祚.擴頻通信[M].西安:西安電子科技大學，2004.

[4]Poisel Richard A.現代通信干擾原理與技術[M].第1版.通信對抗技術國防科技重點實驗室譯.北京:電子工業出版社，2005.

[5]樊昌信，張甫詡，徐炳詳，等.通信原理[M].第5版.北京:國防工業出版社，2001.

Simulation Study of Confrontation Efficiency of

Pulse Jamming to DSSS Modulation System

MA Dong-dong，HOU Wen-bo，ZHAO Min

(Unit 92785 of PLA，Qinhuangdao 066200,China)

Abstract:With the electronic countermeasure develops continuously,electronic countermeasure weapon equipment is attached importance more and more.Combing with the technical characteristics of electronic countermeasure equipment,this paper puts emphases on studying the relation between the error rate and jamming signal ratio (JSR),signal noise ratio (SNR) of communication equipment using direct sequence spread spectrum (DSSS) modulation technology under the condition that audio frequency jamming is taken as main jamming mode,and gives the jamming efficiency evaluation index,fetches scientific conclusion.The conclusion is of definite reference value for further studying the jamming technique and jamming effect.

Key words:blanket jamming;direct sequence spread spectrum modulation system;error rate;evaluation

收稿日期:2014-10-28

DOI:10.16426/j.cnki.jcdzdk.2015.03.023

中圖分類號：TN975

文獻標識碼：A

文章編號：CN32-1413(2015)03-0084-03