淺談軟件無(wú)線電技術(shù)在軍事通信中的應(yīng)用

孫谷雨 張富博 寶斯議 田華

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淺談軟件無(wú)線電技術(shù)在軍事通信中的應(yīng)用

孫谷雨 張富博 寶斯議 田華

77206部隊(duì)，云南 昆明 650000

首先闡述了軟件無(wú)線電的概念、特點(diǎn)和體系結(jié)構(gòu)，并依托未來(lái)數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)的變革，探討了軟件無(wú)線電技術(shù)在軍事領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。最后對(duì)可用于軍事領(lǐng)域的幾種軟件無(wú)線點(diǎn)平臺(tái)進(jìn)行了介紹。在軍事通信方面，軟件無(wú)線電以其靈活性、互通性等特點(diǎn)必將引起各國(guó)軍用無(wú)線電臺(tái)的根本性變革。

軟件無(wú)線電；可編程DSP模塊；軍事通信

引言

軟件無(wú)線電（Software Defined Radio，SDR）是由美國(guó)科學(xué)家Joseph Mitola于1992年首先提出的一種無(wú)線通信新技術(shù)。軟件無(wú)線電是一種實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的新概念和體制。利用軟件無(wú)線電技術(shù)可以建立各種靈活的無(wú)線通信系統(tǒng)，從而支持多種頻段和多種模式；能夠通過(guò)編程來(lái)支持新的通信標(biāo)準(zhǔn)，也可以通過(guò)無(wú)線加載來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)升級(jí)，還可以不更換硬件而支持各種增值服務(wù)，甚至可以重新定義空中無(wú)線接口。軟件無(wú)線電技術(shù)起源于軍事領(lǐng)域，隨后在民用移動(dòng)通信領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并在理論、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用的研究上取得了極大的發(fā)展[1]。當(dāng)前，以數(shù)字化為代表的軍事現(xiàn)代化進(jìn)程讓軟件無(wú)線電技術(shù)在軍事通信、電子對(duì)抗、導(dǎo)航系統(tǒng)和天基信息系統(tǒng)中擁有廣闊的應(yīng)用前景。

1 軟件無(wú)線電在軍事通信中的應(yīng)用

為了滿足現(xiàn)代數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)協(xié)同作戰(zhàn)的需要，有必要研制出多功能、多頻段、多模式的軟件化電臺(tái)，既可以實(shí)現(xiàn)AM、FM、FSK、PSK等各種調(diào)制方式，具有定頻和擴(kuò)頻通信功能，同時(shí)又具有頻譜監(jiān)視、參數(shù)測(cè)量、信號(hào)搜索等功能[2]。

軟件無(wú)線電臺(tái)能夠在戰(zhàn)場(chǎng)上交換話音、文本、圖像等數(shù)據(jù)，它通過(guò)可重新編程的軟件實(shí)現(xiàn)多頻、多模式的通信功能，并且可以在通用體系結(jié)構(gòu)的硬件間方便地移植軟件功能，集成到各種平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息互通。相對(duì)于傳統(tǒng)電臺(tái)在升級(jí)時(shí)必須更換相關(guān)硬件，軟件無(wú)線電臺(tái)只要輸入軟件指令就可以改變電臺(tái)的帶寬、調(diào)制方式、保密等級(jí)和波形，其管理更方便，成本也更低。

聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)（JTRS）系列電臺(tái)以通用、開(kāi)放的硬件結(jié)構(gòu)為平臺(tái)，通過(guò)不同的軟件配置可以在不同環(huán)境中使用，可覆蓋2?MHz～2 GHz頻段，能夠兼容傳統(tǒng)電臺(tái)系統(tǒng)，并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行話音、視頻和數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸，大大增強(qiáng)了部隊(duì)之間的互相通信能力。借助JTRS，有助于指揮官建立起戰(zhàn)場(chǎng)上的C4KISR指控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全球?qū)Ш剑谝暰嗷虺暰喾秶鷥?nèi)，使用語(yǔ)音、圖像或數(shù)據(jù)等來(lái)調(diào)度和指揮部隊(duì)，完成作戰(zhàn)任務(wù)。

2 軟件無(wú)線電在電子對(duì)抗中的應(yīng)用

2.1 電子偵察

電子偵察的核心是具有高速分析和處理能力的接收機(jī)。為了在短時(shí)間內(nèi)處理盡可能多的信息，電子偵察接收機(jī)應(yīng)具有很寬的工作頻率、足夠的瞬時(shí)接收帶寬、良好的頻率分辨率以及高靈敏度和大動(dòng)態(tài)范圍，最好還要能同時(shí)處理多個(gè)信號(hào)，這些特點(diǎn)奠定了軟件無(wú)線電技術(shù)在電子偵察領(lǐng)域的應(yīng)用前景。軟件無(wú)線電偵察接收機(jī)能夠?qū)δ繕?biāo)信號(hào)進(jìn)行分析識(shí)別、特征提取和參數(shù)測(cè)量，同時(shí)對(duì)通信信號(hào)還能調(diào)解信息。它不僅能對(duì)各種通信信號(hào)（包括衛(wèi)星通信信號(hào)、遙控遙測(cè)信號(hào)）進(jìn)行偵察分析，也能對(duì)雷達(dá)信號(hào)、導(dǎo)航信號(hào)或者是敵我識(shí)別信號(hào)進(jìn)行偵察分析，它是一種多頻段、多模式、多功能的電子戰(zhàn)接收機(jī)。

2.2 電子干擾

電子干擾是指對(duì)敵方雷達(dá)、無(wú)線電通信設(shè)備、無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備、制導(dǎo)設(shè)備以及各種光電設(shè)備等進(jìn)行的干擾，如通過(guò)發(fā)射、轉(zhuǎn)發(fā)某種電磁波，或者反射、吸收敵方的電磁波[3]。電子干擾機(jī)實(shí)際上就是一個(gè)發(fā)射機(jī)，通過(guò)發(fā)射電磁波達(dá)到削弱、破壞敵方電子設(shè)備的功能，保護(hù)己方不被偵察和受到打擊。利用軟件無(wú)線電技術(shù)能夠靈活地實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的電子干擾，具有較高的實(shí)戰(zhàn)價(jià)值。

3 軟件無(wú)線電在導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 空空導(dǎo)彈雷達(dá)導(dǎo)引頭

空空導(dǎo)彈雷達(dá)導(dǎo)引頭的設(shè)計(jì)和制造面臨著設(shè)計(jì)復(fù)雜、研制周期長(zhǎng)且研制費(fèi)用高、抗干擾能力差的問(wèn)題，新一代軟件雷達(dá)導(dǎo)引頭采用了軟件無(wú)線電技術(shù)來(lái)解決這些問(wèn)題。軟件雷達(dá)導(dǎo)引頭盡量提高A/D、D/A的采樣頻率，將之前用模擬電路和低速專用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的功能以軟件方式實(shí)現(xiàn)，能夠提供一個(gè)較為通用的跟蹤雷達(dá)硬件平臺(tái)，從而提高系統(tǒng)的易維護(hù)性、可靠性以及對(duì)抗新型干擾的能力，同時(shí)，數(shù)字系統(tǒng)相對(duì)于模擬系統(tǒng)具有精度高、動(dòng)態(tài)范圍大、對(duì)信號(hào)的幅度不敏感等優(yōu)點(diǎn)。

3.2 直升機(jī)通信導(dǎo)航系統(tǒng)

直升機(jī)通信導(dǎo)航系統(tǒng)覆蓋從短波到微波頻段，由多種功能單一的設(shè)備組成，各設(shè)備之間相互獨(dú)立、頻段、調(diào)制類型、數(shù)據(jù)格式各不一樣，設(shè)備之間的電磁兼容性較差。基于軟件無(wú)線電的直升機(jī)通信導(dǎo)航系統(tǒng)擁有開(kāi)放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺(tái)，并能夠?qū)崿F(xiàn)各種功能。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多頻段、多模式和多功能的通信導(dǎo)航，操作方便、靈活，而且能夠與目前的各種獨(dú)立設(shè)備進(jìn)行無(wú)縫連接，具有良好的兼容性，同時(shí)能夠大大減少直升機(jī)通信導(dǎo)航系統(tǒng)的體積、重量以及成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)的控制與管理。

[1]李飛，粟欣，曾捷.軟件無(wú)線電技術(shù)及其在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2012（11）：2665-2672.

[2]徐杭田，張國(guó)慶，楊占錄.軟件無(wú)線電技術(shù)在艦船通信中的應(yīng)用研究[J].電子設(shè)計(jì)工程，2012（18）：134-136.

[3]宋騰輝，竇崢，林云.智能無(wú)線電技術(shù)[J].中興通信技術(shù)，2014（1）：63-66.

Application of Software Radio Technology in Military Communication

Sun Guyu Zhang Fubo Bao Siyi Tian Hua

PLA 77206 Force, Yunnan Kunming 650000

This paper firstly describes the concept, characteristics and architecture of software defined radio, and discusses the broad application prospects of software radio technology in military field based on the changes of digital battlefield in the future. Finally, several software wireless point platforms which can be used in military field are introduced. In military communications, software radio, with its flexibility, interoperability and other characteristics, will inevitably lead to fundamental changes in military radio stations in various countries.

software defined radio; programmable DSP module; military communication

TN929.5

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