周沿海??，夏愛軍

（第二炮兵駐成都地區(qū)專用保障裝備軍事代表室，成都610036）

信道化發(fā)射機(jī)在通信對抗中的應(yīng)用?

周沿海??，夏愛軍

（第二炮兵駐成都地區(qū)專用保障裝備軍事代表室，成都610036）

瞄準(zhǔn)式多頻點干擾樣式可以解決對寬通信頻段的干擾問題，該干擾樣式可以通過實信號信道化發(fā)射機(jī)來實現(xiàn)，該發(fā)射機(jī)可作為通信干擾機(jī)應(yīng)用于移動通信對抗中。以CDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)為例，可用該發(fā)射機(jī)對其實施瞄準(zhǔn)式干擾，也可將這種發(fā)射機(jī)應(yīng)用于對多個通信系統(tǒng)的干擾中，實現(xiàn)對寬通信頻段的有效干擾。

通信對抗；信道化發(fā)射機(jī)；軟件無線電；實信號；CDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)

1 引言

目前，移動通信對抗中的干擾發(fā)射機(jī)在對寬頻段進(jìn)行干擾時，大多是對干擾頻段進(jìn)行噪聲掃頻式干擾或阻塞式干擾。這種方式的干擾發(fā)射機(jī)的干擾功率分散，要到達(dá)有效干擾，所需干擾功率較大。當(dāng)干擾區(qū)域很大（如干擾作用距離為數(shù)公里乃至數(shù)十公里）或干擾頻段很寬時，采用這種方式所需功率就無法實現(xiàn)，這時必須用瞄準(zhǔn)式干擾技術(shù)［1］，用瞄準(zhǔn)式多頻點干擾樣式可實現(xiàn)有效干擾。

軟件無線電信道化發(fā)射機(jī)能同時發(fā)射整個處理帶寬內(nèi)所有信道上的信號，可以用來實現(xiàn)瞄準(zhǔn)式干擾。它相比傳統(tǒng)的用多部發(fā)射機(jī)并行工作，構(gòu)成一個發(fā)射機(jī)陣列來實現(xiàn)同時發(fā)射多個信號的模式，具有運算效率高、實時處理能力強、結(jié)構(gòu)簡單、可實現(xiàn)性強的優(yōu)點。

2 實信號信道化發(fā)射機(jī)簡介

2.1 直接實現(xiàn)原理［2］

實信號信道化發(fā)射機(jī)的直接實現(xiàn)原理如圖1所示。

圖1 實信號信道化發(fā)射機(jī)實現(xiàn)原理Fig.1 The principle of real signal channelized transmitter

當(dāng)I為偶數(shù)時，可推導(dǎo)出實信號中心頻率fi為

當(dāng)I為奇數(shù)時，可推導(dǎo)出實信號中心頻率fi為

其中，fs＝2I·Fs為發(fā)射信號的采樣率，F(xiàn)s為mi（k）的采樣率。

信道中心頻率間隔為

2.2 信道化發(fā)射機(jī)的數(shù)學(xué)模型［2］

由圖1可得

對以上模型進(jìn)行優(yōu)化，即可得出基于多相濾波的實信號信道化發(fā)射機(jī)優(yōu)化模型如圖2所示。

圖2 實信號信道化發(fā)射機(jī)優(yōu)化模型Fig.2 The optimizationmodel of real signal channelized transmitter

3 信道化發(fā)射機(jī)在通信對抗中的應(yīng)用

信道化發(fā)射機(jī)不僅在移動通信基站、無線通信網(wǎng)關(guān)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，也可作為通信干擾機(jī)用在非協(xié)作性通信對抗中。下面以CDMA（Code-Division Multiple Access）擴(kuò)頻系統(tǒng)為例，應(yīng)用信道化發(fā)射機(jī)對其實現(xiàn)瞄準(zhǔn)式干擾。

3.1 CDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)的干擾分析

CDMA通信系統(tǒng)是基于擴(kuò)頻理論實現(xiàn)的，擴(kuò)頻技術(shù)為直接序列擴(kuò)頻，采用的是碼分多址技術(shù)，由完全正交的的64位Walsh碼組成信道地址碼，周期為215的PN序列組成基站地址碼來完成擴(kuò)譜調(diào)制的，總擴(kuò)頻因子為128，調(diào)制方式上行鏈路為OQPSK（Offset Quadrature Phase Shift Keying），下行鏈路為QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）。

由于CDMA所有的通信信道都集中在蜂窩小區(qū)內(nèi)的一個或幾個載頻上，因而系統(tǒng)中有幾個載頻就只需要幾個干擾源。文獻(xiàn)［1］指出瞄準(zhǔn)式干擾用于CDMA系統(tǒng)是恰當(dāng)?shù)?，也是最簡單的?/p>

文獻(xiàn)［3］指出，用部分頻段噪聲干擾BPSK或QPSK信號時，直接序列擴(kuò)譜處理增益比用寬帶噪聲干擾時少3 dB，因此，對這些信號類型，部分頻段噪聲干擾為最佳選擇。對于部分頻段噪聲，干擾頻段的中心對準(zhǔn)直接序列擴(kuò)譜的中心時，系統(tǒng)比特誤碼率最大，當(dāng)部分頻段噪聲相對于干擾信號的帶寬比例γ≥0.3時，干擾性能良好。

聯(lián)通新時空IS-95CDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)采用800 MHz AMPS工作頻段，下行頻率范圍為870.030～879.990 MHz，約為10 MHz，頻道間隔為1.23 MHz，共容納7個載波。CDMA800下行鏈路載頻為［5］：fi＝871.110＋1.23×i（i＝0，1，…，6），可求出7個載頻點分別為871.11、872.34、873.57、874.80、876.03、877.26、878.49。

3.2 CDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)干擾的實現(xiàn)

對于瞄準(zhǔn)式多頻點干擾，在基帶產(chǎn)生數(shù)字白噪聲，經(jīng)過信道化發(fā)射機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換、模擬上變頻到干擾的具體頻率點，經(jīng)過天線發(fā)射出去，實現(xiàn)高效干擾。其實現(xiàn)框圖如圖3所示。

圖3 瞄準(zhǔn)式干擾實現(xiàn)方框圖Fig.3 The block diagram of spot jamming

干擾所需的數(shù)字噪聲可按圖4所示框圖來實現(xiàn)［5］。

圖4 數(shù)字噪聲發(fā)生器框圖Fig.4 The block diagram of digital noise generator

3.3 CDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)瞄準(zhǔn)式干擾仿真

按照圖3所示的實信號信道化發(fā)射機(jī)同時發(fā)射7路信號，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換，再模擬上變頻和功率放大后，就可形成干擾CDMA系統(tǒng)的7個瞄準(zhǔn)式干擾信號。圖5是輸入為7路數(shù)字白噪聲信號，其帶寬為0.57 MHz，信號間隔為1.23 MHz，在各個信道上所獲得的MATLAB仿真信號頻譜。

圖5 瞄準(zhǔn)式干擾CDMA載頻的信號頻譜Fig.5 The signal spectrum of spot jamming to CDMA carrier frequency

3.4 信道化發(fā)射機(jī)在多通信系統(tǒng)干擾中的應(yīng)用

除了對CDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)可以用信道化發(fā)射機(jī)實施瞄準(zhǔn)式干擾外，由于通信協(xié)議的透明性，對其他通信系統(tǒng)也可用信道化發(fā)射機(jī)實施瞄準(zhǔn)式干擾。例如，要對CDMA、PHS（Personal Handy Phone System）、DECT（Digital Enhanced Cordless Telecommunications）、TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access）、WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）5個通信系統(tǒng)同時進(jìn)行干擾，就可以采用信道化發(fā)射機(jī)來同時實現(xiàn)對這5個系統(tǒng)的瞄準(zhǔn)式干擾。眾所周知，PHS手持式電話系統(tǒng)俗稱小靈通，系統(tǒng)載波間隔為300 kHz，在中國指定了專用網(wǎng)通信和公眾網(wǎng)通信的信令控制信道共有4個，因此只需干擾PHS系統(tǒng)的這4個控制信道頻點就能達(dá)到干擾整個系統(tǒng)的目的。DECT數(shù)字無繩電話系統(tǒng)頻段為1 905～1 920 MHz，載波間隔為1.728 MHz，共有載波數(shù)10個。TD-SCDMA系統(tǒng)和WCDMA下行鏈路也各只有12個載頻點。對這幾個系統(tǒng)進(jìn)行瞄準(zhǔn)式干擾所需干擾的頻點數(shù)都不太多，可以采用圖6所示的結(jié)構(gòu)框圖對它們同時進(jìn)行瞄準(zhǔn)式干擾。

圖6 對多個通信系統(tǒng)同時干擾的框圖Fig.6 The block diagram of interference to the multi-communication systems at the same time

4 結(jié)束語

本文先簡單介紹了實信號信道化發(fā)射機(jī)，然后以CDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)為例，給出了應(yīng)用信道化發(fā)射機(jī)對其實施瞄準(zhǔn)式干擾的實現(xiàn)方案，并用MATLAB仿真了對CDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)的7個載頻點進(jìn)行瞄準(zhǔn)式干擾的輸出信號頻譜，最后將這種高效的信道化發(fā)射機(jī)應(yīng)用于多個通信系統(tǒng)的干擾中。用信道化發(fā)射機(jī)對寬頻段通信系統(tǒng)進(jìn)行瞄準(zhǔn)式干擾的方案，克服了傳統(tǒng)干擾方式所需干擾功率大、硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點，在通信對抗中有著廣泛的應(yīng)用前景。下一步的研究重點是該信道化發(fā)射機(jī)的工程化實現(xiàn)，可用車載式實現(xiàn)遠(yuǎn)距離寬頻段的通信干擾，用便攜式實現(xiàn)近范圍的干擾。

［1］易大方.移動通信對抗中的遮蓋式干擾技術(shù)［J］.電訊技術(shù)，2003，43（3）：39－44. YI Da-fang.The Barrage Jamming Techniques for Mobile Communication Countermeasure［J］.Telecommunication Engineering，2003，43（3）：39－44.（in Chinese）

［2］周沿海.基于多相濾波的信道化發(fā)射機(jī)研究［J］.通信技術(shù)，2012，45（4）：27－29. ZHOU Yan-hai.Research of Channelized Transmitter based on Polyphase Filter［J］.Communications Technology，2012，45（4）：27－29.（in Chinese）

［3］Poisel R A.現(xiàn)代通信干擾原理與技術(shù)［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2005：159－235. Poisel R A.Modern Communications Jamming Principles and Techniques［M］.Beijing：Publishing House of Electronics Industry，2005：225－253.（in Chinese）

［4］劉大志，李立萍.對直擴(kuò)信號壓制干擾的最佳干擾信號帶寬的研究［J］.電子對抗，2005（3）：18－20. LIU Da-zhi，LI Li-ping.Reasearch on the Optimal Jamming Signals Bandwidth to Blanketing Jam the Direct-Sequence Spread-Spread-Spectrum Signals［J］.Electronic Warfare，2005（3）：18－20.（in Chinese）

［5］白羽.數(shù)字式中頻窄帶高斯白噪聲發(fā)生器設(shè)計［J］.航空兵器，2002（6）：21－22. BAIYu.Design of Digital IF narrowband Gaussian white noise generator［J］.Aero Weaponry，2002（6）：21－22.（in Chinese）

周沿海（1977—），男，重慶長壽人，2007年于北京航空航天大學(xué)獲碩士學(xué)位，現(xiàn)為工程師，主要研究方向為信號處理、電子對抗及裝備管理；

ZHOU Yan-hai was born in Changshou，Chongqing，in 1977.He received the M.S.degree from Beijing University of Aeronautics and Astronautics in 2007.He is now an engineer.His research concerns signal processing，electronic warfare and equipmentmanagement.

Email：zyh7268＠sina.com

夏愛軍（1969—），男，江蘇常州人，高級工程師，主要研究方向為電子對抗和裝備管理。

XIA Ai-jun was born in Changzhou，Jiangsu Province，in 1969. He is now a senior engineer.His research concerns electronic warfare and equipmentmanagement.

Application of Channelized Transm itter in Communication Countermeasures

ZHOU Yan-hai，XIA Ai-jun
（Military Representative Office of Special Equipment Department in Chengdu Area，The Second Artillery Troop，Chengdu 610036，China）

Spot multi-frequency jamming styles can solve the problem of interference to wide communication band，and the interference pattern can be a real signal channelized transmitter.It can be used as a communications jammer in mobile communication countermeasures.For CDMA spread spectrum systems，the transmitter can be used for their implementation of spot jamming.This transmitter can also be applied in interference to the multi-communication systems to achieve effective interference to wide communication band.

communication countermeasures；channelized transmitter；software defined radio；real signal；CDMA spread spectrum system

TN975

A

1001－893X（2013）02－0127－04

10.3969/j.issn.1001－893x.2013.02.003

2012－06－28；

2012－11－15 Received date：2012－06－28；Revised date：2012－11－15

??通訊作者：zyh7268＠sina.com Corresponding author：zyh7268＠sina.com