湖北省黃岡市中國人民解放軍91919部隊 李 鋒
軍事短波通信中的干擾問題
湖北省黃岡市中國人民解放軍91919部隊李鋒
本文對軍事短波通信在現(xiàn)階段復(fù)雜電磁環(huán)境下所受到的干擾問題進(jìn)行了分析和介紹,立足于干擾的特點和原理對軍事短波通信受到的干擾進(jìn)行了介紹,同時有針對性地提出了軍事短波通信抗干擾的相關(guān)技術(shù),供大家參考。
軍事短波通信;干擾;抗干擾
現(xiàn)在人們已經(jīng)全面的進(jìn)入了信息時代,而現(xiàn)代化的戰(zhàn)爭對信息也具有了越來越大的依賴程度。由于軍隊的特殊使命,決定了軍隊在通信方面的特點,也就是全時傳送、全球通信、全維保障、全頻使用等。由于在一百到數(shù)千公里的范圍內(nèi)短波通信都能夠?qū)崿F(xiàn)超視距通信,其具有較強的頑存性、成熟的技術(shù)、通信距離遠(yuǎn)等一系列的優(yōu)勢,同時其還具有較高的機動靈活性、較快的建設(shè)速度、較小的發(fā)射功率等特點,所以目前在軍事指揮中短波通信便成了重要的手段。在軍事化需求不斷提升以及信息化不斷深入的今天,短波通信將會從原有的組網(wǎng)技術(shù)、高速調(diào)制解調(diào)器、自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)以及自適應(yīng)調(diào)頻技術(shù)等方面朝著更加深入的方向發(fā)展。
在軍事短波通信中往往會受到很多形式的干擾,常見的干擾形式主要包括以下幾種:人為干擾、電臺干擾、工業(yè)干擾、大氣噪聲干擾等,其中處于主導(dǎo)地位的就是人為干擾。
1.1非有意的人為干擾和自然干擾
1.1.1電臺干擾
所謂的電臺干擾主要是指軍事短波通信受到與其具有相近工作頻率的其他各種無線電臺的煩擾。因為短波波段具有較窄的頻帶,而且擁有數(shù)量龐大的用戶,所以現(xiàn)在在軍事短波通信中電臺干擾已經(jīng)變成了一種非常重要的干擾源。
1.1.2工業(yè)干擾
所謂的工業(yè)干擾的主要來源就是各種工業(yè)用的點火裝置、電力網(wǎng)、電氣設(shè)備等,工業(yè)干擾對軍事短波通信的干擾幅度不僅取決于供電系統(tǒng),而且和本地噪聲源也具有十分密切的關(guān)系。此外,工業(yè)干擾往往具有較大的短期變化,其與干擾源的位置具有密切關(guān)系。
1.1.3大氣噪聲
大氣噪聲在短波通信頻段主要指的是天電干擾,天電干擾主要是由大氣放電所形成的,其具有較強的方向性。天電干擾在具有較高緯度的區(qū)域往往是從遠(yuǎn)方傳播過來的,其傳播方向會隨著季節(jié)和晝夜的變化而出現(xiàn)相應(yīng)的變化[1]。
1.2有意的人為干擾
在軍事短波通信中來自敵方的通信干擾是最主要的人為干擾,在戰(zhàn)時通信時這一類的干擾往往屬于最為主要的干擾。
1.2.1短波擴頻通信的干擾
①直擴通信的干擾:作為一種低能譜密度信號,直接序列擴頻信號很難被傳統(tǒng)窄帶通信的偵察系統(tǒng)搜索到和截獲,然而利用非線性變換等方式還是可以從噪聲中檢測出直擴信號,從而對其實施有針對性的干擾。對直擴通信的干擾能力與帶寬信息速率、干擾總功率、信號功率等具有密切的關(guān)系,其與干擾的形式?jīng)]有關(guān)系,與干擾的功率具有較大關(guān)系,一旦在擴頻帶寬內(nèi)落入干擾,就會導(dǎo)致短波擴頻通信受到干擾。其主要包括以下幾種:轉(zhuǎn)發(fā)式干擾、脈沖干擾、連續(xù)頻譜寬帶干擾和梳狀譜干擾、窄帶干擾和單頻干擾、相關(guān)干擾。②跳頻通信的干擾:在收發(fā)雙方約定的基礎(chǔ)上對載波頻率進(jìn)行不斷改變的一種通信方式就是調(diào)頻通信,其具有較強的抗干擾性和抗截獲的能力,中低速跳頻通信在短波常規(guī)超頻通信中比較常見,其主要包括以下幾種干擾形式:對同步系統(tǒng)的干擾、全頻帶或部分頻帶干擾、轉(zhuǎn)發(fā)式干擾、頻率跟蹤式干擾、相關(guān)干擾等[2]。
1.2.2短波傳統(tǒng)窄帶通信的干擾
窄帶定頻通信是傳統(tǒng)短波通信的主要方式,其主要是利用單邊帶調(diào)頻和調(diào)幅等各種調(diào)制方式傳輸模擬的數(shù)字信號和話音信號。各種單邊帶調(diào)制在短波信號中得到了最為廣泛的應(yīng)用。FM信號、SSB信號和AM信號在傳統(tǒng)短波窄帶通信體制中都具有門限效應(yīng),因此具有較低的制度增益。相關(guān)的研究表明,以這三種調(diào)制方式的話音通信作為對象,通過噪音調(diào)頻干擾樣式對其進(jìn)行瞄準(zhǔn)干擾,只要具有稍大于信號功率的進(jìn)入接收機的干擾功率,就會對系統(tǒng)通信產(chǎn)生壓制作用。在輸入噪信比不斷增加的同時,窄帶數(shù)字通信系統(tǒng)的誤碼率也會變得越來越高,并且形成非常弱的抗干擾能力,特別容易被壓制。在綜合通信電子戰(zhàn)系統(tǒng)中有機地結(jié)合了干擾、測向和偵察設(shè)備,使得系統(tǒng)的干擾的有效性、時效性和功能等實現(xiàn)了極大的提升,因此其能夠嚴(yán)重地威脅到常規(guī)的窄帶通信。如果只是通過普通的窄帶通信體制內(nèi)的抗干擾技術(shù)無法充分地滿足抗干擾在現(xiàn)代電子戰(zhàn)環(huán)境下的相關(guān)需求,所以需要引進(jìn)突發(fā)通信、自適應(yīng)調(diào)零天線和擴頻通信等技術(shù)使其通信能力得以改善[3]。
2.1短波通信的擴展頻譜抗干擾
2.1.1直接序列擴頻抗干擾
直接序列擴頻通過高速偽噪聲碼在通信的發(fā)信端擴普調(diào)整發(fā)送的信息碼流,隨后實施射頻調(diào)制,這樣圍碼帶寬決定了傳輸中的信號帶寬,而且與原信息帶寬相比遠(yuǎn)遠(yuǎn)要大,通過本地載波在接收端混頻處理接收的射頻信號,隨后選擇與發(fā)送端相同的偽碼序列在中頻實施相關(guān)的解擴,采用原窄帶信號的方式對寬帶信號進(jìn)行還原,利用調(diào)解再生單元將信息數(shù)據(jù)恢復(fù)。這樣在熱噪聲和信道噪聲的基礎(chǔ)上,在進(jìn)行通信的時候就能夠利用很低的信號功率譜來實現(xiàn),在噪聲中淹沒信號,避免敵方發(fā)現(xiàn)信號。
2.1.2跳頻技術(shù)抗干擾
通信雙方或多方利用偽隨機跳頻圖案算法和相同同步算法的控制,在約定的頻率表中使射頻通過離散頻率增量的方式實現(xiàn)同步且偽隨機地跳變,這樣與原有的帶寬相比,跳變過程中的射頻具有更大的帶寬,所以就使得頻譜得到了有效地擴展。該技術(shù)的抗干擾能力非常強,目前已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在戰(zhàn)術(shù)通信當(dāng)中。
2.1.3跳時技術(shù)抗干擾
在時間域中對通信抗干擾技術(shù)的應(yīng)用就是跳時,所謂的跳時主要是指在時間軸上時發(fā)射信號進(jìn)行跳變,可以將時間軸劃分為不同的時片,由擴頻碼序列針對一幀內(nèi)哪個時片發(fā)射信號進(jìn)行控制。因為簡單的跳時具有較低的抗干擾性,所以很少對其進(jìn)行單獨使用。
2.2非擴頻類的通信抗干擾技術(shù)
2.2.1自適應(yīng)天線技術(shù)
自適應(yīng)天線面對來自不同方向的干擾可以對各單元上的相位分布和振幅等進(jìn)行調(diào)整,從而在干擾方向上使波瓣形成零點,避免或者降低短波通信受到的干擾信號的影響。如果在空間中干擾源在不斷地運動,這時候自適應(yīng)天線能夠?qū)⒉シ帕泓c的位置改變,有效地抑制干擾信號[4]。自適應(yīng)天線在面對寬帶的干擾信號時能夠在對應(yīng)的方向?qū)⒁环N較寬角度的凹口形成,從而更好地應(yīng)對寬頻帶干擾。
2.2.2分集技術(shù)
分集技術(shù)主要包括合并技術(shù)和分離技術(shù)兩種,利用分離、合并的方式能夠使接收端的信噪比得以提升,進(jìn)一步地獲得分集增益。在與多徑傳輸導(dǎo)致的時延和包絡(luò)衰落進(jìn)行對抗的時候,分集技術(shù)具有十分明顯的作用,目前被廣泛地應(yīng)用在了很多散射通信設(shè)備中。
2.2.3軟件無線電技術(shù)
在同一硬件平臺上通過現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)和現(xiàn)場可編程器件進(jìn)行調(diào)制/解調(diào)、編碼/解碼,從而能夠以現(xiàn)場的環(huán)境為根據(jù)將合理的通信體質(zhì)選擇出來,有效地保障通信的安全性和順暢性,這就是所謂的軟件無線電技術(shù)。在微電子技術(shù)不斷發(fā)展的今天,隨著短波器件和可控微波等技術(shù)的出現(xiàn),使得軟件無線電技術(shù)具有了越來越廣闊的發(fā)展空間。
軍事通信在信息化條件下在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中具有越來越重要的作用,而且對抗干擾和通信干擾的要求也變得越來越高。在戰(zhàn)時通信中短波通信具有十分重要的作用,所以如何能夠全面的提升通信抗干擾能力,全面地強化短波通信在戰(zhàn)時的通信質(zhì)量,確保能夠安全、準(zhǔn)確地傳輸信息,已經(jīng)變成了未來信息化戰(zhàn)爭中使我軍獲得制信息權(quán)和戰(zhàn)場主動權(quán)的有效途徑。
[1]范志群.干擾短波通信的自然環(huán)境因素[J].中國新通信.2014(01).
[2]崔遙.淺談短波通信面臨的威脅和對策[J].黑龍江科技信息.2013(33).
[3]李青峰,李鐵生,時瑞.航空短波通信網(wǎng)短波通信鏈的構(gòu)建分析[J].黑龍江科技信息.2015(10).
[4]徐池,張海勇,任重,黃曉飛.短波通信場強預(yù)測及決策支持模型研究[J].通信對抗.2011(04).