杜子亮，王英民

(西北工業(yè)大學(xué) 航海學(xué)院，西安 710072)

0 引 言

在以信息化和網(wǎng)絡(luò)中心化為核心的現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，軍用無線通信能夠高效、穩(wěn)定、可靠地分發(fā)與共享情報、態(tài)勢、指控、協(xié)同等信息。將戰(zhàn)場上的不同平臺聯(lián)通為一個作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)體系作戰(zhàn)，對于制信息權(quán)的奪取具有重要意義。然而，戰(zhàn)場電磁環(huán)境日益復(fù)雜和嚴(yán)峻，干擾技術(shù)越來越自動化、智能化和多維化。如果己方通信系統(tǒng)沒有很強的抗干擾能力，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中極易被壓制，難以或無法進行信息傳輸。本文就軍用無線通信干擾和抗干擾技術(shù)開展分析研究。

1 軍用無線通信系統(tǒng)

軍用通信系統(tǒng)能夠有效保證信息傳遞的安全,其有效性主要表現(xiàn)在干擾與抗干擾技術(shù)的強弱上，要具有較強的通信信號偵收、識別、處理、干擾能力，還要能保證己方通信信號能應(yīng)對敵復(fù)雜多變的干擾樣式。這是當(dāng)前信息化戰(zhàn)場對軍用無線通信系統(tǒng)的客觀要求。軍用無線通信系統(tǒng)能夠保證信號穩(wěn)定，持續(xù)、安全、穩(wěn)定地為部隊作戰(zhàn)提供通信支撐，不斷深化通信技術(shù)創(chuàng)新研究，在干擾和抗干擾的技術(shù)體制上領(lǐng)先才能在未來不斷變化的信息化戰(zhàn)場新形勢中生存下來。

2 軍用無線通信干擾和抗干擾的重要意義

軍用無線通信技術(shù)是在特定的條件下所形成的具有特殊能力的一種技術(shù)，與民用通信相比技術(shù)性和專業(yè)性明顯增強。軍用無線通信是應(yīng)用在作戰(zhàn)的環(huán)境中，客觀要求其必須具有較強的保密性才能夠保證通信的安全性。由于軍用通信技術(shù)的發(fā)展較為迅速，加之范圍較廣，所以針對軍用通信形成多種相關(guān)技術(shù)，主要有通信干擾技術(shù)與抗干擾技術(shù)。干擾技術(shù)可以劃分為跟蹤式干擾和阻塞式干擾，而抗干擾技術(shù)一般分為跳頻反干擾和擴頻反干擾。軍用通信對抗偵察、抗截獲的研究主要是由于軍用通訊技術(shù)在軍事活動中需要隱蔽作戰(zhàn)企圖，提升軍事作戰(zhàn)的隱蔽性和突然性，顯著增強作戰(zhàn)能力。從對抗角度來看，強化通信干擾技術(shù)能保證對敵通信的壓制干擾，降低敵方作戰(zhàn)能力。提高通信抗干擾技術(shù)才能在作戰(zhàn)的過程中防止因技術(shù)不夠嚴(yán)謹(jǐn)造成的信息泄露的問題。

3 軍用無線通信干擾技術(shù)的分析

軍用無線通信干擾技術(shù)主要分為跟蹤式干擾和阻塞式干擾。采用通信偵查技術(shù)能夠測量對手的通信信號，與對手的通信頻率保持一致，從而起到干擾作用。通信干擾技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上能夠破壞敵方信息傳輸，擾亂其正常指揮。

3.1 跟蹤式干擾

跟蹤式干擾在進行偵測敵方通信信號基礎(chǔ)上發(fā)射與對手通信頻率相同的信號，對其造成干擾。如果干擾信號足夠強，在一定程度上能夠與對手的信號頻率相重合，最終實現(xiàn)信號全面覆蓋。為此，軍事上采用跳頻干擾技術(shù)具有一定的重要作用，能夠降低對通信系統(tǒng)的干擾。跟蹤式干擾技術(shù)分為3種類型，即波形、引導(dǎo)和轉(zhuǎn)發(fā)，其中最為常用的是引導(dǎo)式追蹤干擾。引導(dǎo)式追蹤干擾在使用時較為簡單，只需要對外部信號頻率進行偵測，同時還要保證偵測的頻率，要保證信號信息的及時性才能對出現(xiàn)的外部信息頻率進行干擾。采用引導(dǎo)式追蹤的主要優(yōu)點是無需再利用將跳頻圖對敵方信號頻率進行破解。雖然干擾方式簡單，但需要進行實時檢測，同時還要保證干擾的頻率與外部出現(xiàn)的信號頻率的跳頻點一致，才能實現(xiàn)干擾。這就需要軍事干擾工作人員具有較強的反應(yīng)能力。波形跟蹤干擾技術(shù)就是利用跳頻圖案，通過對圖案的破解才能對外部出現(xiàn)的信號頻率進行干擾，最終達到干擾敵方通信目的。

3.2 阻塞式干擾

阻塞式干擾主要通過對敵方通信信號進行全頻段覆蓋，發(fā)射干擾信號。這種干擾方式在一定程度上具有較大的優(yōu)勢。在無法準(zhǔn)確得知外部信號頻率的跳頻規(guī)律時可以采用阻塞干擾，實現(xiàn)外部頻率信號干擾目的。阻塞式干擾在使用的過程中可以分為多種類型，其中最為常用的是寬帶阻塞干擾。同時，還要根據(jù)實際情況對于外部信號的干擾選擇適合的干擾技術(shù)。在對信號頻率進行偵測的基礎(chǔ)上，還可以運用兩種或者多種以上的干擾技術(shù)才能夠進一步提高對敵方通信信號的阻礙作用。

4 軍用無線通信主要抗干擾技術(shù)

4.1 跳頻抗干擾技術(shù)

4.1.1 抗跟蹤式干擾

(1) 提高跳頻組網(wǎng)及戰(zhàn)術(shù)使用能力

跳頻組網(wǎng)有兩個主要作用：① 可以提高跳頻通信的反偵察能力。通過正確的跳頻組網(wǎng)方式，干擾方難以將時頻交錯的跳頻頻率集與各跳頻子網(wǎng)的跳頻圖案進行對比分析，可以有效地提高敵方破譯我方跳頻圖案的難度，從而提高跳頻通信的抗跟蹤干擾的能力；② 提高跳頻組網(wǎng)的路由中繼能力。當(dāng)干擾方對我方某一條或幾條通信鏈路實施干擾時，利用跳頻組網(wǎng)的路由中繼功能選擇其他可用鏈路進行通信。除了正確組網(wǎng)運用以外，還有一些戰(zhàn)術(shù)運用手段，如跳頻佯動、頻率優(yōu)化設(shè)置等。

(2) 跳頻速率或變速跳頻

當(dāng)跳頻圖案已被敵方破譯獲取的情況下，仍想保持跳頻通信的抗干擾特性就只能在速度域與干擾方進行對抗了，即降低跳頻駐留時間，提高跳頻速率。當(dāng)跳頻速率高于敵方跟蹤干擾機的最高速度時，就可以有效地抵抗敵方跟蹤式干擾，此時的跳速定義為安全跳速。跳頻速率越高，抗跟蹤式干擾的能力就越強，尤其對于點對點的跳頻通信系統(tǒng)，其跳頻速率若低于安全跳速則會被敵方實施跟蹤式干擾。另外，可以采用變速率跳頻策略，這同樣可以抵抗敵方跟蹤式干擾，即跳頻頻點的駐留時間隨時間推移呈非線性偽隨機變化。這樣可以有效地提高敵方偵察破譯跳頻圖案的難度，使敵方無法進行波形跟蹤式干擾。

(3) 提高跳頻圖案的技術(shù)性能和使用水平

這是一種對抗雙方在圖案域的較量，主要是針對波形跟蹤時干擾而言的。從技術(shù)上，要求跳頻圖案算法復(fù)雜度高、重復(fù)周期長、無小周期循環(huán)、隨機性和均勻性好，并具有寬間隔跳頻能力和多組不同的算法，以及具有算法和跳頻密鑰靈活應(yīng)用的能力。從使用上，首先要正確設(shè)置、運用和區(qū)分訓(xùn)練跳頻圖案和作戰(zhàn)跳頻圖案，并且作戰(zhàn)跳頻圖案應(yīng)采用多種算法。另外，使用者應(yīng)能根據(jù)不同跳頻設(shè)備的跳頻組網(wǎng)要求和作戰(zhàn)任務(wù)，以及不同的作戰(zhàn)合理分配和使用作戰(zhàn)跳頻圖案及跳頻密鑰，并且能根據(jù)戰(zhàn)場電磁干擾情況實時更換，以增大敵方戰(zhàn)時破譯跳頻圖案的難度。

4.1.2 抗阻塞式干擾

(1) 空閑信道搜索技術(shù)

空閑信道搜索技術(shù)的基本原理是在通信之前對待用頻率進行頻段掃描，檢測各跳頻頻點上是否存在干擾，如無干擾則保留使用該頻點，如檢測有干擾則將該頻點剔除。將檢測過的頻段組成新的無干擾或干擾較小的跳頻頻率集，通信雙方在新頻率集上進行跳頻通信。當(dāng)阻塞式干擾使得系統(tǒng)無法正常工作時，跳頻通信系統(tǒng)將重新進行空閑信道搜索，重復(fù)之前的過程，尋找干擾較小的頻率子集進行通信。

(2) 實時頻率自適應(yīng)跳頻技術(shù)

在跳頻處理增益一定的條件下，干擾容限一般在頻率集的三分之一左右，導(dǎo)致了敵方可實現(xiàn)“三分之一頻率數(shù)”干擾策略。這是目前制約常規(guī)跳頻抗阻塞干擾能力的重要瓶頸。實時頻率自適應(yīng)技術(shù)是在通信過程中實時偵察通信頻率的被干擾情況，實時刪除被干擾的跳頻頻點，保持通信雙方在無干擾的頻率子集內(nèi)進行跳頻通信。實時頻率自適應(yīng)技術(shù)主要用于跳頻通信過程中進行抗干擾躲避，而空閑信道搜索技術(shù)是在通信前將干擾頻率剔除，保持通信頻率子集無干擾。若將兩種技術(shù)相結(jié)合，會使系統(tǒng)具有更好的抗阻塞式干擾的性能。

(3) 頻域、時域二維處理技術(shù)

阻塞式干擾在時域、頻域上都是固定的，或在一段時間內(nèi)是固定的。實際中，還存在頻域上的固定、時域上的不固定或時域上固定、頻域上不固定或時域、頻域都不固定的阻塞式干擾，即動態(tài)阻塞干擾，比如敵方的掃描式阻塞干擾和隨機跳頻碰撞阻塞干擾等。僅靠頻域一維處理已力不從心了，應(yīng)考慮在頻域、時域二維空間上進行聯(lián)合檢測和處理。不僅在頻域上檢測干擾信號特性以及作相應(yīng)的處理，還要檢測干擾信號存在的時間信息，以提供準(zhǔn)確的干擾信息。實際上，這是一種通信方的電子支援措施。若將這種技術(shù)與實時頻率自適應(yīng)跳頻技術(shù)相結(jié)合，可以較好地抵抗通信過程中的動態(tài)阻塞干擾，并且可以把固定阻塞式干擾視為動態(tài)阻塞式干擾的一種特殊情況。

(4) 自動更換頻率表技術(shù)

當(dāng)跳頻通信系統(tǒng)被敵方阻塞式干擾影響到僅剩極少的頻率可用時，跳頻通信系統(tǒng)的通信能力已經(jīng)達到了崩潰的邊緣，此時應(yīng)該采取自動更換頻率表技術(shù)，以提高跳頻通信系統(tǒng)的生存能力。其基本原理是根據(jù)頻率資源的可用情況，在當(dāng)前跳頻頻率表被嚴(yán)重干擾時，通信雙方自動切換到同一張新的跳頻頻率表上繼續(xù)進行通信。實際上，這種方法是實時頻率自適應(yīng)技術(shù)的一種延伸擴展，在具體工程實踐中需要考慮以下問題：① 設(shè)定合適的切換門限，即只有在跳頻系統(tǒng)達到崩潰極限時才進行頻率表切換；② 同步切換，為保證通信雙方的通信不中斷，需要進行同步切換。

4.2 擴頻抗干擾技術(shù)

4.2.1 抗非相關(guān)干擾

(1) 自適應(yīng)窄帶濾波、陷波

在實際工程中，帶內(nèi)的非相關(guān)窄帶干擾有時是固定的、有時是隨時間變化的。為此，需要在接收機前端擴展的頻段內(nèi)對窄帶干擾實現(xiàn)實時的自適應(yīng)濾波。由于此時通信信號頻譜寬于干擾信號，對帶內(nèi)干擾的濾除實際上表現(xiàn)為對干擾的陷波。為了達到這一目的需要解決3方面的技術(shù)問題：一是濾波器帶內(nèi)的陷波頻點要隨著干擾頻點的變化而變化，而且要有濾除多個干擾頻點的能力；二是要求濾波器在干擾頻點處有陡直的陷波特性，以減少有用信號能量的損失；三是如何對帶內(nèi)的干擾快速掃描，此時需要自適應(yīng)濾波器具有更快的反應(yīng)能力。

(2) 抗寬帶非相關(guān)干擾技術(shù)

對于寬帶非相關(guān)干擾，自適應(yīng)窄帶濾波就很難發(fā)揮作用，如果使用多個窄帶濾波器拼接，會損失較多的信號能量?？梢圆扇∫韵麓胧孩?限幅措施，以對付干擾功率較大的寬帶非相關(guān)干擾，降低干擾的幅度，防止擴頻接收機被推向飽和；② 適當(dāng)降低信息速率和增大擴頻處理增益，利用增加信息比特的能量和擴頻系統(tǒng)對非相關(guān)干擾的“反擴頻”作用，減少干擾的影響；③ 增大功率硬抗，以提高擴頻接收機的接收信干比。

4.2.2 抗相關(guān)干擾

(1) 采用變碼擴頻策略

實現(xiàn)擴頻相關(guān)干擾的前提是對擴頻信號的有效偵察，而目前對擴頻信號的偵察體制基本上是建立在時間累積的基礎(chǔ)上的。所以，擴頻抗相關(guān)干擾的前提是有效的反偵察，其切入點是盡可能縮短單次連續(xù)通信的時間，使偵察方無法通過時間累積的方法提高偵察接收機的輸出信噪比。為此，采用變碼擴頻的策略，可以打破偵察方基于時間累積的偵察體制，即在通信過程中擴頻碼型能夠按照某種規(guī)律自動變換，甚至碼型跳變，以增加碼型識別的難度。

國外研究人員從不同角度提出了另一種跳碼方式，稱之為自編碼擴頻。其基本原理是利用前n個信碼比特作為第n+1個信碼的擴頻碼來進行擴頻調(diào)制，利用信息碼流的隨機性保證擴頻碼的隨機性，并且每隔一個信息碼元改變一次偽碼。進一步的分析表明，盡管這種技術(shù)具有明顯的優(yōu)越性，但還存在一些需要研究和解決的問題。

(2) 其他抗相關(guān)干擾措施

針對擴頻相關(guān)干擾的特點，還有其他一些措施可以采用，主要有：① 適當(dāng)增加碼長及處理增益。無論是固定偽碼擴頻還是跳碼擴頻，增加碼長都有利于增加碼型被識別的難度。② 提高偽碼的自相關(guān)性，降低偽碼的互相關(guān)性。提高擴頻偽碼的自相關(guān)性，一方面可以使得敵方在偵察時很難找到與之匹配的碼字；另一方面敵方在進行相關(guān)干擾時，只要碼字自相關(guān)特性有一點偏離，則擴頻通信接收機即可將干擾信號作為非相關(guān)信號進行擴展處理，相關(guān)干擾效果大大下降。③ 加大功率硬抗。在敵我雙方裝備技術(shù)性能一定的條件下，加大功率硬抗是所能采取的最后措施。

5 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)代戰(zhàn)爭已經(jīng)由單平臺的機械對抗轉(zhuǎn)變?yōu)橐跃W(wǎng)絡(luò)為中心的信息對抗。無線通信干擾技術(shù)與抗干擾技術(shù)是交戰(zhàn)雙方互相博弈的一對關(guān)鍵要素，取得通信時信息的重要組成部分就意味著掌握了戰(zhàn)場的主動權(quán)。如何在戰(zhàn)時復(fù)雜的電磁環(huán)境下保證軍用無線通信系統(tǒng)的工作效能已經(jīng)成為了決定戰(zhàn)爭勝負(fù)的關(guān)鍵因素之一。軍事行動中進一步加強偵察與反偵察的能力，綜合運用干擾和抗干擾方法才能夠保證軍用無線通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。