聯(lián)合作戰(zhàn)下數(shù)據(jù)鏈電子防御技術(shù)發(fā)展分析

李光輝

（中國電子科技集團公司第二十研究所，西安 710068）

0 引言

聯(lián)合作戰(zhàn)是指兩個以上軍兵種或兩支以上軍隊的作戰(zhàn)力量，在聯(lián)合指揮機構(gòu)統(tǒng)一指揮下共同實施的作戰(zhàn)，主要包括三個方面的內(nèi)容：一是在力量構(gòu)成上多元化，通常由兩個以上軍種或兩支以上作戰(zhàn)力量構(gòu)成；二是在指揮上集中統(tǒng)一，通常由聯(lián)合指揮機構(gòu)統(tǒng)一指揮；三是在行動上強調(diào)整體聯(lián)動。

現(xiàn)代聯(lián)合作戰(zhàn)是信息化條件下聯(lián)合作戰(zhàn)，包含陸、海、空、天、電多維空間，作戰(zhàn)單元種類多、數(shù)量大，信息聯(lián)合是實現(xiàn)諸軍兵種協(xié)調(diào)聯(lián)動的必然手段，因此，奪取信息控制權(quán)將是現(xiàn)代和未來戰(zhàn)爭的核心[1][2]。

數(shù)據(jù)鏈是以“信息流”為中心，采用標準化的信息編碼和消息格式、高效的組網(wǎng)和傳輸交換協(xié)議、保密抗干擾的數(shù)字信道，將分布于不同平臺的指控單元、武器單元、傳感器單元作為網(wǎng)絡中的節(jié)點緊密交鏈，集信息獲取、信息處理、信息分發(fā)與共享、信息應用橫向一體化，是形成信息優(yōu)勢與決策優(yōu)勢的核心手段，成為了敵方電子干擾、電子截獲和電子侵入的主要對象，因此，如何增強數(shù)據(jù)鏈的電子防御能力已成為作戰(zhàn)信息系統(tǒng)發(fā)展的核心問題之一。目前，數(shù)據(jù)鏈電子防御是用于保障己方數(shù)據(jù)鏈設備與設施不受敵方干擾、壓制和摧毀，主要體現(xiàn)在電子技術(shù)手段和網(wǎng)絡化協(xié)同方式兩個方面。

圖1 數(shù)據(jù)鏈應用示意圖

1 電子技術(shù)手段

隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，戰(zhàn)場電磁環(huán)境變得愈加復雜，電子防御需求更加迫切，數(shù)據(jù)鏈需進一步借助電子技術(shù)手段來提升其電子防御能力。

1.1 抗干擾波形

目前，數(shù)據(jù)鏈主要是使用無線傳播的手段實現(xiàn)信息的交互，面臨著敵方利用電磁能量限制、剝奪、減弱己方作戰(zhàn)能力的威脅，抗干擾波形體制的設計使用是各方普遍使用的最基本防御方式。

Link-16數(shù)據(jù)鏈波形是被美國海軍、空軍、陸軍、聯(lián)合部隊和北約部隊廣泛采用的一種大容量、保密、抗干擾的波形[3]，采用先進 RS分組級聯(lián)碼和交織技術(shù)，具有較強糾檢錯能力；支持CCSK擴頻，大幅降低波形解調(diào)信噪比，具有很強的信號隱蔽性；支持76923跳/s的跳頻速率，可以有效對抗跟蹤式干擾；采用數(shù)據(jù)和波形多級加密方式，使得交互信息的具有很強的抗提取特性，因此，Link-16數(shù)據(jù)鏈波形設計思想成為了各方爭先效仿的對象。

然而，隨著電子干擾、電子截獲和電子提取技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)鏈抗干擾波形的演進也在加速。美軍TTNT武器協(xié)同數(shù)據(jù)鏈采用了先進高效的Turbo碼，獲取了較大的編碼增益，降低了波形信號的檢測信噪比，具有較大的干擾容限。另外，民用、衛(wèi)星通信的LDPC碼、CPM調(diào)制等先進技術(shù)也在逐漸被引入到軍用數(shù)據(jù)鏈波形體制，用于提升數(shù)據(jù)鏈電子防御能力。

1.2 干擾抑制

數(shù)據(jù)鏈收到的干擾主要分為兩種：敵方蓄意干擾和己方同頻干擾，均可以通過干擾規(guī)避和干擾消除的方法來抑制數(shù)據(jù)鏈信號接收的干擾，保障數(shù)據(jù)鏈信息的可靠交互。

近年來，電磁頻譜資源變得愈發(fā)緊張，為了提升頻譜利用率，認知無線電技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，特別是在民用通信領(lǐng)域[4]。認知無線電技術(shù)建立在對電磁頻譜的偵察認知基礎上，在軍事數(shù)據(jù)鏈領(lǐng)域，更多地被用于對電子干擾的認知和規(guī)避，通過建立統(tǒng)一的電磁感知態(tài)勢來實現(xiàn)敵方電子干擾的頻域規(guī)避消除和降低己方信號的頻率碰撞概率[5]。

美國國防預先研究計劃局（DARPA）提出的XG項目技術(shù)，以認知無線電技術(shù)為核心，實現(xiàn)最大限度的時域、頻域和空域等信息的利用。自適應調(diào)零天線已被美軍應用于通信系統(tǒng)，通過對敵方干擾電磁頻譜的偵察認知，己方平臺信號接收過程對干擾源方向形成零陷角度，大幅抑制敵方干擾，從而保證了己方數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)目煽啃?。干擾對消技術(shù)在對干擾信號特征進行分析提取的基礎上，消除進入數(shù)據(jù)鏈接收機的干擾，從而保證了正常的通信過程，美軍EA-18G電子戰(zhàn)飛機施放電子干擾的同時進行通信的能力就是干擾對消技術(shù)在數(shù)據(jù)鏈領(lǐng)域的最典型例子，開啟了現(xiàn)代戰(zhàn)爭的新思路。

最近，認知無線電的思想被從頻域認知進一步擴充到空域和碼域的認知，其中空域認知技術(shù)已有了很大突破，能夠建立統(tǒng)一的空域干擾態(tài)勢，通過采用定向窄波束協(xié)同傳輸?shù)姆绞綄崿F(xiàn)了空域干擾規(guī)避。碼域干擾規(guī)避由于認知復雜度和破譯能力的限制，目前還停留在理論研究階段。在頻域和空域資源日漸緊張的情況下，碼域干擾規(guī)避也將是未來電子防御發(fā)展的一個重要方向。

1.3 信號增強

影響數(shù)據(jù)鏈誤碼性能的最關(guān)鍵指標為接收信干噪比，在敵方靈巧式精準干擾時，信號增強手段將是提高己方接收信干噪比的最有效手段。

俄羅斯先后研制了兩代抗強干擾指揮引導數(shù)據(jù)鏈：彩虹 SPK-75和彩虹-SVPK。彩虹地空數(shù)據(jù)鏈抗強干擾的措施是提高發(fā)射功率（脈沖功率達到兆瓦級），提高天線增益（達到數(shù)十分貝），大幅提升了數(shù)據(jù)鏈接收端的信干噪比，從而保證了數(shù)據(jù)鏈抗強干擾的電子防御能力。

有源相控陣天線技術(shù)使得通過信號增強方式提升數(shù)據(jù)鏈電子防御能力的思想得到了實現(xiàn)，結(jié)合智能功率控制技術(shù)，定向波束在信號增強提升電子防御能力的同時，定向窄波束和戰(zhàn)區(qū)功率控制也極大地降低了數(shù)據(jù)鏈信號被檢測和截獲的概率。據(jù)美國《航空周刊與航天技術(shù)》報道：F/A-22平臺已經(jīng)完成了機載有源相控陣雷達實現(xiàn)寬帶通信功能的演示驗證工作，以雷達通信一體化的方式推動了有源相控陣天線在通信領(lǐng)域的應用。

圖2 雷達通信一體化應用

1.4 新概念技術(shù)

無線光通信技術(shù)具有極窄的傳輸光徑和隱蔽性，抗干擾性能也非常好，是未來數(shù)據(jù)鏈取得更強電子防御的能力的一種新手段。

量子通信技術(shù)具有量子特性，能夠使得數(shù)據(jù)鏈信號具有非常好的安全性，在數(shù)據(jù)鏈領(lǐng)域具有很好的應用前景。

2 網(wǎng)絡化協(xié)同方式

美軍于20世紀90年代率先提出了“網(wǎng)絡中心戰(zhàn)”概念，定義了聯(lián)合規(guī)劃網(wǎng)、聯(lián)合數(shù)據(jù)網(wǎng)和聯(lián)合復合跟蹤網(wǎng)。聯(lián)合計劃網(wǎng)是以美軍的全球指揮控制系統(tǒng)（GCCS）中的非實時網(wǎng)絡為基礎構(gòu)建的高級指揮控制網(wǎng)絡[6]，用以支持戰(zhàn)略級作戰(zhàn)計劃和情報分發(fā)；聯(lián)合數(shù)據(jù)網(wǎng)是一種基于Link-16數(shù)據(jù)鏈的近實時網(wǎng)絡，用于提供態(tài)勢感知和武器協(xié)同信息；聯(lián)合復合跟蹤網(wǎng)是一個概念上的傳感器網(wǎng)絡，通過數(shù)據(jù)鏈將戰(zhàn)區(qū)內(nèi)的所有傳感器鏈接成網(wǎng)絡，在網(wǎng)絡成員之間實時地傳輸、共享精確的傳感器數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)鏈作為網(wǎng)絡中心戰(zhàn)中實時互聯(lián)各作戰(zhàn)單元的最重要手段，從網(wǎng)絡化防御角度分析，分布式、無中心組網(wǎng)是提升網(wǎng)絡防御能力必然手段。典型例子為Link-16數(shù)據(jù)鏈，網(wǎng)絡中不存在中心節(jié)點，采用時分多址接入方式，根據(jù)作戰(zhàn)單元特性和作戰(zhàn)任務的不同，對時域資源和頻域資源進行分配，通過網(wǎng)絡平臺協(xié)同完成作戰(zhàn)行動。無論是硬摧毀還是軟殺傷，網(wǎng)絡中任何一個節(jié)點的損毀不會造成整個網(wǎng)絡的癱瘓，保證了數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡具有很強的抗毀性。網(wǎng)絡安全加密和認證技術(shù)的運用能夠有效防止敵方以信息侵入為主的“軟干擾方式”，提升了數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡的防侵入性。

隨著信息化條件下戰(zhàn)爭節(jié)奏的加快和不確定性增多，為了提升數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡化防御能力和作戰(zhàn)力量的機動性，數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡在分布式無中心組網(wǎng)方式的基礎上也將向智能化自組織方向發(fā)展。Link-16數(shù)據(jù)鏈采用時隙二次分配的方式組建動態(tài)網(wǎng)絡，一定程度上允許作戰(zhàn)單元隨遇接入、快速動態(tài)調(diào)整以及自組織數(shù)據(jù)鏈交互網(wǎng)絡。然而，隨著戰(zhàn)場局勢的瞬息萬變，數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡緊密鉸鏈聯(lián)合作戰(zhàn)任務的指控單元、武器單元、傳感器單元，對于敵方威脅能夠及時構(gòu)建自組織網(wǎng)絡，如自適應傳輸鏈路選擇等方式，進行網(wǎng)絡智能輔助決策，協(xié)助決策人員快速建立應對方式，提高應機反應速度，盡可能降低網(wǎng)絡損失，從而在整體上提升了數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡的電子防御能力。

3 結(jié)束語

以體系對抗為核心的“信息中心戰(zhàn)”將在未來戰(zhàn)爭處于主導地位，信息控制力將成為決定戰(zhàn)爭勝敗的關(guān)鍵，數(shù)據(jù)鏈作為最關(guān)鍵的作戰(zhàn)信息交互手段，其電子防御能力的提升將是奪取信息控制力的關(guān)鍵之一。

面對新形勢下敵方電子干擾威脅和爭奪信息控制力的激烈角逐，數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的發(fā)展應以電子防御的需求為牽引，積極研究探索新的電子技術(shù)手段，通過技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)應用來推動數(shù)據(jù)鏈波形體制抗干擾能力的提升，從而保證復雜戰(zhàn)場環(huán)境下作戰(zhàn)信息的可靠傳輸與應用；同時以“平臺中心戰(zhàn)”向“網(wǎng)絡中心戰(zhàn)”的轉(zhuǎn)變?yōu)楸尘?，充分利用不同種類、不同層次、不同領(lǐng)域作戰(zhàn)要素的優(yōu)勢特點，提升高強度對抗下數(shù)據(jù)鏈信息交互網(wǎng)絡的頑存性和作戰(zhàn)效能的發(fā)揮，形成基于信息系統(tǒng)的體系優(yōu)勢和作戰(zhàn)優(yōu)勢。

[1]徐小巖.信息作戰(zhàn)學[M].北京:解放軍出版社,2002.

[2]蔣盤林.從傳統(tǒng)電子戰(zhàn)走向信息戰(zhàn)——電子戰(zhàn)發(fā)展簡史及信息戰(zhàn)的定義與內(nèi)涵[J],電子對抗技術(shù),2005(4).

[3]梅文華,蔡善法.JTIDS/Link 16數(shù)據(jù)鏈[M].北京:國防工業(yè)出版社.2007.

[4]李艷春,淺談認知無線電的關(guān)鍵技術(shù)[J].計算機與網(wǎng)絡,2009,18:202-203.

[5]趙陸文,周志杰,繆志敏等.淺析認知無線電在軍事通信中的應用[J].無線通信技術(shù),2007(4):31-35.

[6]梁炎.美國海軍 GCCS-M 及其發(fā)展[J].艦船電子工程,2004(4):23-26.