趙莉
摘要:短波通信在復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境下不可避免地會(huì)受到多種干擾,采取有效的通信抗干擾戰(zhàn)術(shù),是增強(qiáng)短波通信裝備和系統(tǒng)可通率的有效途徑。本文對(duì)當(dāng)前短波通信抗干擾技術(shù)及戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用進(jìn)行了分析,展望了短波抗干擾通信的發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:短波通信;抗干擾技術(shù);戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用
中圖分類(lèi)號(hào):TN97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2017)05-0020-02
隨著短波通信干擾技術(shù)與裝備的快速發(fā)展,以及戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境日趨復(fù)雜,短波通信必須具備抗干擾這種“硬功夫”,才能實(shí)現(xiàn)有效的通信保障。而加強(qiáng)短波通信抗干擾戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用的研究,是提高復(fù)雜電磁環(huán)境下短波通信抗干擾能力的重要途徑。
1 短波抗干擾通信技術(shù)
在軍事通信中,一旦高度依賴(lài)的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)遭到攻擊、毀滅,指揮通信就會(huì)陷入癱瘓。短波通信因發(fā)射功率小,傳輸距離遠(yuǎn),建設(shè)迅速,便于機(jī)動(dòng),在軍事通信中具有重要地位。但在短波通信過(guò)程中,會(huì)受到不同形式的干擾,這些干擾主要包括大氣噪聲、工業(yè)干擾、電臺(tái)干擾和人為干擾等等。為了應(yīng)對(duì)干擾,許多國(guó)家都非常重視抗干擾通信的發(fā)展,都投入大量人力、物力、財(cái)力進(jìn)行通信抗干擾技術(shù)的研究。
短波抗干擾通信可以從時(shí)域、頻域、功率域、空間域、速度域甚至變換域等多個(gè)方面出發(fā),實(shí)現(xiàn)多維空間的抗干擾。抗干擾技術(shù)主要分為兩大類(lèi):擴(kuò)頻類(lèi)的通信抗干擾技術(shù)和非擴(kuò)頻類(lèi)的通信抗干擾技術(shù)。
1.1 擴(kuò)頻類(lèi)的通信抗干擾技術(shù)
擴(kuò)頻類(lèi)的通信抗干擾技術(shù)主要是在頻域上通過(guò)擴(kuò)展通信占用帶寬,降低信號(hào)射頻發(fā)送功率來(lái)增強(qiáng)通信系統(tǒng)的抗干擾能力。主要包括:直接序列擴(kuò)頻技術(shù)(DS)、跳頻技術(shù)(FH)、跳時(shí)(TH)以及混合擴(kuò)頻技術(shù)。
直接序列擴(kuò)頻的主要原理是在發(fā)信端用高速偽噪聲碼對(duì)信息進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制,實(shí)現(xiàn)用很低的信號(hào)功率頻譜進(jìn)行通信,從而使信號(hào)淹沒(méi)在噪聲中,具有較強(qiáng)的隱蔽性。
常規(guī)的跳頻通信是指通信雙方或多方在相同的偽隨機(jī)跳頻圖案算法的控制下,射頻偽隨機(jī)且同步地跳變,跳變所覆蓋的射頻帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原信息帶寬,因而擴(kuò)展了頻譜。這種技術(shù)具有較強(qiáng)的抗干擾能力,已在戰(zhàn)術(shù)通信中得到廣泛的應(yīng)用。
跳時(shí)是通信抗干擾技術(shù)在時(shí)域的應(yīng)用,其與跳頻相似,是使射頻在時(shí)間軸上跳變。時(shí)間軸分為許多時(shí)片,在一幀內(nèi)哪個(gè)時(shí)片發(fā)射信號(hào),由擴(kuò)頻碼序列去控制。由于簡(jiǎn)單的跳時(shí)抗干擾性不強(qiáng),很少單獨(dú)使用。
混合式擴(kuò)頻系統(tǒng)是在直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加頻率跳變或跳時(shí)的功能。當(dāng)電磁環(huán)境異常惡劣時(shí),單獨(dú)一種擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)難以滿(mǎn)足要求,而采用混合式擴(kuò)頻系統(tǒng)既能滿(mǎn)足指標(biāo)要求,又易于實(shí)現(xiàn)。
1.2 非擴(kuò)頻類(lèi)的通信抗干擾技術(shù)
非擴(kuò)頻通信技術(shù)主要是在空域、時(shí)域和編碼空間探索常規(guī)通信體制的抗干擾技術(shù)。主要包括:自適應(yīng)天線技術(shù)、猝發(fā)通信技術(shù)、糾錯(cuò)編碼和交織編碼以及軟件無(wú)線電技術(shù)等。
自適應(yīng)天線技術(shù)是指對(duì)于空間不同方向來(lái)的各種干擾,自適應(yīng)天線可以通過(guò)調(diào)整其各單元上的振幅和相位分布,使波瓣在這些干擾方向上形成零點(diǎn),從而減小或避免干擾信號(hào)的影響。如果干擾源在空間不斷運(yùn)動(dòng),自適應(yīng)天線則可以相應(yīng)改變波瓣零點(diǎn)的位置,繼續(xù)對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行抑制。
所謂猝發(fā)通信技術(shù)是先將信息存儲(chǔ)起來(lái),然后在某一瞬間以正常速率的10~100倍或更高速率猝發(fā)。一方面可使用較大的脈沖功率來(lái)抵御人為干擾,另一方面由于發(fā)射時(shí)間的隨機(jī)性和短暫性使偵收概率大大降低。
糾錯(cuò)編碼能糾正因受干擾而產(chǎn)生的隨機(jī)錯(cuò)誤,交織編碼能對(duì)抗衰落和干擾引起的突發(fā)錯(cuò)誤。一般說(shuō)交織的作用是打散突發(fā)錯(cuò)誤,使之變?yōu)殡S機(jī)錯(cuò)誤,然后再通過(guò)糾錯(cuò)編碼糾正這些隨機(jī)錯(cuò)誤。采用數(shù)字技術(shù)和糾錯(cuò)編碼技術(shù)在一定程度上可提高抗干擾性。
軟件無(wú)線電是指利用現(xiàn)場(chǎng)可編程器件和現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù),在同一硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)多種的編/解碼、調(diào)制/解調(diào)方式,能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境選擇恰當(dāng)?shù)耐ㄐ朋w制,為通信提供有效的保障。
2 短波抗干擾通信戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用
在通信對(duì)抗領(lǐng)域中,涉及到偵察與反偵察、干擾與反干擾、技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)等多個(gè)方面,就短波通信抗干擾而言,不僅要提高裝備技術(shù)水平,還要注重研究戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用策略,以正確的戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用策略來(lái)提高通信裝備的戰(zhàn)斗力。通過(guò)研究總結(jié),短波抗干擾通信的戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用策略主要有以下幾點(diǎn):
(1)以“全”抗擾,提高戰(zhàn)前反偵察和戰(zhàn)時(shí)通信能力。為了抵抗戰(zhàn)前的敵方無(wú)線電技術(shù)偵察,我方要實(shí)施軍用無(wú)線電臺(tái)靜默,但要解決較長(zhǎng)無(wú)線電靜默時(shí)間內(nèi),部隊(duì)之間的通信問(wèn)題。此時(shí),如有可能,盡可能采用軍用有線通信系統(tǒng)或民用通信設(shè)施。但部隊(duì)在推進(jìn)或運(yùn)動(dòng)過(guò)程中釆用有線通信困難,必要時(shí)可采用公開(kāi)頻率的民用通信設(shè)備,通過(guò)采用密語(yǔ)、密碼或少數(shù)民族語(yǔ)言完成通信,除此之外,還應(yīng)盡量控制通信時(shí)間,避免在某一地區(qū)出現(xiàn)民用通信話務(wù)量顯著增加、電磁頻譜活動(dòng)頻繁的跡象。
(2)以“低”抗擾,增加敵方偵察干擾難度。此戰(zhàn)術(shù)的運(yùn)用原則是,只要能通信,通信信號(hào)的功率越小越好。一方面可以增加敵方偵察測(cè)向的難度,讓較大功率的佯動(dòng)信號(hào)吸引敵方的注意力和較多的干擾。另一方面,有利于我方的組網(wǎng)通信。如果發(fā)射功率較大,則其工作頻率及旁瓣會(huì)對(duì)己方其他網(wǎng)臺(tái)造成較大干擾,會(huì)減少組網(wǎng)數(shù)量。應(yīng)該注意,當(dāng)通信質(zhì)量降低時(shí),應(yīng)能判斷是干擾造成的或是功率不夠造成的。比如:如果發(fā)射功率和通信距離在正常數(shù)值范圍內(nèi),通信質(zhì)量不好,則可能是由于敵方干擾或自然干擾又或是人為無(wú)意干擾所致。如果發(fā)射功率較小,且在多個(gè)頻點(diǎn)上通信效果不佳,則可能是由于功率過(guò)小所致。
(3)以“同”抗擾,與敵方通信頻段共存。我方可以在敵方通信頻率的附近頻率上進(jìn)行通信,甚至與敵方頻率進(jìn)行交叉,當(dāng)敵方采用跳頻通信時(shí),我方可以采用與敵方頻段相同的頻率表進(jìn)行跳頻通信(具體的頻率值未必相同);也可在敵方通信頻段上進(jìn)行直擴(kuò)通信,迫使敵方難以偵察和干擾;如果仍被干擾,則敵方的頻率可能是佯動(dòng)頻率。如果確認(rèn)是敵方通信頻率或頻段,則可以敵通我通,敵逝我逝,咬住對(duì)手不放。endprint
(4)以“假”抗擾,合理使用無(wú)線電佯動(dòng)。戰(zhàn)時(shí),敵方在進(jìn)行干擾時(shí),會(huì)有評(píng)估過(guò)程來(lái)檢驗(yàn)其效果,以決定是否繼續(xù)或調(diào)整干擾策略和方案。如果敵方干擾的是我方真實(shí)的通信頻段,并且干擾有效,而此時(shí)我方通信信號(hào)消失或轉(zhuǎn)換到其他頻率(集)上工作,敵方則會(huì)獲得干擾有效的信息,并由此推斷原干擾策略和方案是正確的。反之,敵方可能判斷為我方佯動(dòng)網(wǎng)。因此,我方佯動(dòng)網(wǎng)和通信網(wǎng)應(yīng)該緊密配合,做到“虛實(shí)結(jié)合”。當(dāng)我方通信網(wǎng)受到干擾時(shí),應(yīng)仍然保持“通信”的不間斷和通信信號(hào)的不變性,留一個(gè)空殼給敵方去干擾,而由佯動(dòng)網(wǎng)充當(dāng)通信任務(wù)。
兵不厭詐,古今常理,軍事行動(dòng)歷來(lái)講究隱形造勢(shì)。我方可以進(jìn)行海、陸、空多維空間的無(wú)線電佯動(dòng),使敵方偵察接收機(jī)全景顯示屏上出現(xiàn)眾多的無(wú)線電信號(hào),吸引敵方的干擾力量和注意力,以掩護(hù)我方戰(zhàn)役行動(dòng)意圖和減輕我方重要通信網(wǎng)的壓力。
(5)以“避”抗擾,降低敵方干擾威脅。寬帶阻塞干擾會(huì)對(duì)部分或全部通信頻率(表)形成干擾,威脅較大,當(dāng)干擾頻率較寬或干擾頻點(diǎn)超過(guò)跳頻頻率數(shù)的三分之一時(shí),就不能采用常規(guī)跳頻通信,應(yīng)盡可能使用自適應(yīng)跳頻通信或人工選頻的定頻通信;或使用敵方干擾頻段以外的高頻段進(jìn)行通信;或使用無(wú)干擾鏈路進(jìn)行通信。若以上手段均不能有效通信,則只有加大功率硬抗,因?yàn)橐话銓拵ё枞蓴_的平均功率較小,硬抗措施較為有效。對(duì)于瞄準(zhǔn)式干擾,敵方的干擾頻率和功率較集中,但在工作頻段內(nèi)仍會(huì)留下部分或較多的干擾頻率空隙。這時(shí)則可以適時(shí)更換跳頻頻率表或定額通信頻率,尋找無(wú)干擾頻率和頻段。對(duì)于掃描式干擾,盡量不采用頻率自適應(yīng)跳頻,而采用常規(guī)跳頻。
此外,在積極防御的基礎(chǔ)之上,可以結(jié)合無(wú)線電佯動(dòng)和偵察設(shè)備,引誘敵方發(fā)射干擾信號(hào),盡快偵察其頻率并對(duì)其測(cè)向定位,主動(dòng)引導(dǎo)我方火力摧毀敵方的干擾陣地。還可以盡可能轉(zhuǎn)移通信裝備的位置,偏離敵方干擾主波束方向,或利用地形地物,遮擋敵方主干擾波束,這種方法對(duì)于視距通信裝備比較有效。
3 短波抗干擾通信的發(fā)展趨勢(shì)
隨著戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)和信息技術(shù)的發(fā)展,短波通信迅猛發(fā)展,短波通信抗干擾技術(shù)也取得了一系列的突破和進(jìn)展。外軍相繼推出了多種新型短波通信抗干擾裝備,代表了當(dāng)今短波通信抗干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。主要體現(xiàn)在:通過(guò)采用綜合抗干擾體制,即綜合應(yīng)用基本抗干擾體制、頻率自適應(yīng)、猝發(fā)傳輸和變速跳頻等措施來(lái)達(dá)到抑制干擾的目的;優(yōu)化擴(kuò)頻碼序列的隨機(jī)性來(lái)提高擴(kuò)頻通信抗干擾能力;在提高跳頻速率的同時(shí),増加信號(hào)帶寬,從而達(dá)到抑制干擾和提高傳輸速率的雙重目的;合理配置短波通信資源,建立復(fù)合制式的多層次、多頻率、多鏈路的短波通信網(wǎng)系。通過(guò)抗干擾裝備的組網(wǎng),綜合利用網(wǎng)系內(nèi)的各類(lèi)資源,對(duì)抗干擾手段進(jìn)行規(guī)劃和配置,從而有效提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
在未來(lái)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)條件下,電磁環(huán)境空間復(fù)雜,只有有機(jī)地將技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)相結(jié)合,在技術(shù)上采用多種抗干擾手段,在戰(zhàn)術(shù)上實(shí)施靈活的組網(wǎng)應(yīng)用,才能增強(qiáng)短波通信系統(tǒng)的抗干擾能力,有效提高其在通信對(duì)抗中的生存能力。
參考文獻(xiàn)
[1]姚富強(qiáng).軍事通信抗干擾及網(wǎng)系應(yīng)用[M].北京:解放軍出版社,2004.
[2]陳永華,肖毅.我國(guó)短波通信技術(shù)的發(fā)展及方向探究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015(7):43.endprint
數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用2017年5期