通信抗干擾綜合能力的評估問題研究

李有才，羅金平，劉 薇

(1.解放軍91976部隊,廣東 廣州 510430；2.解放軍91668部隊,上海 200083)

0 引 言

通信抗干擾亦稱通信反干擾，是為保障通信暢通，抑制、削弱或消除電磁干擾對通信影響而采取的措施及其行動的總稱[1]，是信息作戰(zhàn)、信息對抗、信息防御、電子對抗、電子防御、通信對抗、通信防御、通信組織、通信保障等諸多領域的重要組成部分。隨著信息技術的飛速發(fā)展和戰(zhàn)爭形態(tài)、作戰(zhàn)樣式的改變，全縱深、全方位、立體式的“軟”“硬”打擊，已成為現代戰(zhàn)爭的基本作戰(zhàn)樣式。通信抗干擾綜合能力既涉及通信兵抗干擾基本功硬抗能力，又涉及到為保護己方通信系統(tǒng)正常發(fā)揮而采取的反干擾技術、反干擾戰(zhàn)術軟抗能力；同時還與強敵偵察與干擾裝備戰(zhàn)技性能、強敵通信偵察與干擾人員素質、強敵通信干擾戰(zhàn)術運用、強敵遠程攻擊武器突防能力以及地形、地貌、氣候等自然環(huán)境對敵我雙方通信干擾與反干擾影響等諸多因素緊密相關：因此,通信抗干擾綜合能力評估涉及的指標多，覆蓋的學科領域范圍廣，具有很大的不確定性。加之通信抗干擾是一個系統(tǒng)工程，不論是抗干擾硬抗措施，還是抗干擾軟抗措施，其抗干擾綜合能力指標很難嚴格歸類。比如快速溝通、快速改頻，以變制擾既是通信兵硬抗基本功的體現，又是抗干擾軟抗戰(zhàn)術措施；安全保密、偽裝欺騙、升降功率既是抗干擾軟抗技術措施，又是抗干擾軟抗戰(zhàn)術措施。因此，評估指標體系中的大多指標都是綜合指標，具有隨機因素和模糊因素?；谀：碚撆c層次分析法(AHP)的綜合評判方法，提供了一種定量與定性相結合的分析方法，能更好地揭示評價對象的模糊概念，使評估結果具有較高的可靠性、邏輯性和規(guī)范性[2-3]。文章引用模糊集合或隸屬度函數的理論，利用模糊語言變量和模糊數適用于量化模糊信息的特點[4-5]，分析了通信抗干擾綜合能力評估指標體系，建立了綜合能力評估模型，并利用AHP方法確定了指標權重，通過典型實例，驗證了本方法的可行性。

1 通信抗干擾綜合能力評估指標體系

遇到強敵實施通信抗干擾一般首先判斷其干擾類型是壓制性干擾，還是欺騙性干擾，然后采取相應的抗干擾措施。具體抗干擾措施：一是硬抗，即運用通信兵的基本功，堅持在干擾中工作，保持通信聯絡不間斷；二是巧抗，即發(fā)揮職掌裝備的技術戰(zhàn)術性能，揚長避短，靈活地抗干擾。硬抗是作戰(zhàn)單元實施通信抗干擾的基本方法，其基本功可歸納為“熟”“快”“準”；巧抗可采取戰(zhàn)術措施和技術措施，技術措施可歸納為“新”“增” “轉”“摧”,戰(zhàn)術措施可歸納為“選”“改”“騙”“防”[6]。參照電子對抗、通信對抗、綜合電子戰(zhàn)等效能評估指標的一般分類方法[7]，考慮通信抗干擾能力衡量的主要因素，通信抗干擾綜合能力評估指標及分層結構圖如圖1所示。根據AHP的分層思想，通信抗干擾綜合能力評估分為總目標層(A)、子目標層(Bi)和指標層(Ci)3個層次。

個人基本功硬抗通信抗干擾能力B1：是指運用作戰(zhàn)單元通信人員過硬的通信業(yè)務處理、通信技能基本功，堅持在敵方通信干擾中工作，保持連續(xù)不間斷地收發(fā)通聯的能力。

技術措施巧抗通信抗干擾能力B2：是指有效提高通信裝備抗干擾技術或充分發(fā)揮職掌通信裝備的技術性能和拓展的業(yè)務功能，揚長避短，靈活地抗敵干擾效果的能力。

圖1 通信抗干擾能力綜合能力評估指標及分層結構圖

戰(zhàn)術措施巧抗通信抗干擾能力B3：是指充分利用職掌的通信裝備，積極采取機動靈活的戰(zhàn)術行動，通過戰(zhàn)術行動削弱或消除敵通信干擾效果的能力。

硬抗基本功“熟”的通信抗干擾能力C1：是指熟悉通聯方音調、音質、音頻和口音特點，熟練敵我識別、信息判斷和行動措施，熟悉各種通信聯絡文件和密化文件的使用，熟練職掌裝備戰(zhàn)技性能、功能特點、操作使用和綜合運用，熟練各種通信抗干擾技術和戰(zhàn)術行動措施等。上述“熟”的基本功越熟悉或越熟練，抗干擾能力越強。

硬抗基本功“快”的通信抗干擾能力C2：是指通信裝備調試操作快，通信聯絡溝通快，呼叫守聽回答快，定頻改頻速度快，跳頻組網搭建快，網絡組織展開快，定跳網絡轉換快，信息處理傳遞快，手段運用變化快，敵我識別判斷快，各種信號(警報、核生化、空襲)處置行動快，各種應急搶修搶通恢復快等。上述“快”的基本功越快，抗干擾能力越強。

硬抗基本功“準”的通信抗干擾能力C3：是指準確操作使用電臺，準確使用各種通信網絡，準確設置各種網絡參數，準確使用各種通信聯絡文件，準確使用各種通信密化文件，準確判斷各種信號，準確收發(fā)傳遞各種信息，準確判斷識別敵臺冒充，準確采取各種反偵察、抗干擾措施等。上述“準”的基本功越準，抗干擾能力越強。

巧抗技術措施“新”的通信抗干擾能力C4：是指擴頻通信新技術，自適用通信新技術，超快速猝發(fā)通信新技術，超低速最低限度通信新技術，糾錯編碼和交織編碼新技術，頻率與功率管理和控制新技術，加密/解密通信新技術，高端和低端通信頻段開發(fā)新技術，業(yè)務處理終端新技術等[8]。上述“新”技術應用到通信裝備越新、越早，抗干擾能力越強。

巧抗技術措施“增”的通信抗干擾能力C5：是指增大信號輻射強度覆蓋范圍，增大信號頻帶伸縮寬度，增加多方式通信網絡選擇，增加多種通信手段綜合運用，增加真假報比例與份量，增加轉信中繼臺站數量，增加敵偵測識別判斷破譯難度等。上述“增”的巧抗技術增量越大，應用越廣泛，抗干擾能力越強。

巧抗技術措施“轉”的通信抗干擾能力C6：是指通過本網其他臺(網內轉信)或本臺其他網(臺間轉信)等迂回通信方式保持通信聯絡的能力。其可通過設置固定、機動或專門轉信臺站、自動轉信站、空中轉信臺站實現轉信，也可利用網路(專向)內的電臺兼負轉信，還可以在敵偵聽范圍之外配置小功率電臺，采取線狀、網狀、線網結合等方式逐點依次實現轉信[8]。上述“轉”的巧抗辦法、路徑越多，抗干擾能力越強。

巧抗技術措施“摧”的通信抗干擾能力C7：是指通過搜索、監(jiān)測、定位敵干擾源，依靠自身或請示上級協調作戰(zhàn)支援部隊實施電子進攻或火力摧毀的能力。其包括使用大功率通信干擾設備和電磁脈沖、定向能、反輻射武器等，毀傷敵通信干擾設備、系統(tǒng)、網絡及相關武器系統(tǒng)或人員，使敵通信干擾設備及其系統(tǒng)得到摧毀、癱瘓或失效。上述“摧”的巧抗效果越高，抗干擾能力越強。

巧抗戰(zhàn)術措施“選”的通信抗干擾能力C8：是指選擇通信裝備、通信手段、通信方式、通信網絡、通信參數的空間與能力。其包括選擇抗干擾能力強的通信裝備、通信系統(tǒng)、通信網絡、通信工作模式等，選擇可牽制、可掩護、可靈活運用的復式網絡，選擇可靈活切換的有線、無線和迂回接力、集群移動等綜合網系，選擇可實時搭建的自適應網、跳頻網、偽裝網、佯動網、隱蔽網、越級網等網絡。上述“選”的巧抗程度越高，抗干擾能力越強。

巧抗戰(zhàn)術措施“改”的通信抗干擾能力C9：是指改變通信手段、改變通信工具、改變工作種類、改變工作方式、改變工作方法、改變工作條件、改變發(fā)信工作時間、改變信息傳輸形式、改變電臺信號特征、改變通信網絡、改變通信聯絡文件、改變網絡參數的能力等。上述“改”的速度越快，改的范圍越大，改的程度越高，抗干擾能力越強。

巧抗戰(zhàn)術措施“騙”的通信抗干擾能力C10：是指利用天然偽裝、物理偽裝、技術偽裝、電子佯動偽裝來欺騙敵人的能力。其包括利用高山、植被等地形、地物的天然偽裝騙，利用稻草、木條或工業(yè)涂料、染料等就便材料的物理偽裝騙，利用角反射器、金屬箔條、彈射器或多光譜煙幕彈的技術偽裝騙，有組織地設置假目標、假熱輻射源、假信息輻射源的電子佯動偽裝騙等。上述“騙”的手法越高明、越隱蔽、越成功，抗干擾能力越強。

巧抗戰(zhàn)術措施“防”的通信抗干擾能力C11：是指在敵作戰(zhàn)海域(區(qū)域)拋撒金屬箔條、投放干擾彈、布設干擾云帶，適當部署電子對抗無人機、電子對抗艦船、電子對抗飛機，分散或不規(guī)則地適當部署通信輻射源，單獨組建物理專網或邏輯虛擬網，設置投擲式或擺放式干擾設備等，實現定向電磁屏障、區(qū)域電磁屏障、專用網絡電磁屏障的積極防御以及以攻助防的通信抗干擾能力[9]。上述“防”的措施越多、越強、越管用，抗干擾能力越強。

2 構建通信抗干擾綜合能力判斷矩陣并進行一致性檢驗

2.1 構建判斷矩陣

構建通信抗干擾綜合能力判斷矩陣就是確定指標集上的各項指標權重，以上一級目標層作為評價準則，對本級目標層進行比較來確定矩陣元素，通常采用薩蒂九級標度法來確定判斷矩陣[10],如表1所示。

表1 兩兩比較相對偏好判斷的九級標度

2.2 計算相對權重

求解判斷矩陣特征值和特征向量一般采用近似解方法，即規(guī)范列平均法對判斷矩陣進行近似計算，得出下一級相對上一級的重要性權重，主要步驟為：

(4) 計算各指標相對權重。求出判斷矩陣最大特征根λmax的特征向量，然后進行歸一化處理，即可求出各指標因子對上一級的權重。

2.3 進行一致性檢驗

由于通信抗干擾綜合能力評價的復雜性和人的主觀性，判斷矩陣的傳遞性和一致性存在偏差，若判斷矩陣一致性越好，意味著λmax與A的階數n越接近，因此可以根據λmax來確定判斷矩陣A的一致性程度，其步驟為：

(2) 確定不同階數的隨機一致性指標IR。IR是多次重復進行隨機判斷矩陣特征值的計算后取其算術平均數獲取，具體數值如表2所示。

表2 不同階數的平均隨機一致性指標IR

(3) 計算一致性比例RC。為度量不同階數判斷矩陣的不一致性，引入度量判斷矩陣偏離一致性的相對指標RC(RC=IC/IR)，當RC指標小于10%，可認為某個判斷矩陣的一致性符合要求，如果RC指標大于10%，意味著某個判斷矩陣的一致性不符合要求，需要調整判斷矩陣，進行兩兩重新比較，使之滿足一致性。

3 基于模糊評判的通信抗干擾綜合能力評估主要步驟

模糊綜合評判法是以模糊數學為基礎，應用模糊關系合成的原理，對受到多種因素制約的事物或一些邊界不清且不易定量的對象定量化，進行綜合評價的一種方法[11]，是把眾多的指標劃分為若干層次，每層包含少量指標，先對最下層指標進行綜合，逐層往上評估直到最高層，得出最終評估結果，主要步驟：

(1) 確定指標集合及其層次。根據圖1通信抗干擾綜合能力評估指標及分層結構圖，通信抗干擾綜合能力評估總目標層集合為A=(B1，B2，B3)，子目標層的指標集合為B1={C1，C2，C3}，B2={C4，C5，C6，C7}，B3={C8，C9，C10，C11}。

(2) 明確評估指標相對權重。采取薩蒂九級標度確定判斷矩陣，計算各判斷矩陣的最大特征值λmax和最大特征值相對的特征向量w，w1，w2，w3，…，wn，然后進行歸一化處理，即可求出各指標對上一級目標的相對權重。

(3) 構建通信抗干擾綜合能力指標層模糊判斷矩陣。將指標分成很好、好、一般、差4個等級，通過專家打分的形式確定指標隸屬度,獲得指標層判斷矩陣Pi和指標層Ci相對子目標層Bi的判斷矩陣Ri。

(4) 獲取目標層判斷矩陣。根據通信抗干擾綜合能力指標相對權重和能力影響指標模糊判斷矩陣，可以得出子目標層Bi相對目標層A的判斷向量和模糊關系矩陣Pi。

(5) 依據最大隸屬度基本原則確定通信抗干擾綜合能力評估值，對評價結果進行定性描述解義。

4 基于模糊評判的通信抗干擾綜合能力評估實例

4.1 兩兩比較法構造判斷矩陣

根據圖1通信抗干擾綜合能力評估指標及分層結構圖與薩蒂的九級標度準則，可以確定子目標層Bi相對總目標層A的判斷矩陣及相對性權重，如表3。子目標層各影響因子指標Ci相對子目標層Bi的判斷矩陣及相對性權重,如表4～表6所示。

表3 子目標層Bi相對目標層A的判斷矩陣及相對性權重

表4 影響因子C1～C3相對子目標層B1的判斷矩陣及相對性權重

表5 影響因子C4～C7相對子目標層B2的判斷矩陣及相對性權重

表6 影響因子C8～C11相對子目標層B3的判斷矩陣及相對性權重

判斷矩陣一致性檢驗結果表明，各個指標判斷矩陣的RC指標都小于0.1，具有滿意的一致性，判斷矩陣不需要調整。

4.2 指標層評價與各層相對模糊評判矩陣

對11項通信抗干擾能力指標層影響因子評價分為“很好、好、一般、差”4級,邀請20位專家，采用專家打分的方法對通信抗干擾能力指標進行評價，統(tǒng)計結果如表7所示。

根據上述通信抗干擾能力評價統(tǒng)計表,可以得到指標層影響因子模糊判斷矩陣Pi。比如針對指標“巧抗技術措施“摧”的通信抗干擾能力C7”，20位專家中8位專家認為很好，6位專家認為好，4位專家認為一般，2位專家認為差，則評價指標分別為0.40，0.30，0.20，0.10，由此可以得出指標層的判斷矩陣為：

表7 通信抗干擾能力指標層影響因子C評價統(tǒng)計表

根據指標層影響因子模糊判斷矩陣Pi和表4～表6子目標層判斷矩陣wBi-C，可得出指標層相對子目標層的模糊綜合評判矩陣：

R1=WB1-C·P1=(0.200 0,0.400 0,0.400 0)·

(0.450 0，0.380 0，0.110 0，0.060 0)

R2=WB2-C·P2=(0.333 3,0.166 7,0.166 7,0.333 3)·

(0.441 7，0.325 0，0.158 3，0.075 0)

R3=WB3-C·P3=(0.166 7,0.166 7,0.333 3,0.333 3)·

(0.525 0,0.283 3,0.166 7,0.025 0)

則通信抗干擾子目標層Bi相對目標層A的模糊關系矩陣為：

4.3 計算模糊綜合評語并轉換為通信抗干擾能力

根據以上子目標層Bi相對總目標層A的判斷矩陣及相對性權重分析，結合子目標層Bi相對目標層A的模糊關系矩陣計算結論，按加權綜合型算法可以計算出通信抗干擾能力模糊綜合評語E：

E=wA-B·P=(0.200 0,0.400 0,0.400 0)·

(0.476 7，0.319 3，0.210 0，0.052 0)

根據通信抗干擾模糊綜合評語E=wA-B·P=(0.476 7，0.319 3，0.210 0，0.052 0)，不難看出通信抗干擾能力強弱的可能性分布為：“很好”的可能性為0.476 7，“好”的可能性為0.319 3，“一般”的可能性為0.210 0，“差”的可能性為0.052 0，根據模糊理論最大隸屬度原則，該通信抗干擾能力為“很好”，驗證了上述方法的可行性。

5 結束語

通信抗干擾能力是圍繞信息收發(fā)、傳輸、處理、利用，在信息通信網絡空間采取的對抗措施及其行動的能力。對指揮信息系統(tǒng)通信保障與兵種部隊作戰(zhàn)單元或通信保障分隊進行通信抗干擾能力定量分析，可以正確評估敵我雙方通信干擾與反干擾能力強弱，清晰掌握敵我雙方通信干擾與反干擾各要素優(yōu)劣，從而進一步研究通信抗干擾基本戰(zhàn)法和基本訓法，研究基于通信干擾與反干擾條件下的通信組織、通信保障和通信指揮。文章根據部隊常用的通信抗干擾戰(zhàn)術、技術軟抗對策措施與通信兵基本功硬抗能力，參照一般軍事信息系統(tǒng)效能評價指標分類方法，在“通信抗干擾綜合能力”總目標層下，構建了“個人基本功硬抗通信抗干擾能力、技術措施巧抗通信抗干擾能力、戰(zhàn)術措施巧抗通信抗干擾能力”3個中間子指標層和硬抗基本功“熟”“快”“準”，巧抗技術措施“新”“增”“轉”“摧”，戰(zhàn)術措施“選”“改”“騙”“防”11個影響因子指標層。應用模糊數學基本理論和能力評價層次分析方法基本步驟，建立了多層模糊綜合評判數學模型，實現了對通信抗干擾綜合能力的定量評估，并通過實例驗證了該方法的可行性。