張鵬
摘 要:隨著電子技術(shù)、通信技術(shù)的快速普及和發(fā)展,軍事領(lǐng)域已經(jīng)引入了現(xiàn)代化、自動化的戰(zhàn)斗設(shè)備,因此電子對抗成為了信息化背景下的一個新型戰(zhàn)場。電子對抗中,各個計算機設(shè)備之間的通信傳輸最薄弱,最容易受到攻擊,經(jīng)過多年的實踐和研究,電子對抗中的通信技術(shù)已經(jīng)誕生了自適應(yīng)技術(shù)、跳頻技術(shù)、差錯控制技術(shù)、分集技術(shù),同時為了能夠更好地進行數(shù)據(jù)傳輸,未來電子對抗通信技術(shù)將逐漸向窄帶、融合等方向發(fā)展,提高電子對抗的有效性。
關(guān)鍵詞:電子對抗;通信;跳頻;差錯控制
中圖分類號:TN97 文獻標識碼:A
電子對抗又被稱為電子戰(zhàn)斗或電子斗爭,敵對雙方可以使用電子技術(shù)設(shè)備、器材進行電磁斗爭。電子對抗可以破壞、削弱敵方的電子設(shè)備應(yīng)用成效,保證己方電子設(shè)備的綜合利用。電子對抗起源于20世紀初,在兩次世界大戰(zhàn)中均得到應(yīng)用,比如干擾對方通信網(wǎng)絡(luò)。電子對抗的具體項目包括電子偵查、電子進攻和電子防御,電子偵查可以實現(xiàn)情報偵察和支援偵察;電子進攻可以實現(xiàn)電子干擾和電子摧毀;電子防御包括反干擾、反偵察等功能。電子對抗技術(shù)性強、時效性強、針對性強,貫穿了信息化作戰(zhàn)的整個過程。
信息化戰(zhàn)爭中,所有的電子設(shè)備之間的信息共享、命令傳輸均采用通信技術(shù),利用短波、微波、中波等傳輸信息和指揮命令,并且由于通信技術(shù)自身特點,其也是電子對抗中最容易受到破壞的地方。通信技術(shù)覆蓋范圍廣、設(shè)備接入種類多、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,通信傳輸非常容易受到干擾因素影響,比如電磁輻射、多徑時延、幅度衰落等,因此為了提高電子通信抗干擾能力,確保數(shù)據(jù)傳輸安全,不被敵方竊取、破壞和篡改,許多的通信學家對其進行了研究,提出了自適應(yīng)技術(shù)、分集技術(shù)、跳頻技術(shù)和差錯控制技術(shù)等抗干擾措施,可以有效地提升戰(zhàn)場通信的可靠性,確保戰(zhàn)場數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。
1.電子對抗中通信技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
通信對抗是電子對抗在通信領(lǐng)域中的一個分支,通信對抗主要內(nèi)容包括通信干擾、通信偵查、通信抗干擾等方面,通信對抗的主要目的是接收和破譯敵方密碼,獲取敵方的軍事部署信息;獲取通信傳輸相關(guān)的戰(zhàn)術(shù)參數(shù),掌握敵方的軍力部署、作戰(zhàn)指令等情報信息。通信對抗可以造成敵方的設(shè)備通信暫時失效,從而導致軍事指揮系統(tǒng)部分或完全癱瘓,抑制對方的軍事行動,保證我方軍事通信系統(tǒng)的有效性。
軍事設(shè)施通信收發(fā)地相距較遠,因此信息傳遞中保密性、安全性、干擾性方案較為復(fù)雜,因此通信對抗過程中,需要提高電子通信的抗干擾能力,保證我方電子通信的可靠運行,目前常用的電子通信對抗技術(shù)包括自適應(yīng)技術(shù)、跳頻技術(shù)、差錯控制技術(shù)和分集技術(shù)。
1.1 自適應(yīng)技術(shù)
軍隊電子通信傳輸過程中,自適應(yīng)技術(shù)可以提高通信傳輸?shù)目垢蓴_能力,通過自動化地優(yōu)化通信系統(tǒng)的傳輸頻道、結(jié)構(gòu)和參數(shù),可以根據(jù)戰(zhàn)場通信環(huán)境的變化動態(tài)地改變通信傳輸信號,以便能夠提高戰(zhàn)場通信的抗干擾能力。自適應(yīng)技術(shù)可以動態(tài)分析戰(zhàn)場通信的鏈路質(zhì)量,根據(jù)實際通信傳輸質(zhì)量掃描多個信道,參考天氣狀況、太陽離子、經(jīng)緯度變化、敵方干擾情況進行優(yōu)化,發(fā)布LQA信號探測命令之后,可以為戰(zhàn)場通信自動選擇合適的通信頻率,構(gòu)建一個最優(yōu)化的通信鏈路,自動地將通信內(nèi)容切換到最佳頻道上,改善軍事通信過程存在的信號衰落情況,提高軍事通信抗干擾能力,保持一個較好的通信傳輸質(zhì)量。
1.2 跳頻技術(shù)
跳頻是軍隊通信傳輸最常用的擴頻方式之一,通信雙方可以利用一定的規(guī)律實現(xiàn)載波頻率的隨機跳變。從時域方面來看,跳頻信號是一個多頻率的頻移鍵控信號;從頻域方面看,跳頻信號的頻譜是在一個很寬的頻帶上利用不等間隔隨機跳變的。其中,跳頻控制器是核心的部件,其可以采用偽隨機碼、多頻頻移鍵控等模式改變載波信道,在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)通信信號的跳變、同步和自適應(yīng)控制,控制數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。軍事通信采用跳頻技術(shù),可以保證通信信道的隱蔽性,敵方很難發(fā)現(xiàn)跳頻規(guī)律,就無法截獲通信傳輸內(nèi)容。跳頻通信具有較強的抗干擾能力,即使通信頻帶的部分頻點被干擾,用戶依然可以在其他頻點上進行正常地通信傳輸,由于跳頻通信系統(tǒng)是一種瞬時窄帶系統(tǒng),易與其他的戰(zhàn)場通信系統(tǒng)兼容,因此非常有利于軍事部署使用。
1.3 差錯控制技術(shù)
軍事通信涉及部門、設(shè)備較多,因此承載的業(yè)務(wù)數(shù)量也是海量的,受到敵方攻擊、自然條件的影響非常大,電子對抗非常容易造成通信傳輸存在亂碼和錯碼現(xiàn)象,數(shù)據(jù)傳輸過程中自身也會發(fā)生丟包現(xiàn)象,因此為了保證通信傳輸?shù)臏蚀_度,需要采用差錯控制技術(shù)。差錯控制技術(shù)經(jīng)過多年的使用和改進,已經(jīng)誕生了自動重發(fā)請求、前向糾錯技術(shù)和混合糾錯技術(shù),這些技術(shù)可以大大地提升數(shù)據(jù)信息、控制命令的傳輸精確度。電子對抗通信傳輸采用自動重發(fā)請求是指當某一個軍事部門接收到數(shù)據(jù)包之后,其可以對其進行驗證是否存在錯誤,如果存在錯誤,則可以自動地請求發(fā)送方重新發(fā)送數(shù)據(jù)包。同時,為了能夠提高數(shù)據(jù)通信和差錯控制效率,如果接收方收到的錯誤碼元較少,可以自行采用前向糾錯技術(shù)改正錯誤的碼元,將其調(diào)整為準確的信息包?;旌霞m錯就是集成了前向糾錯和自動重發(fā)請求的優(yōu)點,可以快速化地、有效地對錯誤碼元進行改正,保障通信傳輸?shù)臅r效性、準確性和完整性,進一步提升軍事通信應(yīng)用成效。
1.4 分集技術(shù)
軍事通信應(yīng)用環(huán)境非常復(fù)雜,通信信道也會根據(jù)不同的傳輸距離存在衰落情況,有的信道具有較強的傳輸信號、有的信道傳輸信號則非常弱,因此為了保證信道傳輸信號的質(zhì)量,可以利用分集技術(shù),有條件地選擇、組合信息傳輸通道,補償衰落信道傳輸時造成的損耗,并且可以使兩個或更多的接收天線均衡傳輸信號。軍事通信環(huán)境中,各個通信設(shè)備均可以采用分集技術(shù),可以從空間、時間、頻率和角度等方面進行分集,分集技術(shù)可以選擇不同的信道,將其組合在一起,并且不需要增加無線發(fā)射機、接收機的傳輸功率和帶寬,可有效地改善軍事環(huán)境無線通信的傳輸質(zhì)量。
2.電子對抗中通信技術(shù)未來發(fā)展趨勢
近年來,隨著通信技術(shù)在電子對抗中的應(yīng)用和改進,戰(zhàn)場通信采用的對抗措施也越來越多,由于戰(zhàn)場通信環(huán)境日趨復(fù)雜,傳統(tǒng)的抗干擾技術(shù)已經(jīng)逐漸不能適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭需求,因此電子對抗中通信技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出以下趨勢:
(1)融合多種自適應(yīng)技術(shù),改進通信傳輸質(zhì)量。軍事電子對抗涉及的硬件、軟件和傳輸資源非常多,因此采用的自適應(yīng)技術(shù)具體措施也非常多,單一的自適應(yīng)技術(shù)無法最大程度地提升軍事通信質(zhì)量,可以采用融合傳輸技術(shù),整合多種自適應(yīng)技術(shù),形成一個集成的軍事通信系統(tǒng)。軍隊通信時可以將智能天線、多輸入多輸出、空分編碼、軟件天線、軟件無線電和數(shù)字波束成型技術(shù)進行整合,形成一個全自動化的軍隊通信傳輸系統(tǒng),進一步改進和提高通信抗干擾能力。
(2)通信抗干擾技術(shù)從低速窄帶向高速寬帶發(fā)展。軍隊通信傳輸系統(tǒng)承載的業(yè)務(wù)增多,傳輸數(shù)據(jù)也亟需較高的速率和帶寬,因此通信抗干擾技術(shù)也需要從窄帶向高速寬帶發(fā)展邁進,以便能夠延長前向糾錯長度、加入較多密碼保護碼元,可以大幅度提高通信傳輸?shù)目垢蓴_性能,滿足軍隊多業(yè)務(wù)高速率傳輸帶寬需求。
(3)軍事通信傳輸跳頻碼序列優(yōu)化。跳頻抗干擾技術(shù)可以采用偽隨機碼,比如Gold序列碼、Walsh序列碼、M序列碼等技術(shù)。為了更好地防止軍事通信由于跳頻技術(shù)自身缺陷等而被黑客、病毒、木馬攻擊,可以引入非線性動力學混沌理論、模擬退火思想、機器學習算法等優(yōu)化序列編碼,尋找一個更好的跳頻序列碼,以進一步提升軍事通信抗干擾能力。
(4)軍事通信抗干擾技術(shù)可視化、智能化。軍事通信已經(jīng)隨著軟件設(shè)計、電子器件開發(fā)技術(shù)的提升向前邁進,軍事通信抗干擾監(jiān)控過程中引入了先進的數(shù)字化、可視化技術(shù),這樣就可以把干擾信號發(fā)生的時間、頻段等進行定位,以利于干擾抑制軍事通信信號精準識別,選擇干擾較低或無干擾的頻段進行軍事通信傳輸。
結(jié)語
通信對抗可以使用專業(yè)的偵察設(shè)備、干擾設(shè)備等搜尋、定位、識別、截獲敵方戰(zhàn)場的相關(guān)傳輸數(shù)據(jù),也可以干擾對方的通信傳輸,造成敵方通信系統(tǒng)癱瘓,直接打擊敵方的軍事部署。因此,為了提高通信傳輸?shù)目垢蓴_能力,人們針對通信對抗提出了抗干擾措施,利用自適應(yīng)、跳頻、差錯控制和分集技術(shù)等實現(xiàn)阻攔式干擾、瞄準式干擾,顯著提高通信傳輸質(zhì)量和能力,保證戰(zhàn)場通信設(shè)備正常、可靠和安全地運行。
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