石 榮，張 禮，包金晨，陳俊豪

（電子信息控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都 610036）

0 引言

傳統(tǒng)意義上的輻射源信號(hào)指紋識(shí)別，簡(jiǎn)稱為輻射源指紋識(shí)別，又稱為輻射源個(gè)體識(shí)別，或特定輻射源識(shí)別SEI（Specific Emitter Identification），即從截獲的電磁信號(hào)中識(shí)別出特定輻射源所發(fā)射的信號(hào)，并能夠?qū)ν吞?hào)輻射源的不同個(gè)體進(jìn)行區(qū)分，進(jìn)而將輻射源個(gè)體與所屬的運(yùn)載平臺(tái)、武器系統(tǒng)、戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)對(duì)象等關(guān)聯(lián)起來(lái)，為電磁空間作戰(zhàn)提供更高層次的情報(bào)信息[1-2]。SEI至從20世紀(jì)60年代誕生以來(lái)，就一直是電子對(duì)抗偵察領(lǐng)域中學(xué)術(shù)界與工業(yè)界共同關(guān)注的一個(gè)重要技術(shù)方向，在該方向上不僅公開(kāi)發(fā)表了大量的學(xué)術(shù)論文[3-6]，而且世界各國(guó)也將該技術(shù)進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用[7]。

由于電子對(duì)抗不僅包含電子戰(zhàn)支援與電子攻擊，而且還包含電子防護(hù)，所以從廣義上講偵察與反偵察、干擾與抗干擾等都屬于電子對(duì)抗的研究范疇。隨著SEI技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，如何確保己方的電磁輻射源個(gè)體身份的安全，有效防止己方的同型號(hào)輻射源信號(hào)的指紋信息被對(duì)方所利用，這些問(wèn)題也逐漸成為電子防護(hù)領(lǐng)域所關(guān)注的重要研究?jī)?nèi)容。通過(guò)檢索公開(kāi)發(fā)表的文獻(xiàn)可知：截止到目前為止，在電子對(duì)抗偵察的SEI技術(shù)方向上發(fā)表了大量論文，但在輻射源信號(hào)指紋信息的電子防護(hù)技術(shù)方向上的研究工作幾乎是一片空白。

針對(duì)這一問(wèn)題，本文以公開(kāi)發(fā)表的SEI文獻(xiàn)為研究素材，在對(duì)電磁輻射源信號(hào)的常見(jiàn)指紋特征提取方法與表征要素簡(jiǎn)要回顧的基礎(chǔ)上，秉承信號(hào)特征信息“隱真示假”的思想，提出了基于預(yù)失真處理的指紋特征隱藏、按照預(yù)設(shè)模板的虛假指紋信息主動(dòng)合成、以及通過(guò)主動(dòng)自加噪進(jìn)行指紋特征弱化的電子防護(hù)方法。在此基礎(chǔ)上，分析了電子信息設(shè)備硬件模塊化、功能軟件化和運(yùn)行智能化所帶來(lái)的輻射源信號(hào)指紋與個(gè)體分離的特有現(xiàn)象，指出了構(gòu)建己方電磁輻射源信號(hào)指紋庫(kù)和管理利用的必要性與緊迫性。

1 輻射源信號(hào)指紋特征的提取與表征

從傳統(tǒng)理論上講，輻射源指紋是指輻射源的發(fā)射設(shè)備硬件所固有的特性，具有難以改變、難以偽造和難以避免等特點(diǎn)，以無(wú)意調(diào)制的形式附加在主發(fā)射信號(hào)上的具有上述特點(diǎn)的微弱信號(hào)。由此可見(jiàn)，要從截獲的輻射源信號(hào)中提取出指紋特征，那么該特征需要滿足如下幾個(gè)基本要求：普遍性、唯一性、穩(wěn)定性、獨(dú)立性、可測(cè)性。在此條件下，才能夠通過(guò)指紋來(lái)區(qū)分同型號(hào)輻射源的不同個(gè)體。根據(jù)公開(kāi)發(fā)表的技術(shù)文獻(xiàn)，常見(jiàn)的輻射源信號(hào)指紋特征提取方法與表征要素歸納總結(jié)如下：

1）信號(hào)包絡(luò)參數(shù)

由于同型發(fā)射機(jī)之間的微小差異會(huì)造成信號(hào)時(shí)域包絡(luò)形狀發(fā)生改變，特別是雷達(dá)發(fā)射機(jī)，體現(xiàn)為脈沖的上升沿、下降沿，脈沖頂部包絡(luò)波動(dòng)不同。通過(guò)對(duì)偵察截獲的信號(hào)所擬合的信號(hào)包絡(luò)曲線，可以提取出：擬合上升角，擬合下降角，包絡(luò)曲線面積、持續(xù)時(shí)間，包絡(luò)曲線的最大斜率、峰度、峭度、斜度、方差等特征參數(shù)。針對(duì)特殊輻射源功放的非線性失真，還可以對(duì)信號(hào)包絡(luò)曲線實(shí)施泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)，以進(jìn)行特征參數(shù)的提取。

2）瞬態(tài)過(guò)程中的特征參數(shù)

瞬態(tài)一般指電子設(shè)備處于開(kāi)關(guān)機(jī)、外部激勵(lì)變化、工作模式切換、工作參數(shù)變化等狀態(tài)。瞬態(tài)相對(duì)于穩(wěn)態(tài)來(lái)講，更容易凸顯同型發(fā)射機(jī)的差異性。在瞬態(tài)過(guò)程中幅度、頻率、相位都隨時(shí)間有不同的變化規(guī)律，將瞬時(shí)幅度、瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)相位等測(cè)量值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理之后可得：歸一化瞬時(shí)幅度、頻率、相位的標(biāo)準(zhǔn)差，均值歸一化瞬時(shí)幅度、相位的標(biāo)準(zhǔn)差，同相數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差，正交數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差等瞬態(tài)特征參數(shù)。

3）調(diào)制參數(shù)

調(diào)制參數(shù)在數(shù)字通信信號(hào)中又稱為星座圖參數(shù)，主要用于描述硬件電路的多種非理想特性對(duì)調(diào)制信號(hào)的影響，主要包括：I/Q路的偏移、不平衡度、頻率偏移、限幅特性、相位誤差、相位抖動(dòng)、星座圖畸變程度等特征參數(shù)。

4）頻率及頻譜變化參數(shù)

這類特征主要反映發(fā)射鏈中的信號(hào)頻譜的無(wú)意變化，包括：信號(hào)的頻率穩(wěn)定度、DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器的頻率雜散、上變頻器的頻率雜散與交調(diào)分量等。另一方面，為了體現(xiàn)頻譜變化中所攜帶的無(wú)意調(diào)制信息，通常采用各種時(shí)頻分析工具，例如：短時(shí)傅里葉變換、小波變換、Wigner-Vile分布、Choi-Williams分布、模糊函數(shù)等，進(jìn)行時(shí)頻域特征參數(shù)的有效提取。

5）各種變換域特征參數(shù)

常見(jiàn)的變換域分析工具包括：高階譜、循環(huán)譜、Hilbert譜等。高階譜是非高斯信號(hào)分析的重要工具，常用的是三階譜，又稱為雙譜；而循環(huán)譜主要用于提取調(diào)制信號(hào)中的循環(huán)平穩(wěn)特性，在消除平穩(wěn)噪聲與抗干擾等方面比功率譜具有更好的信號(hào)特征展現(xiàn)性能；將信號(hào)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解后得到的若干本征模態(tài)函數(shù)進(jìn)行希爾伯特變換，其中信號(hào)振幅在時(shí)間頻率平面上的分布即是Hilbert譜。在變換域中來(lái)進(jìn)行信號(hào)特征的分析與提取，主要是為了弱化主信號(hào)的影響，更能凸顯無(wú)意附加微弱調(diào)制信號(hào)的差異性特征。

6）特征的二次加工處理

針對(duì)前述所提取出的特征信號(hào)或經(jīng)過(guò)預(yù)處理之后的信號(hào)進(jìn)行二次加工處理，不僅起到特征空間降維的作用，而且還能夠更加凸顯各類信號(hào)指紋特征的差異性，更有利于后續(xù)的分類識(shí)別。常用的二次加工處理方法包括：波形骨架提取、分形維數(shù)計(jì)算、信息熵的估計(jì)、奇異值分解、圖形切片處理等。

總之，輻射源信號(hào)指紋特征提取與表征是SEI中的核心關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，上述歸納總結(jié)的常用方法也是完成SEI任務(wù)的典型工具。從電子防護(hù)的角度來(lái)思考，只要確保己方輻射源所發(fā)射的信號(hào)在上述信號(hào)特征提取與表征過(guò)程中難以展現(xiàn)出個(gè)體差異，也就阻斷了SEI的信息來(lái)源，達(dá)到了保護(hù)輻射源個(gè)體身份信息安全的目的。而要實(shí)現(xiàn)這一目的就需要電磁輻射源在電磁信號(hào)輻射過(guò)程中主動(dòng)“隱真示假”，盡量隱藏反映自己個(gè)體身份信息的信號(hào)特征，更多展示自己可控的穩(wěn)定的虛假信號(hào)特征，從而使得對(duì)方的SEI設(shè)備在特征提取環(huán)節(jié)上的可信度極大地降低，具體的實(shí)現(xiàn)方法接下來(lái)繼續(xù)分析。

2 輻射源信號(hào)指紋的電子防護(hù)

隱藏與偽造輻射源指紋特征，一方面是要減弱同型輻射源之間的個(gè)體差異，使得在前一節(jié)所展示的各個(gè)測(cè)量維度中所有同型個(gè)體具有的特征看上去都幾乎一樣；另一方面，針對(duì)SEI設(shè)備的弱點(diǎn)來(lái)構(gòu)建虛假的個(gè)體特征，使其識(shí)別發(fā)生可控的錯(cuò)誤，這也是一種確保安全的有效手段。如果將輻射源指紋識(shí)別與人類個(gè)體的指紋識(shí)別做一個(gè)類比，換個(gè)角度思考，我們?nèi)绾尾拍茈[藏與偽造人類個(gè)體的指紋特征呢？這涉及到指紋保護(hù)與虛假指紋合成技術(shù)，該技術(shù)思想實(shí)際上來(lái)源于人類社會(huì)，在各類偵探小說(shuō)與影視作品中，大家經(jīng)?？吹教毓と藛T帶上特制的貼膜或手套，一方面該手套可以防止自身的手指指紋被遺留在特定場(chǎng)所；另一方面，該手套上還經(jīng)過(guò)特殊加工刻錄有其它另一個(gè)人員的手指指紋，當(dāng)特工行動(dòng)之后，不僅沒(méi)有留下自己的指紋信息，卻可以留下另一個(gè)人員的指紋。雖然上述思想與情節(jié)來(lái)源于文學(xué)作品，但由于保密原因，世界各國(guó)在實(shí)戰(zhàn)中即使使用了該技術(shù)也不會(huì)自己主動(dòng)公開(kāi)示例。從技術(shù)原理可行性上講，這完全可以移植到電磁輻射源指紋信息的主動(dòng)防護(hù)應(yīng)用之中。

2.1 基于預(yù)失真處理的指紋信息隱藏

從電磁輻射源信號(hào)指紋形成的整個(gè)過(guò)程可以看出，信號(hào)從DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出至上變頻，直到經(jīng)過(guò)功率放大和天線輻射的整個(gè)過(guò)程是一個(gè)開(kāi)環(huán)過(guò)程，最終通過(guò)天線所輻射出信號(hào)的波形與最初所想要發(fā)射的波形之間的差異是沒(méi)有測(cè)量與反饋的，這是眾多電磁輻射源對(duì)自己所發(fā)射的信號(hào)中攜帶有表征自己個(gè)體身份特征的信息毫不知情的重要原因所在，同時(shí)也是電子對(duì)抗中SEI活動(dòng)能夠得以長(zhǎng)期開(kāi)展的重要前提條件。

為了消除上述發(fā)射環(huán)節(jié)中各種硬件所附加的信號(hào)波形失真，可采用信號(hào)接收采集設(shè)備對(duì)電磁輻射源從天線輻射出的信號(hào)進(jìn)行采集記錄，找到實(shí)際發(fā)射的信號(hào)波形與預(yù)設(shè)信號(hào)波形之間的差異，將該差異反饋到DAC前端的FPGA等信號(hào)波形數(shù)字合成部件中，采用預(yù)失真校正方法弱化甚至消除附加信號(hào)的影響，從而實(shí)現(xiàn)電磁輻射源信號(hào)附加指紋特征的抵消或弱化，如圖1所示。

圖1 采用外部閉環(huán)反饋的預(yù)失真校正方法

在圖1中通過(guò)外部測(cè)量構(gòu)成了一個(gè)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，控制變量是預(yù)設(shè)波形與實(shí)際輸出波形之間的差異，該差異反饋到輸入端的FPGA中對(duì)數(shù)字合成波形進(jìn)行預(yù)失真處理，從而在一定程度上削弱或抵消DAC、上變頻、功放和天線等環(huán)節(jié)中附加的傳輸影響，使得最終輸出的信號(hào)波形與預(yù)設(shè)波形的差異最小化。

由于在SEI輻射源指紋識(shí)別過(guò)程中要求有較高的信噪比，以便將包含在主信號(hào)中微弱的個(gè)體特征有效地提取出來(lái)，一旦將圖1所示發(fā)射鏈中附加的信號(hào)特征弱化到一定水平之后，就使得第三方即使在一定的信噪比條件下仍然無(wú)法有效提取出微弱的信號(hào)特征，從而保護(hù)自身的個(gè)體身份信息。

2.2 按照預(yù)設(shè)模板的虛假指紋信號(hào)主動(dòng)合成

既然通過(guò)預(yù)失真處理可以使得同型輻射源所輻射的信號(hào)之間的特征差異最小化，那么利用上述技術(shù)方法也可以使得同型輻射源所輻射的信號(hào)之間的特征差異按照預(yù)設(shè)模板進(jìn)行生成，從而人為構(gòu)造出虛假的信號(hào)指紋特征。

在此方法中電磁輻射源同樣采用如圖1所示的閉環(huán)反饋的系統(tǒng)架構(gòu)，將預(yù)設(shè)的指紋特征參數(shù)加載到電磁輻射源的FPGA中，電磁輻射源在合成主信號(hào)波形的同時(shí)，按照上述控制參數(shù)合成具有預(yù)設(shè)指紋特征的信號(hào)波形，并將該波形附加至主信號(hào)上一起進(jìn)行DAC、上變頻、功率放大后并經(jīng)天線對(duì)外輻射。然后通過(guò)實(shí)際波形測(cè)量并與預(yù)設(shè)波形進(jìn)行比對(duì)來(lái)完成波形差異的閉環(huán)反饋，通過(guò)對(duì)輸入端波形參數(shù)的微調(diào)來(lái)控制最終的天線所輻射的信號(hào)與預(yù)設(shè)信號(hào)模板之間的差異最小化。實(shí)際上采用如圖1所示的系統(tǒng)架構(gòu)，在指紋特征合成過(guò)程中還能夠?qū)⑶笆龌陬A(yù)失真處理的原信號(hào)指紋隱藏與預(yù)設(shè)信號(hào)指紋特征主動(dòng)合成二者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，同時(shí)達(dá)到隱真示假的最終目的。另一方面，如果在實(shí)際工程應(yīng)用中沒(méi)有外部的波形測(cè)量設(shè)備的閉環(huán)反饋，僅通過(guò)開(kāi)環(huán)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)信號(hào)指紋特征主動(dòng)合成，這在一定程度上也是可行的，只不過(guò)在開(kāi)環(huán)條件下所合成的虛假指紋的逼真度會(huì)受到較大影響，示假效果比閉環(huán)條件下要弱許多，但在部分實(shí)際要求不高的應(yīng)用場(chǎng)合下還是可以使用的。

關(guān)于按照預(yù)設(shè)模板的虛假指紋信號(hào)主動(dòng)合成的可操作性與實(shí)際效果，在此還可以從邏輯學(xué)的角度補(bǔ)充論證如下：目前已經(jīng)公開(kāi)發(fā)表了大量的有關(guān)SEI的學(xué)術(shù)論文，這些論文中較大一部分都不是針對(duì)實(shí)際的同型輻射源來(lái)開(kāi)展的技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)，而是論文作者自己開(kāi)展的仿真試驗(yàn)，在仿真過(guò)程中大都采用自己構(gòu)造一些信號(hào)指紋特征添加到同一個(gè)主信號(hào)上，然后作者自己再采用所提出的方法來(lái)進(jìn)行特征提取與個(gè)體識(shí)別，而且仿真的結(jié)論基本上都是效果較好。實(shí)際上從邏輯學(xué)中的證明方法論來(lái)講，這一過(guò)程已經(jīng)說(shuō)明輻射源信號(hào)指紋是可以通過(guò)模板來(lái)人工構(gòu)建的，上述仿真過(guò)程中對(duì)信號(hào)指紋的產(chǎn)生從本質(zhì)上講就是一個(gè)合成虛假指紋并添加到主信號(hào)中的過(guò)程。所以這也說(shuō)明：按照預(yù)設(shè)模板的虛假指紋信號(hào)主動(dòng)合成工作其實(shí)大家早就做過(guò)了，只不過(guò)大家都沒(méi)有意識(shí)到這一點(diǎn)而已。

2.3 基于主動(dòng)自加噪的指紋特征弱化

如前所述，由于同一廠家生產(chǎn)的同型號(hào)輻射源之間的信號(hào)個(gè)體特征差異很小，所以在電子對(duì)抗偵察的SEI應(yīng)用中對(duì)這些極小差異的特征信號(hào)進(jìn)行有效提取就需要很高的信噪比。為了滿足這一要求，電子對(duì)抗的偵察方一般都采取了低噪聲系數(shù)的接收前端、近距離抵近偵察、高增益大口徑天線定向偵收等方式。一方面盡可能地提升所截獲信號(hào)的強(qiáng)度，另一方面盡可能降低接收機(jī)的噪聲，從而確保盡可能高的信噪比。這樣一來(lái)，使得偵察接收的主動(dòng)權(quán)大部分掌握在偵察方自己手中。

自從主動(dòng)自加噪反電子偵察技術(shù)提出以來(lái)[8]，偵察接收信噪比控制的主動(dòng)權(quán)在一定程度上發(fā)生了轉(zhuǎn)換，處于被偵察狀態(tài)的電磁輻射源可以通過(guò)在正常發(fā)射的信號(hào)中自己主動(dòng)添加噪聲信號(hào)的方法來(lái)限制任何接收方能夠接收到信號(hào)的帶內(nèi)信噪比上限。這意味著無(wú)論偵察接收方的位置與電磁輻射源之間的距離如何近、無(wú)論接收方采用口徑多么大的接收天線、也無(wú)論接收方采用多么小的噪聲系數(shù)的接收機(jī)，其所能偵察截獲到的輻射源信號(hào)的信噪比都不會(huì)超過(guò)輻射源通過(guò)主動(dòng)自加噪之后發(fā)射信號(hào)時(shí)所設(shè)置的信噪比。電磁輻射源只要將發(fā)射信號(hào)的信噪比設(shè)置在比較合理的范圍，在這一范圍內(nèi)的信噪比小于對(duì)方SEI所要求的特征信號(hào)提取需要的信噪比下限，同時(shí)仍然高于自身應(yīng)用所要求的信噪比門限值即可。這樣做的效果就相當(dāng)于通過(guò)控制發(fā)射信號(hào)的信噪比，弱化了輻射源信號(hào)指紋特征的展現(xiàn)，間接保護(hù)了電磁輻射源個(gè)體身份信息，使其難以被對(duì)方的SEI設(shè)備利用與識(shí)別。

3 信號(hào)指紋與輻射源個(gè)體的分離

由前述分析與討論可知，雖然傳統(tǒng)意義上的輻射源指紋難以改變、難以偽造和難以避免，但是并不是一定不可改變、不可偽造和不可避免；而且傳統(tǒng)SEI中用于識(shí)別輻射源個(gè)體的信號(hào)指紋特征所具有的普遍性、唯一性、穩(wěn)定性、獨(dú)立性和可測(cè)性要求也會(huì)隨著電子技術(shù)的發(fā)展而改變：普遍性被模糊、唯一性被偽造、穩(wěn)定性被削減、獨(dú)立性被混淆、可測(cè)性被降低。不僅如此，在未來(lái)電子設(shè)備的演化過(guò)程中，信號(hào)指紋與輻射源個(gè)體之間也會(huì)逐漸失去一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。如果將輻射源指紋識(shí)別與人類個(gè)體的指紋識(shí)別再做一個(gè)類比，換個(gè)角度思考，在人類個(gè)體的指紋識(shí)別中指紋與個(gè)體失去對(duì)應(yīng)關(guān)系只有發(fā)生在個(gè)體之間的手部移植等極個(gè)別情況；但隨著現(xiàn)代電子設(shè)備硬件模塊化、功能軟件化的發(fā)展與普及，以及具有認(rèn)知學(xué)習(xí)能力的智能化電磁輻射源的出現(xiàn)，輻射源個(gè)體也展現(xiàn)出了不同的特點(diǎn)。

3.1 硬件個(gè)體與軟件個(gè)體的不同特點(diǎn)

一個(gè)電磁輻射源通常包含硬件與軟件2大部分，其功能的正常展現(xiàn)需要在軟硬件的相互配合下共同完成。以一部雷達(dá)為例，軟件部分通常完成發(fā)射控制、接收信號(hào)處理、數(shù)據(jù)處理和人機(jī)交互等功能，而硬件通常主要包含了中頻信號(hào)合成與接收處理機(jī)、信息處理機(jī)、上下變頻器、頻率合成器、發(fā)射機(jī)、天線等部件。傳統(tǒng)意義上的幾部同型雷達(dá)的軟硬件大體是一樣的，SEI設(shè)備截獲同型雷達(dá)所輻射的信號(hào)、進(jìn)行信號(hào)指紋特征的提取，然后通過(guò)分類識(shí)別來(lái)區(qū)分這幾部同型雷達(dá)的不同個(gè)體，這實(shí)際上關(guān)注的是輻射源的硬件個(gè)體。在這一過(guò)程中SEI無(wú)法從截獲到的信號(hào)中尋找到各部同型雷達(dá)在軟件上的細(xì)微差異，實(shí)際上在傳統(tǒng)意義下的SEI任務(wù)也沒(méi)有這個(gè)必要，因?yàn)樯鲜鰩撞客屠走_(dá)在軟件上大體都是一樣的，所以在此示例之中，同型輻射源的硬件個(gè)體上有差異，而軟件個(gè)體上無(wú)大的差異。

隨著具有認(rèn)知能力的智能化雷達(dá)的出現(xiàn)，幾部同型號(hào)的認(rèn)知雷達(dá)被生產(chǎn)出來(lái)之后，雖然出廠時(shí)在軟硬件上幾乎一樣，但由于在不同地點(diǎn)與不同環(huán)境中部署與使用，于是各部雷達(dá)通過(guò)自身不同的學(xué)習(xí)過(guò)程所具有的經(jīng)驗(yàn)與能力的增長(zhǎng)也是各不相同的，而這些不同主要體現(xiàn)在軟件上的差異。差異性的軟件必然在認(rèn)知雷達(dá)的探測(cè)行為中有所體現(xiàn)，所以電子情報(bào)偵察系統(tǒng)通過(guò)對(duì)同型號(hào)不同認(rèn)知雷達(dá)個(gè)體的行為分析來(lái)識(shí)別軟件上的差異，也能達(dá)到同型雷達(dá)個(gè)體識(shí)別與區(qū)分的目的，而這里的個(gè)體就是軟件個(gè)體。實(shí)際上通過(guò)行為分析來(lái)區(qū)分不同的軟件個(gè)體在網(wǎng)絡(luò)空間的實(shí)體偵察中早就開(kāi)始應(yīng)用了，而在電磁空間偵察應(yīng)用中晚來(lái)了一步而已。

由上文可見(jiàn)，隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，電磁空間中的輻射源個(gè)體會(huì)出現(xiàn)細(xì)分：一個(gè)是硬件個(gè)體，另一個(gè)是軟件個(gè)體。傳統(tǒng)的SEI技術(shù)通過(guò)截獲分析信號(hào)指紋來(lái)區(qū)分同型輻射源的不同硬件個(gè)體；而新興的電磁輻射源行為分析技術(shù)可以用來(lái)識(shí)別同型輻射源的不同軟件個(gè)體[9]。隨著認(rèn)知無(wú)線電和認(rèn)知雷達(dá)的發(fā)展，這種行為上的差異也能夠體現(xiàn)個(gè)體上的差異，即將行為特征作為個(gè)體特征，這在認(rèn)知無(wú)線電與認(rèn)知雷達(dá)等智能化輻射源的個(gè)體識(shí)別與對(duì)抗策略研究中也具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

3.2 基于軟件互換的輻射源個(gè)體身份調(diào)換

當(dāng)前軟件無(wú)線電的廣泛應(yīng)用使得電子設(shè)備硬件通用化、功能軟件化的特點(diǎn)表現(xiàn)得淋漓盡致，這在一定程度上將人類社會(huì)神話故事中靈魂互換的夢(mèng)想在電磁空間中變成了現(xiàn)實(shí)，即軟件無(wú)線電設(shè)備通過(guò)加載不同的軟件以形成不同的軟件個(gè)體。

這一現(xiàn)象將導(dǎo)致電磁輻射源的硬件個(gè)體與軟件個(gè)體之間可以不存在固定的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，這一點(diǎn)與人類個(gè)體之間是有巨大區(qū)別的，因?yàn)閷?duì)于人類來(lái)講，人類個(gè)體的肉身與其思想及靈魂之間具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，一個(gè)人與另外一個(gè)人之間在當(dāng)前的科技條件下不可能做到思想及靈魂的互換，但對(duì)于先進(jìn)電子設(shè)備來(lái)講，它們之間的軟件卻是可以完全互換的，于是能夠通過(guò)軟件互換來(lái)實(shí)現(xiàn)輻射源個(gè)體身份的調(diào)換。以當(dāng)今普遍使用的民用智能手機(jī)為例，2個(gè)用戶使用了同一型號(hào)的手機(jī)，只需把SIM卡插入對(duì)方的手機(jī)，然后重新安裝一遍軟件就可以做到2個(gè)用戶之間軟件個(gè)體身份調(diào)換，這對(duì)于2個(gè)用戶來(lái)講沒(méi)有任何影響，但是對(duì)于實(shí)施個(gè)體身份識(shí)別的第三方來(lái)講，就有可能被迷惑住了，因?yàn)檫@2部手機(jī)的硬件個(gè)體與軟件個(gè)體發(fā)生了對(duì)應(yīng)關(guān)系的改變。從SEI識(shí)別出的硬件個(gè)體與通過(guò)行為分析識(shí)別出的軟件個(gè)體之間已經(jīng)對(duì)應(yīng)不上了。由此可見(jiàn)：輻射源的信號(hào)指紋與輻射源個(gè)體之間產(chǎn)生了分離，這種分離首先發(fā)生在信號(hào)指紋與軟件個(gè)體的分離上，接下來(lái)還會(huì)發(fā)生信號(hào)指紋與硬件個(gè)體的分離。

3.3 基于硬件模塊互換的指紋特征改變

隨著近年來(lái)電子設(shè)備的硬件小型化集成與高度模塊化的發(fā)展，電子設(shè)備的可維修性得到了極大的提升，包括：數(shù)字化中頻模塊、變頻器、發(fā)射機(jī)、天線單元等硬件模塊都可以快速更換，這為戰(zhàn)場(chǎng)電子設(shè)備的故障排查和快速維修創(chuàng)造了條件，與此同時(shí)硬件模塊的互換與替換也逐漸成為常態(tài)。

由于在SEI中電子設(shè)備指紋的提取與識(shí)別針對(duì)的重點(diǎn)是目標(biāo)對(duì)象的硬件所附加在信號(hào)波形上的微弱特征，所以一旦同型號(hào)設(shè)備之間的硬件模塊進(jìn)行互換，將導(dǎo)致設(shè)備級(jí)指紋特征的改變，甚至是局部信號(hào)特征的互換，這就意味著指紋特征穩(wěn)定性的消失。由于模塊的標(biāo)準(zhǔn)化量產(chǎn)，相互之間也定義了標(biāo)準(zhǔn)化的接口，以便于同型號(hào)模塊的替換。在一個(gè)電磁輻射源的發(fā)射鏈路中可以隨時(shí)對(duì)其中的基帶模塊、中頻模塊、變頻模塊、功放模塊、天線模塊等部件進(jìn)行更換與對(duì)調(diào)，在電磁輻射源使用中也可以像搭建積木一樣，只要將滿足相關(guān)性能指標(biāo)的硬件模塊按照標(biāo)準(zhǔn)接口組裝起來(lái)就能在最短的時(shí)間內(nèi)完成信號(hào)發(fā)射功能。這樣的快速組裝所形成的電磁輻射源將不再具有穩(wěn)定的指紋特征；另一方面，在2個(gè)同型號(hào)電磁輻射源設(shè)備之間隨機(jī)調(diào)換發(fā)射鏈路上的模塊，也會(huì)使得傳統(tǒng)意義上的SEI信號(hào)指紋特征發(fā)生改變。

由此可見(jiàn)，基于硬件模塊互換的方法對(duì)于輻射源個(gè)體指紋特征的保護(hù)具有重要意義，這可以讓對(duì)方的SEI設(shè)備在信號(hào)特征提取中無(wú)法獲得穩(wěn)定性，除非SEI設(shè)備能夠?qū)⑻卣髋c目標(biāo)輻射源的部件模塊對(duì)應(yīng)起來(lái)，但是在目前的科技條件下，還沒(méi)有哪一項(xiàng)技術(shù)能夠達(dá)到此目標(biāo)。另一方面，基于硬件模塊互換的指紋特征改變進(jìn)一步加劇了輻射源指紋與輻射源個(gè)體身份之間的分離。如前所述，不僅輻射源的軟件個(gè)體可以實(shí)現(xiàn)重載，而且輻射源的硬件個(gè)體也不再具有穩(wěn)定性、唯一性與獨(dú)立性了。

4 己方輻射源信號(hào)指紋庫(kù)構(gòu)建與管理

構(gòu)建輻射源信號(hào)指紋庫(kù)是實(shí)施輻射源個(gè)體識(shí)別的基礎(chǔ)與前提。傳統(tǒng)SEI應(yīng)用中的輻射源信號(hào)指紋庫(kù)大都只進(jìn)行對(duì)方輻射源信號(hào)指紋數(shù)據(jù)與特征信息的記錄、存儲(chǔ)、檢索、比對(duì)等應(yīng)用，而對(duì)己方輻射源信號(hào)指紋很少關(guān)注。如果將電磁空間與人類社會(huì)空間做一個(gè)類比，換個(gè)角度思考，在人類社會(huì)中各個(gè)國(guó)家為了更好地推進(jìn)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，每隔幾年就會(huì)開(kāi)展一次人口普查，收集本國(guó)人民的基本信息；同樣在電磁空間中為了更好地確保和增進(jìn)電磁信息的安全，也需要對(duì)己方各類輻射源進(jìn)行信號(hào)指紋的采集、處理與記錄，這也是推進(jìn)己方輻射源信號(hào)指紋電子防護(hù)應(yīng)用的迫切需要。

如前所述，要向?qū)Ψ降腟EI輻射源指紋識(shí)別系統(tǒng)實(shí)施“隱真示假”的電子防護(hù)，本文前述的幾種技術(shù)手段僅僅是一個(gè)基礎(chǔ)而已，而要將各種隱真示假行動(dòng)串接起來(lái)形成完整閉環(huán)的證據(jù)鏈條，從而在行為模式和行動(dòng)意圖上向?qū)Ψ叫纬筛邔蛹?jí)的欺騙，這還需要己方電磁輻射源信號(hào)指紋庫(kù)來(lái)提供支持。該數(shù)據(jù)庫(kù)中不僅記錄有己方各類電磁輻射源的指紋信息，還保存有在此基礎(chǔ)上加工合成的各種預(yù)設(shè)的掩護(hù)個(gè)體身份的電磁信號(hào)指紋模板，基于上述數(shù)據(jù)就能夠在指定的時(shí)間和指定電磁空間中形成具有一致個(gè)體身份特征的虛假電磁目標(biāo)，從而為達(dá)成預(yù)定的作戰(zhàn)意圖服務(wù)；另一方面，也能為己方電子輻射源指紋特征的隱真示假、信號(hào)指紋特征與輻射源個(gè)體身份分離的驗(yàn)證提供測(cè)試服務(wù)與信息保障。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，管理好己方的電磁輻射源信號(hào)指紋特征庫(kù)也同樣重要，需要在電磁空間作戰(zhàn)的教學(xué)、訓(xùn)練、保障與作戰(zhàn)支持等方面制定全面的電磁輻射源指紋信息管理流程與條令條例。這不僅有利于電磁空間作戰(zhàn)中己方和對(duì)方電磁目標(biāo)個(gè)體身份真?zhèn)蔚呐袆e，同時(shí)也有利于保護(hù)己方電磁輻射源個(gè)體身份特征不被對(duì)方所利用。另外，對(duì)于己方電磁輻射源在發(fā)生模塊更換與替換，以及軟件互換加載時(shí)，及時(shí)將上述信息反饋到電磁輻射源信號(hào)指紋特征庫(kù)中，從而為利用此特征庫(kù)實(shí)施電子防護(hù)提供重要的信息技術(shù)保障，這也是在電磁空間中實(shí)施電子防御的必然要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

由于電子對(duì)抗天生就是一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體，電磁輻射源信號(hào)的個(gè)體指紋識(shí)別與指紋信息防護(hù)全都是其攻防博弈的重要反映，所以如何確保己方輻射源信號(hào)指紋信息的安全，同樣是電子對(duì)抗中電子防護(hù)需要研究的重要內(nèi)容。在這一研究方向上本文提出了輻射源信號(hào)指紋隱真示假的三種電子防護(hù)方法，并針對(duì)輻射源信號(hào)指紋與人類個(gè)體指紋之間的特性差異，分析了軟硬件模塊互換等所帶來(lái)的輻射源信號(hào)指紋與個(gè)體身份分離的特有現(xiàn)象，指出了構(gòu)建己方電磁輻射源信號(hào)指紋庫(kù)的必要性與緊迫性。上述分析與探討不僅可以推進(jìn)電子防護(hù)中電磁輻射源個(gè)體身份信息的安全，增強(qiáng)其反電子偵察能力，而且也能為電子對(duì)抗偵察中SEI技術(shù)的后續(xù)發(fā)展提供新的牽引動(dòng)力，具有重大的前瞻性意義。