美軍通訊裝備抗干擾技術能力發展趨勢

軍用通訊裝備在現代信息化戰爭中發揮着相當重要的做用，而抗干擾能力則是軍用通訊裝備發展的重點。經過對美軍最新通訊裝備抗干擾能力以及通訊抗干擾技術研發方面進展的跟蹤研判能夠看出，美軍使用跳頻、擴頻等常見抗干擾技術的能力已經十分紅熟，目前正在重點發展一體化協同組網和抗干擾能力。這將顯著提高美軍通訊系統能力。

1、美軍現役通訊裝備抗干擾能力特色

美軍現役通訊裝備的抗干擾能力主要經過跳頻和擴頻技術實現，其裝備類型包括手持式單兵終端、車載終端、機（艦）載終端以及配套的衛星通訊系統。從發展進程上看，通訊抗干擾技術及其裝備的發展能夠歸結爲三個階段。20世紀70年代中後期及80年代初期，美軍開始列裝第一代戰場通訊裝備，以較低跳頻跳速的模擬跳頻電臺爲表明，在當時的技術條件下可以較好的應對敵方偵查手段。80至90年代，美軍開始應用以數字跳頻技術爲表明的第二代抗干擾通訊裝備，即數字跳頻電臺和數字跳頻接力機等，具有抗干擾能力強、數字語音通訊等特徵。目前，現役裝備主要是第三代，以多頻段、多模式、多功能自適應數字跳頻技術以及跳頻擴頻技術相結合爲主要特徵，在傳輸速率、設備體積、抗干擾能力等方面具備顯著提高。

表1對現役美軍主要的第三代通訊裝備及其特色進行了總結，能夠看出美軍現役通訊裝備的抗干擾能力具備如下三個顯著特色：

▼表1 美軍主要的第三代通訊裝備及其技術性能

1．跳頻體制獲得普遍應用

美軍現役第三代短波電臺和超短波電臺基本都採用了跳頻體制，在微波接力通訊和衛星通訊中也大量採用跳頻體制；少部分超短波電臺採用了窄帶直接序列擴頻/跳頻共用的體制；受限於天線調製技術，絕大部分短波跳頻電臺爲幾百千赫茲的窄帶跳頻，只有極少數採用新體制的短波跳頻電臺才達到了較大的跳頻帶寬（2MHz）；少數最新的短波跳頻電臺實現了頻率自適應的智能跳頻。

2．跳頻速率分佈合理

美軍電臺使用的跳頻速率的選擇注重實用性和科學性，而不是一味追求高跳速。目前，美軍短波跳頻電臺的跳速大部分在50跳/秒如下，極少數具備100跳/秒以上的高速跳頻；超短波跳頻電臺的跳速通常爲100至500跳/秒，少數可達到1000跳/秒，多爲中速跳頻。少數特殊通訊裝備爲了支持更高的數據速率，採用了較高的跳速，如CHESS、JTIDS、MILSTAR等系統。其電臺根據使用場景不一樣，設置不一樣的跳速，極好地發揮裝備的實用性。

 

 

 

3．直接序列擴頻體制應用不及跳頻體制普遍

直接序列擴頻體制目前主要用於較高頻段的微波接力通訊和衛星通訊系統中，少數國家也在低頻段嘗試應用。因爲直接序列擴頻體制固有的遠近效應、多址干擾等弱點，難以實現大區制動態組網，也難以兼顧抗干擾與多址性能，加上短波天線電離層的時變特性，使直接序列擴頻體制在大區制的戰術電臺上難以獲得實際或普遍的應用。

 

2、美軍通訊抗干擾技術裝備發展動向

美國在通訊抗干擾系統關鍵技術研究和相關裝備研發方面一直走在各國的前列。經過對美軍現役抗干擾終端的分析以及相關科研單位近一年以來論文及項目的研判，能夠看出美軍在通訊抗干擾技術方面有若干較爲明顯的發展趨勢，主要涉及：

1．擴跳頻綜合智能抗干擾技術方向一是傳統的擴跳頻技術還在不斷髮展，如針對跳頻系統跳速低、可用跳頻頻點數少、跳頻帶寬窄、抗多徑干擾能力有限和信息速率低等問題，其發展方向是高速跳頻、變速跳頻等。二是大量採用綜合抗干擾體制及技術，其典型標誌之一是跳頻、直接序列擴頻和跳時等基本抗干擾體制的綜合應用，特別是在VHF（極高頻）、UHF（甚高頻）及以上頻段更是如此。例如JTIDS系統綜合採用了高速跳頻、跳時、直接序列擴頻和糾錯編碼等多種反偵察和抗干擾措施，具備很強的抗干擾能力。三是採用智能抗干擾技術，在對電磁干擾環境進行實時認知的基礎上，智能地對抗干擾通訊系統參數進行優化配置，採起最佳的抗干擾手段，使得通訊系統更加靈活、更能適應電磁環境的變化、魯棒性更強。

2．空時頻碼多域聯合自適應抗干擾技術方向

一是空時頻碼能具有多域聯合自適應通訊能力，該技術經過基於空域、時域、頻域、碼域的聯合協同處理，從多個域區分通訊與干擾信號，達到提升抗干擾能力的目的。目前美國現役裝備中一般採用頻率域和功率域的自適應，對於空時頻碼多域聯合自適應通訊抗干擾技術的研究纔剛剛開始。二是提出了一些具備創新性的自適應干擾抑制技術，如盲源分離干擾抑制技術、自干擾抑制技術。這些技術的提出爲通訊抗干擾技術的發展提供了新的思路。三是開始發展空域自適應抗干擾技術，因爲該技術同時具備抗干擾、抗截獲的特色，獲得美軍愈來愈多的重視和應用。3．戰術通訊網抗干擾技術方向美軍正以認知無線電和認知網絡爲基礎，朝着認知無線自組織網絡、智能網絡策略管理等技術的方向發展。

一是因爲自組織網絡技術無需任何通訊基礎設施，可以實現機動通訊網絡的快速部署，且其具有的自組織、自治癒能力使網絡具備很強的魯棒性、擴展性和抗毀性。所以，自組織網絡技術很是適用於野外戰場軍事通訊網的特定需求，已成爲數字化戰場機動通訊的首選技術。如美軍研製的做戰人員戰術信息網（WIN-T）、戰術目標瞄準網絡（TTNT）、靈活訪問與安全傳輸（FAST）、聯合戰術無線電系統（JTRS）、自動化數字網絡系統（ADNS）等做戰通訊系統都採用自組織網絡協議、抗干擾物理波形和跨層QoS設計等多項技術措施，提升了傳輸系統的抗截獲、抗干擾和服務保障能力。二是分佈式智能策略管理能夠根據網絡條件的變化自適應調整網絡行爲，減小了人工干預，提升了網絡適應性和可靠性，有效地增強了網絡管理的功能，如美軍的DRAMA項目，主要致力於設計開發一種具備分佈式、智能、支持策略管理等特色的移動無線自組網有效管理技術。

4．低截獲抗干擾安全通訊方向

一是隨着電子信息對抗技術的發展，軍用信息傳輸裝備已面臨「發現即被摧毀」的威脅。所以，抗干擾通訊信號首先應該具備高隱蔽、低截獲率，使敵方難以將目標信號從周圍衆多電磁信號、干擾和噪聲的環境中識別出來。二是即便通訊信號被敵方檢測到，也應該充分保證信息的安全，傳統的信息加密技術是在通訊的應用層來保證信息安全，但通訊物理層做爲應對敵方攻擊威脅的第一道防線，最新趨勢是研究相應的通訊物理層的波形設計和實現電路，從而增長對信息安全的防禦。

 

5．軍民融合的無線通訊新技術方向

一是民用移動通訊飛速發展，已經開始市場應用的第四代移動通訊，以及正在標準化的第五代移動通訊系統中，採用了大量的無線新技術，包括載波聚合、干擾對消、協同中繼、大規模MIMO、新型多載波調製波形與非正交多址接入等，爲提升無線通訊的性能提供了大量的技術手段，可用於實現超高速傳輸數據速率（>1Gbps）、高頻譜效率（10～100bit/s/Hz），支持更多鏈接、更安全的服務質量以及更低時延。二是美國密切關注這些新技術在軍事通訊中的應用，指望在指揮、通訊、偵察、對抗、遙感與控制、天地一體化等多個領域和方向，扮演更重要的角色，支撐構建新一代軍用多域協同智能信息網絡。同時，合理利用先進的民用無線通訊技術，有效地下降開發成本和週期。綜上所述，美軍在通訊抗干擾領域的發展呈現出更加多樣化和智能化的特色，美軍各科研單位和軍工研究單位也針對將來各類複雜環境下的抗干擾通訊問題，進行了系統深刻的研究。將來，空天地一體化網絡將是天基通訊系統、航空通訊系統、地面通訊系統以及海面（下）通訊系統的大融合，是將來軍事通訊發展的必然趨勢。在軍事對抗環境下，全部通訊系統均可能會受到各類形式的敵意干擾，甚至是己方系統相互之間的干擾，這對通訊抗干擾技術提出了更高的要求。所以，面向將來複雜電磁環境下的通訊，其應用場景、可用資源等千差萬別，更須要有針對性的通訊抗干擾技術的支撐，從空天地一體化網絡的系統層面統一考慮各通訊系統的抗干擾技術體制。