頻譜管理中無線電干擾的應(yīng)用

朱慶厚1，劉家儒

(1.中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所，石家莊050081；2.解放軍軍械工程學(xué)院，石家莊050023)

1 引 言

頻譜管理的目的是合理、充分地利用無線電頻譜，確保各種無線電業(yè)務(wù)有效工作。為此，國內(nèi)無線電頻譜管理部門以無線電頻譜的頻率、空域、時(shí)域和極化四維特性為基礎(chǔ)，綜合采用行政、技術(shù)等手段，對(duì)頻譜的使用進(jìn)行協(xié)調(diào)一致的管理，基本保障了科學(xué)合理地使用頻譜資源[1]。然而，近年來，無論是軍用還是民用，頻譜的使用量都在成倍增長。據(jù)預(yù)測，未來10年，頻譜的使用量將有更大增長。與此同時(shí)，無線電頻譜管理方面的問題也愈來愈突出，主要表現(xiàn)有以下幾個(gè)方面。

(1)濫用頻率資源

這包括：一些單位或個(gè)人未經(jīng)審批，擅自更改核定的設(shè)備頻率和設(shè)備參數(shù)工作；擅自設(shè)置、使用無線電臺(tái)站；隨意使用未經(jīng)規(guī)定的檢測或指標(biāo)不合格設(shè)備。這一切都造成電波秩序混亂，嚴(yán)重影響合法用戶的權(quán)益。

另一方面，占用頻率資源應(yīng)該繳費(fèi)而不繳費(fèi)的現(xiàn)象也變得十分嚴(yán)重，這包括：一是非法用戶占用頻率資源不繳費(fèi)；二是合法用戶不繳費(fèi)；三是合法用戶不按規(guī)定繳費(fèi)，而是多用少繳費(fèi)用。

(2)非法組織非法占用頻率資源

非法組織占用頻率資源，利用無線電信號(hào)進(jìn)行信息交換和傳播，從而達(dá)到其非法行徑之目的。

(3)重大活動(dòng)頻率資源使用的保障

在有國際和國內(nèi)的重大活動(dòng)時(shí)，如何保證活動(dòng)用頻的不受干擾問題是頻譜管理的一項(xiàng)重要任務(wù)。

(4)非法搶用公用媒體頻率資源

如何制止某些人或團(tuán)體利用公用媒體，如對(duì)公用電視信道非法插播其它電視信號(hào)等破壞活動(dòng)，也成為頻譜管理的一大問題。

(5)利用無線電設(shè)備進(jìn)行考試作弊占用頻率資源

利用無線電設(shè)備進(jìn)行考試作弊已成為各種考試中屢見不鮮的事，這些設(shè)備占用大量頻率資源，破壞電波秩序，更破壞了選拔人才的公平和公正。

(6)突發(fā)事件的頻譜管理[2]

在恐怖襲擊、自然災(zāi)害、人為災(zāi)害、重大無線電干擾、群體事件等突發(fā)事件中，大量無線電設(shè)備被使用和占用頻率資源，如何保證合法用戶的通信暢通，制止破壞者利用頻率資源達(dá)成其目的是處理好突發(fā)事件的重要一環(huán)。因此，此時(shí)的頻譜管理矛盾尤為突出。

(7)在商場競爭中利用無線電系統(tǒng)惡意破壞對(duì)方信息傳遞

在商場競爭中，利用無線電系統(tǒng)惡意破壞對(duì)手信息傳遞，并非法占用頻率資源。

(8)境外敵對(duì)分子利用無線電設(shè)備向國內(nèi)進(jìn)行破壞性宣傳

境外敵對(duì)分子利用無線電廣播電視，或以通信方式等手段向國內(nèi)傳播破壞國家穩(wěn)定的惡意宣傳。

對(duì)于上述情況，根據(jù)頻譜管理的執(zhí)法要求，如果用戶不依照其執(zhí)照中規(guī)定的參數(shù)工作，或不遵守?zé)o線電法規(guī)和規(guī)章，那么頻譜管理部門就有權(quán)對(duì)其實(shí)施執(zhí)法[3]。這種執(zhí)法包括警告、罰款、吊銷執(zhí)照，直至令其停止使用其系統(tǒng)。

對(duì)于那些不服從管理的非法用頻者，無線電管理部門常常是通過測向和定位找到輻射源，找到非法用戶，對(duì)它們進(jìn)行行政、法律、經(jīng)濟(jì)上的制裁，制止他們的非法行為，從而達(dá)到實(shí)施有效的頻譜管理的目的。

然而，在另外一些情況下，采用這種方法是不可行的，或者說是不易奏效的。例如，非法組織為了交換信息使用的通信設(shè)備，非法占用頻率資源，不但不接受管理，且采用種種措施逃避管理。他們或者將通信設(shè)備置于移動(dòng)設(shè)備上使輻射源不斷移動(dòng)，或者不斷改變頻率，或者采用猝發(fā)工作方式，或者采用抗干擾通信方式。再如，考試作弊者使用具有定向天線和移動(dòng)的通信設(shè)備，同時(shí)占用多個(gè)信道進(jìn)行考場內(nèi)外的信息交換，等。這一切都給頻率管理帶來困難，在許多情況下，頻率管理部門即使投入大量人力和物力，也不能對(duì)這些非法用戶實(shí)施有效管理。

另一方面，無線電監(jiān)測部門即使抓到非法用戶，如何實(shí)施管制也缺乏法律依據(jù)。所有這一切都使得對(duì)這些非法用戶的用頻很難實(shí)施有效管理。

2 頻譜管理使用干擾技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

面對(duì)頻譜管理中遇到的上述問題，無線電頻譜管理部門一方面采取更積極的頻譜監(jiān)測工作，另一方面已開始使用無線電干擾技術(shù)來解決問題。在頻譜管理中使用無線電干擾，這是個(gè)非常敏感的問題，首先干擾必須保障合法用戶正常用頻不受影響，同時(shí)還必須能達(dá)到對(duì)非法用頻的有效管制，或者最大限度地減少非法用頻帶來的不良后果。

近年來的實(shí)踐表明，只要使用恰當(dāng)，干擾技術(shù)可以作為頻譜管理的一項(xiàng)重要技術(shù)手段。這種干擾的實(shí)施，首先是建立在頻譜監(jiān)測支持的基礎(chǔ)之上的。頻譜監(jiān)測可以有效發(fā)現(xiàn)上述非法用頻信號(hào)，通過將其與數(shù)據(jù)庫對(duì)比可以確定其非法性質(zhì)，進(jìn)而通過測向確定其方位。對(duì)那些拒不服從管理的非法用戶，在不便投入大量人力實(shí)施執(zhí)法時(shí)，利用干擾發(fā)射機(jī)對(duì)非法用頻用戶發(fā)出警示，令其停止非法用頻。如不聽勸告再實(shí)施強(qiáng)制干擾，這種使用干擾手段使非法用戶停止用頻的方法，有時(shí)被人們稱為頻率管制。為了與行政上的頻率管制相區(qū)別，這里稱其為頻率技術(shù)管制，其實(shí)質(zhì)是利用干擾技術(shù)使非法用戶無法使用其設(shè)備。實(shí)踐表明，采用這種管理方法具有諸多優(yōu)點(diǎn)，其中某些優(yōu)點(diǎn)是其它方法所不具有的。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來有以下幾點(diǎn)。

(1)具有較好的實(shí)時(shí)性

在頻譜監(jiān)測的支援下，或者在頻率搜索的基礎(chǔ)上，通過與頻譜監(jiān)測數(shù)據(jù)庫的比對(duì)，確認(rèn)某一信號(hào)為非法用戶用頻，就可利用干擾設(shè)備對(duì)其實(shí)時(shí)實(shí)施警示和干擾，破壞其用頻目的。這大大節(jié)省了查找和執(zhí)法時(shí)間，提高了頻譜管制的實(shí)時(shí)性，其時(shí)效性是其它方法無法達(dá)到的。

(2)節(jié)省人力物力

實(shí)施干擾不需要精確測向定位，只要通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)非法用頻，必要時(shí)進(jìn)行快速測向，就可實(shí)施有針對(duì)性的警示和干擾。它節(jié)省了利用測向設(shè)備不斷逼近目標(biāo)，最后找到目標(biāo)而投入的人力物力。特別是在多個(gè)非法用戶同時(shí)用頻時(shí)，更可以節(jié)省大量人力物力。

(3)不涉及法律問題

由于用頻者是非法用戶，作為頻譜管理機(jī)構(gòu)對(duì)其實(shí)施管理是正當(dāng)?shù)模竞蟮闹浦故呛侠砗戏ǖ摹?/p>

(4)減少和制止有意破壞者非法用頻所達(dá)到的不良后果

對(duì)有意破壞信號(hào)，如無線電插播、非法組織的通信、廣播宣傳等，利用干擾設(shè)備，干擾其插播信號(hào)、廣播信號(hào)使其信號(hào)無法被接收，從而減少其影響，達(dá)到破壞其用頻目的。

(5)對(duì)境外的有意破壞者利用無線電設(shè)備進(jìn)行破壞宣傳實(shí)施有效管理

對(duì)境外發(fā)來的有意破壞信號(hào)，通常是無法實(shí)施直接執(zhí)法的。利用干擾設(shè)備對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行屏蔽，可以使其無法達(dá)到目的。

(6)可以阻斷突發(fā)事件時(shí)非法組織或群體事件發(fā)生時(shí)的內(nèi)部通信

利用干擾技術(shù)，在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)可以及時(shí)有效地阻斷非法組織或群體事件發(fā)生時(shí)的內(nèi)部通信，對(duì)維護(hù)國家安定團(tuán)結(jié)具有重要意義。

此外，干擾還用于在保障重大活動(dòng)用頻方面。在重大活動(dòng)前使用干擾機(jī)，不斷在活動(dòng)中的用頻頻率施放干擾，即所謂“清頻”，使這些頻率不被其它用戶使用。或者說可以驅(qū)趕所有用戶不能使用活動(dòng)中用頻，進(jìn)而保障活動(dòng)用頻。

3 頻譜管理對(duì)干擾設(shè)備性能要求

針對(duì)上述非法用戶使用的無線電信號(hào)的特點(diǎn)，要求干擾設(shè)備具有以下性能[4]。

(1)全頻段無縫隙覆蓋

當(dāng)前頻率管理的頻段集中于40～3 000 MHz，因此，要求干擾警示設(shè)備應(yīng)能對(duì)40～3 000 MHz的頻率范圍內(nèi)任何信道(頻點(diǎn))的信號(hào)實(shí)施干擾。這就是說，對(duì)于40～3 000 MHz頻段而言，由于技術(shù)的限制，干擾警示設(shè)備必然被劃分為若干分頻段，但無論如何劃分，必須保證各分頻段互相銜接或有一點(diǎn)覆蓋。另一方面，為了保證對(duì)40～3 000 MHz的頻率范圍內(nèi)任何信道(頻點(diǎn))的信號(hào)實(shí)施有效干擾，要求干擾警示設(shè)備的頻率步進(jìn)應(yīng)能滿足最佳干擾樣式要求的頻率瞄準(zhǔn)精度。一般而言，頻率步進(jìn)愈小，能夠保證的頻率瞄準(zhǔn)精度愈高。對(duì)于調(diào)頻話而言，要求設(shè)備步進(jìn)不大于1 kHz。

當(dāng)然，全頻段無縫隙覆蓋是對(duì)整個(gè)頻譜而言，對(duì)于特定需要的設(shè)備可以是只覆蓋某一頻段的。例如有的設(shè)備只覆蓋135～220 MHz、220～350 MHz、350～600 MHz等。因此，管制設(shè)備應(yīng)該是劃分頻段的，甚至可以用系列設(shè)備覆蓋全頻段。

(2)輸出功率應(yīng)滿足一定要求且可調(diào)

干擾警示設(shè)備的有效功率是有效輻射功率，即全向等效輻射功率(EIRP)，它不僅包括發(fā)射機(jī)輸出功率，還包括天線增益，這個(gè)增益就相當(dāng)將功率放大的倍數(shù)，如增益是6 dB，相當(dāng)于發(fā)射機(jī)輸出功率增加至原來的4倍。由于干擾和警示能否奏效主要取決于干擾與信號(hào)功率比，為了達(dá)到有效干擾之目的，要求干擾警示設(shè)備的輸出功率在數(shù)量上滿足一定要求。同時(shí)，考慮干擾警示設(shè)備距離干擾目標(biāo)可能不同，以及電波傳播的條件等因素的不同，為了避免對(duì)合法用戶造成影響，應(yīng)該能夠根據(jù)不同情況調(diào)整設(shè)備的輸出功率，以便達(dá)到既能使干擾警示有效，又對(duì)合法用戶不造成干擾。如干擾距離遠(yuǎn)時(shí)用大功率，近時(shí)用小功率。功率可調(diào)還可以使設(shè)備在用校準(zhǔn)源時(shí)，根據(jù)需要調(diào)整輻射功率大小。

管制設(shè)備的輸出功率應(yīng)該是多少才是恰當(dāng)?shù)模瑧?yīng)該根據(jù)管制任務(wù)而定。例如軍事上干擾設(shè)備往往開設(shè)于己方陣地，干擾距離比通信距離遠(yuǎn)很多，常常是通信距離的2～3倍。如果電波是地面波傳播，干擾功率就需要達(dá)到通信功率的16～81倍。若通信設(shè)備功率為1 W，則干擾有效功率就應(yīng)大于16～81 W；如果通信功率是10 W，干擾功率就要大于160～810 W。因此，常常可以看到軍事上使用的干擾機(jī)的輸出功率都比較大，常常在1 kW數(shù)量級(jí)。

(3)綠色的、無污染的

管制警示設(shè)備應(yīng)該是綠色的、無污染的，即在對(duì)某個(gè)信道(或頻點(diǎn))實(shí)施干擾時(shí)，其雜散輻射不應(yīng)影響其它信道合法用戶的工作。這要求干擾發(fā)射機(jī)諧波和雜散滿足特定要求。比照《800 MHz無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)頻率管理規(guī)定》，在發(fā)射天線的輸入端，雜散發(fā)射平均功率應(yīng)小于等于-(43+101gp)dBc(c表示相對(duì)于發(fā)射平均功率)，以20 W功率為例，則為小于等于-56 dBc。通常要求重點(diǎn)頻段135～1 000 MHz輸出為20 W的干擾設(shè)備的諧波和雜散小于-60 dBc，非重點(diǎn)頻段可放寬至小于-50 dBc。

(4)能發(fā)出警示信號(hào)

如上節(jié)所述，為了使通信內(nèi)容不被他人接收，使用對(duì)講機(jī)的用戶，通常用亞音控制接收機(jī)或中繼設(shè)備，只有具有相應(yīng)亞音的信號(hào)才能被接收。非法用戶也是如此，為了警示這樣的用戶，設(shè)備必須能破解亞音，并產(chǎn)生具有亞音的信號(hào)。只有這樣才能警示非法用戶。

(5)具有產(chǎn)生最佳干擾樣式的能力

為了能以最小的干擾功率達(dá)到有效干擾之目的，要求干擾警示設(shè)備具有產(chǎn)生最佳干擾樣式的能力。所謂最佳干擾樣式，包括：干擾警示設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號(hào)頻譜與信號(hào)頻譜重合度特定要求，這種重合度對(duì)有載波的信號(hào)而言，就是頻率瞄準(zhǔn)度；特定的干擾的調(diào)制信號(hào)種類和譜結(jié)構(gòu)，如調(diào)制信號(hào)種類有噪聲、語音或各種可能的聲響(口哨、尖叫、鳥叫及各種恐怖聲響等)，以及使調(diào)制信號(hào)低頻成分有所增加；特定的調(diào)制方式，有調(diào)幅、調(diào)頻和數(shù)字信號(hào)等；適當(dāng)?shù)恼{(diào)制指數(shù)；輻射的干擾信號(hào)極化形式應(yīng)與信號(hào)極化匹配等。

(6)快速反應(yīng)能力

為了快速反應(yīng)，要求干擾警示設(shè)備應(yīng)能在無線電監(jiān)測站或網(wǎng)的支援下進(jìn)行工作，可直接接受監(jiān)測網(wǎng)控制中心的控制，可實(shí)施快速單頻干擾，按頻率表和優(yōu)先等級(jí)實(shí)施干擾和警示。設(shè)備配備有監(jiān)測和引導(dǎo)設(shè)備，在無監(jiān)測網(wǎng)支援時(shí)，也能對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行搜索截獲，確定干擾目標(biāo)。亦可同時(shí)控制多個(gè)信號(hào)如3個(gè)，一旦某一個(gè)信號(hào)出現(xiàn)，可實(shí)時(shí)發(fā)出干擾。

(7)多頻點(diǎn)干擾能力

干擾設(shè)備應(yīng)具有多頻點(diǎn)干擾能力，以便對(duì)多個(gè)對(duì)象實(shí)施干擾。

(8)高可靠性

設(shè)備的高可靠性是必須的。為此除電路和結(jié)構(gòu)具有可靠性設(shè)計(jì)外，還要求設(shè)備具有過壓、過流和失配保護(hù)。特別是在實(shí)際工作中，操作人員有時(shí)會(huì)忘記連接天線，或天線接觸不好，形成開路，造成失配，如果沒有失配保護(hù)，設(shè)備就會(huì)損壞。

(9)設(shè)備開設(shè)地點(diǎn)靈活

為了應(yīng)對(duì)各種不同的需要，設(shè)備應(yīng)構(gòu)成系列，在這個(gè)系列中應(yīng)包括便攜式、可搬移式、車載移動(dòng)式和固定式的干擾設(shè)備，必要時(shí)還應(yīng)配有空載和艦載干擾設(shè)備。

只要使干擾設(shè)備具有上述性能，就可以在保障合法用戶用頻的同時(shí)，使用干擾設(shè)備有效制止非法用頻者占有頻率資源。

4 結(jié) 語

由以上討論不難看出，作為一種頻譜管理的技術(shù)手段，將無線電干擾技術(shù)用于對(duì)非法用頻者的警示，或阻斷其用頻，只要干擾設(shè)備性能符合要求，就能在保證合法用戶用頻的前提下，制止非法用戶用頻。無線電干擾技術(shù)不失為頻譜管理的一種有效手段。

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