脈沖干擾對DSSS調(diào)制系統(tǒng)對抗效果仿真研究

馬冬冬，侯文博，趙　民

(解放軍92785部隊，秦皇島 066200)

脈沖干擾對DSSS調(diào)制系統(tǒng)對抗效果仿真研究

馬冬冬，侯文博，趙民

(解放軍92785部隊，秦皇島 066200)

摘要：隨著電子對抗工作的不斷發(fā)展，電子對抗武器裝備逐步受到越來越多的重視。結(jié)合電子對抗裝備技術(shù)特征，重點(diǎn)研究采用直接序列擴(kuò)頻(DSSS)調(diào)制技術(shù)的通信裝備在以音頻干擾為主要方式對抗條件下，誤碼率與干信比、信噪比之間的關(guān)系，并給出干擾效能評估指標(biāo)，得出了科學(xué)的結(jié)論。該結(jié)論對進(jìn)一步研究干擾技術(shù)和干擾效果具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：壓制干擾；直接序列擴(kuò)頻調(diào)制系統(tǒng)；誤碼率；評估

0引言

電子對抗是敵對雙方圍繞電磁頻譜的控制權(quán)和使用權(quán)開展的對抗斗爭，它包括電子對抗偵察、電子進(jìn)攻和電子防御。通信對抗是電子對抗的重要組成部分，通信對抗的主要目的在于[1-2]：偵收破譯敵方密碼，獲取敵方信息，獲取通信的有關(guān)技戰(zhàn)術(shù)參數(shù)，分析獲取有關(guān)敵方兵力部署和作戰(zhàn)意圖的情報；使敵方通信系統(tǒng)在關(guān)鍵時刻暫時失效，從而造成敵方指揮系統(tǒng)的癱瘓狀態(tài)，使其喪失關(guān)鍵性戰(zhàn)機(jī)。

靶場電子對抗為了尋求有效的干擾方式，就必須對一些基本干擾波形的干擾效果進(jìn)行詳細(xì)分析。通信干擾的效果分析和評價非常必要，并具有重要的意義，它將為靶場制定通信對抗方案，研制新的通信與通信對抗手段奠定理論基礎(chǔ)。

而在抗干擾系統(tǒng)中，擴(kuò)頻系統(tǒng)的性能最好，而直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)又是擴(kuò)頻系統(tǒng)中最基本的系統(tǒng)，所以本文選擇直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)來對通信干擾的壓制干擾效果進(jìn)行深入的研究分析。

1DSSS調(diào)制系統(tǒng)模型

在直接序列擴(kuò)頻(DSSS)調(diào)制系統(tǒng)中，利用高速率的偽隨機(jī)(PN)序列對低速率的信息序列進(jìn)行相乘(模2加)，然后進(jìn)行載波調(diào)制，得到擴(kuò)頻調(diào)制的寬帶射頻信號[2-3]。直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的組成原理如圖1所示。

在接收端，接收到的擴(kuò)頻信號經(jīng)過混頻放大后，用與發(fā)送端同步的偽隨機(jī)碼序列對信號進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，將寬帶擴(kuò)頻信號恢復(fù)為窄帶中頻信號，然后進(jìn)行解擴(kuò)，得到信息碼序列。

圖1　直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的組成原理

2音頻干擾的原理

脈沖干擾是指在部分時段上發(fā)射干擾信號，其他時間不發(fā)射干擾信號。設(shè)發(fā)射信號的時段用γ表示，其余時間不發(fā)射信號(關(guān)機(jī))，關(guān)機(jī)時間用1-γ表示。

假如脈沖干擾機(jī)和寬帶噪聲干擾機(jī)有相同的平均功率，那么脈沖干擾機(jī)將有更大的峰值功率，因為它不是連續(xù)發(fā)射信號。

噪聲和干擾引起的平均誤碼率為：

(1)

式中:Pe1為干擾機(jī)關(guān)機(jī)時的誤碼率；Pe2為干擾機(jī)工作時的誤碼率。

設(shè)N0,1表示干擾機(jī)關(guān)機(jī)時的噪聲密度，N0,2表示干擾機(jī)工作時的噪聲密度，那么N1=N0,1，N0,2=N0+J0。因此，Pe1取決于熱噪聲，Pe2取決于干擾和熱噪聲，當(dāng)假設(shè)干擾機(jī)工作時，其功率遠(yuǎn)大于熱噪聲，使噪聲可以忽略，那么Pe的平均值為:

(2)

3數(shù)字通信系統(tǒng)干擾效能評估

對數(shù)字通信干擾的最終目的是使目標(biāo)通信系統(tǒng)接收機(jī)解調(diào)輸出的差錯率增大，通信的可靠性下降，同時也使通信的有效性降低，故衡量數(shù)字通信系統(tǒng)的干擾效果一般用通信系統(tǒng)的差錯率，即誤碼率Pe來衡量[4-5]。為評價數(shù)字通信系統(tǒng)干擾的程度，可以定義數(shù)字通信系統(tǒng)的干擾等級：

當(dāng)Pe≥0.2時，通信系統(tǒng)受到強(qiáng)干擾，干擾等級為3級；

當(dāng)0.12≤Pe<0.2時，通信系統(tǒng)受到中度干擾，干擾等級為2級；

當(dāng)0.05≤Pe<0.12時，通信系統(tǒng)受到輕度干擾，干擾等級為1級；

當(dāng)Pe<0.05時，通信系統(tǒng)未受干擾。

以上干擾效果劃分方法是經(jīng)過長期實踐得出的結(jié)論，具有很強(qiáng)的實用性和可操作性，且得到很多專家的公認(rèn)。

4計算機(jī)仿真

圖2反映的是處理增益為10，發(fā)射信號時段為0.25，信噪比分別為-5 dB、-10 dB和0 dB時的脈沖干擾性能。干信比大于0 dB時，負(fù)的信噪比均可使系統(tǒng)受到輕度干擾，信噪比越小干擾效果越強(qiáng)。

圖2　脈沖干擾誤碼率與干信比關(guān)系

圖3反映的是當(dāng)處理增益為100，發(fā)射信號時段為0.25，信噪比分別為-5 dB、-10 dB和0 dB時的脈沖干擾性能。當(dāng)干信比大于0 dB時，負(fù)的信噪比均可使系統(tǒng)受到輕度以上干擾，且干擾效果基本一致。

圖3　脈沖干擾誤碼率與干信比關(guān)系

圖4反映的是當(dāng)信噪比為-10 dB，處理增益為10，干信比分別為5 dB、10 dB和20 dB時的脈沖干擾性能。當(dāng)干信比為典型10 dB時或者5 dB、20 dB，γ必須超過0.05才有效。

圖4　脈沖干擾時的誤碼率與工作比的關(guān)系

圖5反映的是當(dāng)信噪比為-10 dB，處理增益為100，干信比分別為5 dB、10 dB和20 dB時的脈沖干擾性能。當(dāng)干信比為典型10 dB時，γ必須超過0.25才有效。若干信比減小，誤碼率要達(dá)到0.1，γ必須更大。對更大的信噪比，性能沒有明顯改善。

圖5　脈沖干擾時的誤碼率與工作比的關(guān)系

5結(jié)束語

本文深入研究了DSSS通信系統(tǒng)在脈沖干擾下的誤碼性能。在給定條件下，仿真出具體的誤碼率、干信比、信噪比之間的曲線關(guān)系，并驗證了直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)在一定干信比和處理增益條件下，脈沖干擾優(yōu)于寬帶噪聲干擾，且對干擾效能評估給出了具體的指標(biāo)。該文中的相關(guān)結(jié)論和方法對電子對抗工作中的通信對抗方案的制定具有一定的參考價值。更多的組合干擾方式下其它擴(kuò)頻體制裝備通信與通信對抗還需進(jìn)一步深入研究。

參考文獻(xiàn)

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[5]樊昌信，張甫詡，徐炳詳，等.通信原理[M].第5版.北京:國防工業(yè)出版社，2001.

Simulation Study of Confrontation Efficiency of

Pulse Jamming to DSSS Modulation System

MA Dong-dong，HOU Wen-bo，ZHAO Min

(Unit 92785 of PLA，Qinhuangdao 066200,China)

Abstract:With the electronic countermeasure develops continuously,electronic countermeasure weapon equipment is attached importance more and more.Combing with the technical characteristics of electronic countermeasure equipment,this paper puts emphases on studying the relation between the error rate and jamming signal ratio (JSR),signal noise ratio (SNR) of communication equipment using direct sequence spread spectrum (DSSS) modulation technology under the condition that audio frequency jamming is taken as main jamming mode,and gives the jamming efficiency evaluation index,fetches scientific conclusion.The conclusion is of definite reference value for further studying the jamming technique and jamming effect.

Key words:blanket jamming;direct sequence spread spectrum modulation system;error rate;evaluation

收稿日期:2014-10-28

DOI:10.16426/j.cnki.jcdzdk.2015.03.023

中圖分類號：TN975

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：CN32-1413(2015)03-0084-03