通信偵察體系建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)研究

劉 亭

（91404部隊，河北 秦皇島 066001）

通信偵察屬于通信對抗的重要分支，也是電子對抗體系的重要組成部分，隨著電子偵察技術(shù)和電子支援保障作戰(zhàn)要求的不斷發(fā)展，單臺套通信偵察力量已經(jīng)無法滿足作戰(zhàn)需求，通信偵察力量只有建立偵察體系，形成電子支援作戰(zhàn)的合力，才能滿足未來以網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)為主要模式的聯(lián)合作戰(zhàn)需求。本文通過研究通信偵察力量的使命任務(wù)、體系建設(shè)要求，指出通信偵察力量體系建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。

1 通信偵察力量的使命任務(wù)

通信偵察力量使命任務(wù)主要包括熱點、重點區(qū)域通信信號偵察監(jiān)視、通信支援偵察、通信情報偵察和遠(yuǎn)程輔助預(yù)警等，具體如下：

一是利用陸、海、空偵察力量機動優(yōu)勢，在熱點區(qū)域、重點國家周邊偵察監(jiān)視。截獲其通信輻射信號，并精確測定其技術(shù)參數(shù)，通過綜合信息融合處理和匹配，查明對方輻射源的技術(shù)特性、地理位置、活動規(guī)律、平臺屬性和威脅程度，推測敵方兵力部署情況和戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)意圖，為該方向軍事作戰(zhàn)計劃制定提供參考。

二是實施的通信支援偵察，為戰(zhàn)時實施有效的通信干擾提供基礎(chǔ)。通過和平時期和戰(zhàn)前開展的通信支援偵察，積累作戰(zhàn)區(qū)域通信輻射源的情報數(shù)據(jù)庫，根據(jù)戰(zhàn)時實時獲取的偵察信息，并與數(shù)據(jù)庫進行比對，迅速判明敵方輻射源的技術(shù)參數(shù)、平臺類型、地理位置和威脅程度等，生成戰(zhàn)場電磁目標(biāo)態(tài)勢，為該方向?qū)嵤┚W(wǎng)絡(luò)進攻、通信干擾提供及時準(zhǔn)確的電子支援信息。

三是利用超視距偵察作用距離遠(yuǎn)的優(yōu)勢和多平臺協(xié)同定位能力，為作戰(zhàn)部隊提供遠(yuǎn)程輔助預(yù)警。通信偵察遠(yuǎn)程截獲電磁信號，通過輻射源目標(biāo)特征數(shù)據(jù)庫，快速研判目標(biāo)屬性和威脅等級，再利用多平臺協(xié)同定位方式生成目標(biāo)航跡信息，輔助實現(xiàn)遠(yuǎn)程預(yù)警，并引導(dǎo)有源設(shè)備探測。

2 通信偵察體系建設(shè)需求

從以上通信偵察力量使命任務(wù)可以看出通信偵察力量體系的用戶主要是通信干擾系統(tǒng)、電子對抗系統(tǒng)、作戰(zhàn)系統(tǒng)，為滿足用戶作戰(zhàn)時對通信信號信息的需求，通信偵察力量體系應(yīng)具備如下能力：

一是能夠協(xié)同所有體系內(nèi)的通信偵察力量獲取重點作戰(zhàn)區(qū)域、熱點地區(qū)的通信輻射信號的技戰(zhàn)術(shù)參數(shù)、位置、活動規(guī)律、平臺屬性和威脅程度等。

二是能夠協(xié)同所有體系內(nèi)的通信偵察力量為通信干擾系統(tǒng)提供支援偵察，提供目標(biāo)信號的方位、信號參數(shù)等信息，為實現(xiàn)信息進攻提供信息支撐。

三是能夠利用獲取通信輻射源的各類信息實現(xiàn)融合處理并與電子偵察目標(biāo)的融合關(guān)聯(lián)處理得到作戰(zhàn)目標(biāo)作戰(zhàn)需求信息（航跡信息、平臺信息、兵力部署、目標(biāo)屬性和威脅等級等）。

四是能夠利用偵察獲得通信輻射源技術(shù)參數(shù)，獲取主要作戰(zhàn)對手的通信裝備，了解敵方可能采取的通信裝備型號和技術(shù)發(fā)展水平，為發(fā)展我軍通信對抗裝備提供資料情報支持，為通信電子戰(zhàn)效能評估提供客觀依據(jù)，為發(fā)展我國通信裝備提供一定的情報支持，對獲取的情報資料建立通信對抗情報數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)情報資料的變化及時更新數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容。

五是能夠利用網(wǎng)絡(luò)偵察技術(shù)實現(xiàn)對敵無線通信網(wǎng)絡(luò)、有線通信網(wǎng)絡(luò)的偵察分析，分析網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其存在的漏洞，為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進攻提供支撐。

3 通信偵察體系建設(shè)中關(guān)鍵技術(shù)的研究

根據(jù)通信偵察力量使命任務(wù)和體系建設(shè)需求，本文梳理了需要相關(guān)軍工部門和軍方共同努力解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

3.1 通信輻射源個體識別技術(shù)

通信輻射源個體識別技術(shù)為了解決在非協(xié)作通信偵察條件下對通信輻射源的個體身份進行識別的問題，根據(jù)通信輻射源的特性實現(xiàn)對配備此輻射源的兵力進行識別，再聯(lián)合相關(guān)情報確認(rèn)該平臺的所有作戰(zhàn)能力，為作戰(zhàn)方案、火力打擊預(yù)案的制定提供情報支撐。通信輻射源個體識別技術(shù)實現(xiàn)關(guān)鍵在于找到能夠穩(wěn)定且唯一表征輻射源個體的“指紋”特征，而且這種特征要具有很強的適用性、魯棒性和推廣能力，根據(jù)通信系統(tǒng)的原理、技術(shù)特點，主要從以下幾個技術(shù)參數(shù)展開。

（1）載頻、調(diào)頻指數(shù)、調(diào)幅度和碼速率等信號技術(shù)參數(shù)是具有明確物理意義的特征，通過先前的研究發(fā)現(xiàn)，在對其精確估計的基礎(chǔ)上，技術(shù)參數(shù)可以作為輻射源的個體特征。

（2）信道編碼技術(shù)在通信領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，輻射源考慮到不同的用途及使用環(huán)境采用不同的信道編碼技術(shù)，因此對輻射源采用信道編碼技術(shù)的識別可以從另一個角度認(rèn)知特定輻射源。

（3）數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)也是輻射源自身特征表示的一個方面，不同的輻射源考慮到不同應(yīng)用，幀結(jié)構(gòu)往往不同，因此從輻射源采用的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)角度可以認(rèn)知特定輻射源。

（4）隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，將人工智能深入應(yīng)用到軍事領(lǐng)域已經(jīng)成為各國軍事的熱門研究方向。利用人工智能的深度學(xué)習(xí)技術(shù)實現(xiàn)對通信輻射源的個體識別是一個非常值得研究的領(lǐng)域。

3.2 信息傳輸分發(fā)技術(shù)

信息傳輸分發(fā)技術(shù)，是將載有信息的信號異地傳遞的技術(shù)。根據(jù)通信偵察力量平臺的分布以及其未來的作戰(zhàn)使用，可以將其用于通信偵察信息傳輸技術(shù)的主要有線光纖傳輸技術(shù)、無線局域網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)鏈傳輸技術(shù)及衛(wèi)星通信傳輸技術(shù)等。在各個通信偵察固定臺站、中心節(jié)點之間主要通過光纖通信技術(shù)，在各個偵察信息源之間埋設(shè)光纖，利用光纖通信技術(shù)穩(wěn)定、可靠、高速的特點實現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)的傳輸；在動偵察平臺之間主要依靠無線通信技術(shù)、數(shù)據(jù)鏈通信技術(shù)，利用其靈活、不受空間地形約束的特點實現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)偵察信息的傳輸；在動偵察平臺與遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)中心、站點之間主要依靠衛(wèi)星通信技術(shù)，利用衛(wèi)星通信距離遠(yuǎn)覆蓋范圍廣的特點，實現(xiàn)通信偵察信息的傳輸。在傳輸過程中，信息傳輸系統(tǒng)要根據(jù)不同種類信息的特點建立傳輸?shù)燃?，保證各類信息及時準(zhǔn)確地傳遞給各個信息用戶，為通信偵察體系建設(shè)提供信息傳輸網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

3.3 數(shù)據(jù)融合處理技術(shù)

情報處理自動化是現(xiàn)代戰(zhàn)爭情報處理的核心要求，因為在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，傳感器和各種先進信號感知器件的大量使用，使得實時情報的內(nèi)容更為豐富，另外未來戰(zhàn)場情況瞬息萬變，環(huán)境也越來越復(fù)雜，由此引起的偵測情報數(shù)據(jù)的爆炸性增長也成為情報處理新的難題。海量的情報數(shù)據(jù)不僅對傳輸系統(tǒng)造成了巨大的壓力，指揮人員想要在短時間內(nèi)從海量的情報數(shù)據(jù)中尋找和確定真實信息也成為一件十分困難的事情。另外，指揮員要及時了解敵我雙方作戰(zhàn)單元自身的位置、狀況，這就需要迅速轉(zhuǎn)化為可用情報，篩除來自多傳感器的大量目標(biāo)回波和雜波等虛假數(shù)據(jù)，必須利用現(xiàn)代信號與數(shù)據(jù)處理的手段對情報進行高效自動化，情報自動化處理的核心技術(shù)是多傳感器/多目標(biāo)數(shù)據(jù)融合技術(shù)。

數(shù)據(jù)融合處理技術(shù)，是將偵察獲取的原始信息進行記錄、評估、分析和整編，生成軍事決策和指揮作戰(zhàn)可直接利用的情報的技術(shù)，對保證情報數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性具有重要作用。數(shù)據(jù)融合處理是眾多傳統(tǒng)學(xué)科和新興技術(shù)相結(jié)合的結(jié)果，其中對數(shù)據(jù)的處理主要包括過濾、相關(guān)和合成，通過對多個偵察信息源的數(shù)據(jù)處理，減少虛假信息、提高信息準(zhǔn)確性，從而為指揮員提供真實可用的信息，為其做出科學(xué)準(zhǔn)確的決策提供信息支持。其基本原理就是充分利用各個信息源的信息數(shù)據(jù)，通過對各種信息源科學(xué)合理的使用和處理，將各種信息源在空間和時間上的互補與冗余信息依據(jù)某種科學(xué)優(yōu)化準(zhǔn)則或合理算法，產(chǎn)生對目標(biāo)的一致性信息。

3.4 認(rèn)知無線電技術(shù)

認(rèn)知無線電是指能夠感知包括頻譜在內(nèi)的多維環(huán)場信息，并能夠基于不同電磁頻譜環(huán)境信息動態(tài)地對發(fā)射端信號進行調(diào)整，以提升頻譜利用率和通信的有效性與可靠性的新型通信系統(tǒng)。美國FCC將認(rèn)知無線電（CR）具體定義為基于與操作環(huán)境的交互、能自適應(yīng)地、動態(tài)地改變系統(tǒng)中發(fā)射機主要參數(shù)的無線電設(shè)備，主要具有所處頻譜環(huán)境感知和傳輸信號參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整修改的功能，具體而言認(rèn)知無線電這種新型無線電能夠在較寬的頻帶內(nèi)準(zhǔn)確可靠地感知頻譜環(huán)境，檢測主用戶（己授權(quán)用戶）的頻譜占用情形，從而做出分析判斷而自適應(yīng)地占用即時可用的本地頻譜，并能同時在整個通信過程中不給主用戶造成任何妨礙與干擾。由于無線電傳輸環(huán)境中的無線信道和干擾是隨機變化的，這就預(yù)示著CR將具有較高的智能性、學(xué)習(xí)性與靈活性。

認(rèn)知無線電是從軟件無線電發(fā)展而來的，其物理平臺的實現(xiàn)是以軟件無線電平臺為基礎(chǔ)的，增加了感知、學(xué)習(xí)等功能，以實現(xiàn)其獨特的認(rèn)知能力。認(rèn)知無線電物理平臺主要包括射頻前端、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及通用硬件平臺；其中，軟件無線電和認(rèn)知無線電的通用硬件平臺基本類似，但是在功能上認(rèn)知無線電要比軟件無線電更加多樣化，包括頻譜感知、頻譜分析和頻譜判決等認(rèn)知無線電特有的功能；在數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器上兩者并無實質(zhì)區(qū)別；認(rèn)知無線電的射頻前端具有混頻和放大和自動增益控制等功能，實現(xiàn)工作頻率范圍內(nèi)射頻與中頻信號的轉(zhuǎn)換，其中，可編程帶通濾波器、低噪聲放大器、可編程本地振蕩器以及混頻器和自動增益控制等需要具有與軟件無線電平臺類似的性能參數(shù)。在射頻前端認(rèn)知無線電除了要完成如今無線電的功能外，還要完成頻帶頻譜感知功能，這個功能要求射頻模塊具有很寬的工作頻率范圍，從而實現(xiàn)對頻譜信息的實時測量。

充分利用認(rèn)知無線電的檢測能力、分析能力對目標(biāo)信號的偵察、識別；利用其推理和學(xué)習(xí)能力實現(xiàn)通信偵察情報分類、精細(xì)化處理，為通信電子支援和協(xié)同分布式通信電子作戰(zhàn)提供支撐；另外認(rèn)知無線電能夠利用頻譜感知技術(shù)，感知周圍的頻譜環(huán)境，查找頻譜范圍內(nèi)的可用頻率資源，在可用頻率資源嚴(yán)重短缺的戰(zhàn)場環(huán)境中具有重要的意義，通信系統(tǒng)可以認(rèn)知無線電技術(shù)查找頻譜空間的“頻譜空洞”，科學(xué)合理地選擇可用頻率，大大提高通信系統(tǒng)的可通率、通信質(zhì)量，是實現(xiàn)抗干擾通信的一種重要技術(shù)。

3.5 網(wǎng)絡(luò)對抗偵察技術(shù)

隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，無線電信息網(wǎng)絡(luò)逐漸成為信息化戰(zhàn)爭的重要支柱之一，信息傳輸途徑主要依靠電磁波，信息的傳輸主要依據(jù)通信系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)，信息的處理和利用主要依賴計算機及其網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)代軍事電子信息系統(tǒng)，不管是戰(zhàn)略層次的，還是戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)層次的，都是由電子情報偵察獲取設(shè)備、通信系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成的“網(wǎng)絡(luò)化”電子系統(tǒng)?，F(xiàn)代作戰(zhàn)已經(jīng)離不開無線信息傳輸網(wǎng)，它的廣泛應(yīng)用給軍事作戰(zhàn)帶來便利快捷的同時，也給敵方實施網(wǎng)絡(luò)攻擊提供了可能。通過對目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的無線偵察，獲取網(wǎng)絡(luò)通信信號的特征、通信流量和業(yè)務(wù)流量特征，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)的分析與識別，利用基于協(xié)議的攻擊和協(xié)同干擾等手段對敵方通信、情報系統(tǒng)進行網(wǎng)絡(luò)干擾、信息欺騙、入侵和攻擊，破壞敵方戰(zhàn)場情報和指揮控制系統(tǒng)的正常工作，這就是網(wǎng)絡(luò)對抗。

網(wǎng)絡(luò)偵察技術(shù)就是通過網(wǎng)絡(luò)偵察獲取對手通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)漏洞和各類網(wǎng)絡(luò)行為，為實現(xiàn)對敵網(wǎng)絡(luò)攻擊提供數(shù)據(jù)和情報支撐。戰(zhàn)場無線網(wǎng)絡(luò)偵察包括戰(zhàn)場無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)偵察和戰(zhàn)場無線網(wǎng)絡(luò)情報偵察。戰(zhàn)場無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)偵察是主要獲取電子輻射源信號和對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自身技術(shù)特征的偵察，戰(zhàn)場無線網(wǎng)絡(luò)情報偵察是主要獲取各種電子輻射源信號和對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所載的軍事信息內(nèi)容進行獲取的偵察，如截獲破譯敵電報內(nèi)容等。

從網(wǎng)絡(luò)比特流分析的角度著手，利用通信電子戰(zhàn)在“信號層”對抗、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)在“信息層”對抗的優(yōu)勢，使用電子戰(zhàn)手段來解決比特流的偵收獲取以及攻擊比特流的發(fā)射，利用網(wǎng)絡(luò)對抗偵察技術(shù)來解決網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)反演、幀結(jié)構(gòu)分析和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析，取長補短，實現(xiàn)兩者在技術(shù)上的深度融合，從而有效實現(xiàn)對敵軍事信息網(wǎng)絡(luò)的攻擊。

3.6 低截獲/低檢測概率信號對抗技術(shù)

低截獲/低檢測概率信號是軍用通信系統(tǒng)廣泛采用的信號樣式，特別是作為我軍的主要作戰(zhàn)對手，它具有頻率快速跳變、帶寬寬、發(fā)射功率低等設(shè)計特點，很難被偵察設(shè)備截獲、檢測和識別。低截獲/低檢測概率通信信號主要包括：跳頻（FH）信號、擴頻（Spread Spectrum）信號等。為了應(yīng)對未來的強敵作戰(zhàn)，實現(xiàn)對其軍事通信網(wǎng)絡(luò)的有效干擾必須要加強和深入研究低截獲/低檢測概率信號對抗技術(shù)，提高對敵此類通信信號的偵察能力，提高通信對抗系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能。

4 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是定向通信、低截獲技術(shù)、組網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展，單臺套通信偵察設(shè)備越來越難以支撐通信對抗、網(wǎng)絡(luò)對抗發(fā)展的需要，只有大力研究通信偵察體系建設(shè)，將所有的通信偵察力量組合形成體系，進行協(xié)同偵察、融入現(xiàn)代作戰(zhàn)體系，才能發(fā)揮其應(yīng)用的作戰(zhàn)支援和情報獲取的作戰(zhàn)應(yīng)用。本文通過研究通信偵察力量使命任務(wù)、體系建設(shè)需求，提出了通信偵察力量體系建設(shè)過程中的關(guān)鍵技術(shù)，為未來通信偵察力量的體系建設(shè)進行了有意義的探索。