2.1 通信抗干扰的基础知识

2.1.1 基本概念

电子战（Electronic Warfare，EW）也称为电子对抗，是指为阻止敌方使用电磁频谱和确保己方使用电磁频谱所采取的战术与技术措施的统称。电子战作为敌我双方之间的一种动态博弈，从内容上讲，电子战包括电子进攻、电子防御和电子支援，其结构示意图如图2-1所示。电子进攻包括电子干扰、电子欺骗、定向能武器、反辐射导弹以及电磁脉冲攻击等内容，目的是削弱、破坏、摧毁或扰乱敌方电子设备的效能。电子防御包括抗干扰、反侦察、抗截获、电磁加固以及电磁辐射控制等内容，目的是保护己方电子设备的正常使用。电子支援包括情报侦察、测向、定位以及威胁告警等，目的是支持电子进攻和电子防御的相关行动。根据领域的不同，电子战可分为通信电子战、雷达电子战、光电电子战以及导航电子战等。[53-57]

电子战是高技术战争中的一种重要作战方式，现已渗透到通信、雷达、光电、导航、指挥、控制等各个领域，已覆盖整个战场空间。运用电子战，不但可以采用电磁干扰对敌方设备进行“软”杀伤，而且可以采用高功率电磁脉冲等进行“硬”杀伤。电子战是敌对双方在电磁频谱领域中的相互争夺，是敌对双方相互识别、对抗的动态博弈过程。随着电子战对自动化、智能化等的需求，认知电子战[54，57-58]将是未来的重要发展方向。美国最先认识到认知电子战的重要性，自2010年起，陆续开展了一系列认知电子战项目以提升电子战能力，如自适应电子战行为学习项目、自适应雷达对抗、美空军认知干扰机项目、美海军认知电子战计划等项目[57]。

图2-1 电子战的结构示意图

电磁频谱战（Electromagnetic Spectrum Warfare，EMSW）是指使用电磁辐射能以控制电磁作战环境，保护己方人员、设施、设备或攻击敌人在电磁频谱域中有效完成任务的军事行动[59]。电磁频谱战可以看作电子战的延伸和发展，它以电子战为基础，将电子战与电磁频谱管理进行深度融合，主要内容包括电磁态势感知、电磁频谱进攻、电磁频谱防御和电磁频谱管控[60-62]。其中，电磁态势感知即为通过感知获取电磁环境的各类数据，从而生成电磁态势，为电磁频谱管控、电磁频谱进攻和电磁频谱防御提供信息支援。电磁频谱管控通过采取各种手段（包括行政手段、技术手段等）密切协调管理电磁频谱利用以及电磁频谱的行动。电磁频谱进攻即利用电磁能、定向能等手段，破坏或削弱敌方使用电磁频谱的能力。电磁频谱防御即为确保己方电磁频谱的正常使用而采取的各类行动。

电磁频谱战将传统的电子战从概念和内涵上进一步扩展，将之前没有纳入电子战范畴的电磁频谱管理结合在一起，突出了战场电磁频谱管控的地位作用[60-65]。电磁频谱战体系结构示意图如图2-2所示。从图2-2中可以看出，电磁频谱战=电子战+电磁频谱管理[63]。早在2015年12月，美国战略与预算评估中心就发布了《电波制胜：重拾美国在电磁频谱领域的主宰地位》的研究报告，提出了电磁频谱战的概念[66]。电磁频谱战的提出，对电子战的内容进行了扩充，它以电子战为基础，将通信、感知、电磁频谱管理与控制等电磁频谱相关内容进行了有效整合。此外，电磁频谱战将电磁频谱定位为一个独立的作战域。在2017年1月，美国国防部发布了《电子战战略》文件，正式确立电磁频谱为一种独立的作战域[67]，视为与陆、海、空、天并称的作战域，成为现代信息作战最为关键和活跃的领域。电磁频谱作为现代信息作战的核心作战要素，是所有用频相关行动依赖的国家战略资源，是指挥控制、预警探测、侦察监视、导航定位等领域战场信息的共同载体，并贯穿于整个作战过程的始终，成为连接陆、海、空、天、网跨域协同作战的纽带，是世界各国争先抢占的战略至高点。

图2-2 电磁频谱战体系结构示意图

通信电子战（Communications Electronic Warfare，CEW）也称为通信对抗，是指为削弱或破坏敌方通信装备的使用效能和保护己方通信装备的有效使用而采取的行动与措施的统称。从概念上讲，通信电子战与通信对抗是基本等同的，只是不同国家（或地区）的提法不同，西方国家习惯上称为通信电子战，而我国习惯上称为通信对抗。从内容上讲，类似于电子战，通信电子战的内容主要包括通信电子进攻、通信电子防御和电子支援[7]，其体系结构示意图如图2-3所示。其中，通信电子进攻包括压制性干扰、欺骗性干扰以及高功率电磁脉冲攻击等；通信电子防御包括抗干扰、反侦察以及抗截获等；电子支援包括测向、定位以及分析识别等。通信电子战是敌对双方围绕电磁频谱在通信领域展开的对抗行为，其实质是在通信领域尤其是无线通信领域为争夺电磁频谱的控制权和使用权而展开的电磁斗争[68]。通信电子进攻的目的是扰乱或破坏敌方正确地接收通信信号。通信电子防御是为保护己方通信系统的设施或设备的正常工作而采取的行动。电子支援是通过参数测量、测向、定位、分析识别等为通信电子战提供情报支持。通信电子进攻和通信电子防御行动都需要电子支援措施的支撑。

图2-3 通信电子战体系结构示意图

通信抗干扰属于通信电子防御的重要内容，主要致力于解决无线通信在复杂电磁环境条件下（包括恶意干扰和非恶意干扰）的通信生存能力，是军事通信的重点研究内容之一。说起军事通信，它与民用通信的最大区别就在于军事通信必须具备顽强的战时生存能力，其主要表现在抗干扰、反侦察、抗毁性、机动性以及保密性 5 个方面[69]。其中，通信抗干扰关系到军事信息系统在战时能否有效运行，是信息作战的焦点和难点问题。从内涵上讲，通信抗干扰是指为保障通信顺畅，抑制或削弱电磁干扰对通信影响而采取的措施及其行动的统称。从电磁频谱安全与控制的角度来讲，通信抗干扰属于电磁频谱可用性安全与控制的关键问题[70]。从技术上讲，通信抗干扰是指在频域、空域、功率域、信号域等利用技术手段，达到有效抵御干扰的影响、确保传输可靠性的目的。从学术研究上讲，通信抗干扰属于通信安全的范畴，与物理层安全、数据篡改等属于并行的分支。从风险控制角度来讲，麦克马斯特大学的Simon Haykin教授团队将通信抗干扰视为认知风险控制的重要内容[71]。

电磁频谱战、电子战、通信电子战与通信抗干扰之间的关系结构如图2-4所示。在现代信息作战条件下，通信抗干扰不只是一种保障手段，更是一种重要的防御作战手段，将发挥越来越重要的作用。2017年，美国国防高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）将通信抗干扰、认知电子战、网络攻防、信息作战评估、无人机等13项技术评为赢得作战优势的突破性军事技术[71]，其中通信抗干扰技术位列第四。

图2-4 电磁频谱战、电子战、通信电子战与通信抗干扰之间的关系结构