通信抗干扰综合能力的评估问题研究

李有才，罗金平，刘 薇

(1.解放军91976部队,广东 广州 510430；2.解放军91668部队,上海 200083)

0 引 言

通信抗干扰亦称通信反干扰，是为保障通信畅通，抑制、削弱或消除电磁干扰对通信影响而采取的措施及其行动的总称[1]，是信息作战、信息对抗、信息防御、电子对抗、电子防御、通信对抗、通信防御、通信组织、通信保障等诸多领域的重要组成部分。随着信息技术的飞速发展和战争形态、作战样式的改变，全纵深、全方位、立体式的“软”“硬”打击，已成为现代战争的基本作战样式。通信抗干扰综合能力既涉及通信兵抗干扰基本功硬抗能力，又涉及到为保护己方通信系统正常发挥而采取的反干扰技术、反干扰战术软抗能力；同时还与强敌侦察与干扰装备战技性能、强敌通信侦察与干扰人员素质、强敌通信干扰战术运用、强敌远程攻击武器突防能力以及地形、地貌、气候等自然环境对敌我双方通信干扰与反干扰影响等诸多因素紧密相关：因此,通信抗干扰综合能力评估涉及的指标多，覆盖的学科领域范围广，具有很大的不确定性。加之通信抗干扰是一个系统工程，不论是抗干扰硬抗措施，还是抗干扰软抗措施，其抗干扰综合能力指标很难严格归类。比如快速沟通、快速改频，以变制扰既是通信兵硬抗基本功的体现，又是抗干扰软抗战术措施；安全保密、伪装欺骗、升降功率既是抗干扰软抗技术措施，又是抗干扰软抗战术措施。因此，评估指标体系中的大多指标都是综合指标，具有随机因素和模糊因素。基于模糊理论与层次分析法(AHP)的综合评判方法，提供了一种定量与定性相结合的分析方法，能更好地揭示评价对象的模糊概念，使评估结果具有较高的可靠性、逻辑性和规范性[2-3]。文章引用模糊集合或隶属度函数的理论，利用模糊语言变量和模糊数适用于量化模糊信息的特点[4-5]，分析了通信抗干扰综合能力评估指标体系，建立了综合能力评估模型，并利用AHP方法确定了指标权重，通过典型实例，验证了本方法的可行性。

1 通信抗干扰综合能力评估指标体系

遇到强敌实施通信抗干扰一般首先判断其干扰类型是压制性干扰，还是欺骗性干扰，然后采取相应的抗干扰措施。具体抗干扰措施：一是硬抗，即运用通信兵的基本功，坚持在干扰中工作，保持通信联络不间断；二是巧抗，即发挥职掌装备的技术战术性能，扬长避短，灵活地抗干扰。硬抗是作战单元实施通信抗干扰的基本方法，其基本功可归纳为“熟”“快”“准”；巧抗可采取战术措施和技术措施，技术措施可归纳为“新”“增” “转”“摧”,战术措施可归纳为“选”“改”“骗”“防”[6]。参照电子对抗、通信对抗、综合电子战等效能评估指标的一般分类方法[7]，考虑通信抗干扰能力衡量的主要因素，通信抗干扰综合能力评估指标及分层结构图如图1所示。根据AHP的分层思想，通信抗干扰综合能力评估分为总目标层(A)、子目标层(Bi)和指标层(Ci)3个层次。

个人基本功硬抗通信抗干扰能力B1：是指运用作战单元通信人员过硬的通信业务处理、通信技能基本功，坚持在敌方通信干扰中工作，保持连续不间断地收发通联的能力。

技术措施巧抗通信抗干扰能力B2：是指有效提高通信装备抗干扰技术或充分发挥职掌通信装备的技术性能和拓展的业务功能，扬长避短，灵活地抗敌干扰效果的能力。

图1 通信抗干扰能力综合能力评估指标及分层结构图

战术措施巧抗通信抗干扰能力B3：是指充分利用职掌的通信装备，积极采取机动灵活的战术行动，通过战术行动削弱或消除敌通信干扰效果的能力。

硬抗基本功“熟”的通信抗干扰能力C1：是指熟悉通联方音调、音质、音频和口音特点，熟练敌我识别、信息判断和行动措施，熟悉各种通信联络文件和密化文件的使用，熟练职掌装备战技性能、功能特点、操作使用和综合运用，熟练各种通信抗干扰技术和战术行动措施等。上述“熟”的基本功越熟悉或越熟练，抗干扰能力越强。

硬抗基本功“快”的通信抗干扰能力C2：是指通信装备调试操作快，通信联络沟通快，呼叫守听回答快，定频改频速度快，跳频组网搭建快，网络组织展开快，定跳网络转换快，信息处理传递快，手段运用变化快，敌我识别判断快，各种信号(警报、核生化、空袭)处置行动快，各种应急抢修抢通恢复快等。上述“快”的基本功越快，抗干扰能力越强。

硬抗基本功“准”的通信抗干扰能力C3：是指准确操作使用电台，准确使用各种通信网络，准确设置各种网络参数，准确使用各种通信联络文件，准确使用各种通信密化文件，准确判断各种信号，准确收发传递各种信息，准确判断识别敌台冒充，准确采取各种反侦察、抗干扰措施等。上述“准”的基本功越准，抗干扰能力越强。

巧抗技术措施“新”的通信抗干扰能力C4：是指扩频通信新技术，自适用通信新技术，超快速猝发通信新技术，超低速最低限度通信新技术，纠错编码和交织编码新技术，频率与功率管理和控制新技术，加密/解密通信新技术，高端和低端通信频段开发新技术，业务处理终端新技术等[8]。上述“新”技术应用到通信装备越新、越早，抗干扰能力越强。

巧抗技术措施“增”的通信抗干扰能力C5：是指增大信号辐射强度覆盖范围，增大信号频带伸缩宽度，增加多方式通信网络选择，增加多种通信手段综合运用，增加真假报比例与份量，增加转信中继台站数量，增加敌侦测识别判断破译难度等。上述“增”的巧抗技术增量越大，应用越广泛，抗干扰能力越强。

巧抗技术措施“转”的通信抗干扰能力C6：是指通过本网其他台(网内转信)或本台其他网(台间转信)等迂回通信方式保持通信联络的能力。其可通过设置固定、机动或专门转信台站、自动转信站、空中转信台站实现转信，也可利用网路(专向)内的电台兼负转信，还可以在敌侦听范围之外配置小功率电台，采取线状、网状、线网结合等方式逐点依次实现转信[8]。上述“转”的巧抗办法、路径越多，抗干扰能力越强。

巧抗技术措施“摧”的通信抗干扰能力C7：是指通过搜索、监测、定位敌干扰源，依靠自身或请示上级协调作战支援部队实施电子进攻或火力摧毁的能力。其包括使用大功率通信干扰设备和电磁脉冲、定向能、反辐射武器等，毁伤敌通信干扰设备、系统、网络及相关武器系统或人员，使敌通信干扰设备及其系统得到摧毁、瘫痪或失效。上述“摧”的巧抗效果越高，抗干扰能力越强。

巧抗战术措施“选”的通信抗干扰能力C8：是指选择通信装备、通信手段、通信方式、通信网络、通信参数的空间与能力。其包括选择抗干扰能力强的通信装备、通信系统、通信网络、通信工作模式等，选择可牵制、可掩护、可灵活运用的复式网络，选择可灵活切换的有线、无线和迂回接力、集群移动等综合网系，选择可实时搭建的自适应网、跳频网、伪装网、佯动网、隐蔽网、越级网等网络。上述“选”的巧抗程度越高，抗干扰能力越强。

巧抗战术措施“改”的通信抗干扰能力C9：是指改变通信手段、改变通信工具、改变工作种类、改变工作方式、改变工作方法、改变工作条件、改变发信工作时间、改变信息传输形式、改变电台信号特征、改变通信网络、改变通信联络文件、改变网络参数的能力等。上述“改”的速度越快，改的范围越大，改的程度越高，抗干扰能力越强。

巧抗战术措施“骗”的通信抗干扰能力C10：是指利用天然伪装、物理伪装、技术伪装、电子佯动伪装来欺骗敌人的能力。其包括利用高山、植被等地形、地物的天然伪装骗，利用稻草、木条或工业涂料、染料等就便材料的物理伪装骗，利用角反射器、金属箔条、弹射器或多光谱烟幕弹的技术伪装骗，有组织地设置假目标、假热辐射源、假信息辐射源的电子佯动伪装骗等。上述“骗”的手法越高明、越隐蔽、越成功，抗干扰能力越强。

巧抗战术措施“防”的通信抗干扰能力C11：是指在敌作战海域(区域)抛撒金属箔条、投放干扰弹、布设干扰云带，适当部署电子对抗无人机、电子对抗舰船、电子对抗飞机，分散或不规则地适当部署通信辐射源，单独组建物理专网或逻辑虚拟网，设置投掷式或摆放式干扰设备等，实现定向电磁屏障、区域电磁屏障、专用网络电磁屏障的积极防御以及以攻助防的通信抗干扰能力[9]。上述“防”的措施越多、越强、越管用，抗干扰能力越强。

2 构建通信抗干扰综合能力判断矩阵并进行一致性检验

2.1 构建判断矩阵

构建通信抗干扰综合能力判断矩阵就是确定指标集上的各项指标权重，以上一级目标层作为评价准则，对本级目标层进行比较来确定矩阵元素，通常采用萨蒂九级标度法来确定判断矩阵[10],如表1所示。

表1 两两比较相对偏好判断的九级标度

2.2 计算相对权重

求解判断矩阵特征值和特征向量一般采用近似解方法，即规范列平均法对判断矩阵进行近似计算，得出下一级相对上一级的重要性权重，主要步骤为：

(4) 计算各指标相对权重。求出判断矩阵最大特征根λmax的特征向量，然后进行归一化处理，即可求出各指标因子对上一级的权重。

2.3 进行一致性检验

由于通信抗干扰综合能力评价的复杂性和人的主观性，判断矩阵的传递性和一致性存在偏差，若判断矩阵一致性越好，意味着λmax与A的阶数n越接近，因此可以根据λmax来确定判断矩阵A的一致性程度，其步骤为：

(2) 确定不同阶数的随机一致性指标IR。IR是多次重复进行随机判断矩阵特征值的计算后取其算术平均数获取，具体数值如表2所示。

表2 不同阶数的平均随机一致性指标IR

(3) 计算一致性比例RC。为度量不同阶数判断矩阵的不一致性，引入度量判断矩阵偏离一致性的相对指标RC(RC=IC/IR)，当RC指标小于10%，可认为某个判断矩阵的一致性符合要求，如果RC指标大于10%，意味着某个判断矩阵的一致性不符合要求，需要调整判断矩阵，进行两两重新比较，使之满足一致性。

3 基于模糊评判的通信抗干扰综合能力评估主要步骤

模糊综合评判法是以模糊数学为基础，应用模糊关系合成的原理，对受到多种因素制约的事物或一些边界不清且不易定量的对象定量化，进行综合评价的一种方法[11]，是把众多的指标划分为若干层次，每层包含少量指标，先对最下层指标进行综合，逐层往上评估直到最高层，得出最终评估结果，主要步骤：

(1) 确定指标集合及其层次。根据图1通信抗干扰综合能力评估指标及分层结构图，通信抗干扰综合能力评估总目标层集合为A=(B1，B2，B3)，子目标层的指标集合为B1={C1，C2，C3}，B2={C4，C5，C6，C7}，B3={C8，C9，C10，C11}。

(2) 明确评估指标相对权重。采取萨蒂九级标度确定判断矩阵，计算各判断矩阵的最大特征值λmax和最大特征值相对的特征向量w，w1，w2，w3，…，wn，然后进行归一化处理，即可求出各指标对上一级目标的相对权重。

(3) 构建通信抗干扰综合能力指标层模糊判断矩阵。将指标分成很好、好、一般、差4个等级，通过专家打分的形式确定指标隶属度,获得指标层判断矩阵Pi和指标层Ci相对子目标层Bi的判断矩阵Ri。

(4) 获取目标层判断矩阵。根据通信抗干扰综合能力指标相对权重和能力影响指标模糊判断矩阵，可以得出子目标层Bi相对目标层A的判断向量和模糊关系矩阵Pi。

(5) 依据最大隶属度基本原则确定通信抗干扰综合能力评估值，对评价结果进行定性描述解义。

4 基于模糊评判的通信抗干扰综合能力评估实例

4.1 两两比较法构造判断矩阵

根据图1通信抗干扰综合能力评估指标及分层结构图与萨蒂的九级标度准则，可以确定子目标层Bi相对总目标层A的判断矩阵及相对性权重，如表3。子目标层各影响因子指标Ci相对子目标层Bi的判断矩阵及相对性权重,如表4～表6所示。

表3 子目标层Bi相对目标层A的判断矩阵及相对性权重

表4 影响因子C1～C3相对子目标层B1的判断矩阵及相对性权重

表5 影响因子C4～C7相对子目标层B2的判断矩阵及相对性权重

表6 影响因子C8～C11相对子目标层B3的判断矩阵及相对性权重

判断矩阵一致性检验结果表明，各个指标判断矩阵的RC指标都小于0.1，具有满意的一致性，判断矩阵不需要调整。

4.2 指标层评价与各层相对模糊评判矩阵

对11项通信抗干扰能力指标层影响因子评价分为“很好、好、一般、差”4级,邀请20位专家，采用专家打分的方法对通信抗干扰能力指标进行评价，统计结果如表7所示。

根据上述通信抗干扰能力评价统计表,可以得到指标层影响因子模糊判断矩阵Pi。比如针对指标“巧抗技术措施“摧”的通信抗干扰能力C7”，20位专家中8位专家认为很好，6位专家认为好，4位专家认为一般，2位专家认为差，则评价指标分别为0.40，0.30，0.20，0.10，由此可以得出指标层的判断矩阵为：

表7 通信抗干扰能力指标层影响因子C评价统计表

根据指标层影响因子模糊判断矩阵Pi和表4～表6子目标层判断矩阵wBi-C，可得出指标层相对子目标层的模糊综合评判矩阵：

R1=WB1-C·P1=(0.200 0,0.400 0,0.400 0)·

(0.450 0，0.380 0，0.110 0，0.060 0)

R2=WB2-C·P2=(0.333 3,0.166 7,0.166 7,0.333 3)·

(0.441 7，0.325 0，0.158 3，0.075 0)

R3=WB3-C·P3=(0.166 7,0.166 7,0.333 3,0.333 3)·

(0.525 0,0.283 3,0.166 7,0.025 0)

则通信抗干扰子目标层Bi相对目标层A的模糊关系矩阵为：

4.3 计算模糊综合评语并转换为通信抗干扰能力

根据以上子目标层Bi相对总目标层A的判断矩阵及相对性权重分析，结合子目标层Bi相对目标层A的模糊关系矩阵计算结论，按加权综合型算法可以计算出通信抗干扰能力模糊综合评语E：

E=wA-B·P=(0.200 0,0.400 0,0.400 0)·

(0.476 7，0.319 3，0.210 0，0.052 0)

根据通信抗干扰模糊综合评语E=wA-B·P=(0.476 7，0.319 3，0.210 0，0.052 0)，不难看出通信抗干扰能力强弱的可能性分布为：“很好”的可能性为0.476 7，“好”的可能性为0.319 3，“一般”的可能性为0.210 0，“差”的可能性为0.052 0，根据模糊理论最大隶属度原则，该通信抗干扰能力为“很好”，验证了上述方法的可行性。

5 结束语

通信抗干扰能力是围绕信息收发、传输、处理、利用，在信息通信网络空间采取的对抗措施及其行动的能力。对指挥信息系统通信保障与兵种部队作战单元或通信保障分队进行通信抗干扰能力定量分析，可以正确评估敌我双方通信干扰与反干扰能力强弱，清晰掌握敌我双方通信干扰与反干扰各要素优劣，从而进一步研究通信抗干扰基本战法和基本训法，研究基于通信干扰与反干扰条件下的通信组织、通信保障和通信指挥。文章根据部队常用的通信抗干扰战术、技术软抗对策措施与通信兵基本功硬抗能力，参照一般军事信息系统效能评价指标分类方法，在“通信抗干扰综合能力”总目标层下，构建了“个人基本功硬抗通信抗干扰能力、技术措施巧抗通信抗干扰能力、战术措施巧抗通信抗干扰能力”3个中间子指标层和硬抗基本功“熟”“快”“准”，巧抗技术措施“新”“增”“转”“摧”，战术措施“选”“改”“骗”“防”11个影响因子指标层。应用模糊数学基本理论和能力评价层次分析方法基本步骤，建立了多层模糊综合评判数学模型，实现了对通信抗干扰综合能力的定量评估，并通过实例验证了该方法的可行性。