无人飞行器卫星通信数据链抗干扰策略研究

熊 威，卫 鑫，聂炽岩

（91550部队，辽宁 大连 116023）

0 引言

战术数据链是连接军事信息系统、作战平台和指挥控制系统的数据通道，为战场信息融合、数据共享和系统间高效指挥控制与协同提供了桥梁。卫星数据链在无人飞行器上的应用，实现了飞行器与指挥控制中心间的互联互通，使其作战任务更宽泛，作战样式更灵活，打击更精准、高效[1]。然而在复杂战场环境中，飞行器数据链容易受到敌方干扰，从而影响作战效果。

1 干扰环节分析

1.1 卫星数据链通信系统组成

无人飞行器卫星数据链是基于卫星转发实现飞行器与发射平台和指挥控制中心，以及飞行器之间的实时数据传输与飞行器在线控制。无人飞行器卫星数据链通信系统主要由卫星地面站、中继通信卫星（简称“中继星”）和飞行器卫星通信终端组成，数据链路包括前向和返向链路。

1.2 干扰环节分析

无线通信干扰主要是对信号接收设备进行干扰。由无人飞行器卫星数据链结构与双向传输特征，可知卫星地面站数据接收设备、中继卫星转发器和飞行器终端接收机均可能成为敌方干扰目标。一旦上行链路（转发器收信链路）或下行链路（飞行器或地面站收信链路）受到干扰（如图1所示），就可能导致前向或返向数据无法被正常接收或准确提取恢复。

图1 卫星数据链干扰示意图

1.2.1 上行链路干扰

对上行数据链的干扰，主要是对中继卫星转发器信号接收实施干扰。这是目前比较常用的干扰手段，可同时干扰多条数据链路或多个卫星通信系统，通常可依托地基、空基、天基3类平台发射大功率干扰信号，使转发器阻塞而无法正常工作，造成上行链路故障[2]。

1.2.2 下行链路干扰

敌方对下行数据链的干扰，主要是针对卫星地面站或飞行器通信终端信号接收过程。一般采用空中平台干扰，但考虑到卫星地面站一般位于防空火力密集区，对其实施干扰的空中平台容易被发现和摧毁，而无人飞行器要远离己方，进入到敌方区域，因此，下行链路面临的干扰，主要集中在飞行器卫星用户终端。

2 干扰类别及样式分析

敌方干扰灵活多样，主要包括信号和信息两个层面的干扰。在信号层面可进行压制性干扰，主要通过发射干扰信号，降低被干扰信号信噪比，使其“淹没”在干扰信号中，无法或难以被有效提取恢复，主要形式包括瞄准式干扰、拦阻式干扰和多目标干扰，以及多样式混合干扰；在信息层面可实施欺骗性干扰，通过向接收方发射虚假数据信号，混淆视听，使其真假难辨[3]。

2.1 压制性干扰

2.1.1 瞄准式干扰瞄准式干扰需要知道目标数据链路信道频率、带宽等特征参数，通常采用“侦下扰上”的方法，即从侦收到的下行数据链路信号中，提取上行数据链路的信道频率，然后向中继卫星转发器发射上行链路同频信号，覆盖目标信道，实现对数据链的同频干扰，针对性强。瞄准式干扰需要引导接收机进行引导，只有干扰信号频谱和载频与被干扰数据链路信号基本一致时，才能有效干扰，而且干扰信号功率较高。干扰样式通常包括点频式干扰、扫频搜索干扰和跟踪瞄准式干扰等[4]。

2.1.2 拦阻式干扰

拦阻式干扰不需要准确掌握目标数据链工作频率等特征参数，一般通过发射大功率干扰信号，覆盖到数据链路所有可能的工作频段上，对频带范围内的全部或多个信道实施干扰[5]。拦阻式干扰由于覆盖频带较宽，导致干扰信号频带利用率低，存在盲目性，有效干扰所需发射功率较大，而功率越大，产生干扰信号难度就越高。

2.1.3 多目标干扰

多目标干扰是介于瞄准式和拦阻式干扰之间的一种干扰样式，可使用一部干扰机有针对性的干扰多个目标，既具备瞄准式窄带干扰的针对性，又克服了拦阻式宽带干扰的盲目性。

2.2 欺骗性干扰

欺骗性干扰主要是向飞行器发送虚假指令或任务数据，诱导飞行器偏离自毁或者进行反攻。欺骗性干扰有效实施的前提是敌方必须事先掌握或现场截获破解飞行器数据链路指令编码规律，相比于压制性干扰，实施难度较大。

3 抗干扰策略研究

针对灵活多样的干扰手段，传统的抗干扰措施难以取得较好的对抗效果。飞行器卫星数据链抗干扰应当结合战场环境和飞行器自身性能，从战术和技术两个层面综合考虑。

3.1 战术抗干扰策略

数据链通信应当坚持机动变化和灵活规避的方针，采取航路规避、时间规避和中继平台跳转等战术策略，积极应对敌方干扰。

3.1.1 飞行航路规避

根据事先侦查情报，在进行飞行器航路规划时，尽量避开敌防空侦查网，以及防空火力和干扰密集区，或者根据飞行器在飞行过程中感知的威胁和受干扰情况，若飞行器自身具备的抗干扰能力不能起到很好的抗干扰效果，受干扰影响超出忍受下限，可及时在线调整飞行航路，对敌方干扰进行战术规避。必要时，可直接进行打击或呼叫后续火力摧毁。

3.1.2 通信时间规避运用突发短时通信手段，在特定的时间片上，以较高的脉冲功率将无线信号瞬时发射出去，以增强数据链通信的随机性和短暂性，增大被敌方跟踪截获的难度，从时间上进行干扰规避。

3.1.3 中继平台备份与多飞行器协同

为防止通信卫星或飞行器通信受干扰或被摧毁，可采用多星中继备份和多飞行器协同攻击方案。当主用通信卫星受到干扰无法忍受或被摧毁时，通信链路可随机自动跳转至其他未被干扰的备用星继续通信；当飞行器被干扰时，也可相互顶替，确保作战数据有效传输。

3.2 技术抗干扰策略

抗干扰技术应当从数据链路设备、通信体制、通信频段、组网能力、干扰识别等多方面综合考虑，系统设计，灵活运用，全面提升抗干扰能力。

3.2.1 多样化抗干扰技术综合应用

随着无线通信干扰技术的发展，干扰手段日益丰富、灵活多样，传统的抗干扰技术难以应对日趋复杂的战场电磁干扰。扩频、快速跳频及跳时技术组合形成多维混合式抗干扰通信体制已成为趋势。新的低密度奇偶校验（LDPC）和极化（Polar）编码技术不仅纠错能力好，抗干扰性能强，解码复杂度低，而且比传统RS、Turbo等编码更逼近或达到香农限。另外，自适应和低截获率功率控制、多输入多输出（MIMO）、时间反转、软件无线电等抗干扰新技术应用前景良好。这些新技术的发展为数据链通信抗干扰能力提升奠定了良好基础。无人飞行器通信数据链抗干扰设计通常采用多种技术融合的方法，形成灵活多样的先进抗干扰方案，以达到较好的抗干扰效果。

3.2.2 加强干扰识别和智能抗干扰决策能力

多样化抗干扰技术的综合应用，以及战术与技术融合的抗干扰策略，必然要求较强的干扰识别和智能化抗干扰决策能力作为支撑，才能充分发挥其抗干扰特性。在干扰对抗过程中，能针对敌方干扰规律及干扰信号特征进行快速分析判断，并根据干扰态势，自动配置最优抗干扰技术组合方案，进行干扰对抗，同时进行抗干扰效果评估，实时进行动态方案调整或战术配合，以达到最佳抗干扰效果。

3.2.3 增强反侦察电子屏障

有效干扰往往依赖于对目标信号的准确侦查截获，那么，增强反侦察手段将有助于抗干扰能力提升。载荷允许情况下，可考虑在地面站、中继卫星或飞行器配备通信对抗干扰设备，在己方通信频率上，定向发射与己方通信频带大致相同的各种宽频带噪声或虚假信号，制造通信“烟幕”，形成强有力的电子干扰屏障，让己方通信信号隐藏其中，在有掩护下通信。这将有效提升数据链信号反侦察截获能力，使敌方真假难辨，很难甚至无法侦收到有用信号。

3.2.4 提升多路由智能化自组网能力

单链路通信网络的强壮性毕竟有限，容易受干扰破坏，而多节点动态拓扑网络通过动态调整路由，能够增加数据传输灵活性，提升网络可靠性和通信有效性。多卫星转发平台与多飞行器协同作战时，若能进行任意星间、飞行器间，以及飞行器与中继星之间智能组网，即当上行或下行链路受到干扰无法进行有效通信时，通信系统可自动进行干扰识别和干扰态势数据分析与判断，并利用拓扑网络中其他未被干扰的飞行器或卫星，重新选择最优路由，配置、组建安全通信链路，灵活避开敌方干扰，就可有效提升飞行器数据链传输安全性和有效性。

4 结束语

本文研究了无人飞行器卫星数据链通信系统结构和链路特征，分析并梳理了飞行器数据链通信易受干扰的环节，以及可能面临的干扰类别和主要干扰样式及特征，进而提出了战术与技术融合的抗干扰思路，并从战术运用和技术提升两个层面给出了具体应对策略，可供飞行器作战使用和相关技术研究人员参考。