战场通信信号电磁环境仿真研究

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1、信息化研究V01．36No．9InformatizationResearchSep．2010战场通信信号电磁环境仿真研究刘光辉(中国人民解放军91404部队，河北省秦皇岛市066000)摘要：电磁空间的信息争夺是交战双方争夺信息优势的主战场，战场电磁环境的可视化是一个亟待解决的问题。文中从信号样式、信号分布特征、信号强度和信号密度四个方面对战场通信信号电磁环境的特征做了论述，运用随机函数仿真了战场通信网台的工作情况和活动规律，生成网台工作瀑布图，并从频谱占用度的角度对战场通信信号电磁环境进行了分析研究。关键词：电磁环境；频谱占用度；随机函

2、数；仿真中图分类号：E962缩处理的数字信息，传送速率可达数千波特，能够在几1战场通信信号电磁环境概述十秒甚至几秒内传递一段有完整意义的图文信息或语战场通信信号电磁环境是指作战双方在特定的兴言信息。战场上发信设备一般不会长时间工作，而是趣区域内，使用各自通信及通信对抗系统构成的信号频繁的开关机。并且每次开机，发射电波持续时间都特性和信号密度的总和。它反映了战场区域通信信号很短，信号暴露时间比较短暂。另外，战场通信信号电电磁频谱的密集程度，可以从以下4个方面来描述。磁环境的复杂性很大程度上取决于参战各方通信设备1．1信号样式的工作状态、工作

3、性质、工作设备的数量、工作性能等，随着电子技术的发展，战场上交战双方从反侦察、也会受天气、地形等条件的影响，并且随着战争、战役、抗干扰、抗摧毁角度出发，越来越多地使用各种新体制战斗阶段的发展，通信设备的运用方式和程度也有一通信及对抗设备，并且在新体制电子设备上越来越多定变化，电磁环境的稳定性也不断变化。可见，战场电地采用更为复杂的信号样式。据不完全统计，目前世磁环境的变化极为复杂，动态性很强。界上有100种以上的通信信号频段。表1列举了常规1．3信号强度的通信信号样式。信号强度与辐射电台的功率、天线增益、传输距离、传输损耗等有关。在不同作

4、战区域，投入的兵力不同、表1常见通信信号样式作战方式不同、作战态势不同，战场电磁环境信号强度的变化规律就不同，无法准确地进行描述，只能笼统地说，战场电磁环境内各信号的强度是不同的，变化的。1．4信号密度信号密度在不同的作战地域、不同的作战方式、不同的兵力投入下，投入的网台数量就不同。例如在一1．2信号分布特征次小规模渡海登陆作战中，战役前通联准备、航渡、海信号分布包括信号在空域、时域、频域上的分布。上对抗、抢滩登陆作战这几个阶段根据任务的需要投信号在空域上的分布，与作战双方在作战地域投入兵入的网台数量是不同的，如图1所示。力的部署、每次作

5、战的指导思想和作战意图有密切关系，不易进行准确描述。信号在时域上的分布动态性很强，信号暴露时间短。近年来，随着电子技术，特别是计算机技术、数字信号处理技术的发展，通信设备的性能明显改善，工作效率显著提高。在通信电台上长时间发送冗长作战文件的情况越来越少，代之以传送简短的语言和经过压图1某次渡海登陆作战投入网台数量示意图收稿日期：2010-04-29；修回日期：2010-05．17。·1O·第36卷第9期刘光辉：战场通信信号电磁环境仿真研究·研究与设计·软件模型。以信息流的方式来表现战场通信信号电磁2通信信号电磁环境分析与仿真环境情况。在整

6、个时一频二维空间上，信息流可以表2．1频谱占用度分析示为所有通信信道信号的总和，如公式2。战场通信信号电磁环境反映的是通信信号电磁频A=∑li)(2)谱的密集程度，具体到某一时刻是指电磁空间通信信i=l号占用的信道数量。对区域通信信号电磁环境分析需其中，z()为某一固定频率信道信号。为仿真频段要考虑实际战场有多少网台，这些网台的通联活动规范围内的某一信道，它是和网台数量．1I、，、信道带宽律。虽然我们不可能精确知道战争中任意一个通信网等参数有关的一个随机函数。战场上任意网台所用频台的工作起止时间，即无法精确知道任一时刻通信信道的选择与其作

7、战使命、战场形势等因素有关，具有一道频谱占用情况，但是可以根据概率理论，通过对军事定的随机性，因此，它所用信道的分布应该服从随机分电台通信规律和电台工作时间在时间轴上的概率分布布规律。在软件的编写过程中，可以考虑用RUN()函进行分析，推算出在任意时刻通信信号可能占用信道数在整个仿真频段上来模拟产生战场通信网台。的平均值。而对每个信道，在整个分析时间段上的通信信号表2列举了战场通信信号电磁环境仿真计算的几分布情况则是通信通话时间、通话间隔时间等参数的项要素。一个函数：f()=F()(T，t，P)(3)表2战场通信信号电磁环境仿真计算要素式

8、中，为某一固定频道；T为通信间隔时间参数；t为由情报信息获取根据军事电台活动规律设定通信持续时间参数，这两个参数可根据分析战场通信网台的使用情况确定。固定值显然不符合实际战场环境通信电台使用规