战场网电空间层次与对抗功能需求研究

苏 抗，黄 岩，王 奎

（1.中国航天科工集团8511研究所，江苏 南京210007；2.海军工程大学，湖北 武汉430033；3.海军702厂，上海200434）

0 引言

网电空间以信息为核心，涵盖了信息产生、处理、传输、存储及运用的全过程。网电对抗以联网的信息化设备与系统为目标，覆盖军用及民用两个层面。在战场对抗环境中，主要对抗目标包括单兵、车载、机载、舰载、星载的数传与测控系统以及不同工作机制的雷达、导航、敌我识别系统等，网电探测、攻击及防御主要通过无线方式实施。

本文根据战场网电对抗的特点，在主要网电目标工作机制与信号电磁频谱特征分析的基础上，提出了一种适用于战场环境的网电空间层次结构，针对现有研究集中于物理层的不足，详细分析了链路层、网络传输层、信息层以及行为层对抗的功能需求，同时分析了网电对抗实施所需的关键支撑技术。

1 战场网电空间层次结构

在战场主要网电目标的选择中，兼顾不同类型目标的装备情况及未来发展趋势，本文选择美军Link系列数据链、无人机测控链路CDL／TCDL、协同交战能力网CEC、战术成员网TCN、战术瞄准网TTNT、全球信息栅格GIG、“舒特”系统、卫星测控与通信网、GPS全球定位系统以及AN／SPY-1、AN／MPQ-53／65、AN／FPS-115等构成的防空与反导雷达网作为主要分析对象［1-11］。

根据上述多类不同目标的工作机制与信号电磁频谱特征信息，同时参考国际标准化组织的OSI模型，本文将战场网电空间划分为5个层次，并对各层次功能进行定义。分别为：1）物理层，提供信息传输的基础连接，实现波形信号或比特流收发；2）链路层，以数据帧为单位，实现具备链路资源分配与差错控制能力的信息传输；3）网络传输层，以报文为单位，实现网络接入、管理及维持功能，同时提供路由服务功能，实现多节点间信息传输管理；4）信息层，实现传输信息的信源编码、解码及收发信息的加解密处理；5）行为层，实现系统信息的使用以及信息系统的管理。

2 战场网电对抗功能需求

根据作战任务需要，在战场环境下，实施网电对抗应当具备以下能力：1）多种不同类型目标、多个信息层次的探测、攻击与防御能力；2）战场网电态势变化的快速感知与响应能力。

在上述各种能力中，探测、攻击及防御能力属于功能需求，快速感知与响应能力属于性能需求，本文重点关注战场网电对抗的功能需求。

2.1 探测功能需求

传统电子对抗领域中的探测技术研究，重点关注于信号电磁频谱的截获与分析，在新的网电空间中，这些仅属于物理层探测的范畴。同时，网电探测还是实施网电攻击与防御的关键支撑。因此，针对主要网电目标工作机制与信号特征，本文给出了网电空间不同信息层次探测功能的需求分析结果。分别为：1）物理层，信号电磁频谱截获与时域、频域、空域分析，信息比特流截获；2）链路层，节点连接关系配对、链路复用体制识别、链路报文截获与解译；3）网络传输层，拓扑结构探测、网络协议识别、网络传输报文的截获与解译；4）信息层，信息加密方式识别及解密、网络传输信息内容挖掘与解译；5）行为层，目标行为识别与预测、基于网电态势变化的攻防有效性分析。

2.2 攻击功能需求

在战场环境下，网电攻击包括电磁干扰、信息欺骗与打击摧毁3种形式。其中，信息欺骗攻击不仅可以针对信号电磁频谱特征进行，还能够有效实施链路层、网络传输层、信息层、甚至行为层的信息攻击，与电磁干扰、打击摧毁相比，信息欺骗攻击没有特殊的发射功率和武器装备需求，易于在不同规模的网电对抗平台上实现，作用范围更广，打击隐蔽性更强，且攻击效能更为突出，应是战场网电对抗中优先采用的攻击手段。

为了实现网电空间不同层次的信息欺骗攻击，本文给出了相应的功能需求分析结果。分别为：1）物理层，不同时域／频域／空域特征电磁信号与比特流的精确发送；2）链路层，支持多种链路复用体制以及多种编码方式的链路报文生成；3）网络传输层，支持多种网络协议，支持多种网络传输报文的生成；4）信息层，具备多种机制的信源编码能力与多种方式的信息加解密能力；5）行为层，基于人工智能的网电对抗策略拟定与任务规划能力。

2.3 防御功能需求

战场网电空间内的防御功能需求，主要包括以下几个方面：1）降低网电对抗设备／平台暴露的可能性；2）降低目标对攻击的感知能力；3）具备威胁信号的感知与预警能力；4）具备电磁脉冲攻击的防护能力；5）具备反辐射打击的对抗能力。

与网电探测与攻击不同，战场网电防御具备一定的特殊性，一方面，网电防御功能需求往往取决于网电探测与攻击所采用的形式，另一方面，网电防御功能通常伴随着网电探测与攻击同步执行。因此，除了威胁感知与预警、脉冲攻击防护、抗反辐射打击之外，更多的网电防御均融合于网电探测与攻击功能，相应的需求也就转化为探测与攻击功能的选取与优化之中。

3 对抗支撑功能需求

为了确保战场网电探测、攻击与防御实施的可行性，且增强战场网电对抗作战的有效性，执行网电对抗的信息平台还应具备以下支撑能力，以便实现网络化的信息对抗。

3.1 多平台间协同与互操作

网电对抗已从传统点对点的电子对抗，升级为信息网络系统之间的对抗，对抗的目标、需要的途径与技术、预期的作战结果均具备显著的网络化特征，因此，信息对抗系统自身的网络化将是网电对抗实施的前提与关键。

建立网络化的信息对抗系统，首先需要确保组网平台间的协同，功能需求包括高精度的时钟同步与相对定位、高可靠性的信息传输。在时间、位置与信息协同的基础上，还需设计组网平台间的互操作功能，在获取授权的情况下，允许入网平台灵活调用战场部署的所有可用信号收发与信息处理资源，实现网络化能力的高效、优化使用。

协同与互操作功能是网电对抗信息系统最为关键的支撑技术，协同与互操作功能的引入，使信息对抗平台获取了网络化的作战能力，实现了传统电子对抗无法具备的功能与性能，开辟了全新的信息对抗作战途径，显著体现了网电对抗区别于传统电子对抗的新特征。

3.2 智能化自主管理

智能化自主管理功能可以根据网电态势评估与预测结果，主动调整自身的工作状态或运行模式，在快速响应网电态势变化的同时，最大程度确保信息对抗的有效性。

此外，智能化自主管理功能还能通过辐射能量的管理，增强设备工作的隐蔽性；通过攻击威胁检测，启用安全防御策略，降低攻击对系统的影响，甚至实现受损网络的自我修复。

3.3 对抗平台功能重构

网电对抗系统需要具备不同类型目标、多个信息层次的探测、攻击与防御能力，因而必须具备较强的功能重构能力，降低系统组成的复杂度，提高配置资源的复用率，增强网络化系统使用的灵活性。

3.4 动态模块化管理

战场网电态势构成信息元素种类繁多且变化迅速，同时，网络化的网电对抗系统自身组成也较为复杂，这就要求系统提供动态的模块化管理能力：一方面，通过动态、直观的图形化用户界面，便于用户快速感知、评估当前态势，做出有效决策，另一方面，通过模块化的管理，满足系统软硬件模块快速调整、替换或升级的需求。

4 结束语

本文在战场主要网电目标特征分析的基础上，提出了一种适用于战场环境的网电空间信息层次结构，结合不同层次目标信号与信息特征，完成了战场网电探测、攻击与防御的功能需求分析以及实施有效对抗所需的支撑功能需求分析。提出的战场网电空间层次结构与功能需求，可支撑陆、海、空、天范围内多类网电目标的信息对抗作战，具备良好的适用性，研究结果可为战场网电对抗系统研制提供必需的信息支撑。■

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