脉冲干扰对DSSS调制系统对抗效果仿真研究

马冬冬，侯文博，赵　民

(解放军92785部队，秦皇岛 066200)

脉冲干扰对DSSS调制系统对抗效果仿真研究

马冬冬，侯文博，赵民

(解放军92785部队，秦皇岛 066200)

摘要：随着电子对抗工作的不断发展，电子对抗武器装备逐步受到越来越多的重视。结合电子对抗装备技术特征，重点研究采用直接序列扩频(DSSS)调制技术的通信装备在以音频干扰为主要方式对抗条件下，误码率与干信比、信噪比之间的关系，并给出干扰效能评估指标，得出了科学的结论。该结论对进一步研究干扰技术和干扰效果具有一定的参考价值。

关键词：压制干扰；直接序列扩频调制系统；误码率；评估

0引言

电子对抗是敌对双方围绕电磁频谱的控制权和使用权开展的对抗斗争，它包括电子对抗侦察、电子进攻和电子防御。通信对抗是电子对抗的重要组成部分，通信对抗的主要目的在于[1-2]：侦收破译敌方密码，获取敌方信息，获取通信的有关技战术参数，分析获取有关敌方兵力部署和作战意图的情报；使敌方通信系统在关键时刻暂时失效，从而造成敌方指挥系统的瘫痪状态，使其丧失关键性战机。

靶场电子对抗为了寻求有效的干扰方式，就必须对一些基本干扰波形的干扰效果进行详细分析。通信干扰的效果分析和评价非常必要，并具有重要的意义，它将为靶场制定通信对抗方案，研制新的通信与通信对抗手段奠定理论基础。

而在抗干扰系统中，扩频系统的性能最好，而直接序列扩频系统又是扩频系统中最基本的系统，所以本文选择直接序列扩频系统来对通信干扰的压制干扰效果进行深入的研究分析。

1DSSS调制系统模型

在直接序列扩频(DSSS)调制系统中，利用高速率的伪随机(PN)序列对低速率的信息序列进行相乘(模2加)，然后进行载波调制，得到扩频调制的宽带射频信号[2-3]。直接序列扩频系统的组成原理如图1所示。

在接收端，接收到的扩频信号经过混频放大后，用与发送端同步的伪随机码序列对信号进行相关解扩，将宽带扩频信号恢复为窄带中频信号，然后进行解扩，得到信息码序列。

图1　直接序列扩频系统的组成原理

2音频干扰的原理

脉冲干扰是指在部分时段上发射干扰信号，其他时间不发射干扰信号。设发射信号的时段用γ表示，其余时间不发射信号(关机)，关机时间用1-γ表示。

假如脉冲干扰机和宽带噪声干扰机有相同的平均功率，那么脉冲干扰机将有更大的峰值功率，因为它不是连续发射信号。

噪声和干扰引起的平均误码率为：

(1)

式中:Pe1为干扰机关机时的误码率；Pe2为干扰机工作时的误码率。

设N0,1表示干扰机关机时的噪声密度，N0,2表示干扰机工作时的噪声密度，那么N1=N0,1，N0,2=N0+J0。因此，Pe1取决于热噪声，Pe2取决于干扰和热噪声，当假设干扰机工作时，其功率远大于热噪声，使噪声可以忽略，那么Pe的平均值为:

(2)

3数字通信系统干扰效能评估

对数字通信干扰的最终目的是使目标通信系统接收机解调输出的差错率增大，通信的可靠性下降，同时也使通信的有效性降低，故衡量数字通信系统的干扰效果一般用通信系统的差错率，即误码率Pe来衡量[4-5]。为评价数字通信系统干扰的程度，可以定义数字通信系统的干扰等级：

当Pe≥0.2时，通信系统受到强干扰，干扰等级为3级；

当0.12≤Pe<0.2时，通信系统受到中度干扰，干扰等级为2级；

当0.05≤Pe<0.12时，通信系统受到轻度干扰，干扰等级为1级；

当Pe<0.05时，通信系统未受干扰。

以上干扰效果划分方法是经过长期实践得出的结论，具有很强的实用性和可操作性，且得到很多专家的公认。

4计算机仿真

图2反映的是处理增益为10，发射信号时段为0.25，信噪比分别为-5 dB、-10 dB和0 dB时的脉冲干扰性能。干信比大于0 dB时，负的信噪比均可使系统受到轻度干扰，信噪比越小干扰效果越强。

图2　脉冲干扰误码率与干信比关系

图3反映的是当处理增益为100，发射信号时段为0.25，信噪比分别为-5 dB、-10 dB和0 dB时的脉冲干扰性能。当干信比大于0 dB时，负的信噪比均可使系统受到轻度以上干扰，且干扰效果基本一致。

图3　脉冲干扰误码率与干信比关系

图4反映的是当信噪比为-10 dB，处理增益为10，干信比分别为5 dB、10 dB和20 dB时的脉冲干扰性能。当干信比为典型10 dB时或者5 dB、20 dB，γ必须超过0.05才有效。

图4　脉冲干扰时的误码率与工作比的关系

图5反映的是当信噪比为-10 dB，处理增益为100，干信比分别为5 dB、10 dB和20 dB时的脉冲干扰性能。当干信比为典型10 dB时，γ必须超过0.25才有效。若干信比减小，误码率要达到0.1，γ必须更大。对更大的信噪比，性能没有明显改善。

图5　脉冲干扰时的误码率与工作比的关系

5结束语

本文深入研究了DSSS通信系统在脉冲干扰下的误码性能。在给定条件下，仿真出具体的误码率、干信比、信噪比之间的曲线关系，并验证了直接序列扩频系统在一定干信比和处理增益条件下，脉冲干扰优于宽带噪声干扰，且对干扰效能评估给出了具体的指标。该文中的相关结论和方法对电子对抗工作中的通信对抗方案的制定具有一定的参考价值。更多的组合干扰方式下其它扩频体制装备通信与通信对抗还需进一步深入研究。

参考文献

[1]《电子战技术与应用——通信对抗篇》编写组.电子战技术与应用——通信对抗篇[M].北京:电子工业出版社，2005.

[2]冯小平，李鹏，杨绍全.通信对抗原理[M].西安:西安电子科技大学，2009.

[3]查光明，熊贤祚.扩频通信[M].西安:西安电子科技大学，2004.

[4]Poisel Richard A.现代通信干扰原理与技术[M].第1版.通信对抗技术国防科技重点实验室译.北京:电子工业出版社，2005.

[5]樊昌信，张甫诩，徐炳详，等.通信原理[M].第5版.北京:国防工业出版社，2001.

Simulation Study of Confrontation Efficiency of

Pulse Jamming to DSSS Modulation System

MA Dong-dong，HOU Wen-bo，ZHAO Min

(Unit 92785 of PLA，Qinhuangdao 066200,China)

Abstract:With the electronic countermeasure develops continuously,electronic countermeasure weapon equipment is attached importance more and more.Combing with the technical characteristics of electronic countermeasure equipment,this paper puts emphases on studying the relation between the error rate and jamming signal ratio (JSR),signal noise ratio (SNR) of communication equipment using direct sequence spread spectrum (DSSS) modulation technology under the condition that audio frequency jamming is taken as main jamming mode,and gives the jamming efficiency evaluation index,fetches scientific conclusion.The conclusion is of definite reference value for further studying the jamming technique and jamming effect.

Key words:blanket jamming;direct sequence spread spectrum modulation system;error rate;evaluation

收稿日期:2014-10-28

DOI:10.16426/j.cnki.jcdzdk.2015.03.023

中图分类号：TN975

文献标识码：A

文章编号：CN32-1413(2015)03-0084-03