通信对抗战术演习目标信号构设方法*

王枭，齐锋，刘雅奇

（合肥电子工程学院，合肥230037）

通信对抗战术演习目标信号构设方法*

王枭，齐锋，刘雅奇

（合肥电子工程学院，合肥230037）

构设带有一定战术背景的目标信号环境，是当前通信对抗战术演习急需解决的现实问题。在分析了通信对抗战术演习对构设目标信号环境特殊要求的基础上，提出了构设目标信号环境的以少代多的数量等效方法、以近代远的距离等效方法、组网通联等效方法和作战行动变化等效方法。提出了由全局逼真度、阶段逼真度、受训装备感受逼真度和目标逼真度组成的四级构设逼真度指标体系。针对一个具体的构设实例，设计仿真算法验证了文章提出的4个构设方法，并通过对预期构设逼真度的分析得出了一些有意义的结论。研究成果已在实践中得到了应用。

通信对抗战术演习，目标信号环境，构设方法，构设逼真度

0 引言

长期以来，由于缺乏目标信号源及逼真信号环境，尤其是适合成建制部队训练的，带有一定战术背景、连续变化的目标信号环境，通信对抗部队训练一直停留于装备操作、战斗流程训练层面，训练水平得不到有效提高。为解决以上问题，某训练基地装配了一批模拟信号种类多、频段宽、能够实时控制的模拟信号源，并组建了专门的模拟蓝军分队。依托训练基地开展通信对抗战术演习是提高通信对抗部队训练水平的有效途径和新趋势。但如何运用这批模拟信号源构设逼真目标信号环境，这一问题还没有得到有效地解决。

自1960年美国陆军建立第一个电子战训练场以来，世界各国相继建立了几十个电子战训练靶场，为参训力量提供充满威胁的电磁环境，使训练更加贴近实战［1］。国内对基于实物、半实物信号源构设复杂电磁环境的研究起步较晚。文献［2-3］总结归纳了“区域缩小”、“干扰增强”、“超强配置”等构设方法。这些方法虽值得借鉴，但缺乏定量分析。文献［4］设计了一种基于典型战场复杂程度的战场电磁环境模拟系统，能够对电磁环境的产生过程实施定量的自适应控制。这种设计思路有启发意义，但该模拟系统的设计面向常规兵器试验，并不适用于通信对抗训练。文献［5］设计了一个基于信号源的通信对抗侦察训练的模拟系统，该模拟系统由一台导演计算机和一台通信对抗侦察信号源组成。该系统可直接服务于通信对抗侦察训练，但仅适合于单装训练，不适合成建制部队开展战术演习。由于通信对抗的特殊性以及战术演习的特殊性，目前国内现有的对构设复杂电磁环境的研究都不能解决本文提出的问题。

1 通信对抗战术演习对构设目标信号环境的要求

与其他作战样式相比，通信对抗对战场电磁环境有更灵敏的反应。根据文献［6］，通信对抗部（分）队通过对敌方通信信号的搜索、截获、测量、分析、识别、监视以及对通信设备测向、定位，以获取其技术参数、功能、类型、位置、用途等情报。因此，为通信对抗装备训练构设目标信号环境需要满足以下两个要求：

（1）模拟假想敌通信设备发信的技术参数，以反映其功能、类型、用途特征；

（2）模拟假想敌通信设备配置的方位距离，以反映其位置特征。

战术演习是战术指挥员及其指挥机关或战术兵团、部队、分队进行的军事演习，目的是提高战术指挥员及其指挥机关的组织指挥能力和战术兵团、部队、分队遂行战斗任务的能力。通信对抗部（分）队在合同作战中的典型作战目标是敌师旅级部队的无线电战术通信系统，包括各种约千余部通信设备。这些通信设备又以不同形式组织了各种通信网专。在合同作战的不同阶段，敌部队对这些通信网专又有不同的战术运用方式，另外，敌部队在各种作战行动中的战术机动必然引起这些通信设备配置位置的大幅度变化。因此，为通信对抗战术演习构设目标信号环境相比为通信对抗装备训练构设目标信号环境有更高层次的要求，主要是：

（1）要求反映假想敌通信设备数量众多、配置分散的复杂电磁态势；

（2）要求反映假想敌通信的组网通联特征；

（3）要求反映假想敌作战行动变化。

2 通信对抗战术演习目标信号环境构设方法

本文假定现有模拟信号源能够模拟假想敌各种通信设备的技术参数，则用这些模拟信号源构设贴近实战的通信对抗战术演习目标信号环境，主要面临3个困难：

（1）模拟信号源数量限制。敌师旅级部队配属的通信设备数量有千余个，训练基地不可能配备数量如此之多的模拟信号源。

（2）训练场地幅限制。合同作战的战场地幅可达数十公里×上百公里，而训练基地的训练场地幅往往只有数公里×数公里。

（3）模拟信号源机动能力限制。敌部队采取各种作战行动网往往会引起通信设备位置分布的大范围变化，而模拟信号源只能在固定架设状态工作，撤收、转移、再架设需要一定时间。

在地幅受限的训练场，用数量有限的模拟信号源构设贴近实战的通信对抗战术演习目标信号环境，主要采用以少代多的数量等效方法、以近代远的距离等效方法、组网通联等效方法和分阶段构设的作战行动变化等效方法。

2.1 数量等效方法

用数量有限的模拟信号源等效模拟数量巨大的想定通信设备的方法是：为一个模拟信号源分配多个想定通信设备的模拟任务，交替发射对应各想定通信设备的模拟信号，实现以少代多。

这种方法可行的依据是：敌通信设备并不是时刻都处于发信状态。实际上，在作战的多数时间，敌通信设备都处于无通信任务的静默状态。假设战场上有1 000个通信电台，同一时刻仅有10豫的电台处于发信状态，假设一个模拟信号源能够同时发射10路信号，则仅需10个模拟信号源即可等效模拟这1 000个通信电台。如果想定中同时处于发信状态的通信设备数量超出现有模拟信号源的总信道数量时，则会出现通联频度构设不逼真的情况。

2.2 距离等效方法

在地幅有限的训练场等效模拟想定战场部署分散的想定通信设备的方法是：将模拟信号源配置在想定通信设备的方位，等效调整模拟信号源的发射功率，实现以近代远。如下页图1（a）所示。

值得注意的是：

（1）在实际训练中往往会有多个受训通信对抗装备。如下页图1（b）所示，由于训练场地幅限制，当用以近代远等效方法时，模拟信号源无论配置在哪，都不能保证每个受训装备的感受都方位逼真。

图1 距离等效方法

（2）构设中采用以少代多的数量等效方法。如图1（c）所示，当一个模拟信号源等效模拟多个处于不同位置处的想定通信设备时，则无论模拟信号源配置在哪，都不能保证其对每个想定通信设备都方位逼真。

2.3 组网通联等效方法

敌通信组网形式多样，通联关系错综复杂。如传统的单工无线电网可分为横式网、纵式网。横式网不分主属台，网内各台可相互通联；纵式网由上级电台充当主台，各分队电台充当属台，只允许主台和属台之间的通联，不允许属台之间相互通联。另外单工无线电网一般在某个固定的频率点工作，同一时刻只允许有一个电台发信。现代战术通信系统已逐渐淘汰了单工无线电网。地域通信网作为现代战术通信系统的典型代表，其组网拓扑结构呈现出复杂的自组织性，网内各台的通联受中心站控制，可以实现动态频率分配和同时发信。

通信对抗装备通过接收的通信信号感知通信网。由于现代通信广泛采用数字调制和保密技术，因此，仅通过通信对抗侦察难以获知这些通信信号所携带的通信内容，也无法获知谁和谁正在通联。通信对抗装备对这些通信网的组网通联特征的直观感受只有两点：

（1）用频特征。同一通信网内各台一般会采取相同的通信频率、样式等技术参数进行通联。通过电台用频的相互关系大致可以勾勒出各台的组网关系。

（2）通联活跃度分布特征。担负主要作战任务的分队，一般会有较高的通联活跃度，呈现出密集通信的特征。通过电台通联活跃度的相互对比关系大致可以勾勒出各台之间的通联关系。

本文不研究各种形式的通信网具体怎么组织。等效模拟这些通信网组网通联的方法是：首先由拟制演习想定的军事人员给定想定通信设备的组网关系、用频计划和通联活跃度分布；其次按数量等效方法和距离等效方法建立起模拟信号源与想定通信设备的任务对应关系；最后各模拟信号源按照想定发射对应的模拟信号，即可实现对想定通信网组网通联的模拟。

2.4 作战行动变化等效模拟方法

目标信号环境的一个重要特征是时域动态变化。该特征表现为，随着敌作战行动的变化，敌通信设备的数量、位置分布、组网通联关系、用频方案及通联活跃度分布等，时刻处于变化之中。在地幅受限的训练场，用数量受限、机动能力受限的模拟信号源等效模拟假想敌作战行动变化的方法是：

将想定作战过程划分为许多个短暂的时间阶段，可以认为每个时间阶段内目标信号环境相对稳定，目标信号环境的动态变化特征通过相邻时间阶段间目标信号环境特征的区别体现。在单个时间阶段内，模拟信号源固定架设，按照一定的用频方案和发信活跃度发射模拟信号；在时间阶段转换时，通过模拟信号源机动到新的配置位置、启用新的用频方案、按新的发信活跃度发射模拟信号实现对作战行动变换的模拟。

3 通信对抗目标信号环境构设逼真度指标体系

为了量化评估构设通信对抗战术演习目标信号环境的效果，引入构设逼真度的概念。通信对抗目标信号环境构设逼真度是指，实际构设的目标信号环境相对想定战场的目标信号环境的贴近程度。

建立构设逼真度指标体系，须考虑以下5个方面：

（1）为衡量构设的目标信号环境反映假想敌作战行动变化的贴近程度，全局构设逼真度应由各时间阶段的构设逼真度加权得到；

（2）受训通信对抗装备的直观感受是评估目标信号环境构设逼真度的唯一依据，因此，每个时间阶段的构设逼真度应由该阶段内各受训装备感受到的构设逼真度加权得到；

（3）构设目标信号环境逼真与否的参照物是演习的背景想定，因此，每个受训装备感受的逼真度应用其对每个想定目标通信设备感受的逼真度加权得到；

（4）通信对抗装备感受到目标通信设备的特征包括通联频度、目标方位、通信频率、样式和信号接收强度，因此，受训装备感受到想定目标通信设备的逼真度由通联频度逼真度、方位逼真度、频率逼真度、样式逼真度、强度逼真度5个分项逼真度相乘得到。

（5）全局逼真度、阶段逼真度、受训装备感受逼真度也可分别考察它们的5个分项逼真度，只不过它们本身并不是其分项逼真度的乘积。它们的分项逼真度分别是它们所有下级逼真度的分项逼真度的平均和。

综上得出构设逼真度指标体系，如图2所示。

图2 构设逼真度指标体系

4 仿真分析

4.1 演习方案与背景想定

受训部队为某通信对抗分队，由3台某型通信对抗装备编成。模拟蓝军分队由3台模拟信号源编成，假设该模拟信号源有4个模拟信号发射信道，其架设、撤收、转移的平均时间为10 min。训练场地幅为10 km×10 km。演习时间为1 h。受训部队在训练场的位置分布如下页图3（a）所示。

表1 通信组网关系

背景想定中，红军即为受训部队，蓝军为假想敌某旅，由3个步兵营编成。该旅开设了指挥网、协同网、情报网3个通信网，组网关系如表1所示。想定战场地幅为20 km×40 km。蓝军的位置分布在第20 min时发生了变化（如下页图3（b）、3（c）所示），通信网的用频计划、通联活跃度分布在第30 min时发生了变化（如下页表2所示）。

4.2 构设方案

按照第2节中提出的构设方法设计构设方案生成算法，以4.1节规定的演习方案和背景想定为输入，生成目标信号环境的构设方案。构设方案生成算法的思路是：

（1）假设模拟信号源机动的平均时间为10 min，则以10 min为一个时间阶段；

（2）在第一个时间阶段，首先为每个模拟信号源平均分配模拟任务，其次在训练场内搜索使方位逼真度最优的各模拟信号源的配置位置、生成配置方案，最后按照用频方案想定和通联活跃度分布想定用蒙特卡洛法生成各模拟信号源的发信方案；

图3 演习方案与背景想定态势

表2 用频计划与通联活跃度分布

（3）在以后每次时间阶段转换时，首先检测背景想定中假想敌的位置分布是否发生了大幅度的变化，如果是，则令部分对方位逼真度贡献最小的模拟信号源机动到新的最优位置、生成机动方案，然后重新为固定架设的模拟信号源分配模拟任务，用蒙特卡洛法生成发信方案；

（4）重复执行（3）直到演习结束。

生成的配置方案如图4（a）所示，该配置态势持续了20 min。8：20、8：30、8：40分别产生了一个机动方案，如图4（b）、4（c）、4（d）所示。图5给出了模拟信号源3的部分发信方案。

4.3 逼真度分析

按第3节提出的构设逼真度指标评估4.2节构设方案的预期构设逼真度，结果如下页图6所示。

分析该预期构设逼真度曲线可得出以下结论：

图4 配置方案与机动方案

图5 发信方案

（1）全局构设逼真度达到了0.461 1的可用水平。

图6 预期构设逼真度曲线

（2）其中第1、2阶段构设逼真度达到0.916 7的高水平。这说明在背景想定不发生作战行动变化的情况下，用本文提出的数量等效方法、距离等效方法、组网通联等效方法能够较逼真地反映出想定战场通信设备数量众多、配置分散及其组网通联的特征。

（3）在第3阶段构设逼真度剧烈下降为0，这是因为背景想定中假想敌的位置分布发生了大幅度的变化，模拟信号源原来的配置位置已完全不满足方位逼真的要求了。结合图4（b）、（c）、（d）可以看出，3个模拟信号源依次在第3、4、5阶段机动至新的较优位置，使构设逼真度逐渐回升至0.583 3的较高水平。

（4）在全部6个阶段中，频率逼真度、样式逼真度和强度逼真度都保持为1。这说明按本文提出的组网通联等效方法构设目标信号环境在绝大多数情况下都能保证信号频率、样式、强度等技术参数符合背景想定。

（5）方位逼真度和通联频度逼真度随着背景想定的作战行动变化发生较大的变化。第3阶段通联频度逼真度降为0，是因为模拟信号源的配置位置完全不满足方位逼真要求，以致各想定通信设备无法与模拟信号源建立起任务对应关系，导致生成的模拟信号数量为0，所以通联频度逼真度为0，而没有模拟信号时，认为方位逼真度为1。因此，可以看出在用作战行动等效模拟方法时，方位逼真度对构设逼真度有较大的决定作用。

（6）从图6（b）、（c）、（d）看出，背景想定中发生作战行动变化时，3个受训装备感受的逼真度变化不一样，但图6（a）中全局逼真度始终在逐渐上升。这说明本文提出的构设方法能够兼顾每个受训装备的感受逼真度，使全局逼真度最大化。

（7）根据（3），当背景想定发生作战行动变化时，构设逼真度会发生剧烈下降，这是因为2.4节提出的作战行动等效模拟方法在背景想定发生变化之后，再采取相应的模拟行动。如果预先获知演习全过程的背景想定，则可采取将一部分模拟信号源预先机动至第3阶段的最优配置位置，可减小构设逼真度的下降幅度。这说明，在计划导调的情况下，运用动态规划方法，可充分利用模拟信号源，提高全局构设逼真度。

5 结束语

本文针对通信对抗战术演习对构设目标信号环境的特殊要求，提出了以少代多的数量等效方法、以近代远的距离等效方法、组网通联等效方法和作战行动变化等效方法。仿真验证了这些方法能够满足通信对抗战术演习的需求，但这些方法并不是最优构设方法，优化构设的重要方向是运用动态规划方法提高对作战行动变化等效模拟的逼真性。

［1］崔积丰，田益明，韩伟.电子装备试验电磁环境构建方法［J］.电子信息对抗技术，2012，27（1）：60-64.

［2］张显，詹海洋，王宇.一种复杂电磁环境的构建方法［J］.空军预警学院学报，2013，29（5）：355-358.

［3］朱宇光.靶场复杂电磁环境构建［J］.四川兵工学报，2012，33（2）：119-120.

［4］康广，汤敬武，宋文渊.部队训练复杂电磁环境构建方法研究［J］.国防科技，2012，32（4）：40-43.

［5］王艳，姚龙海.基于信号源的通信对抗侦察训练模拟系统设计［J］.兵工自动化，2009，28（9）：63-65.

［6］蔡晓霞，陈红，徐云.通信对抗原理［M］.北京：解放军出版社，2011.

Research on Construction of Target Signal for Communication Countermeasure Tactical Exercise

WANG Xiao，QI Feng，LIU Ya-qi
（Electronic Engineering Institute of PLA，Hefei 230037，China）

It’s a realistic problem for communication countermeasure excise to construct a target signal environment that reflects tactical background.Based on the analysis of the requirement of target signal environment construction for communication countermeasure tactical exercise，four construction methods are presented.They are quantity equivalent method，distance equivalent method，networking equivalent method and operation equivalent method.A fidelity index system，which is made up of total fidelity，period fidelity，feeling fidelity and target fidelity，is presented.An example of construction for target signal environment is given to demonstrate the four methods.Some meaningful advices is given through the analysis of its fidelity.The research result has been applied in practice.

communication countermeasure tactical excise，target signal environment，construction method，fidelity

TP311

A

1002-0640（2015）01-0024-06

2013-07-05

：2013-08-07

全军军事类研究生资助课题（2013JY312）

王枭（1991-），男，安徽寿县人，在读硕士。研究方向：电子对抗作战模拟。