何莽莽

摘 要：通信电子防御技术是军事安全的重要影响因素，其在促进国家军事发展中发挥了重要的作用。为了强化通信电子的防御能力，本文介绍一种基于认知无线电和通信电子防御的认知通信电子防御（CCEP）技术。

关键词：认知无线电；通信电子防御；CCEP技术

一、引言

认知无线电（CR）在狭义上是一种能通过与工作环境交互来引起发射机参数发生改变的无线电。2005年，SimonHaykin教授将数字信号处理、人工智能和网络等引入其中，从而完善了对认知无线电的定义，并从中体现出了认知无线电的可重构能力和感知能力。通信电子防御是一种广义上的抗干扰，即采用抗强电磁攻击、抗干扰、抗截获、通信反侦察等技术及战术综合防御手段来对抗敌方通信电子的攻击。在本案，笔者探讨基于认知无线电和通信电子防御的CCEP技术：

二、CCEP技术

CCEP技术是认知无线电技术与相关抗干扰技术结合的电子防御技术，其具有频谱认知功能、動态频谱分配功能、智能决策功能及自适应参数调整功能。据此，CCEP技术具有智能、综合和认知等特征，其中认知是指系统能对战场的电磁环境与干扰方式进行自我认知；综合是指系统能对功率域、频域、空域和时域等抗干扰手段进行综合运用；智能指的是系统能按干扰的类型开展智能化决策。针对基于CCEP的通信系统，其信号能在不同域中自由变化，则具有较强的反侦察抗截获能力。若要将认知无线电技术引入军事通信电子防御领域中，则可采用如下手段提高系统的抗干扰能力：通过改变信道编码码率、信源编码速率和调制阶数等来改变干扰容限，进而实现抗干扰的动态化；通过自选频率、编码、功率等参数及智能决策来实现抗干扰的智能化；按干扰样式选择抗干扰策略，以实现抗干扰的高效性。总之，CCEP技术是一项综合性的技术，详见图1。

图1CCEP技术的总体方案

结合CCEP技术的内涵，这一技术包含频谱感知技术、频谱共享技术和认知引擎技术等关键技术。

（一）频谱感知技术

频谱感知（或称频谱检测）技术是实现CCEP认知功能等的前提。从认知用户的角度来看，可将认知无线电系统所用的频谱检测算法分为本地检测和合作检测两大类。其中，在本地检测中，匹配滤波检测为最优检测，但其应用范围十分有限；能量检测的应用频率最高，具有复杂性低的优点，但不宜用在低信噪比的环境中且不宜确定门限；循环谱检测可用来区别不同的发射信号，但其具有较高的复杂度。合作式频谱感知方法的研究是为了控制无线信道对频谱检测的不良影响，即：联合不同CR用户发出的信息来判决主用户是否存在，从而提升最终的检测性能。

（二）频谱共享技术

频谱共享技术的重点为动态频谱分配，而在本案，笔者仅从技术角度浅析一种以CR频谱共享技术为基础的动态频谱分配方案。动态分配战场频谱资源的目的是实现通信设备、网络和系统对频谱资源的合理利用，以免在躲避敌方干扰的情况下发生自相干扰。战场电磁频谱的共享包括网络（或系统）内部及网络（或系统）间的共享，同时从结构上来看，这种共享又是一种综合分布式与集中式的混合式共享。在战场频谱动态分配中，可采用博弈论模型及改进后的图着色模型，同时亦可先进行频谱质量分级，再按通信链路与电台装备的重要性来划分认知用户，从而建立分级分配模型。此时，频谱管理单位可建立分层频谱自动化管理控制系统来保证上下层通信的畅通性。

（三）认知引擎技术

认知引擎是先通过政策域、无线电域和用户域等来获取信息，然后再在通信紫铜重建中执行模拟、推理和决策等操作。认知无线电可利用认知引擎来调整参数。研究发现，认知引擎具备机器学习能力，即：通过学习和分析干扰来重新配置系统的参数，进而提出最佳的抗干扰策略来主动规避干扰。据此，在CCEP技术中，认知引擎占有极其重要的位置，但有待将机器学习等人工智能技术与免疫遗传算法结合起来研究认知引擎技术，以提高抗干扰的有效性和智能性。

三、结语

综上，在认知无线电技术与通信电子防御结合的技术上研究CCEP技术具有现实意义，但其中面临的挑战也是十分突出的，比如现有通信电子防御技术与认知无线电的融合、频谱感知算法和动态频谱分配的设计与实现、认知引擎的设计、认知网络及CCEP与在用装备的兼容性等问题。总之，研究CCEP技术是为了适应信息化战争及应对通信对抗技术的发展。另外，CCEP是通信电子防御的发展新高度，其在革新抗干扰通信技术装备上发挥了重要的作用。

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（作者单位：西华大学）