联合战术信息分发系统(JTIDS)干扰技术研究
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引言
联合战术信息分发系统(Joint Tactical Informa-tion Distribution System)是美军LINK16数据链的核心，也是美军自动化控制系统的重要组成部分。该系统是美军为适应联合作战而研制的集综合通信、导航、识别三大功能为一体的战术数据链系统，是一个大容量、高速度、抗干扰、保密信息分发系统。通过美军近二十年参与的历次局部战争不难发现，联合战术信息分发系统起到了越来越重要的作用。因此，对JTIDS系统的干扰研究具有深刻的现实意义。
1 联合战术信息分发系统介绍
JTIDS采用时分多址(TDMA)、RS编码、直接序列扩频、跳频和跳时等多种先进技术，使系统构成一个无节点的重叠多网组织结构。JTIDS网络中的每个用户都分有若干时隙，在这些时隙内，用户可以把数据以广播方式或组播方式输入到系统信息池中，所有其他用户都可以持续监听并提取所需信息。JTIDS以时分多址方式将多个用户联成一个网络，从而实现彼此之间的信息互联共享。同时，重叠多网中各个网络之间也能实现信息互联，如空中预警机和陆地指挥系统即将其雷达情报网得到的雷达目标信息快速传递给歼击机、轰炸机等作战武器飞机,并可将具体的目标攻击任务分发给作战武器飞机，作战武器飞机也可以将目标攻击的完成情况报告指挥系统或预警机。JTIDS的时分多址体系可以在必要的时间基准辅助功能设计条件下，若网络中的一个节点被摧毁，不会影响其他节点的正常工作。图1所示是一个JTIDS系统的示意图。
1.1 JTIDS的基本网络结构及信号特征
JTIDS采用TDMAC时分多址)方式的时间结构示意图如图2所示，本系统将时间轴划分为长12.8min的时段，称之为时元（或周期），因此，该网络是周期性的。每一时元又划分成12s长的64帧，每一时帧又划分为1536个时隙。在系统中，时隙是基本的时分单位，每个时隙的长度7.8125ms0因此,JTIDS的每个网络中共有98304个时隙。
JTIDS系统的所有成员都按照系统分配在相应数量的时隙中发射信号,每个时隙分为同步段、信息段和传输保护段。为提高系统的抗干扰能力，信号设计有定时抖动段,发射信号起始点与系统所确定的时隙起始点直接按最大2.4585ms随机发射延迟，称之为定时抖动。
1.2 JTIDS系统的抗干扰设计
JTIDS采用RS编码、高速跳频、跳时、密码、交织和脉冲调制等先进手段确保信号的不确定性，宣称系统具有最佳抗干扰（转发、预测、跟踪、部分频带、梳状或阻塞干扰）能力。其一：系统对需要发送的信息利用伪随机序列进行（31,15）RS编码，不但对数据进行有效加密，而且在接收方收到数据有部分丢失的情况下，还可以进行数据还原;其二:JTIDS单个脉冲宽度26”,相邻的载频以最小30MHz间隔尽量均匀在所有可能的载频范围内随机跳动,其跳频形式在同步段和数据段有所不同，同步段只在8个频点上作伪随机跳动，数据段脉冲载频则在整段51个跳频点上作伪随机跳变;其三：系统配置有较强的数据加密技术，密钥很难被破译。
2 对JTIDS系统干扰方法的分析
2.1 欺骗式干扰
首先利用宽带信道接收机对JTIDS信号进行侦察接收，对其信号的基本参数进行检测与估算；在此基础上对信号进行部分复制，并根据获得最佳干扰效果的条件对信号参数进行修改,从而生成具有较好相关性的干扰信号并发射出去，以使其接收机不能正确接收，达到干扰效果。
该方法的弊端，一是JTIDS是一个网络,欺骗式干扰只能对战场中一部分节点进行干扰，而且要求我方干扰系统与对方距离较近;二是对干扰系统信号处理时间要求比较苛刻，如果干扰信号不能在其信号传输保护段内到达被干扰节点，通常不会有任何干扰效果。
2.2 宽带拦阻式干扰
宽带拦阻式干扰是通信干扰的常用方法,它是将干扰信号频谱覆盖在大部分跳频信道上，使敌方系统在频率高速跳变时，仍然会受到较长时间的噪声干扰，以压制信息的传输。由于JTIDS的发射功率较大（通常为200-1000W）,跳频频点多达51个，且信号具有较大的处理增益，故采用宽带拦阻式噪声干扰压制需要千瓦级的干扰功率。当然也可以釆用多个窄带微波干扰源，每个干扰源干扰不同频段，利用频带连接技术来满足总的干扰带宽要求。宽带拦阻式干扰的优点是可以有效地对系统进行压制干扰，但对干扰机的发射功率要求较高。
进行宽带拦阻式干扰对我方同频段电子设备的应用也会造成很大的麻烦。考虑其影响，在干扰系统设计之初,应当预留固定频点的干扰剔除功能，以保证同频段内定频工作设备的正常工作；同时，还应该考虑干扰系统与已有同频段跳频体制工作设备的交联,干扰系统的发射频段根据我方设备的工作频点进行实时剔除，在保证我方设备正常工作的同时，对JTIDS进行必要的干扰。
2.3 对网络同步信号的干扰
同步信号在扩频通信系统中起着至关重要的作用，如果同步信号遭到干扰，就会导致网络无法正常组建，系统功能大大降低甚至瘫痪。JTIDS网络同步信号即时间基准发布信号，该信号中包含有网络标识、时间基准等重要参数信息。JTIDS系统是基于时分多址（TDMA）体制的，网内存在一个节点，可作为时间基准。该节点将定时发布网络同步信号（即入网消息），网内所有节点均要与该节点的时钟精确同步，形成统一的系统时间。要入网的节点如果能收到正确的入网，便可知道系统时间，即表明入网成功。入网消息在时隙起点上没有抖动，它具有严格的固定周期和固定的信号格式。
入网消息严格的固定周期使得干扰方对入网消息的检测、分析和处理相对于其他信息更容易进行。在获得入网消息发送的严格时间点后,干扰方可以在入网消息到来时对要入网的端机实施欺骗式干扰，从而使要入网的成员收不到正确的入网消息，因而不能正常入网。或者可以利用入网消息的固定周期考虑信息传输延迟，在入网消息到来前后2ms内进行宽带拦阻式干扰，并发射大功率压制干扰，使非时间基准节点无法正确接收入网消息,从而达到干扰目的。
2.4 利用消息同步的干扰
JTIDS消息包含同步段和数据段，同步段包含16个粗同步脉冲和4个精同步脉冲，共计520”。同步段的主要作用是标记信号的到达,为数据段的数据检测和接收提供定时信号。其同步段脉冲在8个频点上做随机跳动。针对此特征，干扰方可以利用宽带信道接收机对JTIDS信号进行侦听，提取每条消息前520”的跳频频点数据，并建立跳频频点数据库，比较容易判断的跳频频点。进而在个别频点上进行大功率电子压制，致使敌方无法正常接收数据。其处理流程如图3所示。
3 结语
由于JTIDS釆用了跳/扩频、跳时、加密和纠错编码等抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，因此，对其进行干扰破坏具有很大的难度。本文结合常用干扰手段和JTIDS自身的设计特点，提出了几种干扰手段，作者认为其中利用消息同步进行干扰具有较好的可行性，可以作为JTIDS干扰研究的出发点之一。
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