電路分組交換抗干擾分析.docx

1、電路分組交換抗干擾分析摘要隨著軍事信息在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中作用的不斷提高，以擾亂或破壞信息傳送為目的的通信干擾的作用和地位也隨之不斷提高。通過對電路交換網(wǎng)絡(luò)和分組交換網(wǎng)絡(luò)在被干擾的情況下在物理層、鏈路層、信令和協(xié)議，以及通信業(yè)務的影響進行了分析和對比，得出在強干擾模式下網(wǎng)絡(luò)保障性能大體一致，但是在某些條件下反應的特性分組網(wǎng)絡(luò)略強。最后指出通信系統(tǒng)本身技術(shù)體制的選取是其抗干擾能力好壞的一個重要因素。干擾條件BER電路交換通信系統(tǒng)YIM交換的通信系統(tǒng)話音<1X104對話音影響較小無影響10-210一4突發(fā)誤碼對話音影響較大某些誤碼分布情況下影響很??；某些誤碼分布情況下影響較大>IX10一

2、9;業(yè)務不通，迂回路由業(yè)務不通，迂回路由數(shù)據(jù)<IX10-4對數(shù)據(jù)有影響無影響10一210-4影響較大某些誤碼分布情況下影響很??；某些誤碼分布情況下影響較大>IX10一1業(yè)務不通，迂回路由業(yè)務不通，迂回路由以上對2個系統(tǒng)在物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和業(yè)務層的抗干擾能力的比較結(jié)果進行歸納綜合可以發(fā)現(xiàn),AN交換的通信系統(tǒng)的抗干擾能力有時較電路交換的通信系統(tǒng)強一些，有些情況下二者相當。5結(jié)束語體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力的主要指標有：工作頻率、抗干擾容限、功率損耗、擴頻帶寬、跳頻帶寬、跳頻速率、傳輸時延、覆蓋距離、組網(wǎng)能力、路由數(shù)、話務量、吞吐量、誤碼率和呼損率等，這些指標從不同側(cè)面反映通信系統(tǒng)的通信能

3、力，同時也可體現(xiàn)給使用者的是在不同干擾情況下的對業(yè)務保障能力，這些因素與通信系統(tǒng)本身所采用的傳輸、交換、管理和安全保密等技術(shù)體制密切相關(guān),不同的技術(shù)體制所體現(xiàn)出來的變化（干擾條件下）不同，這也是進行不斷探索、研究和應用新技術(shù)體制于通信系統(tǒng)的動力。錯誤!未找到引用源。參考文獻1 ITU-TI.432.B-ISDNUser-networkInterface-PhysicalLayerSpecification:155.520kbit/sand622.080kbit/sOperationS,1999.2 Juniper公司.Internet骨干路由器及發(fā)展中的Internet設(shè)計M.美國:Junip

4、er網(wǎng)絡(luò)公司,1998.3 伊鵬，董雨果，郭云飛.高速網(wǎng)絡(luò)中的交換技術(shù)J.現(xiàn)代通信,2002(5):16-18.4 劉亞民，劉增輝，曹振利.ATM網(wǎng)絡(luò)抗毀和自恢復技術(shù)研究J.無線電工程,2006,36(7):8-10.5 張中華,GPS抗干擾,2002年04期。6 王亞飛，單片機控制中的抗干擾分析.上海交通大學，2008年吳燕燕.LFMCW毫米波雷達回波信號仿真及AGO電路設(shè)計：碩士學位論文.南京：南京理工大學，20077 D.K.Barton,Radar,Vol.6,ArtechHouse,Dedham,1977Ming-ChiangLparisonbetweenincoherentandc

5、oherentmeasurement.ProceedingsoftheAntennaMeasurementTechniquesAssociationSeattle,Washington,1987,29(8):741-7478 JamesA,Scheer.Coherentradarsystempreferencesestate.IEEEinternationalradarconference.1990J.C.Butterworth.AHighPowerCoherent95GHzRadar(HIPCOR-95).IEEEMTT-SDigest,1987,87(1):499-5029 同武勤，凌永順

6、，蔣金水等.軍用亳米波雷達的應用及其發(fā)展趨勢.飛航導彈,2004,5:48-51關(guān)鍵詞:電路交換；分組交換錯誤!未找到引用源。；通信抗干擾AbstractheMilitaryRepresentativeOfficeinShijiazhuang,ShijiazhuangHebei050081,China)AbstractWiththeadvancesinfunctionofmilitaryinformationinmodernwar,thecommunicationjammingtechniquesaimedatdisturbingordestroyinginformationtransmiss

7、ionbecomesmoreandmoreimportant.lnthispaper,weanalyzeandcomparetheinfluenceofjammingforcircuit-switchandpacket-switchnetworksinphysicallayerjinklayer,signalingandprotocolsandcommunicationtraffic.Theresultsshowthatperformancesofnetworksunderstrongjammingaresameingeneral,howeverthatofATMnetworkmaybebet

8、terinsomecases.Inconclusion,theselectionoftechnologymechanismsofcommunicationsystemplaysanimportantroleintheiranti-jammingability.KeyWords:circuit-switch;packet-switch;communicationanit-jaming目錄1引言12干擾的特點22. 1對抗性22. 1進攻性22. 2反應速度快23電路交換和分組交換網(wǎng)絡(luò)33. 1電路交換33. 2分組交換34干擾對網(wǎng)絡(luò)的影響44. 1干擾對網(wǎng)絡(luò)同步方式的影響44. 2干擾對鏈路層幀

9、或信元的影響分析44.2.1干擾對鏈路層幀或信元定界的影響分析44.2.2干擾對鏈路層幀或信元信息接收的影響分析44.2.3干擾對網(wǎng)絡(luò)層信令或路由協(xié)議的影響分析54.2.4干擾對業(yè)務的影響分析55結(jié)束語7參考文獻8致謝91引言現(xiàn)代戰(zhàn)爭中信息技術(shù)正起著越來越大的作用,制信息權(quán)與制空權(quán)、制海權(quán)一樣，是戰(zhàn)爭勝負的關(guān)鍵。在奪取制信息權(quán)的信息戰(zhàn)中，通信系統(tǒng)是最容易暴露和受攻擊的環(huán)節(jié)現(xiàn)代信息系統(tǒng)不僅要求點對點的通信系統(tǒng)具有抗干擾能力，更重要的是整個通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)要具有綜合抗干擾的能力和措施，能在系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的綜合對抗中,在任何復雜的電磁環(huán)境下完成信息傳輸。本文就通信系統(tǒng)所采用的交換體制（電路交換和分組交換）

10、對通信系統(tǒng)本身抗干擾的能力差異進行對比分析。2干擾的特點干擾的特點可歸納如下：2. 1對抗性干擾是以敵方系統(tǒng)為目標的,使對方的收發(fā)信傳輸無法達到好的效果;系統(tǒng)已經(jīng)從過去單獨的、分散的、局部的發(fā)展成為聯(lián)合的、一體的、全局的通信指揮系統(tǒng)。對抗是協(xié)同作戰(zhàn)的一員，是綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)中不可缺少的組成部分；2.1進攻性干擾是有源的、積極的、主動的，即使是在防御作戰(zhàn)中使用的干擾，也是進攻性的；2.1反應速度快在很短的時間里要在整個工作頻率范圍內(nèi)完成對目標信號的搜索、截獲、識別、分選、處理、干擾引導和干擾發(fā)射。系統(tǒng)的抗干擾是指當系統(tǒng)受到電子干擾時所表現(xiàn)出來的系統(tǒng)對所承載業(yè)務的支撐和保障能力的差異。3電路交換和分

11、組交換網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)交換體制的不同，分為電路交換網(wǎng)絡(luò)和分組交換網(wǎng)絡(luò)。最典型的電路交換網(wǎng)絡(luò)是公用電話交換網(wǎng)絡(luò)，采用電路型的交換支持各種類型的話帶業(yè)務。典型的分組交換網(wǎng)絡(luò)是最早期的數(shù)據(jù)網(wǎng)（X.25網(wǎng)絡(luò)）和最今最流行的Internet網(wǎng)絡(luò),均采用分組交換方式（X.25的分組交換和IP分組交換）支持各種類型的數(shù)據(jù)業(yè)務。3. 1電路交換作為通信網(wǎng)中出現(xiàn)最早的一種交換體制，電路信息系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)交換是一種面向連接（物理連接）的技術(shù)。呼叫雙方開始通話之前，必須現(xiàn)有交換設(shè)備建立一條專用的通路連接，通話結(jié)束后再釋放這條連接。電路交換采用同步時分技術(shù)作為其傳輸、復用和交換的基礎(chǔ)，同步時分復用意味著子信道占用物理

12、鏈路上固定的時間位置，每個子信道上的信號按照一定的時間間隔周期性出現(xiàn)。具有以下特點： 整個通信連接期間始終獨占一條線路，即使在空閑時也是如此，傳輸時延較??； 電路是“透明”的：即發(fā)送端送出的信息通過節(jié)點連接，毫無限制地被傳送到接收端,交換節(jié)點不對用戶信息進行任何的修正和解釋； 對于固定的連接，其傳輸時延固定； 固定分配帶寬資源，信息傳送的速率恒定。電路交換的優(yōu)點是傳輸時延小、實時性好、不易產(chǎn)生擁塞。其缺點是:帶寬分配固定,造成網(wǎng)絡(luò)資源利用率降低;傳輸線路專用,造成數(shù)據(jù)通信的效率較低；由于電路的“透明”特征，沒有差錯控制功能。因此，電路交換適合于對實時性要求較高話音業(yè)務場合,而不適于突發(fā)業(yè)務和對

13、差錯敏感的數(shù)據(jù)業(yè)務場合。3. 2分組交換分組交換包括定長和不定長2種體系。主要依據(jù)就是確定分組的類型和包格式，包括分組的定界、分組的編址和分組長度（包括定長和不定長）等，分組交換的實質(zhì)是存儲轉(zhuǎn)發(fā)。主要優(yōu)點是實現(xiàn)了用戶信息對電路的統(tǒng)計復用、網(wǎng)絡(luò)資源利用率較高、可靠性也很高;主要缺點是包頭信息處理、分組傳送時延有抖動。目前不定長分組交換體制的主要代表技術(shù)有IP和幀中繼。如果分組的長度不固定,則在存儲器中的每個存儲單元需要按最長分組配置存儲器，或者增加復雜的存儲器管理機制。如果分組長度都相等,則只要存儲單元的長度等于按規(guī)定的長度即可。所以，在硬件上實現(xiàn)長度可變的分組交換，比實現(xiàn)定長分組的交換要復雜得

14、多。這里分析具有代表性定長分組的ATM交換技術(shù),ATM信元都由地址域和凈荷組成,這種信元結(jié)構(gòu)便于用硬件來實現(xiàn)高速交換，僅需要地址域中來確定要轉(zhuǎn)送的地址，理論上交換只受硬件芯片性能的影響。這里分析的分組交換是定長的ATM交換方式。4干擾對網(wǎng)絡(luò)的影響通信網(wǎng)絡(luò)一般由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層構(gòu)成，下面從干擾對各層的影響以及對業(yè)務的影響進行詳細分析。4. 1干擾對網(wǎng)絡(luò)同步方式的影響網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間采用的同步方式有:互同步、準同步和主從同步方式。干擾將使無線傳輸設(shè)備信干比大大降低，導致不能從接收信號中正確提取時鐘，時鐘會發(fā)生滑動,當然同時會引起突發(fā)誤碼。如果網(wǎng)絡(luò)同步采用互同步方式，中斷的鏈路可以設(shè)置為不參加

15、網(wǎng)同步計算，則因干擾導致的無線鏈路中斷對網(wǎng)同步?jīng)]有影響;但因受干擾導致時鐘滑動,從出現(xiàn)時鐘滑動到檢測到鏈路中斷這段時間內(nèi)整個網(wǎng)絡(luò)時鐘會受到一些影響。如果網(wǎng)絡(luò)同步采用準同步方式或主從同步，則干擾不會對整個網(wǎng)絡(luò)同步產(chǎn)生影響。分組交換節(jié)點之間既可以采用準同步也可以采用主從同步方式。電路交換中心節(jié)點之間采用準同步方式，中心節(jié)點和接入節(jié)點之間采用主從同步方式，因此受干擾影響的同步方式為主從同步方式，準同步和互同步方式不受影響。4. 2干擾對鏈路層幀或信元的影響分析4.2.1干擾對鏈路層幀或信元定界的影響分析考慮干擾引起的誤碼都是突發(fā)誤碼。假定突發(fā)誤碼導致幀同步碼出現(xiàn)錯誤,接收端無法提取出幀同步碼，則可能

16、引起幀定界或信元定界錯誤。在電路交換的通信系統(tǒng)中，如果突發(fā)誤碼導致提取不出幀同步碼而使得幀失步，則整幀信息都將丟失;在ATM交換的通信系統(tǒng)中的信元幀結(jié)構(gòu)采用抗衰落幀同步技術(shù)進行信元定界，即使由于突發(fā)誤碼使得提取不出幀同步碼，也不會造成信元定界錯誤，所以ATM交換的通信系統(tǒng)的信元定界具有較強的抗干擾能力。這種情況下2種通信系統(tǒng)鏈路層的抗干擾能力大體相當,ATM交換的通信系統(tǒng)能力因具備了糾錯能力而使之能力略強。4.2.2干擾對鏈路層幀或信元信息接收的影響分析ATM通信系統(tǒng)中，在ITU-T標準規(guī)定了ATM信元的幀結(jié)構(gòu)，如果假定53bytes的信元中只有6bits出現(xiàn)錯誤，但分散在6bytes中，則信

17、元能糾正這些錯誤。相當于干擾導致比特誤碼率高于BER=6/(53X8)=1.4X10-2時將導致信元丟失;假定53bytes的信元中有48bits出現(xiàn)錯誤，但出現(xiàn)在連續(xù)的6bytes中，則信元能糾正這些錯誤。即當干擾導致比特誤碼率高于BER=48/(53X8)=1.132X10-1時將導致信元丟失。當干擾導致鏈路比特誤碼率低于IX10-4時,信息系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)由于信元較強的糾錯能力，基本上都可以糾正信息中的錯誤；當干擾導致鏈路比特誤碼率為IX10-21X10-4時,對于適合信元糾錯的某些誤碼分布，則經(jīng)過信元糾錯后信息的準確性和完整性均較高;對于某些誤碼分布，可能超出信元的糾錯能力導致信息完整性降低

18、，突發(fā)誤碼率較高;但是考慮干擾引起的誤碼通常是突發(fā)誤碼，這種情況下2個系統(tǒng)的信息傳送準確性和完整性可能均較低;假定干擾導致鏈路誤碼率高于IX10-1,極可能導致幀失步,即使沒有帔失步，由于信息差錯太多，可能引起鏈路中斷。4.23干擾對網(wǎng)絡(luò)層信令或路由協(xié)議的影響分析電路交換和ATM交換的通信系統(tǒng)在構(gòu)建時均考慮了節(jié)點的多連接度配置以便提供抗毀路由，網(wǎng)絡(luò)層均支持動態(tài)的路由協(xié)議，所以干擾導致鏈路中斷對2個系統(tǒng)的信令或路由協(xié)議的影響程度是相當?shù)摹?.24干擾對業(yè)務的影響分析假定干擾導致鏈路誤碼率高于10-1,則通過該無線鏈路的信令或路由協(xié)議將出現(xiàn)異常，系統(tǒng)判斷無線鏈路中斷。一旦鏈路中斷，無論是電路交換的通信系統(tǒng)還是ATM交換的通信系統(tǒng)，通過該鏈路承載的業(yè)務都將受到影響,通過動態(tài)路由迂回到其他鏈路上。假定干擾沒有導致無線鏈路中斷，即通過該無線鏈路的信令或路由協(xié)議沒有出現(xiàn)異常，則鏈路誤碼率不會太高，另外誤碼對數(shù)據(jù)和話音等不同業(yè)務的影響是不同的，下面分析誤碼對業(yè)務的影響。當干擾導致鏈路誤碼率低于10-4時，由于信元能夠?qū)㈠e誤全部糾正,ATM交換的通信系統(tǒng)的業(yè)務能夠不受誤碼影響，較電路交換的通信系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力；當干擾導致鏈路誤碼率為10-2-10-4時,對于適合信元糾錯的某些誤碼分布，由于信元能夠?qū)㈠e誤進行糾正,ATM交換的通信系統(tǒng)的業(yè)務受到誤碼影響較小，較電路交換的通信系