周国辉，谢３８ 井，李鼎 对ＣＤＭＡ系统的干扰方法分析 电子信息对抗技术・第２８卷 ２０１３年３月第２期 中图分类号：ＴＮ９７２．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４—２２３０（２０１３）０２—００３８—０４ 对ＣＤＭＡ系统的干扰方法分析 周国辉，谢井，李 鼎 （海军指挥学院信息战研究系，南京２１１８００） 摘要：对ＣＤＭＡ下行信道和上行信道进行干扰，实现干扰ＣＤＭＡ系统的目的。重点分析了对 ＣＤＭＡ下行信道的干扰方法和对ＣＤＭＡ上行信道的干扰方法，包括对下行信道的非相干压制 式干扰、对下行公共信道的相干伪码扩频干扰和基于伪基站的欺骗式干扰，以及对上行信道非 相干式压制式干扰和对接入信道的欺骗式干扰，归纳得到各种干扰方法的原理、优缺点、对侦 察的需求及其适用范围。 关键词：ＣＤＭＡ通信；信道；通信干扰；方法对比 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４—２２３０．２０１３．０２．００９ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｊａｍｎｆｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｎ ＣＤＭＡ Ｓｙｓｔｅｍ ＺＨＯＵ Ｇｕｏ—ｈｕｉ，ＸＩＥ Ｊｉｎｇ，ＬＩ Ｄｉｎｇ （Ｄｅｐｔ．ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｗａｒｆａｒｅ Ｓｔｕｄｉｅｓ，Ｎａｖａｌ Ｃｏｍｍａｎｄ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１１８００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ ｊａｍｍｉｎｇ ｔｈｅ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ ｕｐｌｉｎｋ ｃｈａｎｎｅｌ ｏｆ ＣＤＭＡ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｊａｍｍｉｎｇ ＣＤＭＡ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ．Ａｆｔｅｒ ｓｉｍｐｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ ｕｐｌｉｎｋ ｃｈａｎｎｅｌ， ｈｅ ｍａｉｔｎ ｊａｍｍｉｎｇ ｗａｙｓ ａｒｅ ｆｏｃｕｓｅｄ ａｇａｉｎｓｔ ＣＤＭＡ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｈｅ ｔｊａｎ３一 ｍｉｎｇ ａｇａｉｎｓｔ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ ｕｐｌｉｎｋ ｃｈａｎｎｅｌ ｏｆ ＣＤＭＡ，ｓｕｃｈ ａｓ ｎｏｎ－ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｊａＩｎ— ｍｉｎｇ ｇａａｉｎｓｔ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｈａｎｎｅｌ，ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｐｓｅｕｄｏ—ｃｏｄｅ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｕｍ ｊｒａｍｍｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｐｕｂｌｉｃ ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ ｄｅｃｅｐｔｉｏｎ ｊａｍｍｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｓｅｕｄｏ ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ，ｎｏｎ—ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｂｌｎｋｅｔａ ｊａｍｍｉｎｇ ｎｄ ｄｅｃｅｐｔａｉｏｎ ｊａｍｍｉｎｇ ｔｏ ＣＤＭＡ ａｃｃｅｓｓ ｃｈａｎｎｅ１．Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔｇｅｓ，ａ ｈｅ ｒｔｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｒｅｃｏｎｎａｉｓｓａｎｃｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｃｏｐｅ ｏｆ ｅａｃｈ ｊａｍｍｉｎｇ ｗａｙ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＣＤＭＡ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ｃｈａｎｎｅｌ；ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ｍｅｔｈｏｄ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ １ 引言 ＧＳＭ／ＣＤＭＡ的迅速崛起和广泛应用，使其在 军事通信领域也得到越来越多的重视 １－３ Ｊ。战时 通信干扰方面的相关文献；而国内对ＣＤＭＡ干扰 方面研究公开发表的文献也很少［４－６ Ｊ。本文将以 ＣＤＭＡ系统的下行信道、上行信道为出发点，具体 分析对ＣＤＭＡ系统下行信道和上行信道的干扰可 行方法，并对各种干扰方法进行对比分析，进一步 丰富对移动通信干扰理论，同时为对ＣＤＭＡ干扰 利用包括ＧＳＭ／ＣＤＭＡ在内的民用通信系统为军 事通信服务，可以大大提高指挥通信保障能力，缓 解通信资源不足的矛盾。在作战行动中，如果能 破坏敌方的ＣＤＭＡ系统，瘫痪其民用基础通信设 施，将对敌政治、经济、军事，乃至整个社会都会造 成极其重大的影响，进而影响战场态势。由于作 战的敏感性，很难找到国外公开发表的对ＣＤＭＡ 目标的实现提供参考。 根据ＣＤＭＡ系统的工作原理，移动台必须与 基站建立通信连接之后，才能进一步加入移动通 信网络，并继续与其他电信用户建立通信连接。 收稿日期：２０１２—０５—０７；修回日期：２０１２—０５—２２ 作者简介：周国辉（１９８２一），男，湖南衡阳人，博士，研究方向为舰艇电子对抗、信息对抗装备管理。 电子信息对抗技术・第２８卷 ２０１３年３月第２期 周国辉，谢井，李鼎 对ＣＤＭＡ系统的干扰方法分析 ３９ 只要基站到移动台，或是移动台到基站之间任何 一对ＣＤＭＡ系统下行公共信道的相干伪码扩频 干扰的优点是干扰信号能够被解扩和恢复到与正 常信号一样的带宽，使移动台的接收机的处理增 益为零；缺点则在于干扰信号必须与下行公共信 道的信号保持较为精确的同步，在移动通信的信 方的正常通信遭到破坏，就能达到破坏ＣＤＭＡ 系统正常通信的目的。因此对ＣＤＭＡ系统的通信 干扰方法，主要包括针对基站到移动台的下行信 道的干扰以及针对移动台到基站的上行信道的干 扰两类。 ２对ＣＤＭＡ系统下行信道的干扰 根据ＣＤＭＡ系统的工作原理及其下行信道的 特性，对ＣＤＭＡ系统下行信道的干扰主要包括对 下行信道的非相干压制干扰、对下行公共信道的 相干伪码扩频干扰以及基于伪基站的欺骗式干扰 等方法。 ２．１对下行信道的非相干压制干扰 与ＧＳＭ系统不同，ＣＤＭＡ系统的所有下行信 道均采用同样的中心频率，仅通过不同的地址码 来区分信道，信道带宽均为１．２５ＭＨｚ。此外，在一 定区域内，ＣＤＭＡ系统所使用的载频很少。一般 在大中型城市分配１～４个载频，而其他地区则往 往只有一个载频。因此，只要针对其下行信道所 使用的频率进行干扰压制，就能达到破坏ＣＤＭＡ 系统的正常通信的目的。 ＣＤＭＡ系统采用了直接序列扩频技术，当前 对扩频通信系统的非相干压制干扰主要包括单频 干扰、多频干扰、窄带干扰、多重窄带干扰和宽带 干扰等。干扰效果从优到劣的排序为：单频干扰、 多频干扰、窄带干扰、多重窄带干扰和宽带干 扰 。对ＣＤＭＡ系统下行信道的压制式干扰，需 要通过预先侦察，掌握任务区域内系统使用的频 率。其优点是易于实现，缺点是移动台接收机对 干扰信号有较大的处理增益，需要较大的干扰功 率。 ２．２对下行公共信道的相干伪码扩频干 扰 根据ＣＤＭＡ系统下行公共信道的特性，每个 基站的下行公共信道信号都采用同样的短ＰＮ码 进行扩频，不同基站的信号利用短ＰＮ码的不同 相位偏置来进行区分。因此，在通过通信对抗侦 察，获取了目标基站的短ＰＮ码相位偏置以及同 步信息基础上，可以针对该基站的下行公共信道， 进行相干伪码扩频干扰。 道环境下，实现起来十分困难。 ２．３基于伪基站的欺骗式干扰 由于ＣＤＭＡ移动台往往会选择其所在位置处 接收到的信号质量最好的基站进行接入。此外， 当前的ＣＤＭＡ系统采用单项认证的机制，即只有 移动网络通过基站对移动台进行认证，而不需要 移动台对基站进行认证＿８。利用以上特点，可以 ８＿对其实施基于伪基站的欺骗式干扰。 不同的基站或移动台发送的信号，不是通过 频率或时隙的不同来区分，而是通过不同的扩频 编码序列来进行区分，其信号在频率、时间和空间 上都可能重叠。因此干扰机模拟ＣＤＭＡ基站的部 分功能，发射虚假的下行公共信道信号主要包括： 公共信道载频、系统时间、基站短ＰＮ码的偏置系 数、上行随机接人信道对应的长码掩码和信道数 量、基站识别码等。当移动台接收到的干扰信号 功率与它当前所在的小区的信号功率的差值，大 于该小区的小区重选滞后参数时，移动台将认为 干扰机是信号最佳的基站而请求接人。干扰机与 移动台建立通信连接后，就可以利用通信协议，闭 锁目标移动台的所有呼出，而移动台也无法接收 到正常基站向其发出的寻呼消息，从而破坏该移 动台的正常通信工作。 基于伪基站的欺骗式干扰的优点是能够针对 特定的移动台实施精确的干扰，而对于不需要干 扰的移动台，可向其发送强制切换的消息，使其切 换至小区中的真实基站，从而不影响其正常通信 工作ｌ６Ｊ。此外，伪基站还可以用于完成对移动台 身份信息的侦察。对ＣＤＭＡ系统的基于伪基站的 欺骗式干扰，需要预先通过侦察，获取任务区域内 的载频信息、系统时间以及各种系统参数信息，根 据这些信息确定伪基站的干扰信号参数，以确保 移动台发现并接入伪基站。 ３对ＣＤＭＡ系统上行信道的干扰 针对移动台到基站的上行信道进行干扰，实 对 系统的干扰方法分析 荤 析 对ＣＤＭＡ 的周国投稿邮箱：仅侗田ｌ 稆： 。 ＫＪ ＠ｌ２６。 “质上是针对基站的接收机端进行干扰，使其不能 正确的截获、处理和响应移动台发来的各种消息， 干扰机并不需要和移动台比拼功率，只要到达基 站处的干扰功率大于基站接收机的灵敏度，使其 能够正确识别和处理干扰机的虚假接人试探消 息，就能实现对上行信道资源的占用。因此仅需 要很小的干扰功率，就能阻断目标基站与移动台 从而无法与移动台建立正常的通信连接，达到对 其干扰的作战目的。 与ＣＤＭＡ的下行公共信道不同，移动台到基 站的通信为多点到一点的通信，为了保证基站能 同时接收不同的移动台向其发送的消息，每个基 之间的通信连接；但是，由于每个基站可能具有多 路接入信道，且每个信道都是通过不同的扩频码 进行区分，干扰机必须同时发送多路信号，同时对 站都配置了大量的上行公共信道，每个信道都由 不同的扩频码进行区分。因此，针对每个上行公 共信道实施相干伪码扩频干扰并不现实，对ＣＤ． ＭＡ系统上行信道的干扰主要包括对上行信道载 频的非相干压制干扰以及对接人信道的欺骗式干 扰。 ３．１对上行信道的非相干压制干扰 ＣＤＭＡ系统上行与下行载频是成对的，上行 载频总比下行载频低４５ＭＨｚ［９ Ｊ。干扰原理与对 ＣＤＭＡ系统下行信道的非相干压制干扰类似，本 文不再赘述。对ＣＤＭＡ系统上行信道的压制式干 扰，需要通过预先侦察，掌握目标基站的上行信道 载频。此外，若能获取基站的位置信息并采用方 向性天线，可以提高干扰的效率。 ３．２对接入信道的欺骗式干扰 对ＣＤＭＡ接入信道的欺骗式干扰主要是利用 干扰机模拟移动台，以一定的速率向目标基站连 续地发送虚假的接入试探消息，从而不间断地占 用该基站的上行信道资源，使其无法响应和处理 移动台的正常接人请求。 由ＣＤＭＡ系统的随机接入过程ｌ 加Ｊ可知，移 动台需要向基站申请接人时，将首先向基站发送 接入试探消息。基站在接收到移动台的接入试探 消息并有空闲的业务信道时，将为该移动台分配 一条空闲的业务信道。一旦所有的接人信道和业 务信道都被占用，基站将无法处理和响应移动台 的正常的接人请求，从而阻断该基站与其覆盖范 围内移动台之间的通信连接。 对ＣＤＭＡ接入信道的欺骗式干扰，需要预先 获取目标基站的上行信道载频和同步信息。此 外，由本文对ＣＤＭＡ接入信道的介绍可知，不同的 接人信道通过长码掩码进行区分，因此对ＣＤＭＡ 接入信道的欺骗式干扰，还需要获取目标基站的 各接入信道对应的长码掩码。 对ＣＤＭＡ接人信道的欺骗式干扰，其优点是 这些接入信道进行占用，才能实现对目标基站的 有效干扰，因此，对干扰机的多信道干扰能力有较 高要求。 ４干扰方法对比分析 根据前文的分析，可以归纳得出各种对ＣＤ． ＭＡ系统的干扰方法的优缺点、对侦察的需求及 其适用范围，如表１所示。 表１对ＣＤＭＡ系统干扰方法的比较 ５结束语 本文主要从对ＣＤＭＡ下行信道和上行信道进 行干扰以达到干扰ＣＤＭＡ系统的目的，梳理了对 ＣＤＭＡ通信干扰的各种可行方法，分析了各种干 扰方法的原理、优缺点、对侦察的需求及其适用范 围，对ＣＤＭＡ系统的干扰实现具有一定的指导意 义，为进一步研究对ＣＤＭＡ系统的干扰具有较好 电子信息对抗技术・第２８卷 ２０１３年３月第２期 周国辉，谢井，李鼎 对ＣＤＭＡ系统的干扰方法分析 ４１ 的理论价值。 子科技大学硕士学位论文，２００６． 丁有志，田峥涛，唐烨．基于伪基站的ＣＤＭＡ移动通 参考文献： ［１］ 黄伟，王雨．外军移动通信现状及发展趋势简介 信系统对抗技术研究［Ｊ］．通信对抗，２００８（２）：４１— ４３． ［７］ 邵国培，曹志耀，何俊，等．电子对抗作战效能分析 ［Ｍ］．北京：解放军出版社，１９９７． ［Ｊ］．重庆通信学院学报，２００４，２３（４）：１９—２３． ［２］ ＮＩＬＳＳＯＮ Ｊ，ＪＯＮＳＳＯＮ Ｃ．Ｔａｃｔｉｃａｌ ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉＯＲＳ Ｂａｓｅｄ ＲＨＥＥＭ Ｙ．ＣＤＭＡ蜂窝移动通信与网络安全［Ｍ］． 袁超伟，译．北京：电子工业出版社，２００２． ［９］ 袁超伟，陈德荣，冯志勇．ＣＤＭＡ蜂窝移动通信［Ｍ］． 北京：北京邮电大学出版社，２００８． ［１０］ 万晓榆，万敏，李怡滨．ＣＤＭＡ移动通信网络优化 ［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００３． 肖爱明，王旭赢，周国辉．对ＧＳＭ系统的干扰方法 ｏｎ ＵＭＴＳ［Ｒ］．Ｓｗｅｄｅｎ：Ｓｗｅｄｅｎ’Ｓ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｅｓ． ｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００２． ［３］ＥＤＷＡＲＤＳＲ，ＰＥＲＳＳＯＮ Ｍ．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｄｉｇｉ． ｔａｌＡｒｅｎａ ｔｈｅ Ｓｗｅ￣ｓｈ Ｐｅｒｓｐ—Ｅｃｔｉｖｅ［Ｒ］．ＦＭＶ＿，ＴＲＣ Ｔｅｌｅｃｏｍ ａｎｄ Ｓｅｎｏｒｓ，２００３． ［４］易大方．移动通信对抗中的遮盖性干扰技术［Ｊ］．电 讯技术，２００３（３）：３９—４４． 分析［Ｊ］．电子信息对抗技术，２０１２，２７（６）：４３—４６． ［５］宋石磊．移动通信关键信道干扰［Ｄ］．西安：西安电 （上接第４页） 求逆与一次相乘，即Ｗ＝Ａ～Ｂ，避免了求解高次 非线性方程组，大大简化了运算。 参考文献： ［１］ ＳＣＨＬＥＨＥＲ Ｄ Ｃ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｗａｒｆａｒｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ａｇｅ［Ｍ］．Ａｒｔｅｃｈ Ｈｏｕｓｅ，１９９９：１—８． １２］ ＮＥＲＩＦ．Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｍ］． ＳＣ１Ｔｅｃｈ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ，２００６：３７２—５２１． 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