淘客熙熙

主题:【原创】瘦子伊万 -- 晨枫

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    • 家园 一点看法

      晨大以专业技术的角度对毛子的分析,与老冰(反动啊!)从历史文化角度切入的分析同样精彩。受教了!

      但晨大对F-22、F-35仿佛过于推崇。毕竟大国间的对抗更多的是体系的对抗。强如F-22的利器贸然进入到敌方的预设战场恐怕也是有去无回。我想是不是可以这样理解:本次裁军标志着毛子开始对既有体系的改革。

      求教一事:F-22的数据链是否是单向的,只能单纯接收而不能将前方信息回传?

      • 家园 F-22、F-35当然不是万能的

        我的《白金的纸鹤》说的就是这个事情,还遭来一堆砖呢。但在其他情况相当的情况下,F-22和苏-27对抗,苏-27的胜算肯定比F-22要低。从体系来说,美军的体系也比俄军要强。就现状来看,俄军不大看好。

        F-22的数据链应该是双向的,采用所谓“低可探测技术”,使别人难以探测和干扰。

        • 家园 说个题外话

          现代通信技术,例如扩频技术和多天线低旁瓣技术已经使得通信-干扰这一对矛盾大大的倾向于通信一方。干扰源现在必须在付出距离衰减(距离的平方关系)之后在整个通信频段上超过通信方信号强度频道宽度乘天线增益倍才能压制通信。如果干扰方是防守一方,还要承受“攻有余守不足”的劣势。这还不提大大增加的发射功率使得干扰机的生存率更加下降。

          这实际上表明不考虑EMP武器的情况下,技术水平相当的未来战争双方要阻断对方通信系统都会更加困难。全频带阻塞干扰之类主意小说里写写也就罢了,拿到实际战场上恐怕要大败亏输。圡共选择跟在美帝后面亦步亦趋搞系统对抗,看来是比“杀手锏”之类思路更加稳妥的主意。

          • 家园 请详细讲讲

            对于陆军的通信联络,干扰您指什么干扰?全频带阻塞是说的具有全频带扫描,对不同频点进行高功率干扰的手段吧。

            • 家园 不好意思……

              某的专业既不是干扰反干扰,甚至也不是通信;这两帖所说不过是借着一点浅薄的通信基础知识(还是民用的;专业人员能看出来,某所说的两样基本就是CDMA和802.11n的理论基础),对最高技术水平的军用通信所做的一点推测而已。您大概也能看出来,某对干扰这一块说的很不清楚,就是这个原因。

              不过,除非有电子战专业人士出面澄清,或有人指出漏洞或某所不知道的先进技术,否则我认为我在下文中的基本观点是立得住的:即扩频技术会给干扰方带来相当大的麻烦,而多天线技术则会使得传统形式的电子干扰失去意义。因为多天线技术的根本是利用空间特性,采用多天线技术的接收端能够自动找出发送端信号的入射角度而抑制其他方向来的信号。除非干扰方能知道通信方两个节点的位置并且在战场上遍布干扰天线,否则干扰机发出的能量都会被天线阵列选择衰减掉。干扰方如果不能找到迷惑天线阵列的方法,单靠加大功率是没希望成功的。

              • 家园 你说的多天线就是相控

                而扩频这个东东自86年开始使用以来,拓展的范围很广,已经不能简单的用仅用CDMA来说了。

                其实,军用通信据我知道的,跳是个很关键的技术。

                另外据我知道,现在最热的传感器网络,这个火了几年了,如实现具体应用,将对军队通信带来革命式的前进。

                • 家园 是,我感觉是这样的

                  原先俺也疑心MIMO和相控可能是一回事。

                  扩频的潜力很大,CDMA肯定不能概括,某是想举个常见的例子。以前见过有人引用香农的话,说通信系统有三大资源,曰功率曰频宽曰编码。扩频一身而兼二项。

                  您说的传感器网络不知是不是斯坦福热衷搞的“智能沙”(Smart Dust),或者智能沙是传感器网络的一个特例?前两年上课第一次听到这个概念的时候某也是五雷轰顶的感觉。如果功耗问题能解决的话,大规模散布完全可以制造字面意义上的战场单向透明。

                  • 家园 这个东西美国在2000年前后就搞了个七七八八

                    当时是由DARPA支持的。我有幸和其中的一位研究人员讨论过这个问题,就是如何撒播这些传感器,这里面涉及到一个图论的问题,网络维持的问题(比如我们可以通过一定程度的冗余,保证当网络中的某些节点被破坏或者能量消耗完后,如何启动一些backup的节点,尽可能的使网络使用更长的时间。以及如果对方对我们放撒播这样的传感器网络,我们如何破坏最少的节点,就能破坏整个网络。(数学上的最大流最小割问题)。因为我不是这个专业的,只是感兴趣。对方虽然是华裔但是警惕性很高,基本上没谈技术上如何解决,但是至少他们在03年之间已经完全解决这个问题了。

                    这个问题其实在现实中的商业应用中也有他的实用性,例如如果我们想要一个小区或者区域完全WIFI会遇到类似的问题。

                    国内对这方面跟踪的也是比较紧的,至少04年或者03年也已经上项目了,但是我了解到的情况,对承担这个项目的单位没啥信心。

          • 家园 行家就不带藏包子的

            给我们说说干扰、反干扰、扩频、多天线低旁瓣这些东西吧。

            • 家园 【讨论】晨大过奖了

              某不过一个半瓶醋的学生,连专业都不是通信,只不过学了两门通信基础课,学的也都是民用技术,比起河里大牛简直是鲁班门前弄大斧。至于专业的干扰反干扰那更是一点不懂。

              不过既然晨大点将了,俺就把知道的部分说一说。通信基础课不涉及具体的天线设计之类,拿来吹牛侃大山倒是正好

              无线通信的基本原理很简单。天线发射出去的信号可以分成许多不同频带,经典的方案是发射方在某个特定的频带发射信号,接收方在接收到信号以后有个滤波器,保留自己需要的频带把不要的滤掉,这样就收到发射方的信号。出于工程实践上的原因,发射方通常不直接产生传输频率的信号,而是先在低频做出需要传输的信号(称为“基带信号”),然后拿个振荡器产生一个高频波两个一乘,这样把信号弄到高频去。这就好像低频信号坐了高频波的顺风车一样,所以这个高频波通常称为“载波”。

              打个比方。一般你在超市买的东西都不是超市做的(呃,请无视那些兼营面包炸鸡之类的超市,他们是不贞洁的),而是工厂做好以后运到超市来卖。至于工厂在哪里,顾客通常不关心,他们关心的是超市在哪里。在这个比喻里面,顾客选购的商品就相当于系统需要传输的信息,工厂就好比基带,他们把你需要的商品制作出来(信息成为信号),运到沃尔玛(信号从基带到载波频率),然后顾客来沃尔玛买东西(接收方滤波)。

              现实世界不可抑制的要在这个过程中捣蛋,这表现为噪声和信号扭曲(为叙事简单起见以下统一称为噪声)。所以接收端在滤波之后收到的信号里还是会有噪声,我们把数据处理部分接收到信号能量和噪声能量之比称为信噪比。信噪比越高的信号越“干净”,也能传输更多的数据,这就好比测量中“有效数字”的概念:同样一个数123456789,在可以取8位有效数字的时候我们能得到8个可靠的数,在没有有效位的时候就什么也得不到。

              显然,如果有人想干扰,最直接的办法是在通信系统使用的载波频带上制造噪声,降低接收端得到的信噪比。当接收端得到的信噪比小于1,就是说信号能量小于噪声能量的时候,接收端就什么信息也得不到,手头只有完全的垃圾。干扰者在这种情况下获得全面的胜利。这种情况下,通信系统和干扰者双方就像两个力士角力,谁的发射功率大,谁就占到上风。

              通信系统最直接的对策就是跳频(Frequency Hopping)。回到前面工厂-超市的比喻,干扰者抵制沃尔玛你进不去,那我就去家乐福;你抵制家乐福我去超市发。这种捉迷藏的游戏在干扰者不知道通信系统的跳频序列的时候很有用,上世纪90年代风靡一时的儿童片《少年特工》的观众想必都深有体会。不过缺点是,假如干扰者直接把沃尔玛家乐福和超市发都抵制了,跳频仍然要失败。

              所谓扩频(Spread Spectrum)技术是跳频技术的一个直接改进,它建立在“随机噪声互相独立且服从高斯分布”这样一个假设之上。从发射端来看一切照旧:仍然是按照某一序列,把载波频率跳来跳去。扩频技术的奥妙在于接收端。采用扩频技术的接收端不是简单的监听,它把跳过的那些频率上接收到的东西加起来。接收到的东西只由信号和噪声两部分组成:噪声互相独立且服从高斯分布,从数学手段我们可以推出它们累加以后的期望基本不变;但信号每片之间是具有高度相关性的,它们累加的结果是线性增长的。简言之,这种情况下噪声的能量之和基本不增大,但信号的能量之和则随跳过的频率数目线性增长:这使得通信系统可以在完全不增大发射功率的情况下压制噪声。极端情况下,甚至可以把信号藏在噪声水平以下,完全靠宽大的跳频范围把信号还原出来。

              在使用扩频技术的通信系统面前,传统的全频段阻塞式干扰就显得力不从心了:现在干扰方在所有需要干扰的频段上都必须付出超出通信系统的信号跳频宽度倍才能阻塞通信。即便如此,通信方还是可以临时增加累加的频率片数量,付出数据率代价来临时提高信噪比。打个比方,传统的通信-干扰矛盾就好比两个力士比赛举重,扩频技术的出现好比裁判允许通信力士作弊带一根杠杆上场,而且还允许他临时增加杠杆长度。这给干扰方带来的麻烦可想而知。

              从原理上说,面对扩频技术带来的威胁,干扰方可以通过采用正交频分复用(OFDM)技术在每个频段上发送同一随机信号的拷贝来对付;如果运气好通信方不临时改变频段宽度的话还是很有可能成功的。但是多天线技术带来的劣势是没法克服的。

              多天线(MIMO)技术的基本思想是利用空间。为此,它在发射和接收端都采用由若干根天线组成的天线阵列,每根天线上收到/发出的能量都可以由收发机自动调整。天线都有辐射特性,这决定了这根天线在任意方向上的接收/发射效率。多天线技术指出,可以通过调整天线阵列中每根天线后面的放大倍率来调整整体的辐射特性。用代数的语言描述,每根天线的辐射特性就好比一个基向量,收发机将它们线性组合就生成一个向量空间,这个向量空间就是天线阵列在空间上的调整范围。

              这样做有什么意义呢?一方面,这使得收发机可以掌握空间上的选择权,衰减掉不想要的方向上来的电磁波;

              这种情况下,除非干扰方把他的天线架到通信方发射和接收端连线上,否则干扰方送到接收端的能量都要乘一个分数,发射端送到接收端的能量则要乘一个倍数。

              另一方面,收发机也可以用天线阵列“了解”信道,找出信号在空间上的“捷径”;而在其中一些“捷径”被敌人压制的时候,可以迅速把它“关掉”,然后再找出其他“捷径”。譬如说解放军预警机引导巡航导弹攻击台北总统府,我方可以一根波束打到台北101楼上,一根波束打到中正纪念堂山墙上,再几根波束打到别的什么写字楼上,利用战场上天然的反射物来维持空间上的多信道:你横是不能因为我利用了你的楼房做反射面通信就把楼房给炸了吧?如果对手在楼房上架设干扰机天线,我方临时找个别的楼房用就是了,接收机算信道可是实时的。

              通俗的讲,一个采用多天线技术的无线电收发机,又是方向可调的抛物线天线(可以把能量集中在单个方向上而衰减其他方向),又是反辐射雷达(它能够识别每个方向上入射电磁信号的信噪比,随机噪声最大的方向显然有干扰机天线无疑),又是敌我识别器(同上,信噪比最大的入射方向肯定跟信息发送方有关)。除非干扰方植树造林似的在战场上到处布满干扰天线,或者拿吸波涂料把台北市漆一遍,否则单个干扰机对多天线通信将是无能为力的。以前一个干扰机可以控制半径若干公里的一个半球形区域的时代已经过去了。

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