【分　 类】 信息科技
【关 键 词】 Link-16数据链  时分多址  网络结构  信息栅格
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正文：
摘要：Link-16数据链系统作为在不同地面单位、空中和海上平台之间交换实时战术数据的基本通信渠道，已逐步在美国和北约军队的目标联合监视与跟踪雷达系统中推广使用。本文综合介绍了Link-16数据链系统的原理组成和应用现状，并对其主要的技术特性进行了重点分析，部分研究观点对我军使用及改进现有的战术数据链系统，以及提高现有的信息化战争水平和能力具有重要参考作用。
关键词：Link-16数据链  时分多址  网络结构  信息栅格
Abstract：Link-16, as the primary communication channel for the exchange of real-time tactical data among various ground, air, and sea platforms, have been spread and used by the Joint Surveillance Target Attack Radar System of the United States of America and North Atlantic Treaty Organization Forces. The article introduces principle and composition of Link-16 data link system briefly, and emphasis analyses the chief technical characters, some research viewpoints have important reference function to use and improve present tactical data link of our army and improve the level and capability of modern information war.
Keywords: Link-16 data link、time division multiple access、network structure、information grid
引言
当联合战术信息分发系统（JTIDS）还处于研制阶段的时候，根据未来作战的需要，美军在不断开发JTIDS的能力的基础上，开发了Link-16数据链系统。应用证明，作为在飞机、舰艇和地面单元之间交换实时战术数据以及提供决策者相关信息的通信系统，Link-6数据链系统已逐渐发展并在实际中得以不断完善。
Link-16数据链系统支持监视数据、电子战数据、战斗任务、武器分配和控制数据的交换，同时还可支持固定信息格式和可变信息格式。因此，Link-16被美国国防部指定为用于传输经过处理的信息和应用武器信息的首要战术数据链，并被确定为三军联合作战用数据链，已将成为未来美军与北约在空对空、空对舰、空对地作战系统中数据通信的主要方式。
一、系统原理组成
Link-16作为一种被用来在不同平台之间交换实时数据的特殊战术数据链系统，融通信、导航和识别系统于一体。典型的舰载Link-16数据链系统一般由战术数据系统、指挥控制处理器、JTIDS终端和天线分系统组成。其中战术数据系统由一台以上AN/UYK-43计算机组成，主要功能是接收、处理战术数字信息并向数据链路参与者提供战术数字信息；指挥控制处理器实际上是一个网关系统，主要负责完成不同战术数据链之间的格式转换；JTIDS是Link-16的通信部分，担负数据终端机、无线电台及加密的作用，而JTIDS终端机则可提供保密、抗干扰和大容量的波形；天线系统通常由两部宽带垂直极化UHF天线组成，能在960～1215MHz频段上提供覆盖。机载的Link-16系统主要部件包括：任务计算机、JTIDS终端和天线分系统，其中任务计算机可起到战术数据系统和指挥控制处理器的作用，各分系统组成及关系如图1所示【7】【10】。
图1  典型的Link-16舰载、机载系统
二、技术特性分析
Link-16数据链系统，美军称之为TADIL J。它是一种具有保密、大容量、抗干扰和无节点的数据链路，可作为在空中、地面和海上不同平台之间交换实时战术数据的网络通信系统。Link-16采用J序列报文，其报文标准由美国国标MIL_STD_6016和北约标准STANAG5516&STANAG5616定义，通信标准是联合战术信息分发系统（JTIDS）或多功能信息分发系统（MIDS），通信系统采用JTIDS/MIDS来产生保密、抗干扰、大容量波形。JTIDS或MIDS是Link-16的无线电发射和接收部分，通常工作在960～1215MHz 的Lx波段，最远传输距离可达300海里，扩展后可达500海里，并采用了扩频、跳频等多种抗干扰技术。
Link-16没有显著改变Link-11和Link-4A支持多年的战术数据交换的基本概念，仅对现有的战术数据链接能力进行了一些技术和操作上的提高，其中最重要的改进内容包括：无节点、抗干扰、通信操作的灵活性、独立传输和数据加密、参与者的增加、数据容量的增加、语音加密以及网络导航等。
2.1 时分多址（TDMA）协议
Link-16采用时分多址（TDMA）网络协议。这里，时分多址网络协议具体是指将1天24小时划分为112.5个时元；一个时元为12.8分钟，每个时元又划分为64个时帧；一个时帧又进一步划分成1536个时隙，每个时隙为7.8125ms。因此，每个时元包括98304个时隙。一个时元中的时隙被分成组，命名为A、B、C组，每组包含32768个时隙，编号从0到32767。依据标准，一个时元中的时隙以交替方式命名【7】【14】。每个时隙划分为三部分：同步段（包括定时抖动、粗同步及精同步）、数据段及保护段。同步段用于天线传输的加密和同步，数据段用于传输控制信息以及各种数据消息，保护段用于数据传输的预留时间【8】。在此体制下，大多数时隙为分配时隙，即只有分配了时隙的网络单元（NU）才可以在网络上传输数据，所分配时隙的多少根据网内成员的任务考虑。例如，战斗机的发射信息较少，每时帧内只占用几个或几十个时隙，而空中巡逻机就需要占用32～64个时隙，预警飞机则多达几千个时隙。
对时隙的访问技术也是Link-16数据链系统的一个重要技术特性，包括有专用、争用和时隙重分配等多种接入方式，有特点各异。
专用访问方式，就是将时隙分配给唯一确定的单元来达到通信目的，只有被分配了的JTIDS单元（JU）才能在时隙中发送信息。因此，如果JU没有任何数据要发送，那么这个时隙就没有用。该方式的优点在于它能给每个JU在网络容量里提供一个预订部分，并确保在单网环境下没有通信冲突，但缺点在于采用这种访问方式的终端是不可交换的。例如，一架飞机不能简单地替代另一架飞机；若必须在操纵过程中替换，则终端一定要重新初始化，以便在与它所替换的单元相匹配的时隙里发送或接收。
争用访问方式，就是将时隙作为一个库分配给一组单元来达到通信目的。在此方式下，每个单元从库里随机地选择通信时隙，终端通信频率由分配给终端的访问速率决定。优点是每个终端都被给予时隙段相同的初始化参数，从而简化了网络设计并减轻了网络管理的负担。JU没有被分配具体的时隙，所以它是可交换的，这就允许新的参与者的加入且使得单元能被较容易地替换，这一特征对飞机特别重要。所有，美空军通常使用争用访问方式，但缺点是不能保证通信被可靠地接收。
时隙重分配（TSR），就是能根据参与者的需要动态地分配网络容量的访问方式。TSR通过周期性地从库里收集时隙给每个参与者，使得网络容量在需要的时候分配到需要的地方。每个单元在终端通报它的通信需要量，并在终端按算法再分配时隙以满足需要量。如果通信需要量超过其可用容量，时隙则会按照其需要量的比例再分配给各参与单元，这就使数据链的故障得以弱化。

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