前面都是零零碎碎講的數據鏈的部分信息,接下來將以Link16為模版,介紹一個完整的數據鏈是怎樣的。
Link16數據鏈交換戰術信息概念與Link4a/Link11數據鏈類似,但它對數據鏈通信體制進行了較大的改進,集通信、相對導航、網內識別三大功能于一體,系統通信性能和戰術功能有重大提升,使戰術數據鏈更加適用于聯合協同作戰
很多資料中,Link16與JTIDS(聯合戰術信息分發系統)/MIDS(多功能戰術信息分發系統)是通用的,或者說是混用的。實際上,JTIDS/MIDS通常指Link16數據鏈的通信終端,是Link16數據鏈通信標準的一種具體實現設備,生成和處理Link16數據鏈波形,組件Link16數據鏈通信網絡。
妥妥的上世紀產物,但到現在依然在用,但是要明確的是,它是一系列滿足聯合作戰理念的數據交換標準,作為實現的載體設備隨著技術的發展也是在升級換代的。其強大之處在于模塊化設計,只要接口協議不變,模塊組件可以無限制升級。
這里的很多信息應該過時了,但現在只會是更強,不會更弱。
這讓我想起昨天看的一個視頻,科學革命為啥發生在西方,實驗論證并對結果定量定性分析才是科研科學的起點,而不是西方話語體系下所謂的希臘與希伯來的兩希文化,甚至附帶西方偽史考這個廣泛爭議的議題。正本清源的目的不是僅僅揭露西方的本來面目,更重要的是找到正真強大的緣由,強大起自身。不管如何,我們要看得見現實差距,要看他們怎么做的,而不是光聽他們怎么說的,一個驗證,一萬架次的數據分析,可見其底色。
裝備情況這圖本不想添加進來的,因為對系統了解沒多大意義,但想想還是弄一下,因為裝備本身就是數據鏈系統的延伸,可以有個更完整的了解
JTIDS終端系統,是數據鏈通信的核心,后面介紹的組成模塊都是屬于第二類
接口單元是干啥的呢,實現不同系統間的交互
整個JTIDS的核心,信道編碼在這,還控制著收發信機和功率放大器
關于消息加密和傳輸加密注意看圖2,有解釋
中頻和射頻的相互轉換在這實現,功率居然能有200W
功率放大器,為啥要放大呢,因自然環境下存在功率損耗
保護器件,但也不只有保護功能,還有消除雜波的效果
前面說過組件可以升級,這就是升級版,也就是美軍現在真正用的,可惜沒找到具體資料,只能有個大概參考
Link16設備包括主設備和輔助保障設備。主設備有數據終端、人機接口與顯示;輔助保障設備有網絡設計工具、JTIDS網絡庫、通信規劃工具、戰術空中任務規劃系統和密鑰加載設備等。它們共同確保數據鏈系統有效和靈活運轉
參考文獻
數據鏈理論與系統——呂娜
上一篇整體介紹了一下Link16數據鏈系統的整體組成,由JTIDS終端構成的核心傳輸層和輔助設備構成的網絡層。那么今天就來深入了解一下,JTIDS這個傳輸層中,波是怎么變化的
在JTIDS終端中,通過對戰術數據信息進行糾錯編碼、加密、交織以及直接序列擴頻、跳頻、跳時,形成JTIDS波形。同時,采用脈沖冗余,提高JTIDS波形的抗干擾能力;采用不同數據封裝形式,根據信道質量調整傳輸速率,提高JTIDS波形的傳輸可靠性。
對比加密的差別,以及實現的基礎設備,只能說老美真有錢
我們自己的碼知不道,看看別人老美的碼型構成還是可以的嘛。這里沒有構思好,關于多次涉及到的時隙應該提前說一下的,下一篇補上。
戰術消息的時隙結構包括抖動時間段、信息傳輸段和保護時間段
抖動時間段是干啥的呢,前面的傳輸保密作用在這,這里需要注意這種消息結構的應用擴頻模式
四種不同的消息幀封裝模式,應用不同的場景,注意這里的同步是時鐘同步哦
這里就得回顧一下多址接入技術和MAC協議了,思考一下,這用的是什么協議
這里的設計思路沒想明白,按理說戰術消息有同步了,如果需喲啊時間同步,直接加在戰術消息幀里就行,這里卻還單獨建立個時隙結構
這里可以當成未經糾錯的明文模式就行,主要用于話音中繼,其實直接用電臺就行,老美直接集成到數據終端去了,這里只能繼續說老美真有錢。
我們知道時間在通信中是一種類似頻率的資源,那么Link16是怎么將時間資源劃分的呢?上一篇多次使用的時隙將在本篇找到答案
將一天的時間分時元、時幀、時隙三個檔位,通過不同的組合可以定位每一天的每一時刻
時隙是最小的單位,每個時隙要發完所有消息,關于所有的消息具體指什么,當然是標準格式下的字節了,本接下來也將介紹
這里主要度量時隙消息重復發送的時間間隔
為什要用時元單位呢,主要在于跳時和時分多址
J系列消息最初由規定消息格式FMF和可變報文格式VMF組成。固定格式消息由美空軍和海軍使用,VMF由陸軍使用。但隨著VMF概念的發展,VMF發展成獨立的消息標準格式,即K系列消息標準,目前美陸軍和海軍陸戰隊使用
這里的消息結構格式就是上面指的完整消息
很容易看出,報頭這種本身帶著檢錯編碼性質
消息字的結構本身依然帶有著各種標識符號,標識符號是計算機認識的基礎
軟擴頻怎么理解呢,可以看作一個是軟件進行,一個是硬件進行
跳頻作為主要的方式,怎么說呢,羨慕嫉妒恨,純硬件差距,我輩還需努力
犧牲信息傳輸量,提高了抗干擾性
跳時的描述想起了什么,傳輸加密像不像 至此傳輸層的有意思的東西完事了,下一篇開始網絡層的東西
參考文獻 數據鏈理論與系統——呂娜
在平時的鏈路連接時,基本只有少數幾個單元之間構成聯系,如果是上百個單元或上千個單元一起使用呢?如果沒有統一的管理規劃,那就是一群雜牌軍,都不需要別人主動干擾,我們自身就可能把自己干擾到。這是一個現代信息化軍隊聯合作戰面臨的很現實的問題,那么作為對手,美軍成熟的Link16是怎么解決這個問題的呢?
他們有一套完善的軟件輔助系統,可以及時的根據作戰需求,臨時對網絡設計,對通信進行規劃,各個作戰單元根據標準流程下的規劃文件,迅速的完成初始化設置,進行組網,有著極強的靈活性。
在網絡設計階段,建立了一套標準流程,參與端根據標準化要求提出需求,規劃員只需要在輔助軟件上輸入標準化需求,軟件會自動化輸出網絡規劃文件,其中還可以通過設計文件選項進行微調。將過程交給了工具,只要保證工具的可靠性,就極大的簡化了操作流程。
規劃是對組成網絡的各節點進行功能角色定位,建立起各個指標的參考基準
不同平臺根據定位加載早已預制好的文件,還可以根據需求進行局部調整
這里大概介紹了一些基準,包括時間,視距外中繼,相對導航,輔助相對導航,不同系統中繼等
當角色分配之后,對不同群組之間打上標識符用以區分
初始化是第三步,當一切工作準備到位,便將這些默認設置加載到各個單元中
網絡控制則是一個動態的維護工作,保證網絡穩定的運行。 信息化時代的聯合作戰,很難想象這是上世紀的產物,而互聯網這個東西還是這個東西的民用化產品。
參考文獻 數據鏈理論與系統——呂娜
上一篇中主要介紹的是Link16的網絡管理,本篇將細致的介紹其網絡構成及其功能
Link16是時分多址,所以網絡的劃分對時間要求高,反而頻率要求不高
按時間劃分的資源是有限的,所以需要構建起多重網絡將資源重復利用,使用的方法就就是信息加密和傳輸加密進行網絡隔絕。但這里有個問題就是,當資源被反復利用是,使用的信道難道不會被自己干擾嗎
所謂不同的網絡參與組可以看成是用途不同的局域網,從這也可以看出Link16的多網和棧網不是隨意編排的,而是按照任務和功能需求有著嚴格的分配。
每個局域網里都有著不同定位的角色,而作為參考基準的角色就顯得相對更重要
前面說過,由于Link16的時分多址模式,對時間的精確把握就顯得十分重要了,為此特意還弄了個消息格式用于精同步。這里需要注意的是這里是時間同步,也就是頻率發送的起點保持一致,相對而言時鐘同步的要求就沒那么高,在頻分多址模式下,只需要時鐘同步就夠了。
這里是介紹了幾個比較重要的局域網(網絡參與組)其功能,也可看作是Link16的基本功能。
參考文獻
數據鏈理論與系統-呂娜
Link16與Link4/Link11性能對比有什么區別?在艦載和飛機的硬件組成是怎樣的?用Link16能干些啥事?這些將是本篇介紹的內容,也是書內關于Link16最后的內容。
如果沒經過前幾篇的認識,看這幾個表格應該是沒啥感覺的。首先在傳輸部分的比較,通信頻段是我們需要使用的信道,傳輸速率決定著傳輸的能力,調制方式就是改變波形的方式,有模擬調制和數字調制。編碼(這里特指信道編碼)用于檢錯糾錯;用擴頻抗干擾,也就是犧牲信道保證誤碼率,即可靠性。用于防止被截獲的傳輸加密,用于防止泄密的信息加密;便于傳輸識別構建的統一消息標準格式;通信組網方面,也就是滿足多用戶溝通的協調方法,獲取信道方式的無線網絡MAC協議,即組網方式;多用戶間同時的收發方式,即工作方式;各節點間通信連線構成的網絡,即拓撲結構。用戶容納量的網絡規模。這里還有許多支持硬件和輔助設備沒有介紹。
這里需要注意的是,消隱系統是一套濾波系統,因為Link16跟敵我識別一個頻段,經常需要用到它來去除敵我識別的干擾。靜音系統就相當于一個總開關,因為有多套通信設備
與艦載系統大同小異,不過美國佬的系統集成做的確實好,多個設備搞在一起,提高了設備利用率的同時,節省了空間
預警機的減配版本,也不好說減配,因為模塊化設計,只要設計留有接口,可以根據需求進行加減設備
基本上都是建立在抗干擾性和實時性的可靠鏈路信息交互的基礎上,進行的一系列信息集成再利用,所以關鍵還是通信鏈路的可靠性和有效性
書本內容大概結束了,接下來將做一個系統梳理,形成大概的一個脈絡,若是光看完沒有思考形成自己的東西,那跟看無營養的短視頻沒多少區別
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原文標題:Link-16數據鏈系統
文章出處:【微信號:CloudBrain-TT,微信公眾號:云腦智庫】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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