本書介紹了數(shù)據鏈的基本概念、發(fā)展歷程和趨勢,重點分析了Link-4、Link-11、Link-16和Link-22數(shù)據鏈的系統(tǒng)組成、工作模式、技術特點等內容,并以Link-16數(shù)據鏈為重點,全面闡述了該數(shù)據鏈的信道共享機制、時間同步技術、傳輸消息類型、封裝結構、信號波形等內容,給出了多網、導航、中繼、距離擴展等功能實現(xiàn)方法;以數(shù)據鏈關鍵技術為主線,詳細論述了數(shù)據鏈的消息格式、信息傳輸、網絡協(xié)議、通信安全等方面相關知識,剖析了數(shù)據鏈的本質。
趙志勇,博士,海軍航空大學教授,多年主要從事衛(wèi)星通信,數(shù)據鏈等方面的教研工作,曾參與國家自然科學基金項目“超窄帶調制機理與濾波”、 國家軍口863項目“××信道編碼與××調制技術”等項目;申請國家發(fā)明專利8項,發(fā)表論文12篇。
第1章 數(shù)據鏈的基本概念 1
1.1 信息化戰(zhàn)爭中的數(shù)據鏈 1
1.1.1 數(shù)據鏈在近幾場局部戰(zhàn)爭中的運用 1
1.1.2 數(shù)據鏈對信息化作戰(zhàn)的影響 2
1.2 數(shù)據鏈的定義 4
1.3 數(shù)據鏈的類型 6
1.4 數(shù)據鏈的基本組成 8
1.5 數(shù)據鏈的特征 9
1.6 數(shù)據鏈的應用 11
1.6.1 在指揮控制系統(tǒng)中的應用 11
1.6.2 在ISR系統(tǒng)中的應用 15
1.6.3 在武器系統(tǒng)中的應用 20
小結 21
思考題 21
參考文獻 21
第2章 數(shù)據鏈的發(fā)展歷程 23
2.1 數(shù)據鏈的興起背景 23
2.2 戰(zhàn)術數(shù)據鏈的發(fā)展歷程 23
2.2.1 醞釀和產生 23
2.2.2 單一功能數(shù)據鏈的產生和發(fā)展 24
2.2.3 協(xié)同與整合 25
2.2.4 完善和綜合 25
2.3 寬帶數(shù)據鏈的發(fā)展歷程 26
2.3.1 產生背景 26
2.3.2 從各軍兵種專用到標準統(tǒng)一 26
2.3.3 基于CDL標準的寬帶數(shù)據鏈 27
2.4 外軍數(shù)據鏈發(fā)展特點和趨勢 28
2.4.1 外軍數(shù)據鏈的發(fā)展特點 28
2.4.2 數(shù)據鏈的發(fā)展趨勢 29
小結 30
思考題 31
參考文獻 31
第3章 Link-4、Link-11和Link-22數(shù)據鏈 32
3.1 Link-4數(shù)據鏈 32
3.1.1 Link-4A數(shù)據鏈 32
3.1.2 Link-4C數(shù)據鏈 33
3.2 Link-11數(shù)據鏈 33
3.2.1 Link-11數(shù)據鏈的系統(tǒng)組成 33
3.2.2 Link-11數(shù)據鏈的調制技術特點 34
3.2.3 Link-11數(shù)據鏈的組網方式與工作模式 35
3.2.4 Link-11數(shù)據鏈的消息格式 38
3.3 Link-22數(shù)據鏈 40
3.3.1 Link-22數(shù)據鏈的系統(tǒng)特性 40
3.3.2 Link-22數(shù)據鏈的系統(tǒng)組成 42
3.3.3 Link-22數(shù)據鏈的網絡結構 43
3.3.4 Link-22數(shù)據鏈報文 45
小結 48
思考題 48
參考文獻 49
第4章 Link-16數(shù)據鏈 50
4.1 Link-16數(shù)據鏈的發(fā)展歷程 50
4.2 Link-16數(shù)據鏈的TDMA接入方式 51
4.2.1 時隙劃分 52
4.2.2 時幀 52
4.2.3 時隙塊 53
4.2.4 時隙互斥 54
4.3 傳輸消息類型 55
4.3.1 報頭 55
4.3.2 固定格式消息 55
4.3.3 可變格式消息 59
4.3.4 自由文本消息 59
4.4 時隙分配 59
4.4.1 網絡參與組 59
4.4.2 單元類型 61
4.4.3 時隙訪問方式 61
4.5 時間同步 61
4.5.1 粗同步 62
4.5.2 主動式精同步 63
4.5.3 被動式精同步 65
4.5.4 時間同步保持 65
4.6 傳輸波形 67
4.6.1 CCSK與碼片序列 67
4.6.2 偽隨機噪聲 67
4.6.3 載波調制 68
4.6.4 單脈沖與雙脈沖 68
4.7 射頻信號 69
4.7.1 通信模式 69
4.7.2 工作頻段 69
4.8 消息封裝格式 70
4.8.1 時隙的構成 70
4.8.2 消息封裝格式 72
4.9 格式化消息發(fā)射信號產生過程 75
4.10 多網 75
4.10.1 多個網絡 75
4.10.2 重疊網 76
4.10.3 多重網 76
4.11 網絡角色 77
4.12 精確參與定位與識別 80
4.13 導航 81
4.13.1 相對導航 81
4.13.2 地理導航 82
4.14 話音通信 82
4.15 中繼 83
4.15.1 配對時隙中繼 83
4.15.2 再傳中繼 85
4.15.3 尋址中繼 85
4.16 網絡參與組功能 86
4.17 距離擴展技術 88
4.17.1 衛(wèi)星戰(zhàn)術數(shù)據鏈 89
4.17.2 衛(wèi)星戰(zhàn)術數(shù)據鏈 J 89
4.17.3 衛(wèi)星數(shù)據鏈的作用和特點 90
小結 92
思考題 93
參考文獻 94
第5章 無人機數(shù)據鏈 95
5.1 無人機測控系統(tǒng)及其關鍵技術 95
5.1.1 無人機測控系統(tǒng) 96
5.1.2 關鍵技術 96
5.2 典型無人機數(shù)據鏈 99
5.2.1 TCDL數(shù)據鏈 99
5.2.2 HIDL數(shù)據鏈 99
5.2.3 QNT數(shù)據鏈 100
5.3 無人機數(shù)據鏈發(fā)展趨勢 101
小結 103
思考題 103
參考文獻 104
第6章 數(shù)據鏈的消息格式 105
6.1 數(shù)據鏈的消息標準 105
6.2 Link-16數(shù)據鏈的消息格式 106
6.2.1 字類型 106
6.2.2 初始字 107
6.2.3 擴展字 108
6.2.4 繼續(xù)字 109
6.3 Link-22數(shù)據鏈的消息格式 109
6.3.1 F系列字結構 109
6.3.2 FJ系列字結構 110
6.4 消息描述 111
6.4.1 消息摘要 111
6.4.2 發(fā)送/接收規(guī)則 113
6.4.3 字表達形式 113
6.5 數(shù)據元素字典 119
6.5.1 格式化消息的句法與語義 119
6.5.2 數(shù)據鏈數(shù)據元素字典 120
小結 121
思考題 121
參考文獻 122
第7章 數(shù)據鏈的信息傳輸 123
7.1 數(shù)據鏈的傳輸信道 123
7.1.1 電磁波的空間傳輸 123
7.1.2 典型數(shù)據鏈的傳輸信道 125
7.2 數(shù)據鏈的調制技術 132
7.2.1 Link-11數(shù)據鏈的?/4–DQPSK調制 132
7.2.2 Link-16數(shù)據鏈的MSK調制 137
7.2.3 Link-22數(shù)據鏈的8PSK調制 140
7.3 數(shù)據鏈的編碼技術 141
7.3.1 差錯控制技術原理 141
7.3.2 Link-11數(shù)據鏈的漢明碼 142
7.3.3 Link-16數(shù)據鏈的RS碼 146
7.3.4 Link-22數(shù)據鏈的卷積碼 147
小結 150
思考題 150
參考文獻 151
第8章 數(shù)據鏈的網絡協(xié)議 152
8.1 網絡互聯(lián)的基本概念 152
8.1.1 基礎知識 152
8.1.2 網絡協(xié)議 154
8.2 數(shù)據鏈的網絡拓撲結構 155
8.3 數(shù)據鏈的網絡協(xié)議體系結構 156
8.3.1 數(shù)據鏈網絡協(xié)議棧 157
8.3.2 Link-16數(shù)據鏈的網絡協(xié)議 158
8.4 無線MAC協(xié)議及其在數(shù)據鏈中的應用 161
8.4.1 無線通信網絡的MAC協(xié)議 162
8.4.2 戰(zhàn)術數(shù)據鏈的MAC協(xié)議 168
小結 171
思考題 172
參考文獻 172
第9章 數(shù)據鏈的通信安全 173
9.1 通信對抗 173
9.1.1 通信干擾 173
9.1.2 抗干擾通信 178
9.2 抗干擾理論基礎 181
9.2.1 理論公式 181
9.2.2 處理增益和干擾容限 182
9.3 擴頻抗干擾技術 183
9.3.1 擴頻技術的特點 183
9.3.2 直接序列擴頻技術 184
9.3.3 跳頻技術 186
9.3.4 跳時技術 191
9.3.5 線性調頻 192
9.4 Link-16數(shù)據鏈的通信安全 192
9.4.1 抗干擾措施 192
9.4.2 通信加密 196
小結 197
思考題 197
參考文獻 197
第10章 典型數(shù)據鏈系統(tǒng)的作戰(zhàn)運用 199
10.1 Link-11數(shù)據鏈的裝備情況 199
10.1.1 艦載Link-11數(shù)據鏈系統(tǒng) 199
10.1.2 機載Link-11數(shù)據鏈系統(tǒng) 200
10.1.3 陸基Link-11數(shù)據鏈系統(tǒng) 202
10.2 Link-11數(shù)據鏈的網絡管理 204
10.2.1 主站選擇 205
10.2.2 網絡效率 205
10.3 Link-11數(shù)據鏈的組網運用 205
10.3.1 衛(wèi)星Link-11數(shù)據鏈網絡 205
10.3.2 多頻Link-11數(shù)據鏈網絡 207
10.3.3 級聯(lián)Link-11數(shù)據鏈網絡 207
10.4 Link-16數(shù)據鏈的裝備情況 208
10.4.1 艦載Link-16數(shù)據鏈系統(tǒng) 209
10.4.2 機載Link-16數(shù)據鏈系統(tǒng) 210
10.5 Link-16數(shù)據鏈網絡管理系統(tǒng) 211
10.6 Link-16數(shù)據鏈在飛機指揮權交接中的運用 212
10.6.1 指揮權交接條件 213
10.6.2 指揮權交接涉及的消息 213
10.6.3 指揮權交接流程 214
小結 216
思考題 216
參考文獻 216
第11章 數(shù)據鏈的新發(fā)展 218
11.1 軟件無線電技術及其在數(shù)據鏈端機中的應用 218
11.1.1 軟件無線電的基本概念 218
11.1.2 軟件無線電提出的背景 218
11.1.3 軟件通信體系結構 220
11.1.4 軟件無線電技術在數(shù)據鏈中的應用 224
11.2 移動自組織網絡技術 225
11.2.1 數(shù)據鏈的動態(tài)組網 225
11.2.2 移動自組織網的關鍵技術 226
11.2.3 移動自組織網的MAC協(xié)議 228
11.2.4 移動自組織網的路由協(xié)議 231
11.3 TTNT數(shù)據鏈 235
11.3.1 TTNT數(shù)據鏈提出的背景 235
11.3.2 TTNT數(shù)據鏈的技術特點 237
11.3.3 TTNT數(shù)據鏈的信道接入機制 239
11.3.4 TTNT與Link-16數(shù)據鏈的關系 243
小結 244
思考題 245
參考文獻 245