通信算法之八十七：战术数据链技术Link

Posted 2022-10-15 leeshao12

 

 

（以下转载网络文章）

link16的时隙结构，由一个时隙7.8125ms时间的组成包括：
     1、抖动：指的是一个时隙传输开始前的一段随机可变的时延，也成为跳时。
     2、同步：同步包含16个双脉冲符号，其有自己的跳频图案，这个跳频图案与传输数据所用的跳频图案不一样。
     3、精确定时：包含4个双脉冲符号，其跳频图案固定。
     4、报头：报头包含16个双脉冲符号，主要用来指示有关在时隙中传输的时隙类型、中继传输、源航迹号、保密数据单元等信息。
     5、数据：指的是在时隙中传输的消息，有固定格式、可变格式、自由文本和往返计时四种类型。
     6、传输保护：用于信号的空中传输时间保护。

数据包的封装格式：
     1、STDP：标准的双脉冲数据封装。每个时隙传输3个J消息。 STDP封装结构包含32个同步头脉冲、8个精确定时脉冲、32个报头脉冲和186个单数据脉冲（93个双脉冲）。
     2、P2SP：2个单脉冲数据封装。   P2SP封装结构包含32个同步头脉冲、8个精确定时脉冲、32个报头脉冲和186个单数据脉冲（186个单脉冲）。
     3、P2DP：2个双脉冲数据封装。P2DP封装结构包含32个同步头脉冲、8个精确定时脉冲、32个报头脉冲和186个双数据脉冲（186个双脉冲）。
     4、P4SP：4个单数据脉冲。P4SP封装结构包含32个同步头脉冲、8个精确定时脉冲、32个报头脉冲和372个单数据脉冲（372个单脉冲）。

注意：
     1、双脉冲指的是两个脉冲发送同样的数据，可靠性得到了保障，单脉冲则没有；
     2、STDP封装，每时隙发送了3个J消息；P2SP和P2DP每时隙发送6个J消息；P4SP每时隙发送12个J消息。
     3、STDP与P2SP封装结构在发送时每个时隙开始会有抖动时延，P2DP和P4SP则没有。
     4、同步头、精确定时、报头这些数据都是双脉冲数据。
双脉冲格式：
     在双脉冲格式中（STDP和P2DP），每一组3个TADIL  J消息字在同一个时隙中发送两次。相继的两个脉冲尽管使用相同的数据，但是在编码阶段是被单独编码的，同时在传输的时候使用的也是不同的频率。因此，接收端只要接收到两个脉冲中的一个就可以获取全部的数据。

数据编码：
     LINK16发送的所有数据都应用了RS纠错编码。使用的是（31,15）RS编码技术，保证在传输时及时一半数据丢失也能够恢复原来的消息。每个J消息字包含15个5bit字符（70bit加上5bit奇偶校验位），然后经过RS编码后被扩展为155bit（31个RS字符）。

检错编码：
     J系列消息的固定格式消息中，每个字包括75bit，其中数据占70bit，奇偶校验位占5bit。每三个字合在一起共225bit。
     15bit奇偶校验位的生成方法：15bit的源航迹号（包头的4-18位）连同3个字的210bit数据一起构成225bit，然后使用（237,225）多项式编码实现检错编码生成12bit的奇偶校验位。这12bit的奇偶校验位按每组4bit分为3组，且在每组4bit的开始增加一个0形成5bit奇偶校验字节。这样5bit奇偶校验字节与70bit字组合成75bit字，每个奇偶校验字节出现在每个字的70-74位。

前向纠错编码（RS编码）
     需要进行前向纠错编码的数据是3个消息字（225bit）以及报头数据（35bit）。
     对于报头的35bit，分为7组，每组5bit。对于每一个5bit作为一个码元，因此报头可以分为7个码元。然后对这7个码元进行（16,7）RS编码，得到16个码元（每个码元依旧是5bit），在这80bit中有35bit为原来的数据，45bit为校验字节。
     对于75bit的一个码字，将75bit分为15组，每组5bit，这样就分为了15个码元。然后对这15个码元进行（31,15）RS编码，得到31个码元。这155bit中包含75bit源数据以及80bit的校验数据。

Link16的消息结构

1、报头
     在每一个时隙的开始，都要先发送35bit的报头数据。而报头后面跟着的数据就是本时隙内需要发送的消息数据。
     包头数据35bit包含的内容指示了时隙类型（3bit）、中继传输指示符/类型变更（1bit）、源航迹号（15bit）、保密数据单元（SDU）序号（16bit）。
     其中时隙类型以及类型变更这两个标识符标识了消息的封装格式、消息类型和自由文本消息是否经过纠错编码（RS）；而变更类型标识符用于指示中继与否以及单双脉冲（与时隙类型相配合）；源航迹号标识时隙中消息的始发者；保密数据单元（SDU）序号用于消息解密。
     这35bit的报头按照每组5bit分为7组，然后经过（16,7）RS编码，得到16个5bit，以16个双脉冲发射。

2、消息字格式
     消息通常由初始字、延长字和继续字等消息字组成。初始字包含消息最基本的数据信息；延长字用于传输与基本数据逻辑上关系密切的信息，同一类消息的延长字格式唯一；继续字则传输相应的附加信息，同一类消息可有多种不同格式的继续字。
     一条J消息最多由8个字组成。消息发送格式为   初始字  【延长字】 【继续字】  
     对于一个消息中三种字式的区分是靠每一个字中的字格式字段即2bit字头（0-1位）来标识的。00表示初始字、10表示延长字、01表示继续字、11表示可变消息格式字。每个75bit字中有一个5bit奇偶校验段（70-74位）。在这三种字结构中，每种字所传信息位的多少以及信息位的分布略有区别。

     初始字：
          每个初始字的0-1位为00        2-6位是J系列标识符      7-9位是J系列子标识符   10-12位是消息长度指示符（用于指示初始字后面延长字和继续字的总数）     13-69位是消息位       70-74位为校验段

     延长字：当要发送的数据字段组的长度超过初始字的有效位长度时，就会为该初始字确定延长字。每个延长字的格式为：     0-1位为10    2-69位全部都是消息位   70-74位为校验段
     需要注意的是，延长字中的数据字段是根据初始字中的标识与子标识的组合来确定和解释的，必须按顺序发送。

     继续字：
          继续字的0-1位为01   2-6位是继续字标识符段    7-69位是信息字段    70-74位为校验字段     继续字是可以按任意的顺序发送的，除非有特殊规定。

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