美军联合全域指挥控制中的战术数据链发展分析

介绍美国各军种在联合全域指挥控制战略思想下,对战术数据链系统开展的多样化升级与广泛融合。以美国空军、太空军的典型数据链能力建设项目为剖析对象,深入分析美军战术数据链支撑联合全域指挥控制的具体做法,梳理美军战术数据链的发展建设特点、作战支撑作用和未来发展趋势,为理解认知其联合全域指挥控制体系提供参考。

战术数据链空时联合抗干扰技术

针对战术数据链在复杂电磁环境下性能受限的问题,提出基于非标准构型阵列天线的战术数据链空时联合抗干扰技术。该技术在常规导向矢量获取方法失效时,通过设计引导信号,结合盲自适应抗干扰算法进行干扰信号的抑制和引导信号的重构,实现对干扰方向调零抑制并保持通信信号的正常接收。仿真结果表明,通信信号经过空时联合抗干扰处理后,在干扰方向形成的零陷超过-30 dB,大大抑制了干扰方向的信号,保存了信号方向的信号。

战术数据链体系化应用评估指标体系

指标体系构建是进行效能评估的基础。为了综合评估战术数据链体系化应用的作战效能,设计了涵盖综合组网运用、战术信息保障、战场态势共享、电子战应用、战术协同和指挥控制6种作战能力的层次型效能评估指标体系。首先,概括了建立评估指标体系的原则;然后,描述了战术数据链系统的功能;最后,从上述6个方面分别介绍了各项指标的评估方法。该评估指标体系可指导数据链系统的组织应用,为优化数据链系统提供理论依据。

战术数据链仿真研究综述

战术数据链在现代战争中发挥着极其重要的作用。在战术数据链的全寿命周期过程中,建模和仿真为一种重要的支撑技术发挥着越来越重要的作用。主要对战术数据链系统的设计开发、测试评估、协同互联和互操作、模拟训练等重要研究领域的仿真应用研究,战术数据链分布仿真技术以及国外战术数据链模拟器的建设进行了述评。最后,对战术数据链仿真研究的发展前景进行了展望。

战术数据链的建设与发展

通过回顾战术数据链的建设与发展历程 ,提出了战术数据链定义、类型。介绍了战术数据链的国际现状 ,给出了欧美国家现有战术数据链。分析了美军战术数据链建设情况 ,着重研究了 16号链及 JTIDS的特点、运用和发展情况 ,就JTIDS的相对导航原理和对作战效能的影响进行了分析。指出了俄军战术数据链状况 ,说明了某型俄制飞机空空战术数据链的应用方法。最后依据本国实际提出了我军战术数据链建设和发展的意见和建议 ,提供了研究与开发的技术途径。

基于现场可编程门阵列战术数据链中自适应轮询接入控制协议的设计与实现

在战术数据链系统中,战术单元随时都有可能被摧毁而引起网络拓扑结构动态变化,导致系统服务效率降低。为了解决这一问题,基于动态调整轮询顺序的思想,提出一种自适应轮询接入控制协议(APACP)。采用概率母函数的方法和嵌入式马尔可夫链理论对系统进行建模,得到系统平均排队队长和平均轮询周期的解析解;利用数学软件MATLAB和现场可编程门阵列仿真验证协议的正确性。仿真结果表明,APACP能够根据战术数据链网络拓扑结构的动态变化自动调整轮询顺序,明显降低系统平均排队队长和平均轮询周期,克服传统轮询接入控制协议中空轮询的问题,节约了服务时间,提高了服务效率,改善了系统性能。

战术数据链的现状及未来发展趋势

在现代数字化战争中,数据链可以提供各种实时或近实时的作战信息,将指挥控制系统、计算机及各种数据终端组成有机的无缝网络系统,实现作战信息资源共享,是提高战斗力的倍增器。介绍了战术数据链的概念及组成,并分析其功能、战术特点和分类标准。从系统组成、技术特点和装备情况等方面,着重介绍了外军常用的4A号数据链、11号数据链、16号数据链和22号数据链等重要战术数据链,并进行了分析比较。在此基础上,对数据链未来的发展趋势进行了探讨。

基于现场可编程门阵列战术数据链中优先级轮询接入控制协议的研究

基于战术数据链在现代信息化战争中的应用背景,针对传统轮询协议存在的功能单一和不能满足实际应用中优先传输控制的问题,提出了一种具有优先级的轮询接入控制协议(PPACP)。该协议可以根据系统中站点的优先级别,设定优先级别最高的站点为网控站,其余站点为从属站。仿真结果表明,PPACP能够改善传统轮询协议存在不足,较好地适应战术数据链中对于最为紧急的作战报文的优先传输要求。利用现场可编程门阵列对PPACP进行设计,通过仿真测试,验证了该设计的正确性。

战术数据链技术发展研究

战术数据链在现代战争中发挥着非常重要的作用。简要介绍了战术数据链的特点、组成及其发展现状。重点分析了国外战术数据链的技术特性,分别从信息标准、网络协议、传输可靠性技术、同步技术及保密技术5方面进行了述评。最后,对战术数据链技术的发展趋势进行了初步展望。

战术数据链网络的介质访问控制层优化控制及性能分析

为解决战术数据链中优先级问题,提出一种基于完全接入策略和非对称门限接入策略的区分优先级两级轮询控制策略,用于战术数据链网络的媒体接入控制中。在该轮询控制策略中,对战术数据链中的低优先级前哨站点采用非对称门限接入策略,对高优先级前哨站点采用完全接入策略;在网络控制站点由高优先级前哨站点转低优先级前哨站点时,将传输服务与转移查询并行处理来降低查询转换期间所耗费的时间,提高轮询系统的效率。运用马尔可夫链和概率母函数方法建立了系统的数学模型,精确解析出各个前哨站点内等待发送的平均信息分组数表达式。结合循环周期2阶特性量近似方法,解析出前哨站点内信息分组平均等待发送时间的近似表达式。仿真实验结果表明,实验值与理论值大致相等且高优先级前哨站点的服务质量优于其他站点,证明理论分析正确,该模型达到了区分优先级的目的。

战术数据链系统自适应轮询MAC协议

基于战术数据链的应用背景,针对传统轮询协议信道利用率低以及无法满足紧急情况下的实时通信需求等不足,提出了一种自适应轮询MAC协议(APMP)。通过基于贝叶斯估计的轮询调度算法,APMP能够自适应地以高选择指数选择具有较多高优先级报文的节点进行轮询,进而提高信道利用率和提供业务区分服务。同时,APMP还能适应网络拓扑结构的动态变化,较好地解决了节点超出网控站覆盖范围而造成的空轮询问题。仿真表明,相比较于现有典型战术数据链集中式轮询协议,APMP可以更加有效地利用无线信道资源,具有较好的性能表现。

战术数据链系统分层参考模型

美军提出了全球信息网格(GIG)建设规划,将战术数据链融入GIG体系是未来发展的必然趋势。该文参照GIG体系结构的核心,提出了一种能使战术数据链系统"无缝"融入GIG体系的战术数据链参考模型——TDLRM,以link-16为例说明了参考模型各层之间的交互关系,为我军一体化数据链建设提供参考。

战术数据链网络体系结构研究

为推进战术数据链网络设计的标准化,对战术数据链的特点和拓扑结构进行分析,提出一种战术数据链网络体系结构。该体系具有二维结构,体现了跨层设计的思想,具有较强的适应能力。在此基础上阐述Link16数据链系统的数据流程,说明分层的可行性和有效性。

战术数据链层次化网络拓扑模型研究

以战术数据链应用环境为背景,对战术数据链层次化网络拓扑模型进行了研究,提出了"分层聚类拓扑生成算法",拓扑仿真结果与实际网络拓扑特点相吻合。利用仿真平台NS2,将不同网络拓扑连接情况的组网性能参数相比较,发现层次化网络拓扑对系统组网效率影响较大。

基于FDM-TDM的V/UHF地空战术数据链研究

目前的V/UHF地空战术数据链主要以固定时隙分配模式工作,存在着用户容量与信息刷新速率之间的矛盾。针对这一问题,结合新一代地空战术数据链的需求,通过分析空中态势信息和指挥引导信息的传输和要求,提出了一种基于FDM-TDM的V/UHF地空战术数据链传输方案,该方案在保证较高信息刷新速率情况下,可使指挥引导飞机容量增加5倍以上。

战术数据链动态轮询调度算法

战术数据链在现代战争中发挥着极其重要的作用.针对战术数据链系统报文传输的实时性,提出一种综合考虑队长和时延的动态轮询调度算法.该类算法的主要难点在于如何准确预测队列长度,为此,提出基于贝叶斯的预测模型.基于OPNET的仿真表明,相比于传统轮询调度算法,该算法能够更好的保证时延性能,同时对信道利用率也进行了一定的优化.

战术数据链时隙分配协议综述

现代战场环境的复杂性决定了战术数据链时隙分配协议的多样性,而时隙分配算法对数据链系统的报文投递率、传输时延、吞吐量等性能指标有着较大的影响。针对国内外数据链网络中各种时隙分配协议进行了归纳与总结,对较为经典的固定式、争用式与动态式时隙分配协议进行了介绍,并分析了不同算法的优缺点。最后,给出了数据链网络管理系统下一步的研究方向。

基于FPGA的战术数据链中继传输复接技术

有效传输和分发遥控遥测、定位/导航、战场情报等信息对保障己方战术信息共享具有重要意义。为了节省信道资源,降低调制解调设备的复杂度,战术数据链数据中继传输复接系统在信息化战争中得到了广泛应用。针对机载设备体积小、重量轻、功耗低、信息传输效率高等要求,提出了一种基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)的实现空中战术数据链中继传输数据复接的新方法。该方法在单片FPGA芯片的基础上,采用优化的硬件编程算法和结构,占用较少芯片资源;采用完全流水线的并行设计,满足高速战术信息实时处理的要求;FPGA内部采用模块化设计,具备开放性和灵活性,便于系统可重配置和升级;实例仿真验证表明,该模块能够有效地实现不同速率多种战术数据链中继传输的数据复接。

战术数据链时延特性的仿真分析

时延是战术数据链的重要性能指标,时隙分配方案对时延有很大的影响。结合战术数据链L ink 16的通信协议,分析了数据链时延构成的各种因素,并采用概率周期分析方法,对主要构成因素进行了详细的统计分析。最后,采用目前常用的网络仿真软件OPNET对其TDMA组网方式进行了建模与仿真,仿真结果给出了战术数据链的时延与时隙分配方案和业务量的变化关系。

基于VC++的战术数据链通信仿真系统设计与实现

为了实现战术数据链通信仿真系统,在分析与研究联合战术信息分发系统(JTIDS)关键技术的基础上,构建了战术数据链链路层仿真模型。依据仿真模型中各模块的划分,以VC++语言为编程实现平台,采用面向对象的程序设计方法,设计并实现了Reed-Solomon码(RS码)编译码类、循环码移位键控类、最小移频键控类。最后在高斯白噪声信道下对仿真系统进行了验证和性能分析。结果表明,设计的各个类模块功能满足系统指标,基于各个类模块构建的仿真系统符合设计要求,为下一步研究JTIDS系统干扰与抗干扰性能奠定了基础。