link4A數(shù)據(jù)格式介紹課件

Link4A數(shù)據(jù)格式介紹一、應(yīng)用背景及發(fā)展目前美國軍方使用的是Link4A。由于它符合戰(zhàn)術(shù)數(shù)字信息鏈路TADIL-C規(guī)范，因此在美國國內(nèi)，Link4A等同于TADIL-CLink4A于50年代末開始裝備在美國海軍早期的F-4型戰(zhàn)斗機中隊，用作機載雙向艦對空系統(tǒng)；用于A-6攻擊機時，則是以航母飛機慣導(dǎo)系統(tǒng)作為輸入，用該鏈路作為導(dǎo)航系統(tǒng)校準。到了60年代，其它艦載飛機也安裝了Link4A單向數(shù)據(jù)鏈，這些飛機包括電子預(yù)警機E-2B和E-2C，巡邏攻擊機S-3A、A-6、A-7、電子戰(zhàn)飛機EA-6A、EA-6B以及F-4改進型戰(zhàn)斗機。70年代，EA-6B飛機安裝了Link4A；同一時期，F(xiàn)-14A戰(zhàn)斗機配置了雙向數(shù)據(jù)鏈，使其能夠向控制臺下行傳送跟蹤與狀態(tài)數(shù)據(jù)。80年代后，Link4A的雙向通信能力進一步增強，并在F/A-18飛機上得以體現(xiàn)。link4A數(shù)據(jù)格式介紹二、Link4A的主要功能及特點一個控制員控制多架飛機，能夠?qū)υ趦蓚€控制臺間進行轉(zhuǎn)換的飛機進行信息傳輸,同時能夠引導(dǎo)攻擊機；對在航空母艦和海岸之間執(zhí)行作戰(zhàn)空中巡邏任務(wù)的飛機進行控制；Link4A以高可靠性、易于維護和操作、連接時間短等優(yōu)點抗干擾能力不強。link4A數(shù)據(jù)格式介紹它的發(fā)送報文保密性不夠好；盡管Link4A鏈路發(fā)送的報文是非加密的，但是報文定義及其執(zhí)行程序是保密的，報文中的具體信息和控制報文順序的規(guī)則，可以在美國海軍，美參謀長聯(lián)席會議和北約組織頒布的下列三個文件中找到出處：①4A號鏈路操作規(guī)范OS-4041；②戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)信息鏈路（TADL）報文標準第JCSPUB6-012號；③北約組織（NATO）軍用標準局（MAS）的標準化協(xié)議（STANAG）、類目：用于飛機控制的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈——4A號鏈路，STANAG5504。所有4A號鏈路報文標準文件均是保密的。link4A數(shù)據(jù)格式介紹鏈路名稱Link4ALink11Link16結(jié)構(gòu)時間分址多路傳輸網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時間分址多路存取協(xié)議指令/響應(yīng)輪詢呼叫預(yù)定時隙組網(wǎng)方式有節(jié)點組網(wǎng)有節(jié)點組網(wǎng)無節(jié)點組網(wǎng)；可以組成多個網(wǎng)工作頻段VHF（225—399.975MHZ）HF（2—30MHZ）UHF（225—400MHZ）Lx（960--1215MHZ）信道間隔25KHZ3KHZ3MHZ業(yè)務(wù)類型話音；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)話音；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)字保密話音；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息類型控制報文；應(yīng)答報文呼叫報文；響應(yīng)報文；控制報文非編碼自由電文；固定格式；RTT報文；編碼自由電文報文標準V序列（控制報文）R序列（應(yīng)答報文）M序列J序列表1三種戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈使用的技術(shù)體制對比link4A數(shù)據(jù)格式介紹抗干擾方式無無多種抗干擾方式結(jié)合幀結(jié)構(gòu)每幀為32ms（同步脈沖串；保護性間隔；起始位；數(shù)據(jù)）快數(shù)據(jù)率幀13.3ms慢數(shù)據(jù)率幀22ms每幀12s；包括1536個時隙時隙長度200μs無固定時隙結(jié)構(gòu)7.8125ms數(shù)據(jù)率(Kbit/s)3.06快數(shù)據(jù)率幀：2.25慢數(shù)據(jù)率幀：1.364標準結(jié)構(gòu)幀：28.8組合幀包2：57.6組合幀包4：115.2調(diào)制方式FSKHF：AM；UHF：FMMSK編碼方式無差分正交相移鍵控/奇偶校驗編碼RS/奇偶校驗編碼作用距離艦對空：170海里空對空：300海里HF：

300海里UHF：25海里（艦對艦）250海里（艦對空）300海里（視距）接力時500海里保密性能保密性差保密性較好保密性好link4A數(shù)據(jù)格式介紹三、Link4A的系統(tǒng)組成Link4A的基本功能是實現(xiàn)控制站與受控飛機間的通信，典型的Link4A系統(tǒng)由控制終端分系統(tǒng)、傳輸分系統(tǒng)和受控站終端分系統(tǒng)組成。用戶接口設(shè)備計算機數(shù)據(jù)終端機無線電設(shè)備用戶接口設(shè)備無線電設(shè)備數(shù)據(jù)終端機計算機用戶接口設(shè)備用戶接口設(shè)備計算機無線電設(shè)備用戶接口設(shè)備無線電設(shè)備計算機用戶接口設(shè)備終端分系統(tǒng)終端分系統(tǒng)終端分系統(tǒng)控制站受控站數(shù)字接口符合MIL-STD-188-144數(shù)字接口符合MIL-STD-188-144數(shù)字接口符合MIL-STD-188-144數(shù)字接口符合MIL-STD-188-144Link4A的典型系統(tǒng)配置link4A數(shù)據(jù)格式介紹四、Link4A的工作模式Link4A有兩種工作模式：單向鏈路和雙向鏈路，它采用“命令—響應(yīng)”式通信協(xié)議支持兩種工作模式單向鏈路：控制站（如艦艇、預(yù)警機等）采用廣播方式向受控飛機（如F14戰(zhàn)斗機等）發(fā)控制消息，受控飛機只收不發(fā)。Link4A用這種模式支持任務(wù)包括空中交通管制、航母自動著艦系統(tǒng)、引導(dǎo)對地攻擊以及航母飛機慣性導(dǎo)航系統(tǒng)校準等。link4A數(shù)據(jù)格式介紹雙向鏈路：受控平臺根據(jù)需要向受控飛機發(fā)送控制消息而受控飛機則用應(yīng)答消息作為響應(yīng)。受控飛機發(fā)送的應(yīng)答消息包括飛機的位置、燃料與武器狀況以及自身傳感跟蹤數(shù)據(jù)等信息。Link4A的這種雙向鏈路采用的是半雙工模式，即在單一射頻載波上按串行時分復(fù)用方式進行傳輸。在實戰(zhàn)中，一個Link4A控制站根據(jù)任務(wù)的需要，同時控制多個不同的Link4A“子網(wǎng)”或者說是多個工作頻率。在控制的同時受控飛機也要將頻率調(diào)到相應(yīng)的頻率上才能正常工作。link4A數(shù)據(jù)格式介紹五、Link4A的通信方式在Link4A鏈路中，雙向通信時每32ms為一個消息傳送周期，其中前14ms是控制平臺發(fā)射，受控飛機接收；而后18ms是控制平臺接收，受控飛機發(fā)送如圖示：14ms14ms14ms14ms14ms18ms18ms18ms18ms32ms32ms32ms32ms控制臺應(yīng)答飛機發(fā)射發(fā)射接收接收發(fā)射接收接收接收接收接收接收發(fā)射發(fā)射發(fā)射發(fā)射發(fā)射發(fā)射接收31.25個消息/Slink4A數(shù)據(jù)格式介紹控制站的14ms的發(fā)射期又被等間隔的劃分為70個時隙，每個時隙為200um;受控飛機的18ms接收期則等間隔的劃分為90個時隙每個時隙也為200um。需要值得一提的是，應(yīng)答消息的18ms發(fā)射實際只用了11.2ms，留出的6.8ms時差用于讓無線電信號從受控站傳送到飛機和讓飛機發(fā)出的應(yīng)答信號返回控制站。該時差電波最遠距離為550nmile，超過這個距離可能會出現(xiàn)重疊干擾現(xiàn)象。link4A數(shù)據(jù)格式介紹六、Link4A的消息傳輸格式link4A中傳送消息分為兩種，控制站發(fā)送的消息稱為“控制消息”，而受控站發(fā)送的消息稱為“應(yīng)答消息”，他們分別采用北約標準STANAG5504定義的V系列和R系列消息格式。如右圖：V序列報文V.0AV.0BV.1V.2V.3V.5V.6V.9V.18V.19V.31V.3121MCM-1MCM-2UTM-3AUTM-3B有地址的樣本報文無地址的樣本報文目標數(shù)據(jù)交換報文（海軍）飛機引導(dǎo)報文引導(dǎo)與具體控制報文交通管制報文自動著艦控制報文引導(dǎo)與具體控制報文精確指揮最終報文精確指揮初始階段報文慣導(dǎo)系統(tǒng)校準報文突擊控制報文測試報文測試報文通用測試報文通用測試報文R序列報文R.01R.1R.3AR.3BR.3C飛機應(yīng)答報文（海軍）飛機應(yīng)答報文（海軍）應(yīng)答報文（戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)）應(yīng)答報文（位置報告）應(yīng)答報文（目標速度探測報告）link4A數(shù)據(jù)格式介紹

link4A中的數(shù)據(jù)傳輸均由五部分組成，它們依次為：同步脈沖串、保護性間隔、起始位、數(shù)據(jù)、非鍵控發(fā)射信號。同步脈沖串是link4A鏈路傳輸?shù)钠鹗疾糠郑袃蓚€作用：①它為接收機提供了時間，確保接收信號強度不因接收的距離改變而發(fā)生波動；②數(shù)據(jù)終端接收設(shè)備可利用它來實現(xiàn)與發(fā)射端設(shè)備的位同步。在同步脈沖串之后是前導(dǎo)碼，它是實際消息數(shù)據(jù)的開始標志。前導(dǎo)碼由保護性間隔（4個0位即0000）和起始位（1）組成，共五個時隙。緊跟著起始位的就是消息的正文；而消息數(shù)據(jù)之后是非鍵控發(fā)射信號，它占用消息的最后一個時隙。在最后一個時隙之后，發(fā)射機的射頻關(guān)閉，系統(tǒng)將轉(zhuǎn)入接收狀態(tài)。數(shù)據(jù)傳輸所包含的時隙或位數(shù)的多少依其傳送的是控制消息還是應(yīng)答消息而定：傳送控制消息為56位，而傳送應(yīng)答消息時為42位。link4A數(shù)據(jù)格式介紹控制消息包括：一個同步脈沖串（8個時隙）、一個保護性間隔（4個時隙）、一個起始位（1個時