Link11数据链仿真技术研究
Link11数据链组网研究及链路终端实现
六、结论
然而,本研究仍存在一定的限制,例如实验环境仅限于仿真环境,未来研究 可以考虑在实际战场环境下进行实验验证。此外,还可以进一步探讨Link11数据 链组网和链路终端实现的其他优化方案,以不断推进现代化战争数据链技术的发 展。
七、
参考内容
内容摘要
Link16是一种现代化的战术数据链(Tactical Data Link,TDL),主要用 于美国海军和北约(NATO)联盟之间的军事通信。它支持高速、高可靠性的数据 传输,包括实时战场图像、语音、数据和短消息等,是现代战争中关键的通信基 础设施。本次演示主要探讨Link16数据链的运作机制和其抗干扰技术的原理。
2、指挥控制:战术数据链组网技术为指挥控制系统提供了高效、可靠的数据 传输手段,有助于提高指挥员的指挥效率和部队的作战能力。
2、数据传输格式:为了实现战场各节点间的高效数据传输
3、武器系统协同:战术数据链组网技术能够实现各武器系统间的紧密协同, 提高整体作战效能,对于现代战争具有重要意义。
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随着现代战争形态的演变,数据链在军事领域的应用越来越广泛,成为现代 化战争的关键基础设施之一。Link11作为美军标准战术数据链,在海军、空军、 陆军等各个军种中都有广泛应用。因此,对Link11数据链组网及链路终端实现进 行研究,具有重要的现实意义和军事价值。
三、文献综述
三、文献综述
Link11数据链组网和链路终端实现的研究已经取得了丰富的成果。然而,前 人研究主要集中在组网技术和链路协议方面,对于链路终端实现的研究相对较少。 此外,前人研究在某些方面仍存在不足之处,例如组网效率不高、链路协议不够 灵活等。因此,本次演示在前人研究的基础上,重点探讨Link11数据链组网及链 路终端实现的优化方案。
数据链信号仿真技术_游敬云
保留基带信号基频二次分量的情况下,其信号带宽
B=|f2-f1|+2fb=60kHz
(2)
由此可见, Link 4A 信号的带宽是比较宽的, 占用了
两个 25kHz 的标准信道。
Link 11(美军称为 TADIL-A)是一种战术数据信息
链路, 用以支持空中、陆基以及舰船等的战术数据系统
相互交换作战情报信息。Link 11 不仅可以用于视距数
1 引言
数据链能够保证战场上各个作战单元之间迅速交 换情报信息,共享各作战单元掌握的所有情报,实时监 视战场态势,提高相互协同能力和整体作战效能[ 1-2]。在 数字化战场上,指挥中心、各级指挥所、各参战部队和武 器平台通过数据链连接在一起,构成陆、海、空、天一体 化的数据通信网络。在该网络中,各种信息按照规定的 信息格式,实时、自动、保密地进行传输和交换,从而实 现信息资源共享,为指挥员决策提供整个战区统一、及
第 33 卷第 4 期 第20144期年 12 月
通信对抗 COMMUNICATION COUNTERMEASURES
Vol. 33 No.4
De·c. 201·4
数据链信号仿真技术
游敬云 1,2,赖兰剑 2
(1. 通信信息控制和安全技术重点实验室,浙江嘉兴 314033; 2. 中国电子科技集团公司第三十六研究所,浙江嘉兴 314033)
中图分类号: TN92:TP391.9
文献标志码: A
Simulation Technology of Datalink
YOU Jing-yun1,2,LAI Lan-jian2
(1. Science and Technology on Communication Information Security Control Laboratory, Jiaxing Zhejiang 314033, China; 2. No.36 Research Institute of CETC, Jiaxing Zhejiang 314033, China)
美军主要战术数据链介绍
美军主要战术数据链介绍 余晓刚等 2002年9月第33卷第3期 (总第108期) 美军主要战术数据链介绍余晓刚,王华(北京理工大学电子工程系现代通信实验室,北京100081)龚诚(中国航空无线电电子研究所,上海200233 )[摘 要] 介绍了美国目前使用中的三种战术数据链Link 4A、Link 11和Link 16的背景,功能、特点和装备情况,同时通过列表对照了三种战术数据链技术体制的相同点和不同点。
最后阐述了三种战术数据链的互操作性问题。
[关键词] 战术数据链;Link 4A;Link 11;Link 16[中图分类号] TN919.2 [文献标识码] A [文章编号] 1006-141X(2002)03-0025-04 高技术条件下的现代战争要求战术信息的传输、处理和分发要做到安全、及时和高效,战术数据链是为了适应这种要求而产生的。
到目前为止,美国已经研制出了几种战术数据链并装备了部队,它们分别是Link I、Link II、Link III、Link 4、Link 11、Link 16等,最近美国又在着手研制Link 16A和Link 22。
Link 4分为Link 4A和Link 4C,Link 4A用于控制台与飞机之间的通信,Link 4C则用于飞机与飞机之间的通信。
本文主要介绍三种典型的战术数据链Link 4A、Link 11及Link 16。
1 Link 4A1.1 背景 目前美国军方使用的是Link 4A[3]。
由于它符合战术数字信息链路(TADIL)C规范,因此在美国国内,Link 4A等同于TADIL C。
Link 4A的最初设计旨在用来替代战术飞机控制的话音通信,以后又将Link 4A的应用扩展到了舰载平台与机载平台之间的数字数据通信。
在美国军方和北约组织(NATO)使用的若干种战术数据链中,Link 4A发挥着十分重要的作用,可提供数字化的舰对空、空对舰以及空对空战术通信,其中包括:航空母舰自动舰上降落系统(ACLS)、空中交通管制(ATC)、空中拦截控制(AIC)、攻击控制(STK)、地面控制轰炸系统(GCBS)、航空母舰惯性导航系统(CAINS)。
浅谈美军数据链系统
一、数据链概述(一)数据链的基本组成与一般通信系统所不同,数据链除了拥有通信终端、传输设备等基本要素以外,最大区别就是拥有特殊的通信规范,即数据报文的消息标准和控制链路运行的通信协议。
没有这些通信规范,即使有了先进的通信设施和通信网络,也不能称其为数据链。
因此,将数据链视为实际的硬件设备,不如视为一组规范了传输方式、信息格式、各节点间的组网方式、使用的硬件规格等实现信息交换的协定、规范。
另外,数据链还包括一些保障通信安全、可靠运行的辅助设备,如加密/解密装置(密码设备)、自检设备、电源等。
所以,数据链的基本组成可以概括为三大要素:终端设备、传输设备和通信规范。
广义上的数据链系统还包括与数据链相连接的信息提供者、使用者和管理者等要素,即与数据链紧密相连的指挥信息系统、武器系统和各种传感器等平台。
这些要素虽然不能直接算作数据链系统的组成要素,但离开它们数据链的作用和功能将不能发挥,所以我们将这些要素称为数据链的外围构成要素,将数据链设备的组成称为数据链的内在组成要素。
正是在这些外围和内在组成要素的共同作用下,数据链系统才能有效运作:战术情报信息由各种传感器产生,战术指挥控制信息由指挥信息系统产生,这些战术信息通过数据链进行传递,并输送到相应的武器系统,形成了战术信息由生产到有效使用的通路。
战术信息通过数据链在这些联网的平台之间快速流动,将物理空间上相互分离的各个作战单元紧密的链接成一个整体。
战术数据链的建设始于20 世纪50 年代,首先是装备于地面防空系统和海军舰艇,之后才逐步应用到飞机上。
到目前为止,已有多种战术数据链问世,大致可分为三类:态势感知数据链,用于各军兵种多种平台之间交换不同类型的最新信息、满足多样化任务需求,一般工作在低频,波长较长,数据率较低,主要是传输格式化报文信息,包括Link 4A、Link 11、Link 16和Link 22等;情报、监视和侦察(ISR)数据链,用于传输各种图像情报和信号情报信息,一般工作在高频,波长较短,数据率较高,能实现视频和高分辨率图像的高速传输,包括通用数据链(CDL)和战术通用数据链(TCDL)等;专门为完成某一特定作战任务(如防空导弹)而设计的功能与信息交换形式较为单一的专用数据链,包括JSTARS专用的监视与控制数据链(SCDL)和增强型位置定位和报告系统(EPLRS)等。
基于VMware的Link11数据链半实物仿真技术
第41卷增刊2 2020年6月兵工学报ACTA ARMAMENTARIIVol.41Suppl.2Jun.2020基于VMware的Link11数据链半实物仿真技术李慧博,吴海乔,栗苹,龚鹏(北京理工大学机电学院,北京100081)摘要:针对战术数据链大规模网络半实物仿真中真实电台接入带来的硬件成本过高、资源受限等问题,采用虚拟机运行数字模型接入仿真网络的方法,提出融合VMware软件与QualNet软件的半实物网络仿真测试体系架构。
基于此架构设计一种面向VMware的Link11数据链动态仿真交互接口,以及Link11数字电台交互模型,实现仿真过程中虚拟机搭载的Link11数字电台交互模型与QualNet中Link11虚拟网络模型的实时数据交互,如动态工作参数获取与重配置等功能。
通过引入虚拟机运行数字模型替代真实设备,在保证网络仿真精度的前提下,有效地降低仿真测试成本。
测试结果证明了所提半实物仿真体系架构的可行性和高效性。
关键词:战术数据链;半实物网络仿真;虚拟机;动态交互接口;VMware软件中图分类号:TN919.25文献标志码:A文章编号:1000-1093(2020)S2-0224-10 DOI:10.3969/j.issn.1000-1093.2020.S2.030VMware-based Hardware-in-the-loop SimulationApproach for Link11Data LinkLI Huibo,WU Haiqiao,LI Ping,GONG Peng(School of Mechatronical Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijing100081,China)Abstract:The high hardware cost and limited resources may be caused by real radio access in the large-scale network hardware-in-the-loop simulation of tactical data link.For the problems above,a novel hardware-in-the-loop simulation test architecture integrating VMware with QualNet was designed. Specifically,instead of using real radios,the multiple virtual machines running digital radio model, initiated on the VMware,are integrated with the simulation network.Based on this architecture,a dynamic simulation interface for Link11data link based on VMware and a digital radio model for Link11 radio are designed to implement the real-time data interactions between the Link11digital radio model running on virtual machines and the Link11virtual network model in QualNet,such as dynamic parameter acquisition,parameter reconfiguration and so on.The virtual machine running digital model, instead of real equipment,can be used to effectively reduce the required hardware cost while ensuring the accuracy of network simulation.The experimental results prove the feasibility and high efficiency of the proposed hardware-in-the-loop emulation architecture.Keywords:tactical data link;hardware-in-the-loop network simulation;virtual machine;dynamic interaction interface;VMware收稿日期:2020-03-17基金项目:国家科技部重点研发计划项目(2018YFC0823000);国家自然科学基金项目(61671062)作者简介:李慧博(1995—),女,博士研究生。
数据链技术在军用航空通信技术领域应用的现状与发展
数据链技术在军用航空通信技术领域应用的现状与发展摘要:作为一种网络系统技术, 军用数据链技术应用了无线网络通信技术以及应用协议, 从而实现了陆基军用数据系统与航空武器平台间的信息共享, 并使军用系统的效能最大化。
本文对数据链技术的发展史、概念、特色、功能加以介绍, 研究了军用数据链技术及其应用的实际情况与发展方向。
关键词:数据链;军用数据链;战术数据链;在实践应用阶段, 在航空数据链技术的基础上, 能够及时传输信息并进行信息交换, 并为信息的安全性、军队协同作战能力的提升提供了有力保障。
1军用航空数据链的特点与功能所谓的军用数据链指的是借助无线电通信设备,基于相应数据通信规程下,将数据通信与计算机控制系统进行连接,为军事作战指挥提供实施可靠信息以实现科学作战决策的制定,并实现对武器系统的有效控制,并能够与陆军、海军间实现数据信息的实时交换与共享,进而为提高我国军队协同作战的能力奠定了基础。
基于军用航空数据链下,这一网络系统能够将指挥平台、武器平台以及情报网等进行连接,为实现信息的高效传输与处理奠定了基础,在实际进行应用的过程中,数据链技术呈现出了信息传输的实时性、可靠性以及安全性的优势作用,同时,还能够实现系统的自动化运行并实现信息格式的一致化转换奠定了基础。
2发展战术数据链的一些关键技术探讨随着技术的发展,需求的牵引,发展航空战术数据链系统,需要攻克多项关键技术。
(1)调制解调:将编码后的二进制信息流以适合于一定信道传输的RF波形方式发送,包括功率上升与发射稳定、同步(粗同步和精同步)、数据、功率下降与接收稳定、传输开销。
调制方式种类有BPSK、QPSK、8PSK、MSK、GMSK和TCM 等,调制方式的选择与系统信道带宽、速率要求和灵敏度都有关系。
(2)编译码:用于提高数据传输的可靠性,一种是要增加传输开销的,如前向纠错、增加冗余和校验等;另一种是不增加传输开销的,如交织、扰码和格雷编码等,但它需要增加处理器的开销。
Link-11数据链系统简介
简要 介 绍 。
【 关键词 】 数据链 ; 轮询呼叫; 数据传输 0 引 言
L i n k 一 1 1 ( 1 1 号 战术 数据链 ) 是2 0世纪 6 O 年代 开始研 发的一种 低速战术数据链 , 并于 7 0年代在美国海军开始服役。L i n k 一 1 1 主要作 为地空数据链和空 空数据链投入战场使用 。 它的诞生对北约数据链 的 研发具有相 当重要的意义 , 在 已服役 的数 据链 中应用范 围广泛 、 装备 规模很大的数据链 . 预计服役至 2 0 1 5年 。
络测试 、 长广播 、 短 广播 以及无线 电静默 。在每一个 L i n k 一 1 1网络 中, 首先在 网内所有入 网单元 中指定且 只能指定一个入 网单元作为 网络 控制站 . 其他入网单元均为从属站。 下面将分别介绍这六种工作模式 4 . 1 轮 询 呼 叫 L i n k — l 1 工作在轮询呼叫方式下时 . 首先为每个人 网单元分配唯 的地址 。网络控制站主要负责管理整个 网络 , 依据各个从属 站的地 址码建立一个轮询呼叫顺序 .并为每个从属站指定一个 发送时隙. 并 且 限定在任一时刻内只允许一个从属站发送信息 在L i n k 一 1 1网络启动后 . 网络控制站按照建立好的地址顺 序 自动 依次询问网内每个从属站是否有信息需 要发送 : 网络控制站发送的信 息称为询 问信息 . 该询问信息包括战术计算机输 出的数据以及下一个 将要发送 的从属站地址码 : 网络 内所有的从属站均接收网络控制站发 送来的询问信息 . 将 接收到的地址 码与 自身的地址码进行 比较 . 当确 认 该地址码与 自己的地址码相 同时 . 那么将 自己的传输设备转换到发
基于OMNeT的Link 11网络建模仿真研究
基于OMNeT的Link 11网络建模仿真研究作者:李振郑连泽饶广然来源:《现代电子技术》2012年第03期摘要:在数据链系统的生命周期中,仿真是不可缺少的一个环节。
针对商用软件成本高,教育版无源代码难以二次开发问题。
采用新型开源网络仿真软件OMNeT,利用Mobility Framework组件构架,编写了轮询协议模型,建立了数据链仿真系统模型和Linkll网络模型,通过场景和统计模块的设计,对Linkll进行了性能仿真实验。
仿真结果表明,网络性能良好,基本满足了消息传输的实时性和可靠性。
关键词:数据链;网络仿真;OMNeT;Link 11中图分类号:TN711-34;TP311文献标识码:A文章编号:1004-373X(2012)03-0021-05在战术数据链的全寿命周期过程中,建模和仿真作为一种重要的支撑技术发挥着越来越重要的作用,已经成为战术数据链设计开发和应用研究过程中不可或缺的关键技术之一。
早在20世纪60年代初期,美空军半自动化战场环境(SAGE)系统中就开展了对战斗机和陆军防空导弹系统的数据链仿真,这也是最早开展的战术数据链仿真工作。
国内外学者针对数据链网络在OPNET和Qual—Net环境下建立了若干仿真模型和想定条件下的性能仿真,本文考虑到OPNET、QualNet等商用仿真软件平台开放性不高、成本高昂的问题,以及其教育版本版权受限,不提供源代码等二次开发阻碍,尝试使用一款新型开源的、基于组件的、模块化的网络仿真平台OMNeT”利用其仿真了轮询协议,建立了Link 11网络模型,实践证明了OMNeT”的面向对象特性以及开源特性保证了非常好的可移植性和扩展性,协议仿真时速度快、实时性好、内存消耗小,基于Eclipse友好的IDE界面可以简便定义网络拓扑结构,同时对于标准的支持使其可以进行基于线程的windOWS程序协同开发,具备编程、调试和跟踪支持等功能,能够实现复杂的基础设施间的通信模拟,满足数字化战场网络构架的需求。
Link11数据链干扰效果评估指标与算法研究
Ln 1 数据 链采 用正 交频 分复 用 的多音 并发 的 i 1 k QS P K体制 。Ln 1 数据帧包括 1 个单音音频信号 , ik 1 6 最 低 的单音频率为 6 5 z为 多普勒单音 , 0H , 其单音信号 幅
度 为 其 它 信号 单 音 的两 倍 ; 高 的单 音 频 率 为 2 1H , 最 95 z
2 Ln 1 ik 1数 据链 系统
L k 1美称 T DLA) i 1( n A I 是美 国最早 开发 , 目前 到 为止应用最为成熟 的数据链 之一 , 其主要功能包括 目 标监视 、位置报告 、任务管理 / 武器协 同和电子战情 报, 可用于舰船 、 飞机 和陆地战术数据系统之间的情报
W ANG ,S Ya ONG u x a , n - i UN F - io LIRo g me ,S Xu
f nt 3 2 L B in 0 04 h a i69 1fp A,ei 1 09 , i ) U o jg C n
Ab t a t sr c :Ba e n t e a a s ft e w a eo ' a d t e n t o k mo e o i k 1 , h n e y t m f sd O h n l i o v (l y s h m. n h ew r d fL n t e i d x s s 1 e o
重要组成部分 , 兼有链路通信特征和网络通信特征 , 如 何对其干扰效果进行科 学而有效的评估是 目前亟待解 决的一个 问题。
采用单边带调制方式 , 能够覆盖信息发送地点周 围 30 0
收稿 日期 :0 9 1- 9 2 0 — 12
总第 18 0 期
王 娅 , :ik 1 据链 干扰 效 果评估 指标 与 算 法研 究 等 Ln l 数
Link-ll数据链系统简介
Science &Technology Vision科技视界0引言Link-11(11号战术数据链)是20世纪60年代开始研发的一种低速战术数据链,并于70年代在美国海军开始服役。
Link-11主要作为地空数据链和空空数据链投入战场使用。
它的诞生对北约数据链的研发具有相当重要的意义,在已服役的数据链中应用范围广泛、装备规模很大的数据链,预计服役至2015年。
1Link-11系统概述Link-11是一种具有保密功能的数据链,主要供美国海军和北约海军舰艇之间、舰-岸之间、舰-空之间和空-岸之间实现战术数据交换的重要战术数据链,也是北约海军目前非常重要的数据链,并且仍将在未来相当长一段时间内发挥着重要的作用。
另外,Link-11数据链与Link-4A 数据链不同,主要用于平台之间交换态势信息,具有态势共享和指控引导的主要功能。
2Link-11系统构成典型的Link-11系统主要由战术数据系统(TDS)、保密设备、数据终端设备、无线电设备以及天线等部分构成,如下图1所示:图1Link-11系统组成框图战术数据系统(TDS),也称战术计算机系统(TCS)或作战指挥系统,是由多台计算机设备组成。
TDS 主要接收传感器传来大量消息,经过融合处理后生成格式化的战术数据;并且定期更新战术数据库。
保密设备用于对战术数据系统输出的战术数据进行加密处理,从而确保数据传输的安全。
Link-11采用KG-40系列保密机。
数据终端设备(DTS)是Link-11数据链路的“心脏”,可将其看作是一个调制解调器。
它具有检错纠错、调制解调、链路协议管理、A/D (D/A)转换等功能。
美军现用的Link-11数据终端设备有:AN/USQ-36、AN/USQ -59、AN/USQ -63、AN/USQ -74、AN/USQ -79、MX512-P、MVM2001等等。
Link-11无线电设备采用高频HF(2~30MHz)和特高频UH(225~400MHz)两种无线电设备。
Link11数据链性能仿真分析
Link11数据链性能仿真分析谭志强;徐军【摘要】With the rapid development of electronic information technology,joint operations have become the main combat form of modern war. As a basical component of C4 ISR,the tactical data link is the "backbone nerve" of the integrated joint operations. Link11 is a secret bidirectional digital communication system,which is applied to fast digital information change between ships/aircrafts and shore-based equipments. This paper analyzes the Linkll data link system, sets up the simulation model through Link 11, and analyzes the anti-jamming performance, discusses the error performance of Linkll system in the cases of noise-jamming,single-tone jamming and multi-tone jamming.%随着电子信息技术飞速发展,联合作战已成为现代战争的主要作战形式,战术数据链作为C4ISR的基本组成部分,是一体化联合作战的“神经中枢”。
战术数据Link11链路是一个保密、双向的数字通信系统,用于舰船、飞机和岸上装备之间高速的数字战术信息交换。
Link—11数据链系统简介
Link—11数据链系统简介作者:刘军军来源:《科技视界》2013年第28期【摘要】为了使读者更好地了解Link-11数据链系统,本文主要从它的技术特点、系统构成、工作模式,以及其装备应用情况等方面进行简要介绍。
【关键词】数据链;轮询呼叫;数据传输0 引言Link-11(11号战术数据链)是20世纪60年代开始研发的一种低速战术数据链,并于70年代在美国海军开始服役。
Link-11主要作为地空数据链和空空数据链投入战场使用。
它的诞生对北约数据链的研发具有相当重要的意义,在已服役的数据链中应用范围广泛、装备规模很大的数据链,预计服役至2015年。
1 Link-11系统概述Link-11是一种具有保密功能的数据链,主要供美国海军和北约海军舰艇之间、舰-岸之间、舰-空之间和空-岸之间实现战术数据交换的重要战术数据链,也是北约海军目前非常重要的数据链,并且仍将在未来相当长一段时间内发挥着重要的作用。
另外,Link-11数据链与Link-4A数据链不同,主要用于平台之间交换态势信息,具有态势共享和指控引导的主要功能。
2 Link-11系统构成典型的Link-11系统主要由战术数据系统(TDS)、保密设备、数据终端设备、无线电设备以及天线等部分构成,如下图1所示:战术数据系统(TDS),也称战术计算机系统(TCS)或作战指挥系统,是由多台计算机设备组成。
TDS主要接收传感器传来大量消息,经过融合处理后生成格式化的战术数据;并且定期更新战术数据库。
保密设备用于对战术数据系统输出的战术数据进行加密处理,从而确保数据传输的安全。
Link-11采用KG-40系列保密机。
数据终端设备(DTS)是Link-11数据链路的“心脏”,可将其看作是一个调制解调器。
它具有检错纠错、调制解调、链路协议管理、A/D(D/A)转换等功能。
美军现用的Link-11数据终端设备有:AN/USQ-36、AN/USQ-59、AN/USQ-63、AN/USQ-74、AN/USQ-79、MX512-P、MVM2001等等。
基于USRP的Link11A数据链仿真研究
基于USRP的Link11A数据链仿真探究摘要:随着信息通信技术的快速进步,无线通信已经成为现代通信的重要形式。
在军事领域中,高效可靠的无线通信对于信息的传递与共享至关重要。
Link11A数据链是一种广泛应用于军事通信中的数据链路协议,提供了高速的数据传输和实时的信息共享能力。
本文针对Link11A数据链的仿真探究进行探讨,通过使用USRP软件定义无线电平台构建仿真试验环境,分析Link11A数据链的性能和稳定性。
1. 引言Link11A数据链是一种在军事通信中广泛使用的数据链路协议,主要用于军事作战和情报传输。
它以其高速、实时和高可靠性的特点而受到广泛认可。
然而,由于Link11A数据链的特殊性,其仿真探究一直是一个具有挑战性的问题。
2. Link11A数据链的基本原理Link11A数据链是一种主从式数据链路协议,由一台地面控制站作为主站,多个终端作为从站组成。
主站负责协调和控制各个从站的数据传输,从站负责收发数据。
Link11A数据链使用一种基于噪声抑止的高性能协议,能够在复杂电磁环境下实现稳定的通信。
3. USRP软件定义无线电平台USRP(Universal Software Radio Peripheral)是一种广泛应用于软件定义无线电探究中的硬件设备。
它可以灵活地实现各种无线通信系统。
通过使用USRP平台,我们可以搭建一个仿真试验环境,模拟Link11A数据链的工作原理和性能。
4. Link11A数据链仿真试验基于USRP平台,我们搭建了一套Link11A仿真试验系统。
试验中,我们利用USRP设备模拟地面控制站和从站,通过设定合适的参数和信道条件,模拟实际的通信环境。
在仿真试验中,我们考察了Link11A数据链在不同信道条件下的传输性能和稳定性。
5. 结果与分析通过对Link11A数据链的仿真试验,我们得到了以下结果:(1)对于弱信号条件下,Link11A数据链的传输性能较差,容易出现传输错误;(2)在强干扰环境下,Link11A数据链能够有效抑止干扰,保证数据的传输可靠性;(3)Link11A数据链能够实现低时延的数据传输,适用于实时通信需求。
Link—11数据链系统简介
Link—11数据链系统简介【摘要】为了使读者更好地了解Link-11数据链系统,本文主要从它的技术特点、系统构成、工作模式,以及其装备应用情况等方面进行简要介绍。
【关键词】数据链;轮询呼叫;数据传输0 引言Link-11(11号战术数据链)是20世纪60年代开始研发的一种低速战术数据链,并于70年代在美国海军开始服役。
Link-11主要作为地空数据链和空空数据链投入战场使用。
它的诞生对北约数据链的研发具有相当重要的意义,在已服役的数据链中应用范围广泛、装备规模很大的数据链,预计服役至2015年。
1 Link-11系统概述Link-11是一种具有保密功能的数据链,主要供美国海军和北约海军舰艇之间、舰-岸之间、舰-空之间和空-岸之间实现战术数据交换的重要战术数据链,也是北约海军目前非常重要的数据链,并且仍将在未来相当长一段时间内发挥着重要的作用。
另外,Link-11数据链与Link-4A数据链不同,主要用于平台之间交换态势信息,具有态势共享和指控引导的主要功能。
2 Link-11系统构成典型的Link-11系统主要由战术数据系统(TDS)、保密设备、数据终端设备、无线电设备以及天线等部分构成,如下图1所示:战术数据系统(TDS),也称战术计算机系统(TCS)或作战指挥系统,是由多台计算机设备组成。
TDS主要接收传感器传来大量消息,经过融合处理后生成格式化的战术数据;并且定期更新战术数据库。
保密设备用于对战术数据系统输出的战术数据进行加密处理,从而确保数据传输的安全。
Link-11采用KG-40系列保密机。
数据终端设备(DTS)是Link-11数据链路的“心脏”,可将其看作是一个调制解调器。
它具有检错纠错、调制解调、链路协议管理、A/D(D/A)转换等功能。
美军现用的Link-11数据终端设备有:AN/USQ-36、AN/USQ-59、AN/USQ-63、AN/USQ-74、AN/USQ-79、MX512-P、MVM2001等等。
基于OMNeT++的Link11网络建模仿真研究
基于OMNeT++的Link11网络建模仿真研究李振;郑连泽;饶广然【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)003【摘要】在数据链系统的生命周期中,仿真是不可缺少的一个环节.针对商用软件成本高,教育版无源代码难以二次开发问题,采用新型开源网络仿真软件OMNeT++,利用Mobility Framework组件构架,编写了轮询协议模型,建立了数据链仿真系统模型和Link 11网络模型,通过场景和统计模块的设计,对Link 11进行了性能仿真实验.仿真结果表明,网络性能良好,基本满足了消息传输的实时性和可靠性.%Simulation is an indispensable key in the life cycle of tactical data link (TDD system. Considering the high cost of commercial version and lack of source codes in educational version among kinds of business network simulation tools, a new object-oriented modular simulation framework-OMNeT++ was used to compile polling protocol of MAC layer and establish TDL simulation model and Linkll network model below the Mobility Framework (MF). Simulation results show that the network performance is fine, which can keep real-time performance and reliability.【总页数】6页(P21-25,28)【作者】李振;郑连泽;饶广然【作者单位】海军驻西安军代局,陕西西安710054;海军驻西安军代局,陕西西安710054;海军92619部队,广西北海538036【正文语种】中文【中图分类】TN711-34;TP311【相关文献】1.基于OMNeT++的无线局域网络仿真实验教学研究 [J], 丁麟轩;杨柳2.基于OMNeT++的无线传感器网络仿真实验教学研究 [J], 诸燕平3.基于OMNeT++的航母编队网络仿真研究 [J], 郝英川4.基于BP神经网络的油浸式变压器故障诊断建模仿真研究 [J], 李朕玥5.基于BP神经网络的油浸式变压器故障诊断建模仿真研究 [J], 李朕玥;因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于DSP和FPGA的link11数据链仿真
基于DSP和FPGA的link11数据链仿真摘要:link11数据链是一种采用网络通信技术和标准信息格式进行数字信息交换的战术数据链,用于机载、陆基和舰艇战术数据系统之间的情报交换,因此对Link11数据链的仿真具有重要的意义。
本文利用DSP灵活优势和FPGA速度优势联合对link11数据链进行了仿真,并且提出了相应的硬件和软件解决方案,通过仿真结果证实这种基于DSP和FPGA的link11数据链联合仿真是可靠和可行的。
关键词:Link11 DSP FPGA1、引言现代战争中,战术数据链的应用日益广泛,在获取战场信息优势方面发挥了极其重要的作用,成为了链接各种指挥控制系统和武器平台的桥梁纽带,实现了各兵种间的协同作战,其通信的有效性、可靠性成为各国军队战斗力的重要保证。
本文基于link11数据链特点,结合DSP和FPGA各自的特点,提出了一种基于“DSP+FPGA”联合仿真的方案,并且给出了硬件和软件的解决方案。
2、硬件实现方案数字信号处理的核心器件为DSP和FPGA,DSP采用软件编程,因此具有高度的灵活性,多用于处理复杂多变的应用场合;FPGA又称为“可编程硬件”,处理速度较高,多用于处理流程相对固定,但速度要求较高的场合。
本方案选择以“DSP+FPGA”为处理核心搭建硬件平台,充分利用两种器件的各自优势。
在本方案的硬件设计中DSP选用TI公司的高性能低功耗产品TMS320C6713,FPGA选用当今主流的XILINX公司的XC5VSX95T,内核电压1.0V,DAC选用AD公司的低功耗产品AD9736,数据位宽14位,速度可达1.2GHz。
具体的方案如图1所示。
3、DSP软件的设计在设计中我们利用DSP软件的灵活性,Link11数据链基带信号的设计用DSP 来实现。
Link11数据链基带信号由2路或16路音频副载波信号调制组成。
其16路单音信号频率为605Hz,935Hz,1045Hz,1155Hz,1265Hz,1375Hz,1485Hz,1595Hz,1705Hz,1815Hz,1925Hz,2035Hz,2145Hz,2255Hz,2365Hz,2915Hz,其中605Hz单音用于实现多普勒校正,其电平比其它数据载波单音大5~7dB。
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Link11数据链仿真技术研究
作者:李永志
来源:《计算机与网络》2019年第24期
摘要:Link11数据链用于陆基、机载和舰载之间进行情报信息交换,采用标准信息格式和网络通信技术进行数字信息交换,因此对Link11数据链的仿真具有重要的意义。
利用DSP的灵活优势和FPGA的速度优势联合对Llink11数据链进行了仿真,并提出了相应的硬件和软件解决方案,通过仿真结果证实这种基于DSP,FPGA的Llink11数据链联合仿真是可靠且可行的。
关键词:Link11;DSP;FPGA
中图分类号:TN919文献标志码:A文章编号:1008-1739(2019)24-57-3
0引言
Link11采用网络通信技术和标准报文格式,工作在HF频段时,使用SSB或抑制载波AM 调制,可覆盖300 nm;工作在UHF频段时,使用FM调制,提供舰对空150 nm,舰对舰25 nm。
Link11数据链支持空中、舰船和水下跟踪数据、电子战数据和指挥控制单元之间的有限指挥数据的交换。
Link11依靠网控站轮询系统轮流询问每个参与者,并获取数据为各部队之间提供通信并交换数据信息。
通过对Llink11数据链的帧结构、编码方式和调制方式等分析,利用DSP,FPGA各自的特点,提出了一种基于DSP+FPGA联合仿真的方案。
利用DSP软件的灵活性,进行(30,24)汉明编码,经过副载波调制后进行叠加形成基带数据的I路和Q路;利用FPGA的速度优势,在FPGA中利用DDS技术产生2~30 MHz或者UHF/VHF頻段内225~400 MHz的载波,然后进行正交调制和幅度控制,最后通过数据采集和分析来验证仿真的正确性。
1 Link11协议分析
1.1帧结构
轮询呼叫[1]是Link11数据链的正常工作方式,指定一个单元为网络控制站(NCS),剩下的单元用作前哨站或者入网单元(PUS)。
NCS的数据终端机控制其他入网单元被查询的序列,当呼叫它时,每个PUS要发送它的数据。
在剩余时间内,PUS接收来自其他网络成员的报告。
如果在16帧时间内,收不到PUS的回应,NCS在序列中查询下一单元。
每次查询序列或网络循环完成后,NCS报告其自身信息。
这时,战术数据在网络成员之间进行交换。
一旦开始,数据终端机的工作就是自动的。
发生在轮询呼叫中的发送类型是NCS呼叫(CALL-UP)、前哨站回答(REPLY)和NCS 报告(NCS REPORT AND CALL-UP)。
1.2前置码
前置码[2]由605 ,2 915 Hz两个频率构成,605 Hz用来校正相对运动或高频信道的变化而引起的多普勒频移;2 915 Hz是同步音,用于接收端完成帧同步。
采用BPSK调制,在每帧的结尾处相位有180°跳变。
前置码的持续时间为5帧的长度,它以正常功率的4倍(正常幅度的2倍)进行发射。
在正常情况下,605 Hz的发射功率为6 dB,数据帧的发射功率为0 dB。
在前置码中,2 915 Hz的发射功率为6 dB,605 Hz的发射功率为12 dB。
1.3数据帧
Link11信号中,除了5帧的前置码外,其余的都是数据帧,数据帧是16音信号,605Hz 不携带信息,其余的15个单音,在每帧内分别携带2 bit信息,总共30 bit。
1.3.1数据帧编码
Link11数据链采用的编码方式是汉明编码,信息为24位的二进制码,经过(30,24)汉明编码后,变为30 bit,增加了6 bit监督位,放在24 bit信息位后面。
这30 bit数据由数据帧中编号为2~16的15个单音各携带2 bit,信息比特位置和数据单音编号的对应关系如图1所示。
1.3.2π/4-DQPSK调制
每一个数据单音的相位根据前一帧的相位进行相移,2 bit可以表示4种不同的状态,相移的大小决定了2 bit的数值。
10,00,01,11分别对应与前一帧的相位差为45°,135°,225°,315°。
2实现方案
2.1硬件结构
硬件采用DSP+FPGA的实现方案,DSP具有高度的灵活性用于处理复杂多变的应用场合,FPGA具有实时处理特点用于处理流程相对固定并且速度要求较高的场合,充分利用2种器件的各自优势实现完美的硬件解决方案。
在本方案的硬件中FPGA选用XC5VSX95T,DSP 选用TMS320C6713,具体方案如图2所示。
2.2软件实现
2.2.1 DSP软件设计
基于DSP[3]软件的灵活性,Link11数据链基带信号的设计用DSP来实现。
Link11实际用1 365, 2 250 bps,副载波调制采用π/4 QDPSK的调制方式。
Link11信息为24 bit的二进制码,经过(30,24)汉明编码后,变为30 bit,增加了6 bit监督位,放在24 bit信息位后面。
30 bit信息分成15组,每组包含2 bit信息,经过副载波调制后进行叠加形成基带数据的I路和Q路。
具体实现如图3所示。
2.2.2 FPGA软件设计
Link11数据链路[4]可在短波和超短波2个波段工作,在UHF/VHF频段工作时,频率为任一25 kHz的整数倍频率,在HF频段工作时,频率为任一100 Hz整数倍频率。
利用FPGA的速度优势,在FPGA中利用DDS技术来产生HF段内的2~30 MHz或者UHF/VHF频段内225~400 MHz。
DSP中产生的Link11数据链基带信号通过DSP总线传送到FPGA[5],接口选用4个RAM 来实现。
每个RAM数据位为16 bit,深度为4 K,因为在DSP产生的基带数据为32 bit,所以I路和Q路各用2个RAM来实现数据的传送。
DSP中产生的基带数据采样率很低,在调制前
必须经过插值,将其采样频率提高到与D/A转换器相同,在对和进行调制,相加后经过D/A 输出。
具体的方案如图4所示。
3驗证仿真
为了验证产生Link11数据链[6]的正确性,对数据进行采集和分析,在5帧前置码数据中,605 Hz是相位连续的单音信号,且其能量较大,计算得到的多普勒音实际频率如图5所示。
利用2 915 Hz音在前置码数据中,各帧的相位变化特性,可以进行帧同步,图6分别给出了前置码与2 915 Hz单音进行滑动相关的结果,5个峰值分别对应5帧的起始点。
对15个数据帧进行分析,可以得到15个信息承载音的相位变换,如图7所示。
4结束语
本文针对Link11数据链的特征,充分利用DSP, FPGA各自的优势,建立了Llink11数据链仿真的硬件模型。
利用DSP软件的灵活性把复杂的基带信号用DSP来实现,利用FPGA的速度优势把载波调制用FPGA来实现,形成对Link11数据链的完美仿真,同时通过验证仿真来验证本文所提出仿真方法的正确性和可靠性。
参考文献
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