数据传输

2.2 数据链主要特征①信息传输的可靠性一般在无线信道中传输信息难免存在误码情况，因此数据链路系统如果要减少误码情况发生，势必要采取一定的措施，例如采用高性能纠错编码技术。

②实时传输和高传输速率数据链的重要特征有多个，信息的实时传输是其中之一，在实际应用中，要求数据传输必须快速，试想在战争的危机时刻，如果信息传输不能及时到达，那造成的影响是不可估量的。

因此，信息传输必须保证实时性。

为了能够在作战时使信息实现真正的实时传输，对整个信息数据链进行规划和设计时通常主要采用以下几种方法：第一，主要参考面向比特这种形式对整个信息传输的标准进行精确定义。

为了最大程度压缩信息传输量，使得信息的表达效率尽可能的提高，一般对数据链消息格式在JIDS消息格式标准的基础上对JIDS系统具有特别用途的信息裁剪，其中提到的JIDS系统有多种：例如系统信息交换、网络管理信息、参与者精确定位和识别（PPLI）等；第二，采用效率高、实用性强的交换协议，一般无线信道资源受一些因素的影响很有限，将有限的资源用来传输重要的信息使得信道最大程度被利用；第三，设计数据链系统时，一定要遵循先考虑实时性，再考虑可靠性的原则，只有当满足实时性条件下，考虑怎样提高可靠性才有意义；第四，在路由选择方法上，采用固定的网络结构，方便简单是其最大的优点，另外不同于以往的通信系统，这里采用直达的传输路径传输信息，比复杂的路径传输快捷，省时，节约时间；第五，对整个设计进行优化处理，结合信道的实际传输情况，对信号波形、通信控制协议、组网方式和消息标准每个环节均进行优化提升。

除了以上提到的几点，还有在高速运动状态下网络拓扑结构无法保持稳定，结构发生巨大变化，这就要求处于网络中的各个平台能够尽快熟悉战场中的信息资源，为了达到这个目的，数据链路层的传输能力和更新能力必须要高速和实时。

③采用格式化战术信息拥有一套比较完备的消息标准对于数据链来说是不可或缺的，这里的信息标准有一些固定好的参数，其中包括作战指挥、作战控制、作战管理、侦察监视、武器协调和联合行动等，分为动态和静态两类来描述。

格式化战术信息是指信息内容的格式化，我们常采用面向比特定义，长度固定或者变化的信息进行编码操作，这里的编码操作是指网络中的成员对其所编的码具有同样的理解，或者说是理解的语义一模一样，这样的操作可以保证信息共享元的二义性。

通过上面的操作，信息的表达更加准确、传输的速率得以提升、实时性得以保证，同时节省了大量的时间；除此外提供了标准化的技术手段使得作战各单元紧密连接；提供了可以参考的标准在不同的数据链间的信息转接处，打下了夯实的基础给信息互操作[16]。

④主要采用轮询组网协议，实现多层次组网应用可以运用多信道传输等较为先进的方法，使得多种手段、多个信道及多层次网络结构成为可能。

整体考虑数据链，依据传输手段的传输能力大小和覆盖程度范围的不同，分别选择全覆盖、无覆盖或者部分覆盖不同的网络结构。

三个网络结构均有其利弊，全覆盖对于网络的吞吐量及抗毁性有比较好的性能；而对于任务的分组和频率复用问题，无重叠网络更占优势；如果涉及网络的用户容量、覆盖范围、网间中继转发服务这些问题，部分重叠网络是当之无愧的首选网络结构。

⑤保密性在军事领域中，对于数据链路层的保密性和低截获率要求是极其严格的。

一般可以采用加密技术进行处理，不仅要保证消息保密（MSEC）还要保证传输的保密性（TSEC）。

这样做的目的就是防止敌对方接收、截获和使用一些电子欺骗等方式进行故意干扰，同时有效的预防己方的作战地理位置、作战动机及装备弹药等至关重要信息的暴漏。

网络的截获性越低越好，各个节点的抗干扰能力越强越好，为了尽可能实现这两个目的，采取了扩频技术和功率控制方法，同时还利用“随即抖动”等各种相对先进的编码方法，进而在很大程度上进一步提升在网络节点通信过程中存在的抗干扰性能。

⑥动态的网络构架针对数据链不同的场景应用和不同的作战需求，分集网络框架的采用成为首选，网络采用的管理方式是中心式和分布传输，其中的中心管理节点是非静态的，可以进行调整。

所谓“分级网络结构”，主要是指将整个网络划分成若干个等级，同时每一个等级都拥有独立的管理中心，关于网内节点的拓扑位置要按时的收集，其业务申请也是如此，这些收集的信息具有重要作用，能够用来分配时隙频率一类的信道资源。

2.3 数据链关键技术当今社会，越来越多的国家关注数据链技术的发展并参与其中，联合协同作战和“网络中心战”是关于数据链理论发展进步的基础，在此基础上，发展壮大了一些列的技术方案，包括：系统抗扰性能、保密性能、传输速率的提升、带宽的扩展、截获率的下降、组网技术等，为了进一步提升网络性能和稳定，采用的编码方法越来越先进，同时采用了先进的扩频、射频技术。

下面简单阐述几个有关数据链的重要技术[17]。

2.3.1 宽带高速信息化战场的发展是飞快的，这就要求不断的提高技术，比如带宽需求问题、传输速率问题，当前战场态势依靠文本和语音，但是未来在信息化战场中这些都将会被淘汰，而视频图像将成为主流，多个平台多个不同的兵种联合作战要想保持分毫不差的协同作战，就必须要有带宽高速的数据链系统作保障。

目前已有的数据链系统传输速率基本达不到要求，怎样使数据链系统实现高速宽带成为阻碍发展的重大难题，需要我们进一步的探索研究。

就目前来看，现阶段对于数据链系统问题，尤其是其中的高速宽带问题，主要利用以下四种解决方法[12]。

1、业务类型分类。

根据名字很容易明白，就是把来自战场的业务信息进行一个分类，定义一个优先的顺序，这个依据是根据时间的紧缓来排列的，关于信息量大小确定后根据大小进行所需时隙的分配。

2、调制解调技术。

调制解调是一个对称的关系，采用不同的调制解调方法，使得系统对带宽要求有所下降，抗干扰性能提高、传输速率变大。

3、天线技术。

普通采用相同节点，效果不好，这里采用不同节点，保证定向的天线技术的数据通信快速、宽带要求低。

4、数据信息分离、网络控制指令。

数据链路有时传输速率会变慢，比如当网络控制指令和数据信息交叠混合时，为了解决这个问题，就要把控制信息和别的信息进行剥离分开，进一步使得传输速率提升。

2.3.2 信息传输编码技术众所周知，数据链的消息标准，是至关重要的，不仅是简单的信息传输，更关乎整个系统的信息安全问题，因此每个国家的作战数据链涉及的消息标准肯定是不对外公布的。

那些对方开放的数据一定不是具体的细节，能对外开放的可能就只是一个大的概念而已。

从狭义角度来讲，在战术系统中，它仅仅是双方交换信息必须严格遵守的一种格式，是信源编码技术的一部分。

按照系统应用进行分类的是信源编码的消息标准，按照交换方式分类的是接口协议的消息标准，这种分类方式中一个“序列”就代表着一种链路的消息标准。

有效编码和压缩编码实际都是信源编码，只是名字不同而已，目的就一个即压缩冗余，可以是文本、话音、图形或者图像。

其中代码编码是文本型信源编码最普通常用的一种，此外，话音以及图像编码等数据形式在利用新型数据链的过程中也得到了非常好的实际应用[18]。

话音和数据是数据链传输信号的主题。

要想传输话音信号，第一步就是进行模数转换，将模拟信号转换为数字信号，这就是有关于信源编码的内容。

而数字信号在信道的传输中也并不容易，有多种类型的噪声对其产生干扰，这就无法保证可靠性，为了可靠性有所保证，一般这里采用信道编码，对传输的数据进行差错编码，最大程度降低噪声等造成的干扰。

在信道中传输的数据信息一般使用的是报文方式收发的，而报文的编码是有一定标准的，需要严格遵守[19]。

2.3.3 多路通信技术多路复用和多址接入是多路通信的两种技术。

这两种技术有相同点也有不同点，其中相同点是多个信号能够在一条信道上同时传输，而不同点是前者是基带信道复用，后者是射频信道复用。

①多路复用与数字复接多路信号在同一时间能够在在数据链信道上传送，信道复用技术就是用来解决多路信号传输的问题。

多路信号共同用一个信道传输信号，这样的通信方式就叫做多路复用。

复接指的是多路信号结合在发送端，分接指的是在接收端将复接后的多路信号在逐一分开。

以多路复用为基础，将很多个容量小、速率低的数字流汇总，合成一个容量大、速率高的大数据流，通过传输速度很高的信道后，再把上面合成的大数据流分成一个个小的数据流，这样的操作技术就是数字复接[20]。

（1）多路复用。

通常情况下，业界将信道的复用方法分为以下三种：（1）频分复用；（2）时分复用；（3）码分复用。

1）频分复用(FDM)：对于“频分复用”这种复用方式，主要根据具体的频率对传输信号进行有效区分。

信道有可用和不可用两类频带，将可用的频带分开，分开成一个个不会相互叠加的子频带，一路信号占一个子频带，这种信号必须是已调制的，然后选择适合的滤波器，放置在接收端，对每一路信号进行相应的解调。

用来实现多路信号在相同的一个信道的传输接受[21]。

对于频分复用而言，其优势在于信道整体复用率相对较高，与此同时可以容许较多的复用路数。

2）时分复用(TDM)：对于“频分复用”这种复用方式，主要根据实际的传输时间对传输信号进行有效区分。

时隙(Time Slot)是一种新的定义，指的是把一段固定可用的时间分成一个个不相互重叠的时间段。

每路子载波携带信号在上述分成的不重叠的时间段进行传输，然后接收端按照不重叠的时间段来接受，这样就可以实现多路信号同时在一个信道中传输的操作。

3）码分复用(CDM)：对于“码分复用”这种复用方式，主要根据调制码存在的差异性对传输信号进行有效区分。

每路信号使用相互正交的码字进行调制，调制完成后发送，同时在接收端使用相应的解调器解调并接受，也是为了实现多路信号在同一个信道中传输的操作[22]。

（2）数字复接技术。

需求不同、传输介质传输能力也不同，所以要用的信号路数不相同，同样需要的传输速率也不同，路数和传输速率复接成一个系列，复接的方式由低到高，这就是数字复接系列。

②多址接入技术所谓“多址接入技术”，主要指的是处于某个系统覆盖范围里的部分通信系统设备，系统相同，信道各自建立，站址是通信终端设备，能够实现两址或多址的通信方式。

以卫星通信为例，其多址接入以地球站为站址，在卫星覆盖的区域内由共同卫星建立各自通道，实现两址或多址通信的一种。

就目前业界的整体情况而言，在进行信号分割时，由于其之间的各种不一样，通常情况下，业界主要将多址接入方式分为以下几种方式：（1）频分多址；（2）时分多址；（3）码分多址；（4）空分多址；（5）多种方法组合。

（1）频分多址：所谓“频分多址”，主要是要根据地面站所分配射频的差异性对地球站站址进行有效区分。

（2）时分多址：所谓“时分多址”，主要是用所定义的时间间隙对地球的站址进行划分，每个地球站的信号必须经过卫星转发器在预设好的时间内。