美军link 22 数据链系统技术介绍

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link 22 介绍 Kevin Buck 博士 尼罗河项目经理 CDR Antonio Scarciglia 尼罗河 PMO 意大利代表 未经尼罗河 PMO 事先许可，不得发布用于商业用途或超出直接受众范围的信息

大纲 • LINK 22 背景 • 功能架构 • 操作特性 • 技术特性 • LINK 22 无线测试

link 22 背景尼罗河计划的目标 • 设计一种新的战术数据链系统（链接 22），该系统由配备战术数据系统的舰艇、潜艇、飞机和岸上站点之间的计算机对计算机数字数据链组成，该系统将满足 北约人员要求的要求。

link22 背景（续）要求 • 操作：北约人员需求，90 年 12 月修订 • 系统、功能和性能：北约基本要求文件，94 年 11 月 16 日 目标 • 替换链接 （最终） • 补充 • 提高盟军的互操作性 • 增强指挥官的作战能力

链接 22 背景（续）Link 22 由七个国家在谅解备忘录 （MOU） 的支持下合作开发 七个尼罗河国家中有六个正在根据 2002 年 5 月生效的新谅解备忘录进行在役支持（ISS） 阶段 目前的国际空间站谅解备忘录将持续五 （2007） 年， 西班牙已申请加入尼罗河 美国是东道国

NILE/LINK 22 时间表

NATIONAL LINK 22 计划

大纲 • LINK 22 背景 • 功能架构 • 操作特性 • 技术特性 • LINK 22 无线测试

链接 22 功能架构Link 22 系统 尼罗河通信设备 （NCE） 无线电 SPC 尼罗河产品 无线电 SPC TDS LLC DLP SNC 无线电 SPC 无线电 SPC 国家发展 国家发展 MLTT 和 NRS 尼罗河产品

LINK 22 功能架构 • 战术数据系统（TDS） • 国家发展活动 • 数据链路处理器 （DLP） • 国家发展活动（基于通用互操作性要求） • 系统网络控制器 （SNC） • 开发完成 – 软件可通过 NILE PMO 和 NILE Nations 获得 • 链路级 COMSEC 设备 （LLC） • 2003 年前推出 • LLC模拟器可用

链接 22 功能架构Link 22 System NILE Communications Equipment （NCE） Radio SPC Radio SPC TDS LLC DLP SNC Radio SPC Radio SPC National Development National Development MLTT & NRS

链接 22 功能架构 数据链路处理 （DLP） • 与国家 TDS 的接口 • 服务战术数据 （STANAG 5522） • 实现 ADatP-22 程序 • 与 SNC 的接口

链接 22 功能架构Link 22 System NILE Communications Equipment （NCE） Radio SPC Radio SPC TDS LLC DLP SNC Radio SPC Radio SPC National Development National Development MLTT & NRS

链接 22 功能架构系统网络控制器 （SNC） • 通用软件开发确保互操作性 • 提供消息传递服务 • 通过管理功能 （MF） 提供网络管理功能 • 执行动态 TDMA、中继和路由、延迟网络进入 • 接口：DLP 和 LLC • 可移植到标准 COTS 硬件 • 在 WinNT、HPUX 和 Solaris 操作环境中进行测试

链接 22 功能架构Link 22 System NILE Communications Equipment （NCE） Radio SPC Radio SPC TDS LLC DLP SNC Radio SPC Radio SPC National Development National Development MLTT & NRS

链接 22 功能架构链路级 COMSEC （LLC） • 提供通信安全 （COMSEC） • 数据完整性校验和可防止未检测到的消息错误 • 与 Link-16 的芯片组通用性 • 每个 LLC 使用相同的 KEY 支持多达 4 个 Nile 网络 （NN） • SNC 支持多达 4 个具有相同/不同 KEY 的 LLC

链接 22 功能架构Link 22 System NILE Communications Equipment （NCE） Radio SPC Radio SPC TDS LLC DLP SNC Radio SPC Radio SPC National Development National Development MLTT & NRS

链接 22 功能架构信号处理控制器 （SPC） • 国家发展责任 • 执行调制/解调、EDAC（错误检测和纠正）和接收质量评估 • 接口：LLC、无线电和时间标准 • TOD 必须精确到 UTC 的 1 毫秒以内 • 发送/接收数据：• HF FF @ 1493 至 4053 bps STANAG-4539 • HF EPM @ 500 至 2200 bps STANAG-4444 • UHF FF @ 12,667 bps STANAG-4205 • UHF EPM @ 分类 STANAG-4372

链接 22 功能架构Link 22 System NILE Communications Equipment （NCE） Radio SPC Radio SPC TDS LLC DLP SNC Radio SPC Radio SPC National Development National Development MLTT & NRS

链接 22 功能架构无线电系统 • HF FF 和 UHF FF 利用现有的 Link 11 无线电 • HF FF：HF 无线电上的 3 KHz 上边带音频端口 • UHF FF：UHF 无线电上的 16 Kbps （KY-58） 端口 • HF EPM 和 UHF EPM 需要跳频无线电系统：国家发展责任 • 链接到 EPM 无线电 STANAG中的 22 项要求（4444 和 4372） • EPM 无线电需要传输安全 （TRANSEC） 设备来控制跳频模式 • EPM 无线电可能需要时间接口日间标准

大纲 • LINK 22 背景 • 功能架构 • 操作特性 • 技术特性 • LINK 22 无线测试

链路 11 的改进 • 链路 22 克服了以下链路 11 的局限性：• 缺乏电子保护措施 （EPM） • 战术消息吞吐量方面的容量不足 • 鲁棒性不足（尤其是对 NCS 的依赖） • 错误检测和纠正不足 • 数据链路程序不灵活且缓慢 • 消息标准限制 • 路由受限

链接 11 操作副链接 22 • 差异 • 链接 22 没有网络控制站 • 链接 11 不会区分紧急信息和常规信息 • 链接 22 内置中继 • 共性 • 相同的频率（HF 和 UHF 固定频率） • 相同的无线电（HF 和 UHF FF） • 就是这样！• 链路 22 与链路 16 的共同点多于链路 11

56 04 64 64 链接 11 点名 64 NCS 04 56

锡链接 22 操作 • 多媒体 • 多网络 • 多网络成员 NU1 NU12 NU7 NU26 NU8 NU5 NU18 NU7 NN1 – HF NN3 – UHF NU9 NU3 IS NU16 NU2 中断插槽 NU6 NU9 NU17 NU24 IS NU6 NU16 NU24 NU17 NU2 NU10 NU20 NU2 NN4 – HF EPM NN9 – UHF EPM NU11 NU9 NU19 NU15 NU13 NU14 NU15 NU23 NU 21 NU

链接 22 操作特性主要特点 • 动态时分多址接入 • 动态拥塞管理 • 多媒体/多网络 • 路由和中继 • 任务区子网 • 延迟入网 • 动态重配置/初始化

链接 22 操作特性 • 时分多址 （TDMA） • NILE 单元 （NU） 具有预先分配的时隙 • 中断时隙可用于注入高优先级消息 • 时隙可以动态交换或修改 （DTDMA） NU4 NU6 NU3 NU5 NU3 NU1 NU8 NU2 中断槽 NU7

链接 22 操作特性 • 所有 NU 的组称为超级网络 （SN） • SN 最多可以包含 125 个 NILE 单元 （NU） • SN 由多达 8 个 NILE 网络 （NN） 组成 • 一个 NU 可以在相同介质/不同介质上参与多达 4 个 NN • Link 22 消息由 72 位组成 • 每个战术消息都基于 Link 16Data 元素 （STANAG 5522）

使用替代路线请求更多容量 （DTDMA） 可用容量的信息过多 友情链接 22 操作特性 • 动态拥塞管理 修改要传输的数据量 向 DLP 请求消息取消授权

链接 22 操作特性 • 自动路由和继电器 • 中继器控制 可用 NN 3 NN 1

链接 22 操作特性 • 最多可建立二十三 （23） 个任务区子网 • MASN 是一种寻址方案 尼罗河网络 2 MASN 1 超级网络 MASN 2 尼罗河网络 1 尼罗河网络 3 MASN 3

链接 22 操作特性 • 延迟网络进入 （LNE） • LNE 的目的是允许在 NN/SN 开始时不存在的单元加入 • LNE 用于 NU 是全新的，即它未在 Optask Link 消息 （OLM） 中列出和/或当介质参数与 OLM 中的参数相比发生变化时 • LNE 现在包括一个“静默加入”选项，允许单元加入无需进行任何传输即可实现网络 • 操作员输入最少 • 被视为自动化后台活动

链接 22 操作特性 • 动态重配置 • 每个 NN 都可以重新配置：• DTDMA（开或关） • 网络周期结构 （NCS） • 在上述重新配置期间，SN/NN 将继续运行 • 重新初始化 • SN 初始化后可以启动新的 NN • 每个 NN 都可以更改频率、波形和加密完整性模式

网络周期结构案例 1 23 MS NCT = 2.59 秒 NU 1：CN=低 AD=短 NU 2：CN=中低 AD=中短 NU 3：CN=中低 AD=中短 NU 4：CN=中高 AD=中短

网络周期结构案例2NU 1：CN=高 AD=短 30 毫秒 NCT = 3.375 秒 NU 2：CN=中高 AD=中空 NU 3：CN=中低 AD=中长 NU 4：CN=低 AD=长

NCS 计算结果 23 MS NCT = 2.59 秒 30 MS NCT = 3.375 秒

链路 22 操作特性 • 多链路 22 网络是对链路 16 的补充。• Link 22 将多媒体通信功能扩展到 HF 和 UHF 频段。• Link 22 提供增强的网络功能。• 链路 22 和链路 16 使用通用数据结构。

链路 22 操作特性 • 多链路 22 网络补充链路 16 • 链路 16 主要是 AAW 数据链路 • 经常依赖机载中继 • 链路 22，最初定义为主要海上 （ASW/ASUW），更像是通用数据链路 • 扩展表面波和长距离天波高频 • 船对船中继网络扩展了连接性 • 链路 22 可以为链路 16 释放额外的容量 • 相反， 链路 22 对于传输在高强度冲突期间将从链路 16 “推出”的数据至关重要

LINK 22 操作特性 • 将多媒体通信功能扩展到 HF 和 UHF 频段：• 经济高效地使用现有的 Link 11 HF 和 UHF 无线电 • 通过多个 Link 22 网络中继 • 当机载中继不可用时保持可用 • 还提供时间/频率/到达角分集 • 通过符合 STANAG 标准的 HF-EPM 和 UHF-EPM 无线电（可选）实现抗干扰能力

LINK 22 操作特性 • Link 22 提供增强的网络功能 • 无节点 TDMA，无需网络管理员即可继续运行 • 通过自动路由和中继增强连接性 • 中断时隙以报告高优先级消息 • 通过动态 TDMA 进行持续的容量重新分配 • 自动优化时隙分配 • 自动建立和重新配置 • 自动延迟录网

链路 22 操作特性 • 链路 22 和链路 16 使用通用数据结构：• 大多数是 FJ 系列消息（与 J 系列相同） • 高效的 F 系列消息使用许多通用数据元素 • 通用的 JU/NU 和跟踪编号 （TN） 方案。• 支持参与者位置和识别 （PLI） 轨迹 • 相同的大地坐标系 • 没有复杂的链接 16 与链接 22 数据转换

大纲 • LINK 22 背景 • 功能架构 • 操作特性 • 技术特性 • LINK 22 无线测试

LINK 22 技术特点 • 介质类型：HF FF、HF EPM、UHF FF 和 UHF EPM • 覆盖范围：长达 1000 海里 • 抗干扰性：具有错误检测和纠正、网络数据包加密 （COMSEC） 和 ECM 抗性 （TRANSEC） 的信号处理 • 系统抗误码性：误码率目标为10-4 • 鲁棒性：非节点、中继可用、多个子网和动态路由选择 • 介质访问：动态时分多址

BLOS 战术数据链路Link 22 HF BLOS JRE Link-16 Line of Sight Link 22 UHF LOS Link 22 路由和中继

LINK 22 技术特点 • 吞吐量：HF FF（QPSK 最大） 31 条消息/秒（最大 8PSK） 45 条消息/秒 UHF FF 大约 150 条消息/秒（多网络功能使这些数字更大） • 用户数据速率：HF FF：1493 – 4053bps HF EPM：500 – 2200bps UHF FF：12667bps UHF EPM：分类 • 考虑到窄带宽 （W） 和嘈杂的信道，这是一个很好的数据速率（香农定理告诉我们我们能做的最好的是什么）

LINK 22 技术特点 • HF FF：6 波形 QPSK/8PSK，RS 编码 • UHF FF：3 波形，16 Kbps NRZ FM，RS 编码 • HF EPM：4 波形，QPSK，双 RS 编码 • UHF EPM：4 波形，卷积编码 1/2,16 Kbps NRZ FM

LINK 22 技术特点 • 4 种不同的调制解调器、4 种不同的无线电系统、17 种不同的波形使 Link 22 成为 JTRS 的好客户 • 调制解调器和无线电可以组合在一个基于软件无线电的系统中，具有完整的 NILE 波形库 • Link 22 与 JTRS 将使 NILE 波形的增强变得更加容易

JTRS公司JTRS JTRS 如何在 JTRS 中实现 LINK 22？无线电 SPC 无线电 SPC TDS LLC DLP SNC 无线电 SPC 无线电 SPC

大纲 • LINK 22 背景 • 功能架构 • 操作特性 • 技术特性 • LINK 22 无线测试

HF LINK 22 无线测试 • 测试于 6 年 8 月 2001 日至 2 月 4 日进行 • 位于南加州的 11 个广播电台 • 提供 500 个测试频率 • Link 1 个兼容发射器 在广播电台可用

HF LINK 22 无线测试 • 测试环境的几个变量难以控制，测试结果是不可重复的：• 太阳活动 • 无线电链路的几何形状：地形/上层建筑堵塞 • 天波和地波的相对强度（多径） • 来自其他无线电传输的电磁干扰和噪声水平 • 天线/无线电效率状态

HF LINK 22 无线测试 • 在 NRS SG 服务器上运行的 8 分钟测试场景 • 2 个活动 NU，每个 NU 分配 5 个迷你插槽 • 净循环时间为 1.25 秒 • 每个 NU 有 75 个轨道

频率：2.2 MHz 5.4 MHz 8 MHz 12 MHz PLOMA 平均值 100.0 80.0 60.0 SSC-SD 接收消息的百分比 OK：SSC-SD 的平均值 40.0 20.0 0.0 链路 11 链路 11 -1 0 1 2 3 4 5 6 CLEW 转换链路 22 媒体设置编号 （MSN） HF 链路 22 无线测试

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