通信技术
联合战术信息分发系统(JTIDS)中的同步概念
时间：2021-11-29 16:00:15
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[导读]数据链Link-16用于在作战部队之间交换实时战术数据。相比于Link-11和Link-4A在系统上做了很大改进，如无核心节点、抗干扰、通信的灵活性、传输与数据安全分离、增加参与者数量、增加数据容量、网络导航特性和保密话音。 Link-16使用联合战术信息分发系统(JTIDS)，...
数据链Link-16用于在作战部队之间交换实时战术数据。相比于Link-11和Link-4A在系统上做了很大改进， 如无核心节点、抗干扰、通信的灵活性、传输与数据安全分离、增加 参与者数量、增加数据容量、网络导航特性和保密话音。
Link-16使用联合战术信息分发系统(JTIDS)，包括 2 类终端软件、硬件、射频设备以及所产生的大容量、保密、抗干扰波形。JTIDS基本型使用时分多址(TDMA)，信号为扩频信号，在TDMA中使用了两种扩频方式：直序扩频和跳频。JTIDS TDMA的每个时隙的发射脉冲为129 个，其中前20个为同步段，其余 109个为数据段。
在同步段和数据段，用作脉冲调制信号的伪随机序列段是不相同的。同步段中所选用的伪随机序列段可以是从所有可能的32位二进制基码排列空间中伪随机选出，也可以是从上述空间中的有很好的自相关函数的集合中伪随机选出，也可以是两种方法结合而成。
究竟作何选择则取决于是用在粗同步还是精同步以及对整个系统的抗有源干扰和抗欺骗干扰的要求。上面所谓的自相关函数好不好，指其单峰和旁瓣的关系而言。
每个时隙的粗同步段只能选用8种伪随机序列段，与之相应，需要有8个接收通道。时隙不同，选用的伪随机序列段也不同。数据段所使用的作为脉冲调制信号的伪随机序列段是由31位的m序列扩展1位基码后构成的M序列。
由于这些伪随机序列段之间为周期移位关系，分别代表相应的数椐，移位位置由信息源决定，因此不是伪随机选择的。这种M序列的特点是各周期移位序列之间互相关函数很好，是正交的。
JTIDS 的用户端机在接收到信号之后，便送到信号检测器（数字滤波器）对同步段的脉冲调制信号进行检验，以决定接受或不接受这一串信号。由于同步段和数椐段采用了不同种类的伪随机序列，因此要利用不同的检测器。检测器可以采用最大似然判据，作32次比较，也可用门限检测电路实现，比如双字长的声表面波滤波器。
在 JTIDS 中有两种同步概念。
一种为网同步，即前面所说的每个成员的时钟均要与作为基准的时钟对齐，从而形成系统时，这样每个 时隙的起始和终止时间是统一的，每一发射成员的信号发射时刻均从 时隙开始时刻起算。
另一种同步为信息同步，同步段的功能在于实现信息同步。在JTIDS成员的接收机中，利用所接收到的信号中的 16 个粗同步脉冲，产生一个误差不超过 0.2us 的定时信号，再利用4个精同步脉冲，使定时信号的抖动下降至±20ns（lσ为 10ns）。
在 JTIDS 成员接收机中，所接收到的信号的同步段产生的定时信号真正标记了信号的到达时刻。它有两种用途，第一是用作数据段的数据检测。因为接收到的射频脉冲经信号检测器之后直接变为视频尖峰脉冲，在数据段，尖峰的位置是与M序列的移位位置相对应的，有了定时信号才能判定尖峰的位置，即判定M序列的移位位置，即判定所代表的二进制数据，从而将数据检测出来。
定时信号的另一种重要用途是作导航。由于JTIDS所有的系统成员均在规定给它们的时隙中严格地与系统时作同步发射，因此系统其它成员根据接收信号的到达时刻便可算出其与发射成员的相对距离。这便是到达时间测量技术，简称TOA技术。这种技术是JTIDS导航功能的基础之一。
由此可见，由同步段产生的定时信号对于JTTDS系统的工作来说十分重要。在信号相关处理时，在整个伪随机序列段中只在一个点上才发生信号自相关，而这个点以一个基码的宽度增量跳变。
这样，由于JTIDS信号使用的伪随机码基码率为 5Mbit，使其固有分辨力不低于±100ns（相当于距离±33m）。当然还可进一步使分辨力提高，使分辨率达到基码宽度的几分之一，比如休斯公司达到的分辨力为±4m。
本文节选自铁杆会员分享资料，全文共46页，需要下载的铁杆会员可进入日常更新文件夹查看。
Link-16使用联合战术信息分发系统(JTIDS)，包括 2 类终端软件、硬件、射频设备以及所产生的大容量、保密、抗干扰波形。JTIDS基本型使用时分多址(TDMA)，信号为扩频信号，在TDMA中使用了两种扩频方式：直序扩频和跳频。JTIDS TDMA的每个时隙的发射脉冲为129 个，其中前20个为同步段，其余 109个为数据段。
在同步段和数据段，用作脉冲调制信号的伪随机序列段是不相同的。同步段中所选用的伪随机序列段可以是从所有可能的32位二进制基码排列空间中伪随机选出，也可以是从上述空间中的有很好的自相关函数的集合中伪随机选出，也可以是两种方法结合而成。
究竟作何选择则取决于是用在粗同步还是精同步以及对整个系统的抗有源干扰和抗欺骗干扰的要求。上面所谓的自相关函数好不好，指其单峰和旁瓣的关系而言。
每个时隙的粗同步段只能选用8种伪随机序列段，与之相应，需要有8个接收通道。时隙不同，选用的伪随机序列段也不同。数据段所使用的作为脉冲调制信号的伪随机序列段是由31位的m序列扩展1位基码后构成的M序列。
由于这些伪随机序列段之间为周期移位关系，分别代表相应的数椐，移位位置由信息源决定，因此不是伪随机选择的。这种M序列的特点是各周期移位序列之间互相关函数很好，是正交的。
JTIDS 的用户端机在接收到信号之后，便送到信号检测器（数字滤波器）对同步段的脉冲调制信号进行检验，以决定接受或不接受这一串信号。由于同步段和数椐段采用了不同种类的伪随机序列，因此要利用不同的检测器。检测器可以采用最大似然判据，作32次比较，也可用门限检测电路实现，比如双字长的声表面波滤波器。
在 JTIDS 中有两种同步概念。
一种为网同步，即前面所说的每个成员的时钟均要与作为基准的时钟对齐，从而形成系统时，这样每个 时隙的起始和终止时间是统一的，每一发射成员的信号发射时刻均从 时隙开始时刻起算。
另一种同步为信息同步，同步段的功能在于实现信息同步。在JTIDS成员的接收机中，利用所接收到的信号中的 16 个粗同步脉冲，产生一个误差不超过 0.2us 的定时信号，再利用4个精同步脉冲，使定时信号的抖动下降至±20ns（lσ为 10ns）。
在 JTIDS 成员接收机中，所接收到的信号的同步段产生的定时信号真正标记了信号的到达时刻。它有两种用途，第一是用作数据段的数据检测。因为接收到的射频脉冲经信号检测器之后直接变为视频尖峰脉冲，在数据段，尖峰的位置是与M序列的移位位置相对应的，有了定时信号才能判定尖峰的位置，即判定M序列的移位位置，即判定所代表的二进制数据，从而将数据检测出来。
定时信号的另一种重要用途是作导航。由于JTIDS所有的系统成员均在规定给它们的时隙中严格地与系统时作同步发射，因此系统其它成员根据接收信号的到达时刻便可算出其与发射成员的相对距离。这便是到达时间测量技术，简称TOA技术。这种技术是JTIDS导航功能的基础之一。
由此可见，由同步段产生的定时信号对于JTTDS系统的工作来说十分重要。在信号相关处理时，在整个伪随机序列段中只在一个点上才发生信号自相关，而这个点以一个基码的宽度增量跳变。
这样，由于JTIDS信号使用的伪随机码基码率为 5Mbit，使其固有分辨力不低于±100ns（相当于距离±33m）。当然还可进一步使分辨力提高，使分辨率达到基码宽度的几分之一，比如休斯公司达到的分辨力为±4m。
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