聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)(JTIDS)中的同步概念
[導(dǎo)讀]數(shù)據(jù)鏈Link-16用于在作戰(zhàn)部隊之間交換實時戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)。相比于Link-11和Link-4A在系統(tǒng)上做了很大改進(jìn)，如無核心節(jié)點、抗干擾、通信的靈活性、傳輸與數(shù)據(jù)安全分離、增加參與者數(shù)量、增加數(shù)據(jù)容量、網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航特性和保密話音。?Link-16使用聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)(JTIDS)，...
數(shù)據(jù)鏈Link-16用于在作戰(zhàn)部隊之間交換實時戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)。相比于Link-11和Link-4A在系統(tǒng)上做了很大改進(jìn)， 如無核心節(jié)點、抗干擾、通信的靈活性、傳輸與數(shù)據(jù)安全分離、增加 參與者數(shù)量、增加數(shù)據(jù)容量、網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航特性和保密話音。
Link-16使用聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)(JTIDS)，包括 2 類終端軟件、硬件、射頻設(shè)備以及所產(chǎn)生的大容量、保密、抗干擾波形。JTIDS基本型使用時分多址(TDMA)，信號為擴(kuò)頻信號，在TDMA中使用了兩種擴(kuò)頻方式：直序擴(kuò)頻和跳頻。JTIDS TDMA的每個時隙的發(fā)射脈沖為129 個，其中前20個為同步段，其余 109個為數(shù)據(jù)段。
在同步段和數(shù)據(jù)段，用作脈沖調(diào)制信號的偽隨機序列段是不相同的。同步段中所選用的偽隨機序列段可以是從所有可能的32位二進(jìn)制基碼排列空間中偽隨機選出，也可以是從上述空間中的有很好的自相關(guān)函數(shù)的集合中偽隨機選出，也可以是兩種方法結(jié)合而成。
究竟作何選擇則取決于是用在粗同步還是精同步以及對整個系統(tǒng)的抗有源干擾和抗欺騙干擾的要求。上面所謂的自相關(guān)函數(shù)好不好，指其單峰和旁瓣的關(guān)系而言。
每個時隙的粗同步段只能選用8種偽隨機序列段，與之相應(yīng)，需要有8個接收通道。時隙不同，選用的偽隨機序列段也不同。數(shù)據(jù)段所使用的作為脈沖調(diào)制信號的偽隨機序列段是由31位的m序列擴(kuò)展1位基碼后構(gòu)成的M序列。
由于這些偽隨機序列段之間為周期移位關(guān)系，分別代表相應(yīng)的數(shù)椐，移位位置由信息源決定，因此不是偽隨機選擇的。這種M序列的特點是各周期移位序列之間互相關(guān)函數(shù)很好，是正交的。
JTIDS 的用戶端機在接收到信號之后，便送到信號檢測器（數(shù)字濾波器）對同步段的脈沖調(diào)制信號進(jìn)行檢驗，以決定接受或不接受這一串信號。由于同步段和數(shù)椐段采用了不同種類的偽隨機序列，因此要利用不同的檢測器。檢測器可以采用最大似然判據(jù)，作32次比較，也可用門限檢測電路實現(xiàn)，比如雙字長的聲表面波濾波器。
在 JTIDS 中有兩種同步概念。
一種為網(wǎng)同步，即前面所說的每個成員的時鐘均要與作為基準(zhǔn)的時鐘對齊，從而形成系統(tǒng)時，這樣每個 時隙的起始和終止時間是統(tǒng)一的，每一發(fā)射成員的信號發(fā)射時刻均從 時隙開始時刻起算。
另一種同步為信息同步，同步段的功能在于實現(xiàn)信息同步。在JTIDS成員的接收機中，利用所接收到的信號中的 16 個粗同步脈沖，產(chǎn)生一個誤差不超過 0.2us 的定時信號，再利用4個精同步脈沖，使定時信號的抖動下降至±20ns（lσ為 10ns）。
在 JTIDS 成員接收機中，所接收到的信號的同步段產(chǎn)生的定時信號真正標(biāo)記了信號的到達(dá)時刻。它有兩種用途，第一是用作數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)檢測。因為接收到的射頻脈沖經(jīng)信號檢測器之后直接變?yōu)橐曨l尖峰脈沖，在數(shù)據(jù)段，尖峰的位置是與M序列的移位位置相對應(yīng)的，有了定時信號才能判定尖峰的位置，即判定M序列的移位位置，即判定所代表的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，從而將數(shù)據(jù)檢測出來。
定時信號的另一種重要用途是作導(dǎo)航。由于JTIDS所有的系統(tǒng)成員均在規(guī)定給它們的時隙中嚴(yán)格地與系統(tǒng)時作同步發(fā)射，因此系統(tǒng)其它成員根據(jù)接收信號的到達(dá)時刻便可算出其與發(fā)射成員的相對距離。這便是到達(dá)時間測量技術(shù)，簡稱TOA技術(shù)。這種技術(shù)是JTIDS導(dǎo)航功能的基礎(chǔ)之一。
由此可見，由同步段產(chǎn)生的定時信號對于JTTDS系統(tǒng)的工作來說十分重要。在信號相關(guān)處理時，在整個偽隨機序列段中只在一個點上才發(fā)生信號自相關(guān)，而這個點以一個基碼的寬度增量跳變。
這樣，由于JTIDS信號使用的偽隨機碼基碼率為 5Mbit，使其固有分辨力不低于±100ns（相當(dāng)于距離±33m）。當(dāng)然還可進(jìn)一步使分辨力提高，使分辨率達(dá)到基碼寬度的幾分之一，比如休斯公司達(dá)到的分辨力為±4m。
本文節(jié)選自鐵桿會員分享資料，全文共46頁，需要下載的鐵桿會員可進(jìn)入日常更新文件夾查看。
Link-16使用聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)(JTIDS)，包括 2 類終端軟件、硬件、射頻設(shè)備以及所產(chǎn)生的大容量、保密、抗干擾波形。JTIDS基本型使用時分多址(TDMA)，信號為擴(kuò)頻信號，在TDMA中使用了兩種擴(kuò)頻方式：直序擴(kuò)頻和跳頻。JTIDS TDMA的每個時隙的發(fā)射脈沖為129 個，其中前20個為同步段，其余 109個為數(shù)據(jù)段。
在同步段和數(shù)據(jù)段，用作脈沖調(diào)制信號的偽隨機序列段是不相同的。同步段中所選用的偽隨機序列段可以是從所有可能的32位二進(jìn)制基碼排列空間中偽隨機選出，也可以是從上述空間中的有很好的自相關(guān)函數(shù)的集合中偽隨機選出，也可以是兩種方法結(jié)合而成。
究竟作何選擇則取決于是用在粗同步還是精同步以及對整個系統(tǒng)的抗有源干擾和抗欺騙干擾的要求。上面所謂的自相關(guān)函數(shù)好不好，指其單峰和旁瓣的關(guān)系而言。
每個時隙的粗同步段只能選用8種偽隨機序列段，與之相應(yīng)，需要有8個接收通道。時隙不同，選用的偽隨機序列段也不同。數(shù)據(jù)段所使用的作為脈沖調(diào)制信號的偽隨機序列段是由31位的m序列擴(kuò)展1位基碼后構(gòu)成的M序列。
由于這些偽隨機序列段之間為周期移位關(guān)系，分別代表相應(yīng)的數(shù)椐，移位位置由信息源決定，因此不是偽隨機選擇的。這種M序列的特點是各周期移位序列之間互相關(guān)函數(shù)很好，是正交的。
JTIDS 的用戶端機在接收到信號之后，便送到信號檢測器（數(shù)字濾波器）對同步段的脈沖調(diào)制信號進(jìn)行檢驗，以決定接受或不接受這一串信號。由于同步段和數(shù)椐段采用了不同種類的偽隨機序列，因此要利用不同的檢測器。檢測器可以采用最大似然判據(jù)，作32次比較，也可用門限檢測電路實現(xiàn)，比如雙字長的聲表面波濾波器。
在 JTIDS 中有兩種同步概念。
一種為網(wǎng)同步，即前面所說的每個成員的時鐘均要與作為基準(zhǔn)的時鐘對齊，從而形成系統(tǒng)時，這樣每個 時隙的起始和終止時間是統(tǒng)一的，每一發(fā)射成員的信號發(fā)射時刻均從 時隙開始時刻起算。
另一種同步為信息同步，同步段的功能在于實現(xiàn)信息同步。在JTIDS成員的接收機中，利用所接收到的信號中的 16 個粗同步脈沖，產(chǎn)生一個誤差不超過 0.2us 的定時信號，再利用4個精同步脈沖，使定時信號的抖動下降至±20ns（lσ為 10ns）。
在 JTIDS 成員接收機中，所接收到的信號的同步段產(chǎn)生的定時信號真正標(biāo)記了信號的到達(dá)時刻。它有兩種用途，第一是用作數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)檢測。因為接收到的射頻脈沖經(jīng)信號檢測器之后直接變?yōu)橐曨l尖峰脈沖，在數(shù)據(jù)段，尖峰的位置是與M序列的移位位置相對應(yīng)的，有了定時信號才能判定尖峰的位置，即判定M序列的移位位置，即判定所代表的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，從而將數(shù)據(jù)檢測出來。
定時信號的另一種重要用途是作導(dǎo)航。由于JTIDS所有的系統(tǒng)成員均在規(guī)定給它們的時隙中嚴(yán)格地與系統(tǒng)時作同步發(fā)射，因此系統(tǒng)其它成員根據(jù)接收信號的到達(dá)時刻便可算出其與發(fā)射成員的相對距離。這便是到達(dá)時間測量技術(shù)，簡稱TOA技術(shù)。這種技術(shù)是JTIDS導(dǎo)航功能的基礎(chǔ)之一。
由此可見，由同步段產(chǎn)生的定時信號對于JTTDS系統(tǒng)的工作來說十分重要。在信號相關(guān)處理時，在整個偽隨機序列段中只在一個點上才發(fā)生信號自相關(guān)，而這個點以一個基碼的寬度增量跳變。
這樣，由于JTIDS信號使用的偽隨機碼基碼率為 5Mbit，使其固有分辨力不低于±100ns（相當(dāng)于距離±33m）。當(dāng)然還可進(jìn)一步使分辨力提高，使分辨率達(dá)到基碼寬度的幾分之一，比如休斯公司達(dá)到的分辨力為±4m。
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