数据链J系列消息研究
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。
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。
谢谢观看
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。
Link16平台中主机协议模块的研究与实现
Link16平台中主机协议模块的研究与实现Link16战术数据链是用于交换实时战术数据的军事单位,最早起源于美国,以J序列消息作为交换媒介。
Link16战术数据链具有高速率、大容量、抗干扰能力强、安全保密、时分多址等特性,是美国陆、海、空三军协同作战的主要通信方式。
由于战术数据链的特殊性和保密性,对于如何实现Link16战术数据链系统,目前并没有公开的统一标准。
通过对Link16协议的学习,本文重点研究了
Link16消息(包括初始化消息、配置消息、J序列消息中的监视及电子战消息),以及消息的传输机制等,在研究理论知识的基础上进行设计与实现。
本文的Link16平台包括主机和端机两个部分。
对于主机部分,本文提出了Link16平台主机协议模块的设计方案,实现了主机对Link16平台的人机交互、主机消息编解码、对端机的初始化和配置及消息处理调度功能。
最后通过测试用例的设计,对主机协议模块的子模块、本端、对端的功能进行了验证。
基于本文的研究,可以将Link16平台扩展为一个真实的作战系统,也可扩展为模拟系统进行仿真研究。
因此,Link16平台主机协议模块的研究与实现对于未来Link16战术数据链的发展具有一定的参考价值和现实意义。
数据链中消息标准的标准化研究
数据链中消息标准的标准化研究周翔;王兆伟;李晓波;张海斌【摘要】消息标准的标准化过程是数据链互操作性的重要保障.首先介绍了美军数据链消息标准的现状,然后在分析美军消息标准组成内容的基础上,重点研究了消息标准需求规范转换为软件执行文档的过程,并研究了消息标准的文档管理规程.最后对我军消息标准的研究建设,提出了若干建议.【期刊名称】《中国电子科学研究院学报》【年(卷),期】2017(012)002【总页数】6页(P149-154)【关键词】数据链;消息标准;标准化;互操作性【作者】周翔;王兆伟;李晓波;张海斌【作者单位】中国电子科学研究院,北京100041;中国电子科学研究院,北京100041;中国电子科学研究院,北京100041;中国电子科学研究院,北京100041【正文语种】中文【中图分类】TN919数据链，也称作战术数据链，是按照标准化的消息格式和通信协议，以面向比特的方式实时传输数字信息的战术无线通信系统。
数据链将地理上分散的感知、情报、指控和作战平台连接成一个有机整体，实现各作战单元间的信息交互、分发和共享，形成战场统一态势，缩短决策时间，提高指挥能力，是信息化、网络化和体系化作战的核心技术。
消息标准是指数据链系统或设备终端所应遵循的标准化协议和规范，以实现系统或设备级的信息交互。
消息标准包括消息元素标准、数据元素标准、协议标准等内容，是数据链特有的标准。
消息标准与数据链的作战需求和平台应用密切相关，是数据链开发、使用、维护和改进的重要内容[1]。
数据链的研发是一个增量部署、不断演进的过程，消息标准的种类越来越多、消息标准的内容越来越复杂，对消息标准的新旧兼容和平滑演进形成了严峻挑战。
随着数据链的广泛应用，由于平台功能和能力的限制，消息标准的实现内容和实现程度，在不同平台间具有很大的差异性，对软件的配置管理带来了许多困难。
消息标准制定后，如何确保平台实现和消息标准间的一致性，也是工程实践中的难点。
卫星数据链_卫星通信应用的新领域_李子木
u
k n
1l (
A T
I D
L
) A 用 于在舰 船 之 间 舰 船 与 飞
、 。
通 信规 程 和 应 用 协 议 ) 直 接 连 通 特定 的 指 挥 控
机 之 间 舰 队 与 海 军 陆战 队之 间 舰 队 与岸 基之 间 双 向 交 换监 视 情报 工 作 工作 频 段 为
MH Z
, , ,
,
1 个 用 户 的 多个 时 槽 必 须 相 邻
D T
MA
的 时槽 结构
和 时槽 分 配 决 定 于 通 用 调 制 解 调 器 ( U M ) 系 统 网 络 实现 计划 ( N I P)
,
.
。
另 外 U n l 的 卫 星 单元 测 试 信 息 J O k 6
.
.
1
应答
0 J 6 J 6 通 信 控 制 信息 通 过 基 带 控 制 和 业 务 交 0
通 用 数 据 链 (CD L (美 国 防部 制 定 其 作 为 图 像 和 )
来适 应 上 述 新 特 点
,
。
在 目前 众多 的 通 信 和 指 挥 控
, 、 。
信 号 情 报采 集 系 统 中使 用 的标 准 ) 战术 通 用 数据
链 (T C D L ) (可 与
,
制 密 切 结 合 的技 术 手 段 中 表 现 突 出 具 有 潜力 的 技 术手 段 之 一 就是 数 据链
, ,
系统
、
。
跳 频 密钥保 护编 码 和 信 源 编码 等 措 施 提 高 了 抗 突 发 干 扰 抗 随机 干 扰 能 力 和 安 全 保 密 性 u n l k 6
,
数据链J系列消息研究
DUI
DI
DUI
DI
DFI
DUI
DI
…
…
图 1 数据域组成
对于每个给定的 DFI，其后面所包括的 DUI 一般是有序
的，对于每个 DUI，可能有多个 DI，每个 DI 都用二进制的
表示，这些 DI 值将是消息数据转换成消息内容的主要依据。
一个典型的数据项编码及含义如表 5 所示。
表 5 数据项编码
DUI/DI 训练标识(EX IND)
作者简介：郭灵波(1979-)，男，工程师，研究方向：计算机应用软件开发与集成。
2013.5
61
技术应用
表 1 初始字结构
格式名称 字格式 标识 子标识 消息长度指示符 数据 奇偶校验
字节长度 2
5
3
3
57
5
表 2 延长初始字结构
格式名称
字格式
数据
奇偶校验
字节长度
2
68
5
表 3 继续字结构
格式名称
4
25～48
24
756 001
备用
9
49
1
371 015
航向
3
50～58
9
367 018
航速
3
59～69
11
…
…
…
…
…
…
比特位置表明了数据项在消息中的位置，同时，通过 DFI 和 DUI 还可以在数据元素字典中快速查找到数据项更加 详细的信息。
1.3 J 系列消息的数据元素字典
消息元素字典定义了消息字中每个数据元素的元素名 称、编码长度、数据长度、数据类型、数据编码等信息。元 素字典是以数据域标识符(DFI)和数据使用域标识符(DUI)为
高频数据链及其信号监测研究
高频数据链及其信号监测研究文丨国家无线电监测中心哈尔滨监测站唐艳张静摘要：本义对高频数椐链（High Frequency Data Link，H FD L)的技术标准、技术优势及数掘 通倍特点进行/介绍，重点研究了其信号特征和监测/j法，力今后开展短波监测丨:作积累/经验。
^>5键词：岛频数椐链（H FD L)监测解码________________________/0引言高频数据链（H ig h Frequency Data L in k，HFDL)是ARINC 635-3标准中定义的一种高频数据链路协议，其发展是建立在 ACARS(A irc ra ft C om m unications A d d re ssin g and R e p o rtin g System)飞机通信寻址 与报告系统的基础上的，因此H F D L也被称为H F- A C A R S丨1丨。
H F D L用于民用远距离飞机与地面基站之间 的通信，可实现航空运行控制（A O C)消息、控制器飞 行员数据链路通信（CPDLC )消息和自动相关监视（ADS )消息等数据的信息交换。
当前，地空数据通信系统主要分为甚高频（V H F)通信系统、卫星通信系统和高频（H F)通信系统。
其 中，V H F通信范围较小，无法覆盖海洋、山区、沙漠、戈壁等地区；卫星通信覆盖面广，但受星蚀和曰凌的影 响，且使用成本较高。
H F D L与V H F和卫星通信服务不 同，短波频段信号传输距离远，仅需要几个H F D L地面 站就可以覆盖全球，旦短波机载设备比卫星通信要经济 得多。
这意味着H F D L技术不需要通信卫星和数以百计 的V H F地面站，就可以覆盖更多的航线，具有极大的实 用性和经济性。
H F D L在地空数据通信中的迅猛发展，使H F D L在短波航空移动业务中占据重要位置，因此，掌握H F D L信号特征和监测方法有利于更好地幵展短波 信号监测。
数据链支持下的多机协同作战效能评估研究
较晚，但是成果丰硕。
在数据链方面，空军各研究所以及中国电子科技集团各研究所对数据链都做出了相应的研究，其中较为具有代表性的是国防工业出版社出版的由梅文华等编写的（ＪＴＩＤＳ／Ｌｉｎｋ．１６数据链》。
学者费爱国【ｌＩＪ等也对航空数据链做了大量的研究工作，对航空数据链的效能进行了分析，系统地介绍了Ｌｉｎｋ．１６数据链性能结构功能等，为我军战术数据链的发展和武器装备信息化建设起到积极地作用。
在武器装备作战效能评估方面，中国军工研究所以及各军工院校都投入了大量的研究，例如，朱宝鎏所著的《作战飞机效能评估》，给出了战机作战性能估算方法，提出了现今仍在我军广泛应用的指数模型。
多机协同作战方面，从２０世纪８０年代开始，南京航空航天大学、西北工业大学等院校在航空基金和自然科学基金的支持下，相继开展了多机协同作战的研究工作，主要研究了多机协同的目标分配、协同战术决策等等。
总的来说，国内对战机效能的研究大多停留在单机层面上，对多机协同的作战效能的研究还处于起步阶段。
本文将对数据链支持下的多机协同作战效能进行研究。
１．３论文的研究内容和组织安排１３．１论文的研究内容本文以装备数据链的多战机协同为基础，以武器装备作战效能评估的基础理论为依据，主要研究数据链支持下的多机协同作战效能。
首先，研究数据链支持下的多机协同作战相关理论；其次，对武器装备作战效能评估方法和指标赋权方法进行了研究；再者，构建了数据链支持下的多机协同作战效能评估指标体系；最后，针对数据链支持下的多机协同作战效能利用ＡＤＣ模型进行评估。
具体的研究内容如下：（１）提出了数据链支持下的多机协同编队，研究了三种情况下的多机协同编队，并研究了数据链支持下的多机协同作战关键技术；（２）研究了武器装备作战效能评估方法，针对层次分析法等赋权方法的不足提出了改进，并验证改进方法的合理有效性；（３）研究了数据链对多机协同的影响，建立了数据链支持下的多机协同作战效能评估指标体系，指标体系是一个四层结构，并对各个指标进行了定性分析或定量计算；（４）提出并建立了改进的多机协同作战的ＡＤＣ模型，突出了数据链对于多机协同作战能力Ｃ的影响，并给出了运用改进的层次分析法计算作战能力Ｃ的步骤和过程。
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关键词标识数据元素项。 数据元素是构成 J 系列消息的数据基本单位，它不是某
一个数据。每个数据元素由一对 DFI 和 DUI 组成的数字唯一 标识。DFI 是一个概括性的概念，表示一类含义相关的数据 元素，在它的下面有有限多个 DUI 组；DUI 包含有限多个用 来组成数据元素的数据项(DI)，标明数据元素的含义。数据 域的通用数据结构如图 1 所示。
下面对美军广泛使用的 TADIL J 采用的 J 系列消息加以 分析。为了叙述方便，除非特别指明，下文提及的消息都是 指 J 系列消息。
1.2 J 系列消息的数据结构
J 系列消息是面向功能的、长度可变的二进制数据串， 由若干个不同组合的消息字组成。
每个消息字包含 75 比特固定长度，其类型有 3 种，即 初始字、延长字和继续字。每个消息字前 2 个比特表明消息 字类型。其中，初始字、延长字和继续字的详细信息如表 1， 表 2，表 3。
4
25～48
24
756 001
备用
9
49
1
371 015
航向
3
50～58
9
367 018
航速
3
59～69
11
…
…
…
…
…
…
比特位置表明了数据项在消息中的位置，同时，通过 DFI 和 DUI 还可以在数据元素字典中快速查找到数据项更加 详细的信息。
1.3 J 系列消息的数据元素字典
消息元素字典定义了消息字中每个数据元素的元素名 称、编码长度、数据长度、数据类型、数据编码等信息。元 素字典是以数据域标识符(DFI)和数据使用域标识符(DUI)为
0 前言
发达国家在 C4ISR 系统建设过程中，均将战术数据链作 为实现其系统综合集成、提高武器装备作战效能的关键环 节。战术数据链(Tactical Data Information Link)，在美国称为 TADIL，在北约称为 Link，是采用无线通信装备和数据通信 规程，直接为作战指挥和武器控制系统提供支持、服务的数 据通信与计算机控制密切结合的系统。美国自 20 世纪 60 年 代初开始研制战术数据链，根据不同时期的作战需要和技术 水平，开发了一系列数据链，如 TADIL J、TADIL A、TADIL B、TADIL C、TADIL F、Link22、ADIL-1、VMF 等。战术 数据链消息标准是指为了实现与其它系统或设备的兼容和 互通，该数据链系统或设备必须遵守的一套技术和程序参 数。它包括数据通信协议和数据项实现规范。每一种数据链 都有一套完整的消息规范。具有标准化的消息格式是数据链 的一个重要特征。
DI 编码
注释
指示消息标识的航迹是否为训练航迹
训练航迹
0 训练
非训练航迹
1 非训练
指挥和控制标识(C2
可以使 JU 将自己识别为非 C2 或 C2
IND) NC2 单元 C2 单元
单元
0
正在报告的单元是非 C2 单元
1
正在报告的单元是 C2 单元
…
…
…
1.4 J 系列消息的数据识别
每条消息的构造和识别都完全依赖于消息的数据结构
面向字符的消息就是指采用消息代码集合中所定义的 字符结构来传送上下文信息，利用字符代码来构造数据并监 督数据的相互交换。如美国消息文本格式(USMTF)、超视距 目标引导-GOLD(OTC)等。
面向比特的消息就是指采用有序的比特序列表示上下 文信息。利用比特控制字段来构造信息并监督信息的相互交 换。如 TADIL C、TADIL J、TADIL F 及 ATDL-1 等。就面向 比特的消息而言，主要有固定格式、可变格式和自由正文 3 种类型。固定格式消息是指所含数据长度是固定的，并由特 定的标识符标识消息的具体格式和类型，它是战术数据链的 主要消息形式，如 TADIL A 和 TADIL B 采用“M”系列消 息、TADIL C 采用“V”和“R”系列消息、TADIL J 采用“J” 系列消息、TADIL F 采用“F”和“FJ”系列消息、ATDL-1 采用“B”系列消息等，都是固定格式消息。
图 2 数据分析流程
2 总结
本文分析了 J 系列消息的数据格式、数据元素字典、数 据识别，探讨了通用消息生成原理，并给出了具体的流程图， 对研究和验证测试其它消息提供一些借鉴。
参考文献
[1]兰汉平,丁锋.战术数据链技术现状及发展研究[J].舰船电子 工程.2004. [2]王邦荣,李辉等.战术数据链的现状及未来发展趋势[J].火力 与指挥控制.2007. [3] 余 晓 钢 , 王 华 . 美 军 主 要 战 术 数 据 链 介 绍 [J]. 航 空 电 子 技 术.2002. [4]郝威,武斌.美海军数据链透析[J].舰船电子对抗.2002. [5]孙义明,杨丽萍.信息化战争中的战术数据链[M].北京邮电 大学出版社.2005. [6]刘占荣.海军战术数据链[J].情报指挥控制系统与仿真技 术.2003. [7]郭平,冯宝理,田畅.可变报文格式及其报文传输.军事通信 技术.2003.
PPLI 消息。一个典型的消息字数据字段信息如表 4 所示。
表 4 空中 PPLI 延长字结构
消息字编号：J2.2 E0
消息字名称：空中 PPLI 延长字
DFI DUI
数据元素名称
类型 比特位置 比特数
1550 001
字格式
1
0～1
2
281 015 经度，0.0013 分
4
2～24
23
282 015 纬度，0.0013 分
字格式
连续字标识
数据 奇偶校验
字节长度
2
5
63
5
一条消息由一个初始字开始，后面跟随 1 个或多个延长 字，再跟随 1 个或多个继续字组成。初始字是必选消息字， 延长字和继续字是可选消息字。初始字中 5 比特标识和 3 比 特子标识标明消息类型和消息编号，3 比特消息长度标明了
可选消息字个数。延长字用于传送逻辑相关的数据，继续字
DUI
DI
DUI
DI
DFI
DUI
DI
…
…
图 1 数据域组成
对于每个给定的 DFI，其后面所包括的 DUI 一般是有序
的，对于每个 DUI，可能有多个 DI，每个 DI 都用二进制的
表示，这些 DI 值将是消息数据转换成消息内容的主要依据。
Байду номын сангаас
一个典型的数据项编码及含义如表 5 所示。
表 5 数据项编码
DUI/DI 训练标识(EX IND)
The discussion based on Web2.0 technology on the University virtual learning community Zhang Yongmei China West Normal University Network Center, Sichuan, 637009, China Abstract: Virtual learning community plays an important role in the field of professional exchange of college students and teachers. In this paper, the exploration and study of Web2.0 technology is conducted based on the virtual learning community, in order to use the concept and technology of Web2.0 and to give full play to the advantages of the Internet so as to better carry out the autonomous learning, constructing an autonomous virtual learning community on the basis of Web2.0 professional network. Keywords: Web 2.0; Virtual Learning Community; Blog; RSS; WIKI
J 系列消息格式是美国国防部指定的用于指挥控制系统 的标准消息格式，以 J 系列消息格式为标准的 TADIL J 是美 军联合互通的基础；同时，它也是美军网络中心战的主要数 据链。
1 消息标准分析 1.1 消息标准概述
由于不同的战术数据链采用不同消息标准，因此，不同 的战术数据链之间不能直接互通信息。战术数据链采用的 格式化消息的类型有两种：面向字符的消息和面向比特的 消息。
比
特2
5
3
2
1
1
1
编
码0
2
2
2
1
0
1
16 … EMG … IND
1…
1…
由于数据结构和数据元素字典对于用户来说都是透明的， 依据字格式中的 2 比特字头识别消息字类型为初始字，再根据 初始字的 5 比特代码识别出来报文所属 FAD，结合接下来的 3 比特数据判断为 J2.2I。然后根据报文数据结构 J2.21 前 1 比特 为训练标识符字段，其值为 1；再检查训练标识符的 DFI/DUI 快速索引数据元素字典，可知训练标识符字段，其值为 1 时表 示正在训练；接下来的 1 比特数据为任务指挥标识，检查其 DFI/DUI 分别为 190 和 001，查数据元素字典可知：当任务指 挥标识 0 时表示无报告。后继数据的识别方法同上。
和数据元素字典。下面以接收的消息为例来说明识别过程
(表 6)。
表 6 空中 PPLI 延长字识别
消息字编号：J2.2I
消息字名称：空中 PPLI 初始字