战术数据链多链网关关键技术研究与性能仿真

发布时间：2020-06-19 09:28

【摘要】：战术数据链(Tactical Data Link,TDL)是一种传送标准化数字信息的,将指控系统、武器系统和传感器铰接在一起形成体系作战的通信链路。战术数据链的应用水平某种程度上决定了现代战争的成败。现有的战术数据链在发展初期由于面对不同的作战对象和受制于当时技术的原因,不能满足所有的作战要求;且已形成的多种战术数据链在短时间内难以被替换,因此多种战术数据链共存成为必然。但是战术数据链之间由于通信体制和消息标准的不同,不能直接互连互通。战术数据链多链网关可以实现不同体制的战术数据链之间互操作,使得各战术数据链之间能够快速传递战术消息,提高信息共享水平。战术数据链多链网关的研究,对于作战能力的提升具有重大意义。本课题主要研究目标是战术数据链多链网关关键技术,研究了 Link-11、Link-11B、Link-16和TTNT战术数据链的接入控制协议和相应的报文标准,并介绍了移动自组织网中路由协议和跨层设计的方法,解决同种战术数据链视距传输问题以及不同战术数据链之间互操作问题,如复杂性、转换规则和可伸缩性。本文主要工作和创新点如下:(1)针对战术数据链间采用不同消息标准,如典型的M序列消息和J序列消息,提出了一种消息格式转换的方法;对战术数据链网关进行分类,以Link-16为例分析了同构型网关解决战术数据链视距传输问题,但因为同构性网关的缺点,本文提出将传统数据链IP化并引入路由协议实现异构型网关。(2)围绕着战术数据链IP化后产生的IP包头过大问题,提出一种适应于战术数据链场景的健壮IP包头压缩方法以降低IP包头开销;接着基于AODV路由协议,通过引入QoS参数并结合跨层设计的方法提出了 QoS-TAODV路由协议,该协议通过寻找各数据链路最小权值的最优路径建立路由,帮助网关解决战术数据链间转发问题。(3)利用OPNET对战术数据链网关建模实现,包括几种战术数据链的接入控制协议、IP压缩模块以及QoS-TAODV路由协议模块,对网关连接的战术数据链之间互操作性和网关性能进行仿真验证。仿真结果表明:IP包头压缩方案解决了数据链中IP包头开销问题;改进的AODV路由协议适合于网关选择有最优路径的数据链;网关可以解决因视距影响和传输距离限制的数据链中继问题;验证出了网关面对不同数据链具有可伸缩性。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP212;E96
【图文】：

２．１战术数据链组成逡逑战术数据链系统通常由战术数据系统（Ｔａｃｔｉｃａｌ邋Ｄａｔａ邋Ｓｙｓｔｅｍ，邋ＴＤＳ）、加密设备、逡逑数据终端（Ｄａｔａ邋Ｔｅｒｍｉｎａｌ邋Ｓｙｓｔｅｍ，邋ＤＴＳ）、通信电台等构成，其连接关系如图２－１逡逑所示。ＴＤＳ通常与战术数据链所在的作战单元的主计算机相连，用于接收传感器、逡逑武器设备或普通作战员发出的各种数据，并将其按规定的报文格式编排。加密设逡逑备利用加密算法确保数据在传输过程中的安全性。ＤＴＳ主要由调制解调器、网络逡逑控制器和可选的密码机等组成，该设备的主要功能是：通过调制／解调进行数／模转逡逑换、检错与纠错和对ＴＤＳ的接口控制。通信标准和消息协议一般都在ＤＴＳ内实现，逡逑它控制着整个数据链路的工作并负责和指挥控制平台、其他端机平台或武器系统逡逑交换信息，而电台负责在无线信道中传输消息。逡逑ｓ￣ｒｙ逦传感器或逡逑武器设备逡逑一＾Ｊ邋战＊数；逡逑；逦电口＋＿＋终端设备１据系统丨逡逑＞邋ｋ逡逑逦＞邋［逦逡逑显示逡逑系统逡逑图２－１战术数据链系统组成逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－１邋Ｔａｃｔｉｃａｌ邋Ｄａｔａ邋Ｌｉｎｋ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ逡逑２．２战术数据链应用逡逑数据链网关中会包括几种数据链电台接口，对传统的数据链接入控制协议和逡逑典型报文分析是构成数据链网关的基础。逡逑６逡逑

时分复用”接入协议。网络运行前，在所有入网单元中指定一个节点称为数据网逡逑控制站（ＤａｔａＮｅｔｗｏｒｋ邋Ｃｏｎｔｒｏｌ邋Ｓｔａｔｉｏｎ，ＤＮＣＳ）作为中心控制节点，剩下的单元称逡逑为从属站（Ｐａｒｔｉｃｉｐａｎｔ邋Ｕｎｉｔ，ＰＵ）或称入网单元，如下图２－２所示。在同一网中，逡逑ＤＮＣＳ和ＰＵ会用一个频率以时分复用方式发送信息，当网内节点不需要发送战术逡逑消息时，此时所有入网单元检测该频率以了解其他节点传输情况。ＤＮＣＳ维护一个逡逑全网所有单元的地址码并对当前同频率的网络进行管理，它依据所有地址码信息逡逑建立一个轮询呼叫序列，每个入网单元都被分配一定时隙，某一时刻只能有一个逡逑入网单元变为发送状态发送消息。ＤＮＣＳ依据建立的地址码，每次会广播一个携带逡逑地址码的询问消息到网中所有ＰＵ单元。ＰＵ用自身地址码和该地址码比较，若相逡逑同就变成发送状态发送战术消息，如果没有消息发送也会回复一个应答消息给逡逑ＤＮＣＳ

【参考文献】

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本文编号：2720602