卫星通信在数据链系统中运用思考范文

摘要：数据链系统在军事领域得到广泛应用，已经成为现代化作战体系中的重要组成部分，能够保障数据信息传输的高效性及可靠性，为军事发展奠定了技术保障。在数据链系统的未来发展中，除了要提高传输速率外，还应该不断扩展系统容量，以达到实践工作的具体要求。为此，应该加强卫星通信的融合应用，以提高系统运行效能，真正发挥数据链系统的功能优势。本文将对传统战术数据链系统结构加以介绍，明确卫星数据链系统的特点，提出卫星通信在国外数据链系统中的应用现状，探索我国卫星通信在数据链系统中的应用措施。

关键词：卫星通信；数据链系统；应用

在国外军事领域当中，对于数据链的研究逐渐增多，旨在适应现代化战争的精准性和全方位趋势，能够有效提升指挥控制水平，同时满足数据通信的高质量要求。在数据链系统的支持下，多种系统的功能价值也得到充分体现，包括了指控系统、传感器系统和武器系统等等，增进各系统之间的密切连接，在信息交互当中更具可靠性。数据链类型也有所差异，包括了军兵种专用梁和通用战术数据链等，在应用特点上具有较大的差异性。随着作战要求的提升，传统数据链系统已经无法满足实际工作要求，必须以卫星通信为依托加强数据链系统的全面优化和升级，不仅能够改善数据的传输质量，而且其覆盖范围得到全面扩展，传输距离更长。应该加强对国外卫星通信数据链系统的研究，结合我国实际建设情况获得先进经验和技术，以便在未来战争体系发展中奠定可靠的技术保障。

1传统战术数据链系统结构

1.1战术数据系统

通信协议、传输通道和标准格式化消息，是数据链的关键组成部分，借助于传输通道，能够将战术数据信息传输到其他系统当中，以便达到作战指挥的要求，在数据链的支持下，指挥控制系统和武器系统的联系更加高效，战术数据链系统主要分为数据链终端、接口控制处理器和战术数据系统等，通过发射天线和接收天线满足信号的传输要求[1]。由计算机系统作为战术数据系统，能够与主任务计算机保持良好的连接效果，以便更加快速的处理格式化消息。针对数据的接收十分可靠，使其成为标准信息格式，在信息处理中更加规范和统一。通信接口处理层、战术信息综合处理层和共用框架层等，是战术数据系统的基本组成部分。其中，在判别威胁状况和指挥航迹的过程中主要依靠战术数据综合处理层，同时达到了战术协同的要求，提高作战指挥交接水平；在解析传输协议的过程中则依靠通信接口处理层实现，也能够提升接口控制能力，为设备交互创造条件；在监管各项作战指挥任务的过程中则依靠底层公用框架，在消息管理和通信管理中也发挥着至关重要的作用[2]。

1.2接口控制处理器

由于战术数据链存在较大的差异性，为了能够保障各个数据链的良好转换效果，还应该在数据链系统中发挥接口控制处理器的功能特点，达到转换接口和协议的要求。作战平台和传输信道的连接效果得到改善，有利于战术信息的快速共享，防止在传递和转换过程中受到阻碍。站场的实际情况可以被相关人员快速获取，指挥控制命令也能够借助于数据链系统快速传导到不同部门。由于交互信息的特点存在差异化，包括了计量单元、顺序和基本内容等，因此在接口控制处理器的支持下，能够使武器平台的运行与指挥控制系统的运行保持高度协同，以便科学编排各类信息，以消息代码为依托，为消息的识别和存储等提供保障，同时为了防止在转换格式的过程中对消息的精度造成影响，还应该逐步选择合适的转换算法，能够降低时延。

1.3传输通道

无线信道和数据终端设备共同组成传输通道，在数据链系统当中，数据终端设备是最基本的单元组成，包括了网络控制器、调制解调器和密码保密设备等。借助于数据终端设备，能够满足消息协议的运行要求，同时为通信规程的制定和实施提供了保障，对于整个数据链系统的运行十分关键。除了能够获取数据传输链路的运行状况外，还能够增进与外部系统的连接，使得信息传递更加高效。在应用数据终端设备的过程中，对于其基本性能提出了更高的要求，除了要确保良好的保密性外，还应该增强设备的抗干扰能力，防止在外界干扰因素的影响下导致数据链系统功能下降。逐步提高数据终端设备的传输速率和鲁棒性，同时针对不同类型的截获行为要提供可靠支持，防止关键信息的丢失和泄露[3]。在设置通信协议规程时，应该了解数据链系统的具体运行要求，增强规程的标准化及规范性，防止出现网络运行故障。此外，在通信协议的支持下，能够使各个数据终端设备的联系更加紧密，加快网络化体系的构建。

2卫星数据链系统的概念

在现代化作战体系下，数据链系统的应用越来越多，作为一种传统的通信链路，格式化信息可以通过传输机器读取。同时，数据链系统能够达到自动化处理的要求，数据格式相对固定，为战术功能的实现奠定了保障。在设计数据链系统的过程中，除了要明确基本的通信协议外，还应该确定合适的消息格式，发挥军兵种作战平台的功能特点，为系统的数据传输和共享提供支持。尤其是在数据链系统的支持下，指挥控制系统与传感器、武器平台的衔接更加紧密，因此能够更加全面、高效和便捷的获取站场情况，以便为作战智慧提供可靠的信息，达到战术协同的目的[4]。近年来，国外军事研究领域主要致力于数据链系统和卫星通信的融合，除了能够发挥传统数据链系统的功能优势外，还能够改善组网体制，使信道的适配性更高，达到一体化设计的目的。在卫星数据链系统的支持下，多种设备的连接更加紧密，在传输格式化消息的过程中更加高效和便捷，体系结构更加完善，满足了新时期作战要求。卫星数据链系统具有较强的综合性，在未来发展中其覆盖范围也会逐步扩大，为网络化战术体系的构建提供技术保障。在系统设计及运行中，对于卫星有效荷载的要求较高，因此其应用功能和应用模式等，都会由于星载方式的优化而得到逐步升级，X频段透明转发方式及UHF在早期指挥控制中的应用效果较好，能够充分发挥中继互连的作用，体现数据链卫星组网的重要价值。MILSTAR/先进极高频卫星在美军军事领域中的应用，能够使JRE和S-TDLJ得到优化。在CDL体系建设当中，逐步应用宽带卫星通信技术，有助于情报侦查工作的开展[5]。星载方式通常分为两种，包括了透明转发和星上处理，前者主要工作是转发信号，后者则可以快速解调卫星传输波形。在实践应用当中，通常会同时采用上述两种星载方式。在超视距传输的过程中，卫星通信发挥了关键作用，受到设计因素的影响，部分组网体制在战术信息分发的过程中无法达到实时化和可靠性的要求。卫星数据链系统结构如图1所示。

3卫星通信在国外数据链系统中的应用现状

3.1STDL

国外数据链当中，Link-16的应用较为普遍，但是在系统运行中往往会受到视距的影响。在国外数据链系统研究中，以超视距部署研究为重点，充分发挥地面有线网络和卫星信道的作用，其中英国海军卫星战术数据链（STDL）的发展成熟度较高。该系统呈现出实时化的特点，在超视距通信中获得了可靠的支持，通过广播工作方式、网络工作方式和群链路工作方式维持系统运转，为单点对多点广播、点对点通信和分群组信息共享提供了保障。临时系统计划计算机、卫星通信系统、岸上功能管理器、卫星计划部门和网络控制终端等，共同组成岸上设备体系；网络终端计算机和通用调制解调器则共同组成舰上设备体系[6]。在ISO802.3协议的支持下，满足网络终端计算机和网络终端的运行需求，有线链路在系统中的应用，能够拓展系统的覆盖范围。岸基侧主要由控制器岸基功能、过渡系统规划计算机和网络控制终端组成，彼此之间通过本地链路连接。平台侧则由网络终端通用、战术数据系统、IOS8802/3以太局域网、网络终端计算机和战斗系统总线组成。

3.2S-TADILJS-TADILJ

由美国设计开发，随着业务量的改变，站端分配时隙也会发生相应的变化，使得功率得到控制。在该系统运行中，主要包括了半双工工作模式和同步工作模式两种。以DAMA卫星通信传输体制为依托，能够将数据传输速率提升到2.4/4.8ksps，如果未采用DAMA，则速率在2.4/4.8/9.6ksps。区域组网也是该系统的主要功能特点，在设置主站时往往选择卫星战术数据链网关控制器，实现不同网关单元的有效衔接。联合战术情报分配系统是S-TADILJ的基础，而卫星链接界面在指挥控制处理器当中的应用，能够使其传输距离得到改善，满足了超视距通信的要求，同时信道得到高效化利用。

3.3JRE

在应用JTIDS的过程中，超视距通信往往会受到一定的限制，尤其是有限数据时隙的占用量较高，因此可以运用卫星通信来改善这类问题，在联合距离上得到全面改善。JRE系统由美军开发设计，充分发挥Link-16系统的功能特点，增进与传输信道的链接效果，为地面IP网、卫星信道、短波信道和保密电话网的运行提供了可靠支持。在JRE系统的运行过程中，信息网络的连接更加紧密，主要由JRE网关、JIDS终端等构成。可以将JRE处理模块直接嵌入到军兵种战术作战中心当中，也可以设计单独的系统实现可靠性处理。采用前一种处理系统时能够避免对硬件的干扰，然而对于软件改造的要求较高；采用后一种处理系统时，对于规模化部署的要求较高。

4我国卫星通信在数据链系统中的应用措施

4.1系统体系结构

如上所述，近年来国外在卫星数据链系统研究中的投入逐渐增大，系统呈现出大容量和高速率的特点，为现代战争体系的全面完善奠定了基础保障。因此，我国也应该跟随世界发展潮流，积极探索数据链系统中卫星通信的应用，以便逐步改善系统体系结构，通过适应性升级增强系统可靠性。链路层、传输层及应用层，是以卫星通信为核心的数据链系统的重要组成部分，辅助以运维系统和安保系统，能够降低系统运行的风险，防止受到外界意外因素的干扰。应用层主要包括了共用框架、通信接口处理模块和战术数据综合处理模块等，与卫星通信系统的联系十分紧密，满足了数据传输的要求，为现代化战争提供丰富的战术[7]。传输协议转换模块、接口控制模块和流量控制模块等，共同组成系统的传输层。调制解调模块、网络控制模块和底层数据传输模块等，共同组成链路层。在卫星通信数据链系统的运行中，需要加强对数据安全、数据保密及链路安全的重视，充分发挥安保系统的功能价值，同时要通过了解差异化的任务特点，科学设计网络规划，加强对网络运行状况的监管，提升运维管理水平。

4.2装备功能升级

逐步升级TDS、ICP和DTS等设备，是改善系统体系结构中的关键工作内容，能够使应用层、传输层及链路层的运行更加高效，在卫星通信接入环节，也应该加强功能拓展，以满足我国未来军事发展的需求。在TDS设备升级优化中，应该强化战术数据综合处理功能，包括了命令收发功能和态势融合功能等，还应该提高接口处理的效率及质量，防止在通信过程中受阻。在ICP设备的升级优化中国，则应该以业务控制为主，同时要明确数据链消息的适配性。在信道终端的优化升级中，应该逐步增强消息接入控制效果。卫星通信的适应性，是决定数据链系统升级成效的主要因素，因此应该加强对通信协议及传输信道的合理控制，在标准格式化消息的传输中充分发挥卫星信道的作用，加快传输速率、增强传输可靠性[8]。应用层软件会受到格式化数据的影响，保障数据的稳定性是改善软件应用功能的重要途径，提升卫星通信在系统中的应用实效性，为作战水平的提升奠定保障。带宽是影响标准格式化数据处理的主要因素，通常难以保障良好的精度，而且数据量也会受到影响，因此在我国卫星数据链系统的未来发展中，应该以标准格式化消息的优化为重点，使其为卫星信道的可靠运行奠定基础，解决资源浪费的状况。在原有访问控制功能、波形处理功能的基础上，还应该逐步改进接入控制功能及战术数据系统功能，此外要新增业务控制功能及数据链消息适配功能，是促进装备改进的基本目标。运用信道加密设备、链路层安全接入设备和信源加密设备等，增强系统的安全保密性。

5结语

逐步改善数据链系统的功能，是提升现代化作战水平的关键，卫星通信与系统的密切融合，是提升系统可靠性的重要途径。传统战术数据链系统主要由战术数据系统、接口控制处理器和传输通道等构成，确保各个结构之间的协同配合，是保障数据传输精度和质量的关键。在国外数据链系统的发展中，STDL、S-TADILJ和JRE的成熟度已经较高，在理论和实践研究中取得了重大成果。我国在卫星数据链系统的研究中起步相对较晚，因此在未来发展中应该加强对系统体系结构优化及装备功能升级的研究，体现卫星通信的优势。

作者：徐耀耀 汤彧 张越 宋川川 单位：南京熊猫汉达科技有限公司