简介
数据链是按照规定的消息格式和通信协议，利用各种调制解调技术、
纠错编码技术、组网通信技术和信息融合技术等，以面向比特的方式实时
传输格式化数字信息的地/空、空/空、地/地间的战术无线数据通信系统。
吕娜主编的《数据链理论与系统》首先论述数据链的基本理论和关键
技术，然后分析典型航空数据链系统及其作战应用，最后介绍数据链的最
新发展――机间数据链、武器数据链网络、航空网络以及相关的移动自组
织网和隐身通信技术等。
《数据链理论与系统》结合作者多年的科研和教学实践，强调理论、
技术和工程实际应用的综合性，可作为高等院校教材，也可供从事数据链
通信和系统设计的工程技术人员参考。
目录
第1章 数据链概述/1
1.1 引言/1
1.2 数据链概念/2
1.2.1 数据链的产生背景/2
1.2.2 何谓数据链/3
1.2.3 数据链的作用/7
1.2.4 数据链组成要素/9
1.2.5 数据链类型/11
1.3 航空数据链/13
1.3.1 系统组成/14
1.3.2 航空数据链特点/15
1.3.3 参考模型/16
1.3.4 航空数据链业务/18
1.3.5 航空数据链技术/18
1.3.6 性能指标/19
1.3.7 典型航空数据链/22
1.3.8 战术应用/22
参考文献/24
第2章 数据链的传输信道/25
2.1 电波传播/25
2.1.1 无线电波/25
2.1.2 自由空间的电波传播/29
2.1.3 实际空间的电波传播/32
2.2 天线/46
2.2.1 基本天线理论/46
2.2.2 数据链中使用的天线/49
2.3 数据链通信信道/56
2.3.1 超短波信道/56
2.3.2 短波信道/62
2.3.3 卫星信道/66
参考文献/73
第3章 数据链的信息传输技术/74
3.1 模拟调制技术/74
3.1.1 幅度调制/74
3.1.2 角度调制/78
3.1.3 各种模拟调制系统的比较/80
3.2 数字调制技术/80
3.2.1 BPSK、?/4-DQPSK和8PSK/81
3.2.2 MSK/88
3.2.3 QAM/91
3.2.4 正交频分复用（OFDM）技术/94
3.2.5 网格编码调制（TCM）技术/97
3.3 信息编码技术/99
3.3.1 差值脉冲编码调制/99
3.3.2 增量调制/100
3.3.3 线性预测编码/102
3.3.4 CCSK/103
3.4 差错控制技术/104
3.4.1 差错控制方法/105
3.4.2 纠错编码的基本原理/108
3.4.3 循环码/109
3.4.4 卷积码/110
3.4.5 CRC码/111
3.4.6 RS码/112
3.4.7 Turbo码/113
3.4.8 LDPC码/116
3.4.9 交织/118
参考文献/121
第4章 数据链的多址接入/122
4.1 多址接入技术与MAC协议/122
4.1.1 无线通信网络的多址接入技术/122
4.1.2 MAC协议概述/124
4.1.3 无线网络MAC协议/124
4.1.4 自组网的MAC协议/129
4.1.5 战术数据链的MAC协议/130
4.2 Link-11的轮询协议/131
4.2.1 应用场景和协议描述/132
4.2.2 协议性能参数/133
4.2.3 协议性能分析/134
4.2.4 Link-4A的MAC协议/146
4.3 Link-16的TDMA协议/147
4.3.1 应用场景和协议描述/147
4.3.2 Link-16的时隙分配/147
4.4 CSMA协议/156
4.4.1 典型随机竞争MAC协议/156
4.4.2 随机竞争MAC协议在航空数据链中的应用/160
4.5 数据链MAC协议的发展趋势/161
4.5.1 正交域多址接入（ODMA）和USAP协议/162
4.5.2 动态TDMA协议/168
参考文献/174
第5章 数据链的抗干扰/176
5.1 概述/176
5.1.1 通信对抗/176
5.1.2 通信干扰/178
5.1.3 抗干扰通信/179
5.2 扩展频谱技术/179
5.2.1 抗干扰通信理论基础/180
5.2.2 直接序列扩谱（DSSS）/182
5.2.3 跳变频率扩谱（FHSS）/186
5.2.4 跳变时间扩谱（THSS）/189
5.2.5 调频扩谱（ChirpSS）/190
5.2.6 混合扩展频谱（Hybrid SS）/191
5.3 Link-16数据链的扩频抗干扰/193
5.3.1 Link-16数据链的直扩（DS）/194
5.3.2 Link-16数据链的跳频（FH）/194
5.3.3 Link-16数据链的DS/FH/195
5.3.4 Link-16数据链的跳时（TH）/196
参考文献/196
第6章 数据链的网络管理/197
6.1 网络管理基础/197
6.1.1 网络管理的必要性/197
6.1.2 网络管理体系结构/199
6.2 数据链中的网络管理/200
6.2.1 数据链网络管理系统的功能、组成及特性/200
6.2.2 数据链网络管理系统操作流程/202
6.3 Link-11网络管理/205
6.3.1 网络控制站/205
6.3.2 网络循环时间/205
6.3.3 运行管理/206
6.4 Link-16网络管理/208
6.4.1 网络管理系统/208
6.4.2 网络设计/209
6.4.3 通信规划/213
6.4.4 初始化/217
6.4.5 网络控制/219
参考文献/222
第7章 Link-4A/Link-11数据链系统/223
7.1 Link-4A数据链系统/223
7.1.1 Link-4系统综述/223
7.1.2 Link-4A系统结构/226
7.1.3 消息帧结构及消息标准/227
7.1.4 网络结构/230
7.1.5 性能特点/231
7.2 Link-11数据链系统/232
7.2.1 系统综述/232
7.2.2 系统结构/233
7.2.3 信息帧结构和消息标准/236
7.2.4 网络结构和工作方式/238
7.2.5 性能特点/241
7.2.6 Link-11B/242
参考文献/242
第8章 Link-16数据链系统/243
8.1 系统综述/243
8.1.1 发展历史/243
8.1.2 性能特点/244
8.1.3 作战效能/245
8.1.4 装备情况/245
8.2 Link-16设备/245
8.2.1 2类JTIDS终端/246
8.2.2 MIDS终端/251
8.2.3 辅助保障设备/251
8.3 JTIDS波形/251
8.3.1 信息加密/252
8.3.2 传输脉冲/252
8.4 消息标准/256
8.4.1 J系列消息（固定格式）种类/256
8.4.2 消息帧结构/258
8.5 Link-16网络/260
8.5.1 资源分配/260
8.5.2 单网结构/262
8.5.3 多网结构/263
8.5.4 中继/265
8.6 系统功能/265
8.6.1 网络参与组/265
8.6.2 网络参与单元/266
8.6.3 初始入网、往返计时A和往返计时B/267
8.6.4 精确参与定位与识别A、精确参与定位与识别B、间接PPLI和联合PPLI/270
8.6.5 战术功能/270
8.7 Link-16应用系统/271
8.7.1 Link-16舰载系统/271
8.7.2 E-2C预警机Link-16系统/274
8.7.3 F-14D战斗机Link-16系统/276
8.7.4 系统作战能力/277
8.7.5 典型作战应用/278
8.8 Link-16数据链性能/279
参考文献/281
第9章 Link-22数据链系统/282
9.1 系统综述/282
9.2 系统结构/285
9.3 消息标准/288
9.4 Link-22网络/290
第10章 数据链的发展/295
10.1 机间数据链/295
10.1.1 机间数据链的特点/296
10.1.2 美军机间数据链/297
10.2 武器数据链网络/299
10.2.1 专用武器数据链/299
10.2.2 武器数据链网络/299
10.2.3 项目进展/300
10.3 航空网络/301
10.3.1 航空网络概述/302
10.3.2 航空网络特点/304
10.3.3 航空网络体系结构/305
10.3.4 技术挑战/308
10.4 移动自组织网/310
10.4.1 移动ad hoc网络/310
10.4.2 网络的特点/312
10.4.3 网络的拓扑结构/313
10.4.4 网络的关键技术/315
10.4.5 航空网络与移动ad hoc网络/316
10.5 LPI通信技术/317
10.5.1 LPI通信概述/318
10.5.2 LPI通信波形特点/321
10.5.3 LPI通信系统性能参数/322
10.5.4 信道损耗对LPI通信的影响/325
10.5.5 调制因子在LPI通信系统中的应用/329
参考文献/332
1.1 引言/1
1.2 数据链概念/2
1.2.1 数据链的产生背景/2
1.2.2 何谓数据链/3
1.2.3 数据链的作用/7
1.2.4 数据链组成要素/9
1.2.5 数据链类型/11
1.3 航空数据链/13
1.3.1 系统组成/14
1.3.2 航空数据链特点/15
1.3.3 参考模型/16
1.3.4 航空数据链业务/18
1.3.5 航空数据链技术/18
1.3.6 性能指标/19
1.3.7 典型航空数据链/22
1.3.8 战术应用/22
参考文献/24
第2章 数据链的传输信道/25
2.1 电波传播/25
2.1.1 无线电波/25
2.1.2 自由空间的电波传播/29
2.1.3 实际空间的电波传播/32
2.2 天线/46
2.2.1 基本天线理论/46
2.2.2 数据链中使用的天线/49
2.3 数据链通信信道/56
2.3.1 超短波信道/56
2.3.2 短波信道/62
2.3.3 卫星信道/66
参考文献/73
第3章 数据链的信息传输技术/74
3.1 模拟调制技术/74
3.1.1 幅度调制/74
3.1.2 角度调制/78
3.1.3 各种模拟调制系统的比较/80
3.2 数字调制技术/80
3.2.1 BPSK、?/4-DQPSK和8PSK/81
3.2.2 MSK/88
3.2.3 QAM/91
3.2.4 正交频分复用（OFDM）技术/94
3.2.5 网格编码调制（TCM）技术/97
3.3 信息编码技术/99
3.3.1 差值脉冲编码调制/99
3.3.2 增量调制/100
3.3.3 线性预测编码/102
3.3.4 CCSK/103
3.4 差错控制技术/104
3.4.1 差错控制方法/105
3.4.2 纠错编码的基本原理/108
3.4.3 循环码/109
3.4.4 卷积码/110
3.4.5 CRC码/111
3.4.6 RS码/112
3.4.7 Turbo码/113
3.4.8 LDPC码/116
3.4.9 交织/118
参考文献/121
第4章 数据链的多址接入/122
4.1 多址接入技术与MAC协议/122
4.1.1 无线通信网络的多址接入技术/122
4.1.2 MAC协议概述/124
4.1.3 无线网络MAC协议/124
4.1.4 自组网的MAC协议/129
4.1.5 战术数据链的MAC协议/130
4.2 Link-11的轮询协议/131
4.2.1 应用场景和协议描述/132
4.2.2 协议性能参数/133
4.2.3 协议性能分析/134
4.2.4 Link-4A的MAC协议/146
4.3 Link-16的TDMA协议/147
4.3.1 应用场景和协议描述/147
4.3.2 Link-16的时隙分配/147
4.4 CSMA协议/156
4.4.1 典型随机竞争MAC协议/156
4.4.2 随机竞争MAC协议在航空数据链中的应用/160
4.5 数据链MAC协议的发展趋势/161
4.5.1 正交域多址接入（ODMA）和USAP协议/162
4.5.2 动态TDMA协议/168
参考文献/174
第5章 数据链的抗干扰/176
5.1 概述/176
5.1.1 通信对抗/176
5.1.2 通信干扰/178
5.1.3 抗干扰通信/179
5.2 扩展频谱技术/179
5.2.1 抗干扰通信理论基础/180
5.2.2 直接序列扩谱（DSSS）/182
5.2.3 跳变频率扩谱（FHSS）/186
5.2.4 跳变时间扩谱（THSS）/189
5.2.5 调频扩谱（ChirpSS）/190
5.2.6 混合扩展频谱（Hybrid SS）/191
5.3 Link-16数据链的扩频抗干扰/193
5.3.1 Link-16数据链的直扩（DS）/194
5.3.2 Link-16数据链的跳频（FH）/194
5.3.3 Link-16数据链的DS/FH/195
5.3.4 Link-16数据链的跳时（TH）/196
参考文献/196
第6章 数据链的网络管理/197
6.1 网络管理基础/197
6.1.1 网络管理的必要性/197
6.1.2 网络管理体系结构/199
6.2 数据链中的网络管理/200
6.2.1 数据链网络管理系统的功能、组成及特性/200
6.2.2 数据链网络管理系统操作流程/202
6.3 Link-11网络管理/205
6.3.1 网络控制站/205
6.3.2 网络循环时间/205
6.3.3 运行管理/206
6.4 Link-16网络管理/208
6.4.1 网络管理系统/208
6.4.2 网络设计/209
6.4.3 通信规划/213
6.4.4 初始化/217
6.4.5 网络控制/219
参考文献/222
第7章 Link-4A/Link-11数据链系统/223
7.1 Link-4A数据链系统/223
7.1.1 Link-4系统综述/223
7.1.2 Link-4A系统结构/226
7.1.3 消息帧结构及消息标准/227
7.1.4 网络结构/230
7.1.5 性能特点/231
7.2 Link-11数据链系统/232
7.2.1 系统综述/232
7.2.2 系统结构/233
7.2.3 信息帧结构和消息标准/236
7.2.4 网络结构和工作方式/238
7.2.5 性能特点/241
7.2.6 Link-11B/242
参考文献/242
第8章 Link-16数据链系统/243
8.1 系统综述/243
8.1.1 发展历史/243
8.1.2 性能特点/244
8.1.3 作战效能/245
8.1.4 装备情况/245
8.2 Link-16设备/245
8.2.1 2类JTIDS终端/246
8.2.2 MIDS终端/251
8.2.3 辅助保障设备/251
8.3 JTIDS波形/251
8.3.1 信息加密/252
8.3.2 传输脉冲/252
8.4 消息标准/256
8.4.1 J系列消息（固定格式）种类/256
8.4.2 消息帧结构/258
8.5 Link-16网络/260
8.5.1 资源分配/260
8.5.2 单网结构/262
8.5.3 多网结构/263
8.5.4 中继/265
8.6 系统功能/265
8.6.1 网络参与组/265
8.6.2 网络参与单元/266
8.6.3 初始入网、往返计时A和往返计时B/267
8.6.4 精确参与定位与识别A、精确参与定位与识别B、间接PPLI和联合PPLI/270
8.6.5 战术功能/270
8.7 Link-16应用系统/271
8.7.1 Link-16舰载系统/271
8.7.2 E-2C预警机Link-16系统/274
8.7.3 F-14D战斗机Link-16系统/276
8.7.4 系统作战能力/277
8.7.5 典型作战应用/278
8.8 Link-16数据链性能/279
参考文献/281
第9章 Link-22数据链系统/282
9.1 系统综述/282
9.2 系统结构/285
9.3 消息标准/288
9.4 Link-22网络/290
第10章 数据链的发展/295
10.1 机间数据链/295
10.1.1 机间数据链的特点/296
10.1.2 美军机间数据链/297
10.2 武器数据链网络/299
10.2.1 专用武器数据链/299
10.2.2 武器数据链网络/299
10.2.3 项目进展/300
10.3 航空网络/301
10.3.1 航空网络概述/302
10.3.2 航空网络特点/304
10.3.3 航空网络体系结构/305
10.3.4 技术挑战/308
10.4 移动自组织网/310
10.4.1 移动ad hoc网络/310
10.4.2 网络的特点/312
10.4.3 网络的拓扑结构/313
10.4.4 网络的关键技术/315
10.4.5 航空网络与移动ad hoc网络/316
10.5 LPI通信技术/317
10.5.1 LPI通信概述/318
10.5.2 LPI通信波形特点/321
10.5.3 LPI通信系统性能参数/322
10.5.4 信道损耗对LPI通信的影响/325
10.5.5 调制因子在LPI通信系统中的应用/329
参考文献/332
Theory and system of data link
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