星地一体化Link16低轨卫星数据链时隙分配数量研究①

穆 桐，陶孝锋，史晶晶，孙 召

(中国空间技术研究院西安分院，西安 710000)

0 引言

战术数据链的出现是为了应对新世纪日益复杂的作战任务和瞬息万变的战场态势，从上世纪50年代开始，美国及北约相继研发了Link4、Link11、Link16等数据链[1]，作为指挥中心、作战部队和武器平台间的链接纽带，数据链已成为作战效能的“倍增器”[2]。Link16作为目前最成熟、装备程度化最高的数据链系统，美军及北约各国纷纷通过卫星扩展的方式解决其信息传输受视距限制的问题，在其基础上进行卫星数据链的研究。自上世纪90年代开始，英美等国衍生出了诸如STDL、S-TDLJ、JRE等中高轨道卫星数据链[3]。作战范围的全球化趋势，必然会逐步推进卫星数据链的发展。

将低轨道(LEO)卫星接入Link16数据链中，可以扩展传输距离，增大服务范围，信息的传输不再受视距传播的限制，且LEO卫星组网灵活，通信成本与通信距离无关。与中高轨道卫星相比，LEO卫星信息传输时延短，可以更好地保证信息的时效性。因此文章研究将LEO卫星作为节点接入现有的Link16网络中。

Link16战术数据链采用时分多址(Time Division Access, TDMA)接入协议[4]，协议规定每个时隙的长度为7.812 5 ms，且每个消息报文在规定的单个时隙内到达接收端[5]。LEO卫星的接入将会使消息的传播时延变大，导致发出的消息需要更长的传输保护时间。而命令与控制类的指控信息，强调信息传输的实时性，要求指控信息到达LEO卫星时应当尽快传达出去，因此其信息交换的指标为尽可能小的消息响应时间。

基于战术消息对响应时间的要求，以轨道高度为480 km的LEO卫星为例，分析其接入Link16数据链情况下战术消息的传输时延，得到了时隙资源需求的数量，并通过仿真分析验证了结果的正确性。……