JTIDS信息結構分析

李 亮，李杰然，張 燁

（中國人民解放軍92785部隊，河北 秦皇島 066000）

1 引言

聯合戰術信息分發系統（JTIDS）是美軍為適應聯合作戰，由三軍統一研制的集通信、導航、識別等功能于一體的綜合系統，是一個大容量、高速度、抗干擾、高保密性的信息分發系統。它采用時分多址（TDMA）技術。美海軍JTIDS是Program Element 020260N戰術數據鏈的一部分，該網絡將機載、艦載和陸基平臺的終端用戶連接起來，實現信息共享。JTIDS能在空軍和海軍平臺中傳遞跟蹤目標和武器協調信息，陸軍也能產生并傳回目標跟蹤數據。

JTIDS的目標是為了在戰術作戰環境中進行抗干擾發布保密數字信息，以快速保密的進行指揮控制信息和敵方戰術設備狀態參數的交換。其巨大的戰斗力已在海灣戰爭中得到印證。

2 時隙結構

在單網絡中，JTIDS采用TDMA方式，時隙是它的基本單位，將時間軸劃分為128 min的時段，這些時段稱為時元或周期，每一時元又分為12 s長的64幀，每一時幀又分為1 536個時隙，每個時隙長7.8125 ms。因此，JTIDS每個網絡中共有98 304個時隙。網絡中的各用戶都分有若干時隙，在這些時隙內，把要傳送的數據用通播方式輸入到公共存取數據流中，其他所有用戶都可以持續監視并提取所需信息。多網結構中，JTIDS在時分基礎上，進一步采用網絡標識符，以碼分多址方式形成多層網絡。當系統在時間上達到同步時，用戶可以從某層網絡轉移到另一網絡，將多層網溝通。文中主要討論單網結構。

在一個時隙內又分為三段時間，即同步段、數據段和保護段。同步段為0.52 ms，數據段為2.834 ms，余下的4.4585 ms為保護段，什么也不發、不過在實施發射定時抖動時，保護段要減去時隙發射滯后時間，保護段的時間要比4.4585短。同步段又劃分為粗同步和精同步，粗同步為416 us，精同步為104 us。見圖1。

圖1 JTIDS時隙結構

在同步段和數據段的3.354 ms以26 us為單位劃分為129個子時段，這129個子時段，稱為符號。這樣粗同步有16個符號，粗同步有4個符號，數據段有109個符號，用作數據傳輸。這109個符號與信道編碼后的109個信息字符剛好一一對應。

圖2為常用信號時隙內子時段的格式。從圖中可知，在一個26 us的子時段中，實際上只有6.4 us有信號發送擴頻段。在6.4 us內傳輸碼長為32位的偽隨機碼，每位寬度0.2 us，相當于碼速度為5 MHz。

圖2 時隙內子時段格式（單脈沖）

以上信息格式為單脈沖格式，另一種為雙脈沖格式。在26 us中有兩個6.4 us信息脈沖發送信息，見圖3。在中間有6.6 us的空隙間隔。不過兩脈沖所加載的內容是相同的，只是發射頻率不同。

圖3 時隙內子時段格式（雙脈沖）

3 信息分類及格式編排

JTIDS對所傳遞的信息定義了四類，這四類信息可以分為兩種基本類型：格式化信息和非格式化信息。格式化信息結構嚴格，它與預定的JTIDS格式保持一致，每個信息位都具有特定的含義，因此可把大量的信息壓縮到一個時隙中，格式化信息可代替現在使用的UHF頻段話音通道傳送的許多通信信息。非格式化信息則傳遞不符合標準信息格式的數據，例如數字話音和電傳打字數據等。

JTIDS定義的四類數字信息特征為：

3.1 “0”類數字信息

這類信息是非編碼自由電文，未采用糾錯編碼。“0”類非編碼。

自由電文的原始二進制碼為545位，其中450位為信息位，其余95位用作標題和備用。

3.2 “1”類數字信息

這是一種固定格式的數字信息，采用糾錯編碼，適用于格式化信息交換，為JTIDS的常用格式。

它為符合一定的信息編排格式，來源于信源的二進制碼，共有245位，不是545位，這245位二進制碼是經過檢錯編碼的信息碼。其中含有 12位檢錯糾錯監督位。12位監督位在題頭中，另外還有8位用于題頭，這樣題頭共計20位。在用于監督題頭的225位中，又劃分出2位用于小類，因此真正傳輸數據的信息位只有223位。見圖4。

圖4 “1”類信息格式

3.3 “2”類數字信息

這類信息用于往返校時（RTT），即用于有源時間同步。

因為“2”類信息只用于有源時間同步，所以只有20位原始二進制碼，這20位只用于題頭，在進行RTT詢問時，其中3位用于信息類別，17位用于傳送數據。在回答時，自由數據。見圖5。

圖5 “2”類信息格式

3.4 “3”類數字信息

這類消息是采用糾錯編碼自由電文，除采用糾錯編碼外，其余和“0”類相同。見圖6。

圖6 “3”類信息格式

JTIDS用于戰術飛機典型的“1”類信息格式安排見圖7，該信息包括：信息類型、發射源代碼、發射源類別識別、油量、武器狀況、任務代碼、緯度、經度、速度、航向和高度等一次順序排列。

圖7 典型“1”類信息內容示意圖

4 結束語

由于通信對抗技術發展極為迅速，且該項技術直接涉及國防、軍事機密，公開的資料不多，只能根據目前掌握的資料做簡單的分析。隨著技術手段的發展，數據鏈采用的傳輸信道設備不斷更新換代，如目前美軍正在實施采用衛星信道實現JTIDS地域擴展計劃，由于JTIDS功能上的限制，它無法完全替代原有數據鏈，因此仍然需要解決多種戰術數據鏈系統的互通問題，使工作在不同頻段、通信協議和信號格式各不相同的多種戰術數據鏈系統能聯合工作，不同類型系統之間能互相兼容，繼續探索新的JTIDS組態以獲得更普遍使用，數據鏈與指控系統、武器平臺、傳感器相結合的集成應用技術將越來越受到重視。