一种兼容数据链的时隙数据帧的形成终端及其工作方法与流程

本发明涉及一种兼容数据链的时隙数据帧的形成终端及其工作方法，确切地说，涉及一种在JTIDS/Link16战术数据链中采用编码调制、扩频通信、比特映射和时隙数据封装成时隙数据帧的形成终端及其工作方法，属于无线通信的技术领域。

背景技术：

数据链是一种以通信网络为桥梁，信息处理为中心，连接分布于陆、海、空、天的多种战场的感知系统、指挥自动化系统、火力打击系统以及信息攻击武器系统等多种作战要素而构成的一个有机整体的信息网络，也是在军备系统中对传感器、指挥控制系统与武器平台实现综合一体化建设和数字集成的基础，是实现战场信息共享、缩短指挥决策时间、快速实施打击的通信技术保障关键。

联合战术信息分发系统JTIDS(Joint Tactical Information Distribution System)/Link16数据链系统是一种采用时分多址TDMA(Time Division Multiple Access)接入方式的无线数据广播网络，用于传输机器可读的各种战术数字信息(其中大致分为视频、话音、图像和数据四大类)的战术级用户之间的通信链路。它是由美国联合北约各国实现战术信息分发系统/多功能信息分发系统JTIDS/MIDS(Multifunctional Information Distribution System)合作制定的新一代数据通信链路标准，具有通信、导航和识别的多种功能，可供陆、海、空三军使用，是一种大容量、抗干扰的数字式信息分配系统。该通信网络将每天的24小时划分为112.5个时元，每个时元又划分为98304个时隙，并将时元中的时隙每组3个分为32768组，每一组中的3个时隙用A、B、C分别标记。本发明的时隙数据帧形成方法同样基于上述时间划分方法，其中时隙数据帧就是指上述时隙，其周期为7.8125ms。

早在20世纪70年代，当JTIDS还处于研制阶段时，就根据未来作战的需要，并充分发挥JTIDS的功能而制定了相应标准。但是，随着现代作战环境的发展变化和通信数据量的不断增加，原有的收发端固定的消息封装格式和单一的编码调制扩频组合已经暴露出许多问题，例如：传输速率低、实时性差和灵活性弱等等，已经严重地限制了该系统在实际战场环境中的作用与效果。

LINK-16数据链系统因其用于军事，故其特色是抗干扰技术。为适应复杂多变的作战环境，增强通信数据链的抗干扰性、实时性、保密性，LINK-16数据链能够针对目前的多种通信干扰样式，包括：窄带干扰(含单频干扰)、扫频干扰、跟踪式干扰、部分频带干扰、脉冲干扰和宽带压制式干扰等都具有相当能力的、抵抗以上多种不同干扰的功能。而且，为了获得强抗干扰能力，LINK-16数据链采用了信道编码、直接序列扩频和高速跳频等多种抗干扰技术。下面对其进行简介之：

RS信道编码：LINK-16数据链采用RS(31，15)编码方式来对抗干扰，每个RS码字是5bit信息，与一次跳频脉冲6.4us内传输的信息相对应，于是一个频点上的干扰只会导致一个RS码字的错误。RS(31，15)最多可纠正8个错误或删除16个错误。若无准确获知被干扰频点、即错误位置的方法，只能纠正8个码字错误，换算成对抗部分频带干扰能力，可对抗25.8％(8/31)的频点干扰；若能可靠获知被干扰的频点，则最多可应对16个擦除错误，即可对抗51.2％(16/31)的频点干扰。

直接序列扩频：LINK-16数据链采用循环码移位键控CCSK(Cyclic Code Shift Keying)的直接序列扩频技术，采用32位循环码实现对5bit信息的扩频调制。直接序列扩频具有抗宽带干扰能力，通过接收端采用的相关解扩处理，将宽带有用信号压缩为窄带信号，而将宽带干扰信号带宽扩展，通过后续的窄带滤波器将大部分宽带干扰滤除。

尽管目前被广泛使用的战术数据链JTIDS/Link16具备五种数据封装结构，暂时尚且能够满足战场通信的需求，但是，随着数字化、信息化、智能化技术的迅速发展，原有的通信技术在应对现在的大数据业务(如视频信息业务)传输、实时数据更新以及多平台融合等新课题时，仍然显得困难重重。因此，如何对JTIDS/Link16战术数据链继续进行改进和提高，就成为业内科技人员非常关注的热点与焦点的新课题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种兼容JTIDS/Link16数据链的时隙数据帧形成终端和形成方法，本发明的时隙数据帧形成终端是基于JTIDS/Link16数据链的数据帧封装技术，研制成功的一种时隙数据帧的新的生成终端，该终端及其工作方法通过其设备各个部件的有效配合，能够直观、清晰、有条理地展现时隙数据帧的实现流程，为增强数据链对未来复杂作战环境的适应性，满足通信服务的实时性、保密性、抗干扰性以及覆盖范围的需求，提高系统吞吐量等领域的研究与发展提供参考。

为了达到上述目的，本发明提供了一种兼容JTIDS/Link16数据链的时隙数据帧的形成终端，其特征在于：该终端基于数据冗余度的相关性和通信服务质量要求，在射频带宽恒定条件下，对接收到的业务数据进行分析，选择适宜的编码、调制与扩频组合技术和数据封装格式，并将该组合技术信息映射到时隙数据帧的精同步字段的填充比特位，以使接收终端在精同步过程中，获取后续接收数据的编码、调制与扩频组合技术信息，既缩短接收数据的解扩、解调和译码预处理时间，满足数据链的抗干扰性、保密性、实时性，又增强数据链的适应性，提高系统吞吐量；该终端设有人机交互、计算控制、时隙数据帧处理和数据处理四个组成单元，该四个组成单元功能分别是：

人机交互单元，用于实现人机交互：将用户的输入指令传送到计算控制单元，并向用户呈现计算控制单元完成数据处理后的输出结果；还以显示器控制面板实现业务数据与可选功能的图形化展示和选择：负责完成与主机交互通信、以及与主机系统功能一体化所需的数据处理，同时执行下述功能：话音信号的模/数和数/模转换、选择数据加密方式、与计算控制单元的数据交换，电源功率匹配和天线切换选择；

计算控制单元，负责分析来自人机交互单元的数据与控制指令，再转换为作用于时隙数据帧处理单元和数据处理单元内各个模块的控制指令，或者缓存时隙数据帧处理单元和数据处理单元内各个模块处理数据后的状态信息；同时分析基带数据的相关性和汇总计算结果，由决策模块根据汇总结果查找编码调制扩频技术方案查找表，生成时隙数据帧处理单元和数据处理单元的控制指令；或者分析处理来自时隙数据帧处理单元的数据后，对照编码调制扩频技术方案查找表，恢复接收到的时隙数据帧所封装数据的编码调制扩频信息，生成译码、解调、解扩的控制信息，指导数据处理单元内各模块执行相应操作，以便从接收的时隙数据帧中恢复话音、视频图像、或请求、命令信息，并反馈给人机交换单元；且在完成数据链的通信服务的同时，监控该终端的运行状况；该计算控制单元设有：计算分析、信息汇总、决策和控制信息处理共四个组成模块；

时隙数据帧处理单元，负责在JTIDS数据链中，利用类似时分多址接入TDMA组网技术中待发送数据的时隙数据帧的生成方式，完成时隙数据帧的报头、粗同步与精同步字段的生成，还将待发送业务数据的封装格式、编码、调制、扩频的组合技术信息传送到决策模块，由决策模块比对编码调制扩频技术方案查找表，找出所采用的组合技术在查找表中的编号，生成作用于时隙数据帧处理单元的控制信息，再由精同步处理模块负责将对应的技术方案编号以5位二进制数据形式，填充到时隙数据帧中的精同步字段填充比特位，并将计算结果的完成状态反馈给计算控制单元；在接收信息时，负责把从粗同步、精同步与报头的各个比特位恢复出来的对应控制信息反馈给计算控制单元；该时隙数据帧处理单元设有：报头处理、粗同步处理和精同步处理共三个组成模块；

数据处理单元，负责分别与计算控制单元和时隙数据帧处理单元交互：既根据计算控制单元的控制指令处理待发送的基带数据，并整合时隙数据帧处理单元的报头、粗同步和精同步字段的数据，完成该终端的时隙数据帧的生成与发送功能；同时又将接收的时隙数据帧中的粗同步、精同步、报头各字节中的每个比特信息分发到时隙数据帧处理单元进行还原，进而传送到计算控制单元，以便根据计算控制单元从报头、粗同步、精同步字段中各个比特信息解析得到该时隙数据帧的数据处理操作指令，完成数据流的逆向数据恢复，并将恢复后的数据发送到计算控制单元，以供人机交互单元显示；该数据处理单元设有：数据采集、基带数据处理、编译码、扩频解扩、调制解调和信号收发共六个组成模块。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种采用本发明兼容JTIDS/Link16数据链的时隙数据帧的形成终端工作方法，其特征在于：该终端执行的发送消息操作包括下列步骤：

步骤1，基带数据处理模块对待发送的源数据进行预处理；

步骤2，根据计算控制单元的控制指令，数据处理单元对待发送的源数据执行格式化处理，生成带有报头的时隙数据帧的业务数据；

步骤3，根据计算控制单元的控制指令，数据处理单元对待发送的业务数据继续执行加密、编码、扩频和调制处理后，将时隙数据帧处理单元生成的时隙数据帧的粗同步、精同步字段顺序设置于时隙数据帧的业务数据的报头前端；

步骤4，根据计算控制单元的控制指令，数据处理单元的信号收发模块发送带有粗同步字段、精同步字段、报头和业务数据的时隙数据帧。

为了达到上述目的，本发明又提供了一种采用本发明兼容JTIDS/Link16数据链的时隙数据帧的形成终端工作方法，其特征在于：该终端执行的接收消息操作包括下列步骤：

步骤A，数据处理单元中信号收发模块对接收的数据帧信号进行带通滤波和低噪声放大；

步骤B，根据计算控制单元的控制指令，数据处理单元获取接收数据帧信号的跳频图谱和扩频图谱，对数据帧信号进行解跳频和解扩频处理；

步骤C，根据计算控制单元的控制指令，数据处理单元对解扩后的信号进行解调与译码处理；

步骤D，根据计算控制单元的控制指令，数据处理单元对译码后的数据进行解密，进而恢复为不同业务类型的源数据，最后由人机交互单元呈现给用户。

本发明的形成终端及其工作方法的创新关键技术及其优点包括下述内容：

为了适应复杂多变的作战环境，增强通信数据链信息传输的抗干扰性、实时性和保密性，本发明的数据链形成终端首先根据待发送数据的冗余度、数据量，以及通信中对抗的干扰性、实时性、保密性要求，对数据链选择不同的数据封装格式，以便使得生成的时隙数据帧能够初步实现通信速率可变和抗干扰的通信服务需求。

然后，在保留原有里德所罗门RS(Reed-Solomon)编码的基础上，引进抗干扰性能更好、可选码率更多的两种编码类型：涡轮Turbo编码和低密度奇偶校验LDPC(Low Density Parity Check Code)编码和三种可选传输码率(1/3、1/2、5/6)。同时保留最小相移键控MSK(Minimum Shift Keying)调制，并增加二进制相移键控BPSK(Binary Phase Shift Keying)调制和正交相移键控QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)调制，以便根据实际通信需求，能够将编码方式与调制方式实现组合使用，从而使得本发明时隙数据帧形成终端的处理数据功能灵活性更加强大，不仅能够提高数据链的适应能力和抗干扰能力，增强了对不同作战环境的适应能力，还能够在码元传输速率恒定的条件下，显著提高了信息传输速率，提高系统吞吐量。

本发明时隙数据帧的形成终端保持在单、双符号分组方法不变的条件下，对连续相移调制CPSM过程进行扩展：将原有的单一调制方式MSK扩展为三种：QPSK，BPSK，MSK，以适应多种不同应用场景。另外，经过对战术数据链JTIDS/Link16应用场景的综合考虑，提出在非战场的通信的抗干扰性和保密性要求较低的工作环境下(例如侦查、巡航等)，可以选择省略扩频处理，以提高系统数据通信的实时性。为了提高系统吞吐量，还可以省略循环移位键控CCSK编码过程，直接传输交织后的码元信息。

最后，本发明形成终端将上述编码、调制和扩频处理信息开创性地映射到时隙数据帧结构中的精同步字段的填充比特位中，使接收端在通信链路建立初期(询问/应答过程)同步过程的精同步过程中，就提前获取后续接收的时隙数据帧封装数据的编码、调制与扩频等信息，为数据解扩、解调和解码操作进行预处理，缩短了接收端的数据解扩、解调和解码的过程，提高系统信息处理的实时性。

附图说明

图1是本发明兼容JTIDS/Link16数据链的时隙数据帧的形成终端的结构组成示意图。

图2是本发明形成终端生成的时隙数据帧和其中的精同步字段两者结构组成示意图。

图3是本发明时隙数据帧中的精同步字段各个填充比特位信息示意图。

图4是本发明兼容JTIDS/Link16数据链的时隙数据帧的形成终端的工作方法中的发送信息操作步骤流程图。

图5是本发明兼容JTIDS/Link16数据链的时隙数据帧的形成终端的工作方法中的接收信息操作步骤流程图

图6是本发明实施例中数据链形成终端生成时隙数据帧的发射信号形成流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明兼容JTIDS/Link16数据链的时隙数据帧形成终端，是基于数据冗余度的相关性和通信服务的抗干扰性、保密性、实时性多种传输质量要求，在射频带宽恒定条件下，自动对采集或接收到的综合业务数据进行分类分析，选择适宜的编码、调制与扩频组合技术和数据封装格式构成时隙数据帧，并将该组合技术信息映射到时隙数据帧的精同步字段的填充比特位，以使接收终端在精同步过程中，获取后续接收数据的编码、调制与扩频组合技术信息，既缩短接收数据的解扩、解调和译码预处理时间，满足数据链的抗干扰性、保密性、实时性，又增强数据链的适应性，提高系统吞吐量，为未来数据链继续向高速、实时、灵活、强适应性方向的发展，提供重要参考信息。

参见图1，首先介绍本发明兼容JTIDS/Link16数据链的时隙数据帧形成终端的结构组成：设有人机交互、计算控制、时隙数据帧处理和数据处理四个组成单元。该四个组成单元功能分别是：

(一)人机交互单元，用于实现人机交互功能：将用户的输入指令传送到计算控制单元，并以清晰易读的方式向用户呈现计算控制单元完成数据处理后的输出结果；还以显示器控制面板实现业务数据与可选功能的图形化展示和选择：负责完成与主机交互通信、以及与主机系统功能一体化所需的数据处理，同时执行下述功能：话音信号的模/数和数/模转换、选择数据加密方式、与计算控制单元的数据交换，电源功率匹配和天线切换选择。

(二)计算控制单元，负责分析来自人机交互单元的数据与操作控制指令，再转换为作用于时隙数据帧处理单元和数据处理单元内各个模块的控制指令，或者缓存时隙数据帧处理单元和数据处理单元内各个模块处理数据后的状态信息；同时分析基带数据的相关性和汇总计算结果，由决策模块根据汇总结果查找编码调制扩频技术方案查找表，生成时隙数据帧处理单元和数据处理单元的控制指令；或者分析处理来自时隙数据帧处理单元的数据后，对照编码调制扩频技术方案查找表，恢复接收到的时隙数据帧所封装数据的编码调制扩频信息，生成译码、解调、解扩的控制信息，指导数据处理单元内各模块执行相应操作，以便从接收的时隙数据帧中恢复话音、视频图像、或请求、命令信息，并反馈给人机交换单元；且在完成数据链的通信服务的同时，监控该终端的运行状况；该计算控制单元设有：计算分析、信息汇总、决策和控制信息处理共四个组成模块，这四个模块的功能分别说明如下：

计算分析模块：用于分别与该终端的其他单元交互信息：同人机交互单元交互，将用户对该终端的业务数据与操作指令，以及包括抗干扰、保密、实时性的多种服务质量性能指标，生成归一化的服务质量需求参数，再发送到信息汇总模块；同数据处理模块交互信息，接收来自基带数据处理模块的源数据相关度及其数据量信息，归一化处理为基带数据特征参数后，传输到信息汇总模块；同时隙数据帧处理单元交互，对时隙数据帧中的报头、粗同步和精同步字段中的比特数据信息进行分析后，发送到信息汇总模块。

信息汇总模块：负责为服务质量需求参数、基带数据特征参数、报头和粗同步与精同步字段的比特数据信息分配各自存储空间，且对存储于不同区域的服务质量参数和基带数据特征参数进行汇总处理，为决策模块的操作提供数据支撑。

决策模块：负责该终端的处理控制的决策操作：在发送信号时，根据服务质量需求参数和基带数据特征参数查找匹配、分析权衡不同时隙数据帧封装格式的传输速率、脉冲类型、加密方式、编码、调制和扩频的处理过程，查找编码调制扩频技术方案查找表，选择能够满足通信服务需求的相对最优的处理方案，并将该处理方案各阶段使用的不同技术信息，发送到控制信息处理模块；在接收信号时，对来自信息汇总模块的报头、粗同步与精同步字段中的比特数据信息还原为十进制的编码调制扩频技术方案编号，再与技术方案查找表进行匹配，以便恢复该时隙数据帧的帧格式、加密方式、编码、调制和扩频处理信息，再发送到控制信息处理模块。

控制信息处理模块：用于在发送信号时，把来自决策模块的不同编码调制扩频处理的技术方案编号及其对应技术信息转化为时隙数据帧处理单元和数据处理单元内的各个模块对应控制指令，控制这两个处理单元完成业务数据的顺利发送；在接收信号时，同样把来自决策模块的不同编码调制扩频技术方案的逆向处理信息转化成时隙数据帧处理单元和数据处理单元内的各个模块的相应控制信息，实现如同信号发送时的数据逆向处理。

(三)时隙数据帧处理单元，负责在JTIDS数据链中，利用类似时分多址接入TDMA组网技术中待发送数据的时隙数据帧的生成方式，完成时隙数据帧的报头、粗同步与精同步字段的生成，还将待发送业务数据的封装格式、编码、调制、扩频的组合技术信息传送到决策模块，由决策模块比对编码调制扩频技术方案查找表，找出所采用的组合技术在查找表中的编号，生成作用于时隙数据帧处理单元的控制信息，再由精同步处理模块负责将对应的技术方案编号以5位二进制数据形式，填充到时隙数据帧中的精同步字段填充比特位，并将计算结果的完成状态反馈给计算控制单元；在接收信息时，负责把从粗同步、精同步与报头的各个比特位恢复出来的对应控制信息反馈给计算控制单元；该时隙数据帧处理单元设有：报头处理、粗同步处理和精同步处理共三个组成模块。这三个模块功能介绍如下：

报头处理模块，负责在发送信号时，根据计算控制单元的控制指令，将决策模块产生的待发送业务数据的加密信息、终端位置、时隙数据帧的封装类型、业务数据封装类型的信息都映射到报头对应比特位，并将该报头发送到基带数据处理模块，与加密后的待发送业务数据一起编码；在接收信号时，根据该终端已经实现的粗同步和精同步，恢复报头中每个比特位的数据信息，再发送到计算控制单元进行处理，解析得到该接收数据中的加密信息，终端移动轨迹和时隙数据帧的其他信息，以供计算控制单元对数据处理单元中的各个模块发送相应的控制指令。

粗同步处理模块，负责生成时隙数据帧的粗同步字段：发送信号时，根据计算控制单元中控制信息处理模块的控制指令，参照时分多址接入TDMA数据帧的粗同步字段组成结构，生成每个比特位顺序表示的载波恢复CR/比特位定时恢复BTR(Carrier Recovery/Bit Timing Recovery)、唯一字UW(Unique Word)、站地址识别码SIC(Station Address Identification Code)的6比特粗同步字段，以供接收端对接收的时隙数据帧执行粗同步操作；粗同步字段后面是精同步字段、以及携带数据加密信息的报头和业务数据；接收信号时，粗同步处理模块负责捕获时隙数据帧中的同步信息，将粗同步字段的各个比特位信息传送到计算控制单元进行解析处理，执行配合精同步的粗同步操作，完成同步跟踪，保证时间同步精度误差小于一个时隙数据帧时长，实现通信双方的时间和信息处理同步。

精同步处理模块，负责在计算控制单元协调下，生成时隙数据帧的精同步字段：发送信号时，根据数据处理单元各个模块的操作过程，将处理业务数据的编码、调制和扩频组合技术方案的十进制编号，转换为5位二进制数据，且重复3次形成15位比特字段，填充到精同步字段；这些填充比特位既保留原数据链时隙数据帧精确同步功能，又为恢复时隙数据帧中业务数据提供预处理信息；然后将精同步比特位发送到数据处理单元，由数据处理单元完成精同步字段与粗同步端的连接，将粗同步字段和精同步字段共同构成不大于100比特的同步比特流，发送到调制解调模块，完成后续数据处理；接收信号时，精同步处理模块负责保证和提高通信双方的时间同步精度(精同步处理模块使得通信双方时间同步精确度比粗同步更加精确，同步误差缩小10倍以上)，并将精同步比特位的填充比特位数据信息发送到计算控制单元进行解析，计算控制单元获悉该时隙数据帧封装的业务数据的编码、调制与扩频信息，进而生成译码、解调和解扩信息，以供数据处理单元根据这些逆向处理信息提取封装的业务数据，完成时隙数据帧的解封装过程。

参见图2，介绍本发明时隙数据帧形成终端中的计算控制单元中决策模块生成待发送的时隙数据帧封装格式结构组成，图2所示是包含4个数据包的单脉冲SP封装格式P4SP的时隙数据帧结构。

在每个时隙数据帧周期(时隙)7.8125ms的时间内，粗同步字段、精同步字段和报头的信息发送需要用时0.936ms，4组数据使用其中的4.0836ms时间发送，最后的2.0405ms不发送信息，被称为传输保护时间，其用途是保证在一个时隙数据帧周期(7.8125ms)内，已广播发送的信号能够到达时隙数据帧形成终端有效覆盖范围内的所有数据帧形成终端。每个单脉冲SP周期为13us，其中6.4us时间用于发送数据，6.6us空闲不用；双脉冲周期为26us，由两个单脉冲构成，并且两个单脉冲在不同频率上发送相同信息；在恢复数据时，只要接收端接收到其中一个单脉冲，终端就能够恢复出双脉冲的携带信息，这就提高了系统的抗干扰能力。

参见表1，介绍本发明终端生成的时隙数据帧的结构组成：

典型的载波恢复/比特位定时恢复(CR/BTR)的二进制信息序列是55比特，在CR/BTR后发送的唯一字UW为20比特，此后发送的站地址识别码SIC是1个5～6比特的二进制序列，为接收端提供识别功能。为了能够组成100比特的同步字符串，本发明在唯一字UW后面重复填充3组5比特字符(即表1中PB)，每个5比特字符包含相同比特信息(5比特信息的具体含义如后文所述)。进而对上述20个5比特码元经过循环编码频移键控CCSK编码得到的32码片chip序列(每码片持续时间0.2us，码片速率为5Mchip/s)，并将生成的每组32个码片的码组，通过两个单脉冲SP组成的双脉冲DP(每个脉冲的发送频率不同)对码组进行封装，进而通过最小相移键控MSK调制方式对每个码片进行调制，最终生成包含32个码片的单脉冲SP发射物理波形。

参见图3，介绍图2中同步字段中的精同步字段各个比特位的映射信息。该精同步字段是由编码调制扩频组合技术方案查找表中的5比特二进制索引编号重复三次组成的15比特填充比特位构成。图3中，字符S_mn中的下标m和n的取值分别为：m＝0,1,2和n＝0,1,2,3,4；其中，m表示填充比特字的序号，n表示填充比特字中比特位的序号。精同步字段的3组重复填充的、每组5个比特的二进制序列，携带有该时隙数据帧的数据编码、调制、扩频处理技术的编码调制扩频组合技术方案信息。本发明形成终端将时隙数据帧封装数据的不同编码调制扩频处理技术信息，在编码调制扩频组合技术查找表中进行匹配查找，得到该5比特位的组合技术方案索引编号：查找表是由分别选择扩频与非扩频，选择BPSK、QPSK、MSK三种调制方式其中之一，以及选择LDPC(1/3)、LDPC(5/6)、Turbo(1/3)、Turbo(1/2)、RS(1/2)五种编码方式中的一种，构成共30种的编码调制扩频组合技术方案查找表。

此外，本发明的时隙数据帧结构兼容传统的JTIDS/Link16的编码调制与扩频方式，即采用RS编码、MSK调制和循环编码频移键控(CCSK)扩频通信方式。这种精同步字段填充比特位结构，可使数据链的接收终端在精同步过程中，就能够获取后续数据的编码调制扩频信息，为接收到的时隙数据帧数据的解调解扩译码处理提前做好准备。

(四)数据处理单元，负责分别与计算控制单元和时隙数据帧处理单元交互：既根据计算控制单元的控制指令处理待发送的基带数据，并整合时隙数据帧处理单元的报头、粗同步和精同步字段的数据，完成该终端的时隙数据帧的生成与发送功能；同时又将接收的时隙数据帧中的粗同步、精同步、报头各字节中的每个比特信息分发到时隙数据帧处理单元进行还原，进而传送到计算控制单元，以便根据计算控制单元从报头、粗同步、精同步字段中各个比特信息解析得到该时隙数据帧的数据处理操作指令，完成数据流的逆向数据恢复，并将恢复后的数据发送到计算控制单元，以供人机交互单元显示；该数据处理单元设有：数据采集、基带数据处理、编译码、扩频解扩、调制解调和信号收发共六个组成模块。数据处理单元中的六个模块功能说明如下：

数据采集模块，通过外接或内嵌的多种传感器与该终端的天线采集和接收数据，为基带数据处理模块提供数据源。

基带数据处理模块，负责在信号发送时，先计算来自数据采集模块的源数据相关度及其数据量，再将计算结果发送到计算控制单元进行处理，由计算控制单元生成针对该源数据的多种信息：数据、视频、图像和话音的业务分类、采用的时隙数据帧封装类型、源数据的编码、调制、扩频和跳频的控制技术，并对该源数据加密后，发送到编译码模块；在信号接收时，根据计算控制单元的解密信息，对来自编译码模块的译码数据进行解密，复原为基带数据流；同时将数据处理单元中每个模块的数据处理结果完成状态反馈到计算控制单元，再传送给人机交互单元进行显示，以供监控该终端的运行状态。

编译码模块，负责对业务数据进行编码与译码：发送信号时，根据计算控制单元的编码控制指令，对来自基带数据处理模块的数据进行纠错编码后，发送到扩频解扩模块；但在通信保密和抗干扰性能要求低时，则直接将来自基带数据处理模块数据发送到调制解调模块，即省略编译码模块处理过程，提高数据传输速率；接收信号时，接收来自扩频解扩模块处理后的数据或直接接收来自调制解调模块未经扩频处理的数据进行译码；该模块保留JTIDS/Link16数据链的里德—索罗门RS(Reed-Solomon)纠错编码，增设纠错功能强的涡轮Turbo编码与低密度奇偶校验编码LDPC和多种不同可选码率(例如1/2、1/3、3/4、4/5、9/10)，其中RS编码采用1/2码率，Turbo编码采用1/3或1/2两种可选码率，LDPC编码采用1/3或5/6两种可选码率，以供用户根据业务数据的实时性、抗干扰性和保密性的通信服务质量不同需求进行选择，增强终端编码灵活性，提高系统吞吐量。

扩频解扩模块，用于增强信号传输时的抗干扰和传输保密性能：发送信号时，若为抗干扰性能要求高的通信场景，根据计算控制单元的扩频指令，对来自编译码模块的数据流采用循环码移位键控编码CCSK进行软扩频处理，其实现过程是：先将编码后的码流，按照5比特一组进行分组，得到一个个5比特码元(每个码元取值范围为0～31)，然后将长度为32＝2⁵的CCSK码字循环左移n位(5比特码元的取值)，以便建立码元n与CCSK码字的对应关系。这样就展宽了信号带宽，提高信号抗干扰性，进而将扩频后的码字发送到调制解调模块；若通信环境对抗干扰性能要求低而实时性要求高时，该模块不工作、数据直接被转发到调制解调模块，提高信息传输实时性；接收信号时，根据计算控制单元统一生成的解扩控制命令，对来自调制解调模块的数据进行解扩后，发送到编译码模块；或者将来自调制解调模块的未经扩频的数据直接发送到编译码模块。

调制解调模块，负责根据计算控制单元的调制解调控制指令，对分别来自扩频解扩模块、编译码模块或信号收发模块的数据进行调制或解调：发送信号时，将扩频解扩模块生成的(5,32)扩频码片序列进行调制；调制方式保留原JTIDS/Link16数据链的最小相移键控MSK(Minimum Shift Keying)，还增添两种：二进制相移键控BPSK(Binary Phase Shift Keying)和正交相移键控QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)；接收信号时，根据计算控制单元生成的解调命令，对接收的时隙数据帧中的业务数据执行解调处理。

信号收发模块，负责该终端的数据信号收发操作：发送信号时，将粗同步的调制信号、精同步调制信号依序设置在业务数据前端，即连接成为一个个时隙数据帧，进而根据计算控制单元的跳频控制指令，对来自调制解调模块的已调脉冲波形信号进行跳频、滤波、功放和发送处理；接收信号时，先对接收数据进行功放、滤波，再根据计算控制单元的解跳频控制信息，对时隙数据帧进行解跳频处理，将其中的粗同步、精同步和报头字节数据分别发送到时隙数据帧处理单元。

JTIDS/Link16数据链中，消息封装格式共有5种：往返计时RTT、标准双脉冲封装STDP(Standard Double Pulse)、2个双脉冲封装P2DP(Packed-2Double Pulse)、2个单脉冲封装P2SP(Packed-2Single Pulse)、4个单脉冲封装P4SP(Packed-4Single Pulse))。本发明形成终端能够选择并满足要求的业务数据封装格式是其中后4种时隙数据帧来封装业务数据，它是根据通信过程中待传输的不同业务数据的保密性、抗干扰性、实时性(即数据速率)、覆盖范围等多个要求，选取编码调制与扩频的过程进行综合考虑的。而且，其中每种类型的时隙数据帧中封装业务数据所占用的时间资源各不相同。这4种消息封装格式中，封装业务数据所占时间资源在每帧的周期时间内所占用比例分别为：标准双脉冲封装，31％；2个双脉冲封装，62％；2个单脉冲封装，31％；4个单脉冲封装，62％。所以在实际信息速率计算时，需要考虑每种封装格式中用于发送业务数据比特位的时间在整个数据帧周期内占用比例。

下表2是本发明时隙数据帧的四种封装格式及其相应的数据传输速率、信号传输覆盖范围等性能参数的汇总对比表。

表2为时隙数据帧处理单元的决策模块根据业务类型结合速率要求选择时隙数据帧封装格式的生成过程时提供参考。数据链中共提供了5种数据帧格式，因为其中只有4种数据帧封装业务数据，故表2只给出了4种时隙数据帧的数据封装格式，以及其不同的数据速率、抗干扰能力、覆盖范围、传输符号类型信息。其中的第2列TADIL J消息字包括JTIDS/Link16中J系列初始字、延长字和继续字3种。第3列脉冲数量/类型表示4种数据帧封装格式经过各种处理后，由信号收发模块发送的传输符号。第4列编码前/后比特位中的比特位是JTIDS/Link16数据链编解码模块中，经过RS编码前后不同数据帧封装格式中包含奇偶校验位的消息字的总位数。数据速率列是不同时隙数据帧封装格式能够达到的比特数据。在综合业务分类过程中，该表给出重要的性能参考。

本发明形成终端对准备发送的数据进行消息加密MSEC(Message Security)是由计算控制单元的决策模块按照人机交互单元选定的保密级别生成的加密变量对消息进行加密，并生成J系列消息字、自由文本的话音或可变格式消息。

参见图4，介绍本发明兼容JTIDS/Link16数据链的时隙数据帧的形成终端工作方法中的发送消息操作的下述具体步骤：

步骤1，基带数据处理模块对待发送的源数据进行预处理。该步骤1包括下列操作内容：

(11)数据处理单元中的数据采集模块将接收到的包括来自传感器和/或天线系统的数据、以及来自人机交互单元并经由计算控制模块处理后的操作控制命令或话音信息的源数据，发送到基带数据处理模块。

(12)基带数据处理模块计算源数据的相关度和数据量后，将计算结果传送到计算控制单元。

(13)计算控制单元中的计算分析模块先将该源数据的不同特征归一化为源数据特征参数，同时根据用户对保密性、抗干扰性和覆盖范围的通信服务质量要求，分配不同的权重因子，并归一化为服务质量要求参数；再将两类参数发送到信息汇总模块进行存储。

(14)决策模块根据这两类参数针对视频、图像、话音和保密数据的不同类型业务，在多种不同结构与封装格式中进行匹配查找与寻优，以获得满足用户通信需求的通信技术方案后，控制信息处理模块生成源数据的业务分类、时隙数据帧的结构与格式选择、编码、扩频、调制的一系列控制信息，再发送给数据处理单元。

步骤2，根据计算控制单元的控制指令，数据处理单元对待发送的源数据执行格式化处理，生成带有报头的时隙数据帧的业务数据。该步骤2包括下列操作内容：

(21)因不同业务数据的相关度、数据量、抗干扰性、保密性和实时性的特征和要求各不相同，故数据处理单元先将业务数据分别发送到相应的视频、图像、话音、保密数据的缓存区等待后续处理，并由决策模块根据计算控制单元的命令，为业务数据缓存区的不同业务数据选择相应的封装格式，再由控制信息处理模块生成相应的控制命令。

(22)决策模块完成不同业务数据封装格式的选择后，计算控制单元判断是否对该业务数据执行格式化处理：可供选择的三种格式包括固定格式消息、可变格式消息和自由电文，进而根据所选择的数据封装格式执行下述操作：

若为往返计时RTT(Round Trip Timing)帧，则由于这种封装格式生成的信息帧中不封装业务数据，只包含粗同步字段、精同步字段和报头，故不进行检错编码，只需由数据帧处理单元生成时隙数据帧的报头，跳转执行步骤(25)；

若不是往返计时RTT帧，则顺序执行步骤(23)。

(23)因Link16数据链处理两种类型消息：包括固定或可变两种格式的格式化消息和用于传输面向符号的自由电文，计算控制单元先判断是否需要将该业务数据格式化处理为自由电文：若非自由电文，则顺序执行步骤(24)；若是自由电文，则跳转执行步骤(25)。

(24)基带数据处理模块对格式化后的业务数据，即固定格式消息和可变格式消息，执行抗干扰纠错编码操作。

(25)根据计算控制单元的控制命令，时隙数据帧处理单元的报头处理模块为自由电文或格式化业务数据生成报头；该报头从低到高的各比特位顺序映射的信息是时隙类型、中继传输指示符/类型变更、源轨迹号和由计算控制单元生成的保密数据单元SDU序号。

(26)基带数据处理模块将该编码后的业务数据设置于时隙数据帧处理单元生成的报头后面。

步骤3，根据计算控制单元的控制指令，数据处理单元对待发送的业务数据继续执行加密、编码、扩频和调制处理后，将时隙数据帧处理单元生成的时隙数据帧的粗同步、精同步字段顺序设置于时隙数据帧的业务数据的报头前端。该步骤3包括下列操作内容：

(31)对于通信保密性能要求高的业务数据，基带数据处理模块根据用户在人机交互单元选择的保密级别和计算控制单元的控制信息处理模块生成的保密数据单元SDU序号，作为加密处理中的加密变量，对基带数据执行加密。

(32)编译码模块根据控制信息处理模块的控制指令，对经过基带数据加密的业务数据或往返计时RTT帧中的报头，分别从RS、Turbo、LDPC三种纠错编码方式和多种编码码率中选择对应的编码方式和码率进行纠错编码。

(33)编译码模块根据控制信息处理模块的控制指令，判断经过纠错编码后的数据是否封装为RTT帧，若封装为RTT帧，则因RTT帧未封装业务数据，则不执行交织，直接跳转执行步骤(34)；若封装为非RTT帧，则对编码后的报头和业务数据执行交织处理：将报头比特位和后续业务数据比特位均以5位比特为一组进行分组，再对每组进行交织，以提高数据链通信保密性和增强数据传输的抗干扰性。

(34)控制信息处理模块根据决策模块生成的组合技术方案，生成作用于扩频解扩处理模块的控制指令，并由扩频解扩模块判断是否对接收数据执行扩频处理：若控制指令中未包含扩频处理，且数据保密性要求低，则取消扩频，直接跳转执行步骤(36)；若包含扩频处理指令，且数据保密性要求高，则扩频解扩模块对编码后的业务数据执行软扩频，生成扩频码序列：采用循环码移位键控CCSK编码方式对粗同步、精同步、报头和交织后的业务数据进行扩频，以展宽数据传输带宽，增强数据传输时的抗干扰与抗截获性能。。

(35)扩频解扩模块对扩频后的扩频码执行扩频加密：将扩频解扩模块生成的32位扩频码序列数据与由报头中的保密数据单元SDU加密变量控制产生的32位伪随机噪声执行按位“异或”的逻辑运算。

(36)调制解调模块根据计算控制单元的控制命令将该扩频码序列数据封装为传输效率高的单脉冲符号或抗干扰性能强、且以不同频率发送的双脉冲符号，其中，双脉冲符号发送的信息包括时隙数据帧中的粗同步与精同步字段、全部报头字、RTT询问/应答消息符号、STDP和P2DP格式封装的全部数据；单脉冲符号的封装信息是采用P2SP和P4SP封装格式的全部业务数据。

(37)时隙数据帧处理单元的精同步处理模块和粗同步处理模块协作生成时隙数据帧中的粗同步和精同步字段：将时隙数据帧形成终端的标识、载波频率、站地址、唯一字和定时信息的基本信息映射到粗同步字段，同时将计算控制单元生成的编码、调制、扩频组合技术方案的编号信息填充到精同步字段的比特位中；再将粗同步、精同步两个字段的比特位添加到报头和业务数据的前面，并在该业务数据后预留设定的传输保护时间，从而完成时隙数据帧的全部封装过程；其中，精同步字段的填充比特位是3组相同的5bit二进制码字，这些5bit二进制码字对应的32个十进制数值中1～30共30个十进制数值，分别对应30种不同编码调制扩频组合技术方案的索引编号，同时将所有的30种编码调制扩频组合技术方案构成共30种编码调制扩频组合技术方案组成一个查找表：数据帧的业务数据是否扩频，采用五种编码方式LDPC(1/3、5/6)、Turbo(1/3、1/2)、RS(1/2)的哪一种编码和选用BPSK、QPSK、MSK三种调制方式的哪一种，共构成30种可选择的组合技术方案。

步骤4，根据计算控制单元的控制指令，数据处理单元的信号收发模块发送带有粗同步字段、精同步字段、报头和业务数据的时隙数据帧。该步骤4包括下列操作内容：

(41)数据处理单元的调制解调模块将扩频构成的32位码片序列(5,32)转换为单脉冲或双脉冲的符号包，按照控制信息处理模块的控制指令，调制解调模块完成信号调制：先用已经形成的单脉冲或双脉冲符号封装的数据码序列、即符号包对特定的码片周期载波进行基带调制，调制为MSK、BPSK或QPSK符号码元，形成传输速率为5Mbps的物理波形，再对每个单脉冲符号进行上变频：对已调单脉冲或双脉冲符号进行连续相移调制CPSM，将单、双脉冲搬移到中频载波上，形成已调制的中频信号；其中，QPSK为4阶调制，在带宽恒定时，数据传输效率比2阶调制方式提高1倍；BPSK和MSK都为2阶调制，但BPSK调制解调复杂度低，容易实现，适宜用于干扰小且通信硬件成本受限的情况。

(42)根据计算控制单元的控制命令，信号收发模块对已调制信号执行包括跳频、滤波、功放的信号发送操作；即对已形成的中频信号，采用单一频率或多种频率的跳频通信模式，将其搬移到特高频率波段向外发送；其中的双脉冲符号在跳频通信时，对每组由32个码片符号构成的码组符号，通过从51个跳频频点中间隔30MHz地选出两个频率重复发送，以提高数据抗干扰性。

本发明形成终端对业务数据进行分类的具体过程和依据介绍如下：

话音业务是实时传输的，对话音分组端到端的时延要求比较严格。通常话音时延要求应小于0.5s，而在战术数据链中，对话音质量有更为苛刻的要求，延迟不能超过0.2s；同时对时延抖动(即网络时延)也很敏感。由于话音信息的冗余度很大，实时话音传输能够容忍少量的分组丢失：其丢失率必须小于2％，就能够达到很好的可接受性；丢失率10％时，可懂度仍然较好。

视频业务传输时，由于编码延迟通常大于话音编码时延，故低质量视频业务对时延要求比较宽松，这种业务同样具有较好的容错性和分组丢失率。另外图像业务属于突发数据，其延迟性、容错性和分组丢失率等性能要求与视频业务相当。

数据业务又分为传感器类数据业务、控制与命令类数据业务、网络维控管理类信息以及非实时数据业务，这类数据业务分组对传输容错性的指标最高，即对误码率或失真度要求最为苛刻。在实际的通信过程中，可采用低阶调制和低码率的编码方式，数据封装采用抗毁与抗干扰能力最强的标准双脉冲封装STDP封装格式。

其中的传感器类业务流量固定，有恒定的位比特率，传输延迟要求严格(即尽可能小)。数据传输是低容错的，单个比特位的改变甚至可能影响整个数据的含义，所以传感器类数据业务要求无差错传输。它的数据分组通常要求有很高的可靠性，传输中要求低层协议保证较小的平均分组丢失率，同时要求高层协议还应采取设定措施来保证传输的可靠性。

控制与命令类数据业务的各项性能要求最为苛刻，尤其是时延和差错率。非实时数据业务有较小的延迟约束，但是要求无差错传输。同时维护、控制与协调网络自身运行的网络维控管理类信息也构成一种数据业务，称为网络维控管理类业务数据。通常情况下，网络维控管理类信息具有较高的处理优先级，这是为了保证与系统进行及时交互，确保系统得到有效的管理。

实际的视频图像传输系统中，经常采用的调制方式有二相移相键控调制BPSK、四相移相键控调制QPSK、正交幅度调制QAM和正交频分复用OFDM等。这里的QPSK主要应用在环境恶劣信道的视频图像传输中，而BPSK用在QPSK不适用的情况下。QAM主要用在环境较好的有线图像视频传输中，而OFDM则用在环境恶劣、且频道拥挤的地面传输中。这些具体情况在数字视频广播DVB(Digital Video Broadcasting)标准中就有很好的介绍。另外，最小频移键控MSK调制是一种可以产生恒定包络、连续相位信号的调制方式，也即连续相位二进制频移键控BFSK的调制。其功率谱密度随着信号频率f偏离载波频率f_c，其旁瓣按照1/f⁴衰减，相对于相位不连续的2进制频移键控BFSK信号的1/f²衰减更具有优势。考虑到工程实际的应用，以及对Link16数据链的兼容性，本发明形成终端生成的数据帧选用BPSK、QPSK和MSK共三种调制方式。

因此，话音分组对容错性要求不高，一般情况下，其分组丢失率不超过2％，甚至达到5％时，就可懂度而言，还是能够接受的。但是其对时延较为敏感，故将其队列设置得较短，且为先进先出FIFO(First Input First Output)队列。实际通信过程中，部分话音数据会因等待时间过长而失效，且会溢出有限的队长，需要予以丢弃。图像数据业务分组数据量相对较大，为保证一定的实时性，故将该部分数据采用2个单脉冲封装P2SP格式封装，同时，因该类型业务对时间敏感度较低，可以把队列长度设置得较长。视频业务分组的数据量最大，并且该类型数据在前后帧之间相关性较大和容错性最强，故在通信过程中，可采用最高阶和最大码率调制编码组合，并采用4个单脉冲封装P4SP数据封装格式。

参见图5，介绍本发明兼容JTIDS/Link16数据链的时隙数据帧的形成终端工作方法中的接收消息操作的下列具体步骤：

步骤A，数据处理单元中信号收发模块对接收的数据帧信号进行带通滤波和低噪声放大。步骤A包括下列操作内容：

(A1)数据处理单元中的信号收发模块对接收到的时隙数据帧信号进行射频带通滤波，滤除接收信号在传播过程中混入的干扰成分。

(A2)数据处理单元把滤波后的数据帧信号经由低噪声放大器，对接收的数据帧信号中噪声以外的成分进行功率放大，以便数据处理单元对数据帧信号进行后续处理。

步骤B，根据计算控制单元的控制指令，数据处理单元获取接收数据帧信号的跳频图谱和扩频图谱，对数据帧信号进行解跳频和解扩频处理。步骤B包括下列操作内容：

(B1)数据处理单元中的信号收发模块将经过低噪声放大后的数据帧信号中的粗同步字段、精同步字段和报头信息分别发送到时隙数据帧处理单元的粗同步处理模块、精同步处理模块和报头处理模块进行处理，各自生成不同的比特数据信息后，由时隙数据帧处理单元将这些比特数据信息，发送到计算控制单元。

(B2)计算控制单元中的决策模块根据粗同步、精同步以及报头的比特数据信息，经过与数据处理组合技术方案查找表进行比对，查找得到接收数据帧封装数据的载波恢复标识、唯一字标识、定时信息、加密变量、业务数据的加密信息、终端位置、时隙数据帧的封装类型、业务数据封装类型、解调、解扩、译码跳频图谱、扩频图谱的各种信息，再由控制信息处理模块生成分别作用于数据处理单元不同模块的控制指令。

(B3)数据处理单元中的信号收发模块完成接收的时隙数据帧中封装数据的载波恢复、接收时隙数据帧的粗同步和精同步任务。

(B4)在控制信息处理模块生成的控制信息作用下，数据处理单元获取跳频图谱和扩频图谱，对接收的时隙数据帧信号进行解跳频处理；若未获得扩频图谱，则表示该时隙数据帧中的封装数据没有进行扩频，则直接执行步骤C。

(B5)根据控制信息处理模块的控制指令，扩频解扩模块对解跳频处理后的时隙数据数据帧中业务数据进行解扩频处理。

步骤C，根据计算控制单元的控制指令，数据处理单元对解扩后的信号进行解调与译码处理。步骤C包括下列操作内容：

(C1)调制解调模块根据控制信息处理模块生成的业务数据信号调制信息控制指令，调制解调模块选取不同的调制方式进行解调处理。

(C2)编译码模块根据控制信息处理模块生成的业务数据译码信息，编译码模块选择不同的译码方式对解调后的信号进行译码处理。

步骤D，根据计算控制单元的控制指令，数据处理单元对译码后的数据进行解密，进而恢复为不同业务类型的源数据，最后由人机交互单元呈现给用户。步骤D包括下列操作内容：

(D1)根据控制信息处理模块的控制指令，基带数据处理模块对译码后的数据进行解密，恢复为不同业务类型的源数据；若业务数据类型为RTT业务，则无需解密，直接跳转执行步骤(D3)。

(D2)基带数据处理模块将解密后的源数据流，按照不同业务类型分别将该数字信号转换成能够被扬声器、语音播放器和显示面板呈现的源数据，并传送到人机交互单元。

(D3)人机交互单元将接收到的来自数据处理单元的数据进行播放或显示，以供工作人员对设备运行状态和通信数据进行直观的检测和控制。

本发明已经进行了实施试验，下面结合图6，介绍本发明实施例的试验情况：

参见图6，描述本发明形成终端针对通信过程中待传输的不同业务的速率需求，选取编码、调制与扩频的选择过程：

在高斯白噪声信道条件下，JTIDS/Link16数据链中，调制后的符号传输速率，即射频带宽固定为R_s＝5Mchi_p/s，循环编码频移键控CCSK的编码扩频率(5，32)，结合有关传输速率变换公式可得出不同条件下所能达到的最大信息速率。参见图6，介绍本发明形成终端产生的数据帧的具体速率转换过程如下：

图中，R为不同处理模块的输入输出信息的速率，输入业务数据速率R_bj的下标b表示待发送的业务数据的比特速率，j的不同取值(j＝1、2、3、4)分别表示四种不同传输模式中待发送业务数据比特速率，R_c为编码器输出信息速率，R_l为扩频选择模块输出信息速率，R_l'为脉冲成形模块输出信息速率，R_m为调制模块的输出信息速率。K为切换开关，G_l表示扩频增益，且有R_s＝R_m(R_m为业务数据经系统调制后的符号速率)，r为编码器码率，M为调制器的调制阶数，另外，单/双脉冲的脉冲周期(13us)并非全部用来发送数据，而是只有6.4/13≈0.492≈1/2，且考虑到每个双脉冲、即两个单脉冲发送同一组比特信息，也就是同一数据要重复发送两次，所以业务信息速率还要减半。结合前述知识，可知：当图中调制模块输出符号速率固定为R_s＝5Mchip/s时，系统的输入数据信息速率R_bj j＝1,2,3,4的转换关系如下：

当开关K接通(2)，即扩频通信模式且采用双脉冲封装时，业务数据的传输速率R_bj转换关系是：

当开关K接通(2)，即扩频通信模式且采用单脉冲封装时，业务数据的传输速率R_bj转换关系是：

当开关K接通(1)，即非扩频通信模式且采用双脉冲封装时，业务数据的传输速率R_bj转换关系是：

当开关K接通(1)，即非扩频通信模式且采用单脉冲封装时，业务数据的传输速率R_bj转换关系是满足下式：

基于数据链JTIDS/Link16，扩频方式是循环编码频移键控CCSK，也就是采用软扩频，扩频增益为G_l＝10log(32/5)＝8dB，有限的符号速率R_s＝5Mchip/s带入上述四个公式，再化简得到如下四个计算公式：

R_b1＝195.3·rlog₂M(kb/s)，R_b2＝390.6·rlog₂M(kb/s)；

R_b3＝1250·rlog₂M(kb/s)，R_b4＝2500·rlog₂M(kb/s)。

通过上述各个公式推导得出每种编码调制方式的固定符号速率为R_m＝5Mchip/s时，在双/单脉冲封装条件下，可以实现的发送的最大的数据传输速率。然而，在实际通信过程中，为提高发送数据的抗干扰性能，往往采用双脉冲封装、再因不同码率的编码和其他因素的制约，实际的信息传输速率远远低于上述公式中的理论值。

另外，四种时隙数据封装格式中，发送有效数据所占用的时间资源各不相同的。这四种封装结构中，有效数据发送所占时间资源比例分别为：标准双脉冲封装(STDP)是31％、2个双脉冲封装(P2DP)是62％、2个单脉冲封装(P2SP)是31％、4个单脉冲封装(P4SP)是62％。所以在实际的速率计算中，需要将每种封装格式的数据占用比例考虑在内，因此表2中列出的参数是4种数据封装格式可以达到的最大数据速率。

在发射或接收消息时，实现粗同步以后，紧接着发送或接收的是精同步头，它由4个双脉冲字符组成，需用时4×26＝104us。其作用是在粗同步头所确定的信号到达时间范围内，进一步精确的确定信号的到达时间。精同步头包含8个单脉冲，各个脉冲使用相同的伪码(使用相同种类的扩频序列)，且与报头和J系列消息体使用相同的种类循环编码频移键控(CCSK)扩频码。

下面表3是本发明中30种可选择使用的编码调制组合技术方案的查找表(表中位置为“1”表示采用标题中的技术，“0”表示未采用标题中的技术)：

本发明形成终端生成的时隙数据帧利用上述编码调制扩频组合技术信息与二进制编码组内5比特位的映射对照过程，使得接收端在同步阶段就能够提前获取后续数据的编码调制扩频方式的信息，为解扩、解调、译码过程提供可靠的支撑信息，大大简化了解扩、解调、译码的操作过程。

本发明的实施试验是成功的，实现了发明目的。