Концепция построения и этапы совершенствования объединенной системы распределения тактической информации JTIDS

Общая структура кадров периодически повторяется, так что передача данных в режиме МДВР - это один или более временных интервалов, которые периодически повторяются на протяжении всего сверхцикла (эпохи). Каждая передающая станция транслирует информацию в виде пакетов таким образом, чтобы они поступали в систему в соответствии с расписанием СВИ, устанавливаемым управляющей станцией сети. Принимающая станция детектирует и разуплотняет уплотненные данные соответствующего именно ей пакета, что предполагает избирательность доступа к информации и использование средств фильтрации (например, по представляющему интерес географическому району, по типу используемой для решения возникающих задач информации). [2].

Интервал времени выхода на связь всех абонентов в системе получил название сверхцикла (иначе суперцикл или эпоха) и имеет длительность 12,8 мин., после чего временные окна, входящие в эпоху перенумеровываются. Учитывая также тот факт, что временная шкала в сети задается ее управляющей станцией, которая передает управляющие сообщения в подчиненную сеть один раз в течение 64 циклов, поэтому суперциклом можно также назвать промежуток времени между двумя последовательными излучениями управляющей станции. Структура суперцикла приведена на рис.1[1]. Суперцикл состоит из 64 циклов по 12 с каждый, а цикл, в свою очередь, состоит из 1536 СВИ или кадров. Таким образом, суперцикл содержит 98 304 кадров. Длительность - кадра 7,8125 мс. Поэтому, если нет необходимости обновлять информацию об объекте чаще одного раза в каждые 12,8 мин, то пропускная способность сети может составить 98 тыс. участников (иными словами, это соответствует тому, что в сети каждому участнику информационного обмена (разумеется, только активному) выделяется только 1 СВИ).

Использование МДВР в JTIDS позволяет выходить на связь до 1500--2000 абонентов в сети одновременно, в соответствие со структурой цикла. [1]

Следует отметить, что число выделяемых СВИ для каждого конкретного абонента не является строго фиксированной величиной, и может варьировать в зависимости от оперативной необходимости.

В типовом варианте построения системы СВИ состоит из начального интервала, называемого джиттером, передаваемого информационного пакета и защитного интервала. Положение информационного пакета длительностью 3354 мкс внутри СВИ определяется величиной джиттера. Для повышения защиты системы от преднамеренных помех в одном из режимов работы значение длительности джиттера изменяется от кадра к кадру по псевдослучайному закону [1].

Передаваемый информационный пакет состоит из 129 слов, как правило, из трех основных составляющих частей:

1. составляющая синхронизации и уточнения времени (первые 16 слов предназначены для синхронизации, следующие четыре слова с 17 по 20 - для уточнения времени или точной синхронизации);

2.заголовок (состоит из 16 слов (21--36)), который содержит информацию о коде идентификации и адресе абонента, типе сообщения, приоритете, адресе канала, тип реализуемой станцией функции (МДВР, TACAN, Мк12), тип передаваемой информации, тип использования станции по предназначению (передача, прием, не используется), а также, для работы в каждой из пяти одновременно доступных сетей, процессор станции присваивает заголовку каждого СВИ номер сети в которой на данный момент работает абонентская станция. Эти данные включаются в состав заголовка пакета в каждом СВИ, что позволяет на приемном конце правильно интерпретировать сообщение

3. информационный блок, содержащий, как правило, информацию о типе объекта и выполняемой им задаче, данные о местоположении, скорости, курсе, количестве топлива и боекомплекте, и в формализованном виде включает в свой состав последние 93 слова (37--129). Могут также передаваться радиолокационные данные слежения за воздушной обстановкой, целеуказания, результаты выполнения задачи [1].

Структура информационного пакета напрямую зависит от типа передаваемой информации, задачи, выполняемой потребителем и типом самого потребителя (самолет (истребитель, ДРЛО, разведчик), корабль, КР, БЛА и т.п.), что главным образом и определяет все многообразие типов сообщений, используемых для передачи данных в системе JTIDS и режимов их предоставления.

Длительность каждого слова СВИ составляет 26 мкс. Слово передается импульсом длительностью 6,4 мкс, промодулированным по фазе 32-элементной псевдослучайной последовательностью (ПСП) и паузой длительностью 19,6 мкс - времяимпульсная модуляция (ВИМ), суть которой состоит в том, что одному символу ПСП (нулю или единице) соответствует передача частотной посылки длительностью 200 нс, излучаемой в дискретные моменты времени и определяемые законом ПСП (ВИМ), а другому - пассивная пауза Частота заполнения такого импульса изменяется методом ППРЧ в полосе 250 МГц. Базовый импульс системы является переносчиком одного символа информации, передаваемой пользователем [3](22, 3, 20). За счет применения указанных мер достигается значительное рассредоточение сигналов в частотно-временной области и перемежение фрагментов сообщений от разных станций (что вплотную используется во втором поколении системы JTIDS - JTIDS 2).

Для повышения достоверности передачи данных предусмотрен режим передачи информационного слова двумя идентичными импульсами, разделенными паузой 6,6 мкс.

В системе применяется двухэтапное каскадное корректирующее кодирование информации с использованием т.н. внутреннего и внешнего корректирующих кодов. В качестве внутреннего корректирующего кода используется ПСП (М-ичный код, где М=32), величина циклического сдвига которой несет 5 бит информации, т.е. обеспечивается передача пяти двоичных символов информации на один базовый импульс. Для дальнейшего повышения помехоустойчивости и достоверности передаваемой информации используется дополнительно специальная комбинация символов образующая внешний код. В качестве внешнего корректирующего кода используется (31,15)-код Рида--Соломона. Кодом Рида--Соломона кодируются символы 32-элементного алфавита, т. е. пятиэлементные блоки исходной двоичной информации. Кодовое слово кода Рида--Соломона состоит из 31 такого символа, т.е. представляют собой перекодированную по определенному закону последовательность символов 32-ичного внутреннего кода, включая 15 информационных и 16 проверочных символов. При этом в соответствии с выбранным заранее методом кодирования, к информационному слову, состоящему из 15 информационных символов (информационную нагрузку несут лишь 14 символов, а последний символ используется для проверки их на четность), добавляется набор из 16 проверочных символов. В этом случае всегда правильно исправляется любая комбинация числа ошибок С и числа стираний Е, удовлетворяющая соотношению 2С+Е16 [1,2].

Информационный пакет, передаваемый в каждом кадре, состоит из трех кодовых слов 32-позиционного (31,15)-кода Рида-- Соломона [1]. Это означает, что в пределах кадра передается З*15*5=225 бит исходной информации. При этом скорость передачи информации в пределах СВИ длительностью 7812,5 мкс достигает 28,8 кбит/с.

В одном из режимов передачи информации допускается перестановка или перемежение (interleaving) символов в пределах информационного пакета с целью разрушения линейно-статистического характера повторения слов кода Рида--Соломона [1].

Однако существуют режимы работы терминалов, в которых защита циркулирующей информации от НСД в сети осуществляется модулем криптозащиты KGV-8 A/B.

Несущая частота каждого импульса изменяется скачком по псевдослучайному закону, закрепленному за определенной сетью. Частота заполнения такого импульса изменяется методом ППРЧ в полосе частот 250 МГц.

В диапазоне JTIDS 960...1215 МГц создается «сетка» частот с шагом 3 МГц: 969, 972, .... 1206МГц. Ширина спектра сигнала равна 3 МГц, что достигается использованием манипуляции фазы базового импульса минимальным сдвигом.

Частота 969 МГц служит для передачи управляющей информации в режиме фиксированной настройки частоты.

Поддиапазоны 1008...1053 и 1065...1113 МГц используются в системе опознавания «свой-чужой» Мк12 и системе УВД TACAN. Отметим, что в режимах работы системы JTIDS TACAN и Мк12 применяются импульсы, длительность которых отличается от длительности импульсов системы. Сетка частот JTIDS выбрана таким образом, чтобы не перекрывать частоты систем TACAN и Мк12. [4]

5. Типы сообщений, циркулирующих в системе. Режимы предоставления СВИ

В JTIDS предусмотрена передача сообщений двух основных типов: с упорядоченным форматом (формализованный вид), в которых положение каждого бита имеет определенное значение, вследствие чего большое количество информации может быть сжато в короткое сообщение с использованием определенных методов устранения избыточности (методы кодирования источника информации) в передаваемых данных; и с неупорядоченным форматом (неформализованный вид) -- преимущественно используется для любых данных, не соответствующих стандартным форматам сообщений системы JTIDS, к которым относятся передача речевых сообщений в цифровом виде, факсимильных или телеграфных сигналов, сообщений, закодированных кодом ASC II, телекодовой информации, а также сжатых видеоданных.

Чтобы избежать перегрузки системы передачи, по каналам связи передается только та информация, которая была запрошена пользователем, каждый из которых имеет возможность получить любые необходимые данные, для чего в системе предусмотрено наличие единых технических средств приема/передачи и обработки данных, а информация, циркулирующая в сети, имеет стандартный (формализованный или неформализованный вид), представленный на рис.2.

Наряду с таким вариантом МДВР (стандартный или базовый вариант информационного пакета) применяется усовершенствованный вариант МДВР, при котором возможно изменение структуры сигнала [1]. При усовершенствованном варианте повышается пропускная способность и гибкость системы. Введено несколько типов временных интервалов (кадров) и несколько режимов их предоставления абонентам в соответствии с их назначением и выполняемыми задачами, что и объясняет главным образом достаточную гибкость системы: теперь, в системе, определенному потребителю выделяется СВИ такого типа, который оптимально соответствует выполняемым в данный момент функциям и приоритетности решаемой им задачи, а также рангу абонента, установленного в сети. На рис.2 показаны четыре вида СВИ и указаны объемы первичной информации в сообщениях.

Использование СВИ типа, указанного на рис.2.а,б существенно не различаются, разница состоит только в «пакетности» слов, входящих в состав СВИ, и поэтому СВИ такого типа могут, по-видимости, предоставляться абонентам, не предъявляющим специальных требований к форме СВИ, по умолчанию. Скорость передачи данных в однопакетном и двухпакетном режимах соответственно 28,8 и 57,6 кбит/с.

При использовании временного интервала по типу, показанному на рис. 2, в, отсутствует джиттер. Это позволяет разместить на СВИ четыре информационных пакета и передавать в одном кадре 900 и 1800 бит соответственно в одно- и двухпакетном режиме передачи исходной информации. Такой тип СВИ может использоваться преимущественно для передачи больших массивов информации, тип и предназначение которой не имеют значения (например, информация, циркулирующая между наземными, воздушными и морскими пунктами управления, группировками войск, участвующих в операциях и т.п.), хотя несколько снижается помехозащищенность системы в связи с отсутствием джиттера. Скорость передачи соответствует 115,2 (230,4) кбит/с в однопакетном (двухпакетном) режимах слов.

Временные интервалы по типу, изображенному на рис.2,г, применяются для передачи сигналов измерения времени задержки при относительной навигации пользователей, т.к. в отличие от базового режима работы, такой тип СВИ обеспечивает большую точность измерения координат местоположения.

Абоненты сети могут иметь по необходимости один или несколько СВИ в каждом цикле, что позволяет гибко регулировать скорость передачи информации от каждого из них. Для реализации чего в JTIDS введена система приоритетов R0,R1,R2,...R14,R15, определяющая возможности абонентов по использованию пропускной способности системы. Абонентам с наивысшим приоритетом R15 отводится каждый третий кадр суперцикла, а с самым низшим приоритетом R0 -- всего один кадр. Как правило, приоритетность станции устанавливается до инициализации сети радиосвязи системы JTIDS. Как видим, дифференциация приоритетов корреспондентов радиосистемы имеет достаточное значение, для гибкого использования пропускной способности всей системы в целом с максимальной эффективным расходованием ресурса системы связи.

Рис. 2. Типы СВИ, используемые в JTIDS.

Система приоритетов, установленных в системе, представлена в таблице:

Таблица 1. Система приоритетов JTIDS.

В пределах объединенной системы распределения информации предусмотрены следующие режимы предоставления временных интервалов, удовлетворяющие принципам динамического распределения оперативных данных:

1. Режим статического закрепления временных интервалов. В этом режиме каждый кадр закрепляется за определенным абонентом на время его работы в сети в соответствии с его приоритетом. Это стандартный вариант закрепления СВИ за пользователем имеет наименьшую гибкость, но наиболее прост в технической реализации.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5