基于毫米波通信的新型机间数据链系统

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2023057

通信学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (4): 27-37.doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2023057

基于毫米波通信的新型机间数据链系统

徐鹏政¹, 于启月¹, 林泓池¹, 刘海宁²

¹ 哈尔滨工业大学电子与信息工程学院，黑龙江哈尔滨 150001
² 沈阳飞机设计研究所，辽宁沈阳 110031

修回日期:2023-01-31 出版日期:2023-04-25 发布日期:2023-04-01
作者简介:徐鹏政（1997- ），男，江西上饶人，哈尔滨工业大学博士生，主要研究方向为预编码、毫米波、智能反射面技术等
于启月（1982- ），女，黑龙江哈尔滨人，博士，哈尔滨工业大学教授，主要研究方向为大规模多址通信理论及其应用、强多径大多普勒频移信道中的抗干扰技术的理论及其应用、Massive MIMO理论与技术等
林泓池（1993- ），男，吉林集安人，哈尔滨工业大学博士生，主要研究方向为超密集组网、智能反射表面和非正交多址技术等
刘海宁（1986- ），男，河北衡水人，沈阳飞机设计研究所高级工程师，主要研究方向为航电系统、新体制网络设计等
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(62071148);黑龙江省优秀青年基金资助项目(YQ2019F009);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(HIT.OCEF.2021012)

Novel air-to-air data link system based on millimeter wave communication

Pengzheng XU¹, Qiyue YU¹, Hongchi LIN¹, Haining LIU²

¹ School of Electronics and Information Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
² Shenyang Aircraft Design ＆Research Institute, Shenyang 110031, China

Revised:2023-01-31 Online:2023-04-25 Published:2023-04-01
Supported by:
The National Natural Science Foundation of China(62071148);Outstanding Youth Fund of Heilongjiang Province(YQ2019F009);The Fundamental Research Funds for the Central Universities(HIT.OCEF.2021012)

摘要/Abstract

摘要：

针对现有机间数据链存在的通信速率低、信号易被窃听和干扰、组网性能不佳等问题，提出了一种基于毫米波通信的机间数据链系统。该系统在机间数据链中引入毫米波通信技术，并与智能反射面、正交时频空间调制、通信感知一体化、无线自组网等技术相结合。分析和仿真结果表明，所提系统在传输带宽、抗截获和抗干扰性能及硬件结构和成本上优于现有的机间数据链系统。同时，所提系统面临实时波束跟踪等技术挑战，有待进一步研究解决。

关键词: C4ISR, 机间数据链, 毫米波, 抗干扰, 抗截获

Abstract:

In order to solve the problems of insufficient communication rate between networked fighters, signals being easily eavesdropped and interfered, and unsatisfactory networking performance in the existing air-to-air inter-aircraft data links, a millimeter wave communication air-to-air data link system was proposed.The millimeter wave communication technology was introduced into the data link system, and reconfigurable intelligent surface, orthogonal time frequency space modulation, integrated sensing and communication, and wireless ad hoc network technology were integrated.The analysis and simulation results show that the proposed system is superior to existing systems in terms of transmission bandwidth, anti-interception and anti-interference performance and hardware complexity and cost.At the same time, the proposed system faces technical challenges such as real-time beam tracking, which need further research to solve.

Key words: C4ISR, air-to-air data link, millimeter wave, anti-interference, anti-interception

中图分类号:

TN919

徐鹏政, 于启月, 林泓池, 刘海宁. 基于毫米波通信的新型机间数据链系统[J]. 通信学报, 2023, 44(4): 27-37.

Pengzheng XU, Qiyue YU, Hongchi LIN, Haining LIU. Novel air-to-air data link system based on millimeter wave communication[J]. Journal on Communications, 2023, 44(4): 27-37.

图/表 10

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参考文献 31

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数据链	应用时间	应用场景	频段	最大速率	优点	缺点
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Link-4	20世纪60年代	海-空	UHF	5 kbit/s	实现舰载机的数字化控制	单向通信、无抗干扰和保密能力
Link-4A	20世纪70年代	海-空、空-空	UHF	5 kbit/s	海空双向通信能力	无抗干扰和保密能力
Link-11	20世纪70年代	地-地、地-空	HF/UHF	2.25 kbit/s	信息加密提高保密能力	无抗干扰能力
Link-4C	20世纪80年代	空-空	UHF	5 kbit/s	跳频技术增强抗干扰能力	无保密能力
Link-16	20世纪90年代	海-空-地	L	238 kbit/s	软扩频提升抗干扰能力	隐蔽性差、抗截获能力弱、速率不足
Link-22	21世纪	海-空-地	HF/UHF	12.6 kbit/s	自组网性能提升	速率较低
IFDL	21世纪	海-空-地	毫米波	500 kbit/s	窄波束降低截获概率	速率不足、组网规模小
TTNT	21世纪	海-空-地	L	10 Mbit/s	速率提升、时延低	隐蔽性差、抗截获能力弱
MADL	21世纪	空-空	Ku	未公开	低截获概率、支持多种战机	组网规模小

基于毫米波通信的新型机间数据链系统

Novel air-to-air data link system based on millimeter wave communication

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