Link-11数据链是一种广泛应用于军事领域的数字通信系统，主要用于舰艇、飞机和陆基平台之间的实时数据交换。它采用半双工、高频(HF)或超高频(UHF)无线电通信，以固定格式的报文传输战术数据，包括位置信息、状态报告、指挥控制命令等。Link-11数据链的设计目的是确保战场上的各作战单元能够快速、可靠地共享关键信息，从而提高协同作战能力和战场态势感知能力。尽管其数据传输速率相对较低，但Link-11在军事通信中仍具有重要地位，特别是在需要高可靠性和抗干扰能力的场景中。
一、Link-11数据链系统架构与网络结构
1.基本组成
Link-11是一种半双工战术数据链，由网络控制站（NCS）和多个参与单元（PU，或称前哨站）构成。每个PU配备以下核心组件：
- 战术数据系统（TDS）：处理传感器数据(如雷达、导航信息)，生成标准化的M系列报文。
- 加密设备（如KG-40）：对24位战术数据进行加密，支持A1、A2、B等加密模式。
- 数据终端集（DTS）：作为调制解调器，负责数据编码、音频调制及协议控制。
- 无线电设备：支持HF(15-30 MHz)和UHF(225-400 MHz)频段通信。
2.网络拓扑
采用轮询协议的集中式网状结构，NCS作为主站按固定顺序轮询PU，确保数据有序传输。网络最多支持61个参与者(实际常为11个)，通过点名模式(Roll Call)实现动态管理。
二、通信协议与技术标准
1.协议与标准
MIL-STD-6011（TADIL-A）：定义数据格式和消息结构(如M系列报文)。
MIL-STD-188-203-1A：规定通信标准，包括调制方式、帧结构等。
2.数据帧结构
每帧包含30位数据：24位有效载荷(加密战术信息) + 6位汉明码(纠错)。
使用差分正交相移键控（DQPSK）调制，通过15个音频子载波(935-2365 Hz)传输。
帧速率：HF频段为45.45帧/秒(1364 bps)，UHF频段为75帧/秒(2250 bps)。
3.多音并行体制
16个音频信号构成载波，其中605 Hz单音用于多普勒校正，其余15个传输数据。
每个子载波通过相位变化编码2位二进制数据，实现高密度信息传输。
三、数据传输机制与频率覆盖
1.频段与覆盖范围
HF频段：地波覆盖300海里(天波可达1000海里)，适合超视距通信。
UHF频段：视距传输，舰对舰25海里，舰对空150海里。
2.传输模式
点名模式（Roll Call）：NCS轮询各PU，PU在分配时隙内响应。
广播模式：NCS向全体PU发送信息，无需轮询。
短广播（Short Broadcast）：单次广播紧急信息，间隔两个帧的静默期。
3.信号处理流程
发送端：TDS生成数据 → 加密 → DTS添加纠错码 → 多音调制 → 无线电发射。
接收端：解调音频 → 纠错 → 解密 → TDS处理。
四、加密与抗干扰措施
1.加密机制
KG-40加密机：自动对24位战术数据加密，支持多种密钥模式(A1/A2/B/明码)。
加密过程与汉明码校验结合，增强数据完整性。
2.抗干扰能力与局限性
弱点：早期设计未考虑复杂电磁对抗，抗干扰能力较弱。
3.改进措施：
跳频技术：规避固定频率干扰，需动态感知频谱环境。
扩频技术：扩展信号带宽以降低信噪比影响。
汉明码纠错：单比特错误自动修正。
五、应用场景与军事用途
1.主要功能
态势共享：实时交换雷达、导航数据，生成统一战场态势图。
指挥控制：协调反潜作战(如P-3C巡逻机与舰艇协同)、防空任务。
电子战支持：传输电子侦察与干扰指令。
2.典型平台
海军：航母(如尼米兹级)、导弹巡洋舰(如提康德罗加级)、核潜艇(如洛杉矶级)。
空军：E-2C预警机、E-3预警机、P-3C反潜巡逻机。
陆军：地面指挥中心。
六、与其他数据链的对比(以Link-16为例)
| 特性 | Link-11 | Link-16 |
|---|---|---|
| 传输速率 | 1364/2250 bps | 28.8-115.2 kbps |
| 频段 | HF/UHF | UHF（960-1215 MHz） |
| 抗干扰能力 | 弱（固定频率） | 强（跳频+扩频+纠错编码） |
| 网络容量 | 最多61节点 | 支持多网并行，容量更高 |
| 功能扩展 | 战术数据交换 | 支持语音、导航、武器协同 |
| 加密技术 | KG-40传统加密 | 现代加密（如JTIDS安全机制） |
七、未来发展趋势
尽管Link-11正逐步被Link-22取代(支持125节点、12.6 kbps速率)，但其在以下方面仍具价值：
- 过渡期主力：预计在2030年前仍是海军核心数据链。
- 兼容性扩展：通过卫星中继实现超视距通信，覆盖范围扩展至1000海里。
- 抗干扰升级：引入软件定义无线电(SDR)技术，动态适应复杂电磁环境。
Link-11通过轮询协议和多音调制技术，在HF/UHF频段实现战术数据的可靠传输，尽管在速率和抗干扰性上存在局限，但其集中式网络管理和标准化报文格式使其成为冷战至今海军作战的关键纽带。随着Link-22和Link-16的普及，Link-11将逐步转型为辅助链路，但其设计理念仍深刻影响着现代战术数据链的发展。
