JTIDS'de kaba senkronizasyondan ince senkronizasyona kadar senkronizasyon segmentleri
Data Link-16, muharebe kuvvetleri arasında gerçek zamanlı taktik veri alışverişinde kullanılır. Link-11 ve Link-4A ile karşılaştırıldığında sistemde çekirdek düğüm olmaması, anti-jamming, iletişim esnekliği, iletim ve veri güvenliğinin ayrılması, katılımcı sayısının artırılması, veri kapasitesinin artırılması, ağ navigasyon özellikleri ve güvenli ses gibi önemli iyileştirmeler yapılmıştır.
Link-16, iki tip terminal yazılımı, donanımı, radyo frekansı ekipmanı ve ortaya çıkan yüksek kapasiteli, güvenli, parazit önleyici dalga formunu içeren Ortak Taktik Bilgi Dağıtım Sistemi'ni (JTIDS) kullanır. JTIDS'nin temel versiyonu Zaman Bölmeli Çoklu Erişim (TDMA) kullanır ve sinyal bir yayılmış spektrum sinyalidir. TDMA'da iki yayılmış spektrum yöntemi kullanılır: doğrudan dizi yayılmış spektrum ve frekans atlama. JTIDS TDMA'nın her zaman aralığı 129 darbe yayar, ilk 20'si senkronizasyon segmenti ve kalan 109'u veri segmentidir.
Senkronizasyon segmentinde ve veri segmentinde, darbe modülasyon sinyalleri olarak kullanılan sözde rastgele dizi segmentleri farklıdır. Senkronizasyon segmenti için seçilen sözde rastgele dizi segmentleri, 32-bit ikili temel kodların tüm olası permütasyonlarından sözde rastgele seçilebilir veya yukarıda belirtilen uzayda iyi otokorelasyon fonksiyonlarına sahip bir kümeden sözde rastgele seçilebilir veya her iki yöntemin bir kombinasyonu olabilir.
Seçim, kaba senkronizasyon veya ince senkronizasyon için kullanılmasına ve tüm sistemin aktif girişime ve aldatma girişimine karşı direnç gereksinimlerine bağlıdır. Yukarıda belirtilen sözde "iyi otokorelasyon fonksiyonu", tek tepe noktası ile yan loblar arasındaki ilişkiye atıfta bulunur.
Her zaman diliminin kaba senkronizasyon segmenti için yalnızca 8 sözde rastgele dizi segmenti seçilebilir ve buna karşılık 8 alıcı kanal gerekir. Farklı zaman dilimleri farklı sözde rastgele dizi segmentleri kullanır. Veri segmentinde darbe modülasyon sinyali olarak kullanılan sözde rastgele dizi segmenti, 31 bitlik bir m-diziyi bir ek temel kodla genişleterek oluşturulan bir M-dizisidir.
Bu sözde rastgele dizi parçaları periyodik olarak kaydırıldığından ve karşılık gelen verileri temsil ettiğinden, kaydırma konumu bilgi kaynağı tarafından belirlenir ve sözde rastgele seçilmez. Bu M-dizisi, birbirine ortogonal olan periyodik kaydırma dizileri arasındaki iyi çapraz korelasyon fonksiyonları ile karakterize edilir.
Sinyali aldıktan sonra, JTIDS'nin kullanıcı terminali, senkronizasyon segmentinin darbe modülasyon sinyalini kontrol etmek ve bu sinyal serisini kabul edip etmemeye karar vermek için bunu bir sinyal dedektörüne (dijital filtre) gönderir. Senkronizasyon ve veri segmentleri için farklı türde sözde rastgele diziler kullanıldığından, farklı dedektörler gerekir. Dedektör, 32 karşılaştırma yaparak maksimum olasılık kriterini benimseyebilir veya çift sözcüklü yüzey akustik dalga filtresi gibi bir eşik algılama devresi kullanılarak uygulanabilir.
JTIDS’te iki tip senkronizasyon kavramı vardır.
Biri, her üyenin saatinin bir sistem saati oluşturmak için bir referans saatle hizalanması gereken ağ senkronizasyonudur. Bu, her zaman diliminin başlangıç ve bitiş saatlerinin birleştirilmesini ve her ileten üye için sinyal iletim süresinin zaman diliminin başlangıcında başlamasını sağlar.
Diğer senkronizasyon türü bilgi senkronizasyonudur ve senkronizasyon segmenti bunu başarmak için tasarlanmıştır. Bir JTIDS üyesinin alıcısında, alınan sinyalden gelen 16 kaba senkronizasyon darbesi, 0,2 mikrosaniyeden fazla olmayan bir hataya sahip bir zamanlama sinyali üretmek için kullanılır. Daha sonra, zamanlama sinyali titremesini ±20 nanosaniyeye (10 nanosaniyelik bir standart sapma ile) düşürmek için dört ince senkronizasyon darbesi kullanılır.
JTIDS üye alıcısında, alınan sinyalin senkronizasyon segmenti tarafından üretilen zamanlama sinyali, sinyalin varış zamanını doğru bir şekilde işaretler. İki amaca hizmet eder. İlk olarak, veri segmentinde veri tespiti için kullanılır. Alınan radyo frekansı darbeleri, sinyal dedektörü tarafından doğrudan video tepe darbelerine dönüştürülür. Veri segmentinde, tepe noktasının konumu, M-dizisinin kaydırma konumuna karşılık gelir. Zamanlama sinyaliyle, M-dizisinin kaydırma konumunu ve karşılık gelen ikili verileri temsil eden tepe noktasının konumu belirlenebilir ve bu da veri tespitinin yapılmasına olanak tanır.
Zamanlama sinyalinin bir diğer önemli kullanımı navigasyondur. JTIDS'in tüm sistem üyeleri, kendilerine atanan zaman aralıkları boyunca sistem zamanıyla kesinlikle senkronize bir şekilde iletim yaptığından, diğer sistem üyeleri, alınan sinyalin varış zamanına dayanarak iletim yapan üyeden göreceli uzaklıklarını hesaplayabilirler. Bu teknik, Varış Zamanı (TOA) ölçümü olarak bilinir ve JTIDS'in navigasyon yeteneklerinin temellerinden biridir.
Bu nedenle, senkronizasyon segmenti tarafından üretilen zamanlama sinyali JTTDS sisteminin çalışması için kritik öneme sahiptir. Sinyal korelasyonu işleme sırasında, sinyal otokorelasyonu tüm sözde rastgele dizi segmenti içinde yalnızca bir noktada meydana gelir ve bu nokta bir temel kod genişliğinin artışlarıyla atlar.
Sonuç olarak, 5 Mbit/sn'lik bir temel kod oranına sahip bir sözde rastgele kod kullanımı nedeniyle JTIDS sinyalinin içsel çözünürlüğü ±100 nanosaniyeden (±33 metrelik bir mesafeye eşdeğer) daha az değildir. Ancak çözünürlük, temel kod genişliğinin bir kısmına kadar daha da iyileştirilebilir ve daha yüksek bir hassasiyet düzeyi elde edilebilir. Örneğin, Hughes ±4 metrelik bir çözünürlüğe ulaşır.
