随着现代信息技术在军事战争中的地位不断提升,对频谱资源的控制权在某种意义上极大程度地影响了战场的通信水平。时下热门的认知无线电技术有效缓解了频谱资源稀缺问题,同时也逐渐渗透到了军事领域。现有数据链网络的频谱接入方式固定单一,在受到敌方针对性的恶意干扰时无法根据周围的电磁环境及时、灵活地切换信道,易造成通信中断、消息延误、端到端时延波动大等恶劣影响。因此,本文旨在通过引入认知无线电技术,使数据链系统具备感知环境的能力,增强网络的抗干扰能力,时刻保证战场通信的质量。本文基于战术数据链Link-16的TDMA网络协议,针对战场环境多变、频谱资源贫乏、网络负载不均衡等问题,结合频谱感知技术与MAC层感知策略,设计了一种基于频谱感知的动态TDMA网络接入协议。首先,利用物理层的频谱感知算法对采集到的战场电磁环境数据进行处理,从而准确判断出当前信道的状态,为切换信道提供可靠的判决依据。其次,MAC层的感知策略重点关注感知模式和感知时长等细节策略,旨在降低频谱感知带来的额外开销,高效地寻找到空闲可用信道,同时减小对网络整体性能的负面影响。此外,本文设计了一种动态时隙分配算法,解决了Link-16数据链的TDMA协议固有的频谱资源浪费问题,能够有效提高网络负载不均衡场景下的频谱利用率和网络吞吐量,力求在不同的负载分布情况下均显现出良好的网络包容性。基于上述思路,本文首先介绍Link-16数据链的关键技术,接着详细描述所设计的基于频谱感知的动态TDMA网络接入协议,包括动态TDMA网络时隙结构设计、频谱感知策略、动态时隙分配算法以及随遇接入机制。然后,对本方案的性能进行了理论分析。最后,本文使用仿真软件OPNET Modeler对基于频谱感知的动态TDMA网络接入协议进行仿真建模,验证本文方案的性能。