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Link-16数据链是一种集通信、导航、指挥控制及识别于一体,具有大容量、抗干扰、高速度、高保密等能力的战术信息分发系统。近年来,随着电磁干扰技术水平的发展,Link-16数据链固定的抗干扰容限难以应对日益增大的电磁干扰威胁,基于传统扩跳频和纠错编码的“盲”抗干扰方法显得越来越被动。同时,飞机间利用Link-16进行战术与指控信息交互时,若只采用单天线通信,在一些场景中由于信号受机体遮挡会导致通信质量严重下降,甚至通信中断,无法实现全空域通信。针对这些问题,本文从三方面研究了Link-16通信波形的增强技术,即:Link-16波形抗干扰增强接收技术、基于变换域通信系统（Transform Domain Communication System,TDCS）的Link-16波形增强技术、Link-16全空域波形增强技术。第一章给出本文的研究背景,总结目前Link-16波形的抗干扰方法和全空域通信的研究现状,给出论文的研究内容。第二章对Link-16系统进行了介绍,并基于标准Link-16波形搭建仿真链路。第三章针对单音/多音、线性扫频、噪声调频和部分频带等典型压制式干扰,研究传统Link-16波形抗干扰增强接收技术。传统Link-16系统采用高速跳频体制,每个频点干扰信号样本数据量少,导致常用的重叠加窗算法加窗不完整,在干扰功率较大时,由于干扰信号频谱泄露影响干扰抑制性能。为此,本章设计了自适应干扰检测与抑制算法,在干扰功率较大时切换为单路干扰检测与抑制算法,相对于传统干扰抑制算法,该算法很好的平衡了信噪比损失与干扰信号频谱泄露抑制。仿真结果表明:采用的抗干扰增强接收技术显著提升了传统Link-16波形对抗压制式干扰的能力,在干信比（Jamming-to-Signal Ratio,JSR）大于40d B的强干扰条件下,仍然可获得接近无干扰下的误码率（Bit Error Rate,BER）性能。第四章针对发送端可以获知接收端干扰信号频谱的情况,研究基于TDCS的Link-16抗干扰通信波形,进一步提高Link-16的抗干扰能力。本章给出了兼容传统Link-16脉冲结构的TDCS波形方案和处理流程。针对双脉冲格式,若两个脉冲遭受的干扰情况不同时,不能采用传统Link-16波形的合并方式处理TDCS波形,本章提出了相关值合并的双脉冲TDCS波形接收算法。仿真结果表明:TDCS-Link-16增强波形在保持传统Link-16数据率和时隙结构不变的情况下,极大的提高了传输链路的抗干扰性能,在BER达到10-6数量级时,TDCS波形的Eb N0性能提升了约5.5d B。第五章针对单天线Link-16系统在空空和空地通信时受机体遮挡影响,导致通信质量下降的问题,考虑了7种典型通信场景,提出在机背和机腹均安装一幅天线,利用机载双天线进行空空或空地通信。论文采用基于空频分组码和正交频分复用（Space Frequency Block Code Orthogonal Frequency Division Multiplexing,SFBC-OFDM）技术的两发两收多天线传输方案,设计了适应Link-16时隙结构及系统特点的帧格式。仿真结果表明:本章提出的多天线传输方案在保持Link-16时隙结构不变的情况下,可有效解决因机体遮挡造成通信链路中断的问题,并能在与地面设备通信时克服因多径传播时延造成的符号间干扰的影响。最后,第六章对全文进行了总结,并对后续可进一步深入研究的方向进行了简要说明。