民航話音通信系統(tǒng)設(shè)計范文

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關(guān)鍵詞：VHF；多重覆蓋；頻偏設(shè)計；綜合布線

民用航空地空通信是地面與航空器進行信息交互的主要手段和方式，廣泛運用于民用航空器運行的各個階段。民航地空通信主要為空中交通服務(wù)部門與航空器之間提供空中交通服務(wù)通信，為航空公司運營管理部門與航空器之間提供航務(wù)管理通信，并為民用航空器的搜尋，救援等緊急情況下提供特殊通信保障。民用地空通信現(xiàn)用的形式主要有VHF,HF話音通信和地空數(shù)據(jù)鏈通信。民航地空話音通信的任務(wù)是以話音的形式來實現(xiàn)航空，空中交通管制部門，機場和航空公司運營部門等民用航空飛行活動主體之間的有效聯(lián)系和信息交換，保障民用航空飛行活動安全有序地進行。近年來，隨著民航的快速發(fā)展，以往的落后的地空話音系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足民航對于地空通信多重保障的要求，如何設(shè)計建設(shè)新型，能夠提供多重通信保障的地空話音系統(tǒng)，成為一個重要的課題。目前，常見的地空通信系統(tǒng)主要由以下三部分構(gòu)成：（1）直接提供給管制人員使用的地空通信系統(tǒng)終端設(shè)備，例如，話音交換系統(tǒng)及其操作席位(內(nèi)話系統(tǒng))；（2）實現(xiàn)與航空器無線電通信的VHF/HF電臺，包括本地和遠端的遙控電臺；（3）地空通信終端設(shè)備到本地或者遠端電臺之間的傳輸鏈路，包括電纜、光纖傳輸設(shè)備、微波傳輸設(shè)備等。

1VHF天線共用系統(tǒng)

隨著航空事業(yè)的快速發(fā)展，對地空通信的要求越來越高，不但要求保證通信暢通，對通信容量也有了更高的要求。要在不新增天線場地的情況下，盡可能多地增加地空通信設(shè)備，成為一個難題，因此，天線公用系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)運而生。采用天線共用系統(tǒng)，使多路收發(fā)信機共用一套天饋系統(tǒng)，這樣既可以減少信道見的相互干擾提供傳播效率，又大大節(jié)約了天線場地。天線共用系統(tǒng)可以采用收發(fā)一體模式，也可以采用收發(fā)分離模式。收發(fā)一體模式將多個收發(fā)天整子安裝在一個天線內(nèi)，對天線場地的要求不高。后者將收發(fā)天線分開，或若干信道共用一個天線。由于受饋線及天線的功率等多方面因素的限制，通常一套天饋單元只能支持4～8個信道使用(民航通常采用4個信道共用一組天饋系統(tǒng))。所以一個多信道的甚高頻天線共用系統(tǒng)，需要多套天饋單元組合使用。

2VHF多重覆蓋及頻偏設(shè)計

當前民航的VHF通信已經(jīng)從以往的單臺站單扇區(qū)覆蓋進入現(xiàn)在的多扇區(qū)多臺站的覆蓋。多臺站對同一扇區(qū)的多重覆蓋不僅大大提高了VHF地空通信的保障力度，同時也實現(xiàn)了VHF地空通信的無盲點覆蓋。但是在多重覆蓋區(qū)域，不同臺站所發(fā)出的VHF信號會產(chǎn)生同頻干擾，這對飛行員來說是不可忍受的。為了有效地克服多重覆蓋所帶來的同頻干擾，國際民航組織ICAO規(guī)定了民航的收發(fā)信機都設(shè)有頻偏參數(shù)。頻偏參數(shù)使互調(diào)后的調(diào)制信號經(jīng)收發(fā)信機解調(diào)的干擾信號落于之外，從而有效地克服同頻干擾對于民航VHF通信的影響。對于信道間隔為25KHz的VHF通信來說，收發(fā)信機允許的頻偏參數(shù)分別為0，±2.5KHz，±5KHz，±7.5KHz。設(shè)有圖1所示的多重覆蓋圖，其頻偏設(shè)計步驟(本文以三頻偏設(shè)計為例)如下：步驟1：由圖1所示，圖中各扇區(qū)最大多重覆蓋數(shù)為N=3，則選用三頻偏(0,-5,+5)來進行頻偏設(shè)計。以ST1臺站為中心臺站，令ST1的各頻率頻偏為0，即：

3多套內(nèi)話及其綜合布線的設(shè)計

為了提高地空通信的保障力度，我們不僅要提高各臺站的電臺的配置，在同一臺站使用VHF共用系統(tǒng)保障，在同一扇區(qū)利用多重覆蓋保障通信；同時在各個管制中心，我們還需要配置多套內(nèi)話系統(tǒng)，從而實現(xiàn)多套內(nèi)話的互相備份，來有效的保證管制員的正常通信。目前，新建的各大區(qū)域管制中心都配備有多套內(nèi)話系統(tǒng)，科學地設(shè)計多套內(nèi)話之間的信號線路分配，不僅可以更合理地分配頻率資源，提高各套VCSS的保障力度。同時還可以把各套VCSS相互之間的影響降到最低，大大縮短了故障的處理時間，提高了設(shè)備維護的效率。如圖2所示。圖中系統(tǒng)配有三套內(nèi)話，所有遙控臺的話音信號分別經(jīng)過地面?zhèn)鬏斣O(shè)備（光纖，SDH等）和衛(wèi)星傳輸設(shè)備傳送至設(shè)備中心機房。在設(shè)備中心分別設(shè)有兩套總配線架(MDF)，地面信號MDF以及衛(wèi)星信號MDF，由于三套內(nèi)話均獨立運行，因此我們通過MDF把所有VHF/HF信號一分為三，分別送至各套內(nèi)話的中間配線架(IDF)，每套內(nèi)話的信號接入只需要在各自IDF上跳線即可實現(xiàn)。當某套內(nèi)話系統(tǒng)故障或維護時，僅需要斷開其IDF與MDF之間的聯(lián)接即可。此種設(shè)計方法，不僅完成可以實現(xiàn)多套內(nèi)話之間的冗余備份，同時由于其線路結(jié)構(gòu)清晰，也提高了設(shè)備維護人員的設(shè)備維護效率。

4結(jié)語

隨著我們民用航空業(yè)的快速發(fā)展，以往的簡單的地空話音通信系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足空中交通管制的需要。本文從VHF/HF共用系統(tǒng)、扇區(qū)的多重覆蓋、以及設(shè)備中心多套內(nèi)話系統(tǒng)間的綜合布線設(shè)計三方面介紹了新型的大容量、多冗余的地空話音通信系統(tǒng)的設(shè)計方法。VHF/HF共用系統(tǒng)可以在不新增天線及場地的情況下提供更多信道的通信服務(wù)；多重覆蓋真正實現(xiàn)了地空通信的無盲點通信，大大提高了VHF地空通信的可靠性；設(shè)備中心多套內(nèi)話系統(tǒng)間合理的綜合布線不僅提高了各套VCSS之間頻率資源的合理利用，同時其獨立的線路結(jié)構(gòu)還大大縮短了故障的處理時間，提高了設(shè)備維護的效率，把多套內(nèi)話系統(tǒng)相互間的影響降到最低。

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作者：艾雨 單位：西南空管局技術(shù)保障中心