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關(guān)鍵詞:民用航空;通信技術(shù);現(xiàn)狀
及時(shí)可靠的通信技術(shù)在民用航空領(lǐng)域?qū)儆诒U虾桨嗾_\(yùn)營以及飛行安全的基礎(chǔ),本文立足于民用航空通信技術(shù)的空管保障,對民用航空通信環(huán)境進(jìn)行了分析,并且對跨洋 /偏遠(yuǎn)地區(qū)通信的應(yīng)用現(xiàn)狀、機(jī)場場面通信的應(yīng)用現(xiàn)狀、陸地空域通信的應(yīng)用現(xiàn)狀等進(jìn)行了重點(diǎn)介紹,最后分析了民用航空通信技術(shù)未來的發(fā)展前景,希望能夠?qū)γ裼煤娇胀ㄐ偶夹g(shù)的應(yīng)用和發(fā)展起到一定的借鑒作用。
一、民用航空通信環(huán)境的分析
現(xiàn)在民用航空具有越來越多的飛行路線,同時(shí)也具有越來越大的航空運(yùn)輸客流量,這樣就導(dǎo)致航空運(yùn)輸面臨的較多的安全管理問題。在民用航空中其內(nèi)部的通信系統(tǒng)屬于一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容,要想有效地保證民用航空的飛行的安全性,就必須要高度的重視民用航空的通信技術(shù)[1]。民用航空的傳輸數(shù)據(jù)比較復(fù)雜,而且具有較高的通信環(huán)境要求,因此,民用航空的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)通常都比較先進(jìn)。民用航空中傳遞的信息數(shù)據(jù)在具體的通信管理工作中往往會(huì)涉及到多個(gè)單位和企業(yè),民用航空本身運(yùn)行的安全性和順利性也與這些企業(yè)和單位負(fù)責(zé)的工作具有非常密切的聯(lián)系。計(jì)算機(jī)中心、航空管理局、航空公司等多個(gè)部門之間必須要做到緊密的聯(lián)系和相互配合,才可以使民用航空的正常安全運(yùn)行得到保障。
二、民用航空通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析
以起飛、飛行和降落為根據(jù)可以將民用航空通信劃分為3個(gè)區(qū)域,也就是跨洋/偏遠(yuǎn)地區(qū)空域區(qū)域、機(jī)場場面區(qū)域和陸地空域區(qū)域等。以不同的服務(wù)類型可以將其劃分為以下幾種:首先,航空旅客通信服務(wù);其次,航空公司運(yùn)營和管理服務(wù),其主要是應(yīng)用在航空公司的管理和運(yùn)營工作中的通信服務(wù);最后,空中交通服務(wù),其主要的目的就是對民航飛機(jī)在一定空域內(nèi)的飛行進(jìn)行控制,包括航空移動(dòng)服務(wù)、空中交通管制等內(nèi)容。
(一)跨洋 /偏遠(yuǎn)地區(qū)通信的應(yīng)用現(xiàn)狀
(二)機(jī)場場面通信的應(yīng)用現(xiàn)狀。首先是泛歐數(shù)字集群系統(tǒng)的應(yīng)用:作為以時(shí)分多址技術(shù)為基礎(chǔ)的一種專業(yè)移動(dòng)通信系統(tǒng),泛歐數(shù)字集群系統(tǒng)主要應(yīng)用了25 kHz信道間隔,其中的每個(gè)射頻信道都包括四個(gè)時(shí)隙,其一共可以支持三種不同的模式,也就是直接模式、分組數(shù)據(jù)優(yōu)化的模式、話音加數(shù)據(jù)模式。機(jī)場場面通信主要包括806 ―866 MHz和380―520 MHz等幾種不同的工作頻率。其次是機(jī)場數(shù)據(jù)鏈的應(yīng)用:機(jī)場數(shù)據(jù)鏈主要應(yīng)用領(lǐng)域是塔臺與在起降和滑行中的飛機(jī)之間的高速大容量通信,其可以支持一百個(gè)用戶在50 km 范圍內(nèi)的同時(shí)在線。滑行和起降管理控制項(xiàng)目主要應(yīng)用到了多載波碼分多址技術(shù),其具有8的擴(kuò)展長度因子、10 ms的保護(hù)檢測、250 ms的正交頻分復(fù)用符號持續(xù)時(shí)間、4 kHz的載波間隔、系統(tǒng)帶寬為8192 kHz、調(diào)制制式為QPSK。
(三)陸地空域通信的應(yīng)用現(xiàn)狀。首先是航空短波通信的應(yīng)用:作為最早的航空通信方式,短波通信主要選擇的是單邊帶模擬調(diào)制方式,其在開展遠(yuǎn)距離通信的時(shí)候主要是利用電離層反射來實(shí)現(xiàn)的,其可以實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)和跨洋的通信覆蓋。然而短波通信具有較低的數(shù)據(jù)傳輸正確率、嚴(yán)重的干擾、頻譜擁擠、較大的延遲、較大的多普勒頻移、嚴(yán)重的多徑等問題。現(xiàn)在在沒有覆蓋VHF系統(tǒng)的區(qū)域是主要的航空短波通信應(yīng)用范圍。其次是VHF 模擬語音通信的應(yīng)用:VHF 模擬語音系統(tǒng)一開始主要運(yùn)用200 kHz的信道間隔和雙邊帶模擬語音調(diào)制,能夠?qū)?0個(gè)信道提供出來,后來其信道逐漸采用100/50/25/8.33 kHz,因此能夠使容量得到極大的提高。VHF 模擬語音系統(tǒng)可以保證管制員飛行員之間的語音通信和廣播語音服務(wù)的實(shí)現(xiàn),屬于一種非常關(guān)鍵的航空語音調(diào)度通信方式。
三、民用航空通信技術(shù)在未來的發(fā)展前景
首先,數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)高速大容量傳輸,:未來的民用航空通信技術(shù)將會(huì)更多的選擇數(shù)據(jù)通信方式作為新應(yīng)用和提供新服務(wù),不斷開放的航空旅客通信會(huì)極大地增加民用航空移動(dòng)通信需求,因此大容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰κ呛娇找苿?dòng)通信系統(tǒng)在未來必須要具備的[4]。其次,多鏈路共存:未來的一架航空器能夠?qū)Χ鄺l無線鏈路進(jìn)行同時(shí)使用,比如L-DACS、VD。通過對多鏈路管理與調(diào)度策略的利用,就可以將不同QoS 的服務(wù)提供出來。最后,管理操作將會(huì)以網(wǎng)絡(luò)為中心:各航空實(shí)體在未來會(huì)具有越來越多的全系統(tǒng)信息管理、協(xié)同決策、信息交互需求等。而這些必須要立足于網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),確保各個(gè)服務(wù)系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)兼容,從而使網(wǎng)絡(luò)化的管理操作得以實(shí)現(xiàn)。
四、結(jié)語
現(xiàn)在民用航空運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的越來越快,而空中交通管理系統(tǒng)因?yàn)榭罩薪煌髁康牟粩嘣黾佣兊迷絹碓綋砣偌由虾娇章每屯ㄐ诺拈_放要求,因此,航空移動(dòng)通信在未來必須要具備對數(shù)據(jù)進(jìn)行高速大容量傳輸?shù)哪芰Α榱吮WC空天地信息網(wǎng)絡(luò)和全球化部署的實(shí)現(xiàn),必須要利用更多的國際化討論和合作,從而能夠?qū)⒔y(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和頻譜劃分方案制定出來,立足于航空通信在未來的需求,對航空通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全球化的規(guī)劃,從而確保全球無縫覆蓋的實(shí)現(xiàn)。同時(shí),我國在通用航空方面也要對與我國實(shí)際相符合的通信系統(tǒng)和管理系統(tǒng)進(jìn)行積極的研究。
參考文獻(xiàn):
[1]楊云君,沈芳,李紅蕾,許云昆.調(diào)頻廣播干擾航空通信常見原因及解決的方法[J].電聲技術(shù).2014(04).
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關(guān)鍵詞:民航;ACARS;地空通信;ATN/VDL技術(shù)
中圖分類號:V243 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
近些年,我國民航業(yè)得到了快速發(fā)展,這就使得民航通信業(yè)務(wù)量顯著提升。現(xiàn)階段用于民航管制通信的技術(shù)有兩種,即:高頻通話技術(shù)和甚高頻通話技術(shù)兩種,但是隨著通信量的增加及人為因素存在,致使通信頻道出現(xiàn)擁擠現(xiàn)象,導(dǎo)致飛機(jī)在飛行安全以及航班準(zhǔn)點(diǎn)率上都受到了一定影響,因此就要找尋一種能夠有效處理此類問題的方式,這也成為了民航發(fā)展首先要解決的問題之一。而地空數(shù)據(jù)通信技術(shù)的應(yīng)用,則有效解決了這一實(shí)際問題。
一、地空數(shù)據(jù)的傳輸種類
(一)甚高頻數(shù)據(jù)鏈
甚高頻數(shù)據(jù)鏈(VHF)是使用民航118.975~136兆的專用頻段來對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸,其具有極高的穩(wěn)定性、信息傳輸迅速、發(fā)生延遲幾率小等優(yōu)點(diǎn),對衛(wèi)星以及S模式數(shù)據(jù)來講,甚高頻數(shù)據(jù)鏈具有投資成本不高,并且使用便捷不復(fù)雜,以及容易對其進(jìn)行拓展等特點(diǎn)。因此這種甚高頻數(shù)據(jù)鏈技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)階段民航地空數(shù)據(jù)鏈通信中的重要方式之一。然而,甚高頻數(shù)據(jù)鏈還是存在一定的不足,即:視距傳輸所能覆蓋的范圍相對較小,如果想要全面實(shí)現(xiàn)航線的覆蓋,就必須建立多個(gè)點(diǎn)來解決覆蓋問題。
(二)高頻數(shù)據(jù)鏈
高頻數(shù)據(jù)鏈與甚高頻數(shù)據(jù)鏈對比分析可知,高頻數(shù)據(jù)鏈具有大于視距的傳輸距離,且能夠覆蓋的面積也相對較大,但是由于高頻數(shù)據(jù)鏈不具有良好的穩(wěn)定性和可靠性,致使信息數(shù)據(jù)傳輸速度得不到提升,并且速率較慢,同時(shí)延遲率高也是高頻數(shù)據(jù)鏈的一大特點(diǎn)。
(三)衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)鏈
在不同的區(qū)域范圍內(nèi),數(shù)據(jù)鏈通信所提供的服務(wù)都是基本上一樣的,只是在網(wǎng)絡(luò)覆蓋率達(dá)不到其通信要求時(shí),才會(huì)有服務(wù)不一樣的現(xiàn)象出現(xiàn)。
二、地空數(shù)據(jù)鏈類型
(一)飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)技術(shù)特性
現(xiàn)階段,飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)(ACARS)所使用的通信頻段,是現(xiàn)在國際民航專用的甚高頻作為其頻段支撐。這種系統(tǒng)所使用的空間通信方式是半雙工形式,也就是和地空無線通信所使用的工作模式一樣。在進(jìn)行地空之間數(shù)據(jù)通信時(shí),通信協(xié)議使用的CSMA,其實(shí)際傳輸速度能夠達(dá)到2400比特/秒。飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)是一種字符式的通信協(xié)議,其信息組的最大可支持字符可以達(dá)到220個(gè)字節(jié)。在對較長的信息進(jìn)行處理時(shí),由飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)通信把長數(shù)據(jù)劃分成若干段,在將每個(gè)數(shù)據(jù)段編制成相應(yīng)的電文,然后按照順序?qū)⑵渫ㄟ^無線數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行發(fā)送。因此,只有在一份電文發(fā)送完成且經(jīng)過接收驗(yàn)證以后,才能進(jìn)行下一份電文的傳輸。
在同一設(shè)備上,這種系統(tǒng)可以和語音系統(tǒng)進(jìn)行很好的兼容,有效的降低了安裝以及運(yùn)營上所支出的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。與此同時(shí),ACARS與AIR NC規(guī)程一起應(yīng)用,就能夠符合數(shù)據(jù)集成的需求標(biāo)準(zhǔn),并且還能夠面向比特的同步協(xié)議進(jìn)行連接。然而,這種系統(tǒng)現(xiàn)階段還不能滿足民航飛行安全優(yōu)先等級的實(shí)際要求,但是它已經(jīng)具有了部分等級的功能。還要值得注意的是,ACSRS與航空電信網(wǎng)之間是不能兼容的。
(二)ATN/VDL的特性
ATN方案建立在開放式系統(tǒng)能夠進(jìn)行互相連接以及面向比特的協(xié)議基礎(chǔ)上。而ATN中最為重要的設(shè)備就是路由器,這是因?yàn)槁酚善髂軌虬训孛婢W(wǎng)絡(luò)和飛機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行很好的連接,同時(shí),還能采用ATN的編制方法進(jìn)行用戶之間的信息傳輸。ATN路由器協(xié)議規(guī)程主要由下面幾方面所構(gòu)成。其一,面向連接所使用的四級傳輸協(xié)議。其二,網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)議。其三,由終端系統(tǒng)傳輸至中介系統(tǒng)中的路由協(xié)議;其四,區(qū)域之間的路由協(xié)議。
三、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)在民航中的實(shí)際應(yīng)用
(一)飛機(jī)起飛之前確認(rèn)放行任務(wù)
數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用在民航機(jī)場塔臺管制中,再經(jīng)由地空數(shù)據(jù)通信方式對準(zhǔn)備起飛的飛機(jī)進(jìn)行放行。因此,飛機(jī)一定要具備相關(guān)的機(jī)載設(shè)備進(jìn)行有效支持,這種數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)與傳統(tǒng)的語音放行模式對比,有著極高的優(yōu)越性能。例如,對飛機(jī)放行的數(shù)據(jù)傳輸非常準(zhǔn)確,傳輸速度也相對較快,降低了飛機(jī)組以及地面管制人員的工作量。
(二)管制員和駕駛員數(shù)據(jù)鏈通信和自動(dòng)監(jiān)視
管制員和駕駛員數(shù)據(jù)鏈通信(CPDLC) 能夠提供可以在ATS中使用的地空數(shù)據(jù)通信,其中包含了現(xiàn)階段所應(yīng)用的話音模式以及相應(yīng)放行和請求較為完善的標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)管制員和駕駛員之間的交流和溝通,提高管制移交與傳輸放行等功能質(zhì)量。而這種雙向的通信模式經(jīng)由地空數(shù)據(jù)鏈,對地面的的管制命令進(jìn)行答復(fù),使數(shù)據(jù)通信以及管制命令能夠進(jìn)行很多次的閱讀。CPDLC系統(tǒng)框圖具體如圖1所示。
(三)自動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)的使用
在ADS模式背景下,飛機(jī)能夠使用數(shù)據(jù)鏈自主的向自動(dòng)控制系統(tǒng)傳遞自身位置以及相應(yīng)的信息數(shù)據(jù),有效的將飛機(jī)實(shí)際位置在系統(tǒng)終端的屏幕界面上進(jìn)行顯示。這種方法主要使用在雷達(dá)不能進(jìn)行覆蓋的海洋區(qū)域或者是空中區(qū)域。自動(dòng)監(jiān)視可以劃分為相關(guān)以及非相關(guān)監(jiān)視兩種。非相關(guān)監(jiān)視中是把地面作為基礎(chǔ),對飛機(jī)飛行的實(shí)際位置進(jìn)行預(yù)算。而在相關(guān)監(jiān)視中,飛機(jī)能夠主動(dòng)的將自身位置進(jìn)行確定,然后向自動(dòng)控制系統(tǒng)報(bào)告,但是語音報(bào)告位置時(shí)包含在飛機(jī)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)中,因此,飛機(jī)的位置就要通過機(jī)載的設(shè)備中,然后,使用無線電通話技術(shù)向自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)告。
四、未來地空通信技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著科技水平的發(fā)展以及民航地空通信技術(shù)的不斷完善,未來的通信技術(shù)也會(huì)朝著傳輸速度更快,傳送信息數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確,自動(dòng)化水平更好,穩(wěn)定性更好等方向上發(fā)展。在地空技術(shù)的發(fā)展過程中,使用國際民航組織標(biāo)準(zhǔn),能夠有效提升數(shù)據(jù)傳送速度的等級,可以在原來的基礎(chǔ)29100bps,同時(shí)使用可靠的傳輸協(xié)議,能夠?qū)㈠e(cuò)誤幾率控制在1.0E-10的范圍內(nèi),報(bào)文延遲幾率能夠降低將近50%左右,從以往的5S降低到3.5S。
其中ATN屬于民航專用的網(wǎng)絡(luò),它具有的系統(tǒng)安全機(jī)制較為完善,主要支持地空進(jìn)行無縫通信,可靠性非常的高,不會(huì)因?yàn)榫植抗收隙鴮?dǎo)致失效,與此同時(shí),端與端間還存在著可靠的通信,把所有通信因子都連接在一起,構(gòu)成一個(gè)整體,可以對已有的投資進(jìn)行發(fā)展,能夠保持平穩(wěn)過渡。
結(jié)論
總而言之,我國國內(nèi)的民航業(yè)正處于發(fā)展階段,地空通信技術(shù)以及通信企業(yè)正在不斷地發(fā)展和完善,因此我們相信,在地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋逐漸增大以及通信鏈不斷拓寬的今天,地空通信技術(shù)未來的發(fā)展前景是無法估量的。
參考文獻(xiàn)
在中國民用航空領(lǐng)域中,航空氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要具有飛行氣象情報(bào)及氣象資料的交換、備供、存儲等能力,由相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、通信分系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫分等部分組成。石家莊正定國際機(jī)場目前使用的該系統(tǒng),與民航北京氣象中心聯(lián)網(wǎng),接收并匯交相關(guān)氣象情報(bào)及資料,向其匯交本地雷達(dá)、自觀、報(bào)文等氣象資料,同時(shí)接收其下發(fā)的國內(nèi)、國際飛行所需的綜合航空氣象情報(bào)信息,為石家莊航空安全提供保障。下面將以通信分系統(tǒng)為例,以軟件設(shè)計(jì)角度對系統(tǒng)需求、概要、詳細(xì)設(shè)計(jì)等三個(gè)階段進(jìn)行簡單解析,從而更加容易理解該系統(tǒng)的通信分系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由上圖所示,石家莊機(jī)場的航空氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要由氣象數(shù)據(jù)收集處理和信息應(yīng)用組成,展示時(shí)氣象信息使用用戶通過局域網(wǎng),以web網(wǎng)頁或飛行文件綜合方式獲取航空中所需氣象情報(bào)。
業(yè)務(wù)處理部分主要包括氣象數(shù)據(jù)庫和通信分系統(tǒng),可通過通信系統(tǒng)收集處理民航報(bào)告、常規(guī)報(bào)告、自動(dòng)觀測資料(AWOS)、風(fēng)溫廓線儀、自動(dòng)站資料、Bufr資料、Grib資料、Fax資料、衛(wèi)星云圖資料、本地圖形圖像資料、多媒體資料、雷達(dá)等資料,隨后,通過預(yù)報(bào)綜合平臺及網(wǎng)頁版的形式進(jìn)行氣象信息業(yè)務(wù)的展示。數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)采用客戶機(jī)服務(wù)器方式,可對資料處理、數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。有資料處理子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)。
2 通信分系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)
通信分系統(tǒng)是航空氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中最重要的組成部分,它負(fù)責(zé)全系統(tǒng)的氣象資料接收、檢查與處理、發(fā)送,及請求的應(yīng)答。本通信分系統(tǒng)分為通信系統(tǒng)以及監(jiān)控維護(hù)操作平臺。為數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)和數(shù)據(jù)交換服務(wù)器提供數(shù)據(jù)源,支持一個(gè)數(shù)據(jù)源同時(shí)向多個(gè)本地相同數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)的功能。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)滿足了以下需求。
2.1 在通信分系統(tǒng)中需要配備一個(gè)通信前置機(jī),數(shù)據(jù)傳輸同時(shí)支持AFTN、PSTN和網(wǎng)絡(luò)傳輸模式。
2.2 以安全可靠為重點(diǎn),監(jiān)控系統(tǒng)對監(jiān)控的內(nèi)容出現(xiàn)異常的情況下,以聲音、閃爍或者不同顏色進(jìn)行告警。
2.3 對氣象資料的處理達(dá)到準(zhǔn)確、及時(shí),保證地區(qū)中心通信主機(jī)與地區(qū)中心數(shù)據(jù)交換服務(wù)器上的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、完整、一致。
2.4 充分考慮操作的方便,將監(jiān)控和操作與通信分系統(tǒng)整合到一起,開發(fā)以鼠標(biāo)為主、鍵盤為輔的圖形化操作界面。應(yīng)有詳盡的聯(lián)機(jī)操作手冊,界面設(shè)計(jì)合理,邏輯清晰,使用方便,顏色的搭配應(yīng)美觀大方。
2.5 與其他分系統(tǒng)間的接口要盡量簡單,使各分系統(tǒng)故障時(shí)不影響其他分系統(tǒng)為基本考慮,并易于界定故障點(diǎn)。
2.6 利用通信中間件的開放性,與其他分系統(tǒng)的信息傳輸,盡量采用通信中間件。
2.7 通信分系統(tǒng)應(yīng)用軟件應(yīng)設(shè)有守護(hù)程序,確保通信應(yīng)用軟件的主進(jìn)程不間斷運(yùn)行。
3 通信分系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)
通信分系統(tǒng)在概要設(shè)計(jì)時(shí)要求有以下約束條件。
3.1 安全可靠為重點(diǎn),對氣象資料的處理達(dá)到準(zhǔn)確、及時(shí)。
3.2 充分考慮操作的方便,將監(jiān)控和操作與通信分系統(tǒng)整合到一起,開發(fā)以鼠標(biāo)為主、鍵盤為輔的圖形化操作界面。應(yīng)有詳盡的聯(lián)機(jī)操作手冊,界面設(shè)計(jì)合理,邏輯清晰,使用方便,顏色的搭配應(yīng)美觀大方。
3.3 與其他分系統(tǒng)間的接口要盡量簡單,使各分系統(tǒng)故障時(shí)不影響其他分系統(tǒng)為基本考慮,并易于界定故障點(diǎn)。
3.4 利用通信中間件的開放性,與其他分系統(tǒng)的信息傳輸,盡量采用通信中間件。通信分系統(tǒng)應(yīng)用軟件應(yīng)設(shè)有守護(hù)程序,確保通信應(yīng)用軟件的主進(jìn)程不間斷運(yùn)行。
4 通信分系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)
通信分系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì),是根據(jù)上述功能需求書、功能規(guī)格說明書和概要設(shè)計(jì)說明書完成的,對通信分系統(tǒng)各個(gè)進(jìn)程間的控制流程和數(shù)據(jù)流程,說明了組成各個(gè)進(jìn)程的主要模塊,每個(gè)模塊的具體功能、輸入、輸出參數(shù)和數(shù)據(jù)流程,以及通信分系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)、圖形圖象制作分系統(tǒng)之間的接口、輸入輸出、數(shù)據(jù)流程。
4.1 系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)
通信分系統(tǒng)的業(yè)務(wù)處理部分,包括通信主機(jī)上的通信軟件和通信分系統(tǒng)的監(jiān)視、維護(hù)和操作界面。業(yè)務(wù)處理部分是實(shí)時(shí)系統(tǒng),負(fù)責(zé)不同氣象要素收集、發(fā)送缺漏報(bào)文圖形文件要報(bào)處理,通過MQ管道技術(shù)和多進(jìn)程方式,提高數(shù)據(jù)處理效率,通過內(nèi)消息隊(duì)列管理,交換進(jìn)程間信息及參數(shù)。異步線路資料的發(fā)送接收;氣象資料的檢查與處理;電報(bào)公報(bào)報(bào)告信息處理;監(jiān)控、維護(hù)維修監(jiān)控平臺綜合化;MQ通道管理報(bào)文處理發(fā)送;數(shù)據(jù)庫落地文件的生成等,都是該通信子系統(tǒng)所包括的功能。
4.2 通信業(yè)務(wù)處理結(jié)構(gòu)示意圖(圖2)
4.3 通信業(yè)務(wù)處理部分功能列表
4.4 通信分系統(tǒng)起始程序(inimss)
以系統(tǒng)起始程序?yàn)槔摮绦驅(qū)φ麄€(gè)分系統(tǒng)使用的全程區(qū)進(jìn)行起始,并按起始表格文件($homw/ini/mssini.ini)的指定,在全程區(qū)生成所有表格,同時(shí)本程序還要起始作為信息交換的工作區(qū)(即各子分區(qū))。
在本分系統(tǒng)中,大部分進(jìn)程需要使用全程區(qū)進(jìn)行控制信息(排隊(duì))及數(shù)據(jù)信息交換。為了方便全程區(qū)的使用,在每個(gè)使用全程區(qū)的程序中需要生成一個(gè)程序頭,存放全程區(qū)各個(gè)表格的指針。對于該表格的生成,本分系統(tǒng)提供一個(gè)函數(shù)xmapse.c。xmapse.c的輸入?yún)?shù)為全程區(qū)的名字,結(jié)果是將程序頭進(jìn)行起始,而該程序頭的指針是pgl。
4.5 監(jiān)控導(dǎo)航
依據(jù)航空氣象用戶尤其是設(shè)備保障用戶的需求,提高監(jiān)控維護(hù)的直觀性和高效性,需要將運(yùn)行狀態(tài)、維護(hù)維修界面圖形化,以監(jiān)控部分導(dǎo)航條項(xiàng)為例,它提供監(jiān)控功能的總導(dǎo)航,包括進(jìn)程狀態(tài)、線路狀態(tài)、緩沖區(qū)及文件系統(tǒng)狀態(tài)、排隊(duì)狀態(tài)、MQ隊(duì)列及通道狀態(tài),操作系統(tǒng)狀態(tài)。加載并顯示相關(guān)界面,并將通過通信鏈路接收到的后臺程序定時(shí)發(fā)送的監(jiān)視信息顯示在相關(guān)界面上。
5 結(jié)束語
關(guān)鍵詞:電子通信系統(tǒng) 關(guān)鍵技術(shù)
中圖分類號:TN927.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-9416(2014)02-0036-01
電子通信技術(shù)的快速發(fā)展,電子通信系統(tǒng)在各個(gè)行業(yè)都發(fā)揮著非常重要的作用,很大程度上提高了我國當(dāng)前的科技水平。電子通信技術(shù)是一種高效的、先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),在很多領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用,具有良好的發(fā)展前景,同時(shí)電子通信系統(tǒng)也存在著很多的問題,需要不斷進(jìn)行創(chuàng)新和改善。
1 電子通信系統(tǒng)概述
電子通信系統(tǒng)是現(xiàn)代化通信技術(shù)的一個(gè)重要分支,是現(xiàn)代化城市建設(shè)的信息支柱,是現(xiàn)代化高線技術(shù)的代表,帶動(dòng)著我國的科技實(shí)力和先進(jìn)生產(chǎn)力。電子通信技術(shù)的應(yīng)用性極強(qiáng),被廣泛的應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域,例如聲納、導(dǎo)航、雷達(dá)、移動(dòng)通信、廣播電視等[1],在移動(dòng)通信領(lǐng)域和航空領(lǐng)域更是發(fā)揮著不可替代的重要作用。
由于傳統(tǒng)的通信方式具有很大的局限性,電子通信技術(shù)的快速發(fā)展,在很大程度上推動(dòng)了移動(dòng)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,電子通信技術(shù)有效地提高了通信頻譜利用率,節(jié)約了空中資源,降低了網(wǎng)絡(luò)投資成本。在移動(dòng)通信領(lǐng)域應(yīng)用電子通信系統(tǒng),能夠獲得更大的頻譜效率和系統(tǒng)容量。電子通信系統(tǒng)在航空領(lǐng)域比較復(fù)雜,航空領(lǐng)域整個(gè)傳輸總線和電子通信系統(tǒng)有著直接的聯(lián)系,電子通信系統(tǒng)的運(yùn)行情況直接關(guān)系這個(gè)整個(gè)航空系統(tǒng)的性能。
2 航空領(lǐng)域電子通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的逐漸深入,信息全球化的步伐越來越快,人們復(fù)雜化、多樣化的信息需求,推動(dòng)著電子通信技術(shù)逐漸跨入了一個(gè)高速的、多媒體、多業(yè)務(wù)、可移動(dòng)的信息時(shí)代。電子通信技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在航空領(lǐng)域的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,并且衛(wèi)星通信系統(tǒng)中使用的電子通信技術(shù)代表著當(dāng)前電子通信技術(shù)的最高水平,具有機(jī)動(dòng)性能強(qiáng)、組網(wǎng)靈活、線路穩(wěn)定、距離遠(yuǎn)、通信容量大等特點(diǎn),當(dāng)前,衛(wèi)星通信系統(tǒng)也存在著一些問題,如高速數(shù)據(jù)需求、寬帶IP難點(diǎn)等,想要解決這些問題,需要應(yīng)用到電子通信系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵技術(shù),例如新型的數(shù)字調(diào)制技術(shù)和信道編碼技術(shù)、極光鏈路通信技術(shù)、智能天線衛(wèi)星技術(shù)、數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)等。
極光鏈路通信技術(shù),可以有效地縮短信號在全球衛(wèi)星通信中的時(shí)長,如果在無線通信系統(tǒng)中將激光作為信息載體進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,具有廣闊的發(fā)展前景。在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)中,即使在外層空間中,激光的運(yùn)行也不會(huì)受到大氣層的影響,所以在未來的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,激光通信技術(shù)將會(huì)成為主流技術(shù),使其充分發(fā)揮出激光通信的巨大優(yōu)勢。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中應(yīng)用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù),可以通信系統(tǒng)中的靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮,有效地提高衛(wèi)星通信系統(tǒng)在時(shí)間、頻帶、能量等方面的工作效率。
航空領(lǐng)域電子通信系統(tǒng)的通信故障處理也是航空電子通信系統(tǒng)中一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù),在航空領(lǐng)域通信過程中,一旦系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤或者故障,必須立即進(jìn)行處理,但是電子通信系統(tǒng)中對非總線控制器和總線控制器的故障處理方式是不同的,非總線控制器出現(xiàn)故障后,其處理方式要結(jié)合控制器的實(shí)際運(yùn)行情況,如果移動(dòng)通信系統(tǒng)中總線的多路接口硬件出現(xiàn)故障,系統(tǒng)同的終端會(huì)自動(dòng)進(jìn)行置位,如果整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的故障,移動(dòng)通信系統(tǒng)中的中央處理器會(huì)自動(dòng)停止工作,對總線控制器發(fā)出指令,停止其所有動(dòng)作的響應(yīng)。
3 移動(dòng)通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)
移動(dòng)通信系統(tǒng)中最有效和最成功的電子通信技術(shù)就是分布式移動(dòng)天線技術(shù),移動(dòng)通信系統(tǒng)主要包括了移動(dòng)交換中心、虛擬中央小區(qū)控制器、無線信號處理器等部分[2],整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)包含多個(gè)虛擬的小區(qū),每一個(gè)虛擬小區(qū)又是由無數(shù)個(gè)小的無線信號處理單元組成,移動(dòng)通信系統(tǒng)中的載波波長要小于任意虛擬小區(qū)之間的間隔,每一個(gè)無線信號處理單元可以用于分布式天線的接入處理和接受信號,對于虛擬的中央小區(qū)來說,只有周圍所有小區(qū)都完成信號收發(fā)和預(yù)處理功能之后,然后連接中央小區(qū)單元,最后通過光纖、同軸電纜和無線微波信道才能夠?qū)崿F(xiàn)信號處理的功能。
移動(dòng)通信系統(tǒng)主要有兩種信號處理應(yīng)用過程,一種是在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的分布式天線上發(fā)射上行鏈路信號,這種上行鏈路信號與系統(tǒng)中的下行鏈路信號是完全相同的,經(jīng)過分布式天線信號處理單元的處理后,將信號直接輸送到天線的中央信號處理單元,這種應(yīng)用方式比較簡單,但是整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)難以有較大的系統(tǒng)容量,并且還會(huì)對系統(tǒng)不斷地產(chǎn)生干擾。另一種是分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)可以使用分布式天線將整個(gè)業(yè)務(wù)地區(qū)覆蓋,利用分布式天線來發(fā)送和接收無線信號,在天線自身的信號處理單元中進(jìn)行信號處理,和以往的蜂窩小區(qū)相比,這種應(yīng)用方式的覆蓋面更加廣泛并且運(yùn)行效率較高,這種應(yīng)用方式也稱為受控天線系統(tǒng),其含義是指利用移動(dòng)通信系統(tǒng)中移動(dòng)站的信號處理單元,實(shí)現(xiàn)不同移動(dòng)站之間的信號通信,和第一種應(yīng)用方式相比,受控天線系統(tǒng)雖然實(shí)現(xiàn)起來比較復(fù)雜,但是效果非常理想。
隨著電子通信技術(shù)的快速發(fā)展,分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)展示出很多的優(yōu)點(diǎn)。其一,分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)中小區(qū)之間幾乎沒有干擾、信號干擾比低,系統(tǒng)容量很大。其二,分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)內(nèi)部具有良好的分集能力,能夠有效有效的抵抗陰影效應(yīng),擴(kuò)大系統(tǒng)容量,傳輸?shù)男盘柡芊€(wěn)定。其三,分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)降低了切換不同頻率的次數(shù),有效地提高了系統(tǒng)切換性能,提高了信號接收效率。其四,和傳統(tǒng)的移動(dòng)通信技術(shù)相比,在相同的覆蓋范圍之內(nèi),分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)射功率較低[3],并且相鄰移動(dòng)通信系統(tǒng)之間的干擾也較小,如果在相同的發(fā)射功率下,分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)有著更廣的覆蓋范圍。其五,分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)能夠?qū)⑿盘柺占街醒胩幚韱卧羞M(jìn)行處理,并且還能夠開發(fā)出多種服務(wù)區(qū)形狀的無線業(yè)務(wù),具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。
4 結(jié)語
如今的電子信息時(shí)代,電子通信技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在我們生活中的各個(gè)方面,特別是在航空領(lǐng)域電子通信系統(tǒng)和移動(dòng)通信系統(tǒng)中,電子通信技術(shù)發(fā)揮著非常重要的作用。通過深入分析和研究電子通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù),更好地進(jìn)行利用和完善,推動(dòng)我國電子通信行業(yè)的快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]楊興.電子通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題的分析[J].無線互聯(lián)科技,2013,05:103.
關(guān)鍵詞:民航地空通信;通信質(zhì)量;VHF通信
中圖分類號:TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)09-0039-02
VHF(VeryHighFrequency)甚高頻地空通信,是我國民航交通管理的主要措施,隨著經(jīng)濟(jì)全球化的不斷加快,我國城鎮(zhèn)化建設(shè)水平的突飛猛進(jìn),電子信息技術(shù)和大量的無線電子設(shè)備的泛濫,都對我國目前的民航地空通信造成了影響,無線電干擾對民航地空通信的影響案例也越來越多,為人們使用航空出行帶來很多安全隱患,由于通信設(shè)備的種類非常多,監(jiān)管力度的匱乏,大量的類型繁雜的通信設(shè)備流入市場,對低空通信的通信環(huán)境帶來了非常大的電磁干擾,造成通信距離縮減、通話質(zhì)量降低,甚至無法接通等嚴(yán)重的現(xiàn)象,對飛行安全有著非常大安全威脅,由于我國目前機(jī)場無線電檢查手段主要為專用檢查車,所以收效甚微,治標(biāo)不治本,本文通過研究通信干擾抑制的各種方法,使地空通信信號水平和質(zhì)量得以優(yōu)化。
1 民航地空通信類型
現(xiàn)在民航通信主要以語音通話為主,通信過程中數(shù)據(jù)占比小,方式單一,主要采用VHF通話系統(tǒng),但是隨著我國現(xiàn)在機(jī)場數(shù)量的增多,民用航空的蓬勃發(fā)展,對于空中管制的要求也在不斷的增大,對現(xiàn)有的陳舊的設(shè)備和相關(guān)的技術(shù)設(shè)施造成了很大的負(fù)擔(dān),現(xiàn)在民航低空通信主要有三種方式:一種是短波地空通信,一種是甚高頻,一種是甚高頻地空數(shù)據(jù)鏈。在我國民航發(fā)展的初期,短波通信是非常安全而且效率較高的通信方式,短波通信主要靠電離層發(fā)射發(fā)出信號,所以在傳播距離上非常的遠(yuǎn),但是由于電離層會(huì)受到外界環(huán)境的變化而變化,所以非常的不穩(wěn)定,通信質(zhì)量比較差,目前的情況是,很多偏遠(yuǎn)地區(qū)還在使用,因?yàn)檫@些地方往往沒有較為惡劣的電磁波使用環(huán)境,雖然存在著種種缺陷,但是短波數(shù)據(jù)仍然有發(fā)展和利用的價(jià)值。第二種是甚高頻通信,是目前最為主要的通信方式,由于信號傳播的過程是沿直線傳播的,近年來我國增大了相關(guān)通信設(shè)備的建設(shè)力度,很多較大的機(jī)場已經(jīng)建立了完善的VHF通信系統(tǒng),以滿足日益擴(kuò)大的地空通信需求,形成了VHF系統(tǒng)覆蓋的網(wǎng)絡(luò),不僅是大型的使用繁忙的機(jī)場,很多小型的機(jī)場進(jìn)行了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),并通過VHF通信建設(shè)和改進(jìn)了整個(gè)航空管制系統(tǒng)。第三種甚高頻通訊數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)腔谏醺哳l通信技術(shù)發(fā)展而來的,近年來甚高頻數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展也非常的迅速,我國民航正在致力于相關(guān)的甚高頻地空數(shù)據(jù)鏈的研究和建造計(jì)劃,是未來地空通信發(fā)展的主要方向。
2 民航VHF地空通信干擾
2.1國內(nèi)外民航VHF地空通信的干擾現(xiàn)狀
就美國而言,美國是航空大國,航班數(shù)量和航線都是世界第一,而且,美國的無線電子產(chǎn)業(yè)更加的發(fā)達(dá),在各個(gè)行業(yè)中無線電子技術(shù)的應(yīng)用也非常的廣泛,無線電的總量和信號的覆蓋密度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于我國,美國民航低空無線干擾的情況也在不斷的增長,對空中交通的影響也在逐步的增大,歐洲和美國較為相似,但是歐洲對于航空管制力度較大,相關(guān)的法律法律較為完善,由于對于濫用無線電子設(shè)備的情況控制較為嚴(yán)格,所以發(fā)生干擾的情況較少。
我國通信事業(yè)剛剛迎來發(fā)展的高峰期,由于缺乏有效的管理手段,這些無線設(shè)備對于我國航空安全造成了不小的威脅,民航地空通信的干擾發(fā)生次數(shù)逐年上升,某些無線電干擾較強(qiáng)的地區(qū),機(jī)場甚至施行了被迫關(guān)閉的尷尬局面。
2.2民航VHF地空通信的干擾源
從我國民航組織獲得的情況和資料顯示,我們對機(jī)場VHF地空通信的信號干擾源做了具體的分析和總結(jié),主要的干擾源有以下幾類:
1)大功率無線電話;
2)頻率相似的調(diào)頻廣播電臺信號;
3)VHF設(shè)備本身的電磁噪聲;
4)不合理的機(jī)組操作誤發(fā)的電磁干擾;
5)VHF自身設(shè)備的通信串?dāng)_,
除了這些主要干擾源,還有其他的相關(guān)影響就不一一列出了,一般而言手持無線設(shè)備對地空通信的干擾是切實(shí)可見的,無論是時(shí)間還是地點(diǎn),而調(diào)頻廣播由于產(chǎn)生的原因不同,發(fā)出頻率的廣播電臺有的是正規(guī)的,有的則是農(nóng)村的不正規(guī)的小廣播電臺。在VHF設(shè)備的使用過程中,如果操作不合理,日常的維護(hù)缺乏完善的管理,都有可能產(chǎn)生較多的信號噪聲,這些信號造成將對地空通信的通信質(zhì)量造成非常大的影響。
2.3常見的民航VHF地空通信干擾類型
主要的干擾類型有互調(diào)干擾、交調(diào)干擾、副波道干擾、同頻干擾、帶外干擾、阻塞干擾等,互調(diào)干擾的主要原因是前段電路對多個(gè)干擾信號的選擇不當(dāng),而交互干擾則是由于選擇的途中沒有辦法排除掉相似的電波,外部干擾主要是因?yàn)橥獠啃盘柕念l率相似,造成了波段的重疊,和同頻干擾,帶外干擾的干擾機(jī)制類似。
3 優(yōu)化民航VHF地空通信,抑制干擾信號的主要措施
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