艾雨

（西南空管局技術(shù)保障中心，四川 成都 610000）

民用航空地空通信是地面與航空器進(jìn)行信息交互的主要手段和方式，廣泛運(yùn)用于民用航空器運(yùn)行的各個(gè)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(yùn)營(yíng)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(lái)實(shí)現(xiàn)航空，空中交通管制部門，機(jī)場(chǎng)和航空公司運(yùn)營(yíng)部門等民用航空飛行活動(dòng)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(dòng)安全有序地進(jìn)行。近年來(lái)，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(duì)于地空通信多重保障的要求，如何設(shè)計(jì)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(gè)重要的課題。

目前，常見(jiàn)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(shí)現(xiàn)與航空器無(wú)線電通信的VHF/HF 電臺(tái)，包括本地和遠(yuǎn)端的遙控電臺(tái)；（3）地空通信終端設(shè)備到本地或者遠(yuǎn)端電臺(tái)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。

1 VHF 天線共用系統(tǒng)

隨著航空事業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)地空通信的要求越來(lái)越高，不但要求保證通信暢通，對(duì)通信容量也有了更高的要求。要在不新增天線場(chǎng)地的情況下，盡可能多地增加地空通信設(shè)備，成為一個(gè)難題，因此，天線公用系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)運(yùn)而生。采用天線共用系統(tǒng)，使多路收發(fā)信機(jī)共用一套天饋系統(tǒng)，這樣既可以減少信道見(jiàn)的相互干擾提供傳播效率，又大大節(jié)約了天線場(chǎng)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(gè)收發(fā)天整子安裝在一個(gè)天線內(nèi)，對(duì)天線場(chǎng)地的要求不高。后者將收發(fā)天線分開(kāi)，或若干信道共用一個(gè)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(gè)信道使用(民航通常采用4 個(gè)信道共用一組天饋系統(tǒng))。所以一個(gè)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。

2 VHF 多重覆蓋及頻偏設(shè)計(jì)

當(dāng)前民航的VHF 通信已經(jīng)從以往的單臺(tái)站單扇區(qū)覆蓋進(jìn)入現(xiàn)在的多扇區(qū)多臺(tái)站的覆蓋。多臺(tái)站對(duì)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(shí)也實(shí)現(xiàn)了VHF 地空通信的無(wú)盲點(diǎn)覆蓋。但是在多重覆蓋區(qū)域，不同臺(tái)站所發(fā)出的VHF 信號(hào)會(huì)產(chǎn)生同頻干擾，這對(duì)飛行員來(lái)說(shuō)是不可忍受的。為了有效地克服多重覆蓋所帶來(lái)的同頻干擾，國(guó)際民航組織ICAO 規(guī)定了民航的收發(fā)信機(jī)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(hào)經(jīng)收發(fā)信機(jī)解調(diào)的干擾信號(hào)落于之外，從而有效地克服同頻干擾對(duì)于民航VHF 通信的影響。對(duì)于信道間隔為25KHz 的VHF 通信來(lái)說(shuō)，收發(fā)信機(jī)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(jì)步驟(本文以三頻偏設(shè)計(jì)為例)如下：

圖1 多重覆蓋圖

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(lái)進(jìn)行頻偏設(shè)計(jì)。以ST1 臺(tái)站為中心臺(tái)站，令ST1 的各頻率頻偏為0，即：

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步驟3：對(duì)于ST3 來(lái)說(shuō)其只服務(wù)于扇區(qū)C，故：

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步驟4：由于ST4 與ST1 和ST2 有多重覆蓋扇區(qū)A，且已確定，故只能有，因此得到ST4 各信道頻偏為：

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3 多套內(nèi)話及其綜合布線的設(shè)計(jì)

為了提高地空通信的保障力度，我們不僅要提高各臺(tái)站的電臺(tái)的配置，在同一臺(tái)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(shí)在各個(gè)管制中心，我們還需要配置多套內(nèi)話系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)多套內(nèi)話的互相備份，來(lái)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(xué)地設(shè)計(jì)多套內(nèi)話之間的信號(hào)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(shí)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(shí)間，提高了設(shè)備維護(hù)的效率。

圖2 成都區(qū)域管制中心地空話音通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

如圖2 所示。圖中系統(tǒng)配有三套內(nèi)話，所有遙控臺(tái)的話音信號(hào)分別經(jīng)過(guò)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(jī)房。在設(shè)備中心分別設(shè)有兩套總配線架(MDF)，地面信號(hào)MDF 以及衛(wèi)星信號(hào)MDF，由于三套內(nèi)話均獨(dú)立運(yùn)行，因此我們通過(guò)MDF 把所有VHF/HF 信號(hào)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(hào)接入只需要在各自IDF 上跳線即可實(shí)現(xiàn)。當(dāng)某套內(nèi)話系統(tǒng)故障或維護(hù)時(shí)，僅需要斷開(kāi)其IDF 與MDF 之間的聯(lián)接即可。此種設(shè)計(jì)方法，不僅完成可以實(shí)現(xiàn)多套內(nèi)話之間的冗余備份，同時(shí)由于其線路結(jié)構(gòu)清晰，也提高了設(shè)備維護(hù)人員的設(shè)備維護(hù)效率。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我們民用航空業(yè)的快速發(fā)展，以往的簡(jiǎn)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(jì)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(jì)方法。VHF/HF 共用系統(tǒng)可以在不新增天線及場(chǎng)地的情況下提供更多信道的通信服務(wù)；多重覆蓋真正實(shí)現(xiàn)了地空通信的無(wú)盲點(diǎn)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(shí)其獨(dú)立的線路結(jié)構(gòu)還大大縮短了故障的處理時(shí)間，提高了設(shè)備維護(hù)的效率，把多套內(nèi)話系統(tǒng)相互間的影響降到最低。