民用航空空地通信應用和發(fā)展論文
民用航空通信主要包含ATS、AOC、AAC和APC，數字化的航空管理通信在補充傳統語(yǔ)音通信的同時(shí)，也正經(jīng)受著(zhù)考驗與發(fā)展�；贏(yíng)TN B1和ATN B2等技術(shù)的通信、導航和監視系統在數據化、自動(dòng)化和趨勢分析的提高，正促使下一代航行系統在運行方式上由靈活空域管理、4D航跡、流量與容量管理、信息服務(wù)等一系列新的元素的發(fā)展。這些新的運行概念中的各個(gè)組成部分正在慢慢融合為一個(gè)有機的整體。
一、引言
航空通信系統在航空系統內的應用十分廣泛，涉及航空運行的多個(gè)領(lǐng)域，制訂了一系列的標準、規范和建議。以下幾個(gè)方面分別闡述民用航空通信的應用與發(fā)展。
二、通信業(yè)務(wù)
2.1空中交通服務(wù)(ATS)
空中交通服務(wù)指的是與空中交通管制和服務(wù)有關(guān)的通信，此類(lèi)通信通常與飛行安全、航班正常運行密切相關(guān)，包括發(fā)生在航空器與地面空中交通服務(wù)單位之間，例如管制指令的發(fā)布;發(fā)生在不同的地面空中交通服務(wù)單位之間進(jìn)行，例如管制中心之間進(jìn)行管制移交;也包括航行情報，氣象信息等。此類(lèi)通信優(yōu)先級較高，是航空通信系統重點(diǎn)保障的業(yè)務(wù)，故行業(yè)對該類(lèi)業(yè)務(wù)制定了詳細的標準和規范，如ARINC 623， ARINC 758等。
2.2航空運行控制(AOC)
航空運行控制是飛行過(guò)程中航空公司運控中心與機組之間的通信，主要目的是保障飛行的安全和航班正常執行，提高運行效率。航空運行控制通信的內容比較豐富，只要符合傳輸協(xié)議，AOC可以囊括任何類(lèi)型的參數，包括航班計劃、航班執行情況、航空器狀態(tài)監視等等，其中部分信息與飛行安全相關(guān)。部分航空公司還會(huì )根據自己的需求自定義AOC消息，真正做到降低運行成本，提供運行效率。
2.3航空管理通信(AAC)
航空管理通信內容通常是航空運輸企業(yè)有關(guān)航班運營(yíng)和運輸服務(wù)方面的商務(wù)信息，比如運輸服務(wù)預定，飛機和機組安排，或者其他后勤保障類(lèi)的信息，通信的目的是為了提高運營(yíng)的效率。
2.4航空旅客通信(APC)
航空旅客通信是指乘客或機組成員出于個(gè)人目的的語(yǔ)音通信和數據通信，與飛行安全無(wú)關(guān)。隨著(zhù)寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展，此類(lèi)通信也得到了井噴式的發(fā)展。
三、航空通信系統應用
目前應用于航空通信的通信方式有甚高頻(VHF)通信系統、高頻(HF)通信系統、衛星通信系統。
VHF通信系統使用VHF頻段(118-137MHz)模擬調制技術(shù)，主要滿(mǎn)足陸基近距離通信，要求在航路上覆蓋VHF通信網(wǎng)絡(luò )。
在偏遠地區和洋區，VHF通信網(wǎng)絡(luò )的覆蓋率實(shí)為有限，特別是在山區的VHF通信傳輸遮擋也相當嚴重，解決這個(gè)問(wèn)題最簡(jiǎn)單的方式就是利用HF通信系統和衛星通信系統進(jìn)行通信。
HF通信系統使用HF頻段(2-30MHz)模擬調制技術(shù)，除了可以利用地波傳輸外，還可以利用天波傳輸。HF通信系統利用全球很少的幾個(gè)基站就可以使通信網(wǎng)絡(luò )覆蓋全球。但是，首先HF無(wú)線(xiàn)電波遠距離傳輸需要通過(guò)電離層反射，電離層的濃度直接影響了HF的通信質(zhì)量，由于天氣環(huán)境不一致，導致的電離層濃度在各個(gè)區域各不相同，所以一般情況下，使用HF語(yǔ)音通信時(shí)會(huì )有很大的噪音，數字通信也會(huì )有相當大的誤碼率，造成消息可靠度不高。
其次，HF通信地波傳輸類(lèi)似于VHF通信，由于HF頻率低，容易被空氣吸收，傳播距離很有限。
衛星通信系統將信息調制1.5GHz左右傳輸，可以把調制信號直接發(fā)送到幾十公里外的衛星，而且可以不考慮空氣對電磁波的吸收造成的傳輸效率低下，通過(guò)衛星收到信號后轉發(fā)至地面，避免了陸基傳輸的限制。
但是目前使用最為廣泛的海事衛星(Inmarsat)只能覆蓋南北緯80度以?xún)鹊膮^域，越洋飛行的飛機在極地區域飛行還是會(huì )被衛星丟失，這種情況下只能選擇HF通信系統盡可能建立通信。
在海事衛星之后，銥星的出現完全解決了空地通信不能全球覆蓋的問(wèn)題，可惜由于銥星的通信頻段與我國的北斗衛星通信頻段基本一致，使銥星尚未如海事衛星那樣被廣泛應用。
目前大部分飛機同時(shí)安裝VHF系統、HF系統和衛星通信系統來(lái)保持飛機與地面的不間斷通信。我國的北斗衛星通信能力還有待提高，目前尚未得到推廣。
四、未來(lái)通信應用發(fā)展
多年以來(lái)，雖然航空空地通信系統不斷在利用技術(shù)革新和引入新技術(shù)進(jìn)行自身的改進(jìn)，但是，系統仍然面臨著(zhù)非常大的挑戰，特別是甚高頻通信，由于甚高頻通信頻率資源緊張、原有模擬調制技術(shù)的限制，在一些飛行繁忙地區(例如歐洲)，空地通信系統處理能力接近飽和。
作為傳統語(yǔ)音通信的`補充，數據鏈的應用大大緩解的通信業(yè)務(wù)增長(cháng)所帶來(lái)的資源限制，業(yè)務(wù)增長(cháng)需要技術(shù)革新，技術(shù)革新又刺激業(yè)務(wù)的增長(cháng)，這一矛盾使得技術(shù)上很難保持一段時(shí)間的領(lǐng)先，航空系統運行方式的革新才是解決業(yè)務(wù)增長(cháng)不受限制的有效手段。
基于通信、導航和監視系統在數字化、自動(dòng)化和趨勢分析的提高，ICAO通過(guò)DOC9854《全球空中交通管理運行概念》提出了新一代航行系統的愿景，描述下一代航行系統的在運行方式上由靈活空域管理、4D航跡、流量與容量管理、信息服務(wù)等一系列新的元素組成新的運行概念。
通過(guò)信息服務(wù)，運行概念中的各部分整合為一個(gè)有機的整體。
有理由相信，在不久的將來(lái)，日益增長(cháng)的通信業(yè)務(wù)需求，還會(huì )促使新一輪的航空通信的變革。
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