新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)

1、第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)第第4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)4.1 新通信系統(tǒng)的構(gòu)成及特點新通信系統(tǒng)的構(gòu)成及特點4.2 HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r4.3 VDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r 4.4 AMSS方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r4.5 ATN系統(tǒng)及其功能系統(tǒng)及其功能第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)為了克服現(xiàn)行航行系統(tǒng)的缺點，滿足空中交通運輸蓬勃為了克服現(xiàn)行航行系統(tǒng)的缺點，滿足空中交通運輸蓬勃發(fā)展時空地通信提出的更高要求，許多國家開展了未發(fā)展時空地通信提出的更高要求，許多國家開展了未來

2、空地通信系統(tǒng)的研究，即新航行系統(tǒng)。其研究成果來空地通信系統(tǒng)的研究，即新航行系統(tǒng)。其研究成果集中反映在集中反映在ICAO的航空移動通信專家組（的航空移動通信專家組（AMCP）歷次會議的文件中。歷次會議的文件中。 在在1995年之后，美國在年之后，美國在FAA的組織下提出天地一體化的的組織下提出天地一體化的新概念新概念NGATS，即下一代空中交通運輸系統(tǒng)，以解，即下一代空中交通運輸系統(tǒng)，以解決日益擁擠的空域問題。決日益擁擠的空域問題。4.1 新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)無論現(xiàn)代空中交通管理系統(tǒng)如何發(fā)展，人們已經(jīng)逐漸現(xiàn)無論現(xiàn)

3、代空中交通管理系統(tǒng)如何發(fā)展，人們已經(jīng)逐漸現(xiàn)在認(rèn)識到，空地通信將是四種手段并存的局面：在認(rèn)識到，空地通信將是四種手段并存的局面：（a）甚高頻（）甚高頻（VHF）空地通信；）空地通信；（b）航空衛(wèi)星移動業(yè)務(wù)（）航空衛(wèi)星移動業(yè)務(wù)（AMSS）通信；）通信；（c）高頻（）高頻（HF）空地通信；）空地通信；（d）二次監(jiān)視雷達（）二次監(jiān)視雷達（SSR）的）的S模式數(shù)據(jù)鏈。模式數(shù)據(jù)鏈。 新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)以上以上(a)(b)(c)三種通信方式中都包括數(shù)據(jù)和語音通信功能。三種通信方式中都包括數(shù)據(jù)和語音通信功能。未來未來ATS和

4、和AOC通信將以數(shù)據(jù)通信為主，語音通信將通信將以數(shù)據(jù)通信為主，語音通信將逐漸減少，最終達到只在必要時或緊急情況下使用語逐漸減少，最終達到只在必要時或緊急情況下使用語音通信。空地數(shù)據(jù)鏈將來會成為世界范圍的航空電信音通信?？盏財?shù)據(jù)鏈將來會成為世界范圍的航空電信網(wǎng)（網(wǎng)（ATN）的主要子網(wǎng)。在空地通信子網(wǎng)內(nèi)，以上四）的主要子網(wǎng)。在空地通信子網(wǎng)內(nèi)，以上四種數(shù)據(jù)鏈可以交互操作，哪種方式服務(wù)質(zhì)量最好、最種數(shù)據(jù)鏈可以交互操作，哪種方式服務(wù)質(zhì)量最好、最有利就自動選用哪種方式。有利就自動選用哪種方式。 新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)民航通信

5、系統(tǒng)的業(yè)務(wù)種類包括航空固定業(yè)務(wù)（平面通信）民航通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)種類包括航空固定業(yè)務(wù)（平面通信）和航空移動業(yè)務(wù)（空地通信）。航空固定通信業(yè)務(wù)和航空移動業(yè)務(wù)（空地通信）。航空固定通信業(yè)務(wù)（AFS）由航空固定電信網(wǎng)（）由航空固定電信網(wǎng)（AFTN）來完成，其中包）來完成，其中包括語音通信和數(shù)據(jù)通信。國際民航組織括語音通信和數(shù)據(jù)通信。國際民航組織ICAO認(rèn)為各國認(rèn)為各國應(yīng)建立完善的航空固定電信網(wǎng)，新航行系統(tǒng)中的新通應(yīng)建立完善的航空固定電信網(wǎng)，新航行系統(tǒng)中的新通信系統(tǒng)則主要強調(diào)發(fā)展基于數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的航空移動信系統(tǒng)則主要強調(diào)發(fā)展基于數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的航空移動業(yè)務(wù)（地空通信）。業(yè)務(wù)（地空通信）。 新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其

6、特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)國際民航組織的新航行系統(tǒng)國際民航組織的新航行系統(tǒng)國際民航組織（國際民航組織（ICAO）于）于1983年底成立了一個未來空中年底成立了一個未來空中航行系統(tǒng)專門委員會（航行系統(tǒng)專門委員會（FANS-I）。該委員會經(jīng)過近五）。該委員會經(jīng)過近五年的努力，年的努力，1988年年5月在月在FANS第四次會議提交了一份第四次會議提交了一份總結(jié)報告，建議國際民航組織采納主要基于衛(wèi)星技術(shù)、總結(jié)報告，建議國際民航組織采納主要基于衛(wèi)星技術(shù)、數(shù)據(jù)鏈和計算機技術(shù)的全球新通信、導(dǎo)航、監(jiān)視數(shù)據(jù)鏈和計算機技術(shù)的全球新通信、導(dǎo)航、監(jiān)視/空中空

7、中交通管理系統(tǒng)（交通管理系統(tǒng)（CNS/ATM）系統(tǒng)，即）系統(tǒng)，即FANS系統(tǒng)。系統(tǒng)。因此有些人一直稱其為因此有些人一直稱其為FANS。新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)同時，未來空中航行系統(tǒng)專門委員會還提出了一個未來同時，未來空中航行系統(tǒng)專門委員會還提出了一個未來25年內(nèi)在全球協(xié)調(diào)逐步實施的基本方案。該建議得到年內(nèi)在全球協(xié)調(diào)逐步實施的基本方案。該建議得到了國際民航組織航行委員會的認(rèn)可，認(rèn)為有必要繼續(xù)了國際民航組織航行委員會的認(rèn)可，認(rèn)為有必要繼續(xù)完善和研究如何在全球協(xié)調(diào)實施的問題。于是完善和研究如何在全球協(xié)調(diào)實施的問題。于是1

8、990年年國際民航組織又批準(zhǔn)成立了國際民航組織又批準(zhǔn)成立了FANS第二階段專門委員會第二階段專門委員會（簡稱（簡稱FANS-）。在）。在1991年國際民航組織第十次航年國際民航組織第十次航行會議上一致通過了行會議上一致通過了 FANS-的概念和基本方案，并的概念和基本方案，并于于1992年年10月得到月得到ICAO第第29屆大會批準(zhǔn)。屆大會批準(zhǔn)。 新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)FANS-專門委員會在專門委員會在1993年的第四次會議上宣布完成年的第四次會議上宣布完成了歷史史命，從而全球轉(zhuǎn)入實施未來航行系統(tǒng)的階段。了歷史史

9、命，從而全球轉(zhuǎn)入實施未來航行系統(tǒng)的階段。同時，認(rèn)為既然已經(jīng)進入實施階段，不再是同時，認(rèn)為既然已經(jīng)進入實施階段，不再是“未來未來”的系統(tǒng)，所以改稱為的系統(tǒng)，所以改稱為“國際民航組織的國際民航組織的CNS/ATM系系統(tǒng)統(tǒng)”，簡稱，簡稱“新航行系統(tǒng)新航行系統(tǒng)”。此次會議公布了兩個典。此次會議公布了兩個典范性文件，一個是范性文件，一個是“新航行系統(tǒng)新航行系統(tǒng)”總論；另一個是帶總論；另一個是帶有時間進程的有時間進程的“新航行系統(tǒng)全球過濾協(xié)調(diào)計劃新航行系統(tǒng)全球過濾協(xié)調(diào)計劃”，用，用以指導(dǎo)今后實施階段的工作。以指導(dǎo)今后實施階段的工作。 新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的

10、通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)ICAO的的FANS全球全球CNS概念要點如下：概念要點如下： 1)建立一個全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（建立一個全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS），使航路中的飛），使航路中的飛機能利用衛(wèi)星發(fā)射的信號及時確定自己所處地理位置，機能利用衛(wèi)星發(fā)射的信號及時確定自己所處地理位置，包括經(jīng)度、緯度和高度；包括經(jīng)度、緯度和高度；2)在航空電信網(wǎng)（在航空電信網(wǎng)（ATN）的框架內(nèi)，提供航空移動衛(wèi)星）的框架內(nèi)，提供航空移動衛(wèi)星業(yè)務(wù)（業(yè)務(wù)（AMSS）通信，可與）通信，可與S模式二次雷達（模式二次雷達（SSR）及）及VHF數(shù)據(jù)鏈互用，并允許使用自動相關(guān)監(jiān)視（數(shù)據(jù)鏈互用，并允許使用自動相關(guān)監(jiān)視（ADS）

11、；）； 新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)3)在地面進行空中交通管理（在地面進行空中交通管理（ATM），包括空域管理。），包括空域管理。交通流量管理和空中交通服務(wù)（交通流量管理和空中交通服務(wù)（ATS）。為充分利用）。為充分利用數(shù)據(jù)鏈，還有人機接口。數(shù)據(jù)鏈，還有人機接口。4)開發(fā)新一代面向比特的高速航空數(shù)據(jù)鏈技術(shù)，即開發(fā)新一代面向比特的高速航空數(shù)據(jù)鏈技術(shù)，即GlobaLink技術(shù)，包括高頻數(shù)據(jù)鏈（技術(shù)，包括高頻數(shù)據(jù)鏈（HFDL）、甚高頻）、甚高頻數(shù)據(jù)鏈（數(shù)據(jù)鏈（VDL）、衛(wèi)星通信（）、衛(wèi)星通信（SATCOM）和廣播數(shù)據(jù)）和廣播

12、數(shù)據(jù)二次雷達（二次雷達（DSSR）等，滿足空中交通管理的話音和數(shù)）等，滿足空中交通管理的話音和數(shù)據(jù)通信的要求。據(jù)通信的要求。新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新通信系統(tǒng)的特點新通信系統(tǒng)的特點新通信系統(tǒng)是一個以星基為主的全球通信的空中交通管新通信系統(tǒng)是一個以星基為主的全球通信的空中交通管理系統(tǒng)，從技術(shù)上說，是衛(wèi)星技術(shù)理系統(tǒng)，從技術(shù)上說，是衛(wèi)星技術(shù)+數(shù)據(jù)鏈技術(shù)數(shù)據(jù)鏈技術(shù)+計算計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其所采用的新技術(shù)有：第一是衛(wèi)星技術(shù)機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其所采用的新技術(shù)有：第一是衛(wèi)星技術(shù)應(yīng)用，從陸基通信系統(tǒng)逐步向星基通信系統(tǒng)過渡。應(yīng)用，從陸基通信

13、系統(tǒng)逐步向星基通信系統(tǒng)過渡。早期階段先用星基系統(tǒng)作為陸基系統(tǒng)的補充，后期除少早期階段先用星基系統(tǒng)作為陸基系統(tǒng)的補充，后期除少數(shù)陸基設(shè)備作星基系統(tǒng)的備用外，大部分陸基設(shè)備將數(shù)陸基設(shè)備作星基系統(tǒng)的備用外，大部分陸基設(shè)備將淘汰撤離，逐步以星基系統(tǒng)為主。淘汰撤離，逐步以星基系統(tǒng)為主。 新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)第二是數(shù)據(jù)鏈的開發(fā)利用，實現(xiàn)空第二是數(shù)據(jù)鏈的開發(fā)利用，實現(xiàn)空地、地地、地地可靠的地可靠的數(shù)據(jù)交換，并進一步實現(xiàn)空數(shù)據(jù)交換，并進一步實現(xiàn)空空數(shù)據(jù)交換；第三是系空數(shù)據(jù)交換；第三是系統(tǒng)的數(shù)字化，計算機處理及聯(lián)網(wǎng)。統(tǒng)的數(shù)字化，

14、計算機處理及聯(lián)網(wǎng)。 分別來講時，即是在分別來講時，即是在HF通信系統(tǒng)中應(yīng)用：通信系統(tǒng)中應(yīng)用：1)短波重復(fù)覆蓋技術(shù)，即同一管制區(qū)域使用兩個（多電短波重復(fù)覆蓋技術(shù)，即同一管制區(qū)域使用兩個（多電臺）或更多的短波電臺進行重復(fù)覆蓋，從而使電臺波臺）或更多的短波電臺進行重復(fù)覆蓋，從而使電臺波束覆蓋率達束覆蓋率達92%以上。以上。 新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)2)頻率復(fù)用技術(shù)，利用頻率自適應(yīng)技術(shù)，同時使用不同頻率復(fù)用技術(shù)，利用頻率自適應(yīng)技術(shù)，同時使用不同頻率對同一區(qū)域進行覆蓋。（同一電臺多頻率）頻率對同一區(qū)域進行覆蓋。（同一電臺多頻

15、率） 3)數(shù)據(jù)通信技術(shù)，利用數(shù)據(jù)通信取代語音通信，數(shù)字處數(shù)據(jù)通信技術(shù)，利用數(shù)據(jù)通信取代語音通信，數(shù)字處理技術(shù)（或者語音結(jié)合數(shù)字處理技術(shù)等）。理技術(shù)（或者語音結(jié)合數(shù)字處理技術(shù)等）。4)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將眾多短波電臺通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接起來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將眾多短波電臺通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接起來，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理。實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理。 在航路當(dāng)中，當(dāng)在航路當(dāng)中，當(dāng)VHF覆蓋不到，覆蓋不到，HF通信效果不好的時候，通信效果不好的時候，可采用可采用AMSS通信。通信。新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)在在AMSS通信系統(tǒng)中：通信系統(tǒng)中：1)全球波束與點波束覆蓋除

16、全球波束與點波束覆蓋除75以上兩極之外的所有地面；以上兩極之外的所有地面；2)采用中增益天線，降低設(shè)備費用采用中增益天線，降低設(shè)備費用3)采用全數(shù)字結(jié)構(gòu)，并與航空電信網(wǎng)兼容；采用全數(shù)字結(jié)構(gòu)，并與航空電信網(wǎng)兼容；4)提供面向比特的數(shù)字語音與數(shù)據(jù)鏈業(yè)務(wù)等。提供面向比特的數(shù)字語音與數(shù)據(jù)鏈業(yè)務(wù)等。S模式的模式的SSR是一種先進的雷達詢問系統(tǒng)，它將是一種先進的雷達詢問系統(tǒng)，它將SSR與數(shù)與數(shù)據(jù)鏈相結(jié)合，可提供未來自動化空中交通管理所需的據(jù)鏈相結(jié)合，可提供未來自動化空中交通管理所需的監(jiān)視和通信能力。監(jiān)視和通信能力。 新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系

17、統(tǒng)的通信子系統(tǒng)在在S模式的模式的SSR中包括一個載頻為中包括一個載頻為1030MHz10kHz的的S模式詢問器和一個載頻為模式詢問器和一個載頻為1090MHz的的S模式應(yīng)答器，模式應(yīng)答器，分別包含分別包含56（或（或112）個比特的數(shù)據(jù)塊。）個比特的數(shù)據(jù)塊。 S模式模式SSR天線每天線每6秒鐘旋轉(zhuǎn)一周，在其波束覆蓋時刻，秒鐘旋轉(zhuǎn)一周，在其波束覆蓋時刻，可以完成與該區(qū)域內(nèi)的飛行器的數(shù)據(jù)通信過程?？梢酝瓿膳c該區(qū)域內(nèi)的飛行器的數(shù)據(jù)通信過程。新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新通信系統(tǒng)的構(gòu)成新通信系統(tǒng)的構(gòu)成正如前面提到的各種通信手段

18、，新通信系統(tǒng)是建立在現(xiàn)正如前面提到的各種通信手段，新通信系統(tǒng)是建立在現(xiàn)存系統(tǒng)技術(shù)上，并逐步過渡以克服現(xiàn)行系統(tǒng)的缺點。存系統(tǒng)技術(shù)上，并逐步過渡以克服現(xiàn)行系統(tǒng)的缺點。對于通信，對于通信，NGATS空中交通管理（空中交通管理（ATM）的關(guān)鍵在于雙）的關(guān)鍵在于雙向數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)通信的媒體可以有四種類型：向數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)通信的媒體可以有四種類型：1)引進衛(wèi)星通信，至少先在世界大部分地區(qū)實現(xiàn)數(shù)據(jù)和引進衛(wèi)星通信，至少先在世界大部分地區(qū)實現(xiàn)數(shù)據(jù)和語音的衛(wèi)星通信能力。在衛(wèi)星通信所覆蓋極區(qū)以前，語音的衛(wèi)星通信能力。在衛(wèi)星通信所覆蓋極區(qū)以前，保留高頻（保留高頻（HF）通信；）通信； 新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)

19、構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)2)保留并發(fā)展甚高頻（保留并發(fā)展甚高頻（VHF）通信，作語音及某些數(shù)據(jù)）通信，作語音及某些數(shù)據(jù)通信，用于陸地和終端區(qū)；通信，用于陸地和終端區(qū)；3)采用采用SSR的的S模式數(shù)據(jù)鏈，在空中交通高密度空域和終模式數(shù)據(jù)鏈，在空中交通高密度空域和終端區(qū)供空中交通服務(wù)（端區(qū)供空中交通服務(wù)（ATS）用。）用。ICAO正在起草航空電信網(wǎng)（正在起草航空電信網(wǎng)（ATN）的標(biāo)準(zhǔn)，它將便于所）的標(biāo)準(zhǔn)，它將便于所有通信媒體的交互操作。而有通信媒體的交互操作。而ATN的建立，將地面數(shù)據(jù)的建立，將地面數(shù)據(jù)通信和空地數(shù)據(jù)通信融為一體，將上述四種數(shù)據(jù)鏈交通

20、信和空地數(shù)據(jù)通信融為一體，將上述四種數(shù)據(jù)鏈交連后，在相應(yīng)計算機系統(tǒng)之間進行高速的數(shù)據(jù)交換。連后，在相應(yīng)計算機系統(tǒng)之間進行高速的數(shù)據(jù)交換。 新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新通信系統(tǒng)的效益新通信系統(tǒng)的效益由于新通信系統(tǒng)以加強數(shù)據(jù)通信為特點。按著由于新通信系統(tǒng)以加強數(shù)據(jù)通信為特點。按著ICAO的的CNS/ATM方案，通信系統(tǒng)可提供各種的能力，以滿足方案，通信系統(tǒng)可提供各種的能力，以滿足空中交通服務(wù)提供者和用戶的需要。綜合以上原因，空中交通服務(wù)提供者和用戶的需要。綜合以上原因，新通信系統(tǒng)將在以下幾方面產(chǎn)生巨大的效益：新通信系統(tǒng)將

21、在以下幾方面產(chǎn)生巨大的效益：1)地面與機載系統(tǒng)之間的連接將更直接和更有效，使空地面與機載系統(tǒng)之間的連接將更直接和更有效，使空中交通服務(wù)得以改善；中交通服務(wù)得以改善；新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)2)將改善經(jīng)營者、飛機和空中交通服務(wù)提供者之間的數(shù)據(jù)將改善經(jīng)營者、飛機和空中交通服務(wù)提供者之間的數(shù)據(jù)傳輸與處理，減少各方的工作量；傳輸與處理，減少各方的工作量；3)減少信道擁擠；減少信道擁擠；4)減少由通信錯誤導(dǎo)致的誤差，增強安全；減少由通信錯誤導(dǎo)致的誤差，增強安全；5)新系統(tǒng)將提供交叉應(yīng)用的互操作性，只需要極少的航空新系統(tǒng)將提供

22、交叉應(yīng)用的互操作性，只需要極少的航空電子設(shè)備，從而節(jié)約成本；電子設(shè)備，從而節(jié)約成本；6)提供更為精確的數(shù)據(jù)，減少誤碼率。提供更為精確的數(shù)據(jù)，減少誤碼率。新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)由于新通信系統(tǒng)的以上效益，從而間接地提高了系統(tǒng)容由于新通信系統(tǒng)的以上效益，從而間接地提高了系統(tǒng)容量，機場能力的優(yōu)化利用，并更為有效地利用空域，量，機場能力的優(yōu)化利用，并更為有效地利用空域，更靈活，并能減小飛行間隔，更為動態(tài)的制定飛行計更靈活，并能減小飛行間隔，更為動態(tài)的制定飛行計劃。為各部門之間更加經(jīng)濟、高效運作提供的良好的劃。為各部門之間更

23、加經(jīng)濟、高效運作提供的良好的技術(shù)保障。技術(shù)保障。新通信系統(tǒng)的應(yīng)用新通信系統(tǒng)的應(yīng)用：1)引進衛(wèi)星通信從而實現(xiàn)了世界上絕大部分地區(qū)都具備引進衛(wèi)星通信從而實現(xiàn)了世界上絕大部分地區(qū)都具備了數(shù)據(jù)和語音通信能力；了數(shù)據(jù)和語音通信能力；新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點2)在陸基通信系統(tǒng)中，應(yīng)廣泛具備數(shù)據(jù)通信能力，提高在陸基通信系統(tǒng)中，應(yīng)廣泛具備數(shù)據(jù)通信能力，提高了空中交通管理的效率；了空中交通管理的效率；3)全數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)展，不僅具備了數(shù)字語音功能，全數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)展，不僅具備了數(shù)字語音

24、功能，而且還能夠使機上人員能夠進行數(shù)據(jù)傳輸，計算機聯(lián)而且還能夠使機上人員能夠進行數(shù)據(jù)傳輸，計算機聯(lián)網(wǎng)和傳真功能；網(wǎng)和傳真功能；4)此外，由于數(shù)據(jù)通信能力的提高，除了飛行數(shù)據(jù)外，此外，由于數(shù)據(jù)通信能力的提高，除了飛行數(shù)據(jù)外，包括飛機機身的機械數(shù)據(jù)（如飛機發(fā)動機數(shù)據(jù)等）及包括飛機機身的機械數(shù)據(jù)（如飛機發(fā)動機數(shù)據(jù)等）及時傳到地面控制中心。時傳到地面控制中心。第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新通信系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢新通信系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢新舊系統(tǒng)的過渡方針新舊系統(tǒng)的過渡方針新系統(tǒng)適用于全球的民用航空，新舊系統(tǒng)之間的時間過新系統(tǒng)適用于全球的民用航空，新舊系統(tǒng)之間的時間過渡為渡

25、為19902010年，所采取的方針為：循序漸進，平穩(wěn)年，所采取的方針為：循序漸進，平穩(wěn)過渡，逐步更新替換，保留地區(qū)特點，新的引進繁殖，過渡，逐步更新替換，保留地區(qū)特點，新的引進繁殖，舊的選優(yōu)利用，改進或自然淘汰。這里強調(diào)對新系統(tǒng)舊的選優(yōu)利用，改進或自然淘汰。這里強調(diào)對新系統(tǒng)的引導(dǎo)，強調(diào)全球協(xié)作和協(xié)調(diào)，的引導(dǎo)，強調(diào)全球協(xié)作和協(xié)調(diào)，“既有新系統(tǒng)明確的既有新系統(tǒng)明確的發(fā)展方向和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，又有供選余地。發(fā)展方向和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，又有供選余地?！?新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新通信系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢新通信系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢概括地說，新

26、通信系統(tǒng)就是利用日益強大的數(shù)字通信手段，概括地說，新通信系統(tǒng)就是利用日益強大的數(shù)字通信手段，充分發(fā)揮充分發(fā)揮HF、VHF、AMSS和和SSR通信能力，真正實現(xiàn)通信能力，真正實現(xiàn)全球的無間隙覆蓋，從而使飛機能夠?qū)崿F(xiàn)全球的無間隙覆蓋，從而使飛機能夠?qū)崿F(xiàn)“free flight”，即即“自由飛行自由飛行”。具體地包括以下幾項內(nèi)容：。具體地包括以下幾項內(nèi)容： 1)利用新技術(shù)適應(yīng)未來航行的需求，提高系統(tǒng)容量；利用新技術(shù)適應(yīng)未來航行的需求，提高系統(tǒng)容量；2)對海洋和邊遠(yuǎn)地區(qū)形成連續(xù)無間隙的覆蓋；對海洋和邊遠(yuǎn)地區(qū)形成連續(xù)無間隙的覆蓋；3)實現(xiàn)數(shù)字式數(shù)據(jù)交換，改善信息傳輸管理，提高空中交實現(xiàn)數(shù)字式數(shù)據(jù)交換，改

27、善信息傳輸管理，提高空中交通管理自動化，創(chuàng)造靈活、高效的空中交通環(huán)境；通管理自動化，創(chuàng)造靈活、高效的空中交通環(huán)境；新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)4)提高管制的實時性，應(yīng)變性，獲得更好的動態(tài)空域，提高管制的實時性，應(yīng)變性，獲得更好的動態(tài)空域，從程序管制過渡到戰(zhàn)術(shù)性管制；從程序管制過渡到戰(zhàn)術(shù)性管制；5)擴展監(jiān)視作用，在保證安全的情況下減小飛行間隔，擴展監(jiān)視作用，在保證安全的情況下減小飛行間隔，更有效地利用空域；更有效地利用空域；6)提高精密定位能力，有利于實現(xiàn)四維導(dǎo)航和區(qū)域?qū)Ш教岣呔芏ㄎ荒芰?，有利于實現(xiàn)四維導(dǎo)航和區(qū)域?qū)Ш綌U

28、展短捷直飛航線，擴大飛行自由度，節(jié)約飛行時間擴展短捷直飛航線，擴大飛行自由度，節(jié)約飛行時間和燃料。短捷直飛航線，擴大飛行自由度，節(jié)約飛行和燃料。短捷直飛航線，擴大飛行自由度，節(jié)約飛行時間和燃料；時間和燃料；新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)到自由飛行最終應(yīng)用時，將涉及飛機的整個過程，這一到自由飛行最終應(yīng)用時，將涉及飛機的整個過程，這一過程從在出發(fā)機場停機坪啟動發(fā)動機開始到在終點機過程從在出發(fā)機場停機坪啟動發(fā)動機開始到在終點機場停機坪關(guān)閉發(fā)動機為止。飛機在起飛、爬升、巡航、場停機坪關(guān)閉發(fā)動機為止。飛機在起飛、爬升、巡航、下降、

29、進近和著陸時安全地與空中所有其它交通分隔下降、進近和著陸時安全地與空中所有其它交通分隔開。將每架飛機開。將每架飛機分隔開分隔開是自由飛行的主要論點?？展苁亲杂娠w行的主要論點。空管的下限就是在飛機之間保持安全間隔，這是關(guān)鍵所在。的下限就是在飛機之間保持安全間隔，這是關(guān)鍵所在。自由飛行中，每架飛機可在任意方向和任意高度上以任自由飛行中，每架飛機可在任意方向和任意高度上以任意速度飛行，并可在任何時間里對方向、速度和高度意速度飛行，并可在任何時間里對方向、速度和高度中任何一項或全部進行變更。中任何一項或全部進行變更。新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航

30、行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)“沖突探測器沖突探測器”可以保證自由飛行的實現(xiàn)，其目的是解決可以保證自由飛行的實現(xiàn)，其目的是解決飛行中的沖突。在飛機周圍建立兩個三維同軸飛行中的沖突。在飛機周圍建立兩個三維同軸“蛋形蛋形”空域包。一旦出現(xiàn)空域包會集現(xiàn)象，空中交通管制員空域包。一旦出現(xiàn)空域包會集現(xiàn)象，空中交通管制員會得到有潛在沖突的報警。會得到有潛在沖突的報警。自由飛行最感興趣的航空電子設(shè)備包括自由飛行最感興趣的航空電子設(shè)備包括ADS-B，CDTI（駕駛艙交通情報顯示器）、（駕駛艙交通情報顯示器）、VHF數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/語音電臺和語音電臺和WAAS兼容兼容GPS。 自由飛行的自由飛行的優(yōu)點優(yōu)點是利用現(xiàn)有系統(tǒng)潛在的儀表

31、飛行規(guī)則坐是利用現(xiàn)有系統(tǒng)潛在的儀表飛行規(guī)則坐標(biāo)網(wǎng)格鎖定廣播，可使航空公司實現(xiàn)財政節(jié)省。標(biāo)網(wǎng)格鎖定廣播，可使航空公司實現(xiàn)財政節(jié)省。新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點新通信系統(tǒng)構(gòu)成及其特點第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)從技術(shù)上說新通信系統(tǒng)是：衛(wèi)星技術(shù)從技術(shù)上說新通信系統(tǒng)是：衛(wèi)星技術(shù)+數(shù)據(jù)鏈技術(shù)數(shù)據(jù)鏈技術(shù)+計算計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在從現(xiàn)行通信系統(tǒng)向以星基系統(tǒng)為主的機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在從現(xiàn)行通信系統(tǒng)向以星基系統(tǒng)為主的通信系統(tǒng)過渡中，將重點開發(fā)、利用數(shù)據(jù)鏈技術(shù)，實通信系統(tǒng)過渡中，將重點開發(fā)、利用數(shù)據(jù)鏈技術(shù)，實現(xiàn)空現(xiàn)空地、地地、地地可靠的數(shù)據(jù)交換，并進一步實現(xiàn)地可靠的數(shù)據(jù)交換，并進一步實現(xiàn)空空空數(shù)

32、據(jù)交換；同時相應(yīng)的系統(tǒng)全部實現(xiàn)數(shù)字化，空數(shù)據(jù)交換；同時相應(yīng)的系統(tǒng)全部實現(xiàn)數(shù)字化，計算機處理及聯(lián)網(wǎng)。而通信設(shè)備及信息的數(shù)字化是新計算機處理及聯(lián)網(wǎng)。而通信設(shè)備及信息的數(shù)字化是新通信系統(tǒng)實施的前提基礎(chǔ)，所以數(shù)字信號通信是一個通信系統(tǒng)實施的前提基礎(chǔ)，所以數(shù)字信號通信是一個日益重要的技術(shù)。日益重要的技術(shù)。新通信系統(tǒng)構(gòu)成新通信系統(tǒng)構(gòu)成陸基通信方式陸基通信方式 第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)數(shù)字傳輸有勝于其它方式的許多優(yōu)點，它包括：數(shù)字傳輸有勝于其它方式的許多優(yōu)點，它包括：1)較容易且能有效地實現(xiàn)多路信號復(fù)用或較容易且能有效地實現(xiàn)多路信號復(fù)用或“分組分組”處理處理數(shù)字消息以便接

33、轉(zhuǎn)；數(shù)字消息以便接轉(zhuǎn)；2)數(shù)字系統(tǒng)對轉(zhuǎn)發(fā)噪聲較不敏感，而對模擬系統(tǒng)來說，數(shù)字系統(tǒng)對轉(zhuǎn)發(fā)噪聲較不敏感，而對模擬系統(tǒng)來說，這通常是一個問題；這通常是一個問題；3)有可能使用檢測和糾錯技術(shù)而得到極低的差錯率和高有可能使用檢測和糾錯技術(shù)而得到極低的差錯率和高保真度。保真度。新通信系統(tǒng)構(gòu)成新通信系統(tǒng)構(gòu)成陸基通信方式陸基通信方式第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)4)較容易實現(xiàn)保密通信；較容易實現(xiàn)保密通信；5)運用數(shù)字部件的靈活性，允許采用微型和小型處理機、運用數(shù)字部件的靈活性，允許采用微型和小型處理機、數(shù)字開關(guān)及大規(guī)模集成電路等。數(shù)字開關(guān)及大規(guī)模集成電路等。新通信系統(tǒng)構(gòu)成新通信系

34、統(tǒng)構(gòu)成陸基通信方式陸基通信方式第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)4.2 HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r 在在1992年之前，年之前，HF通信在通信在ICAO的的CNS/ATM系統(tǒng)方案中系統(tǒng)方案中還被放在將被淘汰之列，原因是還被放在將被淘汰之列，原因是HF通信存在諸多的缺通信存在諸多的缺點，而當(dāng)時的民航通信技術(shù)手段還不能夠有效地克服，點，而當(dāng)時的民航通信技術(shù)手段還不能夠有效地克服，并且頻譜窄，信道擁擠不堪，干擾嚴(yán)重。然而由于近并且頻譜窄，信道擁擠不堪，干擾嚴(yán)重。然而由于近年來年來HF通信技術(shù)的突破性進展，采用了自適應(yīng)選頻技通信技術(shù)的突破性進展，采用了自適應(yīng)選頻

35、技術(shù)，可靠性大為提高。在術(shù)，可靠性大為提高。在1994年的航空移動通信專家年的航空移動通信專家組（組（AMCP）第三次會議上，）第三次會議上，HF數(shù)據(jù)通信用于民航空數(shù)據(jù)通信用于民航空地通信的可靠性問題又重新提上了議事日程。地通信的可靠性問題又重新提上了議事日程。第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)由于衛(wèi)星通信在高緯度地區(qū)，如緯度大于由于衛(wèi)星通信在高緯度地區(qū)，如緯度大于75時不能達到時不能達到波束對地面的理想覆蓋，因此其通信的可用性下降，波束對地面的理想覆蓋，因此其通信的可用性下降，即即RCP下降。為了彌補衛(wèi)星通信波束覆蓋問題，下降。為了彌補衛(wèi)星通信波束覆蓋問題， HF數(shù)

36、據(jù)通信方式再次進入空中管制研究者的視線。數(shù)據(jù)通信方式再次進入空中管制研究者的視線。九十年代初，存在高緯度地區(qū)空中管制問題的加拿大、九十年代初，存在高緯度地區(qū)空中管制問題的加拿大、冰島、瑞典、美國研究了冰島、瑞典、美國研究了HF數(shù)據(jù)鏈用于海洋和建立地數(shù)據(jù)鏈用于海洋和建立地區(qū)空地通信的情況。并且在區(qū)空地通信的情況。并且在1993年開始了在北大西洋年開始了在北大西洋空域試用空域試用HF數(shù)據(jù)鏈，實驗結(jié)果表明：效果很好。數(shù)據(jù)鏈，實驗結(jié)果表明：效果很好。HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)目前的民用航空地面及空中客機通常都配備兩套高頻通目前的

37、民用航空地面及空中客機通常都配備兩套高頻通信系統(tǒng)，用于與地面電臺或者其它飛機進行遠(yuǎn)程通信。信系統(tǒng)，用于與地面電臺或者其它飛機進行遠(yuǎn)程通信。駕駛員在選擇工作頻率和工作方式之后即可進行發(fā)射駕駛員在選擇工作頻率和工作方式之后即可進行發(fā)射和接收信號。高頻系統(tǒng)的工作頻率范圍為和接收信號。高頻系統(tǒng)的工作頻率范圍為230MHz，頻道間隔為頻道間隔為1kHz。高頻通信系統(tǒng)的工作方式分為標(biāo)準(zhǔn)。高頻通信系統(tǒng)的工作方式分為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅、單邊帶、電報或數(shù)據(jù)鏈方式。調(diào)幅、單邊帶、電報或數(shù)據(jù)鏈方式。高頻通信系統(tǒng)應(yīng)主要包括的組件：高頻控制板、高頻收高頻通信系統(tǒng)應(yīng)主要包括的組件：高頻控制板、高頻收/發(fā)信機，天線等部件，其中每個高

38、頻系統(tǒng)都連接至音發(fā)信機，天線等部件，其中每個高頻系統(tǒng)都連接至音頻選擇盒，話筒和耳機。頻選擇盒，話筒和耳機。 HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)高頻系統(tǒng)部件說明高頻系統(tǒng)部件說明1)高頻控制板：用于選擇工作頻率和工作方式；高頻控制板：用于選擇工作頻率和工作方式；2)高頻收發(fā)信板：使用收發(fā)信機可在飛機上進行單邊帶、高頻收發(fā)信板：使用收發(fā)信機可在飛機上進行單邊帶、語音和數(shù)據(jù)通信；語音和數(shù)據(jù)通信；3)天線控制器：只有保持天線阻抗與傳輸線阻抗匹配和天線控制器：只有保持天線阻抗與傳輸線阻抗匹配和監(jiān)測系統(tǒng)工作狀態(tài)的功能；監(jiān)測系統(tǒng)工作狀態(tài)的功能；

39、4)天線用于發(fā)射或接收射頻信號。天線用于發(fā)射或接收射頻信號。 HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)HF通信系統(tǒng)信道上的數(shù)據(jù)傳輸通信系統(tǒng)信道上的數(shù)據(jù)傳輸多徑傳播時數(shù)據(jù)傳輸多徑傳播時數(shù)據(jù)傳輸前面對電離層反射信道的分析已經(jīng)表明，前面對電離層反射信道的分析已經(jīng)表明， HF信道存在嚴(yán)信道存在嚴(yán)重的多徑效應(yīng)。它所引起的接收信號隨機起伏（衰重的多徑效應(yīng)。它所引起的接收信號隨機起伏（衰落），會對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅墚a(chǎn)生較大的影響，同時多落），會對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅墚a(chǎn)生較大的影響，同時多徑傳播引起的碼間干擾還嚴(yán)重地限制了數(shù)據(jù)信號傳輸徑傳播引起的碼間干擾還嚴(yán)重

40、地限制了數(shù)據(jù)信號傳輸速率的提高。速率的提高。為了說明多徑傳播對所傳送數(shù)據(jù)信號波形的影響，假設(shè)為了說明多徑傳播對所傳送數(shù)據(jù)信號波形的影響，假設(shè)信道存在三條傳播路徑，它們的傳播損耗相等，但延信道存在三條傳播路徑，它們的傳播損耗相等，但延時分別為時分別為HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r 2 第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)假定所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號是寬度為假定所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號是寬度為T 的矩形波。接收信號的矩形波。接收信號由來自三條路徑信號分量疊加而成。合成信號波形的由來自三條路徑信號分量疊加而成。合成信號波形的寬度已展寬為寬度已展寬為 ，下面我們分兩種情況來討論：，下

41、面我們分兩種情況來討論：1、若、若 ，即傳送的脈沖信號的寬度較寬，接收合，即傳送的脈沖信號的寬度較寬，接收合成信號波形的寬度并沒有明顯增加。但由于成信號波形的寬度并沒有明顯增加。但由于是是ms量量級，而級，而HF載波周期為載波周期為 s量級，因此各條路徑信號的相量級，因此各條路徑信號的相位差將使接收合成信號產(chǎn)生干涉性衰落。位差將使接收合成信號產(chǎn)生干涉性衰落。 HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r TT 第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)2、若、若T 較小，不滿足較小，不滿足 的條件。這時除了出現(xiàn)上的條件。這時除了出現(xiàn)上述接收信號的衰落以外，接收信號脈沖寬度還明顯增

42、述接收信號的衰落以外，接收信號脈沖寬度還明顯增大。在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，通常發(fā)送的脈沖寬度大。在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，通常發(fā)送的脈沖寬度T 為數(shù)為數(shù)據(jù)信號序列中相鄰碼元的間隔。因此，接收脈沖信號據(jù)信號序列中相鄰碼元的間隔。因此，接收脈沖信號寬度的展寬，意味著前、后碼元之間出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，寬度的展寬，意味著前、后碼元之間出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，稱其為碼間干擾。稱其為碼間干擾。HF電高層信道在最佳工作頻率（最高可用頻率的電高層信道在最佳工作頻率（最高可用頻率的85%）時，時， 也在也在0.5ms以左右。以左右。 HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩rT 第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)若要

43、若要 ，此如，此如T =5ms，相當(dāng)于高頻數(shù)據(jù)傳播數(shù)率，相當(dāng)于高頻數(shù)據(jù)傳播數(shù)率為為200波特（即每秒傳送波特（即每秒傳送200個脈沖），也就是說，在個脈沖），也就是說，在（HF）短波信道上最多能以）短波信道上最多能以200波特速率傳輸數(shù)據(jù)，波特速率傳輸數(shù)據(jù)，這是這是HF（短波）信道對數(shù)據(jù)傳輸速率的嚴(yán)重限制。對（短波）信道對數(shù)據(jù)傳輸速率的嚴(yán)重限制。對于以更高的速率傳播，比如于以更高的速率傳播，比如2400bps的信息速率傳輸時，的信息速率傳輸時，必須采取一定的技術(shù)措施。必須采取一定的技術(shù)措施。HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r T第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)

44、HF通信系統(tǒng)信道上的數(shù)據(jù)傳輸通信系統(tǒng)信道上的數(shù)據(jù)傳輸多路并行傳輸體制多路并行傳輸體制HF信道中數(shù)據(jù)傳播的多路并行體制是將話路帶寬信道中數(shù)據(jù)傳播的多路并行體制是將話路帶寬1kHz，分為多個低速并行信道，它們以各自的副載波進行低分為多個低速并行信道，它們以各自的副載波進行低速率的數(shù)據(jù)傳輸。由于傳輸速率低，碼元間隔（或脈速率的數(shù)據(jù)傳輸。由于傳輸速率低，碼元間隔（或脈沖寬度）沖寬度）T ，碼間干擾較小，而一個話路內(nèi)等效的數(shù)，碼間干擾較小，而一個話路內(nèi)等效的數(shù)據(jù)速率并不低。據(jù)速率并不低。 HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)CCIR建議的建

45、議的HF單邊帶話路內(nèi)音頻電報體制，是一種多單邊帶話路內(nèi)音頻電報體制，是一種多路并行體制的數(shù)據(jù)供輸系統(tǒng)。它以路并行體制的數(shù)據(jù)供輸系統(tǒng)。它以15個副載波（間隔個副載波（間隔為為170Hz）分為）分為15路，每路傳輸路，每路傳輸50100波特的電報。波特的電報。多路并發(fā)體制避免了多徑傳播引起的碼間干擾，技術(shù)成多路并發(fā)體制避免了多徑傳播引起的碼間干擾，技術(shù)成熟，成本低，至今仍被廣泛采用。但發(fā)射端多路信號熟，成本低，至今仍被廣泛采用。但發(fā)射端多路信號并發(fā)，分散了發(fā)射機的功率。并發(fā)，分散了發(fā)射機的功率。HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)HF

46、通信系統(tǒng)信道上的數(shù)據(jù)傳輸通信系統(tǒng)信道上的數(shù)據(jù)傳輸串行傳輸體制串行傳輸體制HF信道數(shù)據(jù)的串行體制是指在一個話路內(nèi)，以諸如信道數(shù)據(jù)的串行體制是指在一個話路內(nèi)，以諸如2400bps速率串行傳輸數(shù)據(jù)的方案。串行體制消除了速率串行傳輸數(shù)據(jù)的方案。串行體制消除了并行體制中發(fā)射功率分散的缺點，而且對發(fā)射機非線并行體制中發(fā)射功率分散的缺點，而且對發(fā)射機非線性互調(diào)失真并不敏感。然而由于信道多徑傳播引起的性互調(diào)失真并不敏感。然而由于信道多徑傳播引起的碼間干擾十分嚴(yán)重，必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施加以解碼間干擾十分嚴(yán)重，必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施加以解決。決。 HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r第第4 4章章 新航行系

47、統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)HF通信系統(tǒng)的新技術(shù)通信系統(tǒng)的新技術(shù)重復(fù)覆蓋技術(shù)重復(fù)覆蓋技術(shù)短波傳播以天波為主。電離層對短波（短波傳播以天波為主。電離層對短波（HF）的吸收比較）的吸收比較小，因此短波可利用天波傳播很遠(yuǎn)的距離；而地面對小，因此短波可利用天波傳播很遠(yuǎn)的距離；而地面對短波的吸收比較大，故地波傳播距離近。短波的吸收比較大，故地波傳播距離近。所謂天波即電波由發(fā)射天線向空中輻射，遇到電離層后所謂天波即電波由發(fā)射天線向空中輻射，遇到電離層后反射到接收點，這種傳播方式被稱為天波傳播；而地反射到接收點，這種傳播方式被稱為天波傳播；而地波是電波沿地球表面?zhèn)鞑サ浇邮拯c，稱為地波或稱表波是電波沿

48、地球表面?zhèn)鞑サ浇邮拯c，稱為地波或稱表面波。面波。 HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)短波的傳播有時會出現(xiàn)短波的傳播有時會出現(xiàn)靜區(qū)靜區(qū)，發(fā)射點，發(fā)射點A發(fā)出的地波傳播距發(fā)出的地波傳播距離近，并能到達離近，并能到達B點，而由點，而由A點發(fā)出的天波，又只能到點發(fā)出的天波，又只能到達比達比C點更遠(yuǎn)的地區(qū)，這樣在地波到達不了，天波又點更遠(yuǎn)的地區(qū)，這樣在地波到達不了，天波又超過的區(qū)域超過的區(qū)域BC就收不到信號，形成靜區(qū)。就收不到信號，形成靜區(qū)。為了克服靜區(qū)的存在，應(yīng)在同一管制區(qū)內(nèi)使用兩個或更為了克服靜區(qū)的存在，應(yīng)在同一管制區(qū)內(nèi)使用兩個或更多

49、的短波電臺進行重復(fù)覆蓋。通常兩個電臺的覆蓋率多的短波電臺進行重復(fù)覆蓋。通常兩個電臺的覆蓋率達達92%95%，三個電臺則可達，三個電臺則可達99%。這樣不僅能夠消。這樣不僅能夠消除寂靜區(qū)的存在，而且還能夠提高管區(qū)的管制效率。除寂靜區(qū)的存在，而且還能夠提高管區(qū)的管制效率。 HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)HF通信系統(tǒng)的新技術(shù)通信系統(tǒng)的新技術(shù)頻率復(fù)用技術(shù)頻率復(fù)用技術(shù) 在設(shè)計短波通信線路時，工作頻率采用接近于最高可用頻在設(shè)計短波通信線路時，工作頻率采用接近于最高可用頻率是合適的。這是因為，低頻率的電波將受到較大的吸率是合適的。這是因為

50、，低頻率的電波將受到較大的吸收損耗。同時，對于較低頻率的電波，電離層的各分層收損耗。同時，對于較低頻率的電波，電離層的各分層都可能對它產(chǎn)生反射，多徑傳播效應(yīng)嚴(yán)重。整個電離層都可能對它產(chǎn)生反射，多徑傳播效應(yīng)嚴(yán)重。整個電離層的最高可用頻率實際上為電子密度最大的的最高可用頻率實際上為電子密度最大的F2層的最高可層的最高可用頻率。如果較高的頻率（均穿透用頻率。如果較高的頻率（均穿透D，E，F(xiàn)1層），而層），而在在F2層上又只有一個反射點，理論上則只有一條傳播路層上又只有一個反射點，理論上則只有一條傳播路徑，從而避免了多徑傳播帶來的種種弊端。徑，從而避免了多徑傳播帶來的種種弊端。HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r

51、方案及其發(fā)展?fàn)顩r第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)實時探測信道參數(shù)，自動地將信道加換到最好的信道上實時探測信道參數(shù)，自動地將信道加換到最好的信道上（稱為自適應(yīng)實時選頻），才能獲得最佳通信效果（稱為自適應(yīng)實時選頻），才能獲得最佳通信效果利用頻率預(yù)報得到的頻率數(shù)據(jù)，調(diào)整各個電臺的工作頻利用頻率預(yù)報得到的頻率數(shù)據(jù)，調(diào)整各個電臺的工作頻率，使它們工作在最佳信道狀態(tài)下，飛機在該區(qū)域內(nèi)率，使它們工作在最佳信道狀態(tài)下，飛機在該區(qū)域內(nèi)飛行時，可同時接收到不同電臺的不同頻率，選擇最飛行時，可同時接收到不同電臺的不同頻率，選擇最好的頻率進行通信，這是克服多徑效應(yīng)的技術(shù)措施。好的頻率進行通

52、信，這是克服多徑效應(yīng)的技術(shù)措施。此外，還可以采用自適應(yīng)的均衡的方法，消除碼間干擾此外，還可以采用自適應(yīng)的均衡的方法，消除碼間干擾的影響。的影響。 HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)HF通信系統(tǒng)的新技術(shù)通信系統(tǒng)的新技術(shù)數(shù)據(jù)通信技術(shù)數(shù)據(jù)通信技術(shù)利用數(shù)據(jù)通信取代語音通信，實驗表明，利用數(shù)據(jù)通信取代語音通信，實驗表明，HF數(shù)據(jù)鏈可與數(shù)據(jù)鏈可與AMSS數(shù)據(jù)鏈互補，具有雙重的數(shù)據(jù)鏈互補，具有雙重的AMSS系統(tǒng)可用性為系統(tǒng)可用性為98.9%，加上，加上HF數(shù)據(jù)鏈后，可用性達數(shù)據(jù)鏈后，可用性達99.9%。HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r

53、第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)HF通信系統(tǒng)的新技術(shù)通信系統(tǒng)的新技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將短波電臺通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接起來，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理。將短波電臺通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接起來，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理。一種可選的方案為：在全世界范圍內(nèi)設(shè)一種可選的方案為：在全世界范圍內(nèi)設(shè)1516個個HF地面地面電臺，理論上可以管理電臺，理論上可以管理2000多架飛機，其中太平洋區(qū)多架飛機，其中太平洋區(qū)域六個地面臺，管理域六個地面臺，管理800多架飛機，大西洋區(qū)域五個地多架飛機，大西洋區(qū)域五個地面臺，管理面臺，管理650多架飛機，印度洋和亞非地區(qū)多架飛機，印度洋和亞非地區(qū)45個地個地面臺，管理面臺，管理500多

54、架飛機，共用多架飛機，共用4860個頻率，進行實個頻率，進行實時協(xié)調(diào)，即可達到很好的通信效果。時協(xié)調(diào)，即可達到很好的通信效果。 HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)該方案要求每個地面臺同時使用該方案要求每個地面臺同時使用36個頻率工作（有的頻個頻率工作（有的頻率由兩個或率由兩個或3個臺共用）。為了使飛機能夠方便地選用個臺共用）。為了使飛機能夠方便地選用一個傳播性能好的頻率，即有些地面臺在每個發(fā)射的一個傳播性能好的頻率，即有些地面臺在每個發(fā)射的頻率上，每頻率上，每32秒鐘在特制的呼叫分組內(nèi)廣播信道控制秒鐘在特制的呼叫分組內(nèi)廣播信道控

55、制數(shù)據(jù)。飛機將接收、評估此數(shù)據(jù)，并據(jù)此選擇一個頻數(shù)據(jù)。飛機將接收、評估此數(shù)據(jù)，并據(jù)此選擇一個頻率。允許飛機自由地與任一地面臺在任一頻率上通信，率。允許飛機自由地與任一地面臺在任一頻率上通信，而不管此地面臺位于何處，因此系統(tǒng)可有效、可靠地而不管此地面臺位于何處，因此系統(tǒng)可有效、可靠地工作。高頻數(shù)據(jù)鏈（工作。高頻數(shù)據(jù)鏈（ HFDL ）的速率有）的速率有300、600、1200、1800和和2400bps幾種，實驗室已經(jīng)達到幾種，實驗室已經(jīng)達到9.6kbps。HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)高頻數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議（高頻數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議（HDL

56、P）說明）說明HDLP的的R-CF協(xié)議允許操作員發(fā)射傳真、圖象和用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議允許操作員發(fā)射傳真、圖象和用標(biāo)準(zhǔn)微軟工具編輯的文件。相關(guān)的協(xié)議實施軟件在微軟的微軟工具編輯的文件。相關(guān)的協(xié)議實施軟件在微軟的操作系統(tǒng)下運行。操作系統(tǒng)下運行。該該HDLP協(xié)議獨立使用協(xié)議獨立使用MIL-STD-188-110A或者使用或者使用STANAG-4285波形。這種波形。這種ARQ協(xié)議提供用允許協(xié)議提供用允許2400bps速率的調(diào)制解調(diào)器傳輸數(shù)據(jù)速率為速率的調(diào)制解調(diào)器傳輸數(shù)據(jù)速率為1900bps的的能力（能力（STANAG-4285或或MIL-STD-188-110A）。）。HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r

57、第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)這個這個HDLP協(xié)議用于傳輸文件、圖象和傳真。協(xié)議用于傳輸文件、圖象和傳真。R-CF協(xié)議協(xié)議管理數(shù)據(jù)速率、幀長度和與高頻擾動有關(guān)的信道。管理數(shù)據(jù)速率、幀長度和與高頻擾動有關(guān)的信道。對于高頻（對于高頻（HF）無線電數(shù)據(jù)通信，）無線電數(shù)據(jù)通信，HDLP是一個運行在是一個運行在Windows NT 下的軟件，就如同下的軟件，就如同ISO/IEC 8886標(biāo)準(zhǔn)定標(biāo)準(zhǔn)定義的那樣，它可提供開放系統(tǒng)互聯(lián)（義的那樣，它可提供開放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）的數(shù)據(jù)鏈）的數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)，亦可以被設(shè)計成為插入于路層服務(wù)，亦可以被設(shè)計成為插入于OSI堆棧的數(shù)據(jù)堆棧的數(shù)

58、據(jù)鏈路層的去組成下列任意一種：鏈路層的去組成下列任意一種：至其它媒質(zhì)的高頻網(wǎng)關(guān)與高頻（至其它媒質(zhì)的高頻網(wǎng)關(guān)與高頻（HF）數(shù)據(jù)終端）數(shù)據(jù)終端HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)HDLP應(yīng)用軟件的原理應(yīng)用軟件的原理HDLP綜合及應(yīng)用綜合及應(yīng)用HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r高頻調(diào)制解調(diào)器和無線電接口ISO8886接口WindowsAPIs調(diào)制解調(diào)器與射頻控制數(shù)據(jù)管理應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層應(yīng) 用X.25,TCP/IP,ETCRADIOMODEMRADIOMODEMHDLPHF終端終端HF網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)HDLP到/來自HF到/來自HF到/來自其

59、它媒質(zhì)第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)HDLP協(xié)議功能說明協(xié)議功能說明HDLP的目標(biāo)是在數(shù)據(jù)鏈路層處理的目標(biāo)是在數(shù)據(jù)鏈路層處理HF通信特性，然后允通信特性，然后允許其它層使用現(xiàn)存的標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)貨供應(yīng)的商業(yè)產(chǎn)品。許其它層使用現(xiàn)存的標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)貨供應(yīng)的商業(yè)產(chǎn)品。HF特性與嚴(yán)酷的傳播條件及低信道容量有關(guān)。特性與嚴(yán)酷的傳播條件及低信道容量有關(guān)。HDLP已已經(jīng)被設(shè)計成為最佳化使用信道資源。同時經(jīng)被設(shè)計成為最佳化使用信道資源。同時HDLP控制控制HF調(diào)制解調(diào)器及無線電設(shè)備，并且自動適應(yīng)發(fā)射參數(shù)，調(diào)制解調(diào)器及無線電設(shè)備，并且自動適應(yīng)發(fā)射參數(shù)，包括傳播特性變化時的信道頻率，以使吞吐量最大。

60、包括傳播特性變化時的信道頻率，以使吞吐量最大。它提供可選擇自動請求重發(fā)（它提供可選擇自動請求重發(fā)（ARQ）和自動鏈路維護）和自動鏈路維護（ALM）。）。 HFDL方案及其發(fā)展?fàn)顩r方案及其發(fā)展?fàn)顩r第第4 4章章 新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)新航行系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)它的自動鏈路維護（它的自動鏈路維護（ALM）功能提供自動發(fā)射參數(shù)優(yōu)化、）功能提供自動發(fā)射參數(shù)優(yōu)化、鏈路復(fù)原和應(yīng)付突發(fā)鏈路擾動、干擾和信道衰落的魯鏈路復(fù)原和應(yīng)付突發(fā)鏈路擾動、干擾和信道衰落的魯棒性。棒性。HDLP將被安裝進帶有硬盤能運行將被安裝進帶有硬盤能運行Windows NT的的PC中，中，并且與并且與V.24/V.28串行同步輸入串行同步輸