民用航空空地通信应用和发展

　　民用航空通信主要包含ATS、AOC、AAC和APC，数字化的航空管理通信在补充传统语音通信的同时，也正经受着考验与发展。基于ATN B1和ATN B2等技术的通信、导航和监视系统在数据化、自动化和趋势分析的提高，正促使下一代航行系统在运行方式上由灵活空域管理、4D航迹、流量与容量管理、信息服务等一系列新的元素的发展。这些新的运行概念中的各个组成部分正在慢慢融合为一个有机的整体。

　　一、引言

　　航空通信系统在航空系统内的应用十分广泛，涉及航空运行的多个领域，制订了一系列的标准、规范和建议。以下几个方面分别阐述民用航空通信的应用与发展。

　　二、通信业务

　　2.1空中交通服务(ATS)

　　空中交通服务指的是与空中交通管制和服务有关的通信，此类通信通常与飞行安全、航班正常运行密切相关，包括发生在航空器与地面空中交通服务单位之间，例如管制指令的发布;发生在不同的地面空中交通服务单位之间进行，例如管制中心之间进行管制移交;也包括航行情报，气象信息等。此类通信优先级较高，是航空通信系统重点保障的业务，故行业对该类业务制定了详细的标准和规范，如ARINC 623， ARINC 758等。

　　2.2航空运行控制(AOC)

　　航空运行控制是飞行过程中航空公司运控中心与机组之间的通信，主要目的是保障飞行的安全和航班正常执行，提高运行效率。航空运行控制通信的内容比较丰富，只要符合传输协议，AOC可以囊括任何类型的参数，包括航班计划、航班执行情况、航空器状态监视等等，其中部分信息与飞行安全相关。部分航空公司还会根据自己的需求自定义AOC消息，真正做到降低运行成本，提供运行效率。

　　2.3航空管理通信(AAC)

　　航空管理通信内容通常是航空运输企业有关航班运营和运输服务方面的商务信息，比如运输服务预定，飞机和机组安排，或者其他后勤保障类的信息，通信的目的是为了提高运营的效率。

　　2.4航空旅客通信(APC)

　　航空旅客通信是指乘客或机组成员出于个人目的的语音通信和数据通信，与飞行安全无关。随着宽带业务的发展，此类通信也得到了井喷式的发展。

　　三、航空通信系统应用

　　目前应用于航空通信的通信方式有甚高频(VHF)通信系统、高频(HF)通信系统、卫星通信系统。

　　VHF通信系统使用VHF频段(118-137MHz)模拟调制技术，主要满足陆基近距离通信，要求在航路上覆盖VHF通信网络。

　　在偏远地区和洋区，VHF通信网络的覆盖率实为有限，特别是在山区的VHF通信传输遮挡也相当严重，解决这个问题最简单的方式就是利用HF通信系统和卫星通信系统进行通信。

HF通信系统使用HF频段(2-30MHz)模拟调制技术，除了可以利用地波传输外，还可以利用天波传输。HF通信系统利用全球很少的几个基站就可以使通信网络覆盖全球。但是，首先HF无线电波远距离传输需要通过电离层反射，电离层的浓度直接影响了HF的通信质量，由于天气环境不一致，导致的电离层浓度在各个区域各不相同，所以一般情况下，使用HF语音通信时会有很大的噪音，数字通信也会有相当大的误码率，造成消息可靠度不高。

其次，HF通信地波传输类似于VHF通信，由于HF频率低，容易被空气吸收，传播距离很有限。

　　卫星通信系统将信息调制1.5GHz左右传输，可以把调制信号直接发送到几十公里外的卫星，而且可以不考虑空气对电磁波的吸收造成的传输效率低下，通过卫星收到信号后转发至地面，避免了陆基传输的限制。

但是目前使用最为广泛的海事卫星(Inmarsat)只能覆盖南北纬80度以内的区域，越洋飞行的飞机在极地区域飞行还是会被卫星丢失，这种情况下只能选择HF通信系统尽可能建立通信。

在海事卫星之后，铱星的出现完全解决了空地通信不能全球覆盖的问题，可惜由于铱星的通信频段与我国的北斗卫星通信频段基本一致，使铱星尚未如海事卫星那样被广泛应用。

　　目前大部分飞机同时安装VHF系统、HF系统和卫星通信系统来保持飞机与地面的不间断通信。我国的北斗卫星通信能力还有待提高，目前尚未得到推广。

　　四、未来通信应用发展

多年以来，虽然航空空地通信系统不断在利用技术革新和引入新技术进行自身的改进，但是，系统仍然面临着非常大的挑战，特别是甚高频通信，由于甚高频通信频率资源紧张、原有模拟调制技术的限制，在一些飞行繁忙地区(例如欧洲)，空地通信系统处理能力接近饱和。

作为传统语音通信的补充，数据链的应用大大缓解的通信业务增长所带来的资源限制，业务增长需要技术革新，技术革新又刺激业务的增长，这一矛盾使得技术上很难保持一段时间的领先，航空系统运行方式的革新才是解决业务增长不受限制的有效手段。

基于通信、导航和监视系统在数字化、自动化和趋势分析的提高，ICAO通过DOC9854《全球空中交通管理运行概念》提出了新一代航行系统的愿景，描述下一代航行系统的在运行方式上由灵活空域管理、4D航迹、流量与容量管理、信息服务等一系列新的元素组成新的运行概念。

通过信息服务，运行概念中的各部分整合为一个有机的整体。

　　有理由相信，在不久的将来，日益增长的通信业务需求，还会促使新一轮的航空通信的变革。

　　作者：陆晓刚 来源：中国新通信 2016年5期