第2章 通信系統(tǒng)

新航行系統(tǒng)導(dǎo)論IntroductiontoCNS/ATM倪育德

中國(guó)民航大學(xué)

第2章通信系統(tǒng)2.1概述2.3新空地通信系統(tǒng)IntroductiontoCNS/ATM2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)2.1概述航空固定業(yè)務(wù)通信系統(tǒng)（平面通信）

航空移動(dòng)業(yè)務(wù)通信系統(tǒng)（空地通信）

一、航空通信系統(tǒng)分類航空固定業(yè)務(wù)（AFS）是指在固定地點(diǎn)之間的電信業(yè)務(wù)，在我國(guó)被稱為航空平面通信業(yè)務(wù)。由航空固定電信網(wǎng)（AFTN）來(lái)完成，并逐步向CNS/ATM所倡導(dǎo)的航空電信網(wǎng)（ATN）過(guò)渡。航空移動(dòng)業(yè)務(wù)指航空器電臺(tái)與航空地面對(duì)空電臺(tái)之間或航空器電臺(tái)之間的無(wú)線電通信業(yè)務(wù)，在我國(guó)被稱為航空地空通信業(yè)務(wù)。包括甚高頻（VHF）通信、高頻（HF）通信和航空移動(dòng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)（AMSS）CNS/ATM系統(tǒng)中的“C”，主要是指空地通信系統(tǒng)中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.1概述空中交通服務(wù)（ATS）通信航務(wù)管理通信（AOC）二、航空空地通信系統(tǒng)分類（1）空中交通管制部門與飛機(jī)之間的通信，包括：放行許可，放行證實(shí)，管制移交，管制移交證實(shí)，飛行動(dòng)態(tài)，自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視（ADS），航行通告，天氣報(bào)告，航路最低安全高度告警，飛行計(jì)劃申請(qǐng)與修訂，地面管制，塔臺(tái)管制，離場(chǎng)管制，進(jìn)近管制，航路管制，飛行員位置報(bào)告，終端自動(dòng)情報(bào)服務(wù)及其他飛行服務(wù)業(yè)務(wù)。飛機(jī)運(yùn)營(yíng)部門與飛機(jī)之間的通信，包括：氣象情況，飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)，飛行員/調(diào)度員通信，飛行情報(bào)，維修情況，公司場(chǎng)面管理與放行，登機(jī)門指派，飛機(jī)配重，除冰，飛行中緊急情況，機(jī)體及電子設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，醫(yī)藥申請(qǐng)，改航情報(bào)，滑行，起飛與著陸情報(bào)，發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，位置情況，起飛、延誤情報(bào)等。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.1概述航空行政管理通信（AAC）航空旅客通信（APC）二、航空空地通信系統(tǒng)分類（2）飛機(jī)運(yùn)營(yíng)部門與飛機(jī)之間的通信，包括：設(shè)備與貨物清單，旅客旅游安排，席位分配，行李包裹查詢等?？罩新每团c地面之間的通信，包括機(jī)組人員的私人通信，有話音、數(shù)據(jù)、傳真等。安全通信

ATS通信

AOC非安全通信

AAC

APC中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)所謂現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)，是指那些在ICAO制定并通過(guò)CNS/ATM方案之前已有的空地通信系統(tǒng)。一、現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)構(gòu)成（1）甚高頻（VHF）空地通信系統(tǒng)，主要是話音通信。高頻（HF）空地通信系統(tǒng)，主要是話音通信。VHF數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，指飛機(jī)通信選址報(bào)告系統(tǒng)（ACARS）。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)一、現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)構(gòu)成（2）中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)二、現(xiàn)行高頻空地通信系統(tǒng)（1）圖片說(shuō)明：這是澳大利亞悉尼的一個(gè)HF地面站，圖中高聳的是HF天線架，HF天線設(shè)在天線架頂端。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)二、現(xiàn)行高頻空地通信系統(tǒng)（2）1.HF通信概述高頻（HF）通信是一種廉價(jià)的遠(yuǎn)距離通信手段，曾被廣泛應(yīng)用于政府、外交、氣象和軍事等專業(yè)部門。對(duì)于民用航空，在上世紀(jì)九十年代之前，超視距航空通信的唯一手段是HF通信。目前民航的HF通信主要用于兩種情況，一是作為衛(wèi)星通信的補(bǔ)充和備份系統(tǒng)，二是作為國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人出訪時(shí)的遠(yuǎn)程保密通信系統(tǒng)。目前民航的HF通信以話音通信為主。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)二、現(xiàn)行高頻空地通信系統(tǒng)（3）2.HF通信系統(tǒng)組成中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)二、現(xiàn)行高頻空地通信系統(tǒng)（4）3.HF通信系統(tǒng)主要技術(shù)特征調(diào)制方式：?jiǎn)芜厧В⊿SB）調(diào)制航空移動(dòng)通信用的HF頻帶是2.8MHz~22MHz，頻道間隔為1kHz，一般的HF通信系統(tǒng)具有200個(gè)航空信道和195個(gè)海用信道。發(fā)射功率：150W（峰包）左右服務(wù)范圍：100～2000nm

電波傳播方式：天波中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)二、現(xiàn)行高頻空地通信系統(tǒng)（5）4.HF話音通信系統(tǒng)的信號(hào)及其頻譜對(duì)于單音調(diào)制信號(hào)u(t)=Amcosmt，載波信號(hào)為u(t)=cosct，則SSB信號(hào)為：中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)二、現(xiàn)行高頻空地通信系統(tǒng)（6）5.HF通信特點(diǎn)通信距離很遠(yuǎn)HF信道一向被認(rèn)為是性能惡劣的變參信道，導(dǎo)致HF通信很不穩(wěn)定，通信質(zhì)量差。1992年10月，ICAO在第29屆大會(huì)批準(zhǔn)的CNS/ATM實(shí)施方案中，曾把HF空地通信列入淘汰的通信方式。盡管HF話音通信不可能包含在CNS/ATM中，但由于近年來(lái)HF數(shù)據(jù)通信技術(shù)的突破性進(jìn)展，采用了自適應(yīng)選頻技術(shù)，可靠性大為提高，因此，1999年11月4日ICAO對(duì)“附件10”進(jìn)行的第74次修訂中，HF數(shù)據(jù)鏈的SARPs已正式納入“附件10”之中，至此，高頻數(shù)據(jù)鏈（HFDL）已成為新空地通信系統(tǒng)中的一名正式成員。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)三、現(xiàn)行甚高頻空地通信系統(tǒng)（1）圖片說(shuō)明：NARCO公司生產(chǎn)的機(jī)載VHF電臺(tái)中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)三、現(xiàn)行甚高頻空地通信系統(tǒng)（2）1.VHF通信概述甚高頻（VHF）地空通信是一種優(yōu)秀的通信方式，它是現(xiàn)行ATM中應(yīng)用最廣泛的空地通信方式，能提供快捷、便宜而可靠的空地視線范圍內(nèi)的通信。在我國(guó)VHF通信覆蓋了絕大部分國(guó)內(nèi)航線，且其技術(shù)也相當(dāng)成熟。在CNS/ATM中，VHF通信也是非常重要的一種通信方式，只是在現(xiàn)有VHF通信方式基礎(chǔ)上，補(bǔ)充、完善、增強(qiáng)了數(shù)據(jù)通信能力，從而使VHF空地通信的能力得到極大提高。目前民航的VHF通信以話音通信為主。

工作方式是單信道半雙工，機(jī)載電臺(tái)和地面臺(tái)均有PTT（Puch-To-Talk）開關(guān)，按下時(shí)處于發(fā)射狀態(tài)，可以說(shuō)話，松開時(shí)則處于接收狀態(tài)。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)三、現(xiàn)行甚高頻空地通信系統(tǒng)（3）2.VHF通信系統(tǒng)組成中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)三、現(xiàn)行甚高頻空地通信系統(tǒng)（4）3.VHF通信系統(tǒng)主要技術(shù)特征調(diào)制方式：雙邊帶調(diào)幅（DSB-AM）頻率范圍為117.975～137MHz，頻道間隔為25kHz，共有760個(gè)頻道。地面VHF臺(tái)的發(fā)射功率為25W或50W，機(jī)載發(fā)射功率為25W或50W。服務(wù)范圍：對(duì)一架高度為36000ft的飛機(jī)，最大通信距離約200nm。電波傳播方式：視距傳播中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)三、現(xiàn)行甚高頻空地通信系統(tǒng)（5）

設(shè)話音信號(hào)為f(t)，載波的角頻率為0，調(diào)幅信號(hào)sAM(t)可以表示為：sAM(t)=[A+f(t)]cos(ct)4.VHF話音通信系統(tǒng)的信號(hào)及其頻譜（1）中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)三、現(xiàn)行甚高頻空地通信系統(tǒng)（6）4.VHF話音通信系統(tǒng)的信號(hào)及其頻譜（2）SAM(j)=F[sAM(t)]中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)三、現(xiàn)行甚高頻空地通信系統(tǒng)（7）5.VHF話音通信缺點(diǎn)速度慢。利用話音傳送200個(gè)字符約需30～40秒鐘，占用信道時(shí)間較長(zhǎng)。目前在空中交通繁忙地區(qū)，VHF頻率資源已顯得緊張，話音通信限制了VHF頻率資源利用率的提高。易出錯(cuò)。話音通信主要在機(jī)組人員和管制員及航務(wù)管理人員間進(jìn)行，長(zhǎng)時(shí)間的飛行和講話都易使人疲勞，加上各國(guó)、各地口音不一致，可能引起聽不懂、聽不清或說(shuō)錯(cuò)、抄錯(cuò)的情況。多信宿的限制。有些通信內(nèi)容要先由話務(wù)員收下來(lái)，然后人工轉(zhuǎn)發(fā)給多個(gè)用戶，進(jìn)一步增加了出錯(cuò)的可能，并且延長(zhǎng)了通信時(shí)間。業(yè)務(wù)種類受限。某些計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)不便由人口述，飛機(jī)上要利用地面數(shù)據(jù)庫(kù)信息也不便由話音通信來(lái)實(shí)現(xiàn)。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（1）ACARS－飛機(jī)通信尋址報(bào)告系統(tǒng)

（AircraftCommunicationAddressingandReportingSystem）中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（2）1.ACARS系統(tǒng)概述（1）上世紀(jì)七十年代初，美國(guó)ARINC公司開發(fā)了一種VHF空地?cái)?shù)據(jù)鏈，稱為飛機(jī)通信尋址報(bào)告系統(tǒng)（ACARS），并于1978年投入使用。目前美國(guó)已有數(shù)千架飛機(jī)配備了此系統(tǒng)，并在美國(guó)實(shí)現(xiàn)了ACARS地面站、ARINC航空電信網(wǎng)的覆蓋。加拿大航空公司（AirCanada）1982年開始先在一架波音767－200上安裝了具有數(shù)據(jù)通信的航空電子設(shè)備，隨后自主開發(fā)了其本國(guó)交通繁忙地區(qū)的VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)。國(guó)際航空電信協(xié)會(huì)（SITA）于1984年開始運(yùn)營(yíng)一個(gè)與ACARS類似的系統(tǒng)，稱為AIRCOM，其主要服務(wù)區(qū)是歐洲和遠(yuǎn)東，后又向中東和非洲擴(kuò)展其業(yè)務(wù)。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（3）1.ACARS系統(tǒng)概述（2）歐洲已基本上全部覆蓋，澳大利亞和東南亞也建立了許多遠(yuǎn)端地面站（RGS）。日本在1989年建立了AVICOMJAPAN公司，可在其海岸線200海里以內(nèi)提供AIRCOM/ACARS方式的航務(wù)管理和航空行政管理數(shù)據(jù)通信。1995年中國(guó)民航開始建設(shè)自己的VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)，包括一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（NMDPS）和120個(gè)RGS。該系統(tǒng)可以覆蓋全國(guó)主要航路，并與ACARS/AIRCOM系統(tǒng)兼容。上述VHF數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的功用和采用的技術(shù)大同小異，且都發(fā)源于ACARS。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（4）2.ACARS系統(tǒng)組成（1）機(jī)載ACARS設(shè)備VHF無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)ACARS控制中心航空公司、ATM部門信息中心中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（5）2.ACARS系統(tǒng)組成（2）機(jī)載ACARS設(shè)備由控制顯示組件（CDU）、管理組件（MU）、VHF3號(hào)收發(fā)機(jī)和打印機(jī)組成。

能夠收、發(fā)各類數(shù)據(jù)，并通過(guò)CDU顯示閱讀或由打印機(jī)打印出來(lái)。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（6）2.ACARS系統(tǒng)組成（3）VHF無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)由世界某些區(qū)域分布的ACARSVHF無(wú)線電地面臺(tái)（遠(yuǎn)端地面站RGS）組成。每個(gè)地面站可與其周圍一定空域內(nèi)的飛機(jī)進(jìn)行ACARS數(shù)據(jù)交換，并通過(guò)地面通信網(wǎng)絡(luò)與ACARS控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸交換。在有VHF數(shù)據(jù)鏈覆蓋的陸地區(qū)域使用VHF數(shù)據(jù)鏈，而當(dāng)飛機(jī)飛行在海洋上的空域時(shí)，與地面的通信采用的是衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈。國(guó)際上主要的數(shù)據(jù)鏈服務(wù)提供商有ARINC（美國(guó)）、SITA（歐洲）及ADCC（中國(guó)）。目前，已有90多個(gè)國(guó)外航空公司和多家國(guó)內(nèi)航空公司使用中國(guó)民航VHF地空數(shù)據(jù)網(wǎng)。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（7）2.ACARS系統(tǒng)組成（4）ACARS控制中心ACARS控制中心通過(guò)地面通信網(wǎng)絡(luò)與各ACARSRGS站、各航空公司信息中心和ATC中心相聯(lián)系，它通過(guò)代碼尋址，把航空公司和它相應(yīng)的飛機(jī)聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息雙向交換。由公司內(nèi)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成。它通過(guò)地面通信網(wǎng)絡(luò)接收來(lái)自ACARS控制中心的飛機(jī)數(shù)據(jù)和信息，送到航空公司的相應(yīng)部門；同時(shí)，也收集各部門的詢問(wèn)信息傳送到ACARS控制中心，轉(zhuǎn)達(dá)給相應(yīng)飛機(jī)。航空公司、ATM部門信息中心中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（8）3.ACARS系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)調(diào)制形式：MSK-AM頻道間隔：25kHz傳輸速率：2400bps

工作方式：?jiǎn)涡诺?，半雙工RF頻率：歐洲：主用頻率131.725MHz，第二頻率131.525MHz

美國(guó)、加拿大：主用頻率131.550MHz，第二頻率130.025MHz

中國(guó)大陸、香港：頻率為131.450MHz泰國(guó)：主用頻率131.450MHz，第二頻率131.550MHz

馬來(lái)西亞、菲律賓：頻率為131.450MHz世界范圍內(nèi)的主用頻率：131.550MHz中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（9）4.機(jī)載ACARS系統(tǒng)（1）

ACARS管理組件（MU）控制顯示組件（CDU）ACARS程序開關(guān)組件中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（10）4.機(jī)載ACARS系統(tǒng)（2）

ACARS管理組件（MU）

接收和監(jiān)控來(lái)自VHFRGS站的上行輸入信號(hào)，保證信息的正確性并解碼。對(duì)下行信息格式化，監(jiān)控和保證下行數(shù)據(jù)的正確性。控制工作方式，控制數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，給出確認(rèn)/非確認(rèn)應(yīng)答信號(hào)。對(duì)VHF進(jìn)行調(diào)諧和控制。有指令時(shí)將數(shù)據(jù)送到打印機(jī)。監(jiān)控系統(tǒng)的工作情況。

MU組件只處理帶有飛機(jī)注冊(cè)碼的上行數(shù)據(jù)，在所有下行報(bào)上都附帶上這個(gè)飛機(jī)的注冊(cè)碼，以識(shí)別是這架飛機(jī)發(fā)送的報(bào)文。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（11）4.機(jī)載ACARS系統(tǒng)（3）

控制顯示組件（CDU）用于控制ACARS的工作和信息顯示用于設(shè)置飛機(jī)的識(shí)別碼和注冊(cè)碼。每個(gè)組件有24個(gè)開關(guān)，通常在飛機(jī)交付之前設(shè)定。共有3個(gè)程序開關(guān)組件，其中兩個(gè)設(shè)置注冊(cè)碼，一個(gè)設(shè)置飛機(jī)識(shí)別碼。程序開關(guān)組件

中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（12）5.ACARSVHF無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)

ACARS的遠(yuǎn)端地面站（RGS）在VHF數(shù)據(jù)通信中均作為一個(gè)圖像終端，與裝有VHF數(shù)據(jù)通信設(shè)備的飛機(jī)進(jìn)行視距射頻通信。

RGS的覆蓋范圍為370km左右。

RGS站包括VHF天線、收發(fā)信機(jī)和一個(gè)微機(jī)化的數(shù)據(jù)控制接口單元（DCIU）。DCIU包括空地鏈路的調(diào)制解調(diào)器（MODEM）、收發(fā)信機(jī)控制器、管理處理器和通信控制器。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（13）6.ACARS控制中心在數(shù)據(jù)鏈中，多個(gè)用戶要利用同一個(gè)RGS站以共享資源，為此，所有RGS站要與一個(gè)中央交換系統(tǒng)相連，即所有用戶與其飛機(jī)的數(shù)據(jù)通信都要通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)處理器。中國(guó)民航的VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信處理系統(tǒng)的核心是網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（NMDPS），它是一個(gè)專用的、具有開放結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可完成上行、下行各種數(shù)據(jù)的采集、處理和轉(zhuǎn)發(fā)，以及進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)控和服務(wù)。為了在RGS與NMDPS之間以及NMDPS與用戶終端之間傳送數(shù)據(jù)，中國(guó)民航由CAAC.X.25網(wǎng)組成分組交換網(wǎng)，并與ARINC、SITA網(wǎng)相連。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（14）7.ACARS系統(tǒng)工作方式（1）DEMAND（請(qǐng)求）方式：當(dāng)機(jī)載ACARS系統(tǒng)的電源接通，或MU檢測(cè)到RF信道無(wú)人使用（空閑）時(shí)，系統(tǒng)就處于“請(qǐng)求”方式，機(jī)載VHF收發(fā)信機(jī)便向下發(fā)送數(shù)據(jù)。POLLED（等待）方式：當(dāng)?shù)孛媾_(tái)同時(shí)收到多架飛機(jī)的“請(qǐng)求”時(shí)，地面臺(tái)就命令這些飛機(jī)處于“等待”方式，然后地面臺(tái)周期地（約2s）輪流詢問(wèn)每一架飛機(jī)。當(dāng)飛機(jī)接收到該詢問(wèn)時(shí)，若飛機(jī)有信息需要發(fā)送，就自動(dòng)向下發(fā)射信息；若飛機(jī)無(wú)信息可發(fā)，就給出一個(gè)簡(jiǎn)單的響應(yīng)信號(hào)。詢問(wèn)、應(yīng)答結(jié)束后，地面臺(tái)再發(fā)一個(gè)指令，使飛機(jī)回到“請(qǐng)求”方式或者1.5min后系統(tǒng)自動(dòng)回到“請(qǐng)求”方式。VOX（話音）方式：“話音”方式工作時(shí)，ACARS系統(tǒng)不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（15）7.ACARS系統(tǒng)工作方式（2）中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（16）8.ACARS報(bào)文種類及基本結(jié)構(gòu)（1）面向航空公司應(yīng)用的飛機(jī)運(yùn)營(yíng)管理（AOC）報(bào)文：OOOI報(bào)（OUT，OFF，ON，IN），故障報(bào)（CFD），發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)（DFD）和位置報(bào)等

面向空中交通管制與服務(wù)的空管服務(wù)（ATS）報(bào)文：起飛前放行報(bào)（PDC）,自動(dòng)化終端區(qū)信息服務(wù)報(bào)（ATIS），自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視報(bào)（ADS）、管制員－飛行員數(shù)據(jù)鏈通信（CPDLC）報(bào)等中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（17）8.ACARS報(bào)文種類及基本結(jié)構(gòu)（2）ARINC618中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)四、現(xiàn)行VHF空地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)－ACARS（18）9.ACARS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與缺陷優(yōu)點(diǎn)提高了地空通信的準(zhǔn)確性，減輕了機(jī)組負(fù)擔(dān)

資料和數(shù)據(jù)易于共享通信量大缺陷ACARS是面向字符的系統(tǒng)，相對(duì)于面向比特的通信技術(shù)，ACARS的效率不高，不靈活A(yù)CARS與CNS/ATM系統(tǒng)中面向比特技術(shù)的航空電信網(wǎng)（ATN）不兼容。ACARS作為一個(gè)過(guò)渡系統(tǒng)，將在ATN建成后升級(jí)，以適應(yīng)CNS/ATM的體制。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.2現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)五、現(xiàn)行空地通信系統(tǒng)的缺點(diǎn)與最新技術(shù)相比，現(xiàn)行話音和數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的頻譜利用率都不高；由于各種原因，例如多徑干擾和大氣擾動(dòng)，易使通信質(zhì)量降低；調(diào)幅易受來(lái)自電力傳輸線的噪聲、調(diào)頻廣播電臺(tái)的互調(diào)干擾及其他各類發(fā)射機(jī)引起的RF干擾；現(xiàn)行的VHF空地?cái)?shù)據(jù)鏈ACARS是面向字符的系統(tǒng)，效率不高，而且與用于ATN的開放系統(tǒng)互連（OSI）方式不兼容。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)甚高頻（VHF）空地通信；所謂新空地通信系統(tǒng)，是指那些包含在ICAOCNS/ATM方案中的空地通信系統(tǒng)。一、新空地通信系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)（1）構(gòu)成航空衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)（AMSS）通信；高頻（HF）空地通信；二次監(jiān)視雷達(dá)（SSR）的S模式數(shù)據(jù)鏈。新空地通信系統(tǒng)中的VHF、HF及AMSS通信都包括數(shù)據(jù)通信和話音通信，并且話音也是數(shù)字話音，ATS和AOC通信將以數(shù)據(jù)為主，話音通信將逐漸減少，最終達(dá)到只在必要時(shí)或緊急情況下使用話音通信?？盏?cái)?shù)據(jù)鏈將是航空電信網(wǎng)（ATN）的一個(gè)子網(wǎng)。在空地通信子網(wǎng)內(nèi)，以上4種數(shù)據(jù)鏈可以交互操作。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)應(yīng)用衛(wèi)星技術(shù)，從陸基通信系統(tǒng)逐步向星基通信系統(tǒng)過(guò)渡，早期階段先用星基系統(tǒng)作為陸基系統(tǒng)的補(bǔ)充，后期階段除少數(shù)陸基系統(tǒng)作為星基系統(tǒng)的備用外，大部分陸基系統(tǒng)將被淘汰；一、新空地通信系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)（2）特點(diǎn)開發(fā)數(shù)據(jù)鏈，實(shí)現(xiàn)空－地、地－地可靠的數(shù)據(jù)交換，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)空－空數(shù)據(jù)交換；系統(tǒng)的數(shù)字化、計(jì)算機(jī)處理及聯(lián)網(wǎng)。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)二、高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（1）由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的限制，近期在極區(qū)內(nèi)高頻通信仍然占主要地位。1.高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)概述（1）高頻通信仍然存在的原因衛(wèi)星鏈路的費(fèi)用高昂，通信的可用性還不盡人意。近年來(lái)HF數(shù)據(jù)通信在技術(shù)上取得了突破性進(jìn)展，如采用了晝夜換頻、季節(jié)換頻、雙頻冗余、自適應(yīng)選頻接收和先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)等，可靠性大為提高。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)二、高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（2）1991年11月：航空公司電子工程委員會(huì)（AEEC）在西雅圖召開了一個(gè)高頻數(shù)據(jù)鏈（HFDL）專業(yè)組會(huì)，建議成立一個(gè)HFDL分委員會(huì)。1.高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)概述（2）高頻數(shù)據(jù)鏈標(biāo)準(zhǔn)的制定1992年5月：在慕尼黑HFDL分委員會(huì)正式成立，起草了HFDL系統(tǒng)的規(guī)范ARINC－753。以后又起草了HFDL協(xié)議ARINC－635和HFDL設(shè)計(jì)指導(dǎo)材料ARINC－634。1996年4月：美國(guó)航空無(wú)線電技術(shù)委員會(huì)（RTCA）分委員會(huì)SC－188成立了兩個(gè)工作組，WG－1負(fù)責(zé)制定HFDL的MASPS，WG－2負(fù)責(zé)制定HFDL的MOPS，并于1997年出版。1999年11月4日：ICAO對(duì)“附件10”進(jìn)行的第74次修訂中，HFDL的SARPs已正式納入“附件10”之中。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)二、高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（3）機(jī)載系統(tǒng)1.高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)概述（3）高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的組成地面站地面網(wǎng)管中心中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)二、高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（4）1.高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)概述（4）高頻數(shù)據(jù)鏈性能指標(biāo)HFDL與原有的HF收發(fā)信機(jī)一樣，利用USB通信。在數(shù)據(jù)鏈通信方面，HFDL采用面向比特的ISO協(xié)議，符合ATN的要求，可作為高頻子網(wǎng)進(jìn)入ATN。對(duì)于機(jī)載HFDL系統(tǒng)，它在訪問(wèn)地面站的頻率時(shí)，采用FDMA方式；而當(dāng)多架飛機(jī)在同一信道上與同一地面站建立通信聯(lián)系時(shí)，飛機(jī)與地面設(shè)備之間采用TDMA接入方式進(jìn)行通信，每個(gè)主幀為32s，有13個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙根據(jù)隨機(jī)訪問(wèn)或預(yù)約實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)指配，減少信息碰撞，增加信息的通過(guò)量。HFDL傳輸?shù)拇a速率：300bps，600bps，1200bps，1800bps。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)二、高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（5）2.機(jī)載系統(tǒng)（1）對(duì)原有的ARINC－719HF無(wú)線電收發(fā)信機(jī)進(jìn)行改造：增加一個(gè)高頻數(shù)據(jù)單元（HFDU），它包括編碼器和調(diào)制解調(diào)器，另外加一個(gè)天線耦合器，即天線調(diào)諧組件。HFDU與機(jī)載現(xiàn)有的通信管理單元（CMU）采用ARINC－429傳輸協(xié)議。采用新型的HF話音/數(shù)據(jù)收發(fā)信機(jī)HFDL機(jī)載系統(tǒng)可以采用以下兩種方法實(shí)現(xiàn)：中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)二、高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（6）2.機(jī)載系統(tǒng)（2）Honeywell公司的XK516D機(jī)載HF系統(tǒng)框圖，其中FK516/517為數(shù)字天線耦合器中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)二、高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（7）2.機(jī)載系統(tǒng)（3）機(jī)載高頻數(shù)據(jù)無(wú)線電（HFDR）系統(tǒng)與其他通信系統(tǒng)的集成連接情況，其中HFS900D為RockwellCollins公司的HFDR系統(tǒng)。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)二、高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（8）3.地面站和網(wǎng)管中心（1）地面站組成：

HF發(fā)射機(jī)HF接收機(jī)HF數(shù)據(jù)單元（HFDU）控制器（包括編碼器及調(diào)制解調(diào)器）中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)二、高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（9）3.地面站和網(wǎng)管中心（2）地面站分析飛機(jī)下行數(shù)據(jù)中的通信地址，將該飛機(jī)的報(bào)文通過(guò)地面通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的管制員工作站，管制員可以通過(guò)相反的路由將地面的指令發(fā)給飛機(jī)，直到在所使用的頻率上無(wú)法正常通信時(shí)，飛機(jī)與地面拆除特性鏈路，并由飛機(jī)重新搜索其他信道與地面進(jìn)行聯(lián)系。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)二、高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（10）3.地面站和網(wǎng)管中心（3）地面網(wǎng)管中心用來(lái)對(duì)地面站進(jìn)行頻率管理，處理上行、下行數(shù)據(jù)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理和空地電文的路由轉(zhuǎn)換，它的地網(wǎng)與空中交通管理部門、航務(wù)管理部門和其他通信網(wǎng)相連，是該系統(tǒng)的核心部分。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)二、高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（11）4.ARINC的全球高頻數(shù)據(jù)鏈（1）目前ARINC是全球唯一的航空HFDL服務(wù)提供商。GLOBALINK/HF服務(wù)是基于ACARS的，服務(wù)范圍包括南緯60以北的飛機(jī)通信覆蓋。GLOBALINK/HF服務(wù)是唯一支持北冰洋、遠(yuǎn)端地區(qū)操作和空管的地/空數(shù)據(jù)鏈服務(wù)。GLOBALINK/HF系統(tǒng)在全球共布設(shè)了14個(gè)HFDL地面站，可以基本覆蓋全球。上行數(shù)據(jù)在60s內(nèi)的傳輸成功率已達(dá)86%，端到端的使用可靠性已接近100%。ARINC已與全世界數(shù)百架飛機(jī)簽約，為其提供HFDL服務(wù)。許多航空公司都使用HFDL來(lái)替代AMSS或者作為AMSS的備份，并且將是否配置HFDL作為接收新飛機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)二、高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（12）4.ARINC的全球高頻數(shù)據(jù)鏈（2）中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)二、高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（13）5.HFDL系統(tǒng)使用的考慮相比于AMSS，HFDL的優(yōu)點(diǎn)是明顯的：HFDL系統(tǒng)是目前北極地區(qū)唯一提供數(shù)據(jù)鏈服務(wù)的系統(tǒng)HFDL機(jī)載系統(tǒng)簡(jiǎn)單HFDL購(gòu)買費(fèi)用相比于AES的要便宜得多，且使用費(fèi)用也便宜好多。HFDL的主要缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸速率低，不適合用作高速寬帶通信。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)三、甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（1）民用航空數(shù)據(jù)鏈的研究始于20世紀(jì)70年代末，以美國(guó)ARINC公司研制的ACARS系統(tǒng)為代表。到2005年，美國(guó)已建立了754個(gè)ACARS遠(yuǎn)端地面站（RGS），覆蓋了美國(guó)本土所有航線。國(guó)際航空電信協(xié)會(huì)（SITA）在歐洲、亞洲、美洲和澳洲等地建立了732個(gè)RGS，構(gòu)成了全球覆蓋范圍最大的甚高頻空地?cái)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)即SITA網(wǎng)。中國(guó)民航的甚高頻空地通信網(wǎng)始建于1995年，目前已建設(shè)了約80個(gè)RGS，具備提供除西部部分航路之外干線航路的地空VHF覆蓋能力，已成為世界第3大航空電信網(wǎng)絡(luò)。1.甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)概述（1）甚高頻數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展（1）中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)三、甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（2）泰國(guó)無(wú)線電公司（Aerothai）在泰國(guó)、新加坡、菲律賓、臺(tái)灣、韓國(guó)等地建立了65個(gè)RGS，成為東南亞地區(qū)重要的VHF數(shù)據(jù)鏈運(yùn)營(yíng)商。自20世紀(jì)80年代末，人們陸續(xù)提出了一些滿足ISO的OSI/RM7層體系結(jié)構(gòu)的VDL系統(tǒng)。VDL模式1（VDL-1）1.甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)概述（2）甚高頻數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展（2）VDL-2VDL-3VDL-4中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)三、甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（3）VDL-1VDL-1是首先提出來(lái)的面向比特的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)，它只是作為概念提出，并沒有進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的研究和開發(fā)。1.甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)概述（3）VDL-1～VDL-4簡(jiǎn)介（1）信道帶寬：25kHz調(diào)制方式：AM-MSK信息傳輸率：2.4kbit/s采用面向比特協(xié)議，透明傳輸分組數(shù)據(jù)媒體訪問(wèn)：CSMA（載波偵聽多址）飛機(jī)與地面通信時(shí)，仍采用單頻單工方式中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)三、甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（4）VDL-2VDL-2是20世紀(jì)80年代末開始研制的分布處理VHF數(shù)據(jù)鏈，已成為ICAO推薦的數(shù)據(jù)鏈標(biāo)準(zhǔn)之一，得到世界絕大部分國(guó)家的認(rèn)同。1.甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)概述（4）VDL-1～VDL-4簡(jiǎn)介（2）信道帶寬：25kHz調(diào)制方式：D8PSK（差分8相相移鍵控）信息傳輸率：31.5kbit/s采用面向比特協(xié)議，透明傳輸分組數(shù)據(jù)媒體訪問(wèn)：CSMA（載波偵聽多址）飛機(jī)與地面通信時(shí)，仍采用單頻單工方式中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)三、甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（5）VDL-3VDL-3是20世紀(jì)90年代中期開始研究的VHF數(shù)據(jù)鏈，它提供數(shù)據(jù)和話音兼容能力,利用GNSS提供的精密時(shí)基進(jìn)行時(shí)間同步，是一種全數(shù)字化系統(tǒng)，是數(shù)據(jù)鏈技術(shù)的一場(chǎng)革命，美國(guó)、加拿大等國(guó)極力推崇VDL-3作為下一代數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。1.甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)概述（5）VDL-1～VDL-4簡(jiǎn)介（3）信道帶寬：25kHz調(diào)制方式：D8PSK（差分8相相移鍵控）信息傳輸率：31.5kbit/s采用面向比特協(xié)議，透明傳輸分組數(shù)據(jù)媒體訪問(wèn)：TDMA（時(shí)分多址）上行鏈路與下行鏈路使用同一頻率話音系統(tǒng)的操作仍用PPT單工方式；數(shù)據(jù)通信用單信道單工方式中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)三、甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（6）VDL-4VDL-4是20世紀(jì)80年代末以瑞典為代表的歐洲國(guó)家提出的一種VHF數(shù)據(jù)鏈，采用S－TDMA數(shù)據(jù)協(xié)議，支持空地、空空一體化通信。但由于VDL-4存在一些懸而未決的技術(shù)及安裝該數(shù)據(jù)鏈可帶來(lái)的收益等問(wèn)題而遭到美國(guó)的激烈反對(duì)，并且基于技術(shù)研究和成本考慮，空中客車和波音公司都決定不使用VDL-4，IATA、AEA、FAA、DFS、NATS、Eurocontrol、CANSO、ARINC、SITA及包括AAL、DAL、DLH和SAS在內(nèi)的眾多航空公司也都決定不使用VDL-4。最終在ICAO的附件10中，VDL-4的SARPs僅僅適用于監(jiān)視用途。

1.甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)概述（6）VDL-1～VDL-4簡(jiǎn)介（4）中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)三、甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（7）機(jī)載電子設(shè)備

2.甚高頻數(shù)據(jù)鏈的基本組成和工作過(guò)程（1）基本組成（1）遠(yuǎn)端地面站（RGS）

地面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（NMDPS）數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)各用戶子系統(tǒng)中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)三、甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（8）2.甚高頻數(shù)據(jù)鏈的基本組成和工作過(guò)程（2）基本組成（2）中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)三、甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)（9）2.甚高頻數(shù)據(jù)鏈的基本組成和工作過(guò)程（3）工作過(guò)程機(jī)載電子設(shè)備采集飛機(jī)各種數(shù)據(jù)，如發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)、飛機(jī)位置數(shù)據(jù)、飛行員輸入的通信報(bào)文等，下傳至遠(yuǎn)端地面站（RGS）。所有的RGS在接收到飛機(jī)下發(fā)的數(shù)據(jù)后，都通過(guò)專用網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)控中心。網(wǎng)控中心的網(wǎng)絡(luò)管理與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（NMDPS）將這些數(shù)據(jù)處理入庫(kù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)中的地址信息和自己的路由表，將報(bào)文通過(guò)專用網(wǎng)再傳送到目的用戶。用戶（如AOC、ATC部門）發(fā)送的數(shù)據(jù)則通過(guò)上述相反的路徑最后由RGS站上傳給飛機(jī)。中國(guó)民航大學(xué)CAUC2.3新空地通信系統(tǒng)