無(wú)線電群呼功能在民航空管地空通信中的應(yīng)用

李林奔

摘要：無(wú)線電群呼功能可以較好地解決我國(guó)空管在地域較廣、地形較復(fù)雜地區(qū)的地空通信覆蓋問(wèn)題：本文以某空管部門(mén)的應(yīng)用為例，從甚高頻和語(yǔ)音交換系統(tǒng)的要求與設(shè)置方面，總結(jié)了無(wú)線電群呼功能的實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：空管;無(wú)線電群呼;地空通信;頻偏

一、引言

甚高頻地空通信是當(dāng)前我國(guó)民航主要的航空移動(dòng)通信方式，能提供快捷、可靠、穩(wěn)定的地空視距范圍內(nèi)的通信。在我國(guó)西部地區(qū)，單.甚高頻電臺(tái)因山地影響，覆蓋范圍受到較大限制。此外，在午夜等非繁忙時(shí)段，空管部門(mén)通常采取合并扇區(qū)的方式管理空域，對(duì)甚高頻電臺(tái)的覆蓋要求進(jìn).步提升。因此，為確保飛行安全，保持地空通信的順暢，減輕管制頻繁切換電臺(tái)的負(fù)擔(dān)，使用無(wú)線電群呼功能解決上述問(wèn)題，具有重要意義。本文將舉例介紹如何設(shè)置甚高頻電臺(tái)與內(nèi)話(huà)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線電群呼功能的全過(guò)程。

二、無(wú)線電群呼功能介紹

航空管制員通常使用語(yǔ)音交換系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“內(nèi)話(huà)”）調(diào)配甚高頻資源的使用，進(jìn)行與飛機(jī)的地空通信。在內(nèi)話(huà)系統(tǒng)中，可以通過(guò)群呼（climax）功能的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)多個(gè)臺(tái)站中工作在同一頻率的甚高頻電臺(tái)的同時(shí)發(fā)射，從而解決單一甚高頻電臺(tái)無(wú)法對(duì)山區(qū)較多或范圍較大的扇區(qū)實(shí)現(xiàn)全覆蓋的問(wèn)題。

（一）無(wú)線電群呼功能的限制

當(dāng)多個(gè)空管同頻異址電臺(tái)同時(shí)發(fā)射時(shí)，若機(jī)載電臺(tái)接收到的信號(hào)強(qiáng)度相近時(shí)，會(huì)受到同頻干擾，影響話(huà)音質(zhì)量。這是因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)或多個(gè)相同頻率的載波信號(hào)同時(shí)進(jìn)入機(jī)載甚高頻接收機(jī)時(shí)，由于放大器的非線性作用，使這些信號(hào)混頻，但這些信號(hào)由不同的振蕩源產(chǎn)生，電子元器件的特性差異將造成實(shí)際頻率與設(shè)置頻率存在微小偏差。此外，航空器在空中高速移動(dòng)，由于多普勒效應(yīng)，將使這些微小偏差變大，最終偏差值落入音頻范圍內(nèi)，經(jīng)檢波后就會(huì)出現(xiàn)較大的噪音。

此外，由于不同臺(tái)站電臺(tái)至管制中心內(nèi)話(huà)系統(tǒng)之間的傳輸差異，管制員同一句話(huà)音指令通過(guò)同頻異址的電臺(tái)一起發(fā)出后，可能會(huì)出現(xiàn)部分臺(tái)站信號(hào)延遲的現(xiàn)象，造成機(jī)組人員實(shí)際聽(tīng)到的話(huà)音有較大回音或干擾現(xiàn)象。

因此，要實(shí)現(xiàn)無(wú)線電群呼功能，需要對(duì)扇區(qū)大小、電臺(tái)的分布和覆蓋范圍進(jìn)行綜合分析，再對(duì)參與群呼組的甚高頻電臺(tái)進(jìn)行選擇，并設(shè)置正確的頻偏，最后通過(guò)內(nèi)話(huà)的具體配置，為管制員提供操作簡(jiǎn)便的無(wú)線電群呼方式。

三、無(wú)線電群呼功能的實(shí)現(xiàn)

（一）群呼組的選定

為確保地空通信的可靠性與穩(wěn)定性，在我國(guó)地空通信規(guī)劃與建設(shè)中，通常都能達(dá)到主要航路的雙重或多重覆蓋要求。然而在實(shí)現(xiàn)無(wú)線電群呼功能中，參與群呼組的甚高頻電臺(tái)越少越好，這樣能盡可能避免飛機(jī)在重疊區(qū)域內(nèi)的接收質(zhì)量下降或回音。以圖1為例，綜合考慮臺(tái)站間隔、覆蓋范圍、傳輸方式，我們只選擇A、C臺(tái)站的兩個(gè)信道（傳輸方式均為地面2M專(zhuān)線）加入群呼組，就能實(shí)現(xiàn)該扇區(qū)內(nèi)主要航路在最低高度6000米的群呼全覆蓋，且相距較遠(yuǎn)、重疊區(qū)域較小。

（二）地面電臺(tái)頻偏設(shè)置

確定參與群呼組的信道后，需要對(duì)相關(guān)電臺(tái)進(jìn)行頻偏設(shè)置。根據(jù)《ICAO Annex 10 Volume Ⅲ》的規(guī)定，在25kHz信道間隔時(shí)，對(duì)多載波偏置系統(tǒng)的要求如下：

由此可見(jiàn)，隨著頻偏系統(tǒng)的增加，對(duì)相關(guān)電臺(tái)頻率穩(wěn)定度的要求將更加苛刻。根據(jù)圖l案例，我們將A臺(tái)站的電臺(tái)（R&S-XU250）頻偏設(shè)置為-5kHz，將C臺(tái)站的電臺(tái)（PAE-T6TR）頻偏設(shè)置為+5kHz。

（三）地面電臺(tái)測(cè)試

頻偏設(shè)置完成后，需使用綜測(cè)儀分別對(duì)兩個(gè)電臺(tái)的發(fā)射信號(hào)載波頻率進(jìn)行測(cè)試，確定其是否滿(mǎn)是表l要求，并對(duì)傳輸延遲進(jìn)行測(cè)試。

對(duì)于有條件的地區(qū)，為廠獲得更好的話(huà)音質(zhì)量，建議在所轄管制區(qū)域內(nèi)的相關(guān)臺(tái)站安裝GPS同步系統(tǒng)，通過(guò)采用GPS作為統(tǒng)一參考基準(zhǔn)，對(duì)各電臺(tái)的時(shí)基單元進(jìn)行實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，使這些同頻異址的電臺(tái)載頻保持高度一致，從而有效抑制電臺(tái)群呼時(shí)產(chǎn)生的干擾。

（四）對(duì)機(jī)載接收機(jī)的要求

根據(jù)《ICAO Annex 10 Volume Ⅲ》和《EUROCAE ED-23C》的相關(guān)規(guī)定，在設(shè)置了頻偏的地區(qū)，當(dāng)機(jī)載接收機(jī)收到工地面電臺(tái)50%調(diào)幅（A3E）、場(chǎng)強(qiáng)不小于75μV/m（-109dBw/m²）的射頻信號(hào)，且載波頻率與中心頻率之差不大于8kHz時(shí)，必須輸出可理解的音頻信號(hào)。

在25kHz信道間隔時(shí)，接收機(jī)鄰道抑制應(yīng)達(dá)到60dB或者更高;在與中心頻率相差+17kHz處，抑制應(yīng)達(dá)到40dB或者更高：接收機(jī)6dB帶寬不窄于+8kHz，如圖3。

此外，當(dāng)機(jī)載接收機(jī)同時(shí)收到兩個(gè)或多個(gè)強(qiáng)度近似的偏置載波時(shí)，接收機(jī)性能可能會(huì)出現(xiàn)降級(jí)，音頻的頻率響應(yīng)中應(yīng)該抑制由此產(chǎn)生的有害差拍音頻電平。如果產(chǎn)生了差拍音頻，接收機(jī)的靜噪電路必須能保持正常工作。如果機(jī)載接收機(jī)是采用信噪比的靜噪方式，當(dāng)同時(shí)接收到兩個(gè)或多個(gè)偏置載波信號(hào)時(shí)，其產(chǎn)生的差拍音頻會(huì)被認(rèn)為是噪聲，此時(shí)即使有用信號(hào)是夠大，輸出也會(huì)被抑制。因此，機(jī)載接收機(jī)靈敏度要符合相關(guān)要求，保證在收到多個(gè)偏置載波時(shí)，接收靈敏度仍然保持在較高水平。

（五）內(nèi)話(huà)設(shè)置

無(wú)線電群呼功能的實(shí)現(xiàn)，最終體現(xiàn)在管制員對(duì)內(nèi)話(huà)系統(tǒng)的使用中，以Schmid內(nèi)話(huà)（ICS200/60）系統(tǒng)為例，需要對(duì)電臺(tái)的接口、邏輯、信道進(jìn)行合理配置。

根據(jù)圖l的案例，我們按照?qǐng)D4的邏輯對(duì)相關(guān)甚高頻資源進(jìn)行配置，將同頻異址的三個(gè)電臺(tái)（A、B、C）配置在內(nèi)話(huà)系統(tǒng)中同一個(gè)RadioChannel里供管制員使用。將三個(gè)電臺(tái)的收發(fā)接口分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的收發(fā)邏輯，并創(chuàng)建Climax（群呼）邏輯和BSS（最優(yōu)接收信號(hào)選擇）邏輯，Climax邏輯綁定A、C電臺(tái)的發(fā)射接口，BSS邏輯綁定A、B、C電臺(tái)的接收接口。通過(guò)該配置方法，管制員能夠根據(jù)需要在發(fā)射上，單獨(dú)選擇三個(gè)電臺(tái)中任意一個(gè)發(fā)射，或者選擇Climax，進(jìn)行A、C兩個(gè)電臺(tái)的群呼;在接收上，管制員可以選擇三個(gè)電臺(tái)中任意一個(gè)接收，或者選擇BSS邏輯，進(jìn)行三個(gè)電臺(tái)的最優(yōu)接收信號(hào)選擇。

四、結(jié)束語(yǔ)

無(wú)線電群呼功能可以解決單一甚高頻電臺(tái)無(wú)法對(duì)山區(qū)較多或范圍較大的扇區(qū)實(shí)現(xiàn)全覆蓋的問(wèn)題，為管制工作帶來(lái)便利。但該功能對(duì)地面電臺(tái)和機(jī)載電臺(tái)的要求較高，需要謹(jǐn)慎使用。因此，在啟用無(wú)線電群呼功能之前，需要進(jìn)行科學(xué)合理的研究與選擇，對(duì)相關(guān)臺(tái)站電臺(tái)進(jìn)行正確的設(shè)置與測(cè)試，在內(nèi)話(huà)系統(tǒng)上為管制員配置最合理的資源與功能，并對(duì)扇區(qū)內(nèi)各航路、各高度的飛機(jī)進(jìn)行充分的地空通話(huà)實(shí)測(cè)驗(yàn)證，綜合評(píng)估其有效性和可靠性，以此充分發(fā)揮出所轄電臺(tái)資源的最大價(jià)值，不斷提高民航空管地空通信的保障水平。