航空電子通信關鍵技術分析

馬純玲 李澤

（遼寧省錦州市95905部隊，遼寧錦州 121018）

0 引言

航空電子通信包括數字通信、模擬通信等，具有很強的抗干擾性能、保密性能等，是確保航空、航天安全、穩定運行的關鍵。隨著電子科技的發展，互聯網技術的不斷成熟，當前的航空電子通信技術已經不能滿足航空、航天事產業發展的需要。研究航空電子通信關鍵技術，是為了將新科技更好地應用與航天、航空，更好地確保飛機等飛行器飛行的安全、可靠，更好地規避航空風險，為航空事業帶來更大的契機和成就。

1 航空電子通信技術概述

1.1 航空電子通信技術的發展與現狀

航空通信包括數字通信、模擬通信等技術，我國的航空通信起步于在上世紀七八十年代，當時主要應用語音通信保持地對空、空對空的聯系，采用的技術手段主要包括對講機、雷達、衛星電話等，通過信息聯系實現地面對空中飛機的制導，如緊急定位等。這個時期地面對空中飛行的影響不是很大，但卻非常重要。隨著電子科技的發展，航空電子通信技術進入數字化技術階段，電子通信在航空、航天過程中的作用更加重要。這一階段的通信技術是將飛行需要的信息編輯成若干個模塊，通過關鍵的技術手段，實現各個模塊數據信息的統一、實時，并將所有的信息進行綜合化處理，這些信息能夠幫助飛機駕駛員更準確的判斷飛行的狀態及周邊環境，以便做出正確的駕駛選擇。直到目前，數字通信仍然是飛行通信的主要技術手段，電子科技的發展極大地提高了航空通信技術水平。隨著互聯網的發展，航空電子通信系統的研究更為復雜化，互聯網支持下的航空通信系統能夠實現空中與全世界的緊密聯系，使飛機、空間、地面的聯系更緊密。例如，美國的3GEVDO gogo網，可以為飛機提供高質量的通服務，旅客可以通過網絡連接進行上網娛樂、觀看視頻、語音通信等。我國的“飛天網”也具有這樣的用途。只是航空電子通信的互聯網模式當前還不成熟，并未得到廣泛的推廣和應用，即便在飛機飛行過程中有使用，客艙和駕駛艙也有一道防火墻隔絕，網絡信息完全不能流入駕駛艙內。如何實現互聯網在航空電子通信中的更廣范圍應用，這是航空電子通信系統研究的主要課題，也是航空電子系統發展的趨勢。

1.2 航空電子通信技術的優勢

航空電子通信系統具有數據記錄、存儲、傳播、分析等功能，一方面，這些數據隱含信息，能夠幫助飛行員做出正確判斷。航空電子系統將這些數據信息進行整理、分析，在顯示出來，這個過程龐大的工作量、運算量是人力所不能達成的，這些結果將成為飛機駕駛員寶貴的駕駛經驗材料，通過對這些數據信息、通信內容的研究，能夠提高駕駛員的駕駛水平，能夠使駕駛員、維修人員提前發現飛行器存在的安全隱患，能夠使相關工作人員將一些飛行故障排除在萌芽階段，確保了飛機飛行更加安全、可靠。另一方面，航空電子通信技術實現了飛行資源共享，這對于航空、航天事業的發展極為關鍵，為相關研究準備了一手資料。因此，很多人認為航空電子系統關鍵技術的研究是未來戰爭的核心技術研究，這方面的研究和發展對于綜合信息技術、自動傳輸技術、信息共享技術的發展極為關鍵。總之，航空電子通信技術的發展使航空、航天行為更方便、快捷、安全、可靠，同時帶動了相關產業的發展，使高科技更好地服務于人類。

2 航空電子通信系統關鍵技術發展存在的問題分析

航空電子系統關鍵技術的發展存在不少的問題有待解決，例如，航空電子系統綜合化技術發展還不成熟，在進行語言、圖像、多媒體、高速數據傳輸過程中要攜帶很多設備，增加了飛機重量。同時，航空電子系統的網組結構極為復雜，這就造成了航空電子系統維護、維修難度增加，航空電子系統運行的運行成本大，人力物力投入多。此外，數據傳輸的安全問題也是航空電子通信系統發展面臨的一大難題。這些原因影響了航空電子通信系統運行的安全性、最優化，致使航空電子數據傳輸率較低，應用效益低，不能實現現代通信業務的全面服務。又如，互聯網通訊發展到今天已經很成熟了，在地面上，人們的工作、生活離不開互聯網，而空中，互聯網的應用卻很不成熟，我國和美國雖然開發了空中互聯網系統用以支持航空通信，但是相關技術還不成熟，應用過程中存網絡安全等問題，因此，空中互聯網只應用于客艙，為了保護機載設備的安全客艙互聯網與駕駛艙之間有一道單項的防火墻，禁止客艙信息流入駕駛艙機載設備。此外，航天電子系統的電子設備逐漸復雜化、多元化，其業務量大，子系統較多，對系統的運行造成了一定的隱患，要保證航天電子系統的穩定安全運行，還有很多問題有待解決。同時，航空電子系統相關的軟硬件換代頻率高，這就需要相關人員隨時關注航空電子系統關鍵技術的發展，隨時掌握相關軟硬件的更新換代，以便全面掌握整個通信系統的特點、狀態，使航空電子通信系統的效益發揮到最大。

3 航空電子通信系統關鍵技術分析

3.1 航空電子系統通信控制技術

航空電子系統通信控制技術的研究是為了更好地將語言、圖像、信息等數據傳輸、交換，以達到資源共享的目的，使航空電子通信系統的抗干擾能力、保密性能更好。當前采用模塊控制技術，將航空電子通信系統分為幾個模塊，然后再進行連接，最后通過總線將信息通信內容反饋給工作人員。這些子系統與主系統連接，實現綜合化通信要求。航空電子通信系統的這一特點使整個系統的運行綜合性能提高，但若是某一個子系統出現問題，很容易造成整個系統的癱瘓。因此，在航空電子通信系統設計時，航天電子系統的控制技術非常關鍵。當前采用的方法是動態總線控制方案，經過一段時間總線控制器就會發生改變，這樣某一個子系統發生故障，就很容易對系統進行重組，確保了系統的正常運行。這種動態的控制方案極大的提高了航空電子通信系統的安全性、可靠性，其發展還有很大的空間，未來航空電子系統控制技術將達到更高的智能化和綜合控制，航空電子通信系統的運行和應用也會更安全、更可靠、更便捷，使航天、航空飛行更安全、穩妥。

3.2 航空電子通信系統時鐘同步技術

航空電子通信系統是由不同的子系統構成的，每個子系統都有各自獨立的計時器，而航行過程中駕駛員、AOC辦公人員需要得到實時的、及時的、綜合的信息反饋，這就要求航空電子通信系統各個子系統之間的時鐘保持同步，既時鐘同步技術。時鐘同步技術開發的目的是消除各子系統之間的時間誤差，使航空電子通信系統的數據信息傳遞具有更高的實時性，整個系統會用一個統一的時間記時，這樣才能確保各個子系統信息時間的統一性和一致性。當前的技術手段是總線在整個系統的控制過程中分配給各個子系統一個統一的時間長度，也就是總線控制器在通電后會將總線實時時間發送到各個子系統，子系統開始計時，這樣就能最大可能的確保各個系統計時的統一性、同時性，實現了航空電子通信系統的時鐘同步，使整個系統的運行狀態更穩定，系統對數據的采集、傳輸等有更大的利用價值和利用效率。

3.3 航空電子通信系統通信安全技術

航空電子通信系統的運行會收到眾多的干擾，在系統運行過程中會發生各種各樣的故障，這些故障會影響系統運行的穩定性和安全性。在故障處理上，總線會判斷臨時故障或永久性故障，然后對故障進行處理。有些故障通過系統的重組可以消除，有些故障不能消除，就只能將子系統下網。航空電子通信系統會將故障位置等進行標志、記錄，然后在適當的條件下再進行處理。對于航空電子通信系統遭受的干擾，只能通過技術的幾步和網絡安全技術的發展來解決，這一技術最大程度地確保了航空電子系統運行的安全，使飛行更安全、可靠。

4 結語

綜上所述，航空電子通信系統的關鍵技術主要集中在數據的綜合處理和應用，以及系統運行的安全性、可靠性、實時性。同時，航空電子通信系統又是航空電子系統的核心部分，對于航空電子通信技術的研究應該著眼未來，將其放在大環境中，以飛機、空間和地面三個環境的信息交流、信息共享為出發點，全面的考慮系統組織的簡約、高效、安全。在此基礎上，一方面，研究人員要有效地借鑒其他國家先進的技術經驗，另一方面研究人員要勇于創新，結合航空活動的實踐，將理論應用與實踐聯系起來，以促進我國航天事業更好地發展。