航空電子通信系統關鍵技術研究

鄒漢陽

摘 要：本文針對航電通信系統進行分析，分別介紹了系統中的關鍵技術，包括層次結構架設技術、電子系統時鐘同步技術、網絡拓撲結構架設技術以及通信故障處理技術，并通過實例分析的方式，對關鍵技術的應用與實現方法加以闡述。

關鍵詞：航空電子；通信系統；關鍵技術

引言：在電子通信技術不斷發展背景下，通信系統業務類型也逐漸發生改變，以往語音通話已不再滿足人們的新需求，航空電子技術逐漸朝著智能化、綜合化的方向發展，將圖像、語音通話、多媒體、高速數據傳輸等融入其中，使航空通信系統的整體性能得到顯著提升，飛機性能也因此實現質的飛躍。

1.航空電子通信系統關鍵技術

通常情況下，航空通信系統中的關鍵技術包括層次結構架設技術、電子系統時鐘同步技術、網絡拓撲結構架設技術以及通信故障處理技術等，具體如下。

1.1層次結構架設技術

該技術應用與ISO開放式互聯系統結構較為相似，ISO系統中共有七層結構，而本系統中共有五層結構，分別為應用層、傳輸層、驅動層、物理層與數據鏈路層。上述層次結構劃分模式可在系統運行過程中，促進硬件設備與軟件程序的有機協調與功能的充分發揮。例如，MIL-STD-1553B總線控制技術，在應用層的應用可看成系統管理程序，具有系統解釋功能；在傳輸層的應用可完成對通信數據與信息的處理和通道調度等工作；在驅動層的應用可作為軟件程序與應用程序接口；在物理層的經營可完成系統相關物理截至的位流傳輸；在鏈路層的應用可對總線中的數據與信息序列進行適當調整，為系統高效運行提供更大便利。

1.2電子系統時鐘同步技術

在本系統中各個構成模塊均具有自己的時鐘計時系統，因此該系統在運行時可能會出現時延，因此構建系統時鐘同步設計顯得十分必要。在實際運行過程中，系統各個組成部分為相關總線與子系統均配置了相應的實時計時器，在系統中可實現氣動控制與技術，然后利用航空通信系統中的總線計時器對各個子模塊中的計時器進行調整，縮短其與總線計時器間的誤差，以此發揮時鐘同步技術的作用。該技術具有操作簡單便利、投入成本較低等優勢，可充分適用于航天通信系統之中，對信息傳遞實時性具有較高要求。

1.3網絡拓撲結構架設技術

該技術主要是指通信網絡中多個子系統相互關聯的物理結構，現階段，在各類通信系統中應用較為頻繁的拓撲結構層為單一總線拓撲、多個單級拓撲以及多級總線拓撲。但是，在本文研究的系統中主要采用多個單級總線拓撲結構與多級總線拓撲對網絡結構層進行設置。通常情況下，將電子通信系統進行分類后，將其分別連接到多個1553B總線中，如若存在多個總線，并屬于多個級別，則在連接的過程中也自然形成了多級總線拓撲結構。

1.4通信故障處理技術

在本系統中較為常見的故障包括偶然性故障與永久性故障兩種，前者產生原因主要是受到干擾因素影響，后者則使硬件設施失效導致的故障。在系統運行過程中，通過總線控制器中雙余度電纜有限次重試可對故障問題進行判斷，在檢測后，如若故障因此消失則說明是偶然性故障，如若故障始終未得以緩解則說明屬于長期性故障，總線控制器會對故障進行標記，并將故障子模塊進行斷網，針對不同故障類型，利用終端標志位置位、禁用MBI以及子系統標準位置位進行診斷和處理[1]。

2.飛控系統1553B總線通信網絡技術實現

上述闡述的航空通信系統關鍵技術屬于通用性設計，將其應用到具體系統或者系統內部1553B網絡后，需要進行必要的優化。本文以某ACT飛控系統1553B總線通信網絡為例，對上述設計準則進行應用。該系統主要包括四個組成部分，分別為飛控計算機、瑪聲器、機上維護以及飛行參數記錄裝置。其中，飛控計算機中使用4余度控制策略，由于具有4個通道，任一通道均需要獨立的通信接口，因此該系統中需要設置7個通信網絡節點。

首先，該系統使用了1553B總線中的分布式通信系統，航電系統結構共有五層，該結構層次可提高飛控系統網絡設計的科學性、可靠性與易調整性。在拓撲結構層面，飛控系統中共計有7個節點，一般情況下選取其中一個當作總線控制器，剩下的當作遠程終端。系統網絡連接節點數量較少，且通信量不足，因此可采用單一級1553B總線拓撲結構，這樣做不但能夠與通信要求相符合，還具有較強的可操作性。

其次，在時間同步方面，要確保系統中的余度通道時間同步，發揮系統內部時鐘系統的作用來完成，與1553B總線信息傳遞效果相結合，根據時間周期為12.5ms進行設置，使消息更具周期性特點；在通信控制方案選擇中，應與飛控系統實際情況相結合，該環節是電子設備選擇中最為關鍵的內容，與整體系統的可靠性具有較大關聯。為提高飛控計算機的運行效率，可使用互為備份的4余度通信控制方案，與常規雙余度備份方案相比來看可靠性更強[2]。

最后，在故障處理方面，飛控計算機采用冗余設計理念，使4余度MBI能夠互為備份，一旦某個MBI發生故障，不至于對整體系統造成癱瘓；當計算機中BC發生故障時，系統中其他RT可對故障進行實時監測與處理；當BC發現飛行參數記錄裝置或者瑪聲器出現通信故障時，在第一時間進行消息重試，如若故障被解決則屬于偶發性故障，如若未解決則對故障節點進行判定和處理。

結論：綜上所述，航電通信系統具有較強的復雜性，設計到傳輸總線上的諸多設備，且結構設計質量將對整體飛行性能產生直接影響。對此，應充分發揮關鍵技術的作用和優勢，并根據實際應用需求對技術進行優化創新，使航電通信系統功能得以健全，飛機飛行安全更加有保障。

參考文獻：

[1]王世奎. 航空電子通信系統關鍵技術問題的淺析[J]. 航空計算技術， 2015， 31（4）：36-39.

[2]段超， 李曉敏. 航空電子通信系統關鍵技術問題的淺析[J]. 電子制作， 2016（11z）：36-39.