航空电子通信系统关键技术研究

邹汉阳

摘 要：本文针对航电通信系统进行分析，分别介绍了系统中的关键技术，包括层次结构架设技术、电子系统时钟同步技术、网络拓扑结构架设技术以及通信故障处理技术，并通过实例分析的方式，对关键技术的应用与实现方法加以阐述。

关键词：航空电子；通信系统；关键技术

引言：在电子通信技术不断发展背景下，通信系统业务类型也逐渐发生改变，以往语音通话已不再满足人们的新需求，航空电子技术逐渐朝着智能化、综合化的方向发展，将图像、语音通话、多媒体、高速数据传输等融入其中，使航空通信系统的整体性能得到显著提升，飞机性能也因此实现质的飞跃。

1.航空电子通信系统关键技术

通常情况下，航空通信系统中的关键技术包括层次结构架设技术、电子系统时钟同步技术、网络拓扑结构架设技术以及通信故障处理技术等，具体如下。

1.1层次结构架设技术

该技术应用与ISO开放式互联系统结构较为相似，ISO系统中共有七层结构，而本系统中共有五层结构，分别为应用层、传输层、驱动层、物理层与数据链路层。上述层次结构划分模式可在系统运行过程中，促进硬件设备与软件程序的有机协调与功能的充分发挥。例如，MIL-STD-1553B总线控制技术，在应用层的应用可看成系统管理程序，具有系统解释功能；在传输层的应用可完成对通信数据与信息的处理和通道调度等工作；在驱动层的应用可作为软件程序与应用程序接口；在物理层的经营可完成系统相关物理截至的位流传输；在链路层的应用可对总线中的数据与信息序列进行适当调整，为系统高效运行提供更大便利。

1.2电子系统时钟同步技术

在本系统中各个构成模块均具有自己的时钟计时系统，因此该系统在运行时可能会出现时延，因此构建系统时钟同步设计显得十分必要。在实际运行过程中，系统各个组成部分为相关总线与子系统均配置了相应的实时计时器，在系统中可实现气动控制与技术，然后利用航空通信系统中的总线计时器对各个子模块中的计时器进行调整，缩短其与总线计时器间的误差，以此发挥时钟同步技术的作用。该技术具有操作简单便利、投入成本较低等优势，可充分适用于航天通信系统之中，对信息传递实时性具有较高要求。

1.3网络拓扑结构架设技术

该技术主要是指通信网络中多个子系统相互关联的物理结构，现阶段，在各类通信系统中应用较为频繁的拓扑结构层为单一总线拓扑、多个单级拓扑以及多级总线拓扑。但是，在本文研究的系统中主要采用多个单级总线拓扑结构与多级总线拓扑对网络结构层进行设置。通常情况下，将电子通信系统进行分类后，将其分别连接到多个1553B总线中，如若存在多个总线，并属于多个级别，则在连接的过程中也自然形成了多级总线拓扑结构。

1.4通信故障处理技术

在本系统中较为常见的故障包括偶然性故障与永久性故障两种，前者产生原因主要是受到干扰因素影响，后者则使硬件设施失效导致的故障。在系统运行过程中，通过总线控制器中双余度电缆有限次重试可对故障问题进行判断，在检测后，如若故障因此消失则说明是偶然性故障，如若故障始终未得以缓解则说明属于长期性故障，总线控制器会对故障进行标记，并将故障子模块进行断网，针对不同故障类型，利用终端标志位置位、禁用MBI以及子系统标准位置位进行诊断和处理[1]。

2.飞控系统1553B总线通信网络技术实现

上述阐述的航空通信系统关键技术属于通用性设计，将其应用到具体系统或者系统内部1553B网络后，需要进行必要的优化。本文以某ACT飞控系统1553B总线通信网络为例，对上述设计准则进行应用。该系统主要包括四个组成部分，分别为飞控计算机、玛声器、机上维护以及飞行参数记录装置。其中，飞控计算机中使用4余度控制策略，由于具有4个通道，任一通道均需要独立的通信接口，因此该系统中需要设置7个通信网络节点。

首先，该系统使用了1553B总线中的分布式通信系统，航电系统结构共有五层，该结构层次可提高飞控系统网络设计的科学性、可靠性与易调整性。在拓扑结构层面，飞控系统中共计有7个节点，一般情况下选取其中一个当作总线控制器，剩下的当作远程终端。系统网络连接节点数量较少，且通信量不足，因此可采用单一级1553B总线拓扑结构，这样做不但能够与通信要求相符合，还具有较强的可操作性。

其次，在时间同步方面，要确保系统中的余度通道时间同步，发挥系统内部时钟系统的作用来完成，与1553B总线信息传递效果相结合，根据时间周期为12.5ms进行设置，使消息更具周期性特点；在通信控制方案选择中，应与飞控系统实际情况相结合，该环节是电子设备选择中最为关键的内容，与整体系统的可靠性具有较大关联。为提高飞控计算机的运行效率，可使用互为备份的4余度通信控制方案，与常规双余度备份方案相比来看可靠性更强[2]。

最后，在故障處理方面，飞控计算机采用冗余设计理念，使4余度MBI能够互为备份，一旦某个MBI发生故障，不至于对整体系统造成瘫痪；当计算机中BC发生故障时，系统中其他RT可对故障进行实时监测与处理；当BC发现飞行参数记录装置或者玛声器出现通信故障时，在第一时间进行消息重试，如若故障被解决则属于偶发性故障，如若未解决则对故障节点进行判定和处理。

结论：综上所述，航电通信系统具有较强的复杂性，设计到传输总线上的诸多设备，且结构设计质量将对整体飞行性能产生直接影响。对此，应充分发挥关键技术的作用和优势，并根据实际应用需求对技术进行优化创新，使航电通信系统功能得以健全，飞机飞行安全更加有保障。

参考文献：

[1]王世奎. 航空电子通信系统关键技术问题的浅析[J]. 航空计算技术， 2015， 31（4）：36-39.

[2]段超， 李晓敏. 航空电子通信系统关键技术问题的浅析[J]. 电子制作， 2016（11z）：36-39.