信号比选器在空中交通管制地空通信中的应用与研究

刘娜

摘 要 随着民航事业的不断发展，航班量逐年递增，在面积较大的管制扇区内，为满足甚高频信号全覆盖，信号比选器发挥了至关重要的作用。因此，本文針对比选器在空中交通管制地空通信中的具体应用展开研究与讨论。

关键词 信号比选器;空中交通管制;地空通信

1主要功能

（1）信号比选：根据DSP测量的信号噪声电平或信噪比SNR，实时选择最佳音质语音信号输出，兰州管制区通过信噪比的方式比选出最佳信号。

（2）信号发送与转发：比选器向发射机发送管制员的话音，或发送接收到的话音（转发），具有智能路径发送、广播发送或强制发送三种模式，兰州管制区根据扇区覆盖的地域特征和实际使用情况，采用智能路径发送模式。

（3）手动选择使用通道：通过监控终端或SCM模块开关，选择或禁止通道的接收或发送，此功能可针对具体甚高频台站进行操作，例如当某一比选器同时接入同频异址备份台站时，可将备份台站的收发信号屏蔽，当主用台站故障时，将备份台站打开[1]。

2比选器工作流程

正常模式下，一个管制扇区所包含的所有甚高频遥控台的甚高频信号通过DDN、卫星及微波链路传回兰州，再接入至比选器SCM模块中，每台比选器最多可以接入12路不同的甚高频信号，工作原理图如图1所示。

CCM模块通过2M/S高速总线与SCM、CIM模块通信，查询信噪比、噪声电平、COR和PTT等数据，进行信号比选，选出最佳信号后，CCM模块控制SCM模块将接收音频向管制员的操作台输出或将管制员的操作台音频通过SCM模块发送。CIM模块则提供比选器与内话或应急遥控盒之间的接口连接[2]。

图1 比选器工原理图

3存在的问题

（1）同频干扰：当机组将频率调至某管制扇区的频率进行首次联系时，根据飞机所在位置，周围的甚高频遥控台会接收到来自飞机的甚高频话音，这些话音通过传输链路传至兰州的信号比选器SCM模块，再通过CCM模块进行信噪比方式的信号比选，选出最佳信号后，由CIM模块传至内话或应急遥控盒中。当管制员首次与飞行器联系时，过程正好相反，管制员通过内话或应急遥控盒将话音传至CIM模块，CCM模块控制CIM模块将话音通过SCM模块发出，通过传输链路后，该扇区内所有接入比选器的甚高频遥控台几乎同时对空中发送话音，飞机收到管制员指令。这样就不可避免的造成了同频干扰的问题发生，当飞机位于两个或多个甚高频遥控台共同覆盖范围内时，由于不同遥控台传输时延、电台频率稳定度等问题存在，会造成多普勒效应，飞行员在接收时会听到尖锐刺耳的啸叫声或低频背景噪音，一定程度上会影响管制员正常指挥，造成通信不畅的事件发生。

（2）智能发送模式：为最大限度地避免同频干扰，信号比选器引入“智能发送模式”。在智能发送模式下，信号比选器通过比选效果最好的一路SCM模块（称为“最佳站点”）发送。最佳站点的计算方式有两种，即“最后最佳站点”和“平均最佳站点”。在兰州管制区内，为了保证通话质量的稳定性通常采用“最后最佳站点”方式，即最后一次地空通信结束时，若在统计时间的范围之内，下次通话时仍然使用最后最佳站点发送甚高频话音，统计时间一般设置为3S。这种配置可以极大地缓解广播发送模式下造成的同频干扰问题，但是又引入了新的问题。兰州管制区单个扇区面积较大，东西、南北跨度大，在使用“最后最佳站点”模式后，若与东边的飞机通话结束后，在3S内联系西边的飞机时，因为还在统计时间范围之内，再次发送时比选器会选择仍从东边的甚高频遥控台发出信号，导致无法呼叫到西边的飞机。在等待统计时间结束后，再次发送才会选择广播发送模式，此时才可以联系到西边的飞机。因此，对于飞行流量较大的扇区，无法实现频繁的甚高频通话，降低了管制员的工作效率[3]。

4解决方案

（1）同频干扰解决方案：①可通过在不同甚高频遥控台设置频偏的方式，在一定程度上减轻同频干扰的发生;②避免将可能会产生同频干扰的台站接入同一信号比选器中;③在比选器中采用智能发送模式，可极大程度的减少同频干扰。

（2）智能发送模式产生的时间间隔解决方案：①在结束一次地空通话后等待3S，待系统释放选中台站后，再进行广播发送呼叫飞机;②可采用厂家定制版比选器，在智能发送模式中，快速双击PTT即可切换至广播发送模式，单击PTT则仍处于智能发送模式中。

5结束语

在甚高频地空通信中，比选器的引入毋庸置疑的在极大程度上减轻了管制员的工作负荷，管制员不需要根据飞机的位置在内话系统上手动选择甚高频遥控台，使大扇区大流量指挥成了可能。但另一方面，使用信号比选器造成的同频干扰及智能发送模式产生的时间间隔，又会影响到甚高频地空通信。

参考文献

[1] 边海龙.民航地空通信无线电干扰分析及测试研究[D].呼和浩特：内蒙古大学，2018.

[2] 杨怀均.民航甚高频地空通信电台干扰及预防对策[J].通讯世界，2019（3）：62-63.

[3] 李建业.综合无线传播模型[M].北京：电子工业出版社，2015：179.