移動通信發展對航空通信的啟示

羅明剛

（河南省軍區工程維護隊，河南 鄭州 450014）

0 引言

在飛機飛行的過程中，最重要的是安全性，而準確、穩定的數據是影響安全的重要因素。在飛機航行中，航空通信是否可以為其提供壓強、氣候、環境等重要數據，確保航行的準確無誤，并且保證陸空之間數據穩定是非常重要的。因為一旦出現信息故障，將極有可能造成慘痛的后果。因此，航空信息工作絕不容有半分懈怠，要以安全為最基本要求，提升其可靠性、穩定性與高速性。在移動通信高速發展的今天，充分利用與借鑒移動通信技術將有著相當重大的意義。在提出航空通信創新改革之前，透徹的研究移動通信的發展以及現狀可以為航空通信發展提供必要支撐。

1 航空通信技術應用環境概況

現如今，各個領域發展十分迅速。隨著政策的放開，以及各項發展的需要，有相當多的新飛行路線應用到了航空領域當中，為管理帶來了新的考驗。在航空的運行和發展的過程中，通信扮演著至關重要的角色。在航空通信領域，要進一步提高安全性、穩定性，同時更要積極探索，勇于創新，加強改革，尋求發展。

另外，航空領域所需的數據傳輸相當復雜，在航空數據啟動時，要同時保持很多部門之間的聯系和溝通，對安全性有非常高標準的要求，只有相互協作、互相配合，才能進一步提高和促進航空技術的發展[1]。

2 移動通信技術的發展歷程

移動通信技術在最近幾年有突飛猛進的發展，從1G 到4G 僅用了短短幾十年。目前，5G 技術已經日趨成熟，將在不久的將來完全進入人們的生活。通信技術的迅猛發展為人們的工作和生活帶來了新的變革，也在各個領域中作出了突出的貢獻[2]。移動通信技術實現了便民、利民、為民，滲入到了人們生活和工作的各個方面，在商用和民用領域中都無法或缺。近期移動通信的發展可以分為如下5 個階段。

（1）在80 年代有了第一代無線通信系統，采用頻分多址（Frequency Division Multiple Access）技術組建的模擬蜂窩網，稱為1G 無線通信，主要通信方式為話務，可以提供語音業務，但還達不到傳輸數據的技術。（2）在90 年代中期有了第二代通信技術，非常典型的一個系統便是“全球通”，2G 的系統基于數字傳輸，傳輸的速率在64 kb/s。（3）在2000 年左右，3G 時代來臨，它的特點是成本低、安全性高以及高速率，可以提供2 Mb/s 的傳輸速率，并且從3G 時代，移動通信正式開啟了寬帶業務。（4）在2010 年左右，第四代通信技術來臨，靜態傳輸的速率可以達到1Gb/s，它所采用的是正交頻分復用技術（Orthogonal Frequency Division Multiplexing），包 括TD-LTE 和FDD-LTE 兩種制式的高速傳輸技術。（5）5G 將在2020 年左右全面進入我們的生活，是目前發展的最新一代的通信系統，具有非常高的頻譜利用率和相當低的耗能。它的傳輸速率將又是一個新的突破。5G 開發人員曾提出，5G 時代來臨，可以做到一分鐘內下載一部高清電影，十幾分鐘內下載一個近百G 的大型游戲，高速時代，即將到來。

3 航空通信技術目前的應用

3.1 陸空的通信應用

在航空通信中，最主要的部分便是陸地和空域之間的通信聯系，飛機在飛行過程中最重要的是要保證其安全，所以，確保飛行時信息的更新和準確尤為重要。目前，民用航空的通信系統主要是L-DACS，它可以有效的提供環境、氣候、壓強、飛行數據等重要情報。

3.2 機場方面的通信應用

機場作為調度與樞紐，通信主要是為了更加準確的協調飛機航線、了解機場內飛行情況以及各個飛機的間隙等。利用移動通信技術，可以大大地節省人力，避免資源浪費，并且可以更加準確的掌握最新的數據與天氣情況，為飛機的安全運行提供保障。目前，常用的通信系統是泛歐數字集群，可以達到數據共存且優化，并且實行比較簡單，所以運用非常廣泛。

3.3 偏遠區域的通信應用

在20 世紀80 年代前，飛機航行到陌生偏遠區域特別是跨洋飛行的時候具有相當大的危險性，因為對當地缺乏認知，通信也非常的單一，對路線、氣候、即將到達的環境都有很多的不可預估性。但是，隨著近年來通信的發展，對陌生區域或者偏遠區域的航行也有了很大的安全保障，軌道的規劃、環境的分析以及定位的精準都有相當大的飛躍。目前，用于偏遠地區的通信系統為lnmarsat Aero-H、lnmarsat Swift-64 以及lnmarsat Swift-Broadband。這3 種系統都可以使用衛星定位，大大地提高了準確性，其中各個系統也有側重領域，在飛機航行過程中可以根據需要進行選擇。

3.4 ATM 技術的應用

ATM 技術在世界范圍的航空中都有應用，可以實現地域網絡連接，有較強的兼容性，可以通過LANE連接使用，方便且高效。ATM 技術有著高速率、低成本的優勢，同時在服務范圍上也十分廣泛。此外，該技術的穩定性為航空信息提供了可靠、安全的保障。

4 移動通信與航空通信技術的區別

4.1 通信的標準程度

在我國，雖然目前都認識到統一的標準可以有效的節約成本并且提高通信的效率，但是航空領域有其獨特性，它存在自身的保密性等特點，在早期運用中無法達到統一標準。但是在普通移動通信中，各個國家都在向世界標準靠攏，假以時日，將會形成一個全球化、世界性的統一通信標準。

4.2 通信的通用性

在普通移動通信中，網絡的形態與業務分離。但是在早期的航空通信中，開發本身就有一定的目的性，有很多為其量身定制的網絡，這類網絡的特點是傳輸效率高，專業性強，但是通用性較低。

4.3 通信的安全級別

目前，移動通信也相當的注重保密性，以保證客戶的信息安全，避免泄露后被非法利用。但是與航空通信相比，安全工作仍較為單一，遠遠落后。航空通信由于其獨特的需要，安全方面維護要更加完善、嚴謹[3]。

5 移動通信的發展對航空通信的意義

5.1 發展理念的借鑒

5.1.1 實現航空通信的通用化

在移動通信中，網絡早已實現了通用化，移動通信網（UTRAN）提供了開放網絡，達到使用的成本更加低，速度更快，促進了我國先于世界其他國家實現了電子錢包功能。在現實生活中，人們完全可以出門不帶現金，無論大到買車購房，小到買菜吃飯都可以利用網絡進行便捷付款。網絡已經滲入到人們生活的各個方面，實現了平民化，這一切始于移動通信的通用化。航空通信領域也可以借鑒發展，實現高效率的溝通合作，提高兼容，加強統一。

5.1.2 進一步加強標準化

航空通信在前期是有一定的保密性，且基于各個飛行領域的特殊環境，在早期技術水平無法達到之前，會有地區的獨特性。隨著科技的發展，信息網絡的健全完善，標準化的意義愈發重要，達到一個標準，一套網絡，可以大大的提高效率，促進各個區域航空信息的對接交流。

5.2 借鑒移動通信的專項技術

以目前正在運用的4G 網絡為例，高傳輸和低成本主要是因為MIMO、軟切換、OFDM 和核心網等技術，這在航空通信領域都值得借鑒發展。以提高效率，實現地空通信更加快速、準確，遠程通信更加穩定為目的，促進航空信息領域的進一步提高。

6 航空通信未來發展以及面臨問題

6.1 航空通信未來的發展

6.1.1 主要發展與創新目標

在移動通信高速發展的今天，伴隨著航空業的發展與需求，航空通信以及管理還需要進一步的探索與創新。首先，更高的速率，更加的安全，更低的成本是航空通信未來發展的目標。其次，在安全的基礎上，在未來的發展中，飛機抗干擾以及電磁兼容能力要進一步提升，實現更便捷的改革創新。例如，讓飛機乘客可以使用手機通信功能，而不會造成飛機干擾等技術問題。最后，建立網絡化規范管理，實現地空各部門之間更高、更優的配合溝通也相當重要。

6.1.2 技術領域發展方向

首先是數據鏈和數據網方面要增加投入，要與衛星通信接軌，實現世界范圍內網絡覆蓋。做到準確定位航行軌道，高效準確提供可用數據。其次是ATM、ATC 系統的升級，要實現兼容與統一。在目前基礎上，要有更加精確的信息數據分析能力。最后，要加強標準化，提高全球管理概念。

6.1.3 航空通信技術未來的發展估測

第一，無縫切換技術，可以進一步的提高安全性以及服務質量。第二，今后的發展中，航空技術的容量會有很大的提升，可以進一步研發用于其他的領域。第三，發展多方面鏈路管理，構建航空網絡架構。

6.2 航空通信未來所面臨的問題

在未來航空通信的發展中，有一個嚴肅的問題目前已得到了廣泛關注，那就是可以使用的通信頻率正在減少。通信技術的實現是要使用頻率波段來做到數據傳輸，目前各種原因導致資源緊張，這是影響航空通信未來發展的一大問題。在未來的發展過程中，要有目的性的進行研究解決，盡量減少影響和制約，保證航空通信的發展。

7 結論

移動通信的發展極大地刺激著航空通信的技術創新與探索，也在另一方面推動著航空通信的不斷改革與發展。如何有效的利用移動通信，如何更好的拓展航空通信的發展空間都是下一步需要加大力度提高與努力的方向。航空信息技術亟需新的變革，在發展的過程中，一定要以安全為首，致力于為航空通信業提供更加穩定，更加高效的服務。