信號比選器在空中交通管制地空通信中的應用與研究

劉娜

摘 要 隨著民航事業的不斷發展，航班量逐年遞增，在面積較大的管制扇區內，為滿足甚高頻信號全覆蓋，信號比選器發揮了至關重要的作用。因此，本文針對比選器在空中交通管制地空通信中的具體應用展開研究與討論。

關鍵詞 信號比選器;空中交通管制;地空通信

1主要功能

（1）信號比選：根據DSP測量的信號噪聲電平或信噪比SNR，實時選擇最佳音質語音信號輸出，蘭州管制區通過信噪比的方式比選出最佳信號。

（2）信號發送與轉發：比選器向發射機發送管制員的話音，或發送接收到的話音（轉發），具有智能路徑發送、廣播發送或強制發送三種模式，蘭州管制區根據扇區覆蓋的地域特征和實際使用情況，采用智能路徑發送模式。

（3）手動選擇使用通道：通過監控終端或SCM模塊開關，選擇或禁止通道的接收或發送，此功能可針對具體甚高頻臺站進行操作，例如當某一比選器同時接入同頻異址備份臺站時，可將備份臺站的收發信號屏蔽，當主用臺站故障時，將備份臺站打開[1]。

2比選器工作流程

正常模式下，一個管制扇區所包含的所有甚高頻遙控臺的甚高頻信號通過DDN、衛星及微波鏈路傳回蘭州，再接入至比選器SCM模塊中，每臺比選器最多可以接入12路不同的甚高頻信號，工作原理圖如圖1所示。

CCM模塊通過2M/S高速總線與SCM、CIM模塊通信，查詢信噪比、噪聲電平、COR和PTT等數據，進行信號比選，選出最佳信號后，CCM模塊控制SCM模塊將接收音頻向管制員的操作臺輸出或將管制員的操作臺音頻通過SCM模塊發送。CIM模塊則提供比選器與內話或應急遙控盒之間的接口連接[2]。

圖1 比選器工原理圖

3存在的問題

（1）同頻干擾：當機組將頻率調至某管制扇區的頻率進行首次聯系時，根據飛機所在位置，周圍的甚高頻遙控臺會接收到來自飛機的甚高頻話音，這些話音通過傳輸鏈路傳至蘭州的信號比選器SCM模塊，再通過CCM模塊進行信噪比方式的信號比選，選出最佳信號后，由CIM模塊傳至內話或應急遙控盒中。當管制員首次與飛行器聯系時，過程正好相反，管制員通過內話或應急遙控盒將話音傳至CIM模塊，CCM模塊控制CIM模塊將話音通過SCM模塊發出，通過傳輸鏈路后，該扇區內所有接入比選器的甚高頻遙控臺幾乎同時對空中發送話音，飛機收到管制員指令。這樣就不可避免的造成了同頻干擾的問題發生，當飛機位于兩個或多個甚高頻遙控臺共同覆蓋范圍內時，由于不同遙控臺傳輸時延、電臺頻率穩定度等問題存在，會造成多普勒效應，飛行員在接收時會聽到尖銳刺耳的嘯叫聲或低頻背景噪音，一定程度上會影響管制員正常指揮，造成通信不暢的事件發生。

（2）智能發送模式：為最大限度地避免同頻干擾，信號比選器引入“智能發送模式”。在智能發送模式下，信號比選器通過比選效果最好的一路SCM模塊（稱為“最佳站點”）發送。最佳站點的計算方式有兩種，即“最后最佳站點”和“平均最佳站點”。在蘭州管制區內，為了保證通話質量的穩定性通常采用“最后最佳站點”方式，即最后一次地空通信結束時，若在統計時間的范圍之內，下次通話時仍然使用最后最佳站點發送甚高頻話音，統計時間一般設置為3S。這種配置可以極大地緩解廣播發送模式下造成的同頻干擾問題，但是又引入了新的問題。蘭州管制區單個扇區面積較大，東西、南北跨度大，在使用“最后最佳站點”模式后，若與東邊的飛機通話結束后，在3S內聯系西邊的飛機時，因為還在統計時間范圍之內，再次發送時比選器會選擇仍從東邊的甚高頻遙控臺發出信號，導致無法呼叫到西邊的飛機。在等待統計時間結束后，再次發送才會選擇廣播發送模式，此時才可以聯系到西邊的飛機。因此，對于飛行流量較大的扇區，無法實現頻繁的甚高頻通話，降低了管制員的工作效率[3]。

4解決方案

（1）同頻干擾解決方案：①可通過在不同甚高頻遙控臺設置頻偏的方式，在一定程度上減輕同頻干擾的發生;②避免將可能會產生同頻干擾的臺站接入同一信號比選器中;③在比選器中采用智能發送模式，可極大程度的減少同頻干擾。

（2）智能發送模式產生的時間間隔解決方案：①在結束一次地空通話后等待3S，待系統釋放選中臺站后，再進行廣播發送呼叫飛機;②可采用廠家定制版比選器，在智能發送模式中，快速雙擊PTT即可切換至廣播發送模式，單擊PTT則仍處于智能發送模式中。

5結束語

在甚高頻地空通信中，比選器的引入毋庸置疑的在極大程度上減輕了管制員的工作負荷，管制員不需要根據飛機的位置在內話系統上手動選擇甚高頻遙控臺，使大扇區大流量指揮成了可能。但另一方面，使用信號比選器造成的同頻干擾及智能發送模式產生的時間間隔，又會影響到甚高頻地空通信。

參考文獻

[1] 邊海龍.民航地空通信無線電干擾分析及測試研究[D].呼和浩特：內蒙古大學，2018.

[2] 楊懷均.民航甚高頻地空通信電臺干擾及預防對策[J].通訊世界，2019（3）：62-63.

[3] 李建業.綜合無線傳播模型[M].北京：電子工業出版社，2015：179.