Протоколы авиационной радиосвязи (1142018)
Текст из файла
Материалы Международной научно-технической конференции,3 – 7 декабря 2012 г.МОСКВАINTERMATIC – 2 0 1 2, часть 6МИРЭАПРОТОКОЛЫ АВИАЦИОННОЙ РАДИОСВЯЗИ© 2012 г.И.А. ТАТАРЧУКМосковский технический университет связи информатикиАвионика – совокупность радиоэлектронных средств и систем, установленныхна борту летательного аппарата (ЛА). Наибольший интерес представляют: подсистеманавигации, подсистема связи и подсистема наблюдения, которые являются наиболееважными в управлении воздушным движением (УВД).Управление воздушным движением – комплекс организационных мер иоборудования позволяющих обеспечивать безопасность полетов и соблюдениелетного расписания аэропорта.Текущая система УВД, почти неизменяющаяся на протяжении 60 лет истории гражданской авиации признана малоэффективной.
Международная комиссия по гражданской авиации (ИКАО) в1980 году утвердила новую концепциюУВД и соответствующего оборудования,учитывающую разросшееся авиасообщение, появление беспилотных ЛА(БЛА), ипозволяющую пилотам ЛА наблюдатьрадарную картину местности на дисплеене имея радара и превентивно предотвращать столкновения как в зонах диспетчерского контроля так и вне их.Новая концепция предполагаетсоздание единой сети связи – ВоздушнойРис. 1.
Принципиальная схема ATN сети.телекоммуникационной сети (ATN) состоящей из наземных стационарных и мобильных узлов, и мобильных воздушных узлов, расположенных на борту ЛА. Принципиальная схема сети представлена на Рис. 1.Наземная стационарная часть сети стоит из группы маршрутизаторов, некоторые из которых являются корневыми (кружки с жирной обводкой). Корневые маршрутизаторы являются магистральными для сети ATN.Концепция сети ATN предполагает:• Сетевую мобильность – отправитель сообщения не знает местоположение получателя, вопрос доставки решает сама сеть.• Возможность одновременного использования нескольких параллельных каналов связи(как УКВ так и спутниковые каналы)• Возможность переходить на системы с низкой скоростью передачи• Стандартизация услуг УВДATN воплощает в себе следующие применения:• АЗН(ADS)- автоматическое зависимое наблюдение, предполагающее, что каждый участник воздушного движения будет регулярно сообщать свои координаты дис-109петчеру(тип АЗН-К - контактное, через unicast-сообщения) и, по возможности, другимучастникам движения(АЗН-В – широковещательное; каждый ЛА посылает широковещательные сообщения, прослушивает эфир, получает данные радарной картины ); таким образом у диспетчера, и ,если возможно, у каждого участника складывается полная радарная картина воздушного пространства, без использования радарных комплексов, то есть наблюдение –зависит от самих ЛА, и не зависит от наличия радарныхкомплексов.• Услуги цифровой полетной информации(Digital – flight information services ) –передача цифровой информации о летных условиях(погода, облачность и.т.д)• Контекстную службу сообщений – позволяющую ЛА регистрироваться в новойATN подсети, что бы обмениваться данными.• Канал связи управления пилотом – (CPDLC –controller pilot data linkcommunication)- предполагает замену голосового общения и управления на цифровыесообщения.Из Рис.
1, видно, что ЛА может связываться с наземными станциями ATN черезУКВ каналы связи и спутниковые каналы. Наибольший интерес представляют первые,и для них разработано уже более десятка поколений стандартов. Некоторые возможности этих каналов передачи данных, на данный момент времени уже реализованы ииспользуются во всем мире, некоторые системы, такие как ACARS- являются основойбудущих разработок, их замена будет продолжаться в течении следующих 20 лет.Предполагается, что ЛА оборудован транспондером УКВ диапазона, имеющим в себе,приемопередатчик и процессор связи.Одна из непосредственных задач авионики в сфере телекоммуникаций – создание универсального стандарта радиосвязи, обеспечивающего единство сообщений,синхронизации и частот.
Следует отметить, что каждый класс ЛА и БЛА имеют собственные решения в области связи и услуг АЗН, и может не иметь в принципе транспондеров АЗН, для последнего случая был разработан протокол передачи данных радарной картины от наземной станции к ЛА – TIS-B(traffic information service broadcast)В таких приложениях как АЗН, и особенно АЗН-В, главной проблемой встает нескорость передачи информации, а метод многостанционного доступа к среде передачи, так как, необходимо обеспечить всем ЛА возможность сообщать свои координаты ипозывной.Характеристики текущих и будущих систем авиационной УКВ связи:Данные о себе и о других ЛА передаются и принимаются из глобальных каналовсигнализации(GSC), частоты которых назначаются ИКАО для всего мира, и используемых в отдельных перегруженных зонах – локальных каналов сигнализации, частотыкоторых назначаются местными УВД организаторами.
Передав данные о себе, ЛА впоследствии получает частоты выделенного ему канала от наземной станции оператораУВД – диспетчера.Необходимо учитывать ограничение возможностей передачи на GSC, из-за отсутствия синхронизации, как в VDL-2 и огромного количества ЛА и БЛА . Очевидно, чтотакие методы доступа как CSMA не являются оптимальными, и при возрастающем количество ЛА в одной соте, вероятность передачи пакета падает. В будущем стандартеVDL-4 введен революционный метод многостанционного доступа – STDMA, предполагающий разделение каждого из каналов приема/передачи на канальные интервалы(таймслоты), и получение синхронизации по GNSS или от других пользователей повсемирному координированному времени. Каждый КИ может содержать сообщениеАЗН-В, и сведения по резервации ЛА других КИ, для дальнейшего использования и дополнительных услуг и запросов.
Разработанные алгоритмы выделения и экстренногозанятия КИ позволяют принимать одному аэропорту почти неограниченное число ЛА.Впервые введены услуги сообщений типа точка-точка между ЛА, а не только ЛАназемная станция, за счет использования единой синхронизации абонентов.На данный момент перед организаторами и разработчиками УКВ каналов авиационной радиосвязи встают следующие проблемы:• Унификация протоколов и средств УКВ радиосвязи для всех типов ЛА и БЛА.• Сопряжение различных версий каналов связи для создания полостью прозрачной сети ATN• Получение радарной картины из GSC ограничено дальностью радиосвязи –или размером одной соты (около 370 км), то есть ЛА на подлете к аэропорту может110слишком поздно узнать о угрозе столкновения с ЛА имеющим пересекающееся траекторию или быть причиной столкновения самому, в следствии невозможности мгновенно отправить сообщение АЗН из-за занятости слотов(для ВДЛ 4) и пониженной вероятности передачи пакета(для VDL-2 и метода CSMA) ,или ограничения дальности радиосвязи из-за ландшафта или интерференционных явлений.Таблица 1Типы текущих и перспективных УКВ систем авиационной радиосвязиНазвание системыАдресно-отчетнаясистема авиационнойсвязи (англ.
AircraftCommunicationsAddressing andReporting System,ACARS)СкоростьпередачиТипмодуляцииТипмногостанционногодоступа к средеОписание основныхвозможностейТекущееприменениеПроизвольныйПередача диспетчеру цифровогосообщения о позывных, курсе,получение информации он погодных условиях, указания отдиспетчера. Пилот сам посылаетсообщения.Повсеместно,сейчасзаменено наVDL-22,3кбит/сAM(1.2 -2.4кГц)VDL -2(VHF data linkmode 2)31,5кбит/сD8PSK,фильтр напередаче –АЧХ в формуподнятогокосинуса скоэфф. 0,6CSMA множественныйдоступ с контролемнесущейVDL -331,5кбит/с8PSKTDMA19.2кбит/сGFSK, с коэфф.
полосыпропусканияфильтра 0,28STDMA – самоорганизующийсяметоддоступа, с алгоритмами резервации КИ.Возможностьпрослушивать как минимум 2 канала.VDL-4Передача диспетчеру цифровогосообщения о позывных, курсе,получение информации он погодных условиях, указания отдиспетчера. Цифровой УКВ радиоканал.Сообщения посылаются транспондером VDL-2, обеспечиваетсоздание логического соединения между объектами сетиАналогично VDL-2, но имеетфункцию цифровой передачиголоса.Уникальный метод доступа ксреде и разработанные алгоритмы выделения и резервированияКИ позволяют дать возможностьстабильного соединения с ATNсетью и получения АЗН-В информациидлятеоретическинеограниченного числа ЛА. Синхронизация возможна автономно,через других пользователей.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
