民航机载卫星通信地球站设计与其标准简介

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1、2015年10月机械设计与制造工程0ct．2015第44卷第1O期MachineDesignandManufacturingEngineeringVolI44No．10DOI．10．3969／j．issn．2095—509X．2015．10．010民航机载卫星通信地球站设计及其标准简介邹代昆(中电科柯林斯航空电子有限公司，I~1)lf成都611730)摘要：简述了民用航空机裁卫星通信地球站的组成，介绍了与民用航空机载卫星通信分系统相关的ARINC、ARP和RTCA标准。不同型号的民航飞机由于自身特点使得其航电系统的架构、性能、参数和协议等各不相同，因此分析了典型民用航空

2、机载卫星通信系统架构和部分设备的模块设计．同时对该飞机上的卫星通信分系统组成设备的部分关键指标与标准指标进行对比，并简述了系统测试标准。本系统是国外某大型飞机航电系统供应商的产品的一部分，该航电系统已经在典型民航飞机上交付并将试飞。关键词：民用航空；机栽卫星通信地球站；民用卫星通信系统标准；机栽卫星通信地面站测试中图分类号：TN927文献标志码：A文章编号：2095—509X(2015)10—0043—051卫星通信概述供从南到北75个纬度的覆盖范围，AES使用L波卫星通信，简单地说就是地球上(包括地面、段频率，GES使用c波段频率。水面和底层大气中)的无线电通信站之间

3、利用人造卫星作为中继站转发或反射无线电波，并以此来2民用航空机载卫星通信标准概述实现多个地球站之间通信的一种通信方式。如图民用航空与军用航空体系架构的不同很大程1所示。度上在于军用航空更偏向于性能、作战，民用航空更偏向于稳定、可靠和成本，因此民用航空通信系统的设计有很多标准约束，主要有ARINC(aero．nauticalRadioInc)、ARP(aerospacerecommendedpractice)、RTCA(radiotechnicalcommissionforaero-nautics)、TSO(technicalstandardorder)等。2．1开发过程

4、标准开发过程包括需求验证以及对认证产品设计图1卫星通信示意图实现的验证。在飞机功能系统开发周期中，涉及到卫星通信系统由以下分系统组成：卫星、机载飞行安全评估过程、模块化航空电子设备的集成、地球站(AES)、地面地球站(GES)。软硬件设计、相关商业服务的飞机安全评估等标卫星作为AES和GES的中继，在近地轨道提准，这些标准之间的关系如图2所示。需要的图2开发过程标准的关系收稿日期：2015—09一l1作者简介：邹代昆(1984一)，男，四川自贡人，中电科柯林斯航空电子有限公司工程师，硕士，主要研究方向为民用航空通信系统。·43·2015年第44卷机械设计与制造工程一个完

5、整的开发周期从研究或预研开始，以下了双工卫星通信线路。列项目的完成作为结束：安装／N试信息包含到产品设备中；所有合规性数据已经提交和证明；设计满足所有内部合规性数据；限制、维护和其他运行信息提供给飞机操作员【2J。开发周期的示意图如图3所示。：：研究、预研i开发i生产／运行通信管理单元(cuu)图3开发周期示意图2．2最小可运行性能标准(MOPS)MOPS要求近地移动卫星服务(AMSS)要非常图4通用卫星通信地球站的设计好地满足日常航空运行中的需求。通常这些标准涉及到地面子网、AMSS卫星子网以及AES和飞机3典型民航飞机AES及相应的标准子网。MOPS涵盖了基本的AM

6、SS航空电子需求各种型号民航飞机有不同的指标，如载客数、和卫星地球站的测试，包括：目的、范围和设备性能航程等。由此导致其航电系统性能参数、协议、设需求；建议的平台测试和其他性能验证流程；安装备甚至整体架构不同，AES也有差别。本文分析典测试和运行性能特点。型民航飞机的AES架构及其设备的设计，并且将AMSS通过近地移动卫星和地球站，实现了飞设备部分参数数据同标准的指标相比较。机子网和地面子网的直接通信。AMSS提供了包3．1AES组成括环路模式(circuit—mode)数据和话音以及数据典型民航飞机AES组成：卫星数据单元包模式(packet—mode)数据交换的中继

7、方式_4J。(SDU)、SDU配置模块(SCM)、法兰盘功放(FM—AMSS使用FDMA和TDMA多址技术，包含了PA)、卫星通信天线子系统(包括高增益天线4种类型的射频信道。(HGA)和低噪放功分器(DLNA))。P信道：数据包模式TDM信道，用于前向链该卫星通信系统为满足Aero和SwigBroad—路。band服务需求具备了兼容最新Inmarsat卫星通信R信道：随机接收信道，用于返向链路的突发的能力，使用了最新的软件无线电技术并支持所有模式。类型的信道，主要受限于FMPA射频功率。为满足T信道：TDMA信道，用于返向链路中传输数应