我国民航HF AOC话音通信系统组网设计

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【摘 要】:本文主要分析了目前我国民航hf aoc业务存在的问题和不足,提出了对分布于全国各地航空公司短波台站进行组网改造的方案,给出了短波台站改造和HF AOC呼叫中心的详细设计实现,有效地改善了我国民航HF AOC通信的覆盖率和通信质量。

【关键词】:高频通信 HF AOC 数字选呼 短波组网 语音控制

中图分类号:V556 文献标识码:A 文章编号:1003-8809(2010)06-0129-02

1、概述

根据《中国民用航空总局121部》中E部分121.97条规定:“合格证持有人应当证明,在正常运行条件下,在整个航路上,所有各点都具有陆空双向无线电通信系统,能保证每一架飞机与相应的签派室之间(即AOC服务),每一架飞机与相应的空中交通管制单位之间,以直接的或通过经批准的点到点间线路进行迅速可靠的通信联系。”

现阶段国内用于航务管理的HF AOC话音系统均由各地航空公司及其分公司独立管理和运行,未形成统一的网络化管理,而各航空公司独立的HF AOC话音系统由于受到台站布设、频率选择、电台功率选择、天线形式等方面的制约,均存在不同程度的通信盲区,加之各HF AOC系统独立运行,不能统一协调,导致频率资源紧张和相互干扰,进一步降低了通话质量和可通率。

基于我国目前HF AOC话音系统建设现状,为了满足日益增长的航空运输业需求,对分布于全国各地的HF AOC话音系统,利用数字处理技术进行组网升级改造,建立覆盖全国及其周边区域航线的HF AOC话音系统,由专业的通信服务公司统一管理和运作。

2、 组网方案

2.1、系统组成

HF AOC话音通信系统主要由四部分组成,主要包括:飞机、短波台站(即为由各航空公司独立管理运行的HF AOC话音系统,后文统一称为“短波台站”)、HF AOC呼叫中心和航空公司航务管理部门。其中,飞机与短波台站通过HF无线链路建立连接,短波台站与HF AOC呼叫中心通过地面专线网络实现通信,而各航空公司通过专线或者电话转接方式接入HF AOC呼叫中心的话音系统,从而组成一个完整的HF AOC话音通信系统。其系统组成如图1所示。

图1 HF AOC话音通信系统组成

短波台站主要是基于布设于各地的原有台站,在不改变其原有使用方式和性能的条件下,对其进行组网改造设计,将其信号以比特流的形式送往北京HF AOC呼叫中心,进而由呼叫中心向国内外航空公司提供统一的标准化服务。

HF AOC呼叫中心负责各地航务管理部门与电台的连接、控制与管理工作,协助实现航务管理部门与飞行员通过HF AOC话音系统进行地空通信的任务。呼叫中心根据各航务管理部门的呼叫申请和电台的利用情况合理高效地完成电台与航务管理部门的连接,并负责整个通话过程中链路的建立、维持、监听和拆除工作。

2.2、工作模式

HF AOC话音通信系统根据呼叫发起人的不同,可以分为上行呼叫和下行呼叫两种工作模式。

1)上行呼叫

上行呼叫由航空公司航务管理部门(如:签派室)主动发起呼叫,其通过拨号方式/专线电话呼叫呼叫中心,并告知值守人员飞机概略位置和飞机机尾号,值守人员根据航空公司提供的飞机信息,结合HF AOC操作台查询飞机呼号、选则最佳短波台站和频率呼叫飞机,并同时通过ACARS数据系统呼叫飞机,在机组收到呼叫信息后,主动与呼叫中心取得联系,并且保持链路畅通。

2)下行呼叫

下行呼叫由机组主动发起呼叫,其通过机载短波电台直接呼叫HF AOC呼叫中心。此时每个地面短波台站均将接收到的信号送回呼叫中心,呼叫中心通过比选器判断信号的质量,并将话音质量最好的一路送交值守人员使用,在值守人员监听到机组呼叫信息后,通过HF AOC操作台优选的最佳短波台站,与机组建立通信链路,确认机组需要联系的航空公司,然后通过内话系统与航空公司取得联系。

3、 短波台站改造

目前,各短波台站均采用通过电台遥控接口对短波电台实现控制的工作方式,为了不影响电台原有的工作模式和性能,在各地原有电台和控制台之间加入一台HF电台通信适配器的方式实现。当电台工作于本地控制模式时,HF电台通信适配器对本地控制台和电台相当于“透明转接”;当工作于呼叫中心控制模式时,电台便由HF电台通信适配器接管控制。

HF电台通信适配器主要完成协议转换、话音匹配、收/发控制、数字选呼、电气接口和机械接口等功能。

1) 协议转换

由于各短波台站由不同的航空公司自行建设和管理,其系统体制、电台厂商和型号存在较大差异,比如电台厂商有MOBAT、COLLINS、R&S、BARRETT和CODAN等,因此,HF电台通信适配器必须完成各型电台信令和协议转换。

2) 话音匹配

由于电台不同厂商其遥控口输出/输入的话音信号形式要求差异较大(比如Mobat:Audio out为300mv@600ohms,Mic. Audio为100mv@600ohms),而且加之其后端本地和HF AOC呼叫中心对话音信号的复用要求,使其话音信号不能满足电台的工作要求,因此,需要对话音信号采取放大和匹配处理,针对不同的电台需要设置不同的调试参数处理。

3) 数字选呼

由于HF通信的固有噪声问题,民用航空的HF通信采用选择性呼叫方式工作。即对每架飞机分配一个四位选呼号码,只有当飞机收到与自身选呼号码相符的信号时才会提示机组人员收听短波信号,其它时段短波信号不进入飞机话务系统。

4) 收/发控制

由于电台同时存在多个受控源,包括:本地控制台、HF AOC呼叫中心和数字选呼系统。因此,需要对其收/发进行合理取舍和调度,避免电台工作于不定状态。主要采用发送优先于接收、本地优先于HF AOC呼叫中心、数字选呼优先于话音通信等原则。

4、 呼叫中心设计

4.1、组成原理

HF AOC呼叫中心原理框图如图2所示,主要包括HF AOC呼叫中心控制台、语音通道、串口服务器、复用器和其它网络通信设施(路由器、交换机等)。通过ATM网络和复用器建立HF AOC呼叫中心和短波台站之间的数据链路,复用器提供数字信号和语音信号两类通道。其中,数字信号接入挂接在内部以太网上的串口服务器,以实现HF AOC呼叫中心控制台与短波台站的数据交互;语音信号接入语音通道,以实现与呼叫中心话务系统的交联。

由于HF AOC呼叫中心处于整个系统的枢纽和核心位置,为了提高系统可靠性,其中HF AOC呼叫中心控制台、语音通道、串口服务器等关键设备均采用冗余热双备份构建。

图2 HF AOC话音呼叫中心原理框图

4.2、软件设计

HF AOC呼叫中心值守人员通过HF AOC呼叫中心控制成系统监控和话务管理功能。其中话务管理软件是整个系统的核心部分,主要基于HF AOC呼叫中心控制台硬件系统和语音卡构建,根据其工作方式,主要功能分为两类:(1)当监控到飞机下行呼叫时,通过控制台与飞机建立联系,并确认签派席位(航空公司);然后通过数据库查询签派联系方式,使其建立通信联系,并实现监控;(2)当监控到航空公司签派上行呼叫时,通过控制台与签派席位建立联系,并确认飞机机尾号;然后通过数据库查询飞机选呼号,使其建立通信联系,并实现监控。其主要功能模块分为:初始化模块、语音处理模块、数据库管理模块、通信模块以及界面显示模块五部分。

5、总结

民航HF AOC话音通信系统于2007年底完成组网改造,已通过中国民航空管局验收,开始向国内外航空公司提供HF AOC服务,有效提高了HF AOC通信的覆盖范围和话音质量。

参考文献:

[1] ICAO Annex 10

[2] 中国民用航空总局121部规定

[3] 沈琪琪,生. 短波通信. 西安:西安电子科技大学出版社,1997

[4] 樊昌信,詹道庸,徐炳祥,吴成柯. 通信原理. 北京:国防工作出版社,1995