航空机载卫星通信解决方案-卫星应用大会
机载Ku、Ka频段卫星通信系统综述
机载Ｋｕ、Ｋａ频段卫星通信系统综述
艾文光１，赵大勇２，邓 军２
（１．中国电子科技集团公司第３９研究所，陕西西安７１００６５；２．空军装备研究院通信导航与指挥自动化研究所，北京１０００８５） 摘要叙述了Ｋｕ频段和ｌ（ａ频段机载卫星通信系统的国内外发展现状，列举了几个典型的卫星通信系统技术指
标，并简述了研制杌载卫星通信系统应注意的事项和技术途径，其中包括选择天线系统形式，合理分配系统指标，消 除多普勒效应的影响等。
表ｌ 全球鹰无人飞机上的通信链路
收稿日期：２０１ｌ一０９．２２
作者简介：艾文光（１９７ｌ一），男，硕士，高级工程师。研究方
向：机载卫星通信系统，伺服控制技术。赵大勇（１９７仁），男，
博士，高级工程师。研究方向：航空电子设备研制和系统集成。 邓军（１９８２～），男，硕士，工程师。研究方向：信息处理。
民用应用如ＯＲＢＩＴ公司ＡＬ一１６１４机载通信系 统‘４｜，在空客Ａ３４０—６００飞机上进行了测试，符合 ＲＴＣＡ一１６０Ｄ适航要求，天线直径为Ｏ．３７ ｍ，主要技术 指标如表２所示，组成框图及外观如图２所示。
ｔｈａｔ ｄｅｓｅｒｖｅ ｏｕｒ
ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏｍｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｉｒｂｏｒｎｅ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｓｙｓｔｅｍｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ
ｃｈｏｏｓｉｎｇ ｔｈｅ ｆｏｒｍ ｏｆ ａｎｔｅｎｎａ ｓｙｓｔｅｍ，ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ ａｌｌｏｃａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ，ａｎｄ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｔｈｅ
３ 发展展望
目前我国尚未规划专门用于移动载体通信用的卫 星通信的频段【ｌ ２｜，也没有专用于移动卫星通信的卫 星，因此目前移动卫星通信利用于固定卫星业务的现 有卫星是唯一选择。由于Ｋｕ频段或Ｋａ频段频率相 对频率较高、相同速率情况下具有天线口径小、信息速 率高、抗干扰能力强等优点，因此，机载卫星移动通信 系统宜使用Ｋｕ频段或Ｋａ频段频率。
天通一号卫星通信在民航领域中的应用分析
天通一号卫星通信在民航领域中的应用分析文 | 赵文强 左晶 武瑞 张展 冯剑锋 蒋欣中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心摘要：针对我国自主建设的天通一号卫星移动通信系统在民航领域中的应用开展研究，从民航前舱卫星通信现状出发，分析了天通一号卫星在民航领域应用的可行性，进而介绍了天通一号卫星在民航领域的应用前景，并对天通一号卫星在民航中应用面临的问题进行了简单分析。
关键词：天通一号；卫星通信；民航；应用研究一、引言目前，我国民用客机中的卫星通信系统主要采用海事卫星或铱星卫星通信系统，不仅价格昂贵，而且通话和数据传输安全性没法做到自主可控。
随着我国移动卫星通信技术的发展，具有我国自主知识产权的卫星通信系统已初具规模。
2016年8月我国发射了首颗可以应用于民用航空的S频段卫星通信系统——天通一号[1]。
天通一号卫星移动通信系统，是中国自主研制建设的卫星移动通信系统，也是中国空间信息基础设施的重要组成部分，其通信性能与国际海事卫星SBB通信能力相当。
因此，针对天通卫星在民航中的应用研究具有重要的意义。
二、民航前舱卫星通信现状卫星通信在民用航空的应用主要划分为前舱（驾驶舱）通信和中后舱（客舱）通信。
前舱通信需要高度完整性和快速响应的安全通信，中后舱通信是为航空承运人提供通信服务，以及乘客公众通信服务[2]。
目前，卫星通信系统已经在航空领域中得到广泛应用，正在运行的、新引进的飞机以及生产线上的飞机均具备安装卫星通信的基本条件，国内外卫星通信服务商根据不同机型也提供了多样化的经过适航认证的机载通信产品，并根据航空用户要求制定适用解决方案。
目前，应用在民航领域的主流卫星通信系统包括铱星和国际海事卫星、Viasat等系统。
其中，铱星系统和国际海事卫星系统广泛应用于民航前舱安全通信领域，为飞机的空中交通服务、空中交通管理、应急通信、定位追踪等应用提供空地链路。
铱星的频率与我国北斗卫星系统的频率存在冲突，目前在国内仅装备少量飞机。
航空卫星通信服务与无人机通信技术的结合研究
航空卫星通信服务与无人机通信技术的结合研究随着航空领域的不断发展，航空卫星通信服务和无人机通信技术成为了两个日益重要的领域。
航空卫星通信服务为飞行器提供了可靠的通信支持，而无人机通信技术则为无人机的控制、导航和数据传输提供了关键的支持。
本文将探讨航空卫星通信服务与无人机通信技术的结合研究，重点介绍其应用领域、优势和挑战，以及未来的发展方向。
航空卫星通信服务为飞行器提供了全球范围内的通信覆盖，可以实现对飞行器的实时监控和数据传输。
航空卫星通信服务的主要应用包括民航领域、军事领域和应急救援领域等。
在民航领域，航空卫星通信服务可以保障飞机与地面控制中心之间的通信，提高飞行安全性和通信可靠性。
在军事领域，航空卫星通信服务可以实现各类飞行器之间的通信互联，增强作战效能。
在应急救援领域，航空卫星通信服务可以提供远程监控和指挥支持，加强救援行动的协调和指挥。
然而，航空卫星通信服务在某些场景下存在一定的局限性，如高空、高纬度和临界地带等。
这些地区的通信信号受到大气层折射、电离层扰动等因素的影响，使得通信信号不稳定，甚至无法传输。
因此，无人机通信技术的引入为克服这种局限性提供了新的解决方案。
无人机通信技术在无人机的控制、导航和数据传输方面具有重要作用。
无人机可以配备通信设备，成为可移动的通信节点，扩展通信网络的覆盖范围。
无人机通信技术的应用领域涵盖了搜救、边境巡逻、农业监测、环境监测等。
在搜救方面，无人机可以在地面无人机与地面救援人员之间建立通信链路，提供救援行动的实时信息和指引。
在农业领域，无人机可以配备多种传感器，实时监测农田的土壤湿度、气温和作物生长情况，并通过通信技术将数据传输到农民的移动设备上，实现精准农业管理。
航空卫星通信服务与无人机通信技术的结合可以为航空领域带来诸多优势。
首先，航空卫星通信服务可以通过无人机作为通信节点，扩展通信网络的覆盖范围，实现与地面通信基站之间的无缝切换。
其次，无人机可以配备高性能的通信设备和传感器，提供高速数据传输和实时监测能力，满足航空领域对通信和数据传输的需求。
机载通信导航设备对机载北斗接收机干扰评估
2022年 3月 March 2022Digital Technology &Application 第40卷 第3期Vol.40 No.3数字技术与应用96中图分类号:TN967.1 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2022)03-0096-03DOI:10.19695/12-1369.2022.03.31机载通信导航设备对机载北斗接收机干扰评估天津七一二通信广播股份有限公司 吕琳 吕自鹏 张建军 韩明北斗卫星导航接收机作为机载导航设备，可能受到其他机载电子设备信号的干扰，本文分析了若干机载通信导航设备及相应地面端对机载北斗接收机可能造成的干扰情况，并提出相应防护建议。
结果表明，所分析的机载电子设备存在干扰机载北斗接收机的可能性，但影响程度较小。
随着卫星导航技术的发展，空中交通管理系统逐渐从现有陆基导航转向星基导航，中国民航未来的主用导航系统将逐步过渡到以北斗系统为基础，兼容多导航星座的卫星导航系统[1]。
在飞机飞行过程中，尤其是近着陆阶段，干扰会对卫星导航的精度、完好性、连续性和可用性构成威胁，是影响飞机安全的重要因素。
北斗卫星导航接收机作为未来的机载导航设备，可能受到其他机载电子设备信号的干扰，对此，本文理论分析了若干机载通信导航设备及相应地面端对机载北斗接收机造成的干扰情况，并给出了一些干扰防护建议。
1 甚高频通信设备对机载北斗接收机的影响甚高频（Very High Frequency,VHF）航空移动服务波段（118.0MHz到136.975MHz）分为760个频道，每个频道间隔25kHz。
VHF通信是民航飞机与飞机之间，飞机与地面之间的主要通信方式。
对于大多数地面端和所有的机载发射器来说，国际民航组织（International Civil Aviation Organization, ICAO）规定最大有效全向辐射功率（Equivalent Isotropically Radiated Power, EIRP）为13dBW （20W）[2]。
航空公司运行控制卫星通信 实施方案(可下载使用)
CAAC航空公司运行控制卫星通信实施方案中国民用航空局航空公司运行控制卫星通信实施方案第一章总则1.1目的《航空公司运行控制卫星通信实施方案》是航空公司建设独立于空中交通管制通信系统之外的，用于运行控制语音通信系统的基准文件。
本方案为航空公司制定卫星通信实施计划和与其他相关技术的融合应用提供政策与标准指导。
它的目的是利用卫星通信系统，全面解决飞机与运行中心（AOC）之间的陆空语音通信联系问题，快速提升运行控制能力。
1.2依据（1）《航空器运行》（ICAO附件6）；（2）《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则》（CCAR-121-R4）；（3）《航空承运人运行中心（AOC）政策与标准》（AC-121-FS-2011-004R1）。
1.3适用范围本方案适用于按照CCAR-121部实施国内、国际定期载客和使用飞行签派系统的补充运行航空承运人。
— 1 —对于使用飞行跟踪系统的CCAR-121部补充运行航空承运人，使用飞机定位系统的CCAR-135部和CCAR-91部航空公司，推荐按照本方案建立运行控制卫星通信能力。
1.4背景随着我国机队数量和航空运输量的快速增长，面对空域紧张、复杂运行以及由于天气和流量控制等不利因素造成的航班大面积延误等问题，航空公司的通信联系和监控问题极大影响了航空公司运行控制能力的提高，安全压力日益增大。
在飞行运行中，可靠、稳定和不间断的语音通信可以帮助飞行签派员及时将影响飞行安全的信息通知机组，协助机组安全飞行，有效避免一些由于判断失误、决策不及时发生的飞行事故。
与受限的高频、甚高频通信相比，卫星通信具有质量高、保密性强、干扰小、容量大、覆盖范围广和运行稳定等优点，是航空公司首选的运行控制通信手段。
卫星通信技术在国际上已日臻成熟，并被发达国家航空公司普遍用于飞机与运行控制之间的语音通信解决方案。
当今国际上普遍使用的卫星通信系统有：海事卫星系统（BGAN）、铱星卫星系统。
另外，我国基于甚小口径天线系统(VSAT）技术的Ku或Ka 卫星移动通信系统和现代移动地空宽带通信技术，在解决技术难点后转向为航空公司飞行运行提供服务。
卫星通信接入的解决方案
卫星通信接入的解决方案引言概述卫星通信是一种重要的通信方式，可以实现远距离通信和广域覆盖，广泛应用于军事、航空、航海、电力、石油等领域。
然而，卫星通信接入存在一些挑战，如高成本、高延迟和复杂的技术要求。
因此，为了提高卫星通信的效率和可靠性，我们需要采取一些解决方案。
一、卫星通信接入解决方案1.1 低轨卫星通信接入低轨卫星通信接入是一种有效的解决方案。
低轨卫星通信系统可以降低信号传输的延迟，并且可以通过增加卫星数量来提高通信容量。
此外，低轨卫星通信系统还可以提供更低的成本，因为低轨卫星的制造和发射成本相对较低。
1.2 高通量卫星通信接入高通量卫星通信接入是另一种解决方案。
高通量卫星利用多波束技术和高频段传输数据，可以提供更高的通信容量和更低的延迟。
此外，高通量卫星通信系统还具有更好的覆盖范围和更强的抗干扰能力，可以提供更可靠的通信服务。
1.3 卫星与地面站的集成卫星与地面站的集成也是一种解决方案。
通过将卫星和地面站进行紧密的集成，可以实现更高效的通信管理和资源分配。
集成后的卫星通信系统可以更好地应对不同地区的通信需求，并提供更灵活的服务。
此外，卫星与地面站的集成还可以降低通信成本，并提高通信的可靠性和安全性。
二、卫星通信接入的优势2.1 广域覆盖卫星通信接入可以实现广域覆盖，可以满足远距离通信需求。
无论是在陆地、海洋还是空中，卫星通信都可以提供可靠的通信服务。
2.2 灵活性卫星通信接入具有很高的灵活性。
无论是在紧急情况下的临时通信还是长期通信需求，卫星通信都可以提供相应的解决方案。
此外，卫星通信还可以根据需求进行容量扩展，以满足不断增长的通信需求。
2.3 可靠性卫星通信接入具有很高的可靠性。
卫星通信系统可以通过冗余设计和自动切换机制来保证通信的连续性。
即使在自然灾害等极端情况下，卫星通信系统也可以提供稳定的通信服务。
三、卫星通信接入的应用领域3.1 军事领域卫星通信在军事领域有着广泛的应用。
军事通信需要满足远距离通信和机动性的要求，卫星通信可以提供可靠的通信服务，并且可以在战场环境中快速部署。
四海一家的卫星网络解决方案提供专家——访德国诺达卫星通信系统(北京)有限公司总经理舒华
２ ０７ ” ０ ．
鼓透 世 ３ 字 信界 ５
伴。诺达德国总公司的技术人员、高管乃至 Ｃ Ｏ．都会定 Ｅ
期到 世 界 各 地 的 分 公 司 与 员工 交 流 ，并 进 行 技 术培 训等 活 动 ，以此 来 保 持 诺达 在全 球 各 地 的技 术 更 新 和 本地 化 。 由 于优 厚 的待 遇 和 对 每个 员工 的尊 重 ，诺 达 员 工 的 流 动 性相 对较 小 ， 固定 的 技 术 力量 也 保 证 了技 术 和 生产 的领 先 。 与
北京成立 了诺达 卫星通信 系统 （ 北京 ）有限公司。这个分
公 司 自成 立 之 日起 ．就 是 诺达 全 球 发 展 战 略 中 的重 点 ，由 于 具 备 售 前 到 售 后 等 一 系列 完 备 的职 能 ，经 验 丰 富 的业 内 工 程 师 组 成 的 强 大技 术 团 队 ，诺 达 北 京 分 公 司 的成 长 非 常 迅 速 。时 至 今 日 ．它 已 与诺 达 德 国总 部 、中 东 、 美 国 、 印 度 、俄 罗 斯 、土 耳其 等 国 家或 地 区 的代 表 处 构成 了诺 达 的
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先 生非 常 关 注 诺 达公 司在 印度 新 德里 中 国北 京
飞机机载卫星通信设备制造考核试卷
A.语音通信
B.数据传输
C.位置定位
D.航班管理
2.以下哪些因素会影响飞机机载卫星通信设备的天线性能？（）
A.天线类型
B.天线尺寸
C.天线安装位置
D.飞机飞行速度
3.飞机机载卫星通信设备中使用的调制解调器具有以下哪些特点？（）
A.体积小
B.重量轻
C.抗干扰能力强
1.飞机机载卫星通信设备可以在任何天气条件下保持通信。（）
2.飞机机载卫星通信设备的天线可以随意安装在飞机的任何位置。（）
3.信号频率越高，飞机机载卫星通信设备的通信距离越远。（）
4.飞机机载卫星通信设备的功放单元主要目的是减小信号干扰。（）
5.在飞机机载卫星通信设备中，多径效应会导致信号衰落。（）
A.发射机
B.接收机
C.天线
D.低噪声放大器
20.关于飞机机载卫星通信设备的维护和检修，以下哪项措施是正确的？（）
A.定期检查设备的外观，确保无损坏
B.定期对设备进行功能测试，确保性能稳定
C.发现问题及时更换故障部件
D.所有以上措施
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分）
1.请简述飞机机载卫星通信设备的主要功能及其在航空通信中的应用。
2.描述飞机机载卫星通信设备在设计和制造过程中需要考虑的主要技术问题和解决策略。
3.论述飞机机载卫星通信设备在遇到信号干扰时的应对措施，并分析其有效性。
4.针对飞机机载卫星通信设备的维护和检修，请提出一套详细的操作流程和注意事项。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
– 美国联邦航空局（FAA）、欧盟（EASA）和联邦通信委员会（FCC）认可了试航和试运行测试
•2 国内应用及发展情况
– 提升我国航空公司的运营安全、服务水平和管理能力，促进我国航空事业安全、可控运营，多样化 的信息服务。
监控和运 维支撑系
统
卫通地面主站
天线传输系统
主站通信系统
L band
机房、供电 等基础设施
业务管理系统
专线
国内综合 业务网
国际关口站
专线
国际综合业务网
国外通信地面站1
专线
专线
国外通信地面站2
国外通信管理系 统网络
国外通信管理系 统网络
21
通信卫星
系统总体运行方案
• 由于卫星网络分为国内和国际两部分，航空公司也分为 国内和国际两种类型，因此，相应的接入方式共四种：
– Ku频段同步轨道卫星通信频段资源（多颗卫星组网）子系统
• 系统运行网管中心和卫星地面站传输分系统
– 卫星通信网络运行管理中心（NOC）子系统 – 大口径卫星天线及传输网络子系统 – 卫星通信到地面通信网络接入子系统
• 地面通信网络关口站分系统
– 网络安全及数据存储子系统、网络数据交换及用户使用结算子系统 – 地面网络国际VPN专线传输子系统
国内航空公司飞机在国内飞行通信，则直接通过主站接入国内 网络 国内航空公司飞机在国际上飞行通信，先接入国际站点，经专 线至国内站点，再接入国内网络 国际航空公司飞机在国内飞行通信，需接入国内主站，再经由 专线至国际站点接入国外网络 国际航空公司飞机在国际其他地区飞行通信时，和本项目无关
固定卫星通信应用新领域 航空机载卫星通信解决方案
柴勇
2013年9月 5日
主要内容
系统应用背景介绍 系统总体技术方案 系统总体运行方案 中国卫通提供业务运营服务
2
系统应用背景介绍
国内、外发展情况
•1 国际应用及发展情况
– 欧、美和亚洲十几家航空公司的约超过800架飞机已经安装了卫星机载宽带通信系统，多家航空公 司在开展机载卫星互联网通信的试航测试和试运行的工作；
4• 网络将与国际其他运营商网络互联互通，实现漫游功能，保障互联互 通网络的用户使用同一帐户在跨地区国际航程上和不同航班上无障碍 通信
4
系统应用背景介绍
系统应用及服务目标
1• 充分利用中国卫通发展卫星天地一体业务服务和资源优势，建立统一 的卫星通信网络平台，为飞越中国领空的民航班机提供基于同步轨道 卫星通信系统，整体网络运营与应用业务安全可控运营服务。
• 地面站运行保障分系统 • 机载终端安装和改装技术
10
系统总体技术方案
技术标准与体制
• 使用同步轨道卫星通信VSAT网络技术，采用KU频率， 实现民用航班直接与地面通信网络互联互通；
• 卫星网络
– 星形+网状混合网；信道分配方式：动态分配+按需分配 – FDMA/TDMA、终端回传载波采用带扩频的TDMA技术体制
2• 实现业务服务主要包括：多媒体、数据、互联网接入等； 3• 业务服务目标客户：民航公司和航空乘客； 4• 解决目前存在民航客机通信服务的信息孤岛问题。
5
系统应用背景介绍
系统构成特点
•1 通过使用地球同步轨道卫星Ku频率传输通道传输信号，实 现民用航班直接与地面通信网络互联互通的民航机载卫星 通信技术已经成熟；
– 民航公司已开始计划利用卫星通信技术，为客舱提供宽带通信服务，解决飞行中的信息孤岛问题； – 频率使用符合国家无委新近出台卫星固定业务动中通管理规定
3
系统应用背景介绍
系统应用及服务目标
1• 民航机载卫星通信服务是指利用卫星、地面关口站及地面通信网络设 施向飞机上的乘客提供互联网接入以及其他电信增值业务
13
系统总体技术方案
机舱内终端分系统
无线局域通信符合满足IEEE802.11g/N协议。
14
系统总体技术方案
Ku频段卫星覆盖及频率资源
15
系统总体技术方案
Ku频段卫星覆盖及频率资源
16
系统总体运行方案
17
系统总体运行方案
系统构成-网管中心分系统
网络运行管理中心（NOC）负责管理、监控和维护机载通信 全系统。将监控系统内的设备、网络情况、卫星、主站等各 个环节，进行必要的日常维护，及时警示和预先发现问题， 从而快速解决问题，以保障全网工作正常。
• 机舱内通信网络采用无线WIFI标准，符合IEEE802.11 协议；
• 地面网络接入、数据交换、国际关口站、安全管理和 存储等，采用现地面网络标准和技术；
• 实现每架飞机接入速率可达：
下行（入境）40Mbps；上行（出境）2Mbps
11
系统总体技术方案
机载卫星天线系统
12
系统总体技术方案
机载终端分系统-机舱内
2• 乘客可以在飞行中使用机上安装的终端系统，或者自己携带的移动终 端（笔记本电脑、PDA和智能手机等）通过机舱内的无线接入系统、 经由飞机卫星天线、FSS卫星、地面关口站等平台系统接入地面的网 络，完成个人通信
3• 在的定界面乘客输入相关身份确认信息后，开始登录使用机上网络接 入，并可按照航程、计时和流量计费
– 实时对全网设备进行本地或者远程管理、监控和维护 – 实时对全网系统及卫星、地面网络等工作状态进行管理、监控和维护 – 对运营数据的存储、备份管理 – 实时分析、排查出现的问题，确保系统工作正常 – 对外提供技术支持
18
系统总体运行方案
运营监统
国际国内关口站
核心数据库与卫星网管系统
机载终端 业务应用系统 机载卫通系统
19
系统总体运行方案
地面站及地面网络接入系统
20
系统总体运行方案
系统运营示意图
无线局域网
用户 WIFI
用户
机载部分
机载通信系统 VSAT机载站
Ku通信
通信卫星
Ku通信
通信卫星
境外Ku通信
境内Ku通信 境外
Ku通信 Ku通信
2• 不同于使用S和L频段的窄带移动卫星通信系统； 3• 也不同于使用地面基站传输系统。
6
系统应用背景介绍
国外应用情况
7
系统总体技术方案
8
系统总体构成示意图
9
系统总体技术方案
系统技术主要构成
• 机载卫星通信终端分系统
– 卫星通信终端子系统 – 机舱内无线局域通信子系统，业务应用子系统
• 同步轨道固定卫星通信网络分系统（FSS卫星）