航空无线电通信系统与网络

    
通常，在普通的商用喷气飞机上装有20多种无线电系统，用于完成通信、导航与监视的任务。其中，VHF地空通信是飞行员与管制员进行信息交换与传递命令的主要方式。卫星和高频无线电链路是VHF地空通信系统的有利补充，主要用于长距离或海上信息交换。同时，在航空公司运控中心与飞行员间引入其他通信系统也是必要的，这些通信系统有时也用于旅客与地面之间的信息交换。
斯泰西编著的《航空无线电通信系统与网络》对现有系统、网络及布局进行了广泛的介绍，书中还包含航空系统中特定的应用对通信及相关无线电导航与监视功能的要求。本书也对未来可能的技术进步和空域管理方式的改变进行了展望。

    
吴仁彪，1966年2月生于武汉市。1991年在西北工业大学首届教改试点班（五年半本硕连读）毕业，1994年在西安电子科技大学获博士学位。先后4次以博士后、访问教授、国家首批高级研究学者的身份在美国Florida大学和英国帝国理工大学工作近五年。现任中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室主任，天津市首批3位特聘教授之一，中国民航总局首批特聘专家，天津大学、武汉大学、西安电子科技大学、深圳大学兼职教授和博士生导师，IEEE高级会员，中国电子学会理事和学术委员会委员。研究方向为自适应信号处理、阵列信号处理和现代谱估计及其在雷达、导航、通信中的应用。共发表学术论文250余篇，其中40余篇发表在IEEE和IEE会刊上，被SCI、EI和ISTP收录150余篇，出版著作6部（其中英文4部）。主持完成*科研项目20余项。曾获省部级科技成果奖励9项，国家发明专利20余项。应邀担任国家科技成果、国家863高技术计划项目、国家自然科学基金评审专家。由于成绩突出，1999年入选国家人事部百千万人才工程、二层次培养对象，2003年荣获国家杰出青年基金，2008年当选为全国政协委员，2009年当选为天津市十大杰出留学人员，2010年当选为Recent
Patents on Signal Processing两位区域编辑之一。

第1章  引言
  1.1  回顾
  1.2  当代与第二代设备
  1.3  未来技术
  1.4  操作及用户变化
  1.5  航空用无线电频谱
  1.6  航空电信业组织结构的讨论
    1.6.1  国际机构
    1.6.2  典型的国家机构
    1.6.3  产业利益集团
    1.6.4  典型的规范与专业工程机构
    1.6.5  用户臊作员
第2章  航空无线电系统理论
  2.1  基本定义
  2.2  传播原理
    2.2.1  电磁矢量
    2.2.2  极化
    2.2.3  传播速度及其与波长和频率的关系
  2.3  功率、振幅和分贝
  2.4  各向同性功率源和自由空间路径损耗
    2.4.1  各向同性功率源的定义
    2.4.2  推导自由空间路径损耗公式
    2.4.3  功率通量密度
    2.4.4  电场强度
    2.4.5  电场强度与发射功率的关系
  2.5  无线电几何
    2.5.1  无线电地平线计算
    2.5.2  地球膨胀因子——k因子
    2.5.3  海里
    2.5.4  大圆距离
  2.6  复杂传播：折射、吸收、非视距传播
    2.6.1  折射
    2.6.2  大气吸收引起的损耗
    2.6.3  非视距传播
    2.6.4  传播至卫星
  2.7  其他传播效应
  2.8  调制
    2.8.1  调制之谜
    2.8.2  模拟域和数字域
    2.8.3  幅度调制（AM）
    2.8.4  频率调制
    2.8.5  数字调制
  2.9  香农理论
  2.10  复用和集群通信
    2.10.1  频分复用（IZDM）
    2.10.2  集群通信
    2.10.3  时分复用（TDM）
    2.10.4  正交频分复用（OFDM）和编码OFDM
  2.11  接人方案
    2.11.1  频分多址接人（FDMA）
    2.11.2  时分多址接入（TDMA）
    2.11.3  码分多址接人（CDMA）
  2.12  抗衰落和抗多径技术
    2.12.1  均衡
    2.12.2  前向纠错和循环冗余校验
    2.12.3  交织
    2.12.4  空间分集
    2.12.5  频率分集
    2.12.6  被动接收分集
  2.13  带宽规范
  2.14  天线增益
    2.14.1  理想的各向同性天线
    2.14.2  实际实现
    2.14.3  几种常用的航空通信天线
  2.15  链路预算
  2.16  互调
    2.16.1  三阶波与多余谐波
    2.16.2  高阶谐波
  2.17  通信系统的噪声
    2.17.1  热噪声
    2.17.2  自然噪声
    2.17.3  人为噪声与干扰
    2.17.4  天电噪声
  2.18  卫星理论
    2.18.1  扩展噪声方程
    2.18.2  G/T
    2.18.3  链路预算方程
    2.18.4  噪声温度
  2.19  可用性与可靠性
    2.19.1  定义
    2.19.2  可靠性浴盆曲线
    2.19.3  几个可靠性的概念
    2.19.4  多元件系统的综合可用性
  补充阅读材料
第3章  甚高频航空通信系统
  3.1  甚高频航空通信的发展历程
    3.1.1  1947年前的甚高频无线通信
    3.1.2  1947年到现在的甚高频无线通信：信道化和带宽划分
    3.1.3  当前及8.3  3kHz信道间隔
    3.1.4  未来航空甚高频通信
  3.2  双边带一调幅系统
    3.2.1  甚高频航空通信系统特性
  3.3  移动通信的标准——3C
    3.3.1  网络覆盖
    3.3.2  容量
    3.3.3  质量
  3.4  无线电管理与许可证
    3.4.1  3A
  3.5  甚高频“硬化”和互调
    3.5.1  接收机淹没
    3.5.2  互调干扰
  3.6  甚高频数据链系统
    3.6.1  甚高频模拟通信系统局限性
    3.6.2  数据链路的发展历程
    3.6.3  系统技术规范
    3.6.4  数据链系统比较
    3.6.5  航空数据链系统业务
    3.6.6  数据链系统的未来应用补充阅读材料
第4章  军用无线通信系统
  4.1  军用甚高频通信发展历史
  4.2  军用航空移动通信的发展
  4.3  军用甚高频通信系统的缺陷
  4.4  新一代战术通信系统的挑战性
  4.5  JTIDS/MIDS系统的诞生
  4.6  JTIDS/MIDS技术规范
    4.6.1  信道划分
    4.6.2  Link4A空中接口
    4.6.3  Link11空中接口
    4.6.4  Link16空中接口
    4.6.5  接入方式
    4.6.6  I.ink16数据交换
    4.6.7  抖动字段
    4.6.8  同步字段（SYNCH）
    4.6.9  定时同步
    4.6.10  JTIDS/MIDS的其他特性
    4.6.11  与测距设备共信道工作
第5章  远距离无线通信系统
  5.1  短波无线通信系统
  5.2  短波通信系统的频率分配
  5.3  短波无线通信系统
    5.3.1  短波发射机
    5.3.2  短波接收机
    5.3.3  系统配置
    5.3.4  选择呼叫
    5.3.5  短波信道的可用性
  5.4  短波数据链系统
    5.4.1  短波数据通信协议
    5.4.2  短波数据链系统部署
  5.5  短波通信在民航的其他应用
  5.6  航空移动卫星通信系统
    5.6.1  航空移动卫星通信系统简介
    5.6.2  地球同步卫星服务系统
    5.6.3  天线系统技术参数
  5.7  甚高频、高频、L波段JTIDS/MIDS系统与卫星通信系统的比较
  5.8  航空乘客通信（APC）
  补充阅读材料
第6章  航空遥控遥测系统
  6.1  遥测系统
  6.2  遥测系统现状
    6.2.1  遥测系统的频率分配
    6.2.2  遥控系统
  6.3  遥测/遥控系统的应用
  6.4  空中客车公司的未来遥测系统
    6.4.1  信道分配规划
    6.4.2  系统组成
    6.4.3  下行链路
    6.4.4  上行链路
  6.5  无人机
第7章  陆地回程和航空电信网
  7.1  引言
  7.2  点到点承载形式
    7.2.1  铜电缆
    7.2.2  频分复用栈
    7.2.3  新型的数字连接和脉冲编码调制
    7.2.4  同步数字体系、异步传输模式和Intemet协议
    7.2.5  光纤
    7.2.6  专用网和航空电信网
    7.2.7  PTT所提供的服务
    7.2.8  无线电链路
    7.2.9  VSAT网络
    7.2.10  混合网络
第8章  未来的航空移动通信系统
  8.1  引言
  8.2  近期的可行技术
    8.2.1  UAT
    8.2.2  S模式扩展电文
    8.2.3  802.xx协议族
  8.3  长远的选择
    8.3.1  分析
    8.3.2  答案
    8.3.3  定义的难题
    8.3.4  一个基于CDMA通信系统的建议
    8.3.5  软件无线电
  补充阅读材料
第9章  无线电经济学
  9.1  引言
  9.2  经济学的基本准则
  9.3  分析和盈亏平衡点
  9.4  资金成本
    9.4.1  基本的财务概念
    9.4.2  通货膨胀
  9.5  安全考虑
  9.6  可靠性成本
  9.7  宏观经济学
第10章  地面设施及设备
  10.1  引言
  10.2  实际的甚高频通信设备（118～137MHz）
    10.2.1  甚高频发射机
    10.2.2  甚高频接收机
    10.2.3  甚高频发射机/接收机结构
    10.2.4  甚高频腔体滤波器
    10.2.5  甚高频合路器、多路耦合器、开关与功分器
    10.2.6  其他无线电设备
    10.2.7  外围设备
  10.3  室外
    10.3.1  传输线（VHF、L波段及微波）
    10.3.2  天线工程
    10.3.3  塔或桅杆
    10.3.4  机房
    10.3.5  设备架
第11章  航空电子
  11.1  引言
  11.2  环境
    11.2.1  温度
    11.2.2  压力
    11.2.3  设备测试
    11.2.4  表观风速
    11.2.5  湿度：0～100%
    11.2.6  射频环境、抗扰性、电磁兼容
    11.2.7  环境的分类
  11.3  飞机类型
    11.3.1  私人飞机
    11.3.2  通用航空飞机
    11.3.3  商用航空飞机
    11.3.4  军用航空飞机
  11.4  用于私人航空的简单航空电子设备
  11.5  分布式航空电子设备既念
    11.5.1  数据总线标准
    11.5.2  供电系统
  11.6  航空电子机架的布置
    11.6.1  航空运输支架与模块化概念单元
    11.6.2  冷却
    11.6.3  背板布线
    11.6.4  其他标准
  11.7  航空无线电盒子
    11.7.1  甚高频收发机
    11.7.2  高频无线电
    11.7.3  卫星接收机系统航空电子设备
    11.7.4  其他设备
  11.8  天线
    11.8.1  甚高频天线
    11.8.2  高频天线
    11.8.3  卫星天线
  11.9  控制共址环境
  11.10  数据线、电源线、特殊电缆、同轴电缆
  11.11  认证与适航维护
    11.11.1  认证
    11.11.2  欧洲民航设备组织
    11.11.3  主设备清单
  补充阅读材料
第12章  干扰、电磁兼容、频谱管理与频率管理
  12.1  引言
  12.2  干扰
    12.2.1  干扰源
    12.2.2  干扰形式
    12.2.3  抗扰性与敏感性
    12.2.4  干扰的测量
  12.3  电磁兼容
    12.3.1  分析
    12.3.2  信道外发射、频带外发射、杂散发射
    12.3.3  电磁兼容标准
  12.4  频谱管理过程
    12.4.1  同信道共享、相邻信道和相邻频带兼容
    12.4.2  系统内与系统间兼容
    12.4.3  系统内标准
    12.4.4  系统间标准
    12.4.5  WRC进展以及循环检查与修订
  12.5  频率管理过程
    12.5.1  例子
    12.5.2  应急频率（3通道保护频带两侧）
    12.5.3  航空用频谱与频率信息资源库
  补充阅读材料
附录1  公式总结
附录2  量与单位
附录3  常量列表
附录4  单位转换
术语表