首页 > 科技 > 通信与网络 > 通信网络

航空无线电通信系统与网络

作译者：吴仁彪,刘海涛,马愈昭等

出版时间：2011-10 千字数：0 版次：01-01 页数：252

开本：16(185*260) 装帧： I S B N ：9787121144066

换版：

纸质书定价：￥39.0

库存:有

分享到：

共有图书评论0条【查看评论摘要】

看了又看

{{data.bookName}}

￥{{data.price}}

内容简介

前言

上架建议

作者简介

编辑推荐

音视频专区

目    录
 
第1章  引言	1
1.1  回顾	1
1.2  当代与第二代设备	2
1.3  未来技术	2
1.4  操作及用户变化	2
1.5  航空用无线电频谱	3
1.6  航空电信业组织结构的讨论	5
1.6.1  国际机构	5
1.6.2  典型的国家机构	6
1.6.3  工业	6
1.6.4  典型的规范与专业工程机构	6
1.6.5  用户/使用者	6
第2章  航空无线电系统理论	7
2.1  基本定义	7
2.2  传播原理	8
2.2.1  电磁矢量	8
2.2.2  极化	8
2.2.3  传播速度及其与波长和频率的关系	8
2.3  功率、振幅和分贝	10
2.4  各向同性功率源和自由空间路径损耗	11
2.4.1  各向同性功率源的定义	11
2.4.2  推导自由空间路径公式	11
2.4.3  功率通量密度	13
2.4.4  电场强度	13
2.4.5  电场强度与发射功率的关系	14
2.5  无线电几何	14
2.5.1  无线电地平线计算	14
2.5.2  地球膨胀因子——k因子	16
2.5.3  海里	17
2.5.4  大圆距离	18
2.6  复杂传播：折射、吸收、非视距传播	19
2.6.1  折射	19
2.6.2  大气吸收引起的损耗	21
2.6.3  非视距传播	21
2.6.4  传播至卫星	26
2.7  其他传播效应	27
2.8  调制	28
2.8.1  调制之谜	29
2.8.2  模拟域和数字域	30
2.8.3  幅度调制(AM)	30
2.8.4  频率调制	36
2.8.5  数字调制	37
2.9  香农理论	44
2.10  复用和中继	45
2.10.1  频分复用(FDM)	45
2.10.2  中继	45
2.10.3  时分复用(TDM)	47
2.10.4  正交频分复用(OFDM)和编码OFDM	48
2.11  接入方案	48
2.11.1  频分多址接入(FDMA)	48
2.11.2  时分多址接入(TDMA)	49
2.11.3  码分多址接入(CDMA)	49
2.12  抗衰落和抗多径技术	51
2.12.1  均衡	51
2.12.2  前向纠错和循环冗余校验	52
2.12.3  内插	53
2.12.4  空间分集	53
2.12.5  频率分集	54
2.12.6  被动接收分集	56
2.13  带宽规范	56
2.14  天线增益	57
2.14.1  理想的各向同性天线	57
2.14.2  实际实现	57
2.14.3  几种常用的航空通信用天线	58
2.15  链路预算	62
2.16  互调	62
2.16.1  三次谐波与多余谐波	63
2.16.2  高次谐波	66
2.17  通信系统的噪声	66
2.17.1  热噪声	66
2.17.2  自然噪声	66
2.17.3  人为噪声与干扰	66
2.17.4  天电噪声	66
2.18  卫星理论	66
2.18.1  扩展噪声方程	67
2.18.2  G/T	67
2.18.3  链路预算方程	67
2.18.4  噪声温度	68
2.19  可用性与可靠性	71
2.19.1  定义	71
2.19.2  可靠性浴盆曲线	71
2.19.3  几个可靠性的概念	72
2.19.4  多元件系统的综合可用性	72
补充阅读材料	74
第3章  甚高频航空通信系统	75
3.1  甚高频航空通信的发展历程	75
3.1.1  1947年前的甚高频无线通信	75
3.1.2  1947年到现在的甚高频无线通信：信道化和带宽划分	76
3.1.3  当前及8.33 kHz信道间隔	78
3.1.4  未来航空甚高频通信	78
3.2  双边带-调幅系统	80
3.3  移动通信的标准——3C	82
3.3.1  网络覆盖	83
3.3.2  容量	86
3.3.3  质量	87
3.4  无线电管理与许可证	88
3.5  甚高频“硬化”和互调	90
3.5.1  接收机淹没	90
3.5.2  互调干扰	90
3.6  甚高频数据链系统	91
3.6.1  甚高频模拟通信系统局限性	91
3.6.2  数据链路的发展历程	91
3.6.3  系统技术规范	92
3.6.4  数据链系统比较	101
3.6.5  航空数据链系统业务	101
3.6.6  数据链系统的未来应用	102
补充阅读材料	102
第4章  军用无线通信系统	104
4.1  军用甚高频通信发展历史	104
4.2  军用航空移动通信的发展	104
4.3  军用甚高频通信系统的缺陷	105
4.4  新一代战术通信系统的挑战性	105
4.5  JTIDS/MIDS系统的诞生	106
4.6  JTIDS/MIDS技术规范	106
4.6.1  信道划分	106
4.6.2  Link 4A空中接口	106
4.6.3  Link 11空中接口	107
4.6.4  Link 16空中接口	108
4.6.5  接入方式	109
4.6.6  Link 16数据交换	109
4.6.7  抖动字段	110
4.6.8  同步字段(SYNCH)	110
4.6.9  定时同步	110
4.6.10  JTIDS/MIDS的其他特性	112
4.6.11  与测距设备共信道工作	112
第5章  远距离无线通信系统	113
5.1  短波无线通信系统	113
5.2  短波通信系统的频率分配	113
5.3  短波无线通信系统	113
5.3.1  短波发射机	114
5.3.2  短波接收机	114
5.3.3  系统配置	115
5.3.4  选择呼叫	115
5.3.5  短波信道的可用性	115
5.4  短波数据链系统	117
5.4.1  短波数据通信协议	117
5.4.2  短波数据链系统部署	118
5.5  短波通信在民航的其他应用	118
5.6  航空移动卫星通信系统	118
5.6.1  航空移动卫星通信系统简介	118
5.6.2  地球同步卫星服务系统	120
5.6.3  天线系统技术参数	123
5.7  甚高频、高频、L波段JTIDS/MIDS系统与卫星通信系统的比较	124
5.8  航空乘客通信(APC)	125
补充阅读材料	125
第6章  航空遥控遥测系统	126
6.1  遥测系统	126
6.2  遥测系统现状	126
6.2.1  遥测系统的频率分配	127
6.2.2  遥控系统	129
6.3  遥测/遥控系统的应用	129
6.4  空中客车公司的未来遥测系统	130
6.4.1  信道分配规划	130
6.4.2  系统组成	130
6.4.3  下行链路	131
6.4.4  上行链路	131
6.5  无人机	131
第7章  陆地回程和航空电信网	133
7.1  引言	133
7.2  点到点承载形式	134
7.2.1  铜电缆	134
7.2.2  频分复用组	134
7.2.3  新型的数字式连接和脉冲编码调制	135
7.2.4  同步数字体系、异步传输模式和Internet协议	137
7.2.5  光纤	137
7.2.6  专用网和航空电信网	137
7.2.7  PTT所提供的服务	137
7.2.8  无线电链路	138
7.2.9  VSAT网络	140
7.2.10  混合网络	142
第8章  未来的航空移动通信系统	143
8.1  引言	143
8.2  近期的可行技术	144
8.2.1  UAT	144
8.2.2  S模式扩展电文	146
8.2.3  802.xx协议族	148
8.3  长远的选择	149
8.3.1  分析	149
8.3.2  答案	150
8.3.3  定义的难题	151
8.3.4  一个基于CDMA通信系统的建议	153
8.3.5  软件无线电	155
补充阅读材料	156

第9章  无线电经济学	157
9.1  引言	157
9.2  经济学的基本准则	157
9.3  分析和盈亏平衡点	157
9.4  资金成本	158
9.4.1  基本的财务概念	158
9.4.2  通货膨胀	159
9.5  安全考虑	160
9.6  可靠性成本	160
9.7  宏观经济学	161
第10章  地面设施及设备	163
10.1  引言	163
10.2  实际的甚高频通信频带(118～137 MHz)设备	165
10.2.1  甚高频发射机	165
10.2.2  甚高频接收机	165
10.2.3  甚高频发射机/接收机结构	166
10.2.4  甚高频腔体滤波器	167
10.2.5  甚高频合路器、多路耦合器、开关与功分器	167
10.2.6  其他无线电设备	168
10.2.7  外围设备	171
10.3  室外	172
10.3.1  传输线(VHF、L波段及微波)	172
10.3.2  天线工程	173
10.3.3  塔或桅杆	178
10.3.4  机房	179
10.3.5  设备架	180
第11章  航空电子	181
11.1  引言	181
11.2  环境	181
11.2.1  温度	182
11.2.2  压力	183
11.2.3  设备测试	183
11.2.4  表观风速	184
11.2.5  湿度：0～100%	184
11.2.6  射频环境、抗扰性、电磁兼容	187
11.2.7  环境的分类	188
11.3  飞机类型	188
11.3.1  私人飞机	188
11.3.2  通用航空飞机	189
11.3.3  商用航空飞机	189
11.3.4  军用航空飞机	190
11.4  用于私人航空的简单航空电子设备	191
11.5  分布式航空电子设备概念	191
11.5.1  数据总线标准	192
11.5.2  供电系统	195
11.6  航空电子机架的布置	197
11.6.1  航空运输支架与模块化概念单元	197
11.6.2  冷却	198
11.6.3  背板布线	198
11.6.4  其他标准	199
11.7  航空无线电盒子	199
11.7.1  甚高频收发机	199
11.7.2  高频无线电	201
11.7.3  卫星接收机系统航空电子设备	205
11.7.4  其他设备	205
11.8  天线	206
11.8.1  甚高频天线	206
11.8.2  高频天线	208
11.8.3  卫星天线	209
11.9  控制共址环境	210
11.10  数据线、电源线、特殊电缆、同轴电缆	211
11.11  认证与适航维护	212
11.11.1  认证	212
11.11.2  欧洲民航设备组织	212
11.11.3  主最低设备清单	212
补充阅读材料	212
第12章  干扰、电磁兼容、频谱管理与频率管理	214
12.1  引言	214
12.2  干扰	214
12.2.1  干扰源	215
12.2.2  干扰形式	216
12.2.3  抗扰性与敏感性	217
12.2.4  干扰的测量	218
12.3  电磁兼容	219
12.3.1  分析	219
12.3.2  信道外发射、频带外发射、杂散发射	221
12.3.3  电磁兼容标准	222
12.4  频谱管理过程	223
12.4.1  同信道共享、相邻信道和相邻频带兼容	223
12.4.2  系统内与系统间兼容	223
12.4.3  系统内标准	224
12.4.4  系统间标准	224
12.4.5  WRC进展以及循环检查与修订	225
12.5  频率管理过程	225
12.5.1  例子	225
12.5.2  应急频率(3通道保护频带两侧)	226
12.5.3  航空用频谱与频率信息资源库	227
补充阅读材料	227
附录1  公式总结	228
附录2  量与单位	233
附录3  常量列表	235
附录4  单位转换	236
术语表	237

译  者  序
民航是一个高新技术应用非常密集的行业。通信(Communication，简称C)、导航(Navigation，简称N)、监视(Surveillance，简称S)和空中交通管理(Air Traffic Management，简称ATM)共同构成了新航行系统(CNS/ATM)，其中CNS为ATM提供了技术支持和保障。各种通信、导航和监视新技术都在空中交通管制系统和飞机机载电子系统中不断得到应用，通过空地协作的方式来保障飞行安全和航班正点，并提高航空公司的运输效益。
作为民航高等院校通信工程专业的教育工作者和负责人，我一直在思考该专业如何办出水平和特色，为行业发展提供人才支撑。在同行业内用人单位沟通时，他们提出既希望学生上手快(过去民航院校毕业生的特点)，又希望学生基础好、后劲足(社会重点大学毕业生的特点)，但两者难以同时兼顾。在广泛调研国内外重点高校通信工程专业课程设置的基础上，我提出了“厚基础+特色专业模块”的教学改革思路。所谓“厚基础”，就是把学生的基础打扎实，凡是社会和民航都需要的知识单独开课，其目的是让学生有发展后劲，有能力适应民航CNS技术的快速发展和变化。在此基础上，我们把民航行业特殊需要的CNS方面的内容集成到3门特色专业模块上，分别对应民航空管和航空电子的通信、导航和监视，这些课程的内容将“与时俱进”，随着民航使用技术和设备的变化而变化，但所占学时又不多，可以较好解决“厚基础”和“上手快”的矛盾。实践证明，这种教改思路是成功的，近年来我们培养的学生受到了民航用人单位的好评，到社会就业的学生也表现不俗。
本书从理论、系统及实践的角度，广泛而简洁地介绍了典型空管系统和飞机上各种不同的通信系统，通篇包含操作实例与个例研究。它是我们选定的比较理想的民航通信模块特色教材。关于导航和监视方面的另外两本特色教材正在编写之中。
近年来，随着我国国产大飞机项目的实施、低空开放将带来通用航空这一战略性产业大发展、空管CNS设备国产化进程的不断加快，民航和航空界迫切需要一本能涵盖空管和航空电子CNS方面的相关著作，由此本书应运而生。本书的翻译出版工作也得到了国家科技支撑计划重点课题(2011BAH24B12)“通用航空综合运行支持系统”的部分支持。
本书既适合于民航管理局、空域管理提供商、监管机构的工作人员，也适合于飞机制造商、无线电设备制造商以及航空工程、通信工程或电子信息工程专业的大学生。
全书由中国民航大学电子信息工程学院的教师负责翻译，其中马愈昭博士负责翻译第1章和第2章中的2.1～2.7节、第12章以及附录1～4，王文益博士负责翻译第2章的2.8～2.19节，刘海涛博士负责翻译第3、4、5、6章，冯青负责翻译第7、8、9章，石庆研负责翻译第10章，许明妍翻译第11章。全书由吴仁彪教授统一审校。 
                
                           吴仁彪
                  于中国民航大学建校60周年前夕




前    言
你也许会问我为什么撰写此书，我想，正像其他作者一样，有许多许多个人的原因。首要的两个原因，也是最重要的原因，是我对飞行及无线电工程的热爱。这也许听起来有点愚蠢，不过，我的确热爱飞行，喜欢在任何飞行器里飞行，从气球、滑翔机、螺旋桨飞机、超轻型飞机到喷气式飞机，我喜欢飞行的经历。我飞得越多，感觉自己对飞行的理解就越深。
一位朋友曾经问我：“飞机是如何飞行的？”，我想了一会儿，便用物理学和空气动力学的知识向他解释，我为自己曾经受到这些基础教育而感到荣幸。然而我想了又想，意识到在回答朋友问题的时候，我想当然地假设大部分人接受过物理学及空气动力学的教育，并且掌握全面的工程学原理，但是我发现即使具备了这些知识，飞行学仍然违背了人类的本能，的确不容易解释。
同时，我发现无线电传播这一话题也同样不可思议。我们看不见它，它是怎样工作的呢？信号是如何在看似虚无的介质中传播的呢？我们如何预测它呢？不错，我们可以用大量的物理学公式来详细地描述无线电传播的过程，但是，这始终违背了一个外行人的逻辑。
如果我们将以上的两个话题结合起来，就产生了一门新的学科——航空无线电通信学。大部分人也许很难理解这一概念，包括我自己在内。写这本书的过程也是我进行自我发现的过程，实际上，写这本书与其说使我自己弄清了我知道多少，还不如说使我自己弄清了关于此学科我还有多少不知道的，不过，我仍然希望通过编写此书使我在手头不掌握某信息时知道从哪里可以找到该信息。
也许从工程学角度看，系统方框图显得陈旧落后，尤其是对于一些遗留问题，但是从另一个角度看，系统方框图具有有效性和可靠性的特点，这些先验信息是设计和实现下一代设备的基本条件。绘制系统方框图时必须考虑系统的用户，系统用户在定义系统结构时起关键作用。
多年前，我就开始着手收集关于与航空和无线电系统工作相关的信息，我把它们放在一个文件里，文件中收集了我用到的所有公式，随着时间的推移，文件变厚了，我也曾开设过面向无线电工程师和飞行员的培训课程。长久以来，我一直打算将所有的这些信息放在一个整洁的地方，现在我要做的正是此事，我要整理我所有的笔记，将它们书面化，编成此书。
我不敢自诩这本书囊括了关于移动无线电通信和航空移动无线电的所有知识，但是我希望这本书能够给读者提供相关的基础知识和必要的解释，同时对读者的进一步阅读提供必要的指导。此学科的发展是无止境的，学科的内容也在经历不断的增长、自我调整和更新的过程，我试图将最新的信息包含在此书中。
如果你发现书中存在歧义或需要改动之处，如果你愿意与我分享，我将珍视你的任何评论和信息，与此同时，我衷心地希望你能从我的书中获益。
你可以通过我的E-mail地址dale.stacey@consultacom.com与我联系。
祝阅读愉快！
致谢
在此，我感谢我的妻子Mary和我的两个小天使Caitlin和Isla，感谢你们牺牲了家庭的时间支持我写这本书。
我还要感谢Barbara d’Amato、Alan Jamieson、Kors van der Boogard、John Mettrop(排名不分先后)，在我着手编写此书时，他们给予了我热心的评论与意见。此外，我还要感谢Liviu Popiescu、Roger Kippenberger、Carol Szabo和Stan Jenkins，他们为本书的编写工作做出了直接或间接的贡献。
向所有其他的航空业和无线电业的同事、同僚和领导表示感谢。他们是Norman Rabone、John Franklin、Geoffrey Bailey、Christian Pelmoine和Howard Morris。感谢他们与我分享他们的经验、观点和知识，从而使本书的编写得以完成。
感谢我的大学和中学老师，他们为我的职业生涯提供了所需的基础教育和训练，其中尤其要感谢Sparrow先生、Wills博士、Crawford先生、Aggarwal博士和Redfern博士。
感谢我的母亲Elizabeth和我的父亲Derek，他们赋予我生命，并且在我的生活中一直给予我帮助。也感谢我的好兄弟Paul和Glen，他们间接地参与了编写工作。
关于作者
作者Dale Stacey于1988年毕业于英国Bath大学，获得电力与电子工程专业的学士学位(荣誉生)。之后，1991年Dale Stacey成为英国的一名特许工程师，1993年成为澳大利亚的特许工程师。Dale Stacey工作兴趣广泛，他在世界上的许多地方以无线电系统工程师和项目经理的身份工作过，最近的15年里他以咨询师身份工作。
作者所从事的项目涉及可行性研究、策划与设计、安装与委托、项目管理、运营/维护与系统网络管理。相关技术涉及微波无线电链路、甚高频/超高频(VHF/UHF)移动系统、GSM第三代移动通信系统、WiMAX与私人移动系统、甚小口径终端(VSAT)卫星系统。
项目合作单位涉及石油企业、公用事业公司与公共电信运行商(PTT)、矿业公司、移动运营商、银行、设备制造商与计算机网络供应商、互联网服务供应商(ISP)和澳大利亚、亚洲、北美和欧洲的联邦及区域政府部门。
最近的项目主要集中在航空无线电系统方面。作为咨询师，作者曾与欧控(Eurocontrol)、国际民航组织(ICAO)、国际航空运输协会(IATA)、各级政府行政机关、空中导航服务供应商(ANSP)、国际上的航空机构及公司合作。
作者拥有澳大利亚和英国双重国籍，可想而知，他时常飞行于两个大陆之间，终日与无线电打交道。
作者将他的咨询服务以及在无线电工程领域，尤其是航空移动无线电领域的教学事业视为自己生命的全部。关于作者提供的培训及咨询服务，你可以在www.consultacom.com上找到，或者发E-mail至dale.stacey@consultacom.com。
修订、修改、更新、责任
如果你对本书中的内容有任何反馈意见、修改意见，或者对书中各部分间的关联性有任何看法，或者你认为某些话题需要进一步加以修饰，或是需要增加新的话题，我将珍视你的反馈信息。我承诺我会认真阅读所有的评论，并在必要时在书中进行更新，我相信这是改进此书的最好方法。我将赠送你一本此书或者更新的版本，并把你对此书的贡献包含在致谢中，以示谢意。
在编写此书时，我试图保持相关的专业机构所规定的书的专业特性，与此同时，我也竭力在书中提供准确清楚的信息。我衷心地希望，在更新的版本中，我能不断地完善此书，在此过程中，你的帮助尤为重要。
本书的结构安排
本书中的章节都是以时间顺序安排的，读者可以根据自己的专业兴趣跳过某些章节。另外，书中也采用了一种矩阵式的布局结构，在理论部分和实践部分之间加了一个中间层面，称为系统层面。这样，实际上同一话题在书中被重复了三次，分别强调理论、系统结构单元和实际实现，所以读者在阅读过程中可以随时回头翻阅基本原理部分，或把注意力集中在系统层面或是物理实现部分。
为保持文章的内容在逻辑上的连贯性，我们还在附录部分中汇总了公式、变量、缩略语、常量、单位转换等。

查看更多 > 图书评论

暂无评论

发表图书评论

评论标题：
评论内容：
验证码：: 看不清楚
点击刷新
: 您还没有登录，请登录后再评论。
点击“登录”

购买过本书的顾客还买过

{{data.bookName}}

￥{{data.price}}