李上

摘要：甚高頻長嘩干擾是一種由傳輸路由故障引起電臺持續(xù)發(fā)射而產(chǎn)生同頻異址干擾的干擾類型。它是一類比較罕見但危害嚴重的干擾現(xiàn)象，該文分析了長嘩干擾的原理和影響，探討抑制長嘩干擾的方法并設(shè)計建模。

關(guān)鍵詞：民航；長嘩干擾；E信令；地空通信

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）17-0025-02

隨著民用航空領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展和航班架次的快速增長，為了保證地空通信的暢通，一般空域內(nèi)甚高頻信號要達到三重甚至四重覆蓋。這樣提高了地空通信的穩(wěn)定性，但地空通信鏈路中間環(huán)節(jié)增多，易被不可控因素干擾。

長嘩干擾是一種由傳輸路由異常引起的干擾現(xiàn)象，長嘩干擾按無線電干擾分類屬于同頻異址干擾的一種。這類干擾現(xiàn)象十分少見但對與空域內(nèi)的地空通信網(wǎng)絡(luò)具有極強的破壞性，一旦長嘩干擾發(fā)生往往對于該空域的飛行安全有著非常惡劣的影響。

1長嘩干擾的原理

同頻干擾是指無效信號的載頻與有效信號的載頻相同，并對接收同頻道的接收機造成干擾。長嘩干擾是指某一個甚高頻臺站遠端傳輸路由異常導(dǎo)致傳輸設(shè)備E信令接地，使得該臺站所有甚高頻電臺產(chǎn)生持續(xù)或簡短的誤發(fā)射而影響相同空域內(nèi)其他同頻甚高頻電臺接收的干擾，所以長嘩干擾是一類較為罕見的同頻異址干擾。

如圖1所示為127MHz的傳輸鏈路示意圖，這也是通常情況下一個頻率從甚高頻臺站到管制終端的傳輸示意。局端傳輸設(shè)備的信令線通常設(shè)為M信令，遠端傳輸設(shè)備的信令通常設(shè)為E信令，但設(shè)置情況隨傳輸設(shè)備型號的不同而不同，本文內(nèi)均如圖1-1設(shè)置為遠端傳輸設(shè)備的信令為E信令。

點a為運營商部分，根據(jù)對長嘩干擾現(xiàn)象的分析得出一般情況下，引起長嘩干擾的原因是運營商處或遠端傳輸設(shè)備處異常。當(dāng)a點發(fā)生異常將c點遠端傳輸設(shè)備E信令的電壓拉低，E信令在甚高頻電臺不發(fā)射的情況下電壓為+24V左右。E信令線與電臺的PTT線相接，當(dāng)E信令電壓降低，PTT線的電壓也會降低，目前民航在用的甚高頻電臺P1T線電壓降低到+5V左右時電臺就會發(fā)射。

民航空管使用的PCM采用時分復(fù)用的傳輸方式，將2M帶寬劃分成32個時隙，其中0號時隙和16號時隙中傳輸狀態(tài)信令和控制信令，其他30個時隙來傳輸話音信號。PCM設(shè)備將模擬話音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字話音信號，通過傳輸話音信號的30個時隙傳輸，甚高頻電臺控制信令通過0號與16號時隙傳輸。在發(fā)生長嘩干擾時，我們分為兩種情況討論：

第一種是由于運營商環(huán)節(jié)產(chǎn)生異常，這時遠端的傳輸設(shè)備是正常的，但由于運營商環(huán)節(jié)的設(shè)備向甚高頻臺所屬的遠端設(shè)備發(fā)射誤碼，傳輸設(shè)備傳輸信令的0號和16號時隙不斷接收錯碼。這樣就導(dǎo)致了傳輸設(shè)備E信令線電壓被錯誤的拉低，導(dǎo)致電臺起控發(fā)射。而此時在傳輸話音信號的30個時隙中時沒有數(shù)據(jù)的，所以解析這樣的誤碼后電臺并不會發(fā)射出話音，只是會持續(xù)或間斷的誤發(fā)射。

第二種情況是遠端傳輸設(shè)備電壓異常，例如傳輸設(shè)備內(nèi)部供電故障而掉電，這樣E信令線的電壓會降低至0V，而此時電臺的供電是正常，由于電臺PTT線和傳輸設(shè)備的E信令線相連，電臺的PTY線也會被拉低，電臺就會誤發(fā)射。

以上就是甚高頻電臺長嘩干擾的成因，需要注意的是，如果一個甚高頻臺由于傳輸異常發(fā)生長嘩干擾現(xiàn)象時，如圖1所示中b點局端的控制終端處是無法通過有異常的傳輸路由遙控遠端的設(shè)備的。并且一個甚高頻臺一旦發(fā)生長嘩干擾現(xiàn)象，則此臺站的所有甚高頻電臺均會產(chǎn)生誤發(fā)射現(xiàn)象。一般情況下，長嘩干擾的現(xiàn)象分兩種情況：第一種情況是斷續(xù)長嘩，即電臺持續(xù)的誤發(fā)射，但每次發(fā)射都持續(xù)很短的時間，通過監(jiān)聽會不斷聽到“噠噠”聲；第二種情況是持續(xù)長嘩，即電臺會不間斷的誤發(fā)射，這樣電臺的發(fā)射會持續(xù)被占用，直到電臺的發(fā)射保護功能啟動。

2長嘩干擾的影響

如圖2所示為半徑100公里的某片空域，在這片空域內(nèi)建有4個甚高頻臺，達到了四重覆蓋，每座臺站配備的頻率均為127MHz、127.5MHz、128MHz、128.5MHz四個頻點，分別為區(qū)域管制使用的主備頻率和進近管制使用的主備頻率。

當(dāng)1號甚高頻臺站發(fā)生長嘩干擾時，我們也分兩種情況討論：

第一種情況是1號臺站發(fā)生斷續(xù)長嘩干擾現(xiàn)象，1號甚高頻臺所有頻率的電臺會發(fā)射數(shù)秒停止、再發(fā)射數(shù)秒再停止，如此往復(fù)，從監(jiān)聽設(shè)備上收聽會呈“噠噠”聲。甚高頻電臺在發(fā)射時無法同時接收話音信號，所以在電臺誤發(fā)射的數(shù)秒時間內(nèi)無論飛行器或是空域內(nèi)同頻異址的接收機如2、3、4臺站的同頻接收機均無法收到有效的話音信息。所以在斷續(xù)長嘩干擾發(fā)生時，飛行器和管制終端收到的話音信號都是不完整的話音夾雜著“噠噠”聲。此時1號甚高頻臺電臺的發(fā)射無法使用，2、3、4號甚高頻臺電臺以及空域內(nèi)飛行器機載電臺的發(fā)射均正常，接收均會受到影響。

第二種情況是1號臺站發(fā)生持續(xù)長嘩干擾現(xiàn)象，1號甚高頻臺所有頻率的電臺會持續(xù)誤發(fā)射，從監(jiān)聽設(shè)備上收聽不會聽到任何聲音，但電臺保持持續(xù)發(fā)射的狀態(tài)。在1號甚高頻臺發(fā)生持續(xù)長嘩干擾時，2、3、4號甚高頻臺的接收機和空域內(nèi)飛行器的機載接收機會持續(xù)接收1號甚高頻臺誤發(fā)射的電波，所以飛行員和管制員接收一直被占用，無法收到有效的話音信號。此時1號甚高頻臺站電臺由于發(fā)射時不能同時接收，所以臺站的接收與發(fā)射均失效，2、3、4號甚高頻臺以及空域內(nèi)飛行器的機載電臺發(fā)射正常，接收均中斷。

通過上述分析，不難得出當(dāng)發(fā)生斷續(xù)長嘩干擾時，空域內(nèi)的地空通信質(zhì)量嚴重下降，管制員與飛機不能建立通暢的通訊，這極有可能導(dǎo)致流量控制或復(fù)飛等影響安全生產(chǎn)的后果；而當(dāng)發(fā)生持續(xù)長嘩干擾時，空域內(nèi)的地空通信將會處于通信中斷的狀態(tài)，管制員與飛機的通信會失效，很有可能造成墜機、迫降等極其嚴重的飛行事故。兩類長嘩干擾相比較，斷續(xù)長嘩干擾的影響相比持續(xù)長嘩干擾來講，程度稍輕。

不論是發(fā)生斷續(xù)的或是持續(xù)的長嘩干擾時，例如1號甚高頻臺發(fā)生長嘩干擾，則空域內(nèi)與1號甚高頻臺同頻的所有頻率均會受到影響，且無法通過異常的傳輸路由來遠程遙控1號甚高頻臺的設(shè)備。由此也可以看出長嘩干擾對空域內(nèi)地空通信的毀滅性危害。

3實例分析

2013年6月某日，民航內(nèi)蒙古分局區(qū)域管制室和進近管制室同時向甚高頻維護部門反映主備頻無法使用。區(qū)域管制室所使用的的頻率為：主頻133.7MHz，備頻120.5MHz；進近管制室使用的頻率為：主頻124.85MHz，備頻123.85MHz。

維護技術(shù)員去管制現(xiàn)場查看，發(fā)現(xiàn)區(qū)域管制室所有內(nèi)話席位的蠻漢山臺133.7MHz均在斷續(xù)接收，頻次間隔1秒左右，接收時長3秒左右；所有內(nèi)話了目山臺133.7MHz、120.5MHz均在斷續(xù)發(fā)射，頻次間隔1秒左右，發(fā)射時長3秒左右。同時核實進近管制室情況，同樣發(fā)現(xiàn)所有內(nèi)話席位蠻漢山臺124.85MHz，呼和浩特本場124.85MHz、123.85MHz均在斷續(xù)接收，頻次間隔1秒左右，接收時長3秒左右；所有內(nèi)話了目山臺124.85MHz、123.85MHz均在斷續(xù)發(fā)射，頻次間隔1秒左右，發(fā)射時長3秒左右。

發(fā)生收發(fā)異常的三個甚高頻臺站分布如圖3所示，了目山甚高頻臺配置頻率133.7MHz、120.5MHz、124.85MHz、123.85MHz四個頻率；蠻漢山配置124.85MHz、133.7MHz；呼和浩特本場配置124.85MHz、123.85MHz。了目山距蠻漢山130公里左右，距呼和浩特本場80公里左右，均在有效的通信范圍內(nèi)。由于蠻漢山臺和呼和浩特本場的設(shè)備均顯示在持續(xù)接收，而了目山臺所有頻率在持續(xù)的發(fā)射，得出長嘩干擾源是了目山臺的甚高頻電臺，聯(lián)系運營商得知了目山臺兩條路由中的聯(lián)通路由正在進行升級，暫時無法恢復(fù)，另一條廣電路由正常。

了目山臺是無人值守甚高頻臺，無法在長嘩干擾發(fā)生時從臺站端操作設(shè)備，所以長嘩干擾一旦發(fā)生，情況十分嚴峻。慶幸的是，了目山廣電路由狀態(tài)正常，且了目山臺的遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)是從廣電路由中傳回，維護人員在最短的時間內(nèi)通過遙控程序關(guān)閉了目山臺站所有的電臺，這才控制住了這次長嘩干擾。如果遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)是從異常路由中傳輸，那么此次長嘩干擾將無法控制，唯一的方法是等異常的傳輸路由自行恢復(fù)。

4保護裝置設(shè)計構(gòu)思

長嘩干擾的主要表現(xiàn)為電臺誤發(fā)射引起的大范圍同頻抑制干擾，而發(fā)生長嘩干擾的主要誘因是傳輸路由的異常情況導(dǎo)致遠端傳輸設(shè)備E信令錯誤接地。所以抑制長嘩干擾的方法可以考慮兩種：一為關(guān)閉發(fā)生長嘩干擾的甚高頻臺站所有的電臺，這樣電臺無法再誤發(fā)射，也就控制了長嘩干擾現(xiàn)象；二可以切斷遠端異常的傳輸路由E信令和電臺PTT線的連接，這樣隔斷了傳輸設(shè)備和電臺的連接，也就阻止了異常的傳輸路由影響電臺的狀態(tài)。

兩種抑制長嘩干擾的方法相比較，顯然切斷遠端異常傳輸路由E信令的方法要遠優(yōu)于關(guān)閉發(fā)生長嘩干擾臺站電臺的方法。關(guān)閉電臺的抑制方法需要不通過傳輸路由實現(xiàn)電臺的自主關(guān)閉，甚高頻電臺外接控制器十分困難，并且判斷是否發(fā)生長嘩干擾極其復(fù)雜，而關(guān)閉了長嘩臺站所有的電臺意味著該臺站停止甚高頻服務(wù)，那么在本空域內(nèi)甚高頻的覆蓋重數(shù)和保障等級就會下降。

使用切斷E信令的抑制方法則可以通過直流繼電器實現(xiàn)，但要判斷長嘩干擾是否發(fā)生還需要單片機最小系統(tǒng)來分析數(shù)據(jù)并且控制繼電器的開合。而長嘩干擾發(fā)生的最典型的特征就是E信令在一段時間內(nèi)頻繁接地或持續(xù)接地，所以只要通過光電耦合器來感應(yīng)E信令對地的次數(shù)就可以判斷是否發(fā)生長嘩。根據(jù)以上分析，可以制作出一種裝置安裝在傳輸設(shè)備E信令線和電臺PTT線之間，它可以自主判斷是否發(fā)生長嘩干擾，從而控制繼電器的狀態(tài)。

如圖4所示為長嘩保護裝置的原理圖，從圖中可以看出長嘩保護裝置并接在傳輸E信令與電臺PTT線之間。利用光電耦合器的隔離特性隔離保護裝置與信令線，防止電壓互相干擾，利用光電耦合器的低電壓導(dǎo)通特性來采集E信令線對地的次數(shù)；單片機分析采集的數(shù)據(jù)后控制直流繼電器切斷或?qū)‥信令線和電臺PTT線的連接。

5結(jié)束語

本文中介紹的甚高頻長嘩干擾現(xiàn)象是—類危害巨大，偶發(fā)性極高的干擾現(xiàn)象，但業(yè)內(nèi)同仁對長嘩干擾的了解以及處置并不是很了解。本文拋磚引玉，希望引起廣大民航空管同仁對長嘩干擾的重視。在長嘩保護裝置成品完成后，應(yīng)對保護裝置進行一系列的測試，如邏輯陛測試、穩(wěn)定性測試、是否對話音質(zhì)量有影響等一系列測試，以期制作出成熟的電臺長嘩干擾保護裝置。