CN103188600B - 一种适应于dme系统工作频率的地空通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适应于DME系统工作频率的地空通信方法及系统，涉及地空通信领域，所述方法包括：在地空通信系统中，机载终端预存飞行航路内的各基站位置及工作频率的信息；机载终端根据其当前位置和预存的所述各基站位置信息，确定当前所属基站，并根据预存的基站工作频率信息，确定机载终端的工作频率；利用所述机载终端的工作频率，与所述当前所属基站进行地空通信。本发明实现了适应于DME系统工作频率的机载终端和其所属基站之间的地空通信，并且在机载终端和其所属基站进行通信期间，对所述DME系统无干扰。

Description

一种适应于DME系统工作频率的地空通信方法及系统

技术领域

本发明涉及地空通信领域，特别涉及一种适应于DME系统工作频率的地空通信方法及相关系统。

背景技术

DME即测距设备，是目前民用航空广泛运用的一种近程航空无线电导航系统。DME系统工作频率范围为962-1213MHz，整个频段以频分和码分形式共划分为252个频点，各频点间隔1MHz，询问频率与应答频率间隔固定为63MHz。DME系统的工作模式分为两种，分别是X模式和Y模式，如图1所示，早期系统只有126个X模式工作波道，后来在X模式基础上扩展了Y模式。目前，国内暂未规划使用Y模式，仅使用了X模式，且为了保护二次雷达系统，X模式的1-16及60-69波道未使用。

DME系统中各个站点频率规划早已完成，这些信息可以作为地空通信系统频率规划建站时的先验信息预先存储到知识库。

一般来说，能够预先获得DME机载设备和DME地面站接收机(针对地空通信宽带信号的)的抗干扰指标，类似表1所示的DME接收机对地空通信宽带干扰信号的抗干扰门限表，当干扰信号(中心频率)与接收机中心频点的间隔不同时，抗干扰门限不同。

表1

由于频率资源的需求不断增大，而频率资源在一定区域、时空范围内是有限的，且当前频率资源的利用率低，因此，频率资源的供需矛盾愈发明显。对于地空通信系统而言，如果有效利用现有频率资源进行地空通信，成为本发明所要解决的首要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适应于DME系统工作频率的地空通信方法及系统，解决了地空通信系统复用DME系统工作频率进行地空通信的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种适应于DME系统工作频率的地空通信方法，包括：

A)在地空通信系统中，机载终端预存飞行航路内的各基站位置及工作频率的信息；

B)机载终端根据其当前位置和预存的所述各基站位置信息，确定当前所属基站，并根据预存的基站工作频率信息，确定机载终端的工作频率；

C)所述机载终端利用所确定的工作频率，与所述当前所属基站进行地空通信。

所述步骤B)包括：

机载终端移动过程中，机载终端通过GPS接收机实时获取其当前位置；

将所获取的当前位置和预存的各基站位置信息进行比较，找到临近的多个目标基站；

对所述多个目标基站的信号进行监控测量，确定当前所属基站；

将预存的当前所属基站的工作频率确定为机载终端的工作频率。

所述步骤C)包括：

机载终端通过持续监控多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的发射脉冲信号，调整其发射功率；

机载终端利用所调整的发射功率和所确定的工作频率，向当前所属基站发送通信信号。

进一步地，所述机载终端的发射功率通过以下步骤确定：

机载终端持续监控多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的发射脉冲信号，并计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的链路损耗；

利用所述链路损耗，计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰功率；

实时对比所计算的干扰功率与所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰门限，并根据对比结果调整发射功率。

所述方法还包括：

当前所属基站通过持续监控多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的发射脉冲信号，调整其发射功率；

当前所属基站利用所调整的发射功率和其工作频率，向机载终端发送通信信号。

进一步地，所述当前所属基站的发射功率通过以下步骤确定：

当前所属基站持续监控多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的发射脉冲信号，并计算其与所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的链路损耗；

利用所述链路损耗，计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰功率；

实时对比所计算的干扰功率与所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰门限，并根据对比结果调整发射功率。

所述方法还包括：

机载终端与其当前所属基站进行通信期间，通过持续监听一个或多个待切换基站的同步信道，获取目标基站；

当机载终端未收到当前所属基站的通信信号或收到的所述通信信号的发射功率过低时，将所述目标基站确定为当前所属基站。

进一步地，所述基站的工作频率通过以下步骤确定：

根据多个临近的DME地面站的发射脉冲信号和干扰门限，确定不干扰多个临近的DME地面站的最大链路预算一，并得到所述最大链路预算一对应的候选频率；

根据多个临近的DME机载设备的发射脉冲信号和干扰门限，确定不干扰多个临近的DME机载设备的最大链路预算二，并得到所述最大链路预算二对应的候选频率；

比较所述最大链路预算一和最大链路预算二，得到较小的最大链路预算，并将所述较小的最大链路预算对应的候选频率作为所述基站的发射频率。

进一步地，按照经纬度信息将待覆盖飞行航路划分为多个微小区，当机载终端经过某个微小区时，机载终端在所述微小区的工作频率通过以下步骤确定：

根据多个临近的DME地面站的发射脉冲信号和干扰门限，确定不干扰多个临近的DME地面站的最大链路预算三，并得到所述最大链路预算三对应的候选频率；

根据多个临近的DME机载设备的发射脉冲信号和干扰门限，确定不干扰多个临近的DME机载设备的最大链路预算四，并得到所述最大链路预算四对应的第四候选频率；

比较所述最大链路预算三和最大链路预算四，得到较小的最大链路预算，并将所述较小的最大链路预算对应的候选频率作为所述机载终端在所述微小区的发射频率。

根据本发明的另一方面，提供了一种适应于DME系统工作频率的地空通信系统，包括多个机载终端和至少一个与所述多个机载终端通信的基站，其中，所述机载终端包括：

存储模块，用于预存飞行航路内的各基站位置及工作频率的信息；

频率确定模块，用于根据其当前位置和预存的所述各基站位置信息，确定当前所属基站，并根据预存的基站工作频率信息，确定机载终端的工作频率；

通信模块，用于利用所述机载终端的工作频率，与所述当前所属基站进行地空通信。

进一步地，所述频率确定模块还包括：

定位单元，用于在机载终端移动过程中，通过GPS接收机实时获取其当前位置；

查找单元，用于将所获取的当前位置和预存的各基站位置信息进行比较，找到临近的多个目标基站，对所述多个目标基站的信号进行监控测量，确定当前所属基站；

频率确定单元，用于将预存的当前所属基站的工作频率确定为机载终端的工作频率。

进一步地，所述通信模块包括：

DME地面站发射脉冲监控单元，用于持续监控多个临近的DME地面站的发射脉冲信号；

DME机载设备发射脉冲监控单元，用于持续监控多个临近的DME机载设备的发射脉冲信号；

终端路损计算单元，用于根据所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的发射脉冲信号，计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的链路损耗；

终端功控单元，利用所述链路损耗，计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰功率，并实时对比所计算的干扰功率与所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰门限，根据对比结果调整发射功率；

信号发射单元，用于利用所调整的发射功率和所确定的工作频率，向当前所属基站发送通信信号。

所述基站包括：

DME地面站发射脉冲监控单元，用于持续监控多个临近的DME地面站的发射脉冲信号；

DME机载设备发射脉冲监控单元，用于持续监控多个临近的DME机载设备的发射脉冲信号；

基站路损计算单元，用于根据所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的发射脉冲信号，计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的链路损耗；

基站功控单元，利用所述链路损耗，计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰功率，并实时对比所计算的干扰功率与所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰门限，根据对比结果调整发射功率；

信号发射单元，用于利用所调整的发射功率和其工作频率，向机载终端发送通信信号。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：本发明实现了适应于DME系统工作频率的机载终端和其所属基站之间的地空通信，并且在机载终端和其所属基站进行通信期间，对所述DME系统无干扰。

附图说明

图1是现有技术提供的DME系统的两种工作模式及频率划分图；

图2是本发明实施例提供的适应于DME系统工作频率的地空通信方法原理图；

图3是本发明实施例提供的对第k个候选站址，第j个候选频点，计算其链路预算集合的流程图；

图4是本发明实施例提供的对第k个空中微小区，第j个候选频点，计算其链路预算集合的流程图；

图5是本发明实施例提供的地空通信系统中机载终端结构框图；

图6是本发明实施例提供的地空通信系统中基站的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图2显示了本发明实施例提供的适应于DME系统工作频率的地空通信方法原理图，如图2所示，步骤包括：

步骤S201、在地空通信系统中，机载终端预存飞行航路内的各基站位置及工作频率的信息。所述预存的各基站位置及其工作频率是在进行地空通信系统的区域部署时，根据本区域的DME系统工作频率规划表和DME接收机得干扰门限指标确定。

步骤S202、机载终端根据其当前位置和预存的所述各基站位置信息，确定当前所属基站，并根据预存的基站工作频率信息，确定机载终端的工作频率。

步骤S203、利用所述机载终端的工作频率，与所述当前所属基站进行地空通信。

以下内容中，用基站作为地空通信系统地面基站的简称，用机载终端作为地空通信系统机载终端的简称。

当在某一区域准备部署地空通信系统时，可预先得到该区域内的DME系统工作频率规划表，同时结合类似表1的DME抗干扰门限指标，对基站的各个候选站址(假设共有P个站址)，按以下流程进行站址选择及系统频率规划，如图3和图4所示。

图3显示了本发明实施例提供的对第k个候选站址，第j个候选频点(频率)，计算其链路预算集合的流程图，对于第k个候选站址(k＝1，2，…，P)，步骤如下：

首先，用测试设备监控第k个候选站址处临近的多个(假定有N个)目标DME地面站工作波道的发射脉冲信号功率(在第k个候选站址处的接收功率)；

对各个目标DME地面站工作波道，根据DME地面站的发射信号指标(如发射峰值脉冲功率等)等参数，计算第k个候选站址到目标DME地面站之间的链路损耗(i＝1，2，…，N)；

对第k个候选站址处的各候选频率F_j(j＝1，2，…，X)(共X个候选频率)，分别对应一个链路预算(j＝1，2，…，X)，所述(j＝1，2，…，X)包括基站发射功率、天线增益、射频损耗、DME接收机冗余保护等；

由和可算出该目标DME地面站接收到的第k个候选站址基站信号的干扰功率(频率F_j)，通过查找DME地面站接收机干扰门限表(类似表1)，表中干扰频率F_j与接收中心频点间隔对应的干扰门限大于等于所计算的干扰功率时才满足基站对DME地面站接收机无干扰的要求，由该干扰门限可反推得到基站候选频率F_j对应的链路预算 的意义在于，第k个候选站址基站采用第j个候选频率F_j作为发射频率时，当链路预算不超过时，对第i个目标DME地面站工作波道的DME地面站无干扰；

得到所有后，通过以下公式计算

${\mathrm{LBgg}}_j^k={\min }_{i=\mathrm{1,2},\·\·\·,N}\left({\mathrm{LBgg}}_j^{k,i}\right)$ (k＝1，2，…P；j＝1，2，…，X)

所述表示第k个候选站址基站采用第j个候选频率发射时，不干扰临近DME地面站的最大链路预算。

然后，用测试设备持续监控第k个候选站址处临近多个目标航线的DME机载设备工作波道的发射脉冲信号功率(在第k个候选站址处的接收功率)，对同一个频道的接收功率，取监控得到的最大值用作以下计算；

对各个目标DME机载设备工作波道的DME机载设备，根据DME机载设备的发射脉冲信号指标(如发射峰值脉冲功率等)等参数，计算第k个候选站址到目标DME机载设备接收机之间的链路损耗(i＝1，2，…，N)；

对第k个候选站址处的各候选频率F_j(j＝1，2，…，X)(共X个候选频率)，分别对应一个链路预算(j＝1，2，…，X)，所述(j＝1，2，…，X)包括基站发射功率、天线增益、射频损耗、DME接收机冗余保护等；

由和可算出该目标DME机载设备接收机接收到第k个候选站址基站信号的干扰功率(频率F_j)，通过查DME机载设备接收机干扰门限表(类似表1)，表中干扰频率F_j与接收中心频点间隔对应的干扰门限大于等于所计算的干扰功率时才满足基站对DME机载设备接收机无干扰的要求，由该干扰门限可反推得到基站候选频率F_j对应的链路预算的意义在于，第k个候选站址基站采用第j个候选频率F_j作为发射频率时，当链路预算不超过时，对第i个目标波道的DME机载接收机无干扰；

得到所有后，通过以下公式计算

${\mathrm{LBga}}_j^k={\min }_{i=\mathrm{1,2},\·\·\·,N}\left({\mathrm{LBga}}_j^{k,i}\right)$ (k＝1，2，…P；j＝1，2，…，X)

所述表示第k个候选站址基站采用第j个候选频率F_j发射通信信号时，不干扰临近DME机载设备接收机的最大链路预算。

最后，得到所有和并通过以下公式计算

${\mathrm{LBg}}_j^k=\min ({\mathrm{LBgg}}_j^k,{\mathrm{LBga}}_j^k)$ (k＝1，2，…P；j＝1，2，…，X)

所述表示第k个候选站址基站采用第j个候选频率F_j发射通信信号时，不干扰DME系统的最大链路预算。

图4显示了本发明实施例提供的对第k个空中微小区，第j个候选频点(频率)，计算其链路预算集合的流程图，对地空通信系统待覆盖的航线(或/及区域，以下均以航线代替)，按经纬度信息将其均匀划分为许多空中立体柱状微小区，小区中心为某一固定的经纬度(可预先任意设定)，小区半径比如为5公里，小区覆盖高度为航线飞机所有可能的高度(比如2000米到12000米)。划分为微小区的目的是为了方便飞机飞越多个微小区时实时监测飞机接收到的DME信号功率，原则上小区半径可无限细分以提高测试精度，但测试工作量及计算量将大大增大，且由于GPS信息本身存在一定的误差，小区细分到一定程度即可。假定将某一待覆盖航线划分为了Q个微小区，每个微小区的中心经纬度坐标为GPS^k(k＝1，2，…，Q)，飞机当前位置可由GPS信息实时获取，当测试飞机在飞越第k个微小区时，持续监控接收到的临近多个(假定有M个)目标DME地面站工作波道的发射信号功率，对同一个频道的接收功率，取监控得到的最大值用作以下计算。

首先，对各个目标DME地面站站工作波道，根据DME地面站的发射信号指标(如发射峰值脉冲功率等)等参数，计算飞机到目标DME地面站的链路损耗(i＝1，2，…，M)；

对飞机飞越第k个微小区时的各候选频率F_j(j＝1，2，…，Y)(共Y个候选频率)，分别对应一个链路预算(j＝1，2，…，Y)，所述(j＝1，2，…，Y)包括机载终端发射功率、天线增益、射频损耗、DME接收机冗余保护等；

由和可算出该目标DME地面站接收到的位于飞机上的机载终端信号的干扰功率(频率F_j)，通过查DME地面站接收机干扰门限表(类似表1)，表中干扰频率F_j与接收中心频点间隔对应的干扰门限大于等于所计算的干扰功率时才满足机载终端对DME地面站接收机无干扰的要求，由该门限可反推得到机载终端候选频率F_j对应的链路预算的意义在于：飞机处于第k个空中微小区时，机载终端采用第j个候选频率F_j作为发射频率时，当链路预算不超过时，对第i个目标接收频率的DME地面站无干扰；

得到所有后，通过以下公式计算

${\mathrm{LBag}}_j^k={\min }_{i=\mathrm{1,2},\·\·\·,M}\left({\mathrm{LBag}}_j^{k,i}\right)$ (k＝1，2，…Q；j＝1，2，…，Y)；

所述表示飞机处于第k个空中微小区时、机载终端采用第j个候选频点发射通信信号，不干扰临近DME地面站的最大链路预算。

然后，持续监控接收到的临近多个(假定有M个)目标DME机载设备工作波道的发射脉冲信号功率，对同一个频道的接收功率，取监控得到的最大值用作以下计算。

对各个目标DME机载设备工作波道，根据DME机载设备的发射信号指标(如发射峰值脉冲功率等)等参数，计算飞机到目标DME接收机的链路损耗(i＝1，2，…，M)，对飞机在第k个空中微小区的各候选频率F_j(j＝1，2，…，Y)(共Y个候选频率)，分别对应一个链路预算(j＝1，2，…，Y)，所述(j＝1，2，…，Y)包括终端发射功率、天线增益、射频损耗、DME接收机冗余保护等；

由和可算出该目标DME机载设备接收机接收到的机载终端信号的干扰功率(频率F_j)，通过查DME机载设备接收机干扰门限表(类似表1)，表中干扰频率F_j与接收中心频点间隔对应的干扰门限大于等于所计算的干扰功率时才满足机载终端对DME机载设备接收机无干扰的要求，由该干扰门限可反推得到机载终端各候选频率F_j对应的链路预算 的意义在于，飞机处于第k个空中微小区时，机载终端采用第j个候选频率F_j作为发射频率，当链路预算不超过时，对第i个目标接收频率的DME机载设备接收机无干扰；

得到所有后，通过以下公式计算

${\mathrm{LBaa}}_j^k={\min }_{i=\mathrm{1,2},\·\·\·,M}\left({\mathrm{LBaa}}_j^{k,i}\right)$ (k＝1，2，…Q；j＝1，2，…，Y)；

所述表示飞机处于第k个空中微小区时，机载终端采用第j个候选频率F_j发射通信信号，不干扰临近DME机载设备接收机的最大链路预算。

最后，得到所有和后，通过以下公式计算

${\mathrm{LBa}}_j^k=\min ({\mathrm{LBag}}_j^k,{\mathrm{LBaa}}_j^k)$ (k＝1，2，…Q；j＝1，2，…，Y)

所述表示飞机处于第k个空中微小区时，机载终端采用第j个候选频率F_j发射通信信号时，不干扰DME系统的最大链路预算。

按照图3和图4所述流程，得到各基站候选站址的及空中各微小区的后，由这些个候选频点对应的最大链路预算可进行进一步的频率规划，最终完成基站站址选择及小区频率规划，这一过程包括以下原则：

1、对基站站址k，尽量选择具有最大的频点j作为基站发射频率；

2、某一基站站址k及发射频率确定下来后，该基站的链路预算也就确定下来，即为对应的随即该基站的覆盖范围等也确定下来；

3、若候选频率许可，小区之间最好采用异频组网；

4、一个小区是由多个空中连续微小区组合构成，原则上，由于DME系统的频率规划已确定，机载终端在高空飞行时，对目标DME接收机造成的干扰功率是缓慢变化的，因此对应的也是缓慢变化的。因此，连续的微小区可以组合成为一个范围较大的小区b(比如半径100公里)，在小区b中，机载终端采用某一单一发射频率与该小区基站发射频率相对应；

以上流程即完成基站站址选择及小区频率规划。

本发明实施例还提供了一种适应于DME系统工作频率的地空通信系统，包括多个机载终端和至少一个与所述多个机载终端通信的基站，其中，所述机载终端结构框图如图5所示，包括：

存储模块，用于预存飞行航路内的各基站位置及工作频率的信息。

频率确定模块，用于根据其当前位置和预存的所述各基站位置信息，确定当前所属基站，并根据预存的基站工作频率信息，确定机载终端的工作频率。所述频率确定模块还包括定位单元、查找单元和频率确定单元。所述定位单元用于在机载终端移动过程中，通过GPS接收机实时获取其当前位置；所述查找单元用于将所获取的当前位置和预存的各基站位置信息进行比较，找到临近的多个目标基站，并对所述多个目标基站的信号进行监控测量，确定当前所属基站；所述频率确定单元用于将预存的当前所属基站的工作频率确定为机载终端的工作频率。

通信模块，用于利用所述机载终端的工作频率，与所述当前所属基站进行地空通信。所述通信模块包括DME地面站发射脉冲监控单元、DME机载设备发射脉冲监控单元、终端路损计算单元、终端功控单元和信号发射单元。所述DME地面站发射脉冲监控单元用于持续监控多个临近的DME地面站的发射脉冲信号；所述DME机载设备发射脉冲监控单元用于持续监控多个临近的DME机载设备的发射脉冲信号；所述终端路损计算单元用于根据所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的发射脉冲信号，计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的链路损耗；所述终端功控单元用于利用所述链路损耗，计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰功率，并实时对比所计算的干扰功率与所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰门限，根据对比结果调整发射功率；所述信号发射单元用于利用所调整的发射功率和所确定的工作频率，向当前所属基站发送通信信号。

所述基站结构框图如图6所示，包括：

DME地面站发射脉冲监控单元，用于持续监控多个临近的DME地面站的发射脉冲信号；

DME机载设备发射脉冲监控单元，用于持续监控多个临近的DME机载设备的发射脉冲信号；

基站路损计算单元，用于根据所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的发射脉冲信号，计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的链路损耗；

基站功控单元，利用所述链路损耗，计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰功率，并实时对比所计算的干扰功率与所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰门限，根据对比结果调整发射功率；

信号发射单元，用于利用所调整的发射功率和其工作频率，向机载终端发送通信信号。

所述地空通信系统的工作流程具有以下特性：

1、飞机停靠地面时，预先将待飞行航线的航路信息读取并存储到机载终端的本地存储器中，各航路信息可一次性存储到终端存储器中，每次飞行前，只需查找调出即可，若航路信息有更新时，可预先进行更新；预先将航路沿途覆盖范围内的小区信息存储到机载终端本地存储器中，可预存的小区信息包括各小区的基站位置信息(即各小区大致的覆盖范围)，各小区的基站工作频率信息等。

2、飞机在飞行过程中，机载终端工作时，会实时获取飞机当前的位置信息(比如通过GPS接收机)，同时利用预存的航路信息及沿途基站信息，便于机载终端及时进行小区接入及小区切换。

3、机载终端开机后，不用对所有可能的同步信道进行搜索，只需根据当前飞机位置信息第一时间找到所属基站，即当前“最近”的基站，快速同步到该基站。进一步地，机载终端根据当前飞机位置信息和预存的各基站位置信息进行比较，找到临近的多个目标基站，并监控测量所述多个目标基站的信号，例如信号的发射功率，以便确定当前所属基站。

4、机载终端捕获小区的同步信道后，在首次发起接入时，可根据飞机与基站的位置信息计算两者之间距离，由该距离计算得到一个初始TA值，使得机载终端可快速接入基站。

5、机载终端在与当前小区的通信过程中，会持续监听下一个(或几个)可能的待切换小区基站同步信道，提前捕获到下一个目标基站，随时做好切换准备，当本小区基站功率突然降低很多或者小区静默时，终端会第一时间按上述流程接入到新小区基站。

6、基站发射功率实时调整步骤如下：

首先，基站功控单元实时调整控制基站射频发射功率，确保对临近的目标DME站无干扰：

基站具有一个DME地面站发射脉冲监控单元，该装置可持续监控多个目标波道的DME地面站的发射脉冲信号，得到稳态的接收脉冲功率；

根据这一稳态脉冲功率(及DME地面站的发射信号指标，如发射脉冲峰值功率等)，基站的路损计算单元计算基站与目标DME地面站之间的链路损耗；

由这一实时计算的链路损耗，加上链路预算(包括基站当前发射功率、天线增益、射频损耗、DME地面站接收机冗余保护等)，可实时算出基站到达目标DME地面站的干扰功率；

通过实时对比该干扰功率与DME地面站接收机的标称干扰门限，基站功控单元可实时调整自身发射功率，以确保其发射信号对目标DME地面站无干扰；

其次，基站功控单元实时调整控制基站射频发射功率，确保对临近的目标DME机载设备无干扰：

基站具有一个DME机载设备发射脉冲监控单元，该装置可持续监控多个目标波道的DME机载设备的发射脉冲信号，得到稳态的接收脉冲功率；

根据这一稳态脉冲功率(及DME机载设备的发射信号指标，如发射脉冲峰值功率等)，基站的路损计算单元计算基站与目标DME机载设备接收机之间的链路损耗；

由这一实时计算的链路损耗，加上链路预算(包括基站当前发射功率、天线增益、射频损耗、DME机载设备接收机冗余保护等)，可实时算出基站到达目标DME机载设备接收机的干扰功率；

通过实时对比该干扰功率与DME机载设备接收机的干扰门限，基站功控单元可实时调整自身发射功率，以确保其发射信号对目标DME机载设备无干扰；

基站功控过程中，在对目标DME机载设备接收机无干扰的前提下，基站可自适应提高发射功率以增加通信带宽；

基站功控过程中，在突发情况下，如目标DME脉冲功率很大时，基站可自适应降低发射功率直至关闭发射通道。

7、机载终端发射功率调整除受正常的基站功控过程控制外，也额外受自身DME脉冲功率监控单元的控制，调整步骤如下：

首先，终端功控单元实时控制调整机载终端射频发射功率，确保对临近的目标DME地面站无干扰：

机载终端具有一个DME地面站发射脉冲监控单元，该装置可持续监控多个目标波道的DME站的发射脉冲信号，得到稳态的接收脉冲功率；

根据这一稳态脉冲功率(及DME地面站的发射信号指标，如发射脉冲峰值功率等)，终端的路损计算单元计算终端与目标DME地面站之间的链路损耗；

由这一实时计算的链路损耗，加上链路预算(包括机载终端当前发射功率、天线增益、射频损耗、DME地面站接收机冗余保护等)，可实时算出机载终端到达目标DME地面站的干扰功率；

通过实时对比该干扰功率与DME地面站接收机的干扰门限，终端功控单元可实时调整自身发射功率，以确保其发射信号对目标DME站无干扰。

其次，终端功控单元实时调整控制终端射频发射功率，确保对临近的目标DME机载设备无干扰：

机载终端具有一个DME机载设备发射脉冲监控单元，可持续监控多个目标波道的DME机载设备的发射脉冲信号，得到稳态的接收脉冲功率；

根据这一稳态脉冲功率(及DME机载设备的发射信号指标，如发射脉冲峰值功率等)，终端路损计算单元计算机载终端与目标DME机载设备接收机之间的链路损耗；

由这一实时计算的链路损耗，加上链路预算(包括机载终端当前发射功率、天线增益、射频损耗、DME机载设备接收机冗余保护等)，可实时算出机载终端到达目标DME机载设备接收机的干扰功率；

通过实时对比该干扰功率与DME机载设备接收机的干扰门限，终端功控单元可实时调整自身发射功率，以确保其发射信号对目标DME机载设备无干扰；

以上机载终端的功控过程中，突发情况下，如目标DME脉冲功率很大时，机载终端可自适应降低发射功率直至关闭发射通道。

本发明中，地空通信的频分双工FDD通信模式使用L波段频率，与DME系统复用962-1213MHz频段，并且对DME系统无干扰。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种适应于DME系统工作频率的地空通信方法，其特征在于，包括：

A)在地空通信系统中，机载终端预存飞行航路内的各基站位置及工作频率的信息；

B)机载终端根据其当前位置和预存的所述各基站位置信息，确定当前所属基站，并根据预存的基站工作频率信息，确定机载终端的工作频率；

C)所述机载终端利用所确定的工作频率，与所述当前所属基站进行地空通信；

所述基站的工作频率通过以下步骤确定：

根据多个临近的DME地面站的发射脉冲信号和干扰门限，确定不干扰多个临近的DME地面站的最大链路预算一，并得到所述最大链路预算一对应的候选频率；

根据多个临近的DME机载设备的发射脉冲信号和干扰门限，确定不干扰多个临近的DME机载设备的最大链路预算二，并得到所述最大链路预算二对应的候选频率；

比较所述最大链路预算一和最大链路预算二，得到较小的最大链路预算，并将所述较小的最大链路预算对应的候选频率作为所述基站的发射频率；

其中，所述DME是测距设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B)包括：

机载终端移动过程中，机载终端通过GPS接收机实时获取其当前位置；

将所获取的当前位置和预存的各基站位置信息进行比较，找到临近的多个目标基站；

对所述多个目标基站的信号进行监控测量，确定当前所属基站；

将预存的当前所属基站的工作频率确定为机载终端的工作频率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤C)包括：

机载终端通过持续监控多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的发射脉冲信号，调整其发射功率；

机载终端利用所调整的发射功率和所确定的工作频率，向当前所属基站发送通信信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述机载终端的发射功率通过以下步骤确定：

机载终端持续监控多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的发射脉冲信号，并计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的链路损耗；

利用所述链路损耗，计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰功率；

实时对比所计算的干扰功率与所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰门限，并根据对比结果调整发射功率。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当前所属基站通过持续监控多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的发射脉冲信号，调整其发射功率；

当前所属基站利用所调整的发射功率和其工作频率，向机载终端发送通信信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当前所属基站的发射功率通过以下步骤确定：

当前所属基站持续监控多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的发射脉冲信号，并计算其与所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的链路损耗；

利用所述链路损耗，计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰功率；

实时对比所计算的干扰功率与所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰门限，并根据对比结果调整发射功率。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

机载终端在与其当前所属基站进行通信期间，通过持续监听一个或多个待切换基站的同步信道，获取目标基站；

当机载终端未收到当前所属基站的通信信号或收到的所述通信信号的发射功率过低时，将所述目标基站确定为当前所属基站。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，按照经纬度信息将待覆盖飞行航路划分为多个微小区，当机载终端经过某个微小区时，机载终端在所述微小区的工作频率通过以下步骤确定：

根据多个临近的DME地面站的发射脉冲信号和干扰门限，确定不干扰多个临近的DME地面站的最大链路预算三，并得到所述最大链路预算三对应的候选频率；

根据多个临近的DME机载设备的发射脉冲信号和干扰门限，确定不干扰多个临近的DME机载设备的最大链路预算四，并得到所述最大链路预算四对应的第四候选频率；

比较所述最大链路预算三和最大链路预算四，得到较小的最大链路预算，并将所述较小的最大链路预算对应的候选频率作为所述机载终端在所述微小区的发射频率。

9.一种适应于DME系统工作频率的地空通信系统，包括机载终端和至少一个与所述机载终端通信的基站，其特征在于，所述机载终端包括：

存储模块，用于预存飞行航路内的各基站位置及工作频率的信息；

频率确定模块，用于根据其当前位置和预存的所述各基站位置信息，确定当前所属基站，并根据预存的基站工作频率信息，确定机载终端的工作频率；

通信模块，用于利用所述机载终端的工作频率，与所述当前所属基站进行地空通信；

确定所述基站的工作频率包括：

根据多个临近的DME地面站的发射脉冲信号和干扰门限，确定不干扰多个临近的DME地面站的最大链路预算一，并得到所述最大链路预算一对应的候选频率；

根据多个临近的DME机载设备的发射脉冲信号和干扰门限，确定不干扰多个临近的DME机载设备的最大链路预算二，并得到所述最大链路预算二对应的候选频率；

比较所述最大链路预算一和最大链路预算二，得到较小的最大链路预算，并将所述较小的最大链路预算对应的候选频率作为所述基站的发射频率；

其中，所述DME是测距设备。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述频率确定模块还包括：

定位单元，用于在机载终端移动过程中，通过GPS接收机实时获取其当前位置；

查找单元，用于将所获取的当前位置和预存的各基站位置信息进行比较，找到临近的多个目标基站，并对所述多个目标基站的信号进行监控测量，确定当前所属基站；

频率确定单元，用于将预存的当前所属基站的工作频率确定为机载终端的工作频率。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述通信模块包括：

DME地面站发射脉冲监控单元，用于持续监控多个临近的DME地面站的发射脉冲信号；

DME机载设备发射脉冲监控单元，用于持续监控多个临近的DME机载设备的发射脉冲信号；

终端路损计算单元，用于根据所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的发射脉冲信号，计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的链路损耗；

终端功控单元，用于利用所述链路损耗，计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰功率，并实时对比所计算的干扰功率与所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰门限，根据对比结果调整发射功率；

信号发射单元，用于利用所调整的发射功率和所确定的工作频率，向当前所属基站发送通信信号。

12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述基站包括：

DME地面站发射脉冲监控单元，用于持续监控多个临近的DME地面站的发射脉冲信号；

DME机载设备发射脉冲监控单元，用于持续监控多个临近的DME机载设备的发射脉冲信号；

基站路损计算单元，用于根据所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的发射脉冲信号，计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的链路损耗；

基站功控单元，利用所述链路损耗，计算其到所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰功率，并实时对比所计算的干扰功率与所述多个临近的DME地面站和/或DME机载设备的干扰门限，根据对比结果调整发射功率；

信号发射单元，用于利用所调整的发射功率和其工作频率，向机载终端发送通信信号。