L波段数字航空通信系统技术发展现状与挑战

doi:10.7527/S1000-6893.2023.29161

综述

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L波段数字航空通信系统技术发展现状与挑战

朱衍波¹, 王志鹏¹(), 郭凯², 淡志强¹

^1.北京航空航天大学电子信息工程学院，北京 100191
^2.北京航空航天大学人工智能研究院，北京 100191

收稿日期:2023-06-13 修回日期:2023-07-17 接受日期:2023-10-30 出版日期:2024-05-25 发布日期:2023-12-18
通讯作者: 王志鹏 E-mail:wangzhipeng@buaa.edu.cn
基金资助:
国家重点研发计划(2022YFB3904502);国家自然科学基金(U2233217)

L-band digital aeronautical communications system development status and challenges

Yanbo ZHU¹, Zhipeng WANG¹(), Kai GUO², Zhiqiang DAN¹

^1.School of Electronic Information Engineering，Beihang University，Beijing 　100191，China
^2.Institute of Artificial Intelligence，Beihang University，Beijing 　100191，China

Received:2023-06-13 Revised:2023-07-17 Accepted:2023-10-30 Online:2024-05-25 Published:2023-12-18
Contact: Zhipeng WANG E-mail:wangzhipeng@buaa.edu.cn
Supported by:
National Key Research and Development Program of China(2022YFB3904502);National Natural Science Foundation of China(U2233217)

摘要/Abstract

摘要：

L波段数字航空通信系统（LDACS）具有大带宽、高速率、低延迟、高安全等优势，是未来通信基础设施（FCI）框架中重要的地空宽带通信数据链，也是国际民航组织（ICAO）认证的第一个真正实现通信、导航和监视（CNS）一体化的系统。首先分析了民航地空通信系统的发展需求，梳理了LDACS的发展现状，包括LDACS技术的提出、LDACS国际标准化的推进进程以及典型的应用场景。其次，介绍了LDACS的关键技术，包括频谱资源受限下空地宽带通信技术、L波段同频段信号电磁兼容技术、通导融合技术、基于航空电信网互联网协议簇（ATN/IPS）的移动性管理与多链路接入技术、数据安全传输技术等。最后，总结了中国民航LDACS的发展现状与面临的挑战。

关键词: 航空宽带通信, LDACS, 通导一体, 电磁兼容, ATM现代化

Abstract:

The L-band Digital Aeronautical Communications System （LDACS） is a broadband， high speed and secure communication technique. It is an essential component of the air-to-ground communication system in the framework of the Future Communication Infrastructure （FCI）， and is the first integrated Communication， Navigation and Surveillance （CNS） authenticate by the International Civil Aviation Organization （ICAO）. This study analyzes the development requirements for the aviation air-to-ground communication system. The status of the LDACS， including the presentation of the technique the ICAO standardization and the typical application scenarios are provided. Description of the key LDACS techniques is followed， which consist of the implement of broadband communication within limited spectrum resources， compatibility with the L-band open-sky signals， integration of navigation and communication， mobility management and multi-link access technology based on Aeronautical Telecommunication Network using Internet Protocol Suite （ATN/IPS）， and the secure transmission of data. The status and challenges of the LDACS development in China is also provided.

Key words: aviation broadband communication, LDACS, integrated navigation and communication, compatibility, ATM modernization

中图分类号:

V243

朱衍波, 王志鹏, 郭凯, 淡志强. L波段数字航空通信系统技术发展现状与挑战[J]. 航空学报, 2024, 45(10): 29161-029161.

Yanbo ZHU, Zhipeng WANG, Kai GUO, Zhiqiang DAN. L-band digital aeronautical communications system development status and challenges[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2024, 45(10): 29161-029161.

图/表 8

表 1

图 1

图 2

图 3

图 4

图 5

图 6

图 7

参考文献 72

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主管单位：中国科学技术协会主办单位：中国航空学会北京航空航天大学

地空数据链类型	数据链路	运行年份	工作频段/MHz	最大传输速率/Kbps	接入方式	调制方式
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VHF数据链	A-VDL M2		117.975~137	94.5	TDMA或CSMA	APSK，QAM
宽带数据链	LDACS		前向： 1 110~1 156 反向： 964~1 010	2 600	前向：OFDMA 反向：OFDMA-TDMA	自适应QPSK，16QAM，64-QAM

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