空中上网“好帮手”

前不久，中国商飞公司牵头研制的ATG（Air to Ground）地空宽带通信系统首次在ARJ21飞机103架机上进行了测试试飞，试验取得圆满成功。首次实现了试飞遥测数据网络化实时双向传输应用测试，为智能飞行奠定了坚实基础。

什么是ATG地空宽带通信技术

目前实现高空上网的两种主要方式，分别是卫星通信和ATG地空宽带通信。卫星通信就是利用卫星、飞机、卫星地面基站进行数据传输，其优势是通信覆盖范围广，因此尤为适合国际航线，但其缺点也较为明显——仅能提供窄带服务，在飞机上仅能进行收发邮件、网页浏览等简单上网应用服务，并且飞机改装成本大。

而ATG地空宽带通信是利用成熟的陆地移动通信技术，如3G、4G技术，但需要沿飞行航路架设地面基站，以向高空进行覆盖，通过地面基站直接与飞机进行数据传输。相比卫星通信，ATG地空宽带通信有着不可比拟的高数据带宽、低延迟、低成本的优势，单机带宽是卫星的5倍以上，飞机改装成本仅有卫星通信的十分之一。但ATG地空宽带通信仅能覆盖陆地，对于大面水域的地区来说覆盖广度不如卫星，可对于美国、中国、欧洲等陆地面积辽阔的区域，ATG地空宽带通信覆盖范围足以满足大部分航班需求。

ATG地空宽带通信技术的工作原理

ATG地空宽带通信系统分为ATG机载子系统和ATG地面子系统两部分。ATG机载子系统包括ATG机载端机和ATG机载天线。ATG机载端机主要负责机上终端IP管理、数据解析、数据路由、信号调制解调、自适应数据分发和传输功能。机载天线负责射频信号的发送和接收。ATG地面子系统由地面基站、核心网及地面网关组成，实现机载数据到其他地面通信系统和应用系统的交互。

中国商飞公司牵头研制的ATG通信技术采用的是LTE协议。LTE网络为3GPP演进的分组系统，相比3G网络，在无线传输技术、空中接口协议、系统架构等方面都具有革命性的变化，将提供一个更高数据率、低时延、基于全分组交换的移动通信系统，能够支持多种RAT（无线接入技术）的接入，提供丰富的多媒体业务。

LTE整个网络系统统称为EPS（演进的分组系统），由演进的核心网EPC、演进的无线接入网E-UTRAN、机载台三部分构成。eNB产品为E-UTRAN的一部分，每个eNB和EPC通过S1接口相连，和机载台（用户侧设备：Customer Premises Equipment, 简称CPE）通过无线空口Uu接口相连。机载台位于飞机上，机上客户可以通过WIFI接入机载台，并通过机载台与地面LTE基站系统之间的Uu接口接入到地面互联网或地面通信系统，为机上客户提供数据、图像、语音、VOD等多种服务。

ATG地空宽带通信系统半实物仿真

工程师们在完成ATG地空宽带通信系统的研制后，当然还要进行一系列复杂的实验验证才能进入实际试飞阶段，这也就是ATG半实物仿真测试。ATG半实物仿真测试环境主要由ATG机载端机、ATG地面基站、ATG核心网仿真器、监控计算机（典型功能仿真器（机载））、典型功能仿真器（地面）等设备组成。

通过半实物仿真测试可以验证ATG地空宽带通信原理样机基本功能、性能，验证ATG地空宽带通信系统对运维数据仿真、航路数据仿真、机上视频监控/通话等应用的支持能力。

民航业对于飞行安全和航空器的实时监测非常重视，因此需要借助带宽更宽、数据传输速率更高的无线通信手段，进行更加高效的实时飞机状态监控、健康管理，保证飞行安全。随着3G/4G/5G移动网络的快速发展和智能终端的普及，消费者对移动宽带的需求越来越广泛，要求也在不断提升，任何时间、任何地点上网的诉求越发迫切。

地空通信是近来迅速兴起的移动通信新领域，通过提供机上无线宽带接入服务，乘客在飞机上也能随时享受宽带上网，极大满足了娱乐休闲和上网办公需求。因此，开展ATG地空宽带通信研究对于飞机制造商以及运营商的业务布局和市场抢占具有重要意义。（作者系上海飞机设计研究院设计师）

图｜中国商飞新闻中心

编辑｜李琰

校对｜余依凡

出品｜中国商飞新闻中心

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