專利名稱：飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒跋到y(tǒng)，特別是一種航行中的飛機和地面控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒跋到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，我國航空運輸總周轉(zhuǎn)量持續(xù)高速地增長，航空業(yè)務量隨之大幅增加。在航空流量快速增加的同時，運輸安全成為日漸重要的一個課題，受到了制造商和運營機構(gòu)的重視。為了保證在航行過程中飛機系統(tǒng)在正常的狀態(tài)下運行、保證飛機的每個部分都處于安全的環(huán)境中，需要對飛機的重要機件進行長期監(jiān)視，對其運行中的參數(shù)變化進行分析，從而達到預知可能故障的目的。在此過程中，需要借助飛機端的航空無線通信裝置將數(shù)據(jù)從飛機傳輸至地面控制系統(tǒng)或從地面控制系統(tǒng)傳輸至飛機，而目前飛機與地面控制系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸控制效果并不理想，不能解決高流量下數(shù)據(jù)的緩存問題，在線路情況不好的情況下不能有效地交付數(shù)據(jù)并避免阻塞的發(fā)生，從而數(shù)據(jù)傳輸速率低，在數(shù)據(jù)量較大的情況下無法滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧髁啃枰?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法及系統(tǒng)，本發(fā)明解決了高流量下數(shù)據(jù)的緩存問題，能夠?qū)崿F(xiàn)航行中的飛機與地面系統(tǒng)的高流量通信。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)包處理模塊，用于封裝接收到的原始飛行數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，以及發(fā)送解封裝來自緩沖區(qū)模塊的信息幀后得到的數(shù)據(jù)；
緩沖區(qū)模塊，用于按接收先后順序儲存來自數(shù)據(jù)包處理模塊的數(shù)據(jù)包并發(fā)出更新信號，以及存儲來自存儲器管理模塊的信息幀；流引擎模塊，用于收到緩沖區(qū)模塊發(fā)出的更新信號后從緩沖區(qū)模塊中提取該數(shù)據(jù)包；存儲器管理模塊，用于存儲該流引擎模塊提取的該數(shù)據(jù)包，將所述數(shù)據(jù)包排成多個隊列，以及將數(shù)據(jù)收發(fā)模塊發(fā)送的信息幀直接發(fā)送到緩沖區(qū)模塊；數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，用于按存儲器管理模塊中的多個數(shù)據(jù)包隊列優(yōu)先級順序分別對該數(shù)據(jù)包隊列附上幀信息，并發(fā)送，以及接收來自傳輸鏈路的信息幀并根據(jù)該信息幀的類型判斷是否需要回復監(jiān)控幀。
本發(fā)明中的緩沖區(qū)模塊暫時存儲來不及處理的數(shù)據(jù)，存儲器管理模塊對來自緩沖區(qū)模塊的數(shù)據(jù)實行隊列管理，從而有效的解決了高流量下數(shù)據(jù)的緩存問題，能夠?qū)崿F(xiàn)航行中的飛機與地面系統(tǒng)的高流量通信。
本發(fā)明還提供了一種飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法，包括以下步驟封裝接收到的原始飛行數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包；按接收先后順序儲存該數(shù)據(jù)包；將該數(shù)據(jù)包分為多個數(shù)據(jù)包隊列；按數(shù)據(jù)包隊列優(yōu)先級順序分別對數(shù)據(jù)包隊列附上幀頭、數(shù)據(jù)起始標志和校驗碼形成信息幀并發(fā)送該信息幀。
本發(fā)明地面系統(tǒng)向飛機發(fā)送數(shù)據(jù)的控制方法首先按接收先后順序儲存該數(shù)據(jù)包，暫時存儲來不及處理的數(shù)據(jù)，然后將該數(shù)據(jù)包分為多個數(shù)據(jù)包隊列進行管理，從而有效的解決了高流量下數(shù)據(jù)的緩存問題，能夠?qū)崿F(xiàn)航行中的飛機與地面系統(tǒng)的高流量通信。


圖1為本發(fā)明飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實施例1的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實施例2的結(jié)構(gòu)圖；
圖3為本發(fā)明飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中定時器模塊的工作流程圖；圖4為本發(fā)明飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)應用時的結(jié)構(gòu)連接示意圖；圖5為本發(fā)明飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法實施例1的流程圖。
具體實施例方式
下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
本發(fā)明提供了一種飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。圖1所示為本發(fā)明一種飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實施例1的結(jié)構(gòu)圖，其中包括數(shù)據(jù)包處理模塊1、緩沖區(qū)模塊6、流引擎模塊2、存儲器管理模塊5及數(shù)據(jù)收發(fā)模塊4。
數(shù)據(jù)包處理模塊1用于封裝接收到的原始飛行數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，以及發(fā)送解封裝來自緩沖區(qū)模塊的信息幀后得到的數(shù)據(jù)。對于飛機向地面系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行封裝，增加包頭、加入地址域和控制域，形成數(shù)據(jù)包，然后將封裝好的數(shù)據(jù)包傳給緩沖區(qū)模塊。對于地面系統(tǒng)向飛機發(fā)送的數(shù)據(jù)包，則解封裝數(shù)據(jù)包，并向上交付于上層處理模塊。
緩沖區(qū)模塊6用于按接收先后順序儲存來自數(shù)據(jù)包處理模塊1的數(shù)據(jù)包并發(fā)出更新信號，以及存儲來自存儲器管理模塊5的信息幀。使用緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)以幀為單位對數(shù)據(jù)進行接收和發(fā)送控制。飛機向地面系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)的情況下，將數(shù)據(jù)包處理模塊1交付的數(shù)據(jù)按先后順序儲存于發(fā)送緩沖區(qū)中，并通過更新信號通知流引擎模塊2有更新。地面系統(tǒng)向飛機發(fā)送數(shù)據(jù)的情況下，將存儲器管理模塊5交付的數(shù)據(jù)按先后順序儲存于接收緩沖區(qū)中。當飛機向地面發(fā)送數(shù)據(jù)時，有可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)包處理模塊1提供數(shù)據(jù)包的速度高于存儲器管理模塊5的處理速度，這時緩沖區(qū)模塊6中可以暫時儲存存儲器管理模塊5來不及處理的數(shù)據(jù)，待存儲器管理模塊5較為空閑時處理；當?shù)孛嫦蝻w機發(fā)送時，有可能出現(xiàn)存儲器管理模塊5的處理速度高于數(shù)據(jù)包處理模塊1處理數(shù)據(jù)包速度的情況，這時緩沖區(qū)模塊6中可以暫時儲存數(shù)據(jù)包處理模塊1來不及處理的數(shù)據(jù)，待數(shù)據(jù)包處理模塊1較為空閑時處理。
流引擎模塊2用于收到緩沖區(qū)模塊6發(fā)出的更新信號后從緩沖區(qū)模塊6中提取該數(shù)據(jù)包，用來實現(xiàn)協(xié)議棧的數(shù)據(jù)通道。飛機向地面系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)的情況下，收到緩沖區(qū)更新的信號，判斷其為發(fā)送流，從緩沖區(qū)模塊6中提取數(shù)據(jù)交付于存儲器管理模塊5。
存儲器管理模塊5用于存儲該流引擎模塊2提取的該數(shù)據(jù)包并根據(jù)該數(shù)據(jù)包的目的地址和類型進行排隊，形成多個數(shù)據(jù)包隊列，以及將數(shù)據(jù)收發(fā)模塊發(fā)送的信息幀直接發(fā)送到緩沖區(qū)模塊。根據(jù)系統(tǒng)的特點，主要包括信息幀接收隊列和監(jiān)控幀接收隊列。信息幀接收隊列對緩沖區(qū)或數(shù)據(jù)收發(fā)模塊發(fā)來的信息幀進行排隊，保證先后順序。
數(shù)據(jù)收發(fā)模塊4用于按存儲器管理模塊5中的多個數(shù)據(jù)包隊列優(yōu)先級順序分別對該數(shù)據(jù)包隊列附上幀頭、數(shù)據(jù)起始標志和校驗碼形成信息幀并發(fā)送該信息幀，飛機向地面系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)的情況下，發(fā)送一個數(shù)據(jù)包采用隊列管理的方法。數(shù)據(jù)收發(fā)模塊4還用于接收來自傳輸鏈路的信息幀并根據(jù)該信息幀的類型判斷是否需要回復監(jiān)控幀，若需要，則發(fā)送監(jiān)控幀后將該信息幀發(fā)送給存儲器管理模塊5，監(jiān)控幀由數(shù)據(jù)收發(fā)模塊4在接收信息幀的過程中產(chǎn)生，若不需要，則根據(jù)數(shù)據(jù)接收錯誤標志判斷是否有錯誤發(fā)生，若有錯誤發(fā)生，則丟棄該信息幀，若沒有錯誤發(fā)生，則將該信息幀發(fā)送給存儲器管理模塊5。
本發(fā)明飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實施例1中，緩沖區(qū)模塊暫時存儲來不及處理的數(shù)據(jù)，存儲器管理模塊對來自緩沖區(qū)模塊的數(shù)據(jù)實行隊列管理，從而有效的解決了高流量下數(shù)據(jù)的緩存問題，能夠?qū)崿F(xiàn)航行中的飛機與地面系統(tǒng)的高流量通信。
如圖2所示，在實施例1的基礎上系統(tǒng)還可以包括定時器模塊3，從而構(gòu)成了本發(fā)明的實施例2，定時器模塊3用于記錄信息幀的發(fā)送時長和該信息幀的重傳次數(shù)，發(fā)送時長是開始發(fā)送信息幀到接收到確認幀之間時間的長短，數(shù)據(jù)收發(fā)模塊4發(fā)送完數(shù)據(jù)后，等待對方返回確認幀，在等待期間不發(fā)送新的數(shù)據(jù)，然后判斷是否在預定的發(fā)送時長內(nèi)收到確認幀，若在預定的發(fā)送時長內(nèi)收到確認幀，則結(jié)束信息幀的發(fā)送，若未在預定的發(fā)送時長內(nèi)收到確認幀或收到了選擇拒絕(Selective Reject，簡稱SREJ)幀，表示發(fā)送的信息幀并沒有被接收成功，則將信息幀送回到存儲器管理模塊中原數(shù)據(jù)包隊列的前端，記錄該信息幀的重傳次數(shù)，數(shù)據(jù)收發(fā)模塊4判斷該重傳次數(shù)是否超過預定的最大重傳次數(shù)，若該重傳次數(shù)超過預定的最大重傳次數(shù)，則丟棄此重傳隊列中的信息幀，若該重傳次數(shù)未超過預定的最大重傳次數(shù)，則根據(jù)優(yōu)先級重新向傳輸鏈路發(fā)送該信息幀，重新發(fā)送時，并不一定就立刻選擇此隊列進行傳輸，隊列選擇方式不變，仍需要參考優(yōu)先級，并且仍要記錄信息幀的發(fā)送時長。確認幀或選擇拒絕幀都屬于監(jiān)控幀。定時器模塊3的工作流程可以如圖3所示。
圖4為本發(fā)明飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)在應用時的結(jié)構(gòu)連接示意圖。
本發(fā)明飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實施例2中，通過定時器模塊對發(fā)送時長進行管理，重傳沒有收到確認幀的信息幀丟棄發(fā)送耗時過長的信息幀，從而保證了在線路情況不好的情況下能夠有效地交付數(shù)據(jù)并避免阻塞的發(fā)生。
本發(fā)明還提供了一種飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法，如圖5所示，該控制方法的實施例1包括以下步驟封裝接收到的來自飛機的原始飛行數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包；按接收先后順序儲存該數(shù)據(jù)包；將該數(shù)據(jù)包分為多個數(shù)據(jù)包隊列；按數(shù)據(jù)包隊列優(yōu)先級順序分別對數(shù)據(jù)包隊列附上幀頭、數(shù)據(jù)起始標志和校驗碼形成信息幀并發(fā)送該信息幀。幀頭是用來標記出幀的起始位置，并依次讀取其中數(shù)據(jù)，當遇到頭標志位的內(nèi)容即字符串“111111”時，為了不與頭標志位重復，將其替換為“1111101”，并繼續(xù)讀取，當讀取完幀的內(nèi)容后，在其尾部加上校驗碼和尾標志，其中校驗碼是為了檢驗傳輸過程中是否出現(xiàn)錯誤，尾標志用來標記出幀的結(jié)束位置。
將該數(shù)據(jù)包分成多個數(shù)據(jù)包隊列具體可以根據(jù)多個數(shù)據(jù)包的目的地址和類型進行排隊，形成多個數(shù)據(jù)包隊列。
本發(fā)明飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法實施例1中，首先按接收先后順序儲存該數(shù)據(jù)包，暫時存儲來不及處理的數(shù)據(jù)，然后將該數(shù)據(jù)包分為多個數(shù)據(jù)包隊列進行管理，從而有效的解決了高流量下數(shù)據(jù)的緩存問題，能夠?qū)崿F(xiàn)航行中的飛機與地面系統(tǒng)的高流量通信。
在本發(fā)明飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法實施例1中發(fā)送該信息幀的步驟具體還可以包括如下步驟，從而構(gòu)成了本發(fā)明的實施例2記錄所述信息幀的發(fā)送時長，判斷是否在預定的發(fā)送時長內(nèi)收到確認幀，若在預定的發(fā)送時長內(nèi)收到確認幀，則結(jié)束該信息幀的發(fā)送，若未在預定的發(fā)送時長內(nèi)收到確認幀或收到了選擇拒絕(Selective Reject，簡稱SREJ)幀，則表示發(fā)送的信息幀并沒有被接收成功，則將該信息幀送回到存儲器管理模塊中原數(shù)據(jù)包隊列的前端，記錄該信息幀的重傳次數(shù)并判斷該重傳次數(shù)是否超過預定的最大重傳次數(shù)，若該重傳次數(shù)超過預定的最大重傳次數(shù)，則丟棄此重傳隊列中的信息幀，若該重傳次數(shù)未超過預定的最大重傳次數(shù)，則根據(jù)優(yōu)先級重新向傳輸鏈路發(fā)送該信息幀，并返回執(zhí)行記錄該信息幀的發(fā)送時長。確認幀或選擇拒絕幀都屬于監(jiān)控幀。
本發(fā)明飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法實施例2中，通過對發(fā)送時長進行管理，重傳沒有收到確認幀的信息幀丟棄發(fā)送耗時過長的信息幀，從而保證了在線路情況不好的情況下能夠有效地交付數(shù)據(jù)并避免阻塞的發(fā)生。
在本發(fā)明飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法實施例1與實施例2的基礎上，還可以包括以下步驟，從而構(gòu)成了本發(fā)明的又一實施例步驟1接收信息幀并根據(jù)該信息幀的類型判斷是否需要回復監(jiān)控幀，若需要，則發(fā)送確認的監(jiān)控幀后執(zhí)行步驟2，若不需要，則直接執(zhí)行步驟2；步驟2根據(jù)數(shù)據(jù)接收錯誤標志判斷是否有錯誤發(fā)生，若有錯誤發(fā)生，則丟棄該信息幀；若沒有錯誤發(fā)生，則存儲該信息幀。
步驟3提取該信息幀并進行解封裝后發(fā)送。
通過這一實施例，能夠?qū)崿F(xiàn)飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)雙向傳輸?shù)目刂啤?br> 最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中包括數(shù)據(jù)包處理模塊，用于封裝接收到的原始飛行數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包，以及發(fā)送解封裝來自緩沖區(qū)模塊的信息幀后得到的數(shù)據(jù)；緩沖區(qū)模塊，用于按接收先后順序儲存來自數(shù)據(jù)包處理模塊的數(shù)據(jù)包并發(fā)出更新信號，以及存儲來自存儲器管理模塊的信息幀；流引擎模塊，用于收到緩沖區(qū)模塊發(fā)出的更新信號后從緩沖區(qū)模塊中提取該數(shù)據(jù)包；存儲器管理模塊，用于存儲該流引擎模塊提取的該數(shù)據(jù)包，將所述數(shù)據(jù)包排成多個隊列，以及將數(shù)據(jù)收發(fā)模塊發(fā)送的信息幀直接發(fā)送到緩沖區(qū)模塊；數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，用于按存儲器管理模塊中的多個數(shù)據(jù)包隊列優(yōu)先級順序分別對該數(shù)據(jù)包隊列附上幀信息，并發(fā)送，以及接收來自傳輸鏈路的信息幀并根據(jù)該信息幀的類型判斷是否需要回復監(jiān)控幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中還包括定時器模塊，與所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和所述存儲器管理模塊分別連接，用于記錄所述信息幀的發(fā)送時長和該信息幀的重傳次數(shù)。
3.一種飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法，其中包括以下步驟封裝接收到的原始飛行數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包；按接收先后順序儲存該數(shù)據(jù)包；將該數(shù)據(jù)包分為多個數(shù)據(jù)包隊列；按數(shù)據(jù)包隊列優(yōu)先級順序分別對數(shù)據(jù)包隊列附上幀頭、數(shù)據(jù)起始標志和校驗碼形成信息幀并發(fā)送該信息幀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的飛機向地面系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)的控制方法，其中所述將該數(shù)據(jù)包分成多個數(shù)據(jù)包隊列具體為根據(jù)多個所述數(shù)據(jù)包的目的地址和類型進行排隊，形成多個數(shù)據(jù)包隊列。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法，其中所述發(fā)送該信息幀具體包括以下步驟記錄所述信息幀的發(fā)送時長，判斷是否在預定的發(fā)送時長內(nèi)收到確認幀，若是，則結(jié)束該信息幀的發(fā)送，若否，則將該信息幀送回到存儲器管理模塊中原數(shù)據(jù)包隊列的前端；記錄該信息幀的重傳次數(shù)并進一步判斷該重傳次數(shù)是否超過預定的最大重傳次數(shù)，若是，則丟棄此重傳隊列中的信息幀，若否，則根據(jù)優(yōu)先級重新向傳輸鏈路發(fā)送該信息幀，并返回執(zhí)行記錄該信息幀的發(fā)送時長。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法，其中還包括以下步驟步驟1接收信息幀并根據(jù)該信息幀的類型判斷是否需要回復監(jiān)控幀，若是，則發(fā)送確認的監(jiān)控幀后執(zhí)行步驟2，若否，則直接執(zhí)行步驟2；步驟2根據(jù)數(shù)據(jù)接收錯誤標志判斷是否有錯誤發(fā)生，若是，則丟棄該信息幀；若否，則存儲該信息幀。步驟3提取該信息幀并進行解封裝后發(fā)送。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種飛機與地面系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法及系統(tǒng)。系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)包處理模塊；緩沖區(qū)模塊；流引擎模塊；存儲器管理模塊；數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。方法包括封裝接收到的原始飛行數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)包；按接收先后順序儲存該數(shù)據(jù)包；將該數(shù)據(jù)包分為多個數(shù)據(jù)包隊列；按數(shù)據(jù)包隊列優(yōu)先級順序分別對數(shù)據(jù)包隊列附上幀頭、數(shù)據(jù)起始標志和校驗碼形成信息幀并發(fā)送該信息幀。通過本發(fā)明能夠有效的解決高流量下數(shù)據(jù)的緩存問題，實現(xiàn)航行中的飛機與地面系統(tǒng)的高流量通信。
文檔編號H04L1/00GK101079811SQ20071009888
公開日2007年11月28日 申請日期2007年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月28日
發(fā)明者張學軍, 劉鋒, 張軍, 滕德強 申請人:北京航空航天大學