甚高频空地数据链模式二核心模块研究与实现

admin · 发表于 2023-9-22 12:06:06

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近年来随着世界范围内民航业务的迅猛增长及跨洋飞行的日益频繁，原有的航空通信体系结构已经不能满足目前民航通信发展的需要。国际民航组织（ICAO）为此提出要建立一个全球化无缝隙的互联网络——航空电信网（ATN），它将满足空管和各类航空企业的通信需求。甚高频空地数据链模式二（VDLM2）根据OSI开放系统标准模型进行组织，设计为航空电信网的地/空子系统。它能够很好的实现对现有航空通信网络的兼容以及对未来ATN网络的兼容，因而成为下一代航空通信空地数据链发展的重要选择。我国也即将在下一代的航空通信网络中建设自己的VDLM2网络。本课题在对VDLM2协议进行了深入全面研究的基础上，优化了模式二协议子层间的数据交互机制，完成了硬件设备之间以及协议子层间的接口设计，并实现了地面站与机载端的软件控制系统，最后搭建并测试了自主研发的模式二空地通信系统平台。本文的主要研究内容如下：1、详细研究了VDLM2协议的结构与功能，并与其它几种典型的地空通信方式进行了比较。着重对VDLM2协议数据链路层提供的各种功能与服务进行了研究，为协议核心模块的设计和实现奠定理论基础。2、在对协议进行研究的基础上，阐述了VDLM2协议栈的软件设计思想。根据协议的功能和设计模式的要求，对数据链路层进行了模块化设计，并详细阐述了各模块的设计方法及其功能关系，并对链路层各子层采用的算法进行了设计和改进，用于提高通信效率。依据理论分析，用C++语言编写了甚高频空地数据链模式二地面站软件控制系统。针对模式二机载子系统的组成和功能，本论文设计了模式二机载软件控制系统。详细阐述了机载系统核心控制模块的设计与实现，以及用底层驱动函数接口控制硬件设备完成指定功能的软件设计方法，为搭建空地通信系统平台做好准备。3、搭建了模式二空地通信系统测试平台，对自主研发的地面站、机载端软件控制系统进行了功能和性能测试并得出结论。在功能测试中，本论文设计了五组测试样例，并对每组测试样例的结果进行了分析，验证软件控制系统的功能是否符合标准的规定。在性能测试中，用自主研发的测试软件对空地通信的流量和延时做了测试，验证是否符合模式二协议规定的性能指标。

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