CN104394055A - 一种适用于航空机载通信系统的无中心通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于航空机载通信技术领域，特别涉及一种适用于航空机载通信系统的无中心通信方法。该适用于航空机载通信系统的无中心通信方法包括以下步骤：在每个航空机载通信设备内部建立环形缓冲区，所述环形缓冲区包括按时针顺序依次排列的n个数据存储单元，第1数据存储单元与第n数据存储单元相邻；每个航空机载通信设备的环形缓冲区设置有存入指针；当至少一个航空机载通信设备需要发送数据包时，对应的航空机载通信设备周期性地向以太网交换机发送数据包；当至少一个航空机载通信设备接收到来自以太网交换机的数据包时，将接收到的数据包存入存入指针所在的数据存储单元，然后，存入指针按照时针顺序移动至下一个数据存储单元。
Description
技术领域
本发明属于航空机载通信技术领域，特别涉及一种适用于航空机载通信系统的无中心通信方法，适用于航空机载通信系统。
背景技术
本世纪初，数字电路开始得到广泛应用，航空机载通信系统的通信总线逐渐由模拟总线发展为数字总线。数字总线以RS485总线为代表，为半双工通信方式。航空机载通信系统由多个成员终端组成，在半双工通信方式下，只能分时传输，且需要一个中心通信设备发出同步命令，控制各成员终端的时间同步。
2009年，第一个采用以太网总线的航空机载通信系统，将数字通信由半双工的RS485总线提升为全双工的以太网。但通信机制，依旧沿袭了一个中心通信设备发出同步命令，控制各成员终端的时间同步，进行分时传输。总之，现有技术存在以下缺点：1)通信系统中的中心通信设备发生故障，整个通信系统将无法工作，可靠性低。2)通信系统中若要使部分非中心通信设备之间通信，必须开启中心通信设备，否则，非中心通信设备之间无法通信。设备组成配置灵活性差。3)通信系统使用总线传输数据时，总线传输中包含同步控制命令，增重了总线传输负荷。
发明内容
本发明的目的在于提出一种适用于航空机载通信系统的无中心通信方法，所要解决的技术问题是当控制同步的中心通信设备故障时，整个航空机载通信系统将无法工作；本发明增强了通信系统组成配置的灵活性；减轻了 总线传输负荷。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
一种适用于航空机载通信系统的无中心通信方法，其特征在于，所述航空机载通信系统包括以太网交换机、以及第1航空机载通信设备至第m航空机载通信设备，m为大于1的自然数；每个航空机载通信设备电连接以太网交换机；所述适用于航空机载通信系统的无中心通信方法包括以下步骤：
在每个航空机载通信设备内部建立用于存储数据的环形缓冲区，所述环形缓冲区包括按时针顺序依次排列的第1数据存储单元至第n数据存储单元，所述时针顺序为顺时针顺序或逆时针顺序，所述第1数据存储单元与第n数据存储单元相邻，使第1数据存储单元至第n数据存储单元形成环形结构；所述每个航空机载通信设备的环形缓冲区设置有存入指针，初始时刻存入指针位于第1数据存储单元；
当至少一个航空机载通信设备需要发送数据包时，对应的航空机载通信设备周期性地向以太网交换机发送数据包；
当至少一个航空机载通信设备接收到来自以太网交换机的数据包时，将接收到的数据包存入存入指针所在的数据存储单元，然后，存入指针按照时针顺序移动至下一个数据存储单元。
本发明的特点和进一步改进在于：
所述每个航空机载通信设备的环形缓冲区还设置有取出指针，初始时刻取出指针位于第1数据存储单元；
当至少一个航空机载通信设备需要处理接收到的数据包时，取出取出指针所在的数据存储单元的数据包，使取出指针所在的数据存储单元的数据清空，对取出的数据包进行处理；然后，取出指针按照时针顺序移动至下一数据存储单元。
当至少一个航空机载通信设备接收到来自以太网交换机的数据包时，如果存入指针所在的数据存储单元内还存储有以前存储的数据包，则将接收到 的数据包存入存入指针所在的数据存储单元，并覆盖以前存储的数据包。
所述每个航空机载通信设备和以太网交换机之间采用标准以太网IGMP协议进行数据传输。
当至少一个航空机载通信设备需要发送数据包时，对应的航空机载通信设备以自身运行时针为基准，周期性地向以太网交换机发送数据包。
本发明的有益效果为：1)本发明中无中心通信设备，各个航空机载通信设备在通信中地位均等，不会造成中心通信设备故障，不会使整个航空机载通信系统无法工作。2)各个航空机载通信设备之间能够进行通信，不依赖某个同步控制设备，任意2个或多个航空机载通信设备连接，均可实现互相通信。3)进行数据传输是不需要同步控制命令，减轻了数据传输的负荷。
附图说明
图1为现有技术中采用的航空机载通信系统的结构框图；
图2为本发明实施例的航空机载通信系统的结构框图；
图3为本发明的环形缓冲区的结构示意图。
图4为本发明的每个航空机载通信设备和以太网交换机之间传输的数据帧格式示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
参照图1，为现有技术中采用的航空机载通信系统的结构框图。在现有技术采用的航空机载通信系统中，包括中心通信设备、第1非中心通信设备至第K非中心通信设备，K为大于1的自然数。中心通信设备通过RS485总线电连接每个非中心通信设备。现有技术存在以下缺点：1)通信系统中的中心通信设备发生故障，整个通信系统将无法工作，可靠性低。2)通信系统中若要使部分非中心通信设备之间通信，必须开启中心通信设备，否则，非中心通信设备之间无法通信。设备组成配置灵活性差。3)通信系统使用总线传输数据时，总线传输中包含同步控制命令，增重了总线传输负荷。
本发明实施例针对上述不足，提出了一种适用于航空机载通信系统的无中心通信方法。参照图2，为本发明实施例的航空机载通信系统的结构框图。该航空机载通信系统包括以太网交换机、以及第1航空机载通信设备至第m航空机载通信设备，m为大于1的自然数；每个航空机载通信设备电连接以太网交换机。本发明实施例中，m设置在10以下。具体地说，每个航空机载通信设备通过光纤2电连接以太网交换机，对应地，以太网交换机为光纤以太网交换机。每个航空机载通信设备可以通过计算机等硬件实现。
本发明实施例中，上述适用于航空机载通信系统的无中心通信方法包括以下步骤：
在每个航空机载通信设备内部建立环形缓冲区，用于存储数据。参照图3，为本发明的环形缓冲区的结构示意图。环形缓冲区包括按时针顺序依次排列的第1数据存储单元至第n数据存储单元，时针顺序为顺时针顺序或逆时针顺序，所述第1数据存储单元与第n数据存储单元相邻(首尾相接)，使第1数据存储单元至第n数据存储单元形成环形结构。在图3中，第i数据存储单元用i表示，i取1至n。本发明实施例中，n设置在10以下，例如，n＝m。
每个航空机载通信设备的环形缓冲区设置有存入指针3，存入指针用于标识存储接收到的数据包的位置，初始时刻存入指针位于第1数据存储单元。
当至少一个航空机载通信设备需要发送数据包时，对应的航空机载通信设备周期性地向以太网交换机发送数据包。具体地说，对应的航空机载通信设备以自身运行时针为基准，周期性地向以太网交换机发送数据包。
当至少一个航空机载通信设备接收到来自以太网交换机的数据包时，将接收到的数据包存入存入指针所在的数据存储单元，然后，存入指针按照时针顺序移动至下一个数据存储单元。当至少一个航空机载通信设备接收到来自以太网交换机的数据包时，如果存入指针所在的数据存储单元内还存储有以前存储的数据包，则将接收到的数据包存入存入指针所在的数据存储单元，并覆盖以前存储的数据包。例如，存入指针所在的数据存储单元为第3数据 存储单元时，将接收到的数据包存入第3数据存储单元，然后，存入指针移动至第4数据存储单元。如果第3数据存储单元本身已经存储有以前存储的数据包，则将接受到的数据包覆盖第3数据存储单元以前存储的数据包。
结合图3，每个航空机载通信设备的环形缓冲区还设置有取出指针4，初始时刻取出指针位于第1数据存储单元。当至少一个航空机载通信设备需要处理接收到的数据包时，取出取出指针所在的数据存储单元的数据包，使取出指针所在的数据存储单元的数据清空，对取出的数据包进行处理；然后，取出指针按照时针顺序移动至下一数据存储单元。取出指针的移动方法与存入指针类似，在此不再重复。
显然，当存入指针与取出指针处于同一位置时，表示环形缓冲区没有存储数据包。存入指针与取出指针之间的间隔数表示缓冲区中已接收到的数据包数量，其大小可根据以太网传输抖动情况进行调节。
本发明实施例中，每个航空机载通信设备和以太网交换机之间采用标准以太网IGMP协议进行数据传输。参照图4，为每个航空机载通信设备和以太网交换机之间传输的数据帧格式示意图。在图4中，数据帧包括按顺序排列的以太网首部、IGMP首部、源设备ID、传输数据、以太网尾部。其中，源设备ID和传输数据构成用户数据。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种适用于航空机载通信系统的无中心通信方法，其特征在于，所述航空机载通信系统包括以太网交换机、以及第1航空机载通信设备至第m航空机载通信设备，m为大于1的自然数；每个航空机载通信设备电连接以太网交换机；
所述适用于航空机载通信系统的无中心通信方法包括以下步骤：
在每个航空机载通信设备内部建立用于存储数据的环形缓冲区，所述环形缓冲区包括按时针顺序依次排列的第1数据存储单元至第n数据存储单元，所述时针顺序为顺时针顺序或逆时针顺序，所述第1数据存储单元与第n数据存储单元相邻，使第1数据存储单元至第n数据存储单元形成环形结构；所述每个航空机载通信设备的环形缓冲区设置有存入指针，初始时刻存入指针位于第1数据存储单元；
当至少一个航空机载通信设备需要发送数据包时，对应的航空机载通信设备周期性地向以太网交换机发送数据包；
当至少一个航空机载通信设备接收到来自以太网交换机的数据包时，将接收到的数据包存入存入指针所在的数据存储单元，然后，存入指针按照时针顺序移动至下一个数据存储单元。
2.如权利要求1所述的一种适用于航空机载通信系统的无中心通信方法，其特征在于，所述每个航空机载通信设备的环形缓冲区还设置有取出指针，初始时刻取出指针位于第1数据存储单元；
当至少一个航空机载通信设备需要处理接收到的数据包时，取出取出指针所在的数据存储单元的数据包，使取出指针所在的数据存储单元的数据清空，对取出的数据包进行处理；然后，取出指针按照时针顺序移动至下一数据存储单元。
3.如权利要求1所述的一种适用于航空机载通信系统的无中心通信方法，其特征在于，当至少一个航空机载通信设备接收到来自以太网交换机的数据包时，如果存入指针所在的数据存储单元内还存储有以前存储的数据包，则将接收到的数据包存入存入指针所在的数据存储单元，并覆盖以前存储的数据包。
4.如权利要求1所述的一种适用于航空机载通信系统的无中心通信方法，其特征在于，所述每个航空机载通信设备和以太网交换机之间采用标准以太网IGMP协议进行数据传输。
5.如权利要求1所述的一种适用于航空机载通信系统的无中心通信方法，其特征在于，当至少一个航空机载通信设备需要发送数据包时，对应的航空机载通信设备以自身运行时针为基准，周期性地向以太网交换机发送数据包。
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| CN105515928A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-04-20 | 上海宇航系统工程研究所 | 载人航天器信息网络系统 |
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2014
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