CN111818573A - 基于文件传输的空地acars消息传输方法及系统 - Google Patents

基于文件传输的空地acars消息传输方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于文件传输的空地ACARS消息传输方法及系统，涉及航空数据传输领域，其技术方案要点是：ACARS消息分块传输前，发送端发出Multi‑block_Transfer_Req消息与接收端协商消息大小、消息在网络中传输的有效时间；接收端根据存储资源对发送端请求的多块传输协商作出以下响应：发出Multi‑block_Transfer_Abort消息拒绝进行多块消息传输；或，发出Multi‑block_Transfer_Accept消息接受多块消息传输请求，并指定消息块之间的最小发送间隔时间，解决了现有技术中ARINC 618协议发送多块消息时存在易造成无效传输、浪费网络资源、信道利用率较低、导致信道过载、资源不足等问题。

Description

基于文件传输的空地ACARS消息传输方法及系统
技术领域
本发明涉及航空数据传输领域，更具体地说，它涉及基于文件传输的空地ACARS消息传输方法及系统。
背景技术
目前的数据链空地ACARS(Aircraft Communications Addressing andReporting System，飞机通信寻址报告系统)消息传输遵循ARINC 618协议。
如图1与图2所示，ARINC 618协议根据消息长度将空地ACARS消息传输分为两类：单块消息传输和多块消息传输。其中：长度为0～220个字符的下行消息，或者0～210个字符的上行消息被称为单块消息(Single Block Message)；长度为221～3520个字符的下行消息，或者211～3440个字符的上行消息，由于长度过长而需要被拆分成多个消息块(2～16个)进行传输，被称为多块消息(Multi-block Message)。
然而，现有的ARINC 618协议存在以下缺陷：
1、发送端在未知接收端接收能力的情况下发起多块消息传输，容易造成无效传输，浪费网络资源；
2、发送多块消息时，发送端和接收端之间使用停止-等待策略，发送端发送一个消息块之后须等待接收端发送的ACK消息，接收到ACK消息之后，发送端才能发送下一个消息块，导致信道利用率较低；
3、发送端与接收端之间缺乏有效的流控手段，并发的文件传输可能会影响网络性能，例如导致信道过载或者资源不足。
发明内容
为解决现有技术中ARINC 618协议发送多块消息时存在易造成无效传输、浪费网络资源、信道利用率较低、导致信道过载、资源不足等问题，本发明提供了一种基于文件传输的空地ACARS消息传输方法及系统。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
第一方面，提供了一种基于文件传输的空地ACARS消息传输方法，包括以下步骤：
ACARS消息分块传输前，发送端发出Multi-block_Transfer_Req消息与接收端协商消息大小、消息在网络中传输的有效时间；
接收端根据存储资源对发送端请求的多块传输协商作出以下响应：
发出Multi-block_Transfer_Abort消息拒绝进行多块消息传输；
或，发出Multi-block_Transfer_Accept消息接受多块消息传输请求，并指定消息块之间的最小发送间隔时间。
优选的，所述多块传输协商请求过程中：
通过多块传输发起定时器对发送端等待接收端对Multi-block_Transfer_Req消息作出响应的最大时间进行定时；
多块传输发起定时器，在发送端发送Multi-block_Transfer_Req消息时启动，在接收到Multi-block_Transfer_Accept消息或Multi-block_Transfer_Abort消息时终止；
若多块协商定时器超期，则中止多块传输。
优选的，所述多块消息传输过程中：
通过多块传输发起定时器对接收端在发送Multi-block_Transfer_Accept之后等待第一个Multi-block_Block的最大时间进行定时；
多块传输发起定时器，在发送Multi-block_Transfer_Accept时启动，在接收到第一个Multi-block_Block时终止；
若多块传输发起定时器超期，则中止文件传输；接收端将继续接收到的上下文未知的消息丢弃。
优选的，若相邻所述消息块传输间隔超时，则中止消息传输。
优选的，若所述ACARS消息在网络中传输的有效时间超时，则终止传输。
优选的，若所述发送端重传消息，则重新与接收端进行协商，接收端将重传的消息视作一条新消息。
优选的，所述接收端通过Xoff_Indication消息、Xon_Indication消息对发送端进行流量控制；
所述Xoff_Indication消息，用于暂停一个或所有正在进行的ACARS多块消息传输过程；
所述Xon_Indication消息，用于恢复一个或所有正在进行的ACARS多块消息传输过程；
所述发送端接收到Xoff_Indication消息后，禁止发送新的文件段，直到收到Xon_Indication消息后恢复传输。
第二方面，提供了一种基于文件传输的空地ACARS消息传输系统，包括：
发送模块，用于在ACARS消息分块传输前发出Multi-block_Transfer_Req消息与接收模块协商消息大小、消息在网络中传输的有效时间；
接收模块，用于根据存储资源对发送模块请求的多块传输协商作出以下响应：
发出Multi-block_Transfer_Abort消息拒绝进行多块消息传输；
或，发出Multi-block_Transfer_Accept消息接受多块消息传输请求，并指定消息块之间的最小发送间隔时间。
优选的，还包括多块传输发起定时器；
所述多块传输发起定时器，用于对发送模块等待接收模块对Multi-block_Transfer_Req消息作出响应的最大时间进行定时；
所述多块传输发起定时器，在发送模块发送Multi-block_Transfer_Req消息时启动，在接收到Multi-block_Transfer_Accept消息或Multi-block_Transfer_Abort消息时终止；
若所述多块协商定时器超期，则中止多块传输。
优选的，还包括多块传输发起定时器；
所述多块传输发起定时器，用于对接收模块在发送Multi-block_Transfer_Accept之后等待第一个Multi-block_Block的最大时间进行定时；
所述多块传输发起定时器，在发送Multi-block_Transfer_Accept时启动，在接收到第一个Multi-block_Block时终止；
若所述多块传输发起定时器超期，则中止文件传输；接收模块将继续接收到的上下文未知的消息丢弃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)发送方根据当前网络状态动态预估消息在网络中的有效传输时间，协议对网络状态的适应性更好；
(2)接收方根据自身存储能力及计算能力决定是否接受发送方的多块消息传输请求，避免了通信双方之间的无效传输，浪费网络资源；
(3)接收方根据自身存储能力及计算能力自定义多块消息之间的传输间隔，协议更灵活，能适应不同的平台和不同的业务量；
(4)协商完成之后，发送端以约定的固定间隔批量发送消息块，接收端无需对每个接收到的消息块进行逐一确认，发送端也不必等待收到发送端的ACK之后再发送笑一个消息块，优化了信道吞吐量；
(5)接收端可以根据当前业务量、自身计算能力、存储能力，动态地对发送方进行流量控制。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1是现有技术中单块消息传输过程示意图；
图2是现有技术中多块消息传输过程示意图；
图3是本发明实施例中拒绝多块消息传输请求的过程示意图；
图4是本发明实施例中多块传输协商定时器超期引起多块传输协商失败的过程示意图；
图5是本发明实施例中多块传输发起定时器超期引起多块传输协商失败的过程示意图；
图6是本发明实施例中消息块传输间隔超时引起消息传输失败的过程示意图；
图7是本发明实施例中消息块在网络中传输的有效时间超时引起消息传输失败的过程示意图；
图8是本发明实施例中正常的消息传输过程示意图；
图9是本发明实施例中消息重传过程示意图；
图10是本发明实施例中流量控制的过程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：基于文件传输的空地ACARS消息传输方法，包括以下步骤：
(1)ACARS消息分块传输前，发送端发出Multi-block_Transfer_Req消息与接收端协商消息大小、消息在网络中传输的有效时间。
(2)接收端根据存储资源对发送端请求的多块传输协商作出以下响应：
如图3所示，如果接收端的存储资源不足够接收Multi-block_Transfer_Req中指定的大小的消息，则使用Multi-block_Transfer_Abort拒绝进行多块消息传输。
如图4所示，或发出Multi-block_Transfer_Accept消息接受多块消息传输请求，并指定消息块之间的最小发送间隔时间。
如图8所示，发送端与接收端协商一致之后，发送端将一条消息分为n个消息块进行传输。
为了解决多块传输过程中的传输失败或者延时问题，本发明定义了两个计时器：多块传输协商定时器和多块传输发起定时器。
如图4所示，在多块传输协商请求过程中：通过多块传输发起定时器对发送端等待接收端对Multi-block_Transfer_Req消息作出响应的最大时间进行定时。多块传输发起定时器，在发送端发送Multi-block_Transfer_Req消息时启动，在接收到Multi-block_Transfer_Accept消息或Multi-block_Transfer_Abort消息时终止。若多块协商定时器超期，则中止多块传输。
如图5所示，在多块消息传输过程中：通过多块传输发起定时器对接收端在发送Multi-block_Transfer_Accept之后等待第一个Multi-block_Block的最大时间进行定时。多块传输发起定时器，在发送Multi-block_Transfer_Accept时启动，在接收到第一个Multi-block_Block时终止。若多块传输发起定时器超期，则中止文件传输；接收端将继续接收到的上下文未知的消息丢弃。
如图6所示，基于流量控制的考虑，发送端和接收端之间通过多块传输协商确定消息块与消息块之间的最小发送间隔。发送端在发送完一个消息块之后，须等待至少最小间隔时间，然后发送下一个消息块或者重传当前消息块。若相邻所述消息块传输间隔超时，则中止消息传输。
如图7所示，发送端和接收端之间通过多块传输协商确定消息块在网络中传输的有效时间，即协商确定必须在哪个时间点之前完成消息的传输，如果没有完成则终止消息传输。若所述ACARS消息在网络中传输的有效时间超时，则终止传输。
如图9所示，以4个消息块组成一条完整的消息为例，如果多块传输过程中发生了消息块丢失的情况，此时接收端实际收到的消息块个数少于发送端在Multi-block_Transfer_Req中指定的消息块个数，所以接收端仍然在等待接收下一个消息块，直到消息块传输间隔超时。消息块传输间隔超时之后，接收端向发送端发送Multi-block_Transfer_Abort消息终止本次消息传输。如果发送端需要重传消息，则需要重新与接收端进行协商。接收端将重传的消息视作一条新消息。
如图10所示，并发的文件传输可能会引起性能问题，例如信道过载或者资源不足，所以本协议提供了一种由接收端发起的、对发送端进行流量控制的方法。
所述接收端通过Xoff_Indication消息、Xon_Indication消息对发送端进行流量控制。所述Xoff_Indication消息，用于暂停一个或所有正在进行的ACARS多块消息传输过程。所述Xon_Indication消息，用于恢复一个或所有正在进行的ACARS多块消息传输过程。所述发送端接收到Xoff_Indication消息后，禁止发送新的文件段，直到收到Xon_Indication消息后恢复传输。
实施例2：基于文件传输的空地ACARS消息传输系统，包括：
发送模块，用于在ACARS消息分块传输前发出Multi-block_Transfer_Req消息与接收模块协商消息大小、消息在网络中传输的有效时间。
接收模块，用于根据存储资源对发送模块请求的多块传输协商作出以下响应：
发出Multi-block_Transfer_Abort消息拒绝进行多块消息传输；
或，发出Multi-block_Transfer_Accept消息接受多块消息传输请求，并指定消息块之间的最小发送间隔时间。
该系统还包括多块传输发起定时器。所述多块传输发起定时器用于对发送模块等待接收模块对Multi-block_Transfer_Req消息作出响应的最大时间进行定时。所述多块传输发起定时器，在发送模块发送Multi-block_Transfer_Req消息时启动，在接收到Multi-block_Transfer_Accept消息或Multi-block_Transfer_Abort消息时终止。若所述多块协商定时器超期，则中止多块传输。
该系统还包括多块传输发起定时器。所述多块传输发起定时器用于对接收模块在发送Multi-block_Transfer_Accept之后等待第一个Multi-block_Block的最大时间进行定时。所述多块传输发起定时器，在发送Multi-block_Transfer_Accept时启动，在接收到第一个Multi-block_Block时终止。若所述多块传输发起定时器超期，则中止文件传输；接收模块将继续接收到的上下文未知的消息丢弃。
发起ACARS多块消息传输前，发送端和接收端进行协商的，空地ACARS消息传输协议，本协议定义了以下消息类型：
1、SingleBlock_Transfe。
主要功能为：用于传输不需要进行分块传输的ACARS消息，即待传输文件可以通过一个ARINC 618消息块进行传输。单消息块传输不需要在传输前进行协商。
2、Multi-block_Transfer_Req。
主要功能为：当待传输的ACARS消息需要进行分块传输时，发送端使用该消息向接收端请求发送多块消息，主要目的为：
a)告知接收端待发送的ACARS消息大小、即一条完整的消息由多少个消息块组成，以便于接收方判断是否有足够的存储空间接收并重组多块消息；
b)发送端根据当前网络状态预估发送一条完整的ACARS消息所需时间，并告知接收端。
3、Multi-block_Transfer_Accept。
主要功能为：对Multi-block_Transfer_Req的积极确认，并制定消息块之间的最小传输间隔。意味着接收端接受了发送端在Multi-block_Transfer_Req中请求的消息大小、消息在网络中的有效传输时间。
4、Multi-block_Transfer_Abort。
主要功能为：用于接收端拒绝ACARS多块消息传输请求(Multi-block_Transfer_Req)；或者，接收端或者发送端终止一个正在进行的ACARS多块传输过程。
该消息包含原因码字段，用以说明拒绝原因或者终止原因，可能的原因有：接收端存储空间不足；消息块乱序；消息块无效(格式错误或校验错误)；发送端未经协商就发起多块消息传输；接收端实际收到的消息块数目与Multi-block_Transfer_Req中的数目不匹配；消息块之间的传输间隔小于Multi-block_Transfer_Accept中定义的最小间隔；消息传输时间超过了Multi-block_Transfer_Req中请求的时间；发送端主动终止多块消息传输。
5、Multi-block_Block。
主要功能为：用于传输ACARS消息块。
6、Xoff_Indication。
主要功能为：用于暂停一个或所有正在进行的ACARS多块消息传输过程。一旦收到Xoff_Indication，发送端需禁止发送新的文件段，直到收到Xon_Indication。
7、Xon_Indication。
主要功能为：用于恢复Xoff_Indication暂停的ACARS多块消息传输过程。Xon_Indication可用于恢复一个或所有正在进行的ACARS多块消息传输过程。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于文件传输的空地ACARS消息传输方法，其特征是，包括以下步骤：
ACARS消息分块传输前，发送端发出Multi-block_Transfer_Req消息与接收端协商消息大小、消息在网络中传输的有效时间；
接收端根据存储资源对发送端请求的多块传输协商作出以下响应：
发出Multi-block_Transfer_Abort消息拒绝进行多块消息传输；
或，发出Multi-block_Transfer_Accept消息接受多块消息传输请求，并指定消息块之间的最小发送间隔时间。
2.根据权利要求1所述的基于文件传输的空地ACARS消息传输方法，其特征是，所述多块传输协商请求过程中：
通过多块传输发起定时器对发送端等待接收端对Multi-block_Transfer_Req消息作出响应的最大时间进行定时；
多块传输发起定时器，在发送端发送Multi-block_Transfer_Req消息时启动，在接收到Multi-block_Transfer_Accept消息或Multi-block_Transfer_Abort消息时终止；
若多块协商定时器超期，则中止多块传输。
3.根据权利要求1所述的基于文件传输的空地ACARS消息传输方法，其特征是，所述多块消息传输过程中：
通过多块传输发起定时器对接收端在发送Multi-block_Transfer_Accept之后等待第一个Multi-block_Block的最大时间进行定时；
多块传输发起定时器，在发送Multi-block_Transfer_Accept时启动，在接收到第一个Multi-block_Block时终止；
若多块传输发起定时器超期，则中止文件传输；接收端将继续接收到的上下文未知的消息丢弃。
4.根据权利要求1所述的基于文件传输的空地ACARS消息传输方法，其特征是，若相邻所述消息块传输间隔超时，则中止消息传输。
5.根据权利要求1所述的基于文件传输的空地ACARS消息传输方法，其特征是，若所述ACARS消息在网络中传输的有效时间超时，则终止传输。
6.根据权利要求1所述的基于文件传输的空地ACARS消息传输方法，其特征是，若所述发送端重传消息，则重新与接收端进行协商，接收端将重传的消息视作一条新消息。
7.根据权利要求1所述的基于文件传输的空地ACARS消息传输方法，其特征是，所述接收端通过Xoff_Indication消息、Xon_Indication消息对发送端进行流量控制；
所述Xoff_Indication消息，用于暂停一个或所有正在进行的ACARS多块消息传输过程；
所述Xon_Indication消息，用于恢复一个或所有正在进行的ACARS多块消息传输过程；
所述发送端接收到Xoff_Indication消息后，禁止发送新的文件段，直到收到Xon_Indication消息后恢复传输。
8.基于文件传输的空地ACARS消息传输系统，其特征是，包括：
发送模块，用于在ACARS消息分块传输前发出Multi-block_Transfer_Req消息与接收模块协商消息大小、消息在网络中传输的有效时间；
接收模块，用于根据存储资源对发送模块请求的多块传输协商作出以下响应：
发出Multi-block_Transfer_Abort消息拒绝进行多块消息传输；
或，发出Multi-block_Transfer_Accept消息接受多块消息传输请求，并指定消息块之间的最小发送间隔时间。
9.根据权利要求7所述的基于文件传输的空地ACARS消息传输系统，其特征是，还包括多块传输发起定时器；
所述多块传输发起定时器，用于对发送模块等待接收模块对Multi-block_Transfer_Req消息作出响应的最大时间进行定时；
所述多块传输发起定时器，在发送模块发送Multi-block_Transfer_Req消息时启动，在接收到Multi-block_Transfer_Accept消息或Multi-block_Transfer_Abort消息时终止；
若所述多块协商定时器超期，则中止多块传输。
10.根据权利要求7所述的基于文件传输的空地ACARS消息传输系统，其特征是，还包括多块传输发起定时器；
所述多块传输发起定时器，用于对接收模块在发送Multi-block_Transfer_Accept之后等待第一个Multi-block_Block的最大时间进行定时；
所述多块传输发起定时器，在发送Multi-block_Transfer_Accept时启动，在接收到第一个Multi-block_Block时终止；
若所述多块传输发起定时器超期，则中止文件传输；接收模块将继续接收到的上下文未知的消息丢弃。
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