[发明专利]一种空地数据通信控制系统

权利要求书

1.一种空地数据通信控制系统，其特征在于包括：飞机通信控制系统和地面通信控制系统，飞机或地面通信控制系统包括：链路管理控制模块、航空数据传输处理模块、队列管理模块、存储缓存模块、定时器模块，其中：

地面链路管理控制模块，产生具有链路建立及断开功能的交互帧，同时还产生带有该地面站信息的广播帧，与飞机端进行链路管理控制；所述的交互帧通过队列管理模块进行数据传递；地面站广播帧通过无线链路接口直接发送飞机端；地面站链路管理控制模块在链路建立成功后为地面站的航空数据处理管理建立数据传输处理实体结构并进行初始化，为航空数据传输处理模块传输数据做准备；

飞机链路管理控制模块，产生具有链路建立、链路质量差及断开功能的交互帧，与地面站进行链路管理控制；所述的交互帧通过队列管理模块进行数据传递；飞机链路管理控制模块监测无线链路接口的信号质量，从而判断是否需要建立、链路质量差及断开；飞机链路管理控制模块在链路建立成功后为其航空数据处理管理建立数据传输处理实体结构，为航空数据传输处理模块传输数据做准备；

航空数据传输处理模块，用于对已建立的空地数据链路上的数据进行控制处理，分为数据发送与数据接收两个过程，数据发送过程主要是接收上层应用管理送来的数据，并对该数据进行封装处理形成信息帧或接收到对端信息帧的情况下产生监督帧，监督帧用来对信息帧进行确认，然后将信息帧和监督帧传送给队列管理模块；数据接收过程是接收队列管理模块分类后的信息帧和监督帧，将其中信息帧和监督帧根据当前的状态进行组合判断处理，并将处理后的信息帧中的数据递交上层应用管理；

队列管理模块，分为发送队列处理和接收队列处理，发送队列接收数据帧，数据帧包括来自飞机或地面站链路管理控制模块的交互帧及航空数据传输处理模块的信息帧与监督帧，将数据帧分别放入交互帧队列、信息帧队列、监督帧队列和重传队列，并按照交互帧、监督帧和信息帧队列的优先级顺序对数据帧进行处理，所述的重传队列放置未被确认的信息帧，重传队列接受定时器管理模块的控制；接收队列的处理主要是接收存储缓存模块的数据，然后进行分类，再将信息帧和监督帧递交给航空数据传输处理模块，将交互帧递交给飞机或地面站链路管理控制模块；

存储缓存模块，接收队列管理模块的数据，用于在无线链路信道处理忙的情况下，用作暂存待要发送的数据；接收来自无线链路接口的数据，并且用于上传递交给队列管理模块；

定时器模块，为队列管理模块的重传队列提供定时服务；

所述的地面链路管理控制模块的实现如下：

步骤1、建立地面链路管理实体结构链表并对实体结构链表进行初始化，该实体结构链表主要将可能建立的所有链路管理实体结构全部链接起来管理；所述的初始化还包括生成广播帧，并且对外广播；

步骤2、如果有需要建立对等的链路请求，则该模块建立相应的链路管理实体结构，并且将其加入到链路管理实体结构链表中，链路管理实体结构链表中主要包括有链路编号、链路状态、链路质量的状态参数；

步骤3、对等链路建立成功，建立相应的航空数据传输处理实体结构，此时航空数据传输处理模块可以开始收发数据功能；

步骤4、进入状态转化阶段，该状态转化包括链路建立就绪及链路断开状态，配合空地数据通信链路交互帧进行状态控制；

步骤5、地面链路管理控制模块接收到飞机发送的链路断开交互帧，产生该交互帧的回复帧，状态转化到链路断开状态；

步骤6、自动断开该链路并且清除该链路管理实体结构；

所述的飞机链路管理控制模块的实现如下：

步骤a、建立飞机链路管理实体结构链表并对该实体结构链表进行初始化，该实体结构链表主要将可能建立的所有链路管理实体结构全部链接起来管理；

步骤b、如果接收到地面站发来的广播帧，并且希望和该地面站建立连接，则发出链路建立请求，等待地面站回复；

步骤c、接收到地面站发送的链路建立回复，建立相应的链路管理实体结构并将其加入链路管理实体结构链表中；

步骤d、对等链路建立成功，建立相应的航空数据传输处理实体结构，此时航空数据传输处理模块可以开始收发数据功能；

步骤e、进入状态转化阶段，该状态转化包括链路建立就绪、链路质量差以及链路断开状态，配合航空地数据通信链路交互帧进行状态控制；

步骤f、在发现链路质量不符合要求的情况下，发送断开当前链路的交互帧，将自身的状态转换到链路质量差状态；

步骤g、在收到断开链路交互帧的回复帧后，转换到链路断开状态，自动断开该链路并且清除该链路管理实体结构；

所述的航空数据传输处理模块的组合判断处理过程如下：如果传输状态为数据传输就绪状态且接收的数据帧为信息帧，则根据信息帧的状态参数来改变数据传输处理实体结构中的状态参数，并将信息帧中的原始信息，递交给上层应用管理模块，产生对该信息帧用于确认的监督帧，传送给队列管理模块用于发送对端，且传输状态仍为数据传输就绪状态，所述的数据传输就绪状态指数据传输处理实体结构初始化结束后，准备进行数据收发的状态；如果传输状态为数据传输就绪状态且接收的数据帧为用于数据确认的监督帧，则根据该监督帧的状态参数对重传队列中的信息帧进行确认，以便重传队列对已确认的信息帧进行删除，且传输状态仍为数据传输就绪状态；如果传输状态为数据传输就绪状态且接收到的是无效数据帧，无效数据帧是指接收的数据帧的状态参数错误，则发送用于帧拒绝的监督帧，且进入帧拒绝状态，所述的帧拒绝状态指在收到对端任何数据帧的情况下均不接收的状态；如果传输状态为帧拒绝状态且接收到用于断开链路的监督帧，则进入传输断开状态，不能在该条链路发送数据，传输断开状态指该链路无效的状态；如果传输状态为帧拒绝状态且接收到用于帧拒绝确认的监督帧，则链路会重新初始化，数据传输处理实体结构会重新初始化，且传输状态会还原到数据传输就绪状态。

2.根据权利要求1所述空地数据通信控制系统，其特征在于：所述的队列管理模块进行队列管理的过程为：当有数据处理模块及链路管理模块发送来的数据帧时，首先判断接收的帧类型然后把数据帧放入相应的帧处理队列中，同时检测该帧是否需要确认，决定是否重传或者发送数据包；队列管理模块接收数据的实现过程为：检测接收队列判断是否有缓存模块递交的数据帧，并对接收到的数据帧进行确认，对于不同的帧类型进行不同的处理；队列管理模块中的重传队列接受定时器管理模块的控制过程为：重传队列当有未确认的信息帧放入时，定时器管理模块为其开启定时器处理，在定时器超时的情况下，立即发送这段时间内未被确认的信息帧，发送优先级大于当前的信息帧队列。