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地空宽带系统通信服务器设计与开发

王建刚  
【摘要】:地空通信系统是地面网络与机载网络相互通信的重要组成部分。近年来,随着地空通信技术的飞速发展,各种先进的通信技术已经在航空航天领域使用。目前,在民航系统中使用地空通信技术为客舱提供的空中上网模式主要可以概括为三个大类:机载无线局域网、空对地(Air to Ground,ATG)宽带通信网络以及卫星通信网络。由于每种地空通信技术都有自己的局限性,例如:机载无线局域网无法提供互联网服务;ATG通信技术必须依靠地面基站,从而导致网络覆盖范围受限;卫星通信技术提供的通信带宽较小,而且技术成本较高等。因此使用单种地空通信技术无法保证机载网络的服务质量。基于上述背景,本文首先从地空通信系统和广播式自动相关监视(Automatic dependent surveillance-Broadcast,ADS-B)空管系统的现状进行研究,分析了实现地空宽带通信系统提供无间断机载互联网需要解决的问题,并对在机载宽带数据链通信仿真系统实现过程中,所涉及到的相关技术进行了阐述。然后,本文介绍了机载宽带数据链通信仿真系统的总体设计。根据功能及设备所处位置,将整个系统分为机载通信服务器系统、通信链路模拟系统和地面通信服务器系统三个独立的子系统,各子系统间通过数据交互完成整个宽带数据链仿真系统的实现。其次,本文根据子系统实现功能和整体系统的指标参数,对各子系统进行模块化设计,并以可视化的形式将其实现效果进行了展示。其中机载通信服务器系统主要包含链路监测、应用层数据处理、网关/路由、链路策略、网页界面等功能模块;通信链路模拟系统主要包括系统监控、链路模拟控制、控制接口等功能模块;地面通信服务器主要包括地面网关接口、飞机位置广播等功能模块。最后,根据相关企业需求搭建测试环境,对整个机载宽带数据链通信仿真系统进行功能测试和性能测试。测试结果表明系统功能和各项系统指标均符合企业要求,并且成功解决了机载通信链路的多路切换问题,以及机载网关与地面网关不同步问题。


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