航空電子通信系統(tǒng)論文范文

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1網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的選取

航空電子通信網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)指的是航空電子不同子系統(tǒng)在物理層面的互連結(jié)構(gòu)。典型的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)包括三種：一是單級總線拓撲結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)中的所有子系統(tǒng)均與同一條總線電纜相連。此結(jié)構(gòu)適宜用在航電子系統(tǒng)數(shù)量少、網(wǎng)絡通信負荷低等情況下；二是多單一級總線拓撲結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中各個子系統(tǒng)均根據(jù)功能或通信頻繁程度予以分類，并將各類子系統(tǒng)連到兩個或多個總線電纜上，適用于子系統(tǒng)較多、通信負荷較重的系統(tǒng)中；三是多級總線拓撲結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中至少包括功能高低有別的兩級總線，其中，下級總線負責對上級總線所發(fā)出的控制命令進行接收，同時，下級總線向上級總線回發(fā)相應的工作參數(shù)，適用于航電中部分功能單元數(shù)量多、且不同單元需下級總線連網(wǎng)進行通信的子系統(tǒng)中，此結(jié)構(gòu)管理較為復雜，需要設計好上、下級總線的硬件網(wǎng)關(guān)，還要對其信息交換進行組織。為了解決網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的選取問題，設計過程中應針對機載設備數(shù)量、響應時間、可靠性、吞吐量等，優(yōu)化選擇或組合出最佳的網(wǎng)絡。對于ACT飛控系統(tǒng)而言，其共包括7個節(jié)點，通常而言，其中1個是總線控制器，剩余均為遠程終端，多數(shù)情況下，系統(tǒng)通信量均不太繁重，網(wǎng)絡連接節(jié)點也相對較少，因此，應盡量選取單級總線拓撲結(jié)構(gòu)，這樣不僅滿足了通信的需求，也便于實現(xiàn)。

2時間同步機制的建立

在航空電子通信系統(tǒng)中，每個子系統(tǒng)都擁有能夠獨立工作的計時時鐘，它們之間會存在一定的時間誤差，為了保證子系統(tǒng)之間在傳輸信息和執(zhí)行實時任務的同步性，必須建立時間同步機制，統(tǒng)一整個通信系統(tǒng)時間，這里所說的時間統(tǒng)一，不僅僅包括上電之后能夠在短時間內(nèi)迅速達到統(tǒng)一，還包括飛行過程中始終保持統(tǒng)一。時間同步機制將大幅度提升航空飛行效率和穩(wěn)定性，并確保子系統(tǒng)工作在有序進行的前提下，實現(xiàn)步伐統(tǒng)一和指揮統(tǒng)一。時間同步機制的原理：實時計時器（RTC）和時鐘分辨率是航空電子通信系統(tǒng)各個子系統(tǒng)中安裝有的設備，每個RTC的長度均一致，在上電后它們會自動計數(shù)。依照整個系統(tǒng)和子系統(tǒng)RTC精確度的要求，計算出總線控制器RTC的廣播周期值。通過系統(tǒng)總線控制器向子系統(tǒng)進行周期性廣播RTC值，各個子系統(tǒng)根據(jù)此周期計算自身RTC與總線RTC間誤差，得出誤差后修正時間，并按照此時間執(zhí)行實時任務。航空電子通信系統(tǒng)RTC精確度的要求越低，周期值越大；反之越小。

3故障處理

在航空電子通信系統(tǒng)通信過程中，要求系統(tǒng)能夠及時對所發(fā)生故障進行排除。對于總線控制器而言，其在子系統(tǒng)故障處理方式方面，同非總線控制器不同，非總線控制器在故障發(fā)生后處理方式也不盡相同，如果子系統(tǒng)多路總線接口的硬件存在故障，此時，狀態(tài)字的終端標志位置位，若并非硬件故障和永久故障，則子系統(tǒng)標志會置位。若故障更加嚴重，中央處理器無法運行，此時，通信系統(tǒng)會發(fā)出相應的指令，禁止響應總線控制器所發(fā)出的各項命令。由于三種故障情況的處理方式不同，因此，必須根據(jù)實際需要進行分析，以防運行存在錯誤，影響通信過程。對于總線控制器而言，其處理故障也需要分情況進行。總線控制器需要對發(fā)生故障的子系統(tǒng)進行判斷，并對故障電纜作出相應的記錄，由于通信故障包括臨時性故障和永久故障，因此，總線控制器需要根據(jù)系統(tǒng)需求，在雙余度電纜上先開著調(diào)試，若簡單調(diào)試后故障消失，則屬于臨時故障，若故障長時間內(nèi)無法消除，則可能是子系統(tǒng)或電纜硬件存在問題。若采用雙余度電纜重新調(diào)試，故障仍存在，即為永久故障，此時，總線控制器會進行記錄。

4結(jié)束語

航空電子通信系統(tǒng)是十分復雜的分布式機載通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，主要涉及航電多路傳輸總線中的各種設備，因此，航電通信系統(tǒng)頂層設計優(yōu)劣將會對飛機總體性能帶來直接的影響。上文所涉及的系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)、故障處理、網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)、航空電子時鐘同步設計等均為系統(tǒng)關(guān)鍵性問題，本文提出了相應的解決方法，以供航電設計人員參考。

作者：裘宇單位：交通運輸部東海第一救助飛行隊