ATN中基于ADS-B的报文分发系统设计与实现

论文摘要

近年来,随着空中交通流量的飞速增长,通信导航系统承受了巨大压力。为了解决这些问题,国际民航组织规划和设计了新一代航空电信网（Aeronautical Telecommunication Network,简称ATN）。ATN是新一代航空电信网络,在本世纪初由国际民航组织开始建议实施。ATN并非一种新兴的底层通信网络,而是一个经过集成各种数据子网来实现统一数据传输服务的互联网络,是全球地空一体化的航空专用通信网络,可提供安全、可靠、高效的航空通信服务。航空器与地面站之间的报文分发一直是ATN中研究的热点,本课题主要设计和实现ATN中基于ADS-B的报文分发系统。本文在阅读了大量的参考文献的基础上,对移动切换技术做了深入的研究,在此基础上做了改进将其应用到ATN网络中,实现报文的准确,快速的转发。本文的主要工作如下:（1）由于ATN网络的特殊性,低空飞行的飞机有时会进入雷达的盲区,雷达无法得知飞机的具体位置,这样就存在了一个安全隐患。本文分析了开发报文分发系统的目的以及可行性,对系统的各个模块做了详细的设计。（2）分析了移动网络的各种切换机制以及性能,提出了一种基于“按需分发”的切换机制,将其应用在ATN网络中,提高了飞机在飞行过程中不断切换控制域的效率。（3）设计并实现了地空通信控制服务器和飞机信息管理服务器,共同完成飞机的切换过程以及飞机与地面站的声明签约。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 ATN 通信网络的国外研究现状
• 1.2.2 ATN 通信网络的国内研究现状
• 1.2.3 ATN 通信网络的发展趋势
• 1.3 本文的主要研究内容
• 1.4 本文的组织和结构
• 第2章 报文分发系统的需求分析
• 2.1 报文分发系统的开发目的与可行性分析
• 2.1.1 报文分发系统的开发目的
• 2.1.2 报文分发系统的可行性分析
• 2.2 报文分发系统的总体架构设计
• 2.3 报文分发系统的任务描述
• 2.3.1 MS 的登录与注册设计
• 2.3.2 FS 的登录与注册设计
• 2.3.3 FS-MS 签约设计
• 2.3.4 切换管理设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 移动 IP 切换技术
• 3.1 引言
• 3.2 移动 IPV6 切换技术分析
• 3.2.1 切换流程分析
• 3.2.2 移动IPV6 切换延时分析
• 3.3 移动 IPV6 快速切换方案：FMIPV6
• 3.3.1 协议描述
• 3.3.2 快速切换机制
• 3.3.3 快速切换延时分析
• 3.4 层次性移动 IPv6 切换方案：HMIPV6
• 3.4.1 协议描述
• 3.4.2 层次切换机制
• 3.4.3 层次切换延时分析
• 3.5 快速层次切换方案：F-HMIPV6
• 3.5.1 协议描述
• 3.5.2 快速层次切换机制
• 3.5.3 快速层次切换方案延时分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 ATN 网络中改进的移动切换技术
• 4.1 设计思路
• 4.1.1 报文分发系统的网络结构及路由签约说明
• 4.1.2 RNC 模块结构设计
• 4.1.3 MSC 模块结构设计
• 4.1.4 HSS 模块结构设计
• 4.1.5 FS 模块结构设计
• 4.1.6 RAC 模块结构设计
• 4.2 ATN 网络的切换机制
• 4.2.1 RNC 服务内部切换机制
• 4.2.2 MSC 服务域内切换机制
• 4.2.3 MSC 服务域间切换机制
• 4.3 ATN 网络的切换后处理机制
• 4.3.1 RNC 服务域内部切换后处理
• 4.3.2 MSC 服务域内部切换后处理
• 4.3.3 MSC 服务域间切换后处理
• 4.4 性能分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 报文分发系统的功能实现及仿真结果
• 5.1 登录与注册的实现及仿真结果
• 5.1.1 MS 登录的实现
• 5.1.2 FS 登录的实现
• 5.1.3 FS 注册的实现
• 5.1.4 MS 注册的实现
• 5.1.5 仿真结果
• 5.2 移动切换的实现及仿真结果
• 5.2.1 移动切换实现
• 5.2.2 仿真结果
• 5.3 服务签约的实现及仿真结果
• 5.3.1 服务签约的实现
• 5.3.2 仿真结果
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 未来研究展望
• 参考文献
• 致谢