[发明专利]一种适用于脉冲超宽带无线网络的通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及航空航天领域，特别涉及一种适用于脉冲超宽带无线网络的通信系统。

背景技术

脉冲超宽带技术IR-UWB具有带宽很宽，脉冲极窄，抗多径能力强，对其他设备的干扰极小，且系统实现简单，可以直接通过天线传输，不需要对正弦载波进行调制等优点，适用于航天器内的高速数据通信，可以取代繁冗的LVDS线缆。2002年FCC开放了UWB的频谱，UWB一直是工业界和学术界的研究热点。无论采用哪种物理层技术，对于UWB网络而言，链路层技术尚无统一解决方案，目前工业和学术界，行业标准ECMA-368虽然提出了MAC子层协议，但是LLC子层根本未涉及。近两年UWB技术在航空航天界也备受青睐，但目前没有可以应用于航天的基于UWB的通信协议和协议芯片，限制了UWB技术在航天器内高速通信上的发展。

卫星目前最常用的1553B总线采用的是时分制命令响应型通信机制，非常适合高速串行异步数据通信，但1553B总线的传输速率仅为1Mbps，不适用于高速率的大数据量数据，且IR-UWB技术和1553B总线的物理层完全不同。所以，亟需一种适用于脉冲超宽带无线网络的通信系统，来解决脉冲超宽带技术应用于航天器内的高速数据通信问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的用于航天器内的通信系统不适用于高速率、大数据量数据传输的问题，从而提供一种能够在航天器内实现高速率传输的通信系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种适用于脉冲超宽带无线网络的通信系统，至少包括：无线网络控制器1、一个或多个无线终端设备2、无线网络监测器3；所述无线网络控制器1用于发起和组织某一通信过程，所述无线终端设备2用于在某一通信过程中响应所接收到的消息，所述无线网络监测器3用于对通信过程进行监测；所述网络控制器1、无线终端设备2、无线网络监测器3通过无线网络连接；其中，

该通信系统中各节点间的通信能够采用的通信模式包括：WBC-to-WRT模式、广播模式、WRT-to-WBC模式以及WRT-to-WRT模式；

在WBC-to-WRT模式中，无线网络控制器1向无线终端设备2发出包括一命令字和一定数目的数据字的消息，对应WRT号的无线终端设备2接收到该消息后，在要求的响应时间内回复一仅包含状态字的消息，无线网络控制器1接收到无线终端设备2回复的仅包含状态字的消息后，判断本次通信是否成功，若失败，无线网络控制器1能选择重新发送本条消息；

在广播模式中，无线网络控制器1向各个无线终端设备2发送包括一命令字和一定数目的数据字的消息，各个无线终端设备2接收到消息后，不做响应；

在WRT-to-WBC模式下，无线网络控制器1向无线终端设备2发送包含一命令字的消息，该命令字要求对应的无线终端设备2发送数据给无线网络控制器1，无线终端设备2据此向无线网络控制器1发送包含一状态字和若干个数据字的消息，无线网络控制器1接收到无线终端设备2回复的消息后，判断本次通信是否成功，若失败，无线网络控制器1能够选择重新发送本条消息；

在WRT-to-WRT模式下，无线网络控制器1向一无线终端设备2发出接收的命令字，再向另一无线终端设备2发出发送的命令字，对应接收地址的无线终端设备2接收到接收命令字后做好接收数据的准备，对应发送地址的无线终端设备2接收到发送命令字后，发出包含有自身状态字和数据的消息，接收无线终端设备2从该消息接收完数据后，发出包含有接收无线终端设备2的状态字的消息；

其中，所述数据字用于保存所要传输的数据；所述命令字至少包括：终端设备号、接收/发送位、子地址位、消息长度位，其中的子地址位与接收/发送位相结合，用于将子地址进一步分为发送子地址和接收子地址，并将无线终端设备2中的数据存储空间进一步分为发送数据区与接收数据区；所述状态字包括WRT地址位、消息错误位、测试位、服务请求位、广播命令接收位、忙位、分系统特征位、动态总线控制位、终端特征位和保留位。

上述技术方案中，还包括无线路由器4，所述无线路由器4用于在所述无线网络的主网络与子网络之间转发数据。

上述技术方案中，所述无线网络控制器1进一步包括：协议控制模块、WRT发送模块、WRT接收模块、WRT到WRT模块、广播模块、多路选择器模块，其中，

所述协议控制模块用于完成消息的管理、分析和调度；

所述WRT发送模块用于实现WRT-to-WBC模式下消息的过程控制，包括发送命令字，等待WRT回复状态字和数据字，存储状态字和数据字，若超时或出现译码错误，重发本条消息，并记录本次的通讯状态；