第3章 CPDLC空地双向数据链协议研究
2）如果接收到的报文当中包含五个以上的报文元素，则机载ATCComm系统就发送一个带有参数为[unexpectedData]的Error[errorinformation]报文元素的报文，并抛弃当前接收到的报文。
3）地面管制单位与ATCComm系统不能发送缺少必要数据模块的报文。
3.3 CPDLC通信的管制移交
与现代话音通信管制相同，CPDLC数据链通信管制服务同样具有管制移交功能的需求。与话音管制移交方式不同的是，由于在CPDLC数据链通信系统当中，空地之间的链接是由地面管制单位发起的，而且同一时间只能有一个地面管制单位同飞机之间建立正常的CPDLC通信链接，这就决定了CPDLC的管制移交是一个相当复杂的过程。
下图3-2给出了当前管制单位CDA将飞机管制服务移交给下一管制单位NDA的过程示意图：
图3-2 管制移交程序
上图3-2中机载ATCComm与直面管制单位之间的每一个箭头表示两者之间进行的一次通信，如图所示的CPDLC管制移交过程包括了下一管制单位NDA的指定、飞机与NDA之间CPDLC连接的建立以及CDA与飞机的CPDLC链接断开等几个部分，每一部分的操作都依靠一系列报文操作来完成，上图给出的管制移交过程需要经历至少11次报文传送。
下表3-6中给出了CPDLC管制移交过程当中所需的报文：
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顺序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
报文 Next Data Authority[ATS2] AFN Contract Adversary AFN Response AFN Contract AFN Acknowledgement AFN Complete CR1 CC1 Monitor+End Service WILCO DR1 作用 ATS1向飞机指定NDA为ATS2 ATS1要求飞机向ATS2进行AFN登陆 飞机表示接到指令 飞机向ATS2请求AFN登陆 ATS2与飞机之间建立链接 飞机通知ATS1飞机与ATS2的链接已成功建立 ATS2向飞机发送CPDLC登陆请求 飞机与ATS2建立CPDLC链接 ATS1发送了包含结束通信的多元素报文 飞机对挂起报文的最终回复 飞机与ATS1断开链接，ATS2成为CDA 3.4 本章小结
本章究详细的，并对诸如管制移交等具体的CPDLC通信过程进行了分析。对实现CPDLC通信系主要对CPDLC MOPS协议，即RTCA DO-219当中对地空双向数据链通信系统的规范做了较为介绍，对CPDLC通信链接的初始化、CPDLC报文的组成结构、格式、属性等内容做了深入细致的研统的建立有了进一步的了解，方便之后对整个系统进行仿真和分析。
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第4章 CPDLC数据链协议的仿真实现
第4章 CPDLC数据链协议的仿真实现
本章我们将利用计算机仿真模拟CPDLC空地双向数据链的通信，为模拟实现真正的通信进程，必须借助仿真软件分别模拟飞机ATCComm系统与地面管制单位，因此我们在此选用基于Visual C++的Socket套接字来实现仿真模拟，选取Visual C++ 6.0作为仿真平台。
4.1 CPDLC协议仿真平台简介
通过应用socket套接字程序，用客户端来模拟飞机，服务器端模拟地面站。通过对socket的服务器与客户端程序的编写，实现socket服务器和客户端之间的连接，并且发送和接收信息。在对服务器与客户端程序的编写完成后，进行socket程序在本机上的连接，使得两个端口连接，以实现socket 套接字的通信。从而可以实现地面站与飞行员的通信过程。 4.1.1 Visual C++ 6.0仿真平台简介
VC++是Visual C++的简称，由一款由微软开发的C++开发工具，是一个包含了编译器、调试器和编辑器的集成开发环境。自2002年微软发布Visual Studio.NET，建立基于.NET框架的代码托管机制以来，一个项目可以支持多种开发语言的组件，VC++同样被扩展为支持代码托管机制的开发环境，所以之后，微软不再提供VC++的独立安装程序，逐步推出了VS2003、VS2005和VS2010等集成开发工具包。
VC++ 6.0作为最稳定的VS开发平台，拥有更加强大的功能，类库和开发技术都非常完善，人机交互界面也更加友好便捷，因此在此次CPDLC仿真中我们选取VC++ 6.0作为仿真平台。 4.1.2 Socket概述
在UNIX系统当中，主要包含两类网络应用编程界面：UNIX BSD的套接字，即Socket与UNIX system V的TLI，后由于Sun公司采用了支持TCP/IP协议的UNIX BSD操作系统，从而使得基于TCP/IP协议的应用得到了巨大的发展，其网络应用编程界面Socket套接字在网络当中也得到了广泛的应用，至今，Socket套接字已经被引入微机操作系统Windows当中，成为开发网络应用程序的有力工具。Socket接口定义了许多函数或例程，程序员可以用它们来开发TCP/IP网络上的应用程序。
Socket接口设计者最先是将接口放在Unix操作系统里面的。如果了解Unix
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系统的输入和输出的话，就很容易了解Socket。网络编程中的Socket数据传输其实是一种特殊的I/O，Socket也可以被理解为一种文件描述符，它具有一个创建套接字的函数调用socket()，该函数返回一个整型的Socket描述符，即Socket套接字号，随后的连接建立、数据传输等操作都可以通过bind()、connect()、accept()、send()、recv() 等函数调用来实现。
在TCP/IP网络应用当中，进行通信的两个进程之间相互作用的主要模式是客户/服务器模式（Client/Server model），即客户向服务器发出服务请求，服务器接收到请求之后，向客户端提供相应的服务。客户/服务器模式在操作过程当中采取主动请求的方式，即服务器方要首先启动，并执行如下操作：
1. 打开通信通道并告知本地主机，声明其愿意在某一公关地址（周知口）上接收客户请求。
2. 等待客户请求到达该端口。
3. 接收到重复服务请求，处理该请求并发送应答信号。服务完成之后，关闭此新进程与客户之间的通信链路。
4. 返回第二部，重新等待客户的请求。 5. 关闭服务器。
客户方进程则完成以下操作：
1. 打开通信信道，连接到服务器所在主机的特定端口。
2. 向服务器发送服务请求报文，等到并接收应答信号；继续提出请求…… 3. 请求结束后关闭通信信道，并终止。
综上，我们可以看出服务器与客户进程的作用是非对等的，服务进程一般是先于客户请求启动的，只要系统运行，该服务进程一直存在，直到正常或强迫终止。
在此，我们使用Socket Server和Socket Client分别完成服务器和客户端进程的仿真。下图为TCP/IP协议核心与应用程序之间的关系图：
应用程序1应用程序2网络应用程序界面（SOOCKET）TCP/IP核心协议物理介质
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第4章 CPDLC数据链协议的仿真实现 图4-1 TCP/IP协议核心与应用程序关系图
4.2 CPDLC通信协议的仿真实现
4.2.1 通信连接的建立
Socket套接字系统又分为面向连接和无连接两种通信模式，由于我们模拟的地空通信传输的数据当中是不携带地址信息的，因此我们在此需要建立的是面向连接的套接字服务，即在每一次传输报文数据之前都需要建立连接。
根据CPDLC通信协议的规定，一架飞机同时只能与一个地面管制单位进行通信，并且是由地面管制单位向飞机发出请求连接的报文，因此我们这里设置飞机为服务器端，地面管制塔台为客户端。因为本次试验建模仅包含一个客户端和一个服务器端，因此我们不考虑飞机当前已经存在连接的情况。
仿真开始之后，首先地面管制单位显示是否与指定航班进行连接的建立，此时飞机端显示尚无管制塔台发出连接请求。如下图4-2所示：
之后管制单位输入指令，确定向指定航班发送连接请求，飞机收到请求连接的报文之后，显示询问是否与该地面管制单位建立连接，如果输入确认指令“Confirm”，则飞机向塔台发送同意建立连接的报文，如果飞机一端输入不同意连接的指令“Disconnect”，则飞机向塔台发送不建立连接的报文，并断开该链接。
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