CN104579453A - 一种机载无缝数据传输无线通信***及其通信方法 - Google Patents

一种机载无缝数据传输无线通信***及其通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种机载无缝数据传输无线通信***及其通信方法，机载无缝数据传输无线通信***包括机载***和地面***；机载***包括数据合并路由器及与数据合并路由器信号连接的机内子网、机载通信***；地面***包括数据中心及与数据中心信号连接的地面通信***、地面支持***，地面通信***与机载通信***信号连接；数据合并路由器用于将数个单一通信链路合并为一个统一的对外通信传输通道，建立与数据中心通信的对外通信传输通道；数据合并路由器设有通信控制接口模块，通信控制接口模块用于控制机载通信***对外发起单一通信链路的连接请求，建立通信传输通道。本发明使用方便灵活，数据传输通畅，数据切换时延短，传输可靠性高。

Description

一种机载无缝数据传输无线通信***及其通信方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种机载无缝数据传输无线通信***及其通信方法。
背景技术
随着通信技术日渐发达，机载通信应用日渐增多。现有的民航客机内，除了传统的通信导航***与地面进行实时通讯之外，机载***(如航电***、客舱***、娱乐***、信息***等)与地面网络之间的实时通讯和数据传输业务也催生了多种机内与机外通信手段的发展和应用；如飞机停留在机场的时候，可以通过机载的无线通信设备使用蜂窝移动通信(3G、4G等)方式或WLAN方式与地面网络进行数据传输；飞机在空中飞行的时候，可以通过卫星通信***与地面进行通信；如果飞机上安装了地空宽带网机载设备，则可以与地空宽带网的地面基站进行通讯，从而接入地面的各种网络。
但现有的这些机内与机外通信都有一定的限制和缺点，主要是如下几方面：
(1)某一***的对外通信管道是固定的，不能互用互换，在使用和运营上都不够灵活，也无法做容灾备份；比如机载维护***与地面的数据传输只能通过卫星通道，而机载娱乐***只能当飞机停在机场的时候通过蜂窝通信或WLAN方式进行服务器节目内容更新。
(2)飞机上各个***的对外通信管道各自独立，在此情况下，这些管道的带宽无法得到充分利用，存在资源浪费。
(3)某些存在一种以上通信管道的***，其业务应用正在使用一种通信方式进行数据传输的时候，如果当前的传输链路不可用了，则这一业务将被中断，待传输链路恢复或切换至另外一种传输链路后，需要重新开始，数据切换时延较大。
综上可知，有必要设计一种新的机载无缝数据传输无线通信***及其通信方法来弥补上述缺陷。
发明内容
为解决上述缺陷，本发明提出一种机载无缝数据传输无线通信***及其通信方法，其使用方便灵活，数据传输通畅，数据切换时延短，传输可靠性高。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种机载无缝数据传输无线通信***，其包括机载***和地面***；机载***包括机内子网、机载通信***和数据合并路由器，机内子网、机载通信***均与数据合并路由器信号连接；地面***包括地面通信***、地面支持***和数据中心，地面通信***与机载通信***信号连接，且地面通信***、地面支持***均与数据中心信号连接；数据合并路由器用于将数个单一通信链路合并为一个统一的对外通信传输通道，建立与数据中心通信的对外通信传输通道；数据合并路由器设有通信控制接口模块，通信控制接口模块用于控制机载通信***对外发起单一通信链路的连接请求，建立通信传输通道。
其中，机内子网设有航电***，且航电***包括机载维护***、机载信息***、客舱核心***、客舱通信***和机载娱乐***，且机载维护***、机载信息***、客舱核心***、客舱通信***、机载娱乐***均与数据合并路由器连接。
其中，机载通信***包括卫星通信***、无线局域网通信***和蜂窝通信***，且卫星通信***、无线局域网通信***、蜂窝通信***均连接至通信控制接口模块。
其中，地面通信***包括卫星、卫星通信运营商、无线局域网热点、无线局域网通信运营商、蜂窝通信基站和蜂窝通信运营商；卫星与卫星通信***、卫星通信运营商均信号连接；无线局域网热点与无线局域网通信***、无线局域网通信运营商均信号连接；蜂窝通信基站与蜂窝通信***、蜂窝通信运营商均信号连接。
其中，卫星通信运营商、无线局域网通信运营商、蜂窝通信运营商均与数据中心信号连接。
其中，地面支持***包括服务提供商、航空公司和空管***，且服务提供商、航空公司、空管***均与数据中心信号连接。
其中，卫星、卫星通信运营商和卫星通信***组成卫星传输通道；无线局域网热点、无线局域网通信运营商和无线局域网通信***组成无线局域网传输通道；蜂窝通信基站、蜂窝通信运营商和蜂窝通信***组成蜂窝传输通道。
一种机载无缝数据传输无线通信方法，其包括如下步骤：(1)机内子网的航电***向数据合并路由器发起对外连接的请求；(2)数据合并路由器的通信控制接口模块控制机载通信***，并对外发起单一通信链路的连接请求，成功建立蜂窝传输通道、无线局域网传输通道和卫星传输通道；(3)数据合并路由器将数个单一通信链路合并为一个统一的对外通信传输通道，建立与数据中心通信的对外通信传输通道；(4)通信控制接口模块依据传输的数据包大小、优先级和传输通道信号质量，依据通道选择算法得出当前最优的通信方式，动态实时为当前需传输数据选择蜂窝传输通道、无线局域网传输通道、卫星传输通道中的一个或几个；(5)当数据合并路由器收到机内子网的对外通信数据后，将数据送入通信控制接口模块；(6)通信控制接口模块实时将数据包分为多个切片内容，依据传输通道选择结果，将多个切片内容均放入传输通道进行传输；(7)数据中心获得切片内容后，将切片内容还原为原有的数据包，并依据数据包的目的地IP，将数据包传输至地面支持***。
本发明对机内***和机外通信链路进行统一和整合，由数据合并路由器统一管理不同通信子***的传输管道，提供统一的通信接口，与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)在使用和运营上均更为灵活，同时在某一传输管道中断时，不会影响机内子网对外通信功能的实现，通过不同传输管道之间的无缝自动切换，使得应用层感觉不到底层的切换，数据传输更通畅，减少数据切换时延。
(2)对于机内子网而言，不需要关注目前正在使用的是何种通信链路，由数据合并路由器根据通信链路的可用性、带宽、费用等为不同的机内数据通信业务分配机外无线通信链路，可以较大程度上简化机内子网的设计难度。
(3)可以采用带宽叠加、分时复用等方式，提高单一机内子网对外的通信带宽。
(4)可以采用通道绑定的方式，在不同链路上发送相同的数据，提高单一机内子网对外通信的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明机载无缝数据传输无线通信***的***架构图；
图2是本发明机载无缝数据传输无线通信方法的流程框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，一种机载无缝数据传输无线通信***，其包括机载***和地面***；机载***包括机内子网、机载通信***和数据合并路由器，机内子网、机载通信***均与数据合并路由器信号连接；地面***包括地面通信***、地面支持***和数据中心，地面通信***与机载通信***信号连接，且地面通信***、地面支持***均与数据中心信号连接；数据合并路由器用于将数个单一通信链路合并为一个统一的对外通信传输通道，成功建立与数据中心通信的对外通信传输通道；数据合并路由器设有通信控制接口模块，通信控制接口模块用于控制机载通信***对外发起单一通信链路的连接请求，建立通信传输通道。
本发明数据合并路由器设于机内子网与机载通信***之间，用于提供管道合并功能。本发明数据中心设于地面通信***和地面支持***之间，用于提供管道合并功能。
其中，机内子网设有航电***，且航电***包括机载维护***、机载信息***、客舱核心***、客舱通信***和机载娱乐***，且机载维护***、机载信息***、客舱核心***、客舱通信***、机载娱乐***均与数据合并路由器连接。本发明机内子网上的***不限于机载维护***、机载信息***、客舱核心***、客舱通信***和机载娱乐***，根据需求，本领域技术人员还可以设有其它***与数据合并路由器信号连接；且本发明机载维护***、机载信息***、客舱核心***、客舱通信***、机载娱乐***上均设有对外接口，且对外接口连接至数据合并路由器。
其中，机载通信***包括卫星通信***、无线局域网通信***和蜂窝通信***，且卫星通信***、无线局域网通信***、蜂窝通信***均连接至通信控制接口模块。本发明机载通信***不限于卫星通信***、无线局域网通信***和蜂窝通信***，根据需要，本领域技术人员还可以选择使用其它的通信***。
其中，机内子网进一步设有航电***，航电***上设有对外接口，且对外接口连接至数据合并路由器。
其中，地面通信***包括卫星、卫星通信运营商、无线局域网热点、无线局域网通信运营商、蜂窝通信基站和蜂窝通信运营商；卫星与卫星通信***、卫星通信运营商均信号连接；无线局域网热点与无线局域网通信***、无线局域网通信运营商均信号连接；蜂窝通信基站与蜂窝通信***、蜂窝通信运营商均信号连接。本发明地面通信***用于与机载通信***配套，一般由通信运营商建设，其不限于卫星通信运营商、无线局域网通信运营商和蜂窝通信运营商，根据实际需求，本领域技术人员还可以使用其它的地面通信***，只需达到与机载通信***实现数据传输的效果即可。其中，卫星通信运营商、无线局域网通信运营商、蜂窝通信运营商均与数据中心信号连接。
其中，地面支持***包括服务提供商、航空公司和空管***，且服务提供商、航空公司、空管***均与数据中心信号连接。本发明地面支持***用于与机内子网配套，其不限于服务提供商、航空公司和空管***，根据需求，本领域技术人员还可以选择机场或者其它的地面支持***。
其中，卫星、卫星通信运营商和卫星通信***组成卫星传输通道；无线局域网热点、无线局域网通信运营商和无线局域网通信***组成无线局域网传输通道；蜂窝通信基站、蜂窝通信运营商和蜂窝通信***组成蜂窝传输通道。
参照图2，本发明公开一种机载无缝数据传输无线通信方法，其包括如下步骤：(1)机内子网的航电***对外接口汇集到数据合并路由器，向数据合并路由器发起对外连接的请求；(2)数据合并路由器的通信控制接口模块控制机载通信***，并对外发起单一通信链路的连接请求，成功建立蜂窝传输通道、无线局域网传输通道和卫星传输通道；(3)数据合并路由器通过MPLS等技术，将数个单一通信链路合并为一个统一的对外通信传输通道，成功建立与数据中心通信的对外通信传输通道；本发明中，MPLS是Multi-Protocol Label Switching的缩写，其中文意思是多协议标签交换，其是一种用于快速数据包交换和路由的体系，它为网络数据流量提供了目标、路由、转发和交换等能力。(4)通信控制接口模块依据传输的数据包大小、优先级和传输通道信号质量，依据通道选择算法得出当前最优的通信方式，动态实时为当前需传输数据选择蜂窝传输通道、无线局域网传输通道、卫星传输通道中的一个或几个；(5)当数据合并路由器收到机内子网的对外通信数据后，将数据送入通信控制接口模块；(6)通信控制接口模块通过P2P等技术，实时将数据包分为多个切片内容，依据传输通道选择结果，将多个切片内容均放入传输通道进行传输；本发明中，P2P是Peer to Peer的缩写，其中文意思是对等网络，也称为对等连接，其是一种新的通信模式，每个参与者具有同等的能力，可以发起一个通信会话。(7)数据中心获得切片内容后，将切片内容还原为原有的数据包，并依据数据包的目的地IP，将数据包传输至地面支持***。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机载无缝数据传输无线通信***，其特征在于，其包括机载***和地面***；
机载***包括机内子网、机载通信***和数据合并路由器，机内子网、机载通信***均与数据合并路由器信号连接；
地面***包括地面通信***、地面支持***和数据中心，地面通信***与机载通信***信号连接，且地面通信***、地面支持***均与数据中心信号连接；
数据合并路由器用于将数个单一通信链路合并为一个统一的对外通信传输通道，建立与数据中心通信的对外通信传输通道；数据合并路由器设有通信控制接口模块，通信控制接口模块用于控制机载通信***对外发起单一通信链路的连接请求，建立通信传输通道。
2.如权利要求1所述的机载无缝数据传输无线通信***，其特征在于，机内子网设有航电***，且航电***包括机载维护***、机载信息***、客舱核心***、客舱通信***和机载娱乐***，且机载维护***、机载信息***、客舱核心***、客舱通信***、机载娱乐***均与数据合并路由器连接。
3.如权利要求2所述的机载无缝数据传输无线通信***，其特征在于，机载通信***包括卫星通信***、无线局域网通信***和蜂窝通信***，且卫星通信***、无线局域网通信***、蜂窝通信***均连接至通信控制接口模块。
4.如权利要求3所述的机载无缝数据传输无线通信***，其特征在于，地面通信***包括卫星、卫星通信运营商、无线局域网热点、无线局域网通信运营商、蜂窝通信基站和蜂窝通信运营商；卫星与卫星通信***、卫星通信运营商均信号连接；无线局域网热点与无线局域网通信***、无线局域网通信运营商均信号连接；蜂窝通信基站与蜂窝通信***、蜂窝通信运营商均信号连接。
5.如权利要求4所述的机载无缝数据传输无线通信***，其特征在于，卫星通信运营商、无线局域网通信运营商、蜂窝通信运营商均与数据中心信号连接。
6.如权利要求5所述的机载无缝数据传输无线通信***，其特征在于，地面支持***包括服务提供商、航空公司和空管***，且服务提供商、航空公司、空管***均与数据中心信号连接。
7.如权利要求6所述的机载无缝数据传输无线通信***，其特征在于，卫星、卫星通信运营商和卫星通信***组成卫星传输通道；无线局域网热点、无线局域网通信运营商和无线局域网通信***组成无线局域网传输通道；蜂窝通信基站、蜂窝通信运营商和蜂窝通信***组成蜂窝传输通道。
8.一种机载无缝数据传输无线通信方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)机内子网的航电***向数据合并路由器发起对外连接的请求；
(2)数据合并路由器的通信控制接口模块控制机载通信***，并对外发起单一通信链路的连接请求，成功建立蜂窝传输通道、无线局域网传输通道和卫星传输通道；
(3)数据合并路由器将数个单一通信链路合并为一个统一的对外通信传输通道，成功建立与数据中心通信的对外通信传输通道；
(4)通信控制接口模块依据传输的数据包大小、优先级和传输通道信号质量，依据通道选择算法得出当前最优的通信方式，动态实时为当前需传输数据选择蜂窝传输通道、无线局域网传输通道、卫星传输通道中的一个或几个；
(5)当数据合并路由器收到机内子网的对外通信数据后，将数据送入通信控制接口模块；
(6)通信控制接口模块实时将数据包分为多个切片内容，依据传输通道选择结果，将多个切片内容均放入传输通道进行传输；
(7)数据中心获得切片内容后，将切片内容还原为原有的数据包，并依据数据包的目的地IP，将数据包传输至地面支持***。
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