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飞行器和地面系统之间的多频段无线数据传输技术方案

技术编号:14620108 阅读:284 留言:0更新日期:2017-02-10 11:41
本发明专利技术提供用于飞行器和地面系统之间的多频段无线数据传输的方法和系统。该传输使用不同波长范围,每个波长范围对应于不同的数据域并且建立不同的通信信道。这种波长差异提供不同数据域之间的物理分离,并且因此提高数据安全性。此外,单个宽带天线在飞行器的外部使用,以便传输来自不同数据域的数据组。相比于多天线配置,单个天线配置减少阻力和重量,并且改善了飞行器的结构整体性。不同的飞行器通信模块连接到不同的飞行器系统,其操控不同的数据域并且在不同波长范围操作。这些模块使用多路复用器连接至相同的天线。这种连接可以使用门设备控制,并且可以以通信信道可用性、安全状态和其他因素的确认为条件。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
现代飞行器的各种机载系统存储、收集和使用的数据量正快速增长。这些系统可以支持用于客舱操作、航空电子设备操作和机上娱乐的数据。此外,操作和维护数据以及发动机性能数据可以在一般飞行期间生成,并需要在着陆后传递给地面系统。航空公司通常负责更新数据和配置他们飞机上的软件(例如,用于飞行操作和乘客娱乐)以及用于及时从他们的飞行器下载各种数据(例如,维护和系统性能日志)。例如,在航班之间,当飞行器位于机场时,所有这些活动需要飞行器和地面系统之间快速安全的数据传输。机场处的一些可用通信信道的安全等级通常是低的,这可能导致安全漏洞,并可能影响飞行器处的数据(包括各种任务关键数据)。
技术实现思路
提供使用不同通信信道(如WiFi,WiMAX,蜂窝和卫星通信SatCom)在飞行器和地面系统之间进行多频段无线数据传输的方法和系统。传输可以使用不同波长范围,使得每个波长范围对应于不同数据域并建立不同通信信道。这种波长差异提供不同数据域之间的物理分离,并因此提高安全性。此外,单个宽带天线在飞行器的外部使用,以便传输来自不同数据域的数据组。相比于多天线配置,单个天线配置减少阻力和重量,并提高飞行器的结构整体性。同时,相比于将天线定位在飞行器内部,将天线定位在飞行器的外部提供增加的数据传输。不同飞行器通信模块(其连接至不同飞行器系统)操控建立不同通信信道和不同数据域传输,每个模块使用不同波长范围。这些模块使用多路复用器连接至相同的天线。这种连接可以使用门设备控制,并可以以通信信道可用性、安全状态和其他因素的确认为条件。在一些实施例中,单独的数据组可以用于控制一个或更多个通信信道中的通信。在一些实施例中,飞行器和一个或更多个地面系统之间进行多频段无线数据传输的方法包含:在第一飞行器通信模块处接收用于传输至第一地面系统的第一数据组。该方法继续使用第一飞行器通信模块生成RF信号。第一RF信号被提供给多路复用器,该多路复用器连接至飞行器宽带天线,其中飞行器宽带天线定位在飞行器的外部。该方法包括将第一RF信号从飞行器宽带天线传输至第一地面系统。该方法继续在第二飞行器通信模块处接收用于传输至第二地面系统的第二数据组,并使用第二飞行器通信模块生成第二RF信号。第二RF信号还被提供给多路复用器。该方法继续将第二RF信号从飞行器宽带天线传输至第二地面系统。第一RF信号的波长范围和第二RF信号的波长范围不同。在一些实施例中,第一RF信号的波长范围不与第二RF信号的波长范围重叠。在一些实施例中,传输第一RF信号在时间上与传输第二RF信号至少部分地重叠。特别地,第一RF信号和第二RF信号可以同时(例如,至少针对某一段时间)传输。这种特征进一步反映第一数据域和第二数据域之间的物理分离方面,即便在RF信号传输表示来自这些数据域的数据组时。在一些实施例中,该方法还包括在飞行器宽带天线处检查第一RF能量。第一RF能量对应于第一RF信号的波长范围。第一RF能量使用第一地面系统的第一地面天线生成。这种检查操作在传输第一RF信号之前执行。此外,传输第一RF信号可以以特定范围(例如,第一范围)内的第一RF能量为条件。如果第一RF能量不在此范围内,那么不传输第一RF信号。检查可以基于飞行器可用的关于飞行器当前位置的信息执行(例如,当前飞行器中地面系统的可用性)。在一些实施例中,第一飞行器通信模块使用门设备连接至多路复用器。门设备可操作以将第一飞行器通信模块连接至多路复用器,或将第一飞行器通信模块和多路复用器断开,这取决于第一RF能量是否在第一范围内。该方法还包括检查飞行器宽带天线处的用于其他通信信道或在特定实施例中用于所有信道的RF能量。例如,该方法可以包括检查飞行器宽带天线处的第二RF能量。第二RF能量对应于第二RF信号的波长范围。第二RF能量使用第二地面系统的第二地面天线生成。这种检查操作在传输第二RF信号之前执行。在一些实施例中,第一地面天线和第二地面天线不同。例如,第一地面天线可以是WiFi天线,而第二地面天线可以是WiMAX天线、蜂窝天线或SatCom天线。更具体地,第一地面天线可以是WiMAX天线,而第二地面天线可以是SatCom天线。可替代地,第一RF信号和第二RF信号可以传输至相同地面天线,例如,地面天线。在一些实施例中,飞行器宽带天线被配置为以约10kHz和60GHz之间的波长范围传输,更具体地,在约700MHz和6GHz之间的波长范围传输。此范围包括由不同飞行器通信模块独立使用的多个子范围。从飞行器传递给第一和第二地面系统的数据组可以属于不同数据域,并且可以由不同飞行器系统的(例如,彼此不同的)飞行器通信模块以及由包括飞行器通信模块、多路复用器和其他组件的飞行器通信系统的飞行器通信模块接收。例如,第一数据组可以从飞行器控制系统接收,而第二数据组可以从航空公司信息服务系统或乘客信息和娱乐服务系统之一接收。这些飞行器系统可以通信地分离。也就是说,一个飞行器系统的数据组不由另一个飞行器系统使用,并且反之亦然。更具体地,飞行器系统可以物理地分离。物理分离包括飞行器系统之间的通信分离。因此,例如,如果乘客信息和娱乐服务系统出现安全漏洞,那么这种漏洞将不会影响飞行器控制系统。在一些实施例中,该方法还包括接收第三数据组。第三数据组可以指示飞行器宽带天线操作范围内的第一地面系统或更具体地第一地面系统的第一地面天线的当前可用性。第一RF信号的传输以这种可用性为条件。如果第三数据组指示第一地面系统不可用,那么不传输第一RF信号。可替代地,如果第三数据组指示第一系统是可用的,那么第一RF信号传输至第一天线。在一些实施例中,第三数据组可以在第二飞行器通信模块处接收。该第二模块可以控制门设备,门设备可操作以形成或破坏第一飞行器通信模块和多路复用器之间的连接。即使第二飞行器通信模块控制第一通信信道(即,第一飞行器通信模块操控的信道)中的门设备,第一和第二通信信道保持物理分离。由于使用一个信道(例如,上述示例中的第二通信信道)传输的数据用于控制在另一个信道(例如,第一通信信道)中的通信,这种控制特征还可以称为交叉检查。在一些实施例中,该方法包括接收第四数据组。第四数据组可以指示飞行器宽带天线操作范围内的当前安全状态。例如,机场可以具有不同安全等级,该安全等级根据不同因素、当前威胁、先前威胁等分配。在此示例中,传输第一RF信号可以以该安全状态为条件。该特征也可以实施为交叉检查特征,使得第四数据组通过第二飞行器通信模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在飞行器和一个或更多个地面系统之间进行多频段无线数据传输的方法,所述方法包含:在第一飞行器通信模块处接收第一数据组;基于所述第一数据组,生成第一射频信号即第一RF信号,其中所述第一RF信号使用所述第一飞行器通信模块生成,以及将所述第一RF信号发送至多路复用器,所述多路复用器连接至飞行器宽带天线,所述飞行器宽带天线位于所述飞行器的外部;使用所述飞行器宽带天线,将所述第一RF信号传输至第一地面系统;在第二飞行器通信模块处接收第二数据组;基于所述第二数据组生成第二RF信号,其中,所述第二RF信号使用第二飞行器通信模块生成,将所述第二RF信号发送至所述多路复用器;以及使用所述飞行器宽带天线,将所述第二RF信号传输至第二地面系统,其中,所述第一RF信号的波长范围与所述第二RF信号的波长范围不同。

【技术特征摘要】
2014.10.17 US 14/516,6681.一种用于在飞行器和一个或更多个地面系统之间进行多频段无线
数据传输的方法,所述方法包含:
在第一飞行器通信模块处接收第一数据组;
基于所述第一数据组,生成第一射频信号即第一RF信号,
其中所述第一RF信号使用所述第一飞行器通信模块生成,以及
将所述第一RF信号发送至多路复用器,所述多路复用器连接至飞行
器宽带天线,所述飞行器宽带天线位于所述飞行器的外部;
使用所述飞行器宽带天线,将所述第一RF信号传输至第一地面系
统;
在第二飞行器通信模块处接收第二数据组;
基于所述第二数据组生成第二RF信号,
其中,所述第二RF信号使用第二飞行器通信模块生成,
将所述第二RF信号发送至所述多路复用器;以及
使用所述飞行器宽带天线,将所述第二RF信号传输至第二地面系
统,
其中,所述第一RF信号的波长范围与所述第二RF信号的波长
范围不同。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一RF信号的波长范
围和所述第二RF信号的波长范围不重叠。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,传输所述第一RF信号在时
间上与传输所述第二RF信号至少部分地重叠。
4.根据权利要求1所述的方法,进一步包含:在传输所述第一RF
信号之前,检查所述飞行器宽带天线处的第一RF能量,其中,所述第一
RF能量对应于所述第一RF信号的所述波长范围,并且使用所述第一地
面系统的第一地面天线生成。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一地面系统的天线是
WiFi天线,并且其中,所述第二地面系统的天线是WiMAX天线、蜂窝
天线或卫星通信机构。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,所述飞行器宽带天线被配置
为以大约700MHz到6GHz之间的波长范围传输。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其中,所述第一数据组
从第一飞行器系统接收,其中,所述第二数据组从所述第二飞行器系统
接收,并且其中,所述第一飞行...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·W·谢尔顿T·M·米切尔D·尼古耶
申请(专利权)人:波音公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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