用于多接口传输网关处理和线性序列编码的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于多接口传输网关处理和线性序列编码的方法和系统。公开了用于多接口传输网关处理的系统和方法以及用于利用线性序列编码方案的系统、方法和计算机可读介质。在一些实施例中，该系统包括一个或多个交通工具，每个交通工具包括至少一个交通工具网关，以及无线通信接口、通过至少一个无线通信接口与每个交通工具的交通工具网关通信的至少一个管理网关，以及经由管理网关，与一个或多个交通工具中的每一个通信的一个或多个管理服务器，其中，一个或多个管理服务器被配置为监控或管理一个或多个交通工具中的每一个的状态。在一些实施例中，可以使用线性序列编码方案或其他方案来编码对计算设备的设备或来自计算设备的通信。计算设备的通信。计算设备的通信。

【技术实现步骤摘要】
用于多接口传输网关处理和线性序列编码的方法和系统


[0001]本文公开的主题一般涉及无线网络数据通信。更具体地，本文公开的主题涉及无线网络数据通信覆盖网络。

技术介绍

[0002]在世界范围内，无人空中系统(UAS)(即商用、军用和个人无人机或其他无人飞行器)的使用正快速增长。随着UAS越来越流行，UAS与航空公司和航空航天工业交通工具之间存在潜在的安全问题。对于航空公司和航空航天业来说，安全是最重要的，并且飞行器(即，特别是商用飞机)受到严格监管。在图1A中示出了UAS和有人驾驶飞机(诸如直升机H和飞机A)共存的示例性环境。该图图示了尤其如果UAS和有人驾驶飞机不相互通信或如果UAS意外干扰有人驾驶飞机位置，会出现的可能安全问题。例如，在自主无人机意外进入机场周围空域的场景中会出现重大安全问题(即自主飞行软件中的错误导致其飞行方向错误)。图1B图示了另一个可能的安全问题，其中，若干UAS，一些由人控制，另一些由远程通信控制。在这种情况下，接近直升机H的UAS会潜在地干扰或撞击直升机H，导致直升机H发生故障、损坏甚至坠毁，严重或致命地伤害其乘客和机组人员。
[0003]最近，行业、NASA和美国联邦航空管理局(FAA)已经开始研究和实施无人驾驶交通管理(UTM)系统，以帮助管理无人机在距地面400英尺以下的高度超出视线范围的通信和飞行。UTM独立于FAA的用于有人驾驶飞机的空中交通管理系统，但又与之互补。UTM的计划是使其成为一个可扩展的分布式系统，用于大规模实时UAS飞行监控和控制。为了正确通信并允许持续监控和控制UAS设备，UTM设备(即监控和控制设备)与UAS之间的通信系统需要高度可靠和低延迟的通信系统。

技术实现思路

[0004]根据本公开，提供了用于多接口传输网关处理的系统和方法。在一些实施例中，本公开的系统和方法通过将冗余智能地合并到UTM网络接入中来提供可靠且低延迟的通信路径。在一些实施例中，本公开的系统和方法利用多个独立的无线网络服务供应商来协作和并发地传输UTM信息。
[0005]在一个方面中，提供一种用于多接口传输网关处理的系统，该系统包括：一个或多个交通工具，每个交通工具包括：至少一个交通工具网关；以及多个无线通信接口；以及经由至少一个交通工具的多个无线通信接口的至少一个接口，与一个或多个交通工具的至少一个交通工具通信的一个或多个管理网络设备；其中，一个或多个管理网络设备被配置为监控或管理一个或多个交通工具中的至少一个交通工具的状态。
[0006]在一些实施例中，每个交通工具网关被配置为维持第一虚拟网络接口，并且一个或多个管理设备被配置为维持第二虚拟网络接口。在一些实施例中，系统被配置为维持一个或多个交通工具中的至少一个的第一虚拟网络接口与第二虚拟网络接口之间的覆盖网络。
[0007]在一些实施例中，系统被配置为在至少一个交通工具的多个无线通信接口中的至少一个无线通信接口上维持覆盖网络，使得如果多个无线通信接口中的任一个在给定交通工具上出现故障，则维持覆盖网络，并且维持给定交通工具与一个或多个管理网络设备之间的通信。在一些实施例中，计算机应用被配置为使用网络分组在至少一个交通工具的第一虚拟网络接口和使用网络分组的一个或多个管理网络设备的第二虚拟网络接口之间的覆盖网络上进行通信，该计算机应用在至少一个交通工具和一个或多个管理网络设备之间通信，包括被配置用于监控和管理至少一个交通工具的状态的通信。
[0008]在一些实施例中，一个或多个管理网络设备包括一个或多个交通工具、管理服务器或管理网关中的至少一个。在一些实施例中，一个或多个交通工具中的每一个被配置为在将编码的网络分组发送到一个或多个管理网络设备之前，将应用网络分组编码为编码网络分组，并且解码从一个或多个管理网络设备接收的接收编码网络分组；以及其中，一个或多个管理网络设备中的每一个被配置为在将所编码的网络分组发送到一个或多个交通工具之前，将应用网络分组编码成编码网络分组，并且解码从一个或多个交通工具接收的所接收的编码网络分组。
[0009]在一些实施例中，一个或多个交通工具和一个或多个管理网络设备被分别配置为通过将每个应用网络分组映射到一个或多个编码符号来对应用网络分组进行编码；其中，一个或多个交通工具和一个或多个管理网络设备被进一步配置为将一个或多个编码符号插入一个或多个编码网络分组中；以及其中，一个或多个交通工具和一个或多个管理网络设备被进一步配置为通过多个无线通信接口中的一个或多个发送编码的网络分组。在一些实施例中，一个或多个交通工具和一个或多个管理网络设备分别被配置为通过从所接收的编码网络分组中提取多个编码符号以恢复已经被编码成一个或多个编码符号的应用网络分组来解码所接收的编码网络分组；以及其中，系统被配置为使用擦除解码来恢复应用网络分组，然后将所恢复的应用网络分组转发到相应的接收计算机应用。
[0010]在一些实施例中，一个或多个交通工具中的每一个是无人机、无人驾驶航空系统、无人系统、或需要与一个或多个远程管理网络设备进行可靠通信的任何有人或无人的自主系统。在一些实施例中，多个无线通信接口包括以下中的一个或多个：一个或多个蜂窝无线网络接口、一个或多个卫星网络接口、一个或多个交通工具到交通工具网络接口、一个或多个空对地网络接口，以及一个或多个Wi
‑
Fi网络接口。
[0011]在另一方面，一种用于多接口传输网关处理的方法包括：提供与一组一个或多个交通工具中的至少一个交通工具通信的一个或多个管理网络设备，每个交通工具包括：至少一个交通工具网关；以及多个无线通信接口；以及使用管理网络设备，监控或管理至少一个交通工具中的每一交通工具的状态。在一些实施例中，该方法进一步包括维持每一交通工具网关处的第一虚拟网络接口；以及维持一个或多个管理网络设备处的第二虚拟网络接口。
[0012]在一些实施例中，该方法进一步包括维持一个或多个交通工具中的每一个的第一虚拟网络接口与第二虚拟网络接口之间的覆盖网络。在一些实施例中，该方法进一步包括在至少一个交通工具的多个无线通信接口中的至少一个上维持覆盖网络，使得如果多个无线通信接口中的任一个在给定交通工具上出现故障，维持覆盖网络，并且维持给定交通工具与一个或多个管理网络设备之间的通信。在一些实施例中，包括被配置用于监控和管理
至少一个交通工具的通信、在至少一个交通工具和一个或多个管理网络设备之间通信的计算机应用被配置为使用网络分组，在相应交通工具的第一虚拟网络接口和一个或多个管理网络设备的第二虚拟网络接口之间的覆盖网络上进行通信。
[0013]在一些实施例中，一个或多个管理网络设备包括一个或多个交通工具、管理服务器或管理网关中的至少一个。在一些实施例中，该方法进一步包括：在将应用网络分组发送到一个或多个管理网络设备之前，在一个或多个交通工具中的每一个处将应用网络分组编码为编码网络分组，并且解码从一个或多个管理网络设备接收的接收编码网络分组；以及在将所编码的网络分组发送到一个或多个交通工具之前，在一个或多个管理网络设备处将应用网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于多接口传输网关处理的系统，包括：一个或多个交通工具，每个交通工具包括：至少一个交通工具网关；以及多个无线通信接口；以及一个或多个管理网络设备，所述一个或多个管理网络设备经由所述至少一个交通工具的多个无线通信接口的至少一个接口与所述一个或多个交通工具的至少一个交通工具通信；其中，所述一个或多个管理网络设备被配置为监控或管理所述一个或多个交通工具中的至少一个交通工具的状态。2.根据权利要求1所述的系统，其中，每个交通工具网关被配置为维持第一虚拟网络接口，并且所述一个或多个管理设备被配置为维持第二虚拟网络接口。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述系统被配置维持所述一个或多个交通工具中的至少一个的所述第一虚拟网络接口与所述第二虚拟网络接口之间的覆盖网络。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述系统被配置为在所述至少一个交通工具的所述多个无线通信接口中的至少一个无线通信接口上维持覆盖网络，使得如果所述多个无线通信接口中的任一个在给定交通工具上出现故障，则维持所述覆盖网络，并且维持所述给定交通工具与所述一个或多个管理网络设备之间的通信。5.根据权利要求4所述的系统，其中，计算机应用被配置为使用网络分组，在所述至少一个交通工具的所述第一虚拟网络接口和使用网络分组的所述一个或多个管理网络设备的所述第二虚拟网络接口之间的所述覆盖网络上进行通信，其中所述计算机应用在所述至少一个交通工具和所述一个或多个管理网络设备之间通信，包括被配置用于监控和管理所述至少一个交通工具的状态的通信。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个管理网络设备包括所述一个或多个交通工具、管理服务器或管理网关中的至少一个。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个交通工具中的每一个被配置为：将应用网络分组编码为编码网络分组，然后将所述编码网络分组发送到所述一个或多个管理网络设备，并且解码从所述一个或多个管理网络设备接收的接收编码网络分组；以及其中，所述一个或多个管理网络设备中的每一个被配置为：将应用网络分组编码成编码网络分组，然后将所述编码网络分组发送到一个或多个交通工具，并且解码从所述一个或多个交通工具接收的接收编码网络分组。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述一个或多个交通工具和一个或多个管理网络设备被分别配置为通过将每个应用网络分组映射到一个或多个编码符号来对所述应用网络分组进行编码；其中，所述一个或多个交通工具和一个或多个管理网络设备被进一步配置为将所述一个或多个编码符号插入一个或多个编码网络分组中；以及其中，所述一个或多个交通工具和一个或多个管理网络设备被进一步配置为在所述多个无线通信接口中的一个或多个上发送编码的网络分组。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述一个或多个交通工具和一个或多个管理网络设备分别被配置为通过从所述接收编码网络分组中提取多个编码符号以恢复已经被编码
成一个或多个编码符号的应用网络分组来解码所述接收编码网络分组；以及其中，所述系统被配置为使用擦除解码来恢复所述应用网络分组，然后将恢复的应用网络分组转发到相应的接收计算机应用。10.根据权利要求7所述的系统，其中，线性序列编码方案被用于编码和解码，使得包括k个编码符号的多个接收编码网络分组具有100％的成功解码所述应用网络分组的概率，其中，k是表示所述应用网络分组的编码符号的数量。11.根据权利要求10所述的系统，其中，在使用所述线性序列编码方案将所述应用网络分组编码成所述编码网络分组之前，预先计算包括用于所述编码网络分组的线性无关子序列的一系列编码符号，并且相关编码向量被存储以在将所述应用网络分组编码为所述编码网络分组期间使用。12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个交通工具中的每一个是无人机、无人空中系统、无人系统、或需要与一个或多个远程管理网络设备进行可靠通信的任何有人或无人的自主系统。13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个无线通信接口包括以下中的一个或多个：一个或多个蜂窝无线网络接口、一个或多个卫星网络接口、一个或多个交通工具到交通工具网络接口、一个或多个空对地网络接口，以及一个或多个Wi
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Fi网络接口。14.一种用于多接口传输网关处理的方法，包括：提供与一组一个或多个交通工具中的至少一个交通工具通信的一个或多个管理网络设备，每个交通工具包括：至少一个交通工具网关；以及多个无线通信接口；以及使用所述管理网络设备监控或管理所述至少一个交通工具中的每一交通工具的状态。15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：在每一交通工具网关处维持第一虚拟网络接口；以及在所述一个或多个管理网络设备处维持第二虚拟网络接口。16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：维持所述一个或多个交通工具中的每一个的所述第一虚拟网络接口与所述第二虚拟网络接口之间的覆盖网络。17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：在所述至少一个交通工具的所述多个无线通信接口中的至少一个上维持所述覆盖网络，使得如果所述多个无线通信接口中的任一个在给定交通工具上出现故障，则维持所述覆盖网络，并且维持所述给定交通工具与所述一个或多个管理网络设备之间的通信。18.根据权利要求17所述的方法，其中，计算机应用被配置为使用网络分组在相应交通工具的所述第一虚拟网络接口和所述一个或多个管理网络设备的所述第二虚拟网络接口之间的所述覆盖网络上进行通信，其中所述计算机应用在所述至少一个交通工具和所述一个或多个管理网络设备之间通信，包括被配置用于监控和管理所述至少一个交通工具的通信。19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述一个或多个管理网络设备包括所述一个或多个交通工具、管理服务器或管理网关中的至少一个。
20.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：在将应用网络分组发送到所述一个或多个管理网络设备之前，在所述一个或多个交通工具中的每一个处将所述应用网络分组编码为编码网络分组，并且解码从所述一个或多个管理网络设备接收的接收编码网络分组；以及在所述一个或多个管理网络设备处将应用网络分组编码成编码网络分组，然后将所述编码网络分组发送到所述一个或多个交通工具，并且解码从所述一个或多个交通工具接收的接收编码网络分组。21.根据权利要求20所述的方法，其中，编码包括：将每个应用网络分组映射到一个或多个编码符号；在所述一个或多个交通工具和一个或多个管理网络设备处，将所述一个或多个编码符号插入一个或多个编码网络分组中；以及在所述多个无线通信接口中的一个或多个上，从所述一个或多个交通工具或一个或多个管理网络设备发送所述编码网络分组。22.根据权利要求21所述的方法，其中，解码进一步包括：从所述接收编码网络分组中...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯维尔纳，
申请(专利权)人：空中客车简化股份公司，
类型：发明
国别省市：