專利名稱：一種用于大型飛機(jī)的無線寬帶通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線寬帶通信應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于大型客機(jī)的無線寬帶通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)機(jī)載系統(tǒng)與地面系統(tǒng)之間的無線連接。
背景技術(shù)：
近年來，民航事業(yè)的迅猛發(fā)展，飛行流量不斷增大，對航空管制部門和航空公司運行控制、工程維護(hù)部門的要求越來越高，相應(yīng)對控制手段的要求也越來越高，主要體現(xiàn)在空地數(shù)據(jù)鏈路的通信質(zhì)量、通信覆蓋范圍擴(kuò)大和通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性提高。空管部門地空指揮通信主要以甚高頻(VHF)地空話音通信為主，同時甚高頻(VHF)地空數(shù)據(jù)通信也是我國現(xiàn)行地空數(shù)據(jù)通信采用的主要通信方式。目前已建VHF地空通信臺站已達(dá)80多個，已經(jīng)覆蓋了除西藏地區(qū)以外的大部分地區(qū)(包括香港、澳門地區(qū))，在國際飛行中可租用ARINC和SITA的地面通信臺來建立飛機(jī)與運控中心的聯(lián)系，在那些VHF未覆蓋區(qū)域亦可通過HF高頻通信網(wǎng)或SATCOM衛(wèi)星通信網(wǎng)來實現(xiàn)信號互補(bǔ)。但缺點是費用較高，且需要在飛機(jī)上加裝高頻或衛(wèi)星通信用的數(shù)據(jù)電臺，這極大的限制了該系統(tǒng)的使用?，F(xiàn)代大型客機(jī)大量使用了高科技設(shè)備，為了提高飛行的安全性，需要對機(jī)載設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控與健康管理，這需要地面維護(hù)人員實時獲取機(jī)載設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)并進(jìn)行分析。同時，電子飛行包的使用，將面臨著大量電子飛行包軟件的更新和電子航圖、導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫等的更新任務(wù)。這些都對空地傳輸數(shù)據(jù)鏈路提出了更高的要求，傳統(tǒng)的空地數(shù)據(jù)鏈路(如ACARS系統(tǒng))由于其較窄的帶寬、較高的通信費用，難以滿足現(xiàn)代飛機(jī)對空地通 鏈路的需求。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是引入基于無線寬帶的飛行中通訊系統(tǒng)，建立起機(jī)載系統(tǒng)與地面系統(tǒng)之間的無線寬帶連接，將飛機(jī)上的信息系統(tǒng)、客艙系統(tǒng)、娛樂系統(tǒng)及機(jī)外通信系統(tǒng)的大量的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和飛行參數(shù)等傳輸至地面數(shù)據(jù)中心，將電子飛行包軟件更新和航圖更新上傳至機(jī)載設(shè)備，這必將引起機(jī)載系統(tǒng)的變革和航空公司維修工程體系的革命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種用于大型客機(jī)的無線寬帶通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)由機(jī)載部分和地面部分組成。本發(fā)明提供支持現(xiàn)有國內(nèi)公網(wǎng)技術(shù)的語音接入業(yè)務(wù)，實現(xiàn)用戶不用更換終端設(shè)備即能享受到語音業(yè)務(wù)。本發(fā)明提供WiFi接入，支持用戶通過2G、3G手機(jī)終端接入互聯(lián)網(wǎng)，支持客戶享受郵件、下載等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。本發(fā)明傳輸?shù)恼Z音、數(shù)據(jù)和視頻對安全性和保密性要求很高，具有加密功能，防止信息被截獲或篡改。本發(fā)明與客艙核心系統(tǒng)、駕駛艙信息系統(tǒng)、旅客娛樂系統(tǒng)、機(jī)外通信系統(tǒng)、通用信息系統(tǒng)、機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)相交聯(lián)，將客艙核心系統(tǒng)的自檢信息通過本發(fā)明發(fā)送至地面數(shù)據(jù)中心，提供存儲和下載、實現(xiàn)客艙核心系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)更新功能；地面電子飛行包的更新內(nèi)容通過本發(fā)明上傳至機(jī)上電子飛行包；旅客娛樂系統(tǒng)的內(nèi)容和軟件通過本發(fā)明進(jìn)行實時更新；將機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)的飛機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)、構(gòu)型數(shù)據(jù)、維護(hù)數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù)通過機(jī)上通用信息系統(tǒng)，通過本發(fā)明傳輸至地面數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)飛機(jī)狀態(tài)和診斷數(shù)據(jù)的下載，滿足乘客的個性化需求。與現(xiàn)有的HF/VHF、衛(wèi)星通信相比，無線寬帶通訊具有通信費用低、數(shù)據(jù)流量大等優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)空地大流量數(shù)據(jù)的實時傳輸，與HF/VHF的地面基站相比，無線寬帶通訊系統(tǒng)的地面無線基站的覆蓋區(qū)域為400公里。當(dāng)飛機(jī)飛行或停泊在機(jī)場時，各系統(tǒng)信息均可通過本發(fā)明與地面進(jìn)行數(shù)據(jù)交互與通信。本發(fā)明也適用于其他機(jī)載系統(tǒng)與地面系統(tǒng)之間的空地通信。


圖I用于大型客機(jī)的無線寬帶通信系統(tǒng)構(gòu)架框圖。
具體實施例方式用于大型客機(jī)的無線寬帶通信系統(tǒng)是建立在無線寬帶的天地一體化大系統(tǒng)的基礎(chǔ)上。本發(fā)明涉及了客艙核心系統(tǒng)、能夠?qū)C(jī)載維護(hù)系統(tǒng)的飛機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)和維護(hù)數(shù)據(jù)發(fā)送至地面數(shù)據(jù)中心；能夠?qū)⒌孛骐娮语w行包的更新內(nèi)容無線上傳至機(jī)上電子飛行包；能夠?qū)⒖团摵诵南到y(tǒng)的自檢信息以無線的形式發(fā)送至地面數(shù)據(jù)中心；能夠?qū)⒙每蛫蕵废到y(tǒng)的內(nèi)容與軟件進(jìn)行實時更新。便于地面維護(hù)人員實時監(jiān)控飛機(jī)的飛行狀態(tài)，保障飛機(jī)的運行安全，提高飛機(jī)維護(hù)部門的維護(hù)效率，提高國產(chǎn)民用飛機(jī)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性。本發(fā)明提供了飛機(jī)與地面之間的寬帶無線通信功能，由機(jī)載部分和地面兩部分組成，建立了相應(yīng)的地面基站和地面數(shù)據(jù)中心。圖I為用于大型客機(jī)的無線寬帶通信系統(tǒng)構(gòu)架框圖，用于大型客機(jī)的無線寬帶通信系統(tǒng)與信息系統(tǒng)(IS)、客艙核心系統(tǒng)(CCS)和客艙娛樂系統(tǒng)(IFE)和機(jī)外信息系統(tǒng)。其中，ADCU通過AFDX總線、ARINC 429總線等總線采集航電總線上的數(shù)據(jù),經(jīng)過安全網(wǎng)關(guān)，傳輸?shù)紸FDX交換機(jī)，分發(fā)給IS、CCS和IFE;IS、CCS和IFE通過以太網(wǎng)交互，通過Mcwi 11機(jī)載通信設(shè)備，傳輸?shù)降孛鏀?shù)據(jù)中心，地面數(shù)據(jù)中心通過以太網(wǎng)交換機(jī)將數(shù)據(jù)分發(fā)到各地面系統(tǒng)。作為2G、3G及未來4G移動通信系統(tǒng)、IP應(yīng)用的回傳通路，McWiLL機(jī)載站和地面站透傳2G、3G及未來4G移動通信系統(tǒng)、IP數(shù)據(jù)和飛機(jī)與地面機(jī)場之間的交互信息。2G、3G微基站為用戶提供2G、3G網(wǎng)絡(luò)接入。語音網(wǎng)關(guān)用于透傳2G、3G語音數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)用于透傳2G、3G、WiFi數(shù)據(jù)。本發(fā)明的無線寬帶通訊系統(tǒng)采用OFDMA多址方式；FDD雙工方式；傳輸帶寬可達(dá)1M/5M ;編碼方式為卷積碼(1/2，2/3速率可選)；調(diào)制方式采用QPSK，16-QAM，64-QAM ;最高凈傳輸速率可達(dá) 2. 7Mbits/MHz/s, 12. 9Mbits/5MHz/s。信息系統(tǒng)通過AF DX交換機(jī)與航電系統(tǒng)、飛機(jī)健康趨勢監(jiān)控單元等機(jī)上系統(tǒng)相連，獲取需要的信息。這些信息包括飛機(jī)狀態(tài)信息、燃油信息、大氣數(shù)據(jù)、發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)等。信息系統(tǒng)通過機(jī)載無線寬帶通訊模塊實時與地面網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互。電子飛行包(EFB)是整個信息系統(tǒng)的顯示中心，它通過以太網(wǎng)連接到信息系統(tǒng)交換機(jī)，能實現(xiàn)電子文檔、視頻監(jiān)視控制、打印控制、電子航圖、飛行日志等功能。同時電子飛行包具有龐大的數(shù)據(jù)存儲能力。通過用于大型客機(jī)的無線寬帶通信系統(tǒng)可對電子飛行包信息進(jìn)行實時更新?？团撓到y(tǒng)通過與其他系統(tǒng)的交聯(lián)，對客艙內(nèi)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。由于它對設(shè)備的狀態(tài)實時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)異常就會在乘務(wù)員面板發(fā)出警報，并記錄下錯誤信息，通過機(jī)載無線寬帶通信模塊向地面站傳輸，為維修工作提供指導(dǎo)，大大減少維修時間和維修費用?？团摰膴蕵废到y(tǒng)以媒體服務(wù)器、以太網(wǎng)交換機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)控制器和多點無線接入組成了覆蓋整個客艙區(qū)域的無線局域網(wǎng)，通過無線寬帶，使客艙娛樂系統(tǒng)和地面服務(wù)站之 間形成一個完整的通訊網(wǎng)絡(luò)?？团撏ㄟ^艙內(nèi)的mini基站為多種制式的移動電話提供服務(wù)，乘客可以像在地面上一樣使用自己的移動電話，并通過本發(fā)明可對娛樂系統(tǒng)的內(nèi)容或軟件進(jìn)行實時或定期的更新。機(jī)上信息通過無線數(shù)據(jù)鏈實時將信息系統(tǒng)服務(wù)器中的機(jī)載信息引入到地面處理系統(tǒng)中，地面站數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)對信息的分配和處理，地面站數(shù)據(jù)中心由地面信息系統(tǒng)服務(wù)器、無線寬帶設(shè)備、地面數(shù)據(jù)中心等組成，實現(xiàn)對飛機(jī)各機(jī)載系統(tǒng)性能參數(shù)、視頻信息進(jìn)行實時監(jiān)測，分發(fā)和處理，實現(xiàn)了對飛機(jī)的實時跟蹤和在線診斷。并能通過地面站更新EFB及其他機(jī)載系統(tǒng)軟件。
權(quán)利要求
1.一種用于大型飛機(jī)的無線寬帶通信系統(tǒng)，其特征在于，無線寬帶通信系統(tǒng)包括空地?zé)o線寬帶通信系統(tǒng)[和艙內(nèi)無線系統(tǒng)；所述的空地?zé)o線寬帶通信系統(tǒng)提供了飛機(jī)與地面之間的寬帶無線通信功能，包括Mcwill機(jī)載通信設(shè)備、地面基站和地面數(shù)據(jù)中心；Mcwill機(jī)載通信設(shè)備與客艙核心系統(tǒng)相交聯(lián)、與旅客娛樂系統(tǒng)相交聯(lián)、與外部通信系統(tǒng)相交聯(lián)、與通用信息系統(tǒng)相交聯(lián)、與駕駛艙信息系統(tǒng)相交聯(lián)、與機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)相交聯(lián)；所述的無線寬帶通信系統(tǒng)支持現(xiàn)有國內(nèi)公網(wǎng)技術(shù)的語音接入業(yè)務(wù)，實現(xiàn)乘客在飛機(jī)上不用更換終端設(shè)備即能享受到語音業(yè)務(wù)；所述的無線寬帶通信系統(tǒng)提供WiFi接入，支持乘客在飛機(jī)上通過2G、3G手機(jī)終端接入互聯(lián)網(wǎng)，支持乘客在飛機(jī)上享受郵件、下載等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
2.一種用于大型飛機(jī)的無線寬帶通信系統(tǒng)，其特征在于，所述的Mcwill機(jī)載通信設(shè)備向地面數(shù)據(jù)中心傳輸客艙核心系統(tǒng)的自檢測信息，以便地面維護(hù)人員提前做好維護(hù)準(zhǔn)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大型飛機(jī)的無線寬帶通信系統(tǒng)，其特征在于，所述的旅客娛樂系統(tǒng)是基于艙內(nèi)無線系統(tǒng)的無線娛樂系統(tǒng)，包括娛樂系統(tǒng)服務(wù)器(HDMS)、椅背式顯示器(MPU)、吊裝高清顯示器，娛樂系統(tǒng)服務(wù)器(HDMS)、椅背式顯示器(MPU)和吊裝高清顯示器之間通過艙內(nèi)無線系統(tǒng)連接，傳輸娛樂內(nèi)容；同時，旅客娛樂系統(tǒng)能夠通過空地?zé)o線寬帶通信系統(tǒng)更新娛樂內(nèi)容。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大型飛機(jī)的無線寬帶通信系統(tǒng)，其特征在于，娛樂系統(tǒng)服務(wù)器(HDMS)、椅背式顯示器(MPU)、吊裝高清顯示器，娛樂系統(tǒng)服務(wù)器(HDMS)、椅背式顯示器(MPU)]和吊裝高清顯示器[之間通過艙內(nèi)無線系統(tǒng)連接，傳輸娛樂內(nèi)容；同時，旅客娛樂系統(tǒng)夠通過空地?zé)o線寬帶通信系統(tǒng)更新娛樂內(nèi)容。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大型飛機(jī)的無線寬帶通信系統(tǒng)，其特征在于，所述的通用信息系統(tǒng)與空地?zé)o線寬帶通信系統(tǒng)相交聯(lián)，通過空地?zé)o線寬帶通信系統(tǒng)與地面數(shù)據(jù)中心進(jìn)行寬帶通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大型飛機(jī)的無線寬帶通信系統(tǒng)，其特征在于，所述的駕駛艙信息系統(tǒng)包括電子飛行包、視頻監(jiān)視系統(tǒng)和機(jī)載打印機(jī)；駕駛艙信息系統(tǒng)[6]與空地?zé)o線寬帶通信系統(tǒng)向交聯(lián)，將地面電子飛行包的更新內(nèi)容通過通過空地?zé)o線寬帶通信系統(tǒng)上傳至機(jī)上電子飛行包，完成電子飛行包軟件的更新。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大型飛機(jī)的無線寬帶通信系統(tǒng)，其特征在于，所述的機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)與空地?zé)o線寬帶通信系統(tǒng)交聯(lián)，將飛機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)和維護(hù)診斷數(shù)據(jù)通過空地?zé)o線寬帶通信系統(tǒng)發(fā)送至地面數(shù)據(jù)中心，便于地面維護(hù)人員提前做好維護(hù)準(zhǔn)備。
全文摘要
本發(fā)明提出一種無線寬帶的大型客機(jī)客艙與信息系統(tǒng)，包括客艙核心系統(tǒng)、具有配套的地面通信基站和地面數(shù)據(jù)中心，能夠?qū)⒖团摵诵南到y(tǒng)信息以無線的形式發(fā)送至地面數(shù)據(jù)中心，滿足了乘客的個性化需求，能夠?qū)⒌孛骐娮语w行包的更新內(nèi)容無線上傳至機(jī)上電子飛行包，也能夠?qū)C(jī)載維護(hù)系統(tǒng)的飛機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)和維護(hù)數(shù)據(jù)發(fā)送至地面數(shù)據(jù)中心，便于地面維護(hù)人員實時監(jiān)控飛機(jī)的飛行狀態(tài)，保障飛機(jī)的運行安全，提高飛機(jī)維護(hù)部門的維護(hù)效率，提高國產(chǎn)民用飛機(jī)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性。
文檔編號H04L29/06GK102868714SQ20111019040
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者吳光輝, 羅雪平, 韓克岑, 周貴榮, 黃建民, 蔣伯峰, 曹全新, 吳英建 申請人:中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司, 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司上海航空測控技術(shù)研究所, 北京信威通信技術(shù)股份有限公司