用于在機載無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建空對地ip 隧道以區(qū)分各個乘客的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】飛機空對地IP隧道系統(tǒng)通過存儲表示逐一識別的位于飛機上的乘客無線設(shè)備的數(shù)據(jù)向位于飛機上的乘客提供無線通信業(yè)務(wù)。飛機空對地IP隧道系統(tǒng)向?qū)w機網(wǎng)絡(luò)連接到基于地面的通信網(wǎng)絡(luò)的每個點到點協(xié)議鏈路分配各自的IP地址并創(chuàng)建飛機上的IP子網(wǎng)。IP子網(wǎng)利用用于每個點到點鏈路的多個IP地址，使得每個乘客無線設(shè)備都能夠以其自己的IP地址而被唯一地識別。之所以實現(xiàn)這個效果，是因為點到點協(xié)議IPCP的兩個終點都具有預(yù)定義的IP地址池和/或配置了拓?fù)?，使得每個點到點協(xié)議終點都能夠利用比每個鏈路一個更大數(shù)量的IP地址。這樣的方法不改變IPCP或其他EVDO協(xié)議/消息傳輸，但允許該地址能夠被基于地面的通信網(wǎng)絡(luò)直接看到。
【專利說明】用于在機載無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建空對地IP隧道以區(qū)分各個乘客的系統(tǒng)
[0001]本申請是申請日為2009年3月5日、申請?zhí)枮?00980118267.8、發(fā)明名稱為“用于在機載無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建空對地IP隧道以區(qū)分各個乘客的系統(tǒng)”的中國發(fā)明專利申請的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及蜂窩式通信，尤其涉及在機載無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建空對地網(wǎng)際協(xié)議隧道以使網(wǎng)絡(luò)能夠區(qū)分飛機上每位乘客的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0003]無線通信領(lǐng)域中的一個問題是，在位于飛機中的乘客在非陸地蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中的小區(qū)站點間漫游時，管理由飛機網(wǎng)絡(luò)向乘客提供的無線業(yè)務(wù)。飛機網(wǎng)絡(luò)為多位用戶服務(wù)，仍然通過同時為多個個體用戶服務(wù)的寬帶寬連接鏈接到基于地面的網(wǎng)絡(luò)。在現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)中仍有待于解決管理該寬帶寬連接以能夠逐個識別基于飛機的用戶身份。
[0004]在陸地蜂窩通信領(lǐng)域中，通常無線用戶在其家庭蜂窩服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的區(qū)域內(nèi)移動并保持他們希望的用戶特征組。在整個本地網(wǎng)絡(luò)中的特征組可用性由本地蜂窩服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)庫管理，該數(shù)據(jù)庫常被稱為歸屬位置寄存器(HLR)，具有通往一個或多個交換機(分組或電路)和諸如語音郵件和短消息服務(wù)器的各種輔助設(shè)備的數(shù)據(jù)連接，以實現(xiàn)這種無縫特征組管理。每位用戶都與一對一通信連接關(guān)聯(lián)，以訪問期望的通信業(yè)務(wù)，一對一通信連接包括服務(wù)小區(qū)站點上的信道。
[0005]如果無線用戶要在網(wǎng)絡(luò)間轉(zhuǎn)換，從其歸屬蜂窩網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)轉(zhuǎn)換到同一或另一蜂窩服務(wù)提供商(在這里稱為“漫游蜂窩服務(wù)提供商”)的網(wǎng)絡(luò)，不論其位置如何，無線用戶都應(yīng)當(dāng)有能力以統(tǒng)一的方式發(fā)起和接收呼叫。此外，給定無線用戶的特征組應(yīng)當(dāng)能夠與他們一起透明地移動。然而，要出現(xiàn)這個特征組可傳輸性，需要數(shù)據(jù)庫文件共享，其中，歸屬蜂窩業(yè)務(wù)的歸屬位置寄存器(HLR)將用戶的授權(quán)特征組概況傳送到漫游蜂窩服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫常被稱為訪客位置寄存器，或VLR。VLR然后發(fā)現(xiàn)給定的漫游無線用戶被授權(quán)了特定特征組，并使漫游蜂窩服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)向無線用戶透明地提供這些特征。通過這種方式，漫游無線用戶保持了與他們在其歸屬蜂窩服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)上所具有的同樣的被授權(quán)特征組，或“用戶類別”。
[0006]在無線用戶進入非陸地蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)(亦即，他們作為乘客在飛機中飛行)時，他們遇到了常規(guī)與陸地蜂窩網(wǎng)絡(luò)不相連的獨特環(huán)境，其中飛機的無線網(wǎng)絡(luò)將用戶(這里也稱為“乘客”)接口連接到各種業(yè)務(wù)和內(nèi)容。因此，飛機無線網(wǎng)絡(luò)能夠充當(dāng)內(nèi)容過濾器，或能夠生成針對飛機上各位乘客的獨特類型的內(nèi)容。然而，盡管飛機網(wǎng)絡(luò)為多位乘客服務(wù)，但其經(jīng)由在基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)上具有單個IP地址的寬帶射頻連接而具有通往基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)的鏈接。于是，寬帶寬射頻連接同時承載著多位個體乘客的通信，但這些通信不能被基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)逐個識別。在現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)中仍有待于解決管理該寬帶寬連接以能夠通過向每位乘客的無線設(shè)備分配個體唯一的IP地址來逐一識別乘客。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]通過用于在機載無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建空對地IP隧道以區(qū)分每位乘客的本系統(tǒng)(這里稱為“飛機空對地IP隧道系統(tǒng)”)解決了上述問題并在本領(lǐng)域中實現(xiàn)了技術(shù)進步，本系統(tǒng)能夠向工作于飛機中且由機載無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的每個乘客無線設(shè)備分配各自的網(wǎng)際協(xié)議(IP)地址，由此能夠向逐一識別的無線設(shè)備提供無線業(yè)務(wù)。
[0008]飛機空對地IP隧道系統(tǒng)通過存儲表示位于飛機上的逐一識別的乘客無線設(shè)備的數(shù)據(jù)來向位于飛機上的乘客提供無線通信業(yè)務(wù)。飛機空對地IP隧道系統(tǒng)向?qū)w機網(wǎng)絡(luò)連接到基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)的每個點到點協(xié)議射頻鏈路分配各自的IP地址，而且創(chuàng)建從基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)到飛機的IP隧道。IP隧道支持由每個空對地射頻鏈路服務(wù)的乘客無線設(shè)備的多個IP地址，由此使得每個乘客無線設(shè)備都能夠以其自己的IP地址而被唯一地識另IJ。飛機上的NAT通過利用飛機空對地IP隧道系統(tǒng)能夠利用比每條鏈路一個更大數(shù)量的IP地址。這樣的方法不改變IPCP或其他EVD0協(xié)議/消息傳輸，但確實允許乘客無線設(shè)備的各自的IP地址能夠被基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)直接看到。
[0009]向乘客提供的電子業(yè)務(wù)包括因特網(wǎng)、飛行中娛樂業(yè)務(wù)，例如多媒體呈現(xiàn)，以及基于目的地的業(yè)務(wù)，其將乘客現(xiàn)有的旅行計劃與對乘客在其標(biāo)稱目的地和其規(guī)劃旅行日程可用的附加業(yè)務(wù)提供鏈接起來，以及任選的語音業(yè)務(wù)。由此，在乘客飛行期間通過接入各種業(yè)務(wù)為他們提供了機會來提高他們在飛行中和在其目的地的旅行體驗。逐個識別每位乘客的無線設(shè)備簡化了這些業(yè)務(wù)的提供并能夠基于為乘客創(chuàng)建的預(yù)定義概況定制這些業(yè)務(wù)。
[0010]這樣提供飛機空對地IP隧道系統(tǒng)部分是利用“內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)”實現(xiàn)的，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接“外部網(wǎng)絡(luò)”的兩個部分，包括空中子系統(tǒng)和基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)在空中子系統(tǒng)和基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)之間傳輸用戶業(yè)務(wù)(包括語音和/或其他數(shù)據(jù))和特征組數(shù)據(jù)，由此使得位于飛機中的乘客無線設(shè)備在陸地(基于地面的)和非陸地區(qū)域中都能夠接收相容的無線通信業(yè)務(wù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1以方框圖的形式示出了將空中子系統(tǒng)與基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)互連的復(fù)合空對地網(wǎng)絡(luò)的總體架構(gòu)；
[0012]圖2以方框圖的形式示出了實現(xiàn)于多乘客商用飛機中的用于無線設(shè)備的典型的基于飛機的網(wǎng)絡(luò)的典型實施例的架構(gòu)；
[0013]圖3A和3B以方框圖形式示出了分別用于僅IP數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)和用于IP數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)的典型EVD0蜂窩網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)；
[0014]圖4以方框圖形式示出了利用2層IP隧道的飛機空對地IP隧道系統(tǒng)的架構(gòu)；
[0015]圖5以方框圖形式示出了利用3層IP隧道的飛機空對地IP隧道系統(tǒng)的架構(gòu)；
[0016]圖6以方框圖形式示出了利用NAT IP隧道的飛機空對地IP隧道系統(tǒng)的架構(gòu)；
[0017]圖7以信號流圖的形式示出了利用NAT IP隧道的飛機空對地IP隧道系統(tǒng)的典型運行；以及
[0018]圖8以流程圖的形式示出了利用NAT IP隧道的飛機空對地IP隧道系統(tǒng)的典型運行。

【具體實施方式】
[0019]整體系統(tǒng)架構(gòu)
[0020]圖1以方框圖的形式示出了非陸地蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的總體架構(gòu)，該網(wǎng)絡(luò)包括將外部網(wǎng)絡(luò)的兩個要素，包括空中子系統(tǒng)3和地面子系統(tǒng)1互連的空對地網(wǎng)絡(luò)2 (內(nèi)部網(wǎng)絡(luò))。該圖示出了非陸地蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的基本概念，為了例示的簡單，未包括典型非陸地蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)的所有要素。圖1中披露的基本要素提供了用于實現(xiàn)非陸地蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)以向位于飛機上的乘客無線設(shè)備提供內(nèi)容的各種要素的相互關(guān)系的教導(dǎo)。
[0021]圖1中所示的總體概念是提供了 “內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)”，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接“外部網(wǎng)絡(luò)”的兩段，包括空中子系統(tǒng)3和地面子系統(tǒng)1。這是由空對地網(wǎng)絡(luò)2實現(xiàn)的，空對地網(wǎng)絡(luò)2在空中子系統(tǒng)3和地面子系統(tǒng)1之間傳輸乘客通信業(yè)務(wù)(包括語音和/或其他數(shù)據(jù))和控制信息以及特征組數(shù)據(jù)，由此使位于飛機中的乘客無線設(shè)備能夠在飛機中接收業(yè)務(wù)。
[0022]宇中子系統(tǒng)
[0023]“空中子系統(tǒng)”是實施于飛機中的通信環(huán)境，這些通信可以基于各種技術(shù)，包括，但不限于:有線、無線、光學(xué)、聲學(xué)(超聲波)等。在題為“Aircraft-Based Network ForWireless Subscriber Stat1ns”的美國專利N0.6788935中公開了這種網(wǎng)絡(luò)的范例。
[0024]空中子系統(tǒng)3的優(yōu)選實施例是使用無線技術(shù)并使無線技術(shù)是飛機上乘客和機組人員攜帶的乘客無線設(shè)備固有的。于是，膝上型計算機可以通過WiFi或WiMax無線模式(或通過有線連接，例如LAN)通信，或PDA可以通過VoIP (IP語音)傳遞電話語音業(yè)務(wù)。同樣地，使用GSM協(xié)議的手持蜂窩電話在處于飛機內(nèi)部時通過GSM向空中子系統(tǒng)通信。當(dāng)在飛機到空中子系統(tǒng)3內(nèi)部時，CDMA蜂窩電話會使用CDMA，模擬AMPS電話會使用模擬AMPS。連接狀態(tài)可以是分組交換或電路交換或兩者?？偟恼f來，空中子系統(tǒng)3的目標(biāo)是，不論乘客和機組人員攜帶的乘客無線設(shè)備使用什么技術(shù)，都能夠使這些設(shè)備無縫且隨處接入到空中子系統(tǒng)3。
[0025]空中子系統(tǒng)3還提供了管理向工作于飛機座艙中的乘客無線設(shè)備提供業(yè)務(wù)的機構(gòu)。這種管理不僅包括提供乘客業(yè)務(wù)連接，而且包括提供授權(quán)每位乘客接收的非陸地特定特征組的可用性。這些特征包括飛行中娛樂業(yè)務(wù)，例如多媒體呈現(xiàn)，以及基于目的地的業(yè)務(wù)，其將乘客現(xiàn)有的旅行計劃與對乘客在其標(biāo)稱目的地和其規(guī)劃旅行日程可用的附加業(yè)務(wù)提供鏈接起來。由此，在乘客飛行期間為他們提供了機會來提高他們在飛行中和在其目的地的旅行體驗。
[0026]在飛機中使用的乘客無線設(shè)備101可以與在蜂窩/PCS基于地面的通信網(wǎng)絡(luò)中使用的那些相同；不過，這些乘客無線設(shè)備101預(yù)先在為飛機服務(wù)的運營商注冊過和/或用戶具有用于驗證的PIN號。此外，天線將乘客無線設(shè)備101與機艙內(nèi)的基站收發(fā)(BTS) 111-114互連起來，機艙內(nèi)基站收發(fā)通常是集成了 BSC/MSC功能的微微小區(qū)。為每種支持的空中接口技術(shù)增加BTS/BSC/MSC模塊。交換機/路由器122充當(dāng)空中子系統(tǒng)3和基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)1之間的橋接功能(用于有限范圍的媒體/內(nèi)容和信令)，因為交換機/路由器122利用調(diào)制調(diào)解器123通過空對地網(wǎng)絡(luò)2向基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)1撥打電話。交換機/路由器122向/從集合數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換來自基站的個體業(yè)務(wù)和信令信道，并通過在飛機行進時維持連續(xù)業(yè)務(wù)的空對地網(wǎng)絡(luò)2發(fā)射/接收集合數(shù)據(jù)流。調(diào)制調(diào)解器123包括無線電發(fā)射設(shè)備和天線系統(tǒng)，以與空對地網(wǎng)絡(luò)2的基于地面的部分中的基于地面的收發(fā)器通信。基于要從飛機支持的業(yè)務(wù)需求激活空對地網(wǎng)絡(luò)2上分配的各業(yè)務(wù)信道。
[0027]宇對地網(wǎng)絡(luò)
[0028]顯然，圖1所示的空對地網(wǎng)絡(luò)2是基于地面子系統(tǒng)1和位于飛機中的乘客無線設(shè)備101間的無線通信(射頻或光的)一種，優(yōu)選方式是射頻連接的。該射頻連接采取蜂窩拓?fù)涞男问剑渲?，通常超過一個小區(qū)描述復(fù)合空對地網(wǎng)絡(luò)2的地理占據(jù)區(qū)或覆蓋區(qū)?？諏Φ剡B接承載著乘客通信業(yè)務(wù)和本地網(wǎng)絡(luò)信令業(yè)務(wù)。在優(yōu)選實施例中，空對地網(wǎng)絡(luò)2在各自的集總通信信道中傳輸所有向/從飛機的業(yè)務(wù)。這種“單管道”在飛機在一個基于地面的小區(qū)向下一個轉(zhuǎn)換時管理硬切換和軟切換方面具有明確的優(yōu)點。這種方法還利用了更新的更高速度的無線蜂窩技術(shù)。
[0029]或者，可以通過無線衛(wèi)星連接實現(xiàn)空對地網(wǎng)絡(luò)2，其中，分別在飛機和衛(wèi)星之間以及衛(wèi)星和地面子系統(tǒng)1之間建立射頻鏈路。這些衛(wèi)星可以地球同步的(從地球基準(zhǔn)點看起來是固定的)，或如中地球軌道(ΜΕ0)和低地球軌道(LE0)的情形那樣運行。衛(wèi)星的范例包括，但不限于:地球同步Ku頻段衛(wèi)星、DBS衛(wèi)星(直接廣播衛(wèi)星)、銥星系統(tǒng)、全球星系統(tǒng)和國際海事衛(wèi)星系統(tǒng)。對于專用衛(wèi)星而言，例如用于直接廣播衛(wèi)星的那些而言，鏈路通常是單向的，亦即，對于飛機而言，從衛(wèi)星到接收平臺。在這樣的系統(tǒng)中，需要從飛機單向發(fā)射的鏈路來進行雙向通信。如前所述，在本質(zhì)上，這種鏈路可以基于衛(wèi)星或地面。最后，其他用于向飛機通信的手段包括廣域鏈路，例如HF (高頻)無線電和更獨特的系統(tǒng)，例如對流層散射架構(gòu)。
[0030]可以將空對地網(wǎng)絡(luò)2視為在地面子系統(tǒng)1和空中子系統(tǒng)3之間傳送乘客通信業(yè)務(wù)以及控制和網(wǎng)絡(luò)特征組數(shù)據(jù)的管道?？梢詫⒖諏Φ鼐W(wǎng)絡(luò)2實現(xiàn)為單個射頻鏈路或多個射頻鏈路，通過不同類型的鏈路，例如空對地鏈路和衛(wèi)星鏈路對信號的一部分進行路由。于是，在使用這里以各種組合描述的各種部件和架構(gòu)概念實施這種系統(tǒng)時有大量的靈活性。
[0031]地面子系統(tǒng)
[0032]地面子系統(tǒng)1由邊緣路由器140構(gòu)成，邊緣路由器將空對地網(wǎng)絡(luò)2的語音業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)要素連接，包括基站控制器141及其帶有被訪問位置寄存器、歸屬位置寄存器的關(guān)聯(lián)移動交換中心142，以將語音業(yè)務(wù)互連到公共交換電話網(wǎng)144和其他這種功能。此外，經(jīng)由公共交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)143將基站控制器141連接到因特網(wǎng)147，用于完成呼叫。邊緣路由器140還經(jīng)由IP語音服務(wù)器146提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)到因特網(wǎng)147、公共交換電話網(wǎng)絡(luò)144的互連，以及其他這樣的功能。這些包括認(rèn)證服務(wù)器、操作子系統(tǒng)、CALEA和BSS服務(wù)器145。
[0033]于是，位于飛機中的乘客無線設(shè)備101和基于地面的通信網(wǎng)絡(luò)的地面子系統(tǒng)1之間的通信經(jīng)由空中子系統(tǒng)3和空對地網(wǎng)絡(luò)2被傳送到非陸地蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的基于地面的基站控制器141。如下所述并由空中子系統(tǒng)3、空對地網(wǎng)絡(luò)2和基于地面的基站控制器141提供的增強功能使得向位于飛機中的乘客無線設(shè)備101提供業(yè)務(wù)對于乘客而言是透明的。無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)支持從多架飛機進行通信，可以采用各自的全向信號，或可以采用根據(jù)方位角和/或仰角定義的多個空間扇區(qū)。飛機網(wǎng)絡(luò)切換不同位置(不同地面子系統(tǒng)1)中無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)間的點到點通信鏈路，以便維持空對地網(wǎng)絡(luò)2上業(yè)務(wù)的連續(xù)性。切換可以是硬的或軟的，或可以是空-地和地-空鏈路上硬和軟切換的組合。
[0034]移動交換中心(MSC)為所有機載系統(tǒng)提供移動性管理，并提供在機載系統(tǒng)在鄰近地面子系統(tǒng)1的服務(wù)區(qū)之間移動時地面站之間的切換管理?；究刂破?BSC)與向/從基站收發(fā)子系統(tǒng)(BTS)的所有業(yè)務(wù)接口連接。分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)控制在機載系統(tǒng)相應(yīng)服務(wù)區(qū)域之內(nèi)它們之間每個基站收發(fā)子系統(tǒng)(BTS)的容量分配。
[0035]典型的基于飛機的網(wǎng)絡(luò)
[0036]圖2示出了實現(xiàn)于多乘客商用飛機200中的用于乘客無線設(shè)備的典型的基于飛機的網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)。這個系統(tǒng)包括用于實現(xiàn)通信骨干的多個要素，通信主干用于實現(xiàn)多個屬性不同的無線通信設(shè)備的無線通信。用于乘客無線設(shè)備的基于飛機的網(wǎng)絡(luò)包括局域網(wǎng)206，其包括射頻通信系統(tǒng)201，射頻通信系統(tǒng)201使用擴展頻譜范型并具有短工作距離。該局域網(wǎng)206支持來自乘客無線設(shè)備221-224的電路交換和分組交換連接并通過網(wǎng)關(guān)收發(fā)器或收發(fā)器210將這些乘客的無線設(shè)備221-224的通信互連到公共交換電話網(wǎng)(PSTN) 144和其他目的地，例如因特網(wǎng)147或公共數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)(PDSN)。無線乘客由此保持了他們各自的數(shù)字身份，如同他們直接連接到公共交換電話網(wǎng)144 一般。乘客無線設(shè)備221-224包括多種通信設(shè)備，例如膝上型計算機221、蜂窩電話222、MP3音樂播放器(未示出)、個人數(shù)字助理(PDA)(未示出)、基于WiFi的設(shè)備223、基于WiMax的設(shè)備224等，為了描述簡單起見，不論其實現(xiàn)具體細(xì)節(jié)如何，這里將其全部統(tǒng)稱為“乘客無線設(shè)備”。
[0037]用于乘客無線設(shè)備的基于飛機的網(wǎng)絡(luò)基本要素包括至少一個天線205或用于向/從位于飛機200之內(nèi)的空中子系統(tǒng)3耦合電磁能量的模塊，用于與飛機200之內(nèi)的多個乘客無線設(shè)備221-224通信。至少一個天線205連接到無線控制器201，無線控制器201涵蓋用于調(diào)節(jié)與多個乘客無線設(shè)備221-224的無線通信的多個要素。無線控制器201包括至少一個低功率射頻收發(fā)器202，用于利用諸如PCS、CDMA或GSM的無線通信范型提供電路交換的通信空間。此外，無線控制器201包括低功率射頻收發(fā)器203，用于利用諸如WiFi (也可以傳送分組交換的網(wǎng)際協(xié)議語音(VoIP))的無線通信范型提供基于數(shù)據(jù)的分組交換的通信空間。
[0038]最后，無線控制器201包括功率控制部分204，其用于調(diào)節(jié)多個乘客無線設(shè)備的功率輸出。它還用于由RF噪聲或干擾設(shè)備防止機艙內(nèi)乘客無線設(shè)備在處于非陸地模式時直接和錯誤地接入地面網(wǎng)絡(luò)。超低機載發(fā)射功率電平特征表示基于飛機的網(wǎng)絡(luò)的無線控制器201的功率控制要素對乘客無線設(shè)備的控制，以調(diào)節(jié)乘客無線設(shè)備221-224產(chǎn)生的輸出信號功率，使基于地面的小區(qū)站點或基于地面的乘客無線設(shè)備接收到蜂窩信號的可能性最小化。
[0039]顯然，可以通過各種方式組合或分析無線控制器201的這些上述部分以生成與這里公開的不同的實施。選擇所述的特定實施以例示本發(fā)明的概念，并非意在將本概念的適用性限制到其他實施。
[0040]無線控制器201通過局域網(wǎng)206連接到多個用于向乘客無線設(shè)備221-224提供業(yè)務(wù)的其他要素。這些其他要素可以包括用于為乘客無線設(shè)備的通信傳輸提供管理、交換、路由和匯集功能的飛機接口 209。數(shù)據(jù)采集要素207用于與多個飛行系統(tǒng)傳感器211-214和全球定位系統(tǒng)要素216接口連接，以從如下所述的多個源收集數(shù)據(jù)。此外，經(jīng)由有線連接或無線連接將導(dǎo)頻通信設(shè)備，例如顯示器217和耳機218連接到本局域網(wǎng)206。
[0041]最后，使用網(wǎng)關(guān)收發(fā)器210將飛機接口 209互連到天線215，使得能夠從用于乘客無線設(shè)備的基于飛機的網(wǎng)絡(luò)向位于地面的收發(fā)器發(fā)射信號。這些部件中包括通信路由器功能，以向適當(dāng)?shù)哪康牡剞D(zhuǎn)發(fā)通信信號。于是，將指定給飛機上乘客的信號路由到這些個人，而指向例如地面上的乘客的信號被路由到地面子系統(tǒng)。在實現(xiàn)飛機上的天線215時可以使用通常使最低點(指向地球)有效輻射功率(ERP)最小化的飛機天線模式，以為乘客無線設(shè)備的基于飛機的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
[0042]乘客登錄以接入系統(tǒng)
[0043]在每架飛機上，乘客接入電子通信通常是由乘客的無線設(shè)備登記過程調(diào)節(jié)的，其中必須識別、認(rèn)證和授權(quán)每個電子設(shè)備以接收業(yè)務(wù)。由于相對于乘客無線設(shè)備和飛機中現(xiàn)存機載無線網(wǎng)絡(luò)之間的無線通信而言，飛機是一個自給自足的環(huán)境，所有通信都是由網(wǎng)絡(luò)控制器控制的。于是，在乘客激活他們的無線設(shè)備時，乘客的無線設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)控制器之間發(fā)起通信會話，以識別乘客正使用的設(shè)備類型，從而識別其無線協(xié)議。在乘客的無線設(shè)備上向乘客提供“啟動畫面”，以宣布進入無線網(wǎng)絡(luò)入口。一旦建立這一過程，網(wǎng)絡(luò)控制器向乘客無線設(shè)備發(fā)射一組登錄顯示，使得乘客能夠標(biāo)識他們自己并證實他們的身份(如果乘客無線設(shè)備不能通過智能客戶端自動執(zhí)行這些任務(wù)，則自動使乘客登錄到網(wǎng)絡(luò)中)。作為這個過程的結(jié)果，為乘客無線設(shè)備提供了唯一的電子身份(IP地址)，網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)Τ丝蜔o線設(shè)備做出響應(yīng)而無需額外的管理開銷。驗證過程可以包括使用安全過程，例如口令、掃描乘客的不可改變特征(指紋、視網(wǎng)膜掃描等)等。
[0044]一旦乘客無線設(shè)備登錄成功，乘客就能夠訪問可從網(wǎng)絡(luò)獲得的免費標(biāo)準(zhǔn)電子業(yè)務(wù)或為特定乘客定制的電子業(yè)務(wù)。可以對呈現(xiàn)給乘客的屏幕進行定制，以呈現(xiàn)乘客所乘坐航線的品牌。
[0045]移動無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
[0046]為了描述簡單起見，以下范例基于使用CDMA2000 EVD0蜂窩網(wǎng)絡(luò)范型。然而，這里例示的概念不限于這種實施，可以預(yù)期，基于其他網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和實施，可以創(chuàng)造出其他實施方式。因此，圖3A和3B以方框圖形式示出了分別用于僅IP數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)和用于IP數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)的典型EVD0蜂窩網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，用于例示本飛機空對地IP隧道系統(tǒng)的架構(gòu)和運行。CDMA2000是一種混合式2.5G/3G移動電信技術(shù)，使用CDMA (碼分多址)在乘客無線設(shè)備和小區(qū)站點之間發(fā)送數(shù)字無線電、語音、數(shù)據(jù)和信令數(shù)據(jù)。CDMA2000蜂窩網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和運行由第三代合作伙伴計劃2(3GPP2)標(biāo)準(zhǔn)化。在CDMA2000蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，支持兩種無線電接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù):lxRTT和EV-D0 (演化-數(shù)據(jù)優(yōu)化)，其中在使用EV-D0接入網(wǎng)絡(luò)時，CDMA2000被視為第三代(3G)技術(shù)。
[0047]CDMA2000蜂窩網(wǎng)絡(luò)(這里也稱為“接入網(wǎng)絡(luò)”)包括三個主要部分:核心網(wǎng)絡(luò)(CN)、無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)和乘客無線設(shè)備(MS)。核心網(wǎng)絡(luò)(CN)進一步分成兩個部分，一個部分接口連接到諸如公共交換電話網(wǎng)(PSTN)的外部網(wǎng)絡(luò)，另一個接口連接到基于IP的網(wǎng)絡(luò)，例如因特網(wǎng)311和/或?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)網(wǎng)312。無線設(shè)備MS終結(jié)蜂窩網(wǎng)絡(luò)用戶側(cè)的無線電路徑，使用戶能夠通過被實施為互連乘客無線設(shè)備(MS)與接入網(wǎng)絡(luò)300的接口 Um接入網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。
[0048]如圖3A所示，用于僅IP數(shù)據(jù)的接入網(wǎng)絡(luò)300的幾個關(guān)鍵部件是:
[0049]基站收發(fā)系統(tǒng)(BTS):在Um參考點之間提供傳輸能力的實體。基站收發(fā)系統(tǒng)(BTS)由無線電設(shè)備、天線和設(shè)備構(gòu)成；
[0050]基站控制器(BSC):為一個或多個基站收發(fā)系統(tǒng)(BTS)提供控制和管理的實體；以及
[0051]分組控制功能(PCF):提供通往分組交換網(wǎng)絡(luò)(因特網(wǎng)311和/或?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)網(wǎng)312)的接口功能的實體。
[0052]乘客無線設(shè)備(MS)作為移動IP客戶端工作。乘客無線設(shè)備(MS)與接入網(wǎng)絡(luò)300交互以獲得用于交換分組的適當(dāng)無線電資源，并跟蹤無線電資源的狀態(tài)(例如，活動、待機、休眠)。在無線電資源未到位或不足以支持通向接入網(wǎng)絡(luò)300的流時，乘客無線設(shè)備(MS)從基站收發(fā)系統(tǒng)(BTS)接受緩沖分組。在加電時，乘客無線設(shè)備(MS)自動在移動交換中心(MSC)中的歸屬位置寄存器(HLR)處登記，以便:
[0053]針對所接入網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境認(rèn)證乘客無線設(shè)備(MS)；
[0054]為歸屬位置寄存器(HLR)提供乘客無線設(shè)備的當(dāng)前位置；以及
[0055]為服務(wù)移動交換中心(MSC)提供乘客無線設(shè)備的許可特征組。
[0056]在歸屬位置寄存器(HLR)成功注冊之后，乘客無線設(shè)備(MS)準(zhǔn)備好撥打語音和數(shù)據(jù)呼叫。根據(jù)乘客無線設(shè)備自身遵從IS-2000標(biāo)準(zhǔn)(還是缺少)，這些可以采取兩種形式的任一種:電路交換數(shù)據(jù)(CSD)或分組交換數(shù)據(jù)(PSD)。
[0057]乘客無線設(shè)備必須遵守IS-2000標(biāo)準(zhǔn)以使用接入網(wǎng)絡(luò)300發(fā)起分組數(shù)據(jù)會話。僅有IS-95能力的乘客無線設(shè)備限于經(jīng)公共交換電話網(wǎng)(PSTN)發(fā)射的電路交換數(shù)據(jù)，而IS-2000終端能夠選擇分組交換數(shù)據(jù)或電路交換數(shù)據(jù)。乘客無線設(shè)備(MS)通過空中鏈路(AL)向接入網(wǎng)絡(luò)300轉(zhuǎn)發(fā)的參數(shù)決定了所請求的業(yè)務(wù)類型。對于每次數(shù)據(jù)會話，在乘客無線設(shè)備(MS)和分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)之間創(chuàng)建點到點協(xié)議(PPP)會話?？梢杂煞纸M數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)或動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)服務(wù)器經(jīng)由歸屬代理(HA)提供每個乘客無線設(shè)備的IP地址分配。
[0058]無線電梓入網(wǎng)絡(luò)(RAN)
[0059]無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)是乘客無線設(shè)備傳送數(shù)據(jù)或語音內(nèi)容的進入點。它包括:
[0060]空中鏈路(AL)；
[0061]小區(qū)站點塔/天線以及通往基站收發(fā)的電纜連接；
[0062]子系統(tǒng)(BTS)；
[0063]基站收發(fā)子系統(tǒng)(BTS)；
[0064]從基站收發(fā)子系統(tǒng)到基站控制器(BSC)的通信路徑；
[0065]基站控制器(BSC);以及
[0066]分組控制功能(PCF)。
[0067]無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)有若干影響網(wǎng)絡(luò)傳送特別分組業(yè)務(wù)的職責(zé)。無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)必須將移動客戶端標(biāo)識符參考映射到用于與分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)通信的唯一鏈路層標(biāo)識符，針對接入業(yè)務(wù)驗證乘客無線設(shè)備并維持所建立的傳輸鏈路。
[0068]基站收發(fā)子系統(tǒng)(BTS)控制空中鏈路(AL)的活動并充當(dāng)接入網(wǎng)絡(luò)300和乘客無線設(shè)備(MS)之間的接口。在基站收發(fā)子系統(tǒng)(BTS)處管理射頻資源，例如頻率分配、扇區(qū)分離和發(fā)射功率控制。此外，基站收發(fā)子系統(tǒng)(BTS)管理從小區(qū)站點到基站控制器(BSC)的回程，以使這兩個要素之間的任何延遲最小化。
[0069]基站控制器(BSC)在小區(qū)站點和移動交換中心(MSC)之間路由語音和電路交換數(shù)據(jù)消息。它還承擔(dān)著移動性管理的責(zé)任:在需要的情況下控制和指導(dǎo)從一個小區(qū)站點到另一個的切換。
[0070]分組控制功能(PCF)在小區(qū)站點之內(nèi)的移動站(MS)和分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)之間路由IP分組數(shù)據(jù)。在分組數(shù)據(jù)會話期間，它根據(jù)需要分配可用的附加信道，以遵循乘客無線設(shè)備(MS)請求并由用戶付費的業(yè)務(wù)。
[0071]分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)
[0072]分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)是從無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)進入公共和/或?qū)Ｓ梅纸M網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。在簡單的IP網(wǎng)絡(luò)中，分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)充當(dāng)獨立的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器(NAS)，而在移動IP網(wǎng)絡(luò)中，可以將其配置成歸屬代理(HA)或異地代理(FA)。分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)實施以下動作:
[0073]通過建立、維持和終止通往移動客戶端的鏈路層來管理基站子系統(tǒng)(BTS)、基站控制器(BSC)和IP網(wǎng)絡(luò)之間的無線電分組接口 ；
[0074]終止用戶發(fā)起的點到點協(xié)議(PPP)會話；
[0075]為用戶(從內(nèi)部池或通過動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)服務(wù)器或通過認(rèn)證、授權(quán)和計費(AAA)服務(wù)器)提供IP地址；
[0076]執(zhí)行通往外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的分組路由或通往歸屬代理(HA)的分組路由，它們可以任選地經(jīng)由安全隧道；
[0077]收集和轉(zhuǎn)發(fā)分組帳單數(shù)據(jù)；
[0078]主動基于從認(rèn)證、授權(quán)和計費(AAA)服務(wù)器的SCS服務(wù)器接收的概況信息管理用戶業(yè)務(wù)；以及
[0079]在本地認(rèn)證用戶，或向認(rèn)證、授權(quán)和計費(AAA)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)認(rèn)證請求。
[0080]認(rèn)證、授權(quán)和計費服務(wù)器
[0081]認(rèn)證、授權(quán)和計費(AAA)服務(wù)器用于認(rèn)證和授權(quán)用戶的網(wǎng)絡(luò)接入，以存儲用戶的使用統(tǒng)計信息，用于記賬和開發(fā)票。
[0082]歸屬代理
[0083]歸屬代理(HA)支持進入支持lxRTT的其他網(wǎng)絡(luò)的無縫數(shù)據(jù)漫游。歸屬代理(HA)為移動設(shè)備提供錨IP地址并向適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)任何移動綁定的業(yè)務(wù)，以傳送給手機。它還維持用戶登記、向分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)重定向分組并(任選地)向分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)進行安全隧穿。最后，歸屬代理(HA)支持從認(rèn)證、授權(quán)和計費(AAA)服務(wù)器動態(tài)分配用戶并(再次任選地)分配動態(tài)的歸屬地址。
[0084]CDMA2000梓入網(wǎng)絡(luò)中的傳統(tǒng)單呼叫設(shè)置
[0085]下面描述各自的乘客無線設(shè)備在CDMA2000接入網(wǎng)絡(luò)中建立通信連接的成功呼叫設(shè)置方案。注意，這一解釋省略了基站收發(fā)子系統(tǒng)(BTS)的無線電接收/發(fā)射活動，而是集中在開始于乘客無線設(shè)備(MS)和基站控制器(BSC)之間的起始對話的協(xié)議功能。
[0086]1.為了針對分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)注冊，乘客無線設(shè)備(MS)通過接入信道向基站子系統(tǒng)(BSS)發(fā)送起始消息。
[0087]2.基站子系統(tǒng)(BSS)確認(rèn)收到起始消息，向無線設(shè)備(MS)返回基站確認(rèn)命令。
[0088]3.基站子系統(tǒng)(BSS)構(gòu)造CM服務(wù)請求消息并向移動交換中心(MSC)發(fā)送該消息。
[0089]4.移動交換中心向請求分配無線電資源的基站子系統(tǒng)(BSS)發(fā)送分配請求消息。不向分組數(shù)據(jù)呼叫分配移動交換中心(MSC)和基站子系統(tǒng)(BSS)之間的陸地電路。
[0090]5.基站子系統(tǒng)(BSS)和乘客無線設(shè)備(MS)執(zhí)行無線電資源設(shè)置程序。分組控制功能(PCF)發(fā)現(xiàn)沒有與該乘客無線設(shè)備(MS)關(guān)聯(lián)的A10連接，并為該數(shù)據(jù)呼叫選擇分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN) J10連接是由標(biāo)準(zhǔn)主體定義的術(shù)語，是指基站控制器(BSC)和分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)之間的接口，其中A10指代基站控制器(BSC)和分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)之間交換的IP用戶數(shù)據(jù)。
[0091]6.分組控制功能(PCF)向選定的分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)發(fā)送All注冊請求消肩、Ο
[0092]7.驗證全部注冊請求，分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)通過返回All注冊回復(fù)消息來接受連接。分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)和分組控制功能(PCF)為A10連接創(chuàng)建綁定記錄。術(shù)語All是指基站控制器(BSC)和分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)之間交換的信令。
[0093]8.在無線電鏈路和A10連接都建立起來之后，基站子系統(tǒng)(BSS)向移動交換中心(MSC)發(fā)送分配完成消息。
[0094]9.移動和分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)建立鏈路層(PPP)連接，然后在鏈路層(PPP)連接上執(zhí)行MIP登記流程。
[0095]10.在完成MIP登記之后，移動設(shè)備可以通過在A10連接上的GRE成幀來發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。
[0096]11.分組控制功能(PCF)周期性發(fā)送All注冊請求消息，用于為A10連接刷新登記。
[0097]12.對于經(jīng)驗證的All注冊請求，分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)返回All登記回復(fù)消息。分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)和分組控制功能(PCF)都更新A10連接綁定記錄。
[0098]對于電路交換的話音呼叫，需要圖3B中所示的額外要素。具體而言，從分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)向媒體網(wǎng)關(guān)(MGW)轉(zhuǎn)發(fā)從乘客無線設(shè)備(MS)接收的分組交換語音，其中將其變換成電路交換語音并提供給公共交換電話網(wǎng)(PTSN)。此外，與會話發(fā)起協(xié)議代理服務(wù)器(SIP)交換呼叫建立數(shù)據(jù)以提供用于基于IP的通信的信令和呼叫建立協(xié)議，該通信能夠支持公共交換電話網(wǎng)(PSTN)中存在的呼叫處理功能和特征的超集。媒體網(wǎng)關(guān)控制功能(MGCF)和信令網(wǎng)關(guān)(SGW)實現(xiàn)信令系統(tǒng)7(SS7)中存在的呼叫處理特征。
[0099]從以上描述可以看出，這一接入網(wǎng)絡(luò)300是以乘客無線設(shè)備為中心的，因為它基于每個乘客無線設(shè)備與本地基站收發(fā)子系統(tǒng)(BTS)建立個體空中鏈路(AL)射頻連接。在本架構(gòu)中沒有什么專門解決如下情形的問題:由來自一些位置(飛機、輪船、火車等)的寬帶通信鏈路為多個乘客無線設(shè)備服務(wù)，且寬帶鏈路終止于接入網(wǎng)絡(luò)300的邊緣。使用寬帶鏈路的困難在于，分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)向?qū)拵ф溌贩峙鋯蝹€IP地址作為點到點協(xié)議(PPP)的一部分，寬帶鏈路遠端存在的乘客無線設(shè)備不被分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)識別，因此，不接收單項業(yè)務(wù)。
[0100]用于飛機上乘客無線設(shè)備的各自的IP地址
[0101]為了將從基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)向飛機上的乘客無線設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)，分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)將分組的目的地IP地址映射到位于飛機上的空對地調(diào)制調(diào)解器。然而，標(biāo)準(zhǔn)的分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)僅支持每個空對地調(diào)制調(diào)解器少數(shù)IP地址，沒有足夠的IP地址能為每個位于飛機上的乘客無線設(shè)備分配一個地址。飛機上的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)允許分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)利用用于飛機的單個地址向多個用戶路由數(shù)據(jù)通信，但在這樣做的情況下，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)隱藏了用戶地址，服務(wù)的分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)以及位于地面上的網(wǎng)絡(luò)運行中心(NOC)不知道其地址。這使得難以/不可能在接入網(wǎng)絡(luò)中實施以下功能:
[0102]1.每個用戶的帶寬整形(例如，限制P2P業(yè)務(wù))。
[0103]2.每個用戶的轉(zhuǎn)發(fā)接入控制。
[0104]3.傳輸控制協(xié)議(TCP)優(yōu)化。
[0105]4.CALEA。
[0106]上述第4項(CALEA)是在1994年通過的美國竊聽法律，執(zhí)法的通信輔助法案(CALEA)。CALEA意圖保留執(zhí)法機構(gòu)要求所有電信運營商和電信設(shè)備制造商修改和設(shè)計其設(shè)備、設(shè)施和業(yè)務(wù)以確保政府有必要的監(jiān)督能力。出于CALEA 102部分的目的，普通運營商、基于設(shè)施的寬帶因特網(wǎng)接入服務(wù)商和互連的網(wǎng)際協(xié)議語音(VoIP)業(yè)務(wù)的提供商，所有這三種實體被定義為“電信運營商”。該法案強制電話公司使執(zhí)法機構(gòu)能夠竊聽通過其網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行的任何電話交談以及作出任何可用的呼叫詳細(xì)記錄。該法案還規(guī)定，任何人必須不能探測到其交談?wù)诒幌嚓P(guān)政府機構(gòu)監(jiān)測。
[0107]因此，接入網(wǎng)絡(luò)需要能辨別從空對地調(diào)制調(diào)解器接收的以及經(jīng)空對地調(diào)制調(diào)解器向位于飛機上的各乘客無線設(shè)備發(fā)射的數(shù)據(jù)流。做出辨別的方法是使用戶的IP地址可在地面上為接入網(wǎng)絡(luò)看到，這意味著分配給乘客無線設(shè)備的IP地址在機載無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)應(yīng)該是全局唯一的。為了實現(xiàn)這一目的，可以使飛機ID是針對經(jīng)飛機動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)分配的IP地址的“子網(wǎng)”的一部分，該協(xié)議是聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(客戶端)獲得客戶端在網(wǎng)際協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)中工作必需的各種參數(shù)而使用的協(xié)議。利用這種協(xié)議，大大減少了系統(tǒng)管理工作量，并可以通過最少或無需人工配置向網(wǎng)絡(luò)添加設(shè)備。這使得網(wǎng)絡(luò)運行中心(N0C)更容易將用戶的IP地址映射到飛機。
[0108]在動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)配置的客戶端(例如基于飛機的空對地調(diào)制調(diào)解器)連接到網(wǎng)絡(luò)時，其動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)客戶端發(fā)送廣播查詢，從服務(wù)的動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)服務(wù)器請求必需的信息。動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)服務(wù)器管理IP地址池以及關(guān)于客戶端配置參數(shù)的信息，配置參數(shù)例如是缺省網(wǎng)關(guān)、域名、DNS服務(wù)器、諸如時間服務(wù)器的其他服務(wù)器等。動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)提供了一種用于分配IP地址的機制，其中網(wǎng)絡(luò)運行中心(N0C)向基于飛機的動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)服務(wù)器分配一定范圍的IP地址。本協(xié)議的請求許可過程使用了具有可控時限的租借概念，允許動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)服務(wù)器收回(然后再分配)未續(xù)借的IP地址(IP地址的動態(tài)重新使用)。
[0109]本飛機空對地IP隧道系統(tǒng)有三種實施方式:
[0110]1、2 層隧道。
[0111]2、3 層隧道。
[0112]3、NAT IP 隧道。
[0113]圖4以方框圖形式示出了利用2層IP隧道的飛機空對地IP隧道系統(tǒng)的架構(gòu)，圖5以方框圖形式示出了利用3層IP隧道的飛機空對地IP隧道系統(tǒng)的架構(gòu)；以及圖6以方框圖形式示出了利用NAT IP隧道的飛機空對地IP隧道系統(tǒng)的架構(gòu)。下文描述了這些實施方式。
[0114]這種方式不改變網(wǎng)際協(xié)議控制協(xié)議(IPCP)或其他EVD0協(xié)議/消息傳輸。更多IP地址的好處是機載網(wǎng)絡(luò)能夠為每個乘客無線設(shè)備(MS)分配唯一的IP地址，并使該地址可由基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)及其關(guān)聯(lián)系統(tǒng)直接看到。通過具有分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)完成為每個空對地鏈路分配多個IP地址的方法。
[0115]2層IP隧道
[0116]圖4以方框圖形式示出了利用2層IP隧道的飛機空對地IP隧道系統(tǒng)的架構(gòu)。在計算機聯(lián)網(wǎng)時，2層隧穿協(xié)議(L2TP)是用于支持虛擬專用網(wǎng)(VPN)的隧穿協(xié)議。2層隧穿協(xié)議(L2TP)像數(shù)據(jù)鏈路層(0SI模型的2層)協(xié)議那樣工作，用于在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)(通常是因特網(wǎng))上的兩個對等體之間進行網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)隧穿。2層隧穿協(xié)議(L2TP)實際是5層協(xié)議會話層，在UDP數(shù)據(jù)報中發(fā)送整個2層隧穿協(xié)議(L2TP)分組，包括有效載荷和2層隧穿協(xié)議(L2TP)報頭。通常在2層隧穿協(xié)議(L2TP)隧道之內(nèi)承載點到點協(xié)議(PPP)會話。
[0117]2層隧穿協(xié)議(L2TP)隧道的兩個終點被稱為L2TP接入集中器(LAC)和L2TP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(LNS)。L2TP接入集中器(LAC)是隧道的發(fā)起者，而L2TP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(LNS)是等候新隧道的服務(wù)器。一旦建立了 IP隧道，對等體之間的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)就是雙向的。為了對組網(wǎng)有用，更高等級的協(xié)議然后穿過2層隧穿協(xié)議(L2TP)隧道。為了便于2層隧穿協(xié)議(L2TP)，針對諸如點到點協(xié)議(PPP)的每個更高層協(xié)議在隧道之內(nèi)建立會話(或呼叫)。L2TP接入集中器(LAC)或L2TP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(LNS)可以發(fā)起會話。針對每個會話的業(yè)務(wù)被2層隧穿協(xié)議(L2TP)隔離，因此能夠跨單個隧道建立多個虛擬網(wǎng)絡(luò)。將2層隧穿協(xié)議(L2TP)之內(nèi)交換的分組分類為控制分組或數(shù)據(jù)分組。2層隧穿協(xié)議(L2TP)為控制分組提供了可靠性特征，但沒為數(shù)據(jù)分組提供可靠性。如果需要的話，必須要由運行于2層隧穿協(xié)議(L2TP)隧道的每個會話之內(nèi)的嵌套協(xié)議提供可靠性。
[0118]分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)將充當(dāng)L2TP接入集中器(LAC)，因為該功能是由分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)支持的，新節(jié)點(激活的空對地調(diào)制調(diào)解器)會充當(dāng)L2TP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(LNS)。飛機網(wǎng)絡(luò)和地面網(wǎng)路實際上建立起路由器到路由器的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)連接，其中用于飛機上的點到點協(xié)議(PPP)終點的IP地址將是靜態(tài)的。利用這種范型，可以決定建立多個流，每個流都包含2層隧穿協(xié)議(L2TP)隧道。如果是這樣的話，分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)可以建立3個不同隧道/流:
[0119]低優(yōu)先級-乘客數(shù)據(jù)(盡力)；
[0120]中優(yōu)先級-N0C/0A&M ；以及
[0121]高優(yōu)先級-機組人員/FAM&乘客VoIP。
[0122]此外，在空對地鏈路上沒有隧穿開銷(使用的帶寬)，空對地鏈路是充當(dāng)L2TP接入集中器(LAC)的分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)和充當(dāng)L2TP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(LNS)的基于飛機的空對地調(diào)制調(diào)解器之間的隧道。
[0123]于是，如圖4所示，L2TP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(LNS)和L2TP接入集中器(LAC)都是在接入網(wǎng)絡(luò)中邊緣路由器上游實現(xiàn)的，用于執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)。L2TP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(LNS)充當(dāng)往返于飛機網(wǎng)絡(luò)的路由器，中間的L2TP接入集中器(LAC)忽略乘客無線設(shè)備的各自的IP地址，因為來自L2TP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(LNS)的分組的目的地是具有IPx.1地址的空對地調(diào)制調(diào)解器。一旦建立了 2層IP隧道，L2TP接入集中器(LAC)隧穿所有分組并忽略與飛機上的多個乘客無線設(shè)備相關(guān)聯(lián)的多個IP地址。分組由空對地調(diào)制調(diào)解器(IPX.1)接收并轉(zhuǎn)發(fā)到飛機上的路由器(IPx.2)，該路由器知道如何往返于多個具有IP地址IPX.*的乘客無線設(shè)備傳輸分組。為乘客無線設(shè)備分配IP地址IPy.*，這是用于特定飛機中的乘客無線設(shè)備的專有、全局唯一的動態(tài)IP地址。為飛機上的各個節(jié)點，例如路由器和空對地調(diào)制調(diào)解器分配IPx.*范圍中的IP地址，其中IPx.*IP地址是專有、全局唯一的靜態(tài)IP地址。
[0124]3層IP隧道
[0125]圖5以方框圖形式示出了利用3層IP隧道的飛機空對地IP隧道系統(tǒng)的架構(gòu)。這是3層IP隧道的擴充，其中在空對地鏈路上的協(xié)議的3層(IP)傳輸隧道分組。IP隧道的一側(cè)恰在飛機上的空對地調(diào)制調(diào)解器之前終止，不需要在飛機上執(zhí)行NAT。IP隧道的另一端恰在地面上的分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)之后終止。這種配置能夠在三個不同數(shù)據(jù)流上建立三個隧道:
[0126]低優(yōu)先級-乘客數(shù)據(jù)(盡力)；
[0127]中優(yōu)先級-N0C/0A&M ；以及
[0128]高優(yōu)先級-機組人員/FAM&乘客VoIP。
[0129]如圖所示，為乘客無線設(shè)備分配IP地址IPy.*，這是用于特定飛機中的乘客無線設(shè)備的專有、全局唯一的動態(tài)IP地址。為飛機上的各個節(jié)點，例如路由器和空對地調(diào)制調(diào)解器分配IPX.*范圍中的IP地址，其中IPX.*IP地址是專有、本地唯一的靜態(tài)IP地址。路由器是由IPw.*IP地址標(biāo)識的飛機上的3層隧道終點，封裝要在新IP分組中向地面發(fā)射的每個分組，以IPx.*作為源地址。IPw.*IP地址是由分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)分配的專有、全局唯一的靜態(tài)IP地址。目的地址是位于地面上的3層隧道終點。如預(yù)計那樣，分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)僅看到每個飛機單個IP地址。地面上的3層隧道終點從接收的分組剝離外部IP/隧道報頭并恢復(fù)IPy.*源地址。
[0130]NAT IP 隧道
[0131]圖6以方框圖形式示出了利用NAT IP隧道的飛機空對地IP隧道系統(tǒng)的架構(gòu)。在計算機聯(lián)網(wǎng)時，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT，也稱為網(wǎng)絡(luò)偽裝、本地地址轉(zhuǎn)換或IP偽裝)是一項通過路由器收發(fā)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的技術(shù)，涉及重寫源和/或目的IP地址，通常還重寫它們通過時IP分組的TCP/UDP端口號。還必須要重寫校驗和(IP和TCP/UDP)以考慮變化。大部分使用NAT的系統(tǒng)這樣做是為了使專用網(wǎng)上的多個主機能夠利用各自的公共IP地址接入因特網(wǎng)(看到網(wǎng)關(guān))。很多網(wǎng)絡(luò)管理員發(fā)現(xiàn)NAT是一種方便的技術(shù)并廣泛使用它。盡管如此，NAT可能會在主機間的通信中弓丨入混亂，可能具有性能影響。
[0132]為乘客無線設(shè)備分配IP地址IPy.z.*，這是用于特定飛機(z)中的乘客無線設(shè)備的專有、全局唯一的動態(tài)IP地址。為飛機上的各個節(jié)點，例如路由器和空對地調(diào)制調(diào)解器分配IPx.*范圍中的IP地址，其中IPx.*IP地址是專有、本地唯一的靜態(tài)IP地址。空對地調(diào)制調(diào)解器是由IPw.*IP地址標(biāo)識的飛機上的NAT隧道終點，IPw.*IP地址是由分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)分配的專有、全局唯一的靜態(tài)IP地址。對于由乘客無線設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分組業(yè)務(wù)，飛機上的NAT使用靜態(tài)NAPT將乘客無線設(shè)備的IPy.z.*IP地址映射到IPw.x IP地址以及對于特定乘客無線設(shè)備IPy.z.*而言唯一的空中源端口(來自分配給該飛機的一定范圍端口)。然后通過IPx.*網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)分組隧穿到空對地調(diào)制調(diào)解器，然后通過空對地鏈路將其轉(zhuǎn)發(fā)到分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)。如預(yù)計那樣，分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)僅看到每個飛機單個IP地址，地面上的NAT使用同一靜態(tài)NAPT映射將來自飛機的IPw.x和源端口轉(zhuǎn)換回IPy IP地址。從飛機接收的空中源端口保持相同。
[0133]在典型配置中，局域網(wǎng)使用指定“專有” IP地址子網(wǎng)之一(RFC 1918專用網(wǎng)地址為 192.168.X.X，172.16.x.x 到 172.31.χ.x 以及 10.x.x.x,使用 CIDR 記法，192.168/16,172.16/12和10/8)，該網(wǎng)絡(luò)上的路由器具有該地址空間中的專有地址(例如192.168.0.1)。路由器還利用ISP分配的各自的“公共”地址(稱為“過載” NAT)或多個“公共”地址連接到因特網(wǎng)。在業(yè)務(wù)從局域網(wǎng)傳遞到因特網(wǎng)時，在運行中將每個分組中的源地址從專有地址轉(zhuǎn)換成公共地址。路由器跟蹤關(guān)于每個活動連接的基本數(shù)據(jù)(特別是目的地址和端口)。在回復(fù)返回路由器時，它使用在輸出階段期間其存儲的連接跟蹤數(shù)據(jù)來判斷在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上哪里轉(zhuǎn)發(fā)回復(fù)；對于過載NAT而言，使用TCP或UDP客戶端端口號對分組解復(fù)用，或在分組返回時有多個公共地址可用時，使用IP地址和端口號。對于因特網(wǎng)上的系統(tǒng)來說，路由器自身看起來是用于該業(yè)務(wù)的源/目的地。
[0134]對于反向業(yè)務(wù)而言，NAT IP隧道在飛機上使用NAT (實際為NAPT)，在地面上執(zhí)行反向NAT。用于NAPT的端口范圍對于每個用戶而言是唯一的，用戶IP地址到端口范圍的靜態(tài)映射是飛機和地面上NAT已知/使用的。這個過程允許在地面上恢復(fù)用戶地址(而非端Π )。
[0135]NAT IP隧道范例
[0136]圖7以信號流圖的形式，圖8以流程圖的形式，示出了利用NAT IP隧道與特定目的地交換數(shù)據(jù)的飛機空對地IP隧道系統(tǒng)的典型運行。本范例例示了，選定的IP地址為IPy.2的乘客無線設(shè)備正與IP地址為IPh:80的終點(未示出)通信。在步驟801，由位于飛機上的NAT為乘客無線設(shè)備分配端口地址，例如2042，該端口地址被附加到乘客無線設(shè)備的IP地址以獲得IPy.2:2042，這是用于特定飛機(w)中的該乘客無線設(shè)備的專用、全局唯一的動態(tài)IP地址。因此，在步驟802，飛機上的NAT使用該乘客無線設(shè)備到端口的映射為乘客無線設(shè)備IP地址IPy.2創(chuàng)建空中源端口。因此，源地址為IPy2:2042，目的地址為IPh:80。
[0137]為路由器分配IP地址IPx.1，為空對地調(diào)制調(diào)解器分配IP地址IPx.2，其中這些IPx.*地址是專用、本地唯一的靜態(tài)IP地址?？諏Φ卣{(diào)制調(diào)解器是由IPw.*IP地址標(biāo)識的飛機上的NAT隧道終點，IPw.*IP地址是由分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)分配的專有、全局唯一的靜態(tài)IP地址。對于由乘客無線設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分組業(yè)務(wù)，飛機上的NAT使用靜態(tài)NAPT將乘客無線設(shè)備的IPy.z.*IP地址映射到IPw.X IP地址以及對于特定乘客無線設(shè)備IPy.z.*而言唯一的空中源端口(來自分配給該飛機的一定范圍端口)。于是，路由器選擇由分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)分配的IP地址并將IP地址IPw: 1124分配給該源乘客無線設(shè)備。
[0138]然后在步驟803由路由器通過IPx.*網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)分組隧穿到空對地調(diào)制調(diào)解器，然后在步驟804由空對地調(diào)制調(diào)解器通過空對地鏈路將其轉(zhuǎn)發(fā)到位于地面的分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)。如預(yù)計那樣，分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)僅看到每個飛機單個IP地址，在步驟805，地面上的NAT使用同一靜態(tài)NAPT映射將來自飛機的IPw.x和源端口轉(zhuǎn)換回IPy IP地址。從飛機接收的空中源端口保持相同。于是，在NAT處，用于乘客無線設(shè)備的源地址變?yōu)镮Py2:1124，因為源端口地址未變。接入網(wǎng)絡(luò)中的邊緣路由器在步驟806將源地址映射到更高可路由IP地址IPz:2052，并選擇任何可用的空中源端口。
[0139]在相反方向上，在步驟807將在邊緣路由器從來自目的地的IP網(wǎng)絡(luò)(現(xiàn)在稱為在雙向通信連接的這個方向上的源IPh:80)接收的數(shù)據(jù)分組定向到目的地IPz:2052，邊緣路由器執(zhí)行反向IP映射，以將接收的IP地址轉(zhuǎn)換成分配給乘客無線設(shè)備的原來IP地址和端口，從而產(chǎn)生IPy2:1124。位于接入網(wǎng)絡(luò)中的NAT在步驟808使用靜態(tài)NAPT映射為該乘客無線設(shè)備所在的飛機恢復(fù)IPw。目的端口保持相同，因此，NAT輸出的IP地址為IPw: 1124。位于接入網(wǎng)絡(luò)中的NAT在步驟809將接收的數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)到位于該飛機上的空對地調(diào)制調(diào)解器。在步驟810將位于該飛機上的空對地調(diào)制調(diào)解器接收的所接收數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)到路由器，其中飛機上的NAT在步驟811使用其反向NAPT為乘客無線設(shè)備恢復(fù)目的地址IPy2和端口 2042。
[0140]通過這種方式，用于飛機和接入網(wǎng)絡(luò)中的地址控制使得分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)能夠向用于多個位于飛機上的乘客無線設(shè)備的基于地面的網(wǎng)絡(luò)提供唯一的IP地址，而為空對地鏈路使用標(biāo)準(zhǔn)通用IP地址。
[0141]總結(jié)
[0142]飛機空對地IP隧道系統(tǒng)能夠向每個工作于飛機中并由機載無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的乘客無線設(shè)備分配各個網(wǎng)際協(xié)議(IP)地址，由此能夠向各個被識別的無線設(shè)備提供無線服務(wù)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于向位于飛機上的多個乘客無線設(shè)備提供各自的基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)IP地址的系統(tǒng)，包括: 位于所述飛機中的飛機網(wǎng)絡(luò)模塊，用于產(chǎn)生射頻通信信號，以便用分組交換模式與位于所述飛機中的所述多個乘客無線設(shè)備中的至少一個通信，所述飛機網(wǎng)絡(luò)模塊包括: IP地址分配模塊，用于給所述飛機上的所述乘客無線設(shè)備中的每一個分配唯一的IP地址； 位于所述飛機上的數(shù)據(jù)集中器模塊，用于將從位于所述飛機中的所述多個乘客無線設(shè)備接收的用戶分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換成至少一個分組交換集合數(shù)據(jù)流；以及 到空對地網(wǎng)絡(luò)模塊的連接模塊，用于在所述飛機網(wǎng)絡(luò)模塊與基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)模塊之間進行分組交換射頻通信， 其中: 所述基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)模塊具有用于與至少一個基于地面的分組交換通信網(wǎng)絡(luò)交換通信信號的單個IP地址，并且 所述空對地網(wǎng)絡(luò)模塊包括: IP隧道模塊，用于在所述飛機網(wǎng)絡(luò)模塊與所述基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)模塊之間的所述分組交換射頻通信中支持所述多個乘客無線設(shè)備的唯一的IP地址；以及 位于所述飛機上的基于飛機的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)模塊，用于將特定乘客無線設(shè)備的唯一的IP地址映射到對于所述特定乘客無線設(shè)備而言唯一的IP地址和空中源端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述空對地網(wǎng)絡(luò)模塊還包括: 2層隧穿協(xié)議模塊，用于在位于所述基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)模塊中的分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)和位于所述飛機中的空對地調(diào)制調(diào)解器之間，建立路由器到路由器的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述2層隧穿協(xié)議模塊包括: 充當(dāng)所述L211接入集中器(LAC)的所述分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)以及充當(dāng)L2TP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(LNS)的空對地調(diào)制調(diào)解器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述空對地網(wǎng)絡(luò)模塊還包括: 3層隧穿協(xié)議模塊，用于恰好在飛機上的空對地調(diào)制調(diào)解器之前以及恰好在地面上的分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)之后終止所述IP隧道模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述空對地網(wǎng)絡(luò)模塊還包括: 基于地面的NAT模塊，用于使用所述基于飛機的NAT模塊的相同靜態(tài)NAPT映射將從所述飛機接收的IP地址轉(zhuǎn)換回唯一的乘客無線設(shè)備IP地址。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述空對地網(wǎng)絡(luò)模塊還包括: 數(shù)據(jù)集中器模塊，用于將從所述至少一個基于地面的分組交換通信網(wǎng)絡(luò)接收的用戶業(yè)務(wù)和信令信道轉(zhuǎn)換成至少一個集合數(shù)據(jù)流；以及 數(shù)據(jù)解集中模塊，用于將所述至少一個集合數(shù)據(jù)流解集中成多個數(shù)據(jù)流，并將所述多個數(shù)據(jù)流中的每一個傳送到位于所述飛機中的所述多個乘客無線設(shè)備中的相應(yīng)的一個乘客無線設(shè)備。
7.一種用于向位于飛機上的多個乘客無線設(shè)備提供各自的基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)IP地址的方法，包括: 在位于所述飛機中的飛機網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生射頻通信信號，以便用分組交換模式與位于所述飛機中的所述多個乘客無線設(shè)備中的至少一個通信，包括給位于所述飛機中的所述乘客無線設(shè)備中的每一個分配唯一的IP地址； 在所述飛機上進行數(shù)據(jù)集中，用于將從位于所述飛機中的所述多個乘客無線設(shè)備接收的用戶分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換成至少一個分組交換集合數(shù)據(jù)流；以及 在所述飛機網(wǎng)絡(luò)和基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)之間的空對地網(wǎng)絡(luò)中使用分組交換射頻通信，所述基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)具有單個IP地址并被配置成與至少一個基于地面的通信網(wǎng)絡(luò)交換通信信號，并且在所述飛機網(wǎng)絡(luò)和所述基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)之間的所述空對地網(wǎng)絡(luò)中使用所述分組交換射頻通信的所述步驟包括: 經(jīng)由IP隧道在所述飛機網(wǎng)絡(luò)和所述基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)之間的所述分組交換射頻通信中支持所述多個乘客無線設(shè)備的唯一的IP地址；以及 在所述飛機上將特定乘客無線設(shè)備的唯一的IP地址映射到對于所述特定乘客無線設(shè)備而言唯一的IP地址和空中源端口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述空對地網(wǎng)絡(luò)中使用所述分組交換射頻通信的所述步驟包括: 在位于所述基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)中的分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)和位于所述飛機中的空對地調(diào)制調(diào)解器之間，在2層隧穿協(xié)議中建立路由器到路由器的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中在所述H)SN和所述空對地調(diào)制調(diào)解器之間在2層隧穿協(xié)議中建立所述路由器到路由器的VPN連接的所述步驟包括: 將所述I3DSN用作L2TP接入集中器(LAC)，將所述空對地調(diào)制調(diào)解器用作L2TP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(LNS)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述空對地網(wǎng)絡(luò)中使用所述分組交換射頻通信的所述步驟包括: 在3層遂穿協(xié)議中，恰好在所述飛機上的空對地調(diào)制調(diào)解器之前終止所述IP隧道，其中不需要在所述飛機上執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT);以及 恰好在位于所述基于地面的接入網(wǎng)絡(luò)中的分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)之后終止所述IP隧道的另一端。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述空對地網(wǎng)絡(luò)中使用分組交換射頻通信的所述步驟還包括: 在基于地面的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)中，使用與在所述飛機上的所述映射步驟所使用的相同靜態(tài)NAPT映射將從所述飛機接收的IP地址轉(zhuǎn)換回唯一的乘客無線設(shè)備IP地址。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述空對地網(wǎng)絡(luò)中使用分組交換射頻通信的步驟還包括: 將從所述至少一個基于地面的通信網(wǎng)絡(luò)接收的用戶業(yè)務(wù)和信令信道轉(zhuǎn)換成至少一個集合數(shù)據(jù)流；以及 將所述至少一個集合數(shù)據(jù)流解集中成多個數(shù)據(jù)流，并將所述多個數(shù)據(jù)流中的每一個傳送到位于所述飛機中的所述多個乘客無線設(shè)備中的相應(yīng)的一個乘客無線設(shè)備。
【文檔編號】H04L29/12GK104320321SQ201410557830
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2008年4月1日
【發(fā)明者】B·A·勞爾, J·斯塔馬托普洛斯, A·拉希德, J·A·托賓, P·J·沃爾什, S·J·阿恩岑 申請人:Aircell有限公司