本發(fā)明涉及航空通信，具體涉及一種機場地空數(shù)據(jù)多域多鏈路傳輸方法。

背景技術(shù)：

1、隨著航空運輸業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)有航空通信系統(tǒng)無法滿足空管和航空公司日趨增長的數(shù)據(jù)通信需求。為保障地空實時高效數(shù)據(jù)傳輸，提升航空公司運行效率，航空通信技術(shù)領(lǐng)域提出了互聯(lián)飛機技術(shù)。

2、當(dāng)前航空通信系統(tǒng)主要依賴于傳統(tǒng)的基于窄帶的甚高頻無線電通信，雷達，衛(wèi)星通信等方式。但在應(yīng)對現(xiàn)代航空通信需求時面臨頻譜資源有限、帶寬受限、覆蓋范圍不足、通信延遲、抗干擾能力有限、系統(tǒng)兼容性問題以及安全性和可靠性不足等挑戰(zhàn)。這些問題導(dǎo)致現(xiàn)有系統(tǒng)難以支持高速數(shù)據(jù)傳輸、偏遠地區(qū)和海洋上空的廣泛覆蓋以及在復(fù)雜環(huán)境中的可靠通信。

3、中國發(fā)明專利申請，公開號cn107509166a，發(fā)明名稱“基于地空通信的多鏈路切換同步網(wǎng)關(guān)的方法和系統(tǒng)”，公開了一種地空通信系統(tǒng)，其中可通過機載通信服務(wù)器根據(jù)飛行高度和經(jīng)緯度切換與地面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的三種通信鏈路。然而該方法不足以滿足飛機飛行過程中除了高度和經(jīng)緯度以外的更多需要切換通信鏈路的情況。

4、中國發(fā)明專利申請，公開號cn116887280a，“地空通信網(wǎng)絡(luò)上行鏈路資源分配方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)”，公開了一種地空通信方式，其中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負荷確定通信帶寬資源分配。然而該方法并沒有涉及飛機飛行過程中除了網(wǎng)絡(luò)負荷以外的更多需要切換通信鏈路的情況。

5、因此，本技術(shù)領(lǐng)域存在對覆蓋寬的范圍、高通信效率、高抗干擾能力和高可靠性的地空數(shù)據(jù)傳輸方法的需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種機場地空數(shù)據(jù)多域多鏈路傳輸方法，旨在通過運用將新興通信技術(shù)與現(xiàn)有航空通信功能相結(jié)合，優(yōu)化傳輸數(shù)據(jù)路徑，從而實現(xiàn)地空實時高效數(shù)據(jù)傳輸，提升飛行安全，提高航空公司運行效率等目標(biāo)愿景。

2、根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式提供的一種機場地空數(shù)據(jù)多域多鏈路傳輸方法，包括以下步驟：

3、步驟s1，建立飛機系統(tǒng)與地面系統(tǒng)的多鏈路傳輸系統(tǒng)和動態(tài)路由選擇系統(tǒng)，用于選擇最佳傳輸路徑和通過最佳傳輸路徑進行地空數(shù)據(jù)傳輸；

4、步驟s2，飛機系統(tǒng)的飛行機組發(fā)起數(shù)據(jù)請求，并通過動態(tài)路由選擇系統(tǒng)在多鏈路傳輸系統(tǒng)中選擇最佳傳輸路徑將數(shù)據(jù)請求發(fā)送至地面系統(tǒng)；

5、步驟s3，地面系統(tǒng)接收所述數(shù)據(jù)請求并進行處理得到處理結(jié)果，將處理結(jié)果的數(shù)據(jù)經(jīng)由動態(tài)路由選擇系統(tǒng)在多鏈路傳輸系統(tǒng)中選擇最佳傳輸路徑返回至飛機系統(tǒng)；

6、步驟s4，飛機系統(tǒng)接收到所述處理結(jié)果，進行處理得到處理后信息，并根據(jù)該處理后信息進行飛行調(diào)整和決策；

7、步驟s5，在飛機飛行過程中，飛機系統(tǒng)與地面系統(tǒng)不斷重復(fù)以上步驟s2至s4，直到飛行結(jié)束；

8、其中，所述飛機系統(tǒng)包括，飛行機組、飛行管理系統(tǒng)和電子飛行包；

9、所述地面系統(tǒng)包括，地面的空中交通管理中心、運營控制中心、基礎(chǔ)服務(wù)平臺、空中服務(wù)提供商和信關(guān)站；

10、所述多鏈路傳輸系統(tǒng)包括三種通信鏈路，航空數(shù)據(jù)鏈路、高性能鏈路和語音傳輸鏈路；

11、所述地空數(shù)據(jù)包括：飛行控制信息、航司信息、旅客信息和娛樂服務(wù)信息；

12、其中，所述步驟s1具體包括：

13、步驟s1.1，通過整合航空5g、l波段數(shù)字通信和空事衛(wèi)星系統(tǒng)，構(gòu)建覆蓋地面、空中和衛(wèi)星且在飛機系統(tǒng)與地面系統(tǒng)之間進行地空數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩噫溌穫鬏斚到y(tǒng)；

14、步驟s1.2，建立動態(tài)路由選擇系統(tǒng)，用于最佳傳輸路徑選擇，包括獲得地空數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)優(yōu)先級和通信需求，并且實時監(jiān)測多鏈路傳輸系統(tǒng)中通信鏈路的狀態(tài)，利用動態(tài)路由算法根據(jù)通信鏈路的狀態(tài)、數(shù)據(jù)優(yōu)先級和通信需求在多鏈路傳輸系統(tǒng)的航空數(shù)據(jù)鏈路、高性能鏈路和語音傳輸鏈路中選擇其中一種作為最佳傳輸路徑。

15、可選地，所述步驟s1.1包括：

16、通過整合航空5g、l波段數(shù)字通信和空事衛(wèi)星系統(tǒng)，構(gòu)建覆蓋地面、空中和衛(wèi)星的航空數(shù)據(jù)鏈路、高性能鏈路和語音傳輸鏈路；

17、在航空數(shù)據(jù)鏈路中的部分鏈路設(shè)置加密模塊，得到安全航空數(shù)據(jù)鏈路，航空數(shù)據(jù)鏈路中的其它鏈路為未加密的非安全航空數(shù)據(jù)鏈路；

18、在高性能鏈路中的部分鏈路設(shè)置加密模塊，得到安全高性能鏈路，高性能鏈路中的其它鏈路為未加密的非安全高性能鏈路；

19、在語音傳輸鏈路中的部分鏈路設(shè)置加密模塊，得到安全語音傳輸鏈路，語音傳輸鏈路中的其它鏈路為未加密的非安全語音傳輸鏈路；

20、建立包括安全航空數(shù)據(jù)鏈路、安全高性能鏈路和安全語音傳輸鏈路的安全鏈路，和包括非安全航空數(shù)據(jù)鏈路、非安全高性能鏈路和非安全語音傳輸鏈路的非安全鏈路；

21、建立包括安全鏈路和非安全鏈路的飛機系統(tǒng)與地面系統(tǒng)的多鏈路傳輸系統(tǒng)。

22、可選地，所述步驟s1還包括以下步驟：

23、構(gòu)建數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化系統(tǒng)，通過智能傳輸調(diào)度和負載均衡，將數(shù)據(jù)流在多鏈路傳輸系統(tǒng)的通信鏈路間合理分配，優(yōu)化帶寬利用率和傳輸效率；

24、建立網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)，采用端到端加密、實時監(jiān)測和入侵檢測技術(shù)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，同時實現(xiàn)身份認證和訪問控制以保護網(wǎng)絡(luò)資源；

25、建立綜合控制與管理平臺，統(tǒng)一監(jiān)控和管理多鏈路傳輸系統(tǒng)中多通信鏈路的運行，通過大數(shù)據(jù)分析和遠程配置實現(xiàn)故障處理、性能優(yōu)化和決策支持。

26、可選地，所述步驟s2具體地包括：

27、步驟s2.1，飛行機組通過電子飛行包或飛行管理系統(tǒng)發(fā)起數(shù)據(jù)請求；

28、步驟s2.2，動態(tài)路由選擇系統(tǒng)在多鏈路傳輸系統(tǒng)中選擇通信鏈路作為最佳傳輸路徑，執(zhí)行數(shù)據(jù)請求發(fā)送至地面系統(tǒng)；

29、步驟s2.3，動態(tài)路由選擇系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)請求的發(fā)送情況，若數(shù)據(jù)請求的發(fā)送成功，繼續(xù)執(zhí)行步驟s3，否則執(zhí)行步驟s2.4；

30、步驟s2.4，動態(tài)路由選擇系統(tǒng)識別數(shù)據(jù)請求的發(fā)送問題，若發(fā)送問題為信號中斷或傳輸延遲過高，則執(zhí)行數(shù)據(jù)請求的重傳，否則執(zhí)行步驟s2.6；

31、步驟s2.5，動態(tài)路由選擇系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)請求的重傳情況，若重傳數(shù)據(jù)請求成功，則執(zhí)行步驟s3，否則執(zhí)行步驟s2.6；

32、步驟s2.6，動態(tài)路由選擇系統(tǒng)向多鏈路傳輸系統(tǒng)中的安全鏈路發(fā)送切換請求，切換至安全鏈路中的一種，并啟動該安全鏈路中的加密模塊，以該安全鏈路作為最佳傳輸路徑進行數(shù)據(jù)請求發(fā)送。

33、可選地，所述步驟s3具體地包括：

34、步驟s3.1，空中交通管理中心，運營控制中心和基礎(chǔ)服務(wù)平臺對接收的數(shù)據(jù)請求進行處理并得到處理結(jié)果；

35、步驟s3.2，動態(tài)路由選擇系統(tǒng)根據(jù)處理結(jié)果和飛行階段在多鏈路傳輸系統(tǒng)中選擇通信鏈路作為最佳傳輸路徑；

36、步驟s3.3，將處理結(jié)果經(jīng)由選擇的最佳傳輸路徑向飛行機組傳輸；

37、步驟s3.4，動態(tài)路由選擇系統(tǒng)檢測處理結(jié)果的傳輸情況，若處理結(jié)果的傳輸成功，繼續(xù)執(zhí)行步驟s4，否則執(zhí)行步驟s3.5；

38、步驟s3.5，動態(tài)路由選擇系統(tǒng)識別處理結(jié)果的傳輸問題，若傳輸問題為信號中斷或傳輸延遲過高，則執(zhí)行處理結(jié)果的重傳，否則執(zhí)行步驟s3.7；

39、步驟s3.6，動態(tài)路由選擇系統(tǒng)檢測處理結(jié)果的重傳情況，若重傳處理結(jié)果成功，則執(zhí)行步驟s4，否則執(zhí)行步驟s3.7；

40、步驟s3.7，動態(tài)路由選擇系統(tǒng)向多鏈路傳輸系統(tǒng)中的安全鏈路發(fā)送切換請求，切換至安全鏈路中的一種，并啟動該安全鏈路中的加密模塊，以該安全鏈路作為最佳傳輸路徑進行處理結(jié)果傳輸。

41、可選地，所述步驟s3.2具體地包括：

42、步驟s3.2.1，數(shù)據(jù)類型判斷：設(shè)定數(shù)據(jù)量閾值，判斷處理結(jié)果的數(shù)據(jù)量是否小于等于該數(shù)據(jù)量閾值，如果是選擇航空數(shù)據(jù)鏈路作為通信鏈路，否則執(zhí)行步驟s3.2.2；

43、步驟s3.2.2，數(shù)據(jù)量和帶寬需求判斷：判斷處理結(jié)果是否大于所述數(shù)據(jù)量閾值且需要快速傳輸，如果是選擇高性能鏈路作為通信鏈路，否則執(zhí)行步驟s3.2.3；

44、步驟s3.2.3，緊急性和時效性判斷：判斷處理結(jié)果是否為緊急或需要快速反應(yīng)的指令，如果是則選擇語音傳輸鏈路或航空數(shù)據(jù)鏈路作為通信鏈路，否則執(zhí)行步驟s3.2.4；

45、步驟s3.2.4，飛行階段判斷：基于飛行階段進行通信鏈路的選擇，其中飛行階段包括巡航階段、起飛階段和降落階段。

46、可選地，所述步驟s3.2.4具體地包括：

47、在巡航階段，選擇高性能鏈路作為通信鏈路來傳輸分析數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)；

48、起飛階段和降落階段，選擇航空數(shù)據(jù)鏈路來傳輸飛行控制、導(dǎo)航和基礎(chǔ)監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及使用語音傳輸鏈路進行飛行員與地面控制塔的實時通信傳輸。

49、相對于現(xiàn)有技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明的實施方式提供的一種機場地空數(shù)據(jù)多域多鏈路傳輸方法至少具有以下優(yōu)點：

50、1.?通過采用地空數(shù)據(jù)多域多鏈路技術(shù)建立多鏈路傳輸系統(tǒng)和建立動態(tài)路由選擇系統(tǒng)，可智能選取最佳數(shù)據(jù)鏈路，以提升地空通信的容量和效率。

51、2.?建立的多鏈路傳輸系統(tǒng)聯(lián)合多種通信技術(shù)，優(yōu)化了數(shù)據(jù)傳輸路徑，增強了通信網(wǎng)絡(luò)的彈性，滿足地空數(shù)據(jù)通信需求的同時提供了前所未有的靈活性和可靠性，多通信鏈路組合不僅提升了通信網(wǎng)絡(luò)的整體性能，還能在某一通信鏈路出現(xiàn)故障時，迅速切換到其他可用鏈路，或從非安全鏈路切換至安全鏈路，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性、穩(wěn)定性和安全性。

52、3.?多鏈路傳輸系統(tǒng)還可以大幅度提高飛行安全和運營效率，實時的數(shù)據(jù)傳輸使得飛行中的飛機能夠及時獲取氣象信息、航班狀態(tài)、維修需求等重要信息，從而優(yōu)化航路選擇，減少延誤，提高燃油效率，同時，地面控制中心也能實時監(jiān)控飛行狀態(tài)，快速響應(yīng)緊急情況，確保飛行安全。

53、4.?本發(fā)明的機場地空數(shù)據(jù)多域多鏈路傳輸方法不僅能滿足當(dāng)前和未來航空運輸業(yè)的數(shù)據(jù)通信需求，還為航空公司和空中交通管理部門提供了一個高效、靈活、可靠的通信解決方案。