[发明专利]一种基于软件无线电的机场数据桥接方法

说明书

本发明提出一种基于软件无线电的机场数据桥接方法，属于机场数据传输领域。该方法在飞机上安装基于软件无线电平台的数据桥接终端；数据桥接终端分别选择与飞机内部和飞机外部的连接方式，并设置对应的频段；根据当前飞机与机场的信息传输状态，通过数据桥接终端，将飞机内部数据发送给飞机外部或将飞机外部数据发送给飞机内部。本发明可以适应多种机上设备接口和地面无线网络体制,可以较低的成本帮助航空公司充分利用先进的地面无线网络提高数据传输效率。

技术领域

本发明属于机场数据传输领域，特别涉及一种基于软件无线电的机场数据桥接方法，能够适应不同的飞机数据设备类型和多种机场地面设备类型及网络覆盖类型。

背景技术

在现代民航运输过程中，民航客机需要与航空公司的数据中心进行大量的数据传输。一方面，民航客机完成一个航班后，将产生大量的飞行数据(包括飞机整体健康状况、各部件的运行状态等)，需要及时传输至航空公司的数据中心，供航空公司进行各类快速决策；另一方面，航空公司的数据中心将为飞机的下一航班准备好大量航行数据(包括导航数据、机场地图、软件更新等)，需要及时传输至飞机上，使飞机能够快速执行下一次飞行任务。考虑到飞行过程中数据传输的效率和价格，这两方面的数据传输业务需求一般都在飞机降落机场之后进行。现有机场数据传输方式有以下两种：

(1)人工拷贝；

大部分早期的民航客机上的数据终端仅配有以太网接口或者USB接口，因此主要的航行数据更新和飞行数据下载都是通过航空公司工作人员使用便携设备(如光盘、移动硬盘)等完成。但这种方式的问题是需要人工参与、成本较高、效率较低。

(2)基于无线通信的数据传输；

为了提高数据传输效率、降低成本，较新的大型客机配备有无线传输接口。如波音新型大飞机支持WiFi的数据通信接口，从而可以基于无线的方式通过机场的WiFi接入点与航空公司数据中心通信。国外很多大型国际机场提供WiFi接入点，以支持这类航行数据更新和飞行数据下载业务。但是由于国内仅有上海浦东等极少数机场支持基于WiFi的数据接入，这种方法在国内机场实施比较困难。另外，一些机上专用数据(如WQAR)支持2G、3G或4G接口，可直接接入地面移动通信网络。但这类设备提供商主要为欧美公司，因此设备支持的无线传输体制主要遵循欧洲或者美国的体制。例如，大部分波音飞机配备的WQAR设备都支持基于FDD-LTE的4G体制，而我国最大的4G网络为TD-LTE体制，并不兼容。总之，目前通过无线直接与地面网络通信的方式在国内机场都不能高效地利用。现有机上数据终端有的没有无线传输能力，有的只可接入特定的地面移动网络，并不能适应不同机场的各种无线网络覆盖情况。此外，由于需要各种适航认证，机上设备的更新换代一般非常漫长。而与此形成鲜明对比的是，地面移动网络的更新换代速度非常的快。除了4G系统的大规模部署，基于WiMAX体制的机场专用无线传输系统AeroMACS已经基本完成了标准制定工作，并在成都双流机场完成了初步试验。而我国5G网络也将于2020年左右试运行。这种发展不协调是无线直连的方式难以应对的。

软件无线电是一种无线通信技术，它基于软件定义无线通信协议、设置射频参数，不需要更换硬件就可以支持多种无线通信方式。目前主要应用在多模终端的实现中。例如，3G标准包括欧洲的WCDMA、北美的cdma2000和中国的TD－SCDMA三种。而考虑到2G标准到3G标准的平滑过渡问题，3G的手机应同时支持GSM和CDMA－IS95协议。为了解决多体制兼容问题，可采用软件无线电技术，使用通用的硬件平台，通过手动配置/自动搜索的方式确定当前网络状态，从而选择最适合的工作频段和制式进行通信。在军事通信方面同样面临多兵种、多体制情况下的通信问题，软件无线电是很好的解决手段。

综上，飞机上数据设备的接口不统一、无线方式单一且更新缓慢，我国各机场的无线网络覆盖情况各不相同、且地面无线网络发展迅速，因此现有方法(人工和无线)无法满足所有飞机在我国各个机场开展数据通信业务的需求，这间接影响了我国民航系统的运行效率和安全性、以及国际航空公司在国内业务的开展。

发明内容