一种机载无缝数据传输无线通信系统及其通信方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种机载无缝数据传输无线通信系统及其通十目方法。
【背景技术】
[0002]随着通信技术日渐发达，机载通信应用日渐增多。现有的民航客机内，除了传统的通信导航系统与地面进行实时通讯之外，机载系统(如航电系统、客舱系统、娱乐系统、信息系统等)与地面网络之间的实时通讯和数据传输业务也催生了多种机内与机外通信手段的发展和应用；如飞机停留在机场的时候，可以通过机载的无线通信设备使用蜂窝移动通信(3G、4G等)方式或WLAN方式与地面网络进行数据传输；飞机在空中飞行的时候，可以通过卫星通信系统与地面进行通信；如果飞机上安装了地空宽带网机载设备，则可以与地空宽带网的地面基站进行通讯，从而接入地面的各种网络。
[0003]但现有的这些机内与机外通信都有一定的限制和缺点，主要是如下几方面:
[0004](I)某一系统的对外通信管道是固定的，不能互用互换，在使用和运营上都不够灵活，也无法做容灾备份；比如机载维护系统与地面的数据传输只能通过卫星通道，而机载娱乐系统只能当飞机停在机场的时候通过蜂窝通信或WLAN方式进行服务器节目内容更新。
[0005](2)飞机上各个系统的对外通信管道各自独立，在此情况下，这些管道的带宽无法得到充分利用，存在资源浪费。
[0006](3)某些存在一种以上通信管道的系统，其业务应用正在使用一种通信方式进行数据传输的时候，如果当前的传输链路不可用了，则这一业务将被中断，待传输链路恢复或切换至另外一种传输链路后，需要重新开始，数据切换时延较大。
[0007]综上可知，有必要设计一种新的机载无缝数据传输无线通信系统及其通信方法来弥补上述缺陷。
【发明内容】
[0008]为解决上述缺陷，本发明提出一种机载无缝数据传输无线通信系统及其通信方法，其使用方便灵活，数据传输通畅，数据切换时延短，传输可靠性高。
[0009]本发明的技术方案是这样实现的:
[0010]一种机载无缝数据传输无线通信系统，其包括机载系统和地面系统；机载系统包括机内子网、机载通信系统和数据合并路由器，机内子网、机载通信系统均与数据合并路由器信号连接；地面系统包括地面通信系统、地面支持系统和数据中心，地面通信系统与机载通信系统信号连接，且地面通信系统、地面支持系统均与数据中心信号连接；数据合并路由器用于将数个单一通信链路合并为一个统一的对外通信传输通道，建立与数据中心通信的对外通信传输通道；数据合并路由器设有通信控制接口模块，通信控制接口模块用于控制机载通信系统对外发起单一通信链路的连接请求，建立通信传输通道。
[0011 ] 其中，机内子网设有航电系统，且航电系统包括机载维护系统、机载信息系统、客舱核心系统、客舱通信系统和机载娱乐系统，且机载维护系统、机载信息系统、客舱核心系统、客舱通信系统、机载娱乐系统均与数据合并路由器连接。
[0012]其中，机载通信系统包括卫星通信系统、无线局域网通信系统和蜂窝通信系统，且卫星通信系统、无线局域网通信系统、蜂窝通信系统均连接至通信控制接口模块。
[0013]其中，地面通信系统包括卫星、卫星通信运营商、无线局域网热点、无线局域网通信运营商、蜂窝通信基站和蜂窝通信运营商；卫星与卫星通信系统、卫星通信运营商均信号连接；无线局域网热点与无线局域网通信系统、无线局域网通信运营商均信号连接；蜂窝通信基站与蜂窝通信系统、蜂窝通信运营商均信号连接。
[0014]其中，卫星通信运营商、无线局域网通信运营商、蜂窝通信运营商均与数据中心信号连接。
[0015]其中，地面支持系统包括服务提供商、航空公司和空管系统，且服务提供商、航空公司、空管系统均与数据中心信号连接。
[0016]其中，卫星、卫星通信运营商和卫星通信系统组成卫星传输通道；无线局域网热点、无线局域网通信运营商和无线局域网通信系统组成无线局域网传输通道；蜂窝通信基站、蜂窝通信运营商和蜂窝通信系统组成蜂窝传输通道。
[0017]一种机载无缝数据传输无线通信方法，其包括如下步骤:(I)机内子网的航电系统向数据合并路由器发起对外连接的请求；(2)数据合并路由器的通信控制接口模块控制机载通信系统，并对外发起单一通信链路的连接请求，成功建立蜂窝传输通道、无线局域网传输通道和卫星传输通道；(3)数据合并路由器将数个单一通信链路合并为一个统一的对外通信传输通道，建立与数据中心通信的对外通信传输通道；(4)通信控制接口模块依据传输的数据包大小、优先级和传输通道信号质量，依据通道选择算法得出当前最优的通信方式，动态实时为当前需传输数据选择蜂窝传输通道、无线局域网传输通道、卫星传输通道中的一个或几个；(5)当数据合并路由器收到机内子网的对外通信数据后，将数据送入通信控制接口模块；(6)通信控制接口模块实时将数据包分为多个切片内容，依据传输通道选择结果，将多个切片内容均放入传输通道进行传输；(7)数据中心获得切片内容后，将切片内容还原为原有的数据包，并依据数据包的目的地IP，将数据包传输至地面支持系统。
[0018]本发明对机内系统和机外通信链路进行统一和整合，由数据合并路由器统一管理不同通信子系统的传输管道，提供统一的通信接口，与现有技术相比，本发明具有如下优占.V.
[0019](I)在使用和运营上均更为灵活，同时在某一传输管道中断时，不会影响机内子网对外通信功能的实现，通过不同传输管道之间的无缝自动切换，使得应用层感觉不到底层的切换，数据传输更通畅，减少数据切换时延。
[0020](2)对于机内子网而言，不需要关注目前正在使用的是何种通信链路，由数据合并路由器根据通信链路的可用性、带宽、费用等为不同的机内数据通信业务分配机外无线通信链路，可以较大程度上简化机内子网的设计难度。
[0021](3)可以采用带宽叠加、分时复用等方式，提高单一机内子网对外的通信带宽。
[0022](4)可以采用通道绑定的方式，在不同链路上发送相同的数据，提高单一机内子网对外通信的可靠性。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本发明机载无缝数据传输无线通信系统的系统架构图；
[0025]图2是本发明机载无缝数据传输无线通信方法的流程框图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]参照图1，一种机载无缝数据传输无线通信系统，其包括机载系统和地面系统；机载系统包括机内子网、机载通信系统和数据合并路由器，机内子网、机载通信系统均与数据合并路由器信号连接；地面系统包括地面通信系统、地面支持系统和数据中心，地面通信系统与机载通信系统信号连接，且地面通信系统、地面支持系统均与数据中心信号连接；数据合并路由器用于将数个单一通信链路合并为一个统一的对外通信传输通道，成功建立与数据中心通信的对外通信传输通道；数据合并路由器设有通信控制接口模块，通信控制接口模块用于控制机载通信系统对外发起单一通信链路的连接请求，建立通信传输通道。
[0028]本发明数据合并路由器设于机内子网与机载通信系统之间，用于提供管道合并功能。本发明数据中心设于地面通信系统和地面支持系统之间，用于提供管道合并功能。
[0029]其中，机内子网设有航电系统，且航电系统包括机载维护系统、机载信息系统、客舱核心系统、客舱通信系统和机载娱乐系统，且机载维护系统、机载信息系统、客舱核心系统、客舱通信系统、机载娱乐系统均与数据合并路由器连接。本发明机内子网上的系统不限于机载维护系统、机载信息系统、客舱核心系统、客舱通信系统和机载娱乐系统，根据需求，本领域技术人员还可以设有