一种机场地空数据多域多链路传输方法

本发明涉及航空通信，具体涉及一种机场地空数据多域多链路传输方法。

背景技术：

1、随着航空运输业的快速发展，现有航空通信系统无法满足空管和航空公司日趋增长的数据通信需求。为保障地空实时高效数据传输，提升航空公司运行效率，航空通信技术领域提出了互联飞机技术。

2、当前航空通信系统主要依赖于传统的基于窄带的甚高频无线电通信，雷达，卫星通信等方式。但在应对现代航空通信需求时面临频谱资源有限、带宽受限、覆盖范围不足、通信延迟、抗干扰能力有限、系统兼容性问题以及安全性和可靠性不足等挑战。这些问题导致现有系统难以支持高速数据传输、偏远地区和海洋上空的广泛覆盖以及在复杂环境中的可靠通信。

3、中国发明专利申请，公开号cn107509166a，发明名称“基于地空通信的多链路切换同步网关的方法和系统”，公开了一种地空通信系统，其中可通过机载通信服务器根据飞行高度和经纬度切换与地面网络系统的三种通信链路。然而该方法不足以满足飞机飞行过程中除了高度和经纬度以外的更多需要切换通信链路的情况。

4、中国发明专利申请，公开号cn116887280a，“地空通信网络上行链路资源分配方法、装置、设备及介质”，公开了一种地空通信方式，其中根据网络负荷确定通信带宽资源分配。然而该方法并没有涉及飞机飞行过程中除了网络负荷以外的更多需要切换通信链路的情况。

5、因此，本技术领域存在对覆盖宽的范围、高通信效率、高抗干扰能力和高可靠性的地空数据传输方法的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种机场地空数据多域多链路传输方法，旨在通过运用将新兴通信技术与现有航空通信功能相结合，优化传输数据路径，从而实现地空实时高效数据传输，提升飞行安全，提高航空公司运行效率等目标愿景。

2、根据本发明的一个实施方式提供的一种机场地空数据多域多链路传输方法，包括以下步骤：

3、步骤s1，建立飞机系统与地面系统的多链路传输系统和动态路由选择系统，用于选择最佳传输路径和通过最佳传输路径进行地空数据传输；

4、步骤s2，飞机系统的飞行机组发起数据请求，并通过动态路由选择系统在多链路传输系统中选择最佳传输路径将数据请求发送至地面系统；

5、步骤s3，地面系统接收所述数据请求并进行处理得到处理结果，将处理结果的数据经由动态路由选择系统在多链路传输系统中选择最佳传输路径返回至飞机系统；

6、步骤s4，飞机系统接收到所述处理结果，进行处理得到处理后信息，并根据该处理后信息进行飞行调整和决策；

7、步骤s5，在飞机飞行过程中，飞机系统与地面系统不断重复以上步骤s2至s4，直到飞行结束；

8、其中，所述飞机系统包括，飞行机组、飞行管理系统和电子飞行包；

9、所述地面系统包括，地面的空中交通管理中心、运营控制中心、基础服务平台、空中服务提供商和信关站；

10、所述多链路传输系统包括三种通信链路，航空数据链路、高性能链路和语音传输链路；

11、所述地空数据包括：飞行控制信息、航司信息、旅客信息和娱乐服务信息；

12、其中，所述步骤s1具体包括：

13、步骤s1.1，通过整合航空5g、l波段数字通信和空事卫星系统，构建覆盖地面、空中和卫星且在飞机系统与地面系统之间进行地空数据传输的多链路传输系统；

14、步骤s1.2，建立动态路由选择系统，用于最佳传输路径选择，包括获得地空数据传输的数据优先级和通信需求，并且实时监测多链路传输系统中通信链路的状态，利用动态路由算法根据通信链路的状态、数据优先级和通信需求在多链路传输系统的航空数据链路、高性能链路和语音传输链路中选择其中一种作为最佳传输路径。

15、可选地，所述步骤s1.1包括：

16、通过整合航空5g、l波段数字通信和空事卫星系统，构建覆盖地面、空中和卫星的航空数据链路、高性能链路和语音传输链路；

17、在航空数据链路中的部分链路设置加密模块，得到安全航空数据链路，航空数据链路中的其它链路为未加密的非安全航空数据链路；

18、在高性能链路中的部分链路设置加密模块，得到安全高性能链路，高性能链路中的其它链路为未加密的非安全高性能链路；

19、在语音传输链路中的部分链路设置加密模块，得到安全语音传输链路，语音传输链路中的其它链路为未加密的非安全语音传输链路；

20、建立包括安全航空数据链路、安全高性能链路和安全语音传输链路的安全链路，和包括非安全航空数据链路、非安全高性能链路和非安全语音传输链路的非安全链路；

21、建立包括安全链路和非安全链路的飞机系统与地面系统的多链路传输系统。

22、可选地，所述步骤s1还包括以下步骤：

23、构建数据传输优化系统，通过智能传输调度和负载均衡，将数据流在多链路传输系统的通信链路间合理分配，优化带宽利用率和传输效率；

24、建立网络安全系统，采用端到端加密、实时监测和入侵检测技术，确保数据传输的安全性，同时实现身份认证和访问控制以保护网络资源；

25、建立综合控制与管理平台，统一监控和管理多链路传输系统中多通信链路的运行，通过大数据分析和远程配置实现故障处理、性能优化和决策支持。

26、可选地，所述步骤s2具体地包括：

27、步骤s2.1，飞行机组通过电子飞行包或飞行管理系统发起数据请求；

28、步骤s2.2，动态路由选择系统在多链路传输系统中选择通信链路作为最佳传输路径，执行数据请求发送至地面系统；

29、步骤s2.3，动态路由选择系统检测数据请求的发送情况，若数据请求的发送成功，继续执行步骤s3，否则执行步骤s2.4；

30、步骤s2.4，动态路由选择系统识别数据请求的发送问题，若发送问题为信号中断或传输延迟过高，则执行数据请求的重传，否则执行步骤s2.6；

31、步骤s2.5，动态路由选择系统检测数据请求的重传情况，若重传数据请求成功，则执行步骤s3，否则执行步骤s2.6；

32、步骤s2.6，动态路由选择系统向多链路传输系统中的安全链路发送切换请求，切换至安全链路中的一种，并启动该安全链路中的加密模块，以该安全链路作为最佳传输路径进行数据请求发送。

33、可选地，所述步骤s3具体地包括：

34、步骤s3.1，空中交通管理中心，运营控制中心和基础服务平台对接收的数据请求进行处理并得到处理结果；

35、步骤s3.2，动态路由选择系统根据处理结果和飞行阶段在多链路传输系统中选择通信链路作为最佳传输路径；

36、步骤s3.3，将处理结果经由选择的最佳传输路径向飞行机组传输；

37、步骤s3.4，动态路由选择系统检测处理结果的传输情况，若处理结果的传输成功，继续执行步骤s4，否则执行步骤s3.5；

38、步骤s3.5，动态路由选择系统识别处理结果的传输问题，若传输问题为信号中断或传输延迟过高，则执行处理结果的重传，否则执行步骤s3.7；

39、步骤s3.6，动态路由选择系统检测处理结果的重传情况，若重传处理结果成功，则执行步骤s4，否则执行步骤s3.7；

40、步骤s3.7，动态路由选择系统向多链路传输系统中的安全链路发送切换请求，切换至安全链路中的一种，并启动该安全链路中的加密模块，以该安全链路作为最佳传输路径进行处理结果传输。

41、可选地，所述步骤s3.2具体地包括：

42、步骤s3.2.1，数据类型判断：设定数据量阈值，判断处理结果的数据量是否小于等于该数据量阈值，如果是选择航空数据链路作为通信链路，否则执行步骤s3.2.2；

43、步骤s3.2.2，数据量和带宽需求判断：判断处理结果是否大于所述数据量阈值且需要快速传输，如果是选择高性能链路作为通信链路，否则执行步骤s3.2.3；

44、步骤s3.2.3，紧急性和时效性判断：判断处理结果是否为紧急或需要快速反应的指令，如果是则选择语音传输链路或航空数据链路作为通信链路，否则执行步骤s3.2.4；

45、步骤s3.2.4，飞行阶段判断：基于飞行阶段进行通信链路的选择，其中飞行阶段包括巡航阶段、起飞阶段和降落阶段。

46、可选地，所述步骤s3.2.4具体地包括：

47、在巡航阶段，选择高性能链路作为通信链路来传输分析数据和更新数据；

48、起飞阶段和降落阶段，选择航空数据链路来传输飞行控制、导航和基础监测数据，以及使用语音传输链路进行飞行员与地面控制塔的实时通信传输。

49、相对于现有技术，根据本发明的实施方式提供的一种机场地空数据多域多链路传输方法至少具有以下优点：

50、1. 通过采用地空数据多域多链路技术建立多链路传输系统和建立动态路由选择系统，可智能选取最佳数据链路，以提升地空通信的容量和效率。

51、2. 建立的多链路传输系统联合多种通信技术，优化了数据传输路径，增强了通信网络的弹性，满足地空数据通信需求的同时提供了前所未有的灵活性和可靠性，多通信链路组合不仅提升了通信网络的整体性能，还能在某一通信链路出现故障时，迅速切换到其他可用链路，或从非安全链路切换至安全链路，保证数据传输的连续性、稳定性和安全性。

52、3. 多链路传输系统还可以大幅度提高飞行安全和运营效率，实时的数据传输使得飞行中的飞机能够及时获取气象信息、航班状态、维修需求等重要信息，从而优化航路选择，减少延误，提高燃油效率，同时，地面控制中心也能实时监控飞行状态，快速响应紧急情况，确保飞行安全。

53、4. 本发明的机场地空数据多域多链路传输方法不仅能满足当前和未来航空运输业的数据通信需求，还为航空公司和空中交通管理部门提供了一个高效、灵活、可靠的通信解决方案。