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1、(10)申请公布号 CN 102868714 A (43)申请公布日 2013.01.09 CN 102868714 A *CN102868714A* (21)申请号 201110190407.1 (22)申请日 2011.07.08 H04L 29/08(2006.01) H04L 29/06(2006.01) H04W 84/12(2009.01) (71)申请人 中国商用飞机有限责任公司 地址 200120 上海市浦东新区张杨路 25 号 申请人 中国航空工业集团公司上海航空测 控技术研究所 北京信威通信技术股份有限公司 (72)发明人 吴光辉 罗雪平 韩克岑 周贵荣 黄建民 蒋伯峰 曹。
2、全新 吴英建 (74)专利代理机构 上海航天局专利中心 31107 代理人 郑丹力 (54) 发明名称 一种用于大型飞机的无线宽带通信系统 (57) 摘要 本发明提出一种无线宽带的大型客机客舱与 信息系统， 包括客舱核心系统、 具有配套的地面通 信基站和地面数据中心， 能够将客舱核心系统信 息以无线的形式发送至地面数据中心， 满足了乘 客的个性化需求， 能够将地面电子飞行包的更新 内容无线上传至机上电子飞行包， 也能够将机载 维护系统的飞机状态数据和维护数据发送至地面 数据中心， 便于地面维护人员实时监控飞机的飞 行状态， 保障飞机的运行安全， 提高飞机维护部门 的维护效率， 提高国产民用飞机。
3、的安全性、 经济性 和舒适性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种用于大型飞机的无线宽带通信系统， 其特征在于， 无线宽带通信系统包括空地 无线宽带通信系统 和舱内无线系统 ； 所述的空地无线宽带通信系统提供了飞机与地面之 间的宽带无线通信功能， 包括 Mcwill 机载通信设备、 地面基站和地面数据中心 ； Mcwill 机 载通信设备与客舱核心系统相交联、 与旅客娱乐系统相交联、 与外部通信系统相交联、 与通 用信息。
4、系统相交联、 与驾驶舱信息系统相交联、 与机载维护系统相交联 ； 所述的无线宽带通 信系统支持现有国内公网技术的语音接入业务， 实现乘客在飞机上不用更换终端设备即能 享受到语音业务 ； 所述的无线宽带通信系统提供 WiFi 接入， 支持乘客在飞机上通过 2G、 3G 手机终端接入互联网， 支持乘客在飞机上享受邮件、 下载等数据业务。 2. 一种用于大型飞机的无线宽带通信系统， 其特征在于， 所述的 Mcwill 机载通信设备 向地面数据中心传输客舱核心系统的自检测信息， 以便地面维护人员提前做好维护准备。 3. 根据权利要求 1 所述的一种用于大型飞机的无线宽带通信系统， 其特征在于， 所述 。
5、的旅客娱乐系统是基于舱内无线系统的无线娱乐系统， 包括娱乐系统服务器 (HDMS)、 椅背 式显示器 (MPU)、 吊装高清显示器， 娱乐系统服务器 (HDMS)、 椅背式显示器 (MPU) 和吊装高 清显示器之间通过舱内无线系统连接， 传输娱乐内容 ； 同时， 旅客娱乐系统能够通过空地无 线宽带通信系统更新娱乐内容。 4. 根据权利要求 1 所述的一种用于大型飞机的无线宽带通信系统， 其特征在于， 娱乐 系统服务器 (HDMS)、 椅背式显示器 (MPU)、 吊装高清显示器， 娱乐系统服务器 (HDMS)、 椅背 式显示器 (MPU) 和吊装高清显示 器 之间通过舱内无线系统连接， 传输娱乐。
6、内容 ； 同时， 旅客娱乐系统够通过空地无线宽带通信系统更新娱乐内容。 5. 根据权利要求 1 所述的一种用于大型飞机的无线宽带通信系统， 其特征在于， 所述 的通用信息系统与空地无线宽带通信系统相交联， 通过空地无线宽带通信系统与地面数据 中心进行宽带通信。 6. 根据权利要求 1 所述的一种用于大型飞机的无线宽带通信系统， 其特征在于， 所述 的驾驶舱信息系统包括电子飞行包、 视频监视系统和机载打印机 ； 驾驶舱信息系统 6 与 空地无线宽带通信系统向交联， 将地面电子飞行包的更新内容通过通过空地无线宽带通信 系统上传至机上电子飞行包， 完成电子飞行包软件的更新。 7. 根据权利要求 1 。
7、所述的一种用于大型飞机的无线宽带通信系统， 其特征在于， 所述 的机载维护系统与空地无线宽带通信系统交联， 将飞机状态数据和维护诊断数据通过空地 无线宽带通信系统发送至地面数据中心， 便于地面维护人员提前做好维护准备。 权 利 要 求 书 CN 102868714 A 2 1/3 页 3 一种用于大型飞机的无线宽带通信系统 技术领域 0001 本发明涉及无线宽带通信应用技术领域， 具体涉及一种用于大型客机的无线宽带 通信系统。该系统可以实现机载系统与地面系统之间的无线连接。 背景技术 0002 近年来， 民航事业的迅猛发展， 飞行流量不断增大， 对航空管制部门和航空公司运 行控制、 工程维护部。
8、门的要求越来越高， 相应对控制手段的要求也越来越高， 主要体现在空 地数据链路的通信质量、 通信覆盖范围扩大和通信系统的稳定性和可靠性提高。空管部门 地空指挥通信主要以甚高频 (VHF) 地空话音通信为主， 同时甚高频 (VHF) 地空数据通信也 是我国现行地空数据通信采用的主要通信方式。目前已建 VHF 地空通信台站已达 80 多个， 已经覆盖了除西藏地区以外的大部分地区 ( 包括香港、 澳门地区 )， 在国际飞行中可租用 ARINC 和 SITA 的地面通信台来建立飞机与运控中心的联系， 在那些 VHF 未覆盖区域亦可通 过 HF 高频通信网或 SATCOM 卫星通信网来实现信号互补。但缺。
9、点是费用较高， 且需要在飞 机上加装高频或卫星通信用的数据电台， 这极大的限制了该系统的使用。 0003 现代大型客机大量使用了高科技设备， 为了提高飞行的安全性， 需要对机载设备 的工作状态进行实时监控与健康管理， 这需要地面维护人员实时获取机载设备的状态参数 并进行分析。同时， 电子飞行包的使用， 将面临着大量电子飞行包软件的更新和电子航图、 导航数据库等的更新任务。这些都对空地传输数据链路提出了更高的要求， 传统的空地数 据链路 ( 如 ACARS 系统 ) 由于其较窄的带宽、 较高的通信费用， 难以满足现代飞机对空地通 信链路的需求。 0004 本发明解决上述技术问题的技术方案是引入基。
10、于无线宽带的飞行中通讯系统， 建 立起机载系统与地面系统之间的无线宽带连接， 将飞机上的信息系统、 客舱系统、 娱乐系统 及机外通信系统的大量的实时监测数据和飞行参数等传输至地面数据中心， 将电子飞行包 软件更新和航图更新上传至机载设备， 这必将引起机载系统的变革和航空公司维修工程体 系的革命。 发明内容 0005 本发明提出一种用于大型客机的无线宽带通信系统， 该系统由机载部分和地面部 分组成。 0006 本发明提供支持现有国内公网技术的语音接入业务， 实现用户不用更换终端设备 即能享受到语音业务。 0007 本发明提供 WiFi 接入， 支持用户通过 2G、 3G 手机终端接入互联网， 支。
11、持客户享受 邮件、 下载等数据业务。 0008 本发明传输的语音、 数据和视频对安全性和保密性要求很高， 具有加密功能， 防止 信息被截获或篡改。 0009 本发明与客舱核心系统、 驾驶舱信息系统、 旅客娱乐系统、 机外通信系统、 通用信 说 明 书 CN 102868714 A 3 2/3 页 4 息系统、 机载维护系统相交联， 将客舱核心系统的自检信息通过本发明发送至地面数据中 心， 提供存储和下载、 实现客舱核心系统软件和数据更新功能 ； 地面电子飞行包的更新内容 通过本发明上传至机上电子飞行包 ； 旅客娱乐系统的内容和软件通过本发明进行实时更 新 ； 将机载维护系统的飞机状态数据、 构。
12、型数据、 维护数据和诊断数据通过机上通用信息系 统， 通过本发明传输至地面数据中心， 实现飞机状态和诊断数据的下载， 满足乘客的个性化 需求。 0010 与现有的 HF/VHF、 卫星通信相比， 无线宽带通讯具有通信费用低、 数据流量大等优 点， 能够实现空地大流量数据的实时传输， 与 HF/VHF 的地面基站相比， 无线宽带通讯系统 的地面无线基站的覆盖区域为 400 公里。 0011 当飞机飞行或停泊在机场时， 各系统信息均可通过本发明与地面进行数据交互与 通信。 0012 本发明也适用于其他机载系统与地面系统之间的空地通信。 附图说明 0013 图 1 用于大型客机的无线宽带通信系统构架。
13、框图。 具体实施方式 0014 用于大型客机的无线宽带通信系统是建立在无线宽带的天地一体化大系统的基 础上。本发明涉及了客舱核心系统、 能够将机载维护系统的飞机状态数据和维护数据发送 至地面数据中心 ； 能够将地面电子飞行包的更新内容无线上传至机上电子飞行包 ； 能够将 客舱核心系统的自检信息以无线的形式发送至地面数据中心 ； 能够将旅客娱乐系统的内容 与软件进行实时更新。 便于地面维护人员实时监控飞机的飞行状态， 保障飞机的运行安全， 提高飞机维护部门的维护效率， 提高国产民用飞机的安全性、 经济性和舒适性。 0015 本发明提供了飞机与地面之间的宽带无线通信功能， 由机载部分和地面两部分组。
14、 成， 建立了相应的地面基站和地面数据中心。 0016 图 1 为用于大型客机的无线宽带通信系统构架框图， 用于大型客机的无线宽带通 信系统与信息系统 (IS)、 客舱核心系统 (CCS) 和客舱娱乐系统 (IFE) 和机外信息系统。 0017 其中， ADCU 通过 AFDX 总线、 ARINC 429 总线等总线采集航电总线上的数据， 经过 安全网关， 传输到 AFDX 交换机， 分发给 IS、 CCS 和 IFE ； IS、 CCS 和 IFE 通过以太网交互， 通 过 Mcwill 机载通信设备， 传输到地面数据中心， 地面数据中心通过以太网交换机将数据分 发到各地面系统。作为 2G、。
15、 3G 及未来 4G 移动通信系统、 IP 应用的回传通路， McWiLL 机载站 和地面站透传 2G、 3G 及未来 4G 移动通信系统、 IP 数据和飞机与地面机场之间的交互信息。 2G、 3G 微基站为用户提供 2G、 3G 网络接入。语音网关用于透传 2G、 3G 语音数据。数据网关 用于透传 2G、 3G、 WiFi 数据。 0018 本发明的无线宽带通讯系统采用 OFDMA 多址方式 ； FDD 双工方式 ； 传输带宽可达 1M/5M ； 编码方式为卷积码 (1/2， 2/3 速率可选 ) ； 调制方式采用 QPSK， 16-QAM， 64-QAM ； 最高 净传输速率可达 2.7。
16、Mbits/MHz/s， 12.9Mbits/5MHz/s。 0019 信息系统通过AF DX交换机与航电系统、 飞机健康趋势监控单元等机上系统相连， 获取需要的信息。这些信息包括飞机状态信息、 燃油信息、 大气数据、 发动机数据等。信息 说 明 书 CN 102868714 A 4 3/3 页 5 系统通过机载无线宽带通讯模块实时与地面网络进行交互。 0020 电子飞行包 (EFB) 是整个信息系统的显示中心， 它通过以太网连接到信息系统交 换机， 能实现电子文档、 视频监视控制、 打印控制、 电子航图、 飞行日志等功能。同时电子飞 行包具有庞大的数据存储能力。 通过用于大型客机的无线宽带通。
17、信系统可对电子飞行包信 息进行实时更新。 0021 客舱系统通过与其他系统的交联， 对客舱内设备的状态进行监控。由于它对设备 的状态实时监测， 一旦发现设备出现异常就会在乘务员面板发出警报， 并记录下错误信息， 通过机载无线宽带通信模块向地面站传输， 为维修工作提供指导， 大大减少维修时间和维 修费用。 0022 客舱的娱乐系统以媒体服务器、 以太网交换机、 无线网络控制器和多点无线接入 组成了覆盖整个客舱区域的无线局域网， 通过无线宽带， 使客舱娱乐系统和地面服务站之 间形成一个完整的通讯网络。客舱通过舱内的 mini 基站为多种制式的移动电话提供服务， 乘客可以像在地面上一样使用自己的移动电话， 并通过本发明可对娱乐系统的内容或软件 进行实时或定期的更新。 0023 机上信息通过无线数据链实时将信息系统服务器中的机载信息引入到地面处理 系统中， 地面站数据中心负责对信息的分配和处理， 地面站数据中心由地面信息系统服务 器、 无线宽带设备、 地面数据中心等组成， 实现对飞机各机载系统性能参数、 视频信息进行 实时监测， 分发和处理， 实现了对飞机的实时跟踪和在线诊断。并能通过地面站更新 EFB 及 其他机载系统软件。 说 明 书 CN 102868714 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102868714 A 6 。