CN110445531B - 机载通讯装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机载通讯装置及系统。该装置包括：机载服务器和地空通信模块,所述地空通信模块的电路板和所述机载服务器的主板集成于同一印刷电路板上并通过串行总线接口连接；所述机载服务器用于基于以太网信号将飞机机仓内的局域网接入互联网，并对接入局域网的终端进行管理；所述地空通信模块用于自动接入附近运营商基站网络，与地面运营中心进行通信。通过将机载服务器的电路板和地空通信模块的主板集成到同一印刷电路板上，达到了减少两个设备之间的布线以降低飞机占用空间的技术效果。

Description

机载通讯装置及系统

技术领域

本发明实施例涉及航空互联网技术领域，尤其涉及一种机载通讯装置及系统。

背景技术

随着我国民用航空的快速发展，民航飞机数量、航线里程以及乘客数量都在迅速增涨，导致航空运输市场的竞争日益加剧。因此，很多航空公司希望通过改进客舱设施配置以提升服务品质。

机载地空通信ATG(Air to Ground)是指利用成熟的陆地移动通信技术，如3G、4G技术，针对航空高速移动、广覆盖等特性进行定制化开发的专用地空通信系统，ATG系统在地面设置基站和天线专门覆盖空中航线，从而实现地空数据通信。机载服务器是指在飞机上安装的客舱接入管理服务器，其主要功能是对飞机客舱的乘客便携式终端T-PED(手机、电脑、PAD等)提供数字化娱乐服务。

然而，在现有的技术中，机载地空通信ATG和机载服务器是两个设备，需安装在飞机舱内的两个不同位置，并且两个部件之间的需要线缆连接的走线空间，导致浪费飞机占用空间。

发明内容

本发明实施例提供一种机载通讯装置及系统，以实现降低飞机的占用空间。

第一方面，本发明实施例提供了一种机载通讯装置，包括：

机载服务器和地空通信模块,所述地空通信模块的电路板和所述机载服务器的主板集成于同一印刷电路板上并通过串行总线接口连接；

所述机载服务器用于基于以太网信号将飞机机仓内的局域网接入互联网，并对接入局域网的终端进行管理；

所述地空通信模块用于自动接入附近运营商基站网络，与地面运营中心进行通信。

可选的，所述印刷电路板包括第一接口，所述第一接口作为所述机载服务器和所述地空通信模块的共同输入接口。

可选的，所述第一接口包括电源接口、以太网接口、调试接口、电源开关、设备状态指示灯其中的一项或多项。

可选的，所述机载服务器包括：

以太网交换单元和处理器单元；

所述以太网交换单元用于从所述地空通信模块接收数据或向所述地空通信模块发送数据；

所述处理器单元和所述以太网交换单元电连接，用于所有数据的计算和转发。

可选的，所述机载服务器还包括：

WiFi热点单元，所述WiFi热点单元和所述以太网交换单元电连接，用于将数字信号转换成无线信号以给移动终端提供无线网络的接入点。

可选的，所述机载服务器还包括：

航空数据总线单元；

所述航空数据总线单元和所述处理器单元电连接，用于在处理器单元和飞机数据总线之间进行数据的编解码和收发工作。

可选的，所述机载服务器还包括：

自检调试单元；

所述自检调试单元与所述处理器单元电连接，用于所述机载服务器的内部测试功能，并将测试结果进行存储。

可选的，所述地空通信模块包括：

调制解调单元和地空通信单元；

所述调制解调单元和所述机载服务器连接，用于将收到的数字调制信号还原成数字基带信号；

所述地空通信单元与所述调制解调单元电连接，用于将所述数字基带信号转换成运营商信号，并将所述运营商信号发送至地面的地空通信基站。

可选的，所述地空通信单元包括：

地空通信基带子单元、地空通信射频子单元和天线单元；

所述地空通信基带子单元与所述调制解调单元电连接，用于将所述数字信号转换成运营商信号；

所述地空通信射频子单元与所述地空通信基带子单元电连接，用于将所述运营商信号通过所述天线单元向地面的所述地空通信基站发射所述运营商信号。

第二方面，本发明实施例提供了一种机载通讯系统，包括如本发明任意实施例提供的所述的机载通讯装置，还包括：

地空通信基站，所述地空通信基站和所述机载通讯装置通过运营商信号连接，以给移动终端提供空中互联网数据通道的服务功能。

本发明实施例通过将机载服务器的电路板和地空通信模块的主板集成到同一印刷电路板上，解决了需要两个设备才能实现与地面通信的问题，达到了减少两个设备之间的布线以降低飞机占用空间的技术效果。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种机载通讯装置的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种机载通讯装置的结构示意图；

图3是本发明实施例三提供的一种机载通讯系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种机载通讯装置的结构示意图，本实施例可适用于在航空领域通过一个装置就能完成服务器和地空通信功能的场景。

本发明实施例提供的机载通讯装置100包括机载服务器110和地空通信模块120，地空通信模块120的电路板和机载服务器110的主板集成于同一印刷电路板上，同时，地空通信模块120的电路板和机载服务器110的主板通过串行总线接口进行连接。

所述机载服务器110用于基于以太网信号将飞机机仓内的局域网接入互联网，并对接入局域网的终端进行管理；

所述地空通信模块120用于自动接入附近运营商基站网络，与地面运营中心进行通信。

具体的，机载服务器110的电路板和地空通信模块120的主板之间通过串行总线接口连接。例如，串行总线可以是PCI Express总线接口、Accelerated Graphics Port总线接口等。优选的，串行总线是PCI Express总线接口，能使的传输数据的效率和成本的综合性较佳。

当飞机上的无线终端接入机载服务器110后，可以通过在机载服务器110中存储的数字化娱乐服务，访问局域网本地数字娱乐内容，在飞机着陆时可以更新局域网本地数字娱乐内容。具体的，数字化娱乐服务可以包括乘务广播通知、电影、音乐、数据、游戏、社交等。其中，社交需要接入飞机机仓内的移动终端才可以进行。移动终端包括但不限于具有热点功能的手机、笔记本电脑或平板。

另外，机载服务器110也可以将飞机机仓内的局域网接入互联网。具体的，当机载服务器110接收到用户使用移动终端接入互联网的请求指令后，机载服务器110将无线信号转换成以太网信号，然后将以太网信号通过串行总线接口传输给地空通信模块120。地空通信模块120接收到数据后，将访问数据传输给地面的地空通信基站，地空通信基站再把数据传输给地面的服务器进行计算。地面服务器计算完成后，会将返回数据发送给地空通信基站，地空通信基站再将返回数据发送给飞机上的地空通信模块120，地空通信模块120将返回数据通过串行总线发送给机载服务器110，机载服务器110再把返回数据发送给移动终端，以此实现了飞机上的用户使用移动终端接入互联网的功能。

本发明实施例的技术方案，通过将机载服务器的电路板和地空通信模块的主板集成到同一印刷电路板上，使得只需要一个机载通讯装置即可同时完成机载服务器和地空通信模块的功能，就能实现将飞机上的移动终端接入互联网中，解决了需要两个设备才能实现与地面通信的问题，达到了减少两个设备之间的布线以降低飞机占用空间的技术效果。另外，将两个设备集成为一个装置，在后期需要对飞机进行改造时，还能减低飞机改装的复杂度。

实施例二

实施例二在实施例一的基础上，对部分结构做了进一步细化，本实施例可适用于在航空领域通过一个装置就能完成服务器和地空通信功能的场景，具体如下：

如图2所示，机载服务器110包括以太网交换单元111和处理器单元112。

所述以太网交换单元111用于从所述地空通信模块120接收数据或向所述地空通信模块120发送数据；

所述处理器单元112和所述以太网交换单元111电连接，用于所有数据的计算和转发。

具体的，本实施例的以太网交换单元111具备三层交换机等同功能，具有部分路由器功能，最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。

当飞机上的移动终端接入机载服务器110后，可以通过机载服务器110接入互联网。具体的，当机载服务器110接收到移动终端接入互联网的请求指令后，将移动终端的请求数据在机载服务器110中的处理器单元112进行计算，然后将数据转发给以太网单元。以太网单元再将数据通过串行总线接口发送给地空通信模块120。当地空通信模块120接收到地面的地空通信基站的返回数据后，在通过串行总线接口将返回数据发送给以太网交换单元111，以太网交换单元111将返回数据发送给移动终端。

同样的，如果移动终端只需要访问局域网本地数字娱乐内容，则只需要在机载服务器110的处理器单元112进行计算后返回数据给移动终端，不需要通过地空通信模块120。

可选的，机载服务器110还可以包括WiFi热点单元113。

所述WiFi热点单元113和所述以太网交换单元111电连接，用于将数字信号转换成无线信号以给移动终端提供无线网络的接入点。

具体的，以太网交换单元111连接WiFi热点单元113，可以给移动终端提供无线网络的接入点。能接入无线网络的移动终端包括但不限于具有热点功能的手机、笔记本电脑或平板。

移动终端通过无线信号接入机载服务器110后，通过无线信号向机载服务器110发送接入互联网的请求指令。WiFi热点单元113接收到无线信号后，将无线信号转换成以太网信号并传输给以太网交换单元111，以太网单元再通过串行数据总线将数据传输给地空通信模块120，以实现接入互联网的功能。

具体的，WiFi热点单元113需要通过一个天线才能向外发射信号。地空通信模块120向外发射信号时也需要一个天线。优选的，WiFi热点单元113和地空通信模块120使用一个天线即可，WiFi热点单元113和地空通信模块120都使用该天线发射信号。

可选的，机载服务器110还可以包括航空数据总线单元114。

所述航空数据总线单元114和所述处理器电连接，用于在处理器单元112和飞机数据总线之间进行数据的编解码和收发工作。

具体的，航空数据总线单元114获取的飞机的飞行数据以及航班信息生成提示信息，并将提示信息推送至处理器单元112，航空数据总线单元114解析获取的飞机的高度、飞行速度、经纬度以及飞行时间等信息，并结合到达时间、当地天气、温度等航班信息，从而根据实际的需求，生成友好温馨的提示信息，并将该提示信息推送至处理器单元112，以为乘客提供全面的资讯服务。

可选的，机载服务器110还包括自检调试单元115。

所述自检调试单元115与所述处理器电连接，用于机载服务器110的内部测试功能，并将测试结果进行存储。

可选的，机载服务器110还包括航空电源单元116、存储单元117、内存单元118和飞机离散信号处理单元119。

地空通信模块120包括调制解调单元121和地空通信单元122。

所述调制解调单元121和所述机载服务器110连接，用于将收到的数字调制信号还原成数字基带信号；

所述地空通信单元122与所述调制解调单元121电连接，用于将数字信号转换成运营商信号，并将所述运营商信号发送至地面的地空通信基站。

具体的，当机载服务器110通过串行总线接口向地空通信模块120发送的以太网信号是适于信道传输的数字调制信号。因此机载服务器110将以太网信号传输给调制解调单元121，调制解调单元121将数字调制信号转换成数字基带信号后发送给地空通信单元122，地空通信单元122将数字基带信号转换成运营商信号后，与地面的地空通信基站进行连接，以实现给飞机上的移动终端提供互联网的功能。

同样的，地面的地空通信基站返回数据给飞机上的地空通信单元122后，调制解调单元121将数字基带信号转换成适于传输的数字调制信号后，通过串行总线接口将数据发送给机载服务器110，从而反馈给移动终端。

可选的，地空通信单元122包括地空通信基带子单元1221、地空通信射频子单元1222和天线单元1223。

所述地空通信基带子单元1221与所述调制解调单元121电连接，用于将所述数字信号转换成运营商信号；

所述地空通信射频子单元1222与所述地空通信基带子单元1221电连接，用于将所述运营商信号通过所述天线单元1223向地面的所述地空通信基站发射所述运营商信号。

具体的，地空通信单元122接收到来自调制解调单元121的以太网信号后，地空通信基带子单元1221将以太网信号转换成运营商信号，并将该运营商信号发送给地空通信射频子单元1222。地空通信射频子单元1222通过天线单元1223向地面的地空通信基站发射，从而实现接入互联网。

其中，需要说明的是，由于机载服务器110和地空通信模块120集成在同一个印刷电路板上，因此印刷电路板上包括第一接口，作为所述机载服务器110和所述地空通信模块120的共同输入接口，进一步降低飞机的占用空间。第一接口包括但不限于电源接口、以太网接口、调试接口、电源开关、设备状态指示灯中的一项或多项。

具体的，以第一接口是调试接口为例，维护人员通过该调试接口，既可以调试机载服务器110，也可以调试地空通信模块120。

机载服务器110和地空通信模块120独立时，两者都需要单独配备接口。将机载服务器110的电路板和地空通信模块120的主板集成在一个印刷电路板后，通用的接口也可以进行合并，进一步降低了飞机的占用空间。

本发明实施例的技术方案，通过将机载服务器的电路板和地空通信模块的主板集成到同一印刷电路板上，使得只需要一个机载通讯装置即可同时完成机载服务器和地空通信模块的功能，就能实现将飞机上的移动终端接入互联网中，解决了需要两个设备才能实现与地面通信的问题，达到了减少两个设备之间的布线以降低飞机占用空间的技术效果。另外，将两个设备集成为一个装置，在后期需要对飞机进行改造时，还能减低飞机改装的复杂度。

实施例三

图3所示为本发明实施例三提供的一种机载通讯系统的结构示意图，本实施例可适用于在航空领域通过机载通讯系统进行通讯的场景。

本发明实施例提供的机载通讯系统包括机载通讯装置100和地空通信基站200。

所述地空通信基站200和所述机载通讯装置100通过运营商信号连接，以给移动终端提供空中互联网数据通道的服务功能。

具体的，机载通讯装置100接收到移动终端的接入互联网的请求指令后，将数据转换成运营商信号，向地面的机载通信基站发射。机载通信基站接收到信号后，把数据发送给地面的服务器，服务器计算完成后再返回给机载通信基站。机载通信基站将数据通过运营商信号返回给机载通讯装置100，从而使飞机上的移动终端也能享受互联网功能。

本发明实施例的技术方案，通过将机载服务器的电路板和地空通信模块的主板集成到同一印刷电路板上，使得只需要一个机载通讯装置即可同时完成机载服务器和地空通信模块的功能，就能实现将飞机上的移动终端接入互联网中，解决了需要两个设备才能实现与地面通信的问题，达到了减少两个设备之间的布线以降低飞机占用空间的技术效果。另外，将两个设备集成为一个装置，在后期需要对飞机进行改造时，还能减低飞机改装的复杂度。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种机载通讯装置，其特征在于，包括：

机载服务器和地空通信模块,所述地空通信模块的电路板和所述机载服务器的主板集成于同一印刷电路板上并通过串行总线接口连接；

所述机载服务器用于基于以太网信号将飞机机仓内的局域网接入互联网，并对接入局域网的终端进行管理；

所述地空通信模块用于自动接入附近运营商基站网络，与地面运营中心进行通信；

其中，机载服务器接收到用户使用移动终端接入互联网的请求指令后，机载服务器将无线信号转换成以太网信号，然后将以太网信号通过串行总线接口传输给地空通信模块；地空通信模块接收到数据后，将访问数据传输给地面的地空通信基站，地空通信基站再把数据传输给地面的服务器进行计算；地面服务器计算完成后，会将返回数据发送给地空通信基站，地空通信基站再将返回数据发送给飞机上的地空通信模块，地空通信模块将返回数据通过串行总线发送给机载服务器，机载服务器再把返回数据发送给移动终端；

所述机载服务器包括：

航空数据总线单元；

所述航空数据总线单元和处理器单元电连接，用于在处理器单元和飞机数据总线之间进行数据的编解码和收发工作；

所述航空数据总线单元获取飞机的飞行数据以及航班信息生成提示信息，并将提示信息推送至处理器单元，航空数据总线单元解析获取的飞机的高度、飞行速度、经纬度以及飞行时间，并结合到达时间、当地天气、温度，根据实际的需求，生成友好温馨的提示信息，并将该提示信息推送至处理器单元；

所述印刷电路板包括第一接口，所述第一接口作为所述机载服务器和所述地空通信模块的共同输入接口；第一接口是调试接口，维护人员通过该调试接口，既调试机载服务器，也调试地空通信模块；

所述地空通信模块包括：

调制解调单元和地空通信单元；

所述调制解调单元和所述机载服务器连接，用于将收到的数字调制信号还原成数字基带信号；

所述地空通信单元与所述调制解调单元电连接，用于将所述数字基带信号转换成运营商信号，并将所述运营商信号发送至地面的地空通信基站；

所述地空通信单元包括：

地空通信基带子单元、地空通信射频子单元和天线单元；

所述地空通信基带子单元与所述调制解调单元电连接，用于将所述数字信号转换成运营商信号；

所述地空通信射频子单元与所述地空通信基带子单元电连接，用于将所述运营商信号通过所述天线单元向地面的所述地空通信基站发射所述运营商信号。

2.如权利要求1所述的机载通讯装置，其特征在于，所述第一接口包括电源接口、以太网接口、调试接口、电源开关、设备状态指示灯其中的一项或多项。

3.如权利要求1所述的机载通讯装置，其特征在于，所述机载服务器还包括：

以太网交换单元和处理器单元；

所述以太网交换单元用于从所述地空通信模块接收数据或向所述地空通信模块发送数据；

所述处理器单元和所述以太网交换单元电连接，用于所有数据的计算和转发。

4.如权利要求1所述的机载通讯装置，其特征在于，所述机载服务器还包括：

WiFi热点单元，所述WiFi热点单元和以太网交换单元电连接，用于将数字信号转换成无线信号以给移动终端提供无线网络的接入点。

5.如权利要求1所述的机载通讯装置，其特征在于，所述机载服务器还包括：

自检调试单元；

所述自检调试单元与所述处理器单元电连接，用于所述机载服务器的内部测试功能，并将测试结果进行存储。

6.一种机载通讯系统，其特征在于，包括如权利要求1-5任一所述的机载通讯装置，还包括：

地空通信基站，所述地空通信基站和所述机载通讯装置通过运营商信号连接，以给移动终端提供空中互联网数据通道的服务功能。

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