CN111884897A - 机载设备以及用于机载设备间的无线互联的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞机机载设备，其具有总线接口和与总线接口连接的专用无线传输装置，该专用无线传输装置包括：接口转换模块；以及无线传输模块；其中接口转换模块被配置成将接收自总线接口的总线数据转换成适于使用无线电接入技术来传送的数据包，和/或将接收自无线传输模块的数据包转换成对应于总线接口的总线数据；其中无线传输模块被配置成使用无线电接入技术来传送经转换的数据包，和/或接收使用无线电接入技术所传送的数据包。此外，本发明还提供了用于机载设备间的无线互联的方法和系统。通过本发明，可以在不影响原有的机载设备的结构的情况下有效减少飞机上的线缆数量，从而减轻飞机的重量，节省线缆占用的空间。

Description

机载设备以及用于机载设备间的无线互联的方法和系统

技术领域

本发明涉及无线通信，更具体地，涉及飞机机载设备以及用于飞机机载设备之间的无线互联的方法和系统。

背景技术

在现代飞机上，存在大量机载设备(例如，传感器设备、导航设备、显示设备、飞行控制设备等等)。目前，飞机上的机载设备之间的数据传输主要采用数据总线(例如，航空无线电ARINC 429或664总线)的方式来实现。以这种方式进行的数据传输速率低，受限于总线的传输特点，导致完成某一特定的飞机功能需要大量机载设备互联完成，使得飞机线缆数量和重量大大增加，且随运行时间的增长，屏蔽线缆的脱焊会使得信号传输质量大大降低。

因此，在本领域中存在对于以高效的方式来实现飞机机载设备之间的互联的需要。

发明内容

提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步的描述一些概念。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

本发明的目在于，以高效且便捷的方式来实现飞机机载设备之间的互联。

根据本发明的一个方面，提供了一种飞机机载设备，该飞机机载设备具有相关联的总线接口，该飞机机载设备包括：与该总线接口相连接的专用无线传输装置，该专用无线传输装置包括：接口转换模块；以及无线传输模块；其中该接口转换模块被配置成将接收自该总线接口的总线数据转换成适于使用特定无线电接入技术来传送的数据包，和/或将接收自该无线传输模块的数据包转换成对应于该总线接口的总线数据；其中该无线传输模块被配置成使用特定无线电接入技术来传送经该接口转换模块转换的数据包，和/或接收使用特定无线电接入技术所传送的数据包。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于飞机机载设备之间的无线互联的系统，该系统包括：机载无线互联网络装置，该机载无线互联网络装置被配置成为飞机搭建机内无线通信网络；以及一个或多个根据本发明的飞机机载设备。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于第一飞机机载设备与第二飞机机载设备之间的无线互联的方法，第一飞机机载设备具有第一总线接口和与第一总线接口相连接的第一专用无线传输装置，第二飞机机载设备具有第二总线接口和与第二总线接口相连接的第二专用无线传输装置，该方法可以包括：使用机载无线互联网络装置来为飞机搭建机内无线通信网络；由第一专用无线传输装置将接收自第一总线接口的第一总线数据转换成适于通过该无线通信网络来传送的第一数据包并且向机载无线互联网络装置传送该第一数据包；以及由第二专用无线传输装置从机载无线互联网络装置接收与由第一专用无线传输装置传送的第一数据包相对应的第二数据包，将第二数据包转换成对应于第二总线接口的第二总线数据，并且将第二总线数据传送给第二总线接口。

采用本发明的飞机机载设备以及用于飞机机载设备之间的无线互联的系统和方法，可以在不影响原有的机载设备的结构的情况下有效减少飞机上的线缆数量，从而减轻飞机的重量，节省线缆占用的空间，减轻设计人员布置线缆的工作量。

通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其他特点和优点将变得显而易见。应该理解，前面的概括说明和下面的详细描述只是说明性的，不会对所要求保护的各方面形成限制。

附图说明

为了能详细地理解本发明的上述特征所用的方式，可以参照各实施例来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中示出。然而应该注意，附图仅示出了本发明的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为该描述可以允许有其它等同有效的方面。

图1解说了根据本发明的一个实施例的用于飞机机载设备之间的无线互联的系统。

图2A、2B、2C和2D是分别解说用于5G帧结构的下行链路子帧、下行链路子帧内的下行链路信道、上行链路子帧、以及上行链路子帧内的上行链路信道的示例的示图。

图3解说了根据本发明的一个实施例的飞机机载设备的框图。

图4解说了根据本发明的一个实施例的机载无线互联网络装置的框图。

图5解说了根据本发明的一个实施例的飞机机载设备与机载基站处于通信的示图。

图6解说了根据本发明的一个实施例的用于机载设备发送数据的方法的流程图。

图7解说了根据本发明的一个实施例的用于机载设备接收数据的方法的流程图。

图8解说了根据本发明的一个实施例的用于第一飞机机载设备与第二飞机机载设备之间的无线互联的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明，本发明的特点将在以下的具体描述中得到进一步的显现。

如上所述，目前，飞机上的机载设备之间的数据传输主要采用数据总线的方式来实现。以这种方式进行的数据传输速率低，受限于总线的传输特点，导致完成某一特定的飞机功能需要大量机载设备互联完成，使得飞机线缆数量和重量大大增加，且随运行时间的增长，屏蔽线缆的脱焊会使得信号传输质量大大降低。本发明结合无线组网技术，保持机上设备的结构不变，为设备的各种总线接口配置专用的无线传输模组，将原ARINC 429、ARINC664、ARINC 825、以太网等总线数据整包打包进行传输，实现机上设备的无线互联。由于不改变原机上设备的结构并且打包方式简单，本发明所提议的方法和系统可以很快在飞机上进行部署。

在本发明中，“机载设备”指的是可以安装在飞机上的任何电子设备，包括但不限于传感器设备、导航设备、显示设备、飞行控制设备、机上娱乐设备等等。这些机载设备一般具有相关联的总线接口以在对应的总线上传送和/或接收数据。总线的示例可以包括ARINC429总线、ARINC 664总线、ARINC 825总线、离散总线、模拟总线、以太网总线等。在总线上传送的数据可以包括飞行状态、飞行速度、航电数据、导航数据、视频数据、音频数据、飞行控制数据等。本发明的无线组网技术可以使用任何无线电接入技术来实现，例如2G无线电接入技术、3G无线电接入技术、4G无线电接入技术、5G无线电接入技术、或者未来开发的无线电接入技术。以下参照5G无线电接入技术来解说本发明，但是应当理解，本发明并不限于5G无线电接入技术，而是可以使用任何其他合适的无线电接入技术。

图1解说了根据本发明的一个实施例的用于飞机机载设备之间的无线互联的系统100。系统100可以包括机载设备102、104、106、108和120。应当注意，在实践中，机载设备的数量可以更多或更少。每个机载设备可以是机载航线可更换单元(LRU)并且可以包括相关联的总线接口(例如，ARINC 429接口)。为了实现机载设备之间的无线互联，每个机载设备可以进一步包括与总线接口相连接的专用无线传输装置。例如，如果总线接口是ARINC 429接口，则与其相连接的专用无线传输装置可以是ARINC 429接口专用无线传输装置。替换地，如果总线接口是ARINC 664接口，则与其相连接的专用无线传输装置可以是ARINC 664接口专用无线传输装置。在一个实施例中，机载设备102、104、106、108和120可以包括相同的总线接口(例如，ARINC 429接口)。在另一个实施例中，机载设备102、104、106、108和120可以包括不同的总线接口，例如，机载设备102、104可以包括ARINC 429接口，机载设备106、108可以包括ARINC 664接口，并且机载设备110可以包括以太网接口。每个专用无线传输装置可以包括接口转换模块(例如，图1中所示的转换接头)和无线传输模块(例如，图1中所示的5G模组)。接口转换模块可被配置成将由总线接口输出的总线数据转换成适于使用5G无线电接入技术来传送的数据包(例如，直接以5G协议进行总线数据的打包，或者先将总线数据转换成原始数据、再将原始数据以5G协议进行打包)并且将所生成的数据包发送给无线传输模块。此外，接口转换模块还可被配置成将接收自无线传输模块的数据包进行解包并将其转换成相应的总线数据以供传送给相应的总线接口。无线传输模块可被配置成使用5G技术来向机内5G网络传送接收自接口转换模块的数据包，和/或使用5G技术来从机内5G网络接收数据包。

系统100可以进一步包括机载无线互联网络装置，例如，机载5G互联网络装置120。机载无线互联网络装置可被配置成为飞机搭建机内无线通信网络(例如，5G无线通信网络130)以用于机载设备之间的数据通信。机载无线互联网络装置120可以包括无线电接入网RAN和核心网。无线电接入网RAN可实现任何合适的一种或数种无线通信技术以向机载设备提供无线电接入。作为一个示例，RAN可根据第三代伙伴项目(3GPP)新无线电(NR)规范(通常被称为5G)来操作。RAN可以包括一个或多个机载基站。机载基站是无线电接入网中负责去往或来自机载设备的无线电传输和接收的网络元件。RAN与机载设备之间的无线通信可被描述为利用空中接口。空中接口上从机载基站到一个或多个机载设备的传输可被称为下行链路(DL)传输。从机载设备到机载基站的传输可被称为上行链路(UL)传输。在一些示例中，可调度对空中接口的接入，其中机载基站在其服务区域内的一些或全部机载设备之间分配用于通信的资源。在本发明中，机载基站可负责调度、指派、重新配置、以及释放用于一个或多个机载设备的资源。核心网可以是无线通信网络的一部分，并且可独立于RAN中所使用的无线电接入技术。在一些示例中，核心网可根据5G标准(例如，5GC)来配置。在本发明中，核心网可以完成数据打包、解包、集中管理、分包等操作，与机上其他机载设备相连接，完成数据交互、逻辑控制等功能。

图2A是解说5G/NR帧结构内的DL子帧的示例的示图200。图2B是解说DL子帧内的信道的示例的示图230。图2C是解说5G/NR帧结构内的UL子帧的示例的示图250。图2D是解说UL子帧内的信道的示例的示图280。5G/NR帧结构可以是FDD，其中对于特定副载波集(载波系统带宽)，该副载波集内的子帧专用于DL或UL；或者可以是TDD，其中对于特定副载波集(载波系统带宽)，该副载波集内的子帧专用于DL和UL两者。在图2A、2C所提供的示例中，5G/NR帧结构被假设为TDD，其中子帧4是DL子帧且子帧7是UL子帧。尽管子帧4被解说为仅提供DL并且子帧7被解说为仅提供UL，但是任何特定子帧可以被拆分成提供UL和DL两者的不同子集。注意，以下描述也适用于为FDD的5G/NR帧结构。

其他无线通信技术可具有不同的帧结构和/或不同的信道。一帧(10ms)可被划分成10个相等大小的子帧(1ms)。每个子帧可包括一个或多个时隙。取决于时隙配置，每个时隙可以包括7或14个码元。对于时隙配置0，每个时隙可包括14个码元，而对于时隙配置1，每个时隙可包括7个码元。子帧内的时隙数目基于时隙配置和参数设计。对于时隙配置0，不同参数设计0到5分别允许每子帧1、2、4、8、16和32个时隙。对于时隙配置1，不同参数设计0到2分别允许每子帧2、4和8个时隙。副载波间隔和码元长度/历时因变于参数设计。副载波间隔可等于2^μ*15kHz，其中μ是参数集0到5。码元长度/历时与副载波间隔逆相关。图2A、2C提供了每时隙具有7个码元的时隙配置1以及每子帧具有2个时隙的参数设计0的示例。副载波间隔为15kHz并且码元历时为约66.7μs。

资源网格可被用于表示帧结构。每个时隙包括延伸12个连贯副载波的资源块(RB)(也称为物理RB(PRB))。资源网格被划分为多个资源元素(RE)。由每个RE携带的比特数取决于调制方案。

如图2A中所解说，一些RE可携带用于机载设备的参考(导频)信号(RS)(被指示为R)。RS可包括用于机载设备处的信道估计的解调RS(DM-RS)和信道状态信息参考信号(CSI-RS)。RS还可包括波束测量RS(BRS)、波束精化RS(BRRS)和相位跟踪RS(PT-RS)。

图2B解说帧的DL子帧内的各种信道的示例。物理控制格式指示符信道(PCFICH)在时隙0的码元0内，并且携带指示物理下行链路控制信道(PDCCH)占据1个、2个、还是3个码元(图2B解说了占据3个码元的PDCCH)的控制格式指示符(CFI)。PDCCH在一个或多个控制信道元素(CCE)内携带下行链路控制信息(DCI)，每个CCE包括九个RE群(REG)，每个REG包括OFDM码元中的四个连贯RE。机载设备可用同样携带DCI的因机载设备而异的增强型PDCCH(ePDCCH)来配置。ePDCCH可具有2个、4个、或8个RB对(图2B示出了2个RB对，每个子集包括1个RB对)。物理混合自动重复请求(ARQ)(HARQ)指示符信道(PHICH)也在时隙0的码元0内，并且携带基于物理上行链路共享信道(PUSCH)来指示HARQ确收(ACK)/否定ACK(NACK)反馈的HARQ指示符(HI)。主同步信道(PSCH)可在帧的子帧0和5内的时隙0的码元6内。PSCH携带由机载设备用来确定子帧/码元定时和物理层身份的主同步信号(PSS)。副同步信道(SSCH)可在帧的子帧0和5内的时隙0的码元5内。SSCH携带由机载设备用来确定物理层蜂窝小区身份群号和无线电帧定时的副同步信号(SSS)。基于物理层身份和物理层蜂窝小区身份群号，机载设备可确定物理蜂窝小区标识符(PCI)。基于PCI，机载设备可确定前述DL-RS的位置。携带主信息块(MIB)的物理广播信道(PBCH)可以在逻辑上与PSCH和SSCH编群在一起以形成同步信号(SS)/PBCH块。MIB提供DL系统带宽中的RB数目、PHICH配置、以及系统帧号(SFN)。物理下行链路共享信道(PDSCH)携带用户数据、不通过PBCH传送的广播系统信息(诸如系统信息块(SIB))、以及寻呼消息。

如图2C中解说的，一些RE携带用于基站处的信道估计的解调参考信号(DM-RS)。机载设备可在子帧的最后码元中附加地传送探通参考信号(SRS)。SRS可具有梳状结构，并且机载设备可在各梳齿之一上传送SRS。SRS可由基站用于信道质量估计以在机载设备上启用取决于频率的调度。

图2D解说了帧的UL子帧内的各种信道的示例。物理随机接入信道(PRACH)可基于PRACH配置而在帧内的一个或多个子帧内。PRACH可包括子帧内的6个连贯RB对。PRACH允许机载设备执行初始系统接入并且达成UL同步。物理上行链路控制信道(PUCCH)可位于UL系统带宽的边缘。PUCCH携带上行链路控制信息(UCI)，诸如调度请求、信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵指示符(PMI)、秩指示符(RI)、以及HARQ ACK/NACK反馈。PUSCH携带数据，并且可以附加地用于携带缓冲器状态报告(BSR)、功率净空报告(PHR)、和/或UCI。

图3解说了根据本发明的一个实施例的机载设备300的框图。机载设备300可以包括总线接口310。总线接口310可以是ARINC 429接口、ARINC 664接口、ARINC 825接口、以太网接口、离散接口、或模拟接口中的一者。由总线接口310输出的总线数据可以在对应的总线上传送。例如，由ARINC 429接口输出的总线数据可以在对应的ARINC 429总线上传送，由ARINC 664接口输出的总线数据可以在对应的ARINC 664总线上传送，等等。在本发明中，为了能够在机载设备之间进行无线通信，机载设备300可装备有专用无线传输装置320。该专用无线传输装置320可对应于机载设备300的总线接口310。例如，如果机载设备300的总线接口310是ARINC 429接口，则专用无线传输装置320可以是ARINC 429专用无线传输装置。在一个实施例中，专用无线传输装置320可具有固定的IP地址，以便区分不同的机载设备。

专用无线传输装置320可以包括接口转换模块330和无线传输模块340。接口转换模块330和无线传输模块340可以在软件、硬件、和/或软件和硬件的组合中实现。当机载设备300是发送方机载设备时，接口转换模块330可被配置成将接收自总线接口310的总线数据转换成适于使用5G技术来传送的数据包。在一个实施例中，该转换可以包括直接以5G协议来将总线数据进行打包，以生成供无线传输模块340传送的数据包。该数据包可以包含发送方机载设备的设备标识符(例如，发送方机载设备的专用无线传输装置的IP地址)、接收方机载设备的设备标识符(例如，接收方机载设备的专用无线传输装置的IP地址)、以及需要交互的总线数据等。在另一个实施例中，该转换可以包括首先根据对应的总线规范来将总线数据转换成原始数据(例如，通过解码总线数据并且去除根据该总线规范所添加的数据)，然后以5G协议来将原始数据进行打包，以生成供无线传输模块340传送的数据包。在该实施例中，由于机载设备传送的是原始数据，因而具有不同类型的总线接口的机载设备都可以接收并使用该原始数据。

当机载设备300是接收方机载设备时，接口转换模块330可被配置成将接收自无线传输模块340的数据包转换成对应于总线接口310的总线数据。在发送方机载设备直接以5G协议来将总线数据进行打包的实施例中，接口转换模块330可以按照5G协议进行数据包的解包操作，并且将解包后得到的总线数据传送给总线接口310。在发送方机载设备以5G协议来将原始数据进行打包的实施例中，接口转换模块330可以首先按照5G协议进行数据包的解包操作以得到原始数据，然而根据对应的总线规范来生成对应的总线数据，之后再将该总线数据传送给相应的总线接口310。

无线传输模块340可被配置成使用5G无线电接入技术来向机载基站传送经接口转换模块330转换的数据包，和/或使用5G无线电接入技术来从机载基站接收数据包。以下参照图5来详细描述无线传输模块与机载基站之间的通信。在一个实施例中，无线传输模块340可被配置成通过解析所接收到的数据包中所包括的IP地址来确定该数据包是否是针对该机载设备300的。例如，如果所接收到的数据包中所包括的IP地址与机载设备300的专用无线传输装置320的IP地址相匹配，则无线传输模块340可以将该数据包传送给接口转换模块330；否则，无线传输模块340可以丢弃该数据包而不将其传送给接口转换模块330。

图4解说了根据本发明的一个实施例的机载无线互联网络装置400的框图。机载无线互联网络装置400可以用于为飞机搭建机内无线通信网络(例如，2G无线通信网络、3G无线通信网络、4G无线通信网络、5G无线通信网络、或者未来开发的无线通信网络)。机载无线互联网络装置400可以包括核心网402和无线电接入网RAN 404。RAN 404可实现任何合适的一种或数种无线通信技术以向机载设备提供无线电接入。RAN 404可以包括一个或多个机载基站408。机载基站408是无线电接入网中负责去往或来自机载设备的无线电传输和接收的网络元件。机载基站408可负责调度、指派、重新配置、以及释放用于一个或多个机载设备的资源。RAN 404可以通过回程420来与核心网402(例如，5GC)相连接。在一个实施例中，核心网402可以完成数据打包、解包、集中管理、分包等操作，与机上其他机载设备相连接，完成数据交互、逻辑控制等功能。

图5解说了根据本发明的一个实施例的飞机机载设备的无线传输模块550与机载基站510处于通信的示图。在DL中，来自核心网的数据可被提供给控制器/处理器575。控制器/处理器575实现层3和层2功能性。层3包括无线电资源控制(RRC)层，并且层2包括分组数据汇聚协议(PDCP)层、无线电链路控制(RLC)层、以及媒体接入控制(MAC)层。控制器/处理器575提供与系统信息(例如，MIB、SIB)的广播、RRC连接控制(例如，RRC连接寻呼、RRC连接建立、RRC连接修改、以及RRC连接释放)、无线电接入技术(RAT)间移动性、以及机载设备测量报告的测量配置相关联的RRC层功能性；与报头压缩/解压缩、安全性(暗码化、暗码解译、完整性保护、完整性验证)、以及切换支持功能相关联的PDCP层功能性；与上层分组数据单元(PDU)的传递、通过ARQ的纠错、RLC服务数据单元(SDU)的级联、分段、以及重组、RLC数据PDU的重新分段、以及RLC数据PDU的重新排序相关联的RLC层功能性；以及与逻辑信道和传输信道之间的映射、将MAC SDU复用到传输块(TB)上、从TB解复用MAC SDU、调度信息报告、通过HARQ的纠错、优先级处置、以及逻辑信道优先级区分相关联的MAC层功能性。

发射(TX)处理器516和接收(RX)处理器570实现与各种信号处理功能相关联的层1功能性。包括物理(PHY)层的层1可包括传输信道上的检错、传输信道的前向纠错(FEC)编码/解码、交织、速率匹配、映射到物理信道上、物理信道的调制/解调、以及MIMO天线处理。TX处理器516基于各种调制方案(例如，二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、M相移键控(M-PSK)、M正交调幅(M-QAM))来处置至信号星座的映射。经编码和调制的码元随后可被拆分成并行流。每个流随后可被映射到OFDM副载波，在时域和/或频域中与参考信号(例如，导频)复用，并且随后使用快速傅里叶逆变换(IFFT)组合到一起以产生携带时域OFDM码元流的物理信道。该OFDM流被空间预编码以产生多个空间流。来自信道估计器574的信道估计可被用来确定编码和调制方案以及用于空间处理。该信道估计可从由无线传输模块550传送的参考信号和/或信道状况反馈推导出来。每个空间流随后可经由分开的发射机518TX被提供给一不同的天线520。每个发射机518TX可用相应空间流来调制RF载波以供传输。

在机载设备的无线传输模块550处，每个接收机554RX通过其各自相应的天线552来接收信号。每个接收机554RX恢复出调制到RF载波上的信息并将该信息提供给接收(RX)处理器556。TX处理器568和RX处理器556实现与各种信号处理功能相关联的层1功能性。RX处理器556可对该信息执行空间处理以恢复出以机载设备的无线传输模块550为目的地的任何空间流。如果有多个空间流以无线传输模块550为目的地，则它们可由RX处理器556组合成单个OFDM码元流。RX处理器556随后使用快速傅里叶变换(FFT)将该OFDM码元流从时域变换到频域。该频域信号对该OFDM信号的每个副载波包括单独的OFDM码元流。通过确定最有可能由机载基站510传送的信号星座点来恢复和解调每个副载波上的码元、以及参考信号。这些软判决可基于由信道估计器558计算出的信道估计。这些软判决随后被解码和解交织以恢复出原始由机载基站510在物理信道上传送的数据和控制信号。这些数据和控制信号随后被提供给实现层3和层2功能性的控制器/处理器559。

控制器/处理器559可与存储程序代码和数据的存储器560相关联。存储器560可被称为计算机可读介质。在UL中，控制器/处理器559提供传输信道与逻辑信道之间的解复用、分组重组、暗码解译、报头解压缩以及控制信号处理以恢复出来自核心网的数据。控制器/处理器559还负责使用ACK和/或NACK协议进行检错以支持HARQ操作。

类似于结合由机载基站510进行的DL传输所描述的功能性，控制器/处理器559提供与系统信息(例如，MIB、SIB)捕获、RRC连接、以及测量报告相关联的RRC层功能性；与报头压缩/解压缩、以及安全性(暗码化、暗码解译、完整性保护、完整性验证)相关联的PDCP层功能性；与上层PDU的传递、通过ARQ的纠错、RLC SDU的级联、分段、以及重组、RLC数据PDU的重新分段、以及RLC数据PDU的重新排序相关联的RLC层功能性；以及与逻辑信道和传输信道之间的映射、将MAC SDU复用到TB上、从TB解复用MAC SDU、调度信息报告、通过HARQ的纠错、优先级处置、以及逻辑信道优先级区分相关联的MAC层功能性。

由信道估计器558从由基站510所传送的参考信号或反馈推导出的信道估计可由TX处理器568用于选择恰适的编码和调制方案、以及促成空间处理。由TX处理器568生成的空间流可经由分开的发射机554TX被提供给一不同的天线552。每个发射机554TX可用相应空间流来调制RF载波以供传输。

在基站510处以与结合无线传输模块550处的接收机功能所描述的方式相类似的方式来处理UL传输。每个接收机518RX通过其各自相应的天线520来接收信号。每个接收机518RX恢复出调制到RF载波上的信息并将该信息提供给RX处理器570。

控制器/处理器575可与存储程序代码和数据的存储器576相关联。存储器576可被称为计算机可读介质。在UL中，控制器/处理器575提供传输信道与逻辑信道之间的解复用、分组重组、暗码解译、报头解压缩、控制信号处理以恢复出来自无线传输模块550的数据。来自控制器/处理器575的数据可被提供给核心网。控制器/处理器575还负责使用ACK和/或NACK协议进行检错以支持HARQ操作。

图6解说了根据本发明的一个实施例的用于机载设备发送数据的方法600的流程图。在一些示例中，方法600可由图3中解说的机载设备300来执行。在一些示例中，方法600可由用于执行下述功能或算法的任何合适的设备或装置来执行。

在框610处，机载设备的总线接口可以向专用无线传输装置的接口转换模块发送总线数据。例如，机载设备300的总线接口310可以向专用无线传输装置320的接口转换模块330发送总线数据。该总线数据可以包括原本要在相应的总线上传送的数据。在一个实施例中，该专用无线传输装置可具有固定的IP地址。在另一个实施例中，该专用无线传输装置可具有由机内无线网络分配的动态IP地址。

在框620处，接口转换模块可以将总线数据转换成适于使用特定无线电接入技术来传送的数据包。例如，接口转换模块330可以将总线数据转换成适于使用5G技术来传送的数据包。该转换可以包括直接以5G协议进行总线数据的打包以生成5G协议数据包，或者先将总线数据转换成原始数据、再将原始数据以5G协议进行打包以生成5G协议数据包。在一个实施例中，所生成的数据包可以包括发送方机载设备的设备标识符(例如，发送方机载设备的专用无线传输装置的IP地址)、接收方机载设备的设备标识符(例如，接收方机载设备的专用无线传输装置的IP地址)、以及需要交互的数据。

在框630处，接口转换模块可以将所生成的数据包发送给无线传输模块以供传输。例如，接口转换模块330可以将所生成的5G协议数据包发送给无线传输模块340以供传输。

在框640处，无线传输模块可以向机载无线互联网络装置发送数据包。例如，无线传输模块340可以接入由机载无线互联网络装置400建立的5G无线通信网络，并且使用5G技术来向机载无线互联网络装置400的机载基站408发送5G协议数据包。

图7解说了根据本发明的一个实施例的用于机载设备接收数据的方法700的流程图。在一些示例中，方法700可由图3中解说的机载设备300来执行。在一些示例中，方法700可由用于执行下述功能或算法的任何合适的设备或装置来执行。

在框710处，无线传输模块可以从机载无线互联网络装置接收数据包。例如，无线传输模块340可以接入由机载无线互联网络装置400建立的5G无线通信网络，并且从机载无线互联网络装置400的机载基站408接收数据包。该数据包可以对应于由发送方机载设备(例如，另一机载设备)的无线传输模块传送的数据包。在机载无线互联网络装置的核心网通过机载基站接收到由发送方机载设备传送的数据包之后，该核心网可以进行数据解包并且通过数据包中所包含的接收方机载设备的设备标识符(例如，专用无线传输装置的IP地址)来进行数据分发(例如，重新打包数据并将其发送给接收方机载设备)。

在框720处，无线传输模块可以将所接收到的数据包传送给接口转换模块。例如，无线传输模块340可以将所接收到的数据包传送给接口转换模块330。在一个实施例中，无线传输模块可以首先判断所接收到的数据包中的IP地址是否与该无线传输模块的IP地址相匹配。若是，则无线传输模块将所接收到的数据包发送给接口转换模块；否则，丢弃该数据包。

在框730处，接口转换模块可以将数据包转换成对应的总线数据。例如，接口转换模块330可以将接收自无线传输模块340的数据包转换成对应于总线接口310的总线数据(例如，对应于ARINC 429总线的ARINC 429数据)。转换可以包括按照符合航空标准的5G协议进行数据包的解包操作。

在框740处，接口转换模块可以将该总线数据传送给总线接口。例如，接口转换模块330可以将转换后得到的总线数据传送给总线接口310。

图8解说了根据本发明的一个实施例的用于第一飞机机载设备与第二飞机机载设备之间的无线互联的方法800的流程图。在一些示例中，方法800可由图1中解说的系统100、图3中解说的机载设备300和图4中解说的机载无线互联网络装置400来共同执行。在一些示例中，方法800可由用于执行下述功能或算法的任何合适的设备或装置来执行。

第一飞机机载设备可以具有第一总线接口和与第一总线接口相连接的第一专用无线传输装置，并且第二飞机机载设备可以具有第二总线接口和与第二总线接口相连接的第二专用无线传输装置。在一个实施例中，第一总线接口和第二总线接口可以是相同类型的总线接口(例如，ARINC 429接口)，并且因此第一专用无线传输装置和第二专用无线传输装置可以是相同类型的专用无线传输装置(例如，ARINC 429专用无线传输装置)。在另一个实施例中，第一总线接口和第二总线接口可以是不同类型的总线接口(例如，第一总线接口可以是ARINC 429接口，并且第二总线接口可以是ARINC 664接口)，并且因此第一专用无线传输装置和第二专用无线传输装置可以是不同类型的专用无线传输装置(例如，第一专用无线传输装置可以是ARINC 429专用无线传输装置，并且第二专用无线传输装置可以是ARINC 664专用无线传输装置)。在一个实施例中，第一专用无线传输装置和第二专用无线传输可各自具有固定的IP地址。在另一个实施例中，第一专用无线传输装置和第二专用无线传输装置可各自具有由机载无线互联网络装置分配的动态IP地址。

方法800可以始于框810，其中可以使用机载无线互联网络装置来为飞机搭建机内无线通信网络。例如，可以使用机载无线互联网络装置400来为飞机搭建机内无线通信网络。该无线通信网络可以是2G无线通信网络、3G无线通信网络、4G无线通信网络、5G无线通信网络、或者任何其他合适的无线通信网络。在搭建了机内无线通信网络之后，第一机载设备和第二机载设备可以按照相应的无线通信协议来接入该无线通信网络，并且与机载基站相连接。

在框820处，如果第一机载设备有数据要发送给第二机载设备，则第一机载设备的第一专用无线传输装置可以将接收自第一总线接口的第一总线数据转换成适于通过该无线通信网络来传送的第一数据包并且向机载无线互联网络装置传送该第一数据包。例如，第一专用无线传输装置的接口转换模块可以将接收自第一总线接口的第一总线数据转换成适于通过5G无线通信网络来传送的第一数据包，并且第一专用无线传输装置的无线传输模块可以使用5G技术来向机载无线互联网络装置的机载基站发送该第一数据包。该第一数据包可以包括第一机载设备的设备标识符(例如，第一机载设备的专用无线传输装置的IP地址)、第二机载设备的设备标识符(例如，第二机载设备的专用无线传输装置的IP地址)、以及需要交互的数据等。在第一机载设备和第二机载设备具有相同类型的总线接口的情形中，该转换可以包括直接以无线通信协议(例如，5G协议)进行第一总线数据的打包以生成待传送的第一数据包。替换地，在第一机载设备和第二机载设备具有不同类型的总线接口的情形中，例如在第一机载设备具有ARINC 429接口并且第二机载设备具有ARINC 664接口的情形中，该转换可以包括首先根据ARINC 429规范来将第一总线数据转换成原始数据(例如，通过解码第一总线数据并且去除根据ARINC 429规范所添加的诸如格式字段、校验字段之类的数据)，然后以无线通信协议(例如，5G协议)来将原始数据进行打包以生成待传送的第一数据包。

在框830处，第二机载设备的第二专用无线传输装置可以从机载无线互联网络装置接收与由第一专用无线传输装置传送的第一数据包相对应的第二数据包，将第二数据包转换成对应于第二总线接口的第二总线数据，并且将第二总线数据传送给第二总线接口。第二数据包可以是在机载无线互联网络装置的核心网接收到由机载基站转发的从第一专用无线传输装置发送的第一数据包之后生成的。例如，核心网可以对第一数据包进行解包，并且通过第一数据包中所包含的第二机载设备的设备标识符(例如，第二机载设备的专用无线传输装置的IP地址)来进行数据分发(例如，重新打包数据以生成第二数据包并将第二数据包发送给第二机载设备)。在第一机载设备和第二机载设备具有相同类型的总线接口的情形中，将第二数据包转换成对应于第二总线接口的第二总线数据可以包括直接按照无线通信协议(例如，5G协议)进行第二数据包的解包操作，随后将解包后得到的第二总线数据传送给第二总线接口。替换地，在第一机载设备和第二机载设备具有不同类型的总线接口的情形中，该转换可以包括首先按照无线通信协议(例如，5G协议)进行第二数据包的解包操作以得到原始数据，然而根据对应的总线规范(例如，ARINC 664规范)来生成对应的第二总线数据(例如，根据ARINC 664规范来添加诸如格式字段、检验字段之类的数据并且对数据进行编码)，之后再将该第二总线数据传送给第二总线接口。

尽管目前为止已经参考附图描述了本发明的各方面，但是上述方法、系统和设备仅是示例，并且本发明的范围不限于这些方面，而是仅由所附权利要求及其等同物来限定。各种组件可被省略或者也可被等同组件替代。另外，也可以在与本发明中描述的顺序不同的顺序实现所述步骤。此外，可以按各种方式组合各种组件。也重要的是，随着技术的发展，所描述的组件中的许多组件可被之后出现的等同组件所替代。对本公开的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文中所定义的普适原理可被应用于其他变形而不会脱离本公开的范围。由此，本公开并非被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文所公开的原理和新颖特征相一致的最广范围。

Claims (10)

1.一种飞机机载设备，所述飞机机载设备具有相关联的总线接口，所述飞机机载设备包括：

与所述总线接口相连接的专用无线传输装置，所述专用无线传输装置包括：

接口转换模块；以及

无线传输模块；

其中所述接口转换模块被配置成将接收自所述总线接口的总线数据转换成适于使用特定无线电接入技术来传送的数据包，和/或将接收自所述无线传输模块的数据包转换成对应于所述总线接口的总线数据；

其中所述无线传输模块被配置成使用所述特定无线电接入技术来传送经所述接口转换模块转换的数据包，和/或接收使用所述特定无线电接入技术所传送的数据包。

2.如权利要求1所述的飞机机载设备，其特征在于，所述特定无线电接入技术包括5G无线电接入技术。

3.如权利要求1所述的飞机机载设备，其特征在于，所述总线接口包括以下一者：ARINC429接口、ARINC 664接口、ARINC 825接口、模拟接口、离散接口或以太网接口。

4.如权利要求1所述的飞机机载设备，其特征在于，所述专用无线传输装置配置有固定的IP地址。

5.如权利要求4所述的飞机机载设备，其特征在于，所述无线传输模块被配置成通过解析所接收到的数据包中所包括的IP地址来确定所述数据包是否是针对所述飞机机载设备的。

6.一种用于飞机机载设备之间的无线互联的系统，所述系统包括：

机载无线互联网络装置，所述机载无线互联网络装置被配置成为飞机搭建机内无线通信网络；以及

一个或多个如权利要求1-5中任一项所述的飞机机载设备。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述无线通信网络包括5G无线通信网络。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述机载无线互联网络装置包括无线电接入网和核心网，所述无线电接入网包括机载基站。

9.一种用于第一飞机机载设备与第二飞机机载设备之间的无线互联的方法，所述第一飞机机载设备具有第一总线接口和与所述第一总线接口相连接的第一专用无线传输装置，所述第二飞机机载设备具有第二总线接口和与所述第二总线接口相连接的第二专用无线传输装置，所述方法包括：

使用机载无线互联网络装置来为飞机搭建机内无线通信网络；

由所述第一专用无线传输装置将接收自所述第一总线接口的第一总线数据转换成适于通过所述无线通信网络来传送的第一数据包并且向所述机载无线互联网络装置传送所述第一数据包；以及

由所述第二专用无线传输装置从所述机载无线互联网络装置接收与由所述第一专用无线传输装置传送的所述第一数据包相对应的第二数据包，将所述第二数据包转换成对应于所述第二总线接口的第二总线数据，并且将所述第二总线数据传送给所述第二总线接口。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一专用无线传输装置和所述第二专用无线传输装置各自具有固定的IP地址，其中由所述第一专用无线传输装置传送的所述第一数据包包括所述第二专用无线传输装置的IP地址，并且其中所述机载无线互联网络装置基于所述第二专用无线传输装置的IP地址来将所述第二数据包发送给所述第二专用无线传输装置。

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