CN112106311A - 用于定义飞行器上通信的专用/优先网络的架构 - Google Patents

Abstract

航空相关通信网络包括：多个基站，被配置为与飞行中的飞行器进行通信；多个航空相关通信网络无线电，其设置在选定飞行器上，其中，航空相关通信网络无线电被配置为使用第一通信标准经由航空相关通信网络通信链路与航空相关通信网络的基站进行通信；以及每个选定飞行器上的给定飞行器，以在每个所述选定飞行器上定义第一无线局域网。至少一些所述选定飞行器包括第二无线局域网，该第二无线局域网定义优先访问网络，相对于第一无线局域网的设备，优先访问网络的设备被提供对由航空相关通信网络提供的带宽的优先访问。

Description

用于定义飞行器上通信的专用/优先网络的架构

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年5月14日提交的美国申请号62/671,239的优先权，其全部内容通过引用整体结合于此。

技术领域

示例实施例总体上涉及无线通信，并且更具体地，涉及用于使得能够在航空环境中在现有通信网络之上提供专用或优先网络的技术。

背景技术

高速数据通信和支持这种通信的设备在现代社会中已经无处不在。这些设备使许多用户能够保持与互联网和其他通信网络的几乎连续的连接。尽管可以通过电话线、电缆调制解调器或其他具有物理有线连接的设备来获得这些高速数据连接，但是无线连接已经彻底改变了我们保持连接而不牺牲移动性的能力。

然而，尽管人们熟悉在地面上保持连续连接到网络的习惯，但是人们通常已经理解，一旦登上飞行器，容易和/或廉价的连接往往会停止。就是说，航空平台正变得更容易和更便宜地连接到机上乘客和机组人员的通信网络。尽管保持空中连接的能力得到了改善，并且降低了成本和带宽限制，但仍然可以肯定的是，当前可用的最常见且最具成本效益的解决方案往往会出现高延迟问题。这样，愿意承担飞行器通信能力所带来的费用和问题的乘客通常受限于由飞行器上提供的刚性通信体系结构支持的非常特定的通信模式。

随着网络基础设施的改进以实现与各种机上接收设备更好的通信，除了使飞行器上的乘客能够通过机载Wi-Fi路由器接收服务的熟悉的通信范式之外，其他通信范式也可能变得可用。实施此类改进后，不仅用户设备可以更方便地连接到飞行器外的通信链路，而且飞行器本身上的设备无缝连接到飞行器外的网络，直到飞行器上几乎所有设备(包括那些飞行器部件和仅用于单次飞行的飞行器上部件)可以具有连通性。然而，即使当这种对连通性的访问变得可用时，关于如何区分对通信链路的访问的优先级仍然可能存在问题。

发明内容

无线技术的不断发展为向位于飞行器上的设备提供无线通信提供了新的机会。因此，例如，可以在现有的航空相关通信网络之上定义专用或优先网络，以通过启用飞行器上的某些设备可以优先访问网络资源来确保专用或优先网络的设备/成员具有不间断和无延迟的访问可用带宽。

在一个示例实施例中，提供了一种航空相关通信网络。航空相关通信网络包括：多个基站，被配置为与飞行中的飞行器进行通信；多个航空相关通信网络无线电，其设置在选定飞行器上，其中，航空相关通信网络无线电被配置为经由使用第一通信标准的第一通信链路与航空相关通信网络的基站通信，以及在每个选定飞行器上的第一无线访问点，以定义每个选定飞行器上的第一无线局域网。选定飞行器中的至少一些包括定义优先访问网络的第二无线局域网。相对于第一无线局域网的设备，可以向优先访问网络的设备提供对由航空相关通信网络提供的带宽的优先访问。

在另一个示例实施例中，提供了优先访问网络。优先访问网络可以在航空相关通信网络分开但使用其资源的飞行器上操作。航空相关通信网络可以包括：多个基站，其被配置为与包括该飞行器的飞行中的飞行器进行通信；以及多个航空相关通信网络无线电，其被布置在包括该飞行器的选定飞行器上。航空相关通信网络无线电可以被配置为使用第一通信标准经由航空相关通信网络通信链路与航空相关通信网络的基站进行通信。航空相关通信网络无线电可以进一步被配置为在由航空相关通信网络提供的飞行器带宽上与形成第一无线局域网的设备进行接口。优先访问网络可以包括第一无线访问点和被配置为在飞行器上定义第二无线局域网的多个设备。优先访问网络的设备可以相对于第一无线局域网的设备具有对由航空相关通信网络提供的带宽的优先访问。

附图说明

如此概括地描述了本发明，现在将参考附图，这些附图不一定按比例绘制，并且其中：

图1示出了根据示例实施例的作为航空相关通信网络的一个示例的ATG网络的框图；

图2A示出了根据示例实施例的连接至ATG网络的飞行器上各种设备的框图；

图2B示出了图2A的替代结构，其中专用网络直接耦合到ATG无线电；

图3示出了根据示例实施例的被添加到ATG网络的虚拟专用网络的一些组件的功能框图；和

图4示出了根据示例实施例的用于虚拟专用网络的两种不同通信范例的框图。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更充分地描述一些示例实施例，在附图中示出了一些但不是全部示例实施例。实际上，本文描述和描绘的示例不应被解释为对本公开的范围，适用性或配置进行限制。相反，提供这些示例实施例，使得本公开将满足适用的法律要求。贯穿全文，相同的参考标号表示相同的元件。此外，如本文中所使用的，术语“或”将被解释为逻辑运算符，只要其一个或多个操作数为真，就得出真。如本文中所使用的，可操作联接应被理解为涉及直接或间接连接，在任何一种情况下，该直接或间接连接使得能够以可操作方式彼此联接的组件进行功能性互连。另外，当使用术语“数据”时，应当理解，数据在某些情况下可以仅包括数据或基于算法和计算服务的操作生成的特定类型的数据，或者在某些情况下，数据可以实际上提供作为服务提供的计算、结果、算法等。

如本文中所使用的，术语“模块”旨在包括与计算机有关的实体，例如但不限于硬件、固件或硬件和软件的组合(即，以特定方式通过硬件配置在其上执行的软件来配置硬件)。例如，模块可以是但不限于在处理器上运行的进程、一个或多个处理器、对象、可执行文件、执行线程和/或计算机。举例来说，在计算设备上运行的应用程序和/或计算设备都可以是模块。一个或多个模块可以驻留在执行的进程和/或线程中，并且模块可以位于一台计算机上和/或分布在两个或多个计算机之间。另外，这些组件可以从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。模块可以例如根据具有一个或多个数据包的信号，经由本地和/或远程过程进行通信，例如，来自一个模块的数据与本地系统、分布式系统和/或跨越一个网络(例如互联网)中的另一个模块进行交互，通过信号与其他系统连接。每个相应的模块可以执行一个或多个功能，将在本文中对其进行更详细的描述。然而，应当理解，尽管根据与所执行的各种功能相对应的单独的模块来描述了该示例，但是一些示例可能不一定必须利用模块化体系结构来使用各个不同的功能。因此，例如，代码可以在不同模块之间共享，或者处理电路本身可以被配置为执行被描述为与本文描述的模块相关联的所有功能。此外，在本公开的上下文中，术语“模块”不应被理解为作为标识用于执行各个模块的功能的任何通用手段的现时词。而是，术语“模块”应被理解为是模块化组件，其被具体配置在处理电路中或可被可操作地耦合到处理电路，以基于被添加到处理电路或以其他方式可操作地耦合到处理电路的硬件和/或软件，修改处理电路的行为和/或能力，以相应地配置处理电路。

本文描述的一些示例实施例提供了用于改进的航空相关通信网络(例如，卫星网络、空对地(ATG)网络或混合网络)无线通信性能的架构和方法。因此，一些示例实施例可以提供定义在航空相关网络通信的环境中运行的优先访问或专用网络的能力。可以用作虚拟网络的这种优先访问或专用网络可用于提供对特定平台上某些资源的访问，而该资源独立于特定平台上的其他航空相关通信网络资源，或者至少独立于服务特定平台上的其他乘客和设备的无线访问点。因此，例如，优先访问或专用网络可以提供用于创建网络的架构，该网络可以为关键的机上功能或设备提供航空相关通信网络访问，以创建在飞行器上具有与地面往来通信的优先访问的物联网(IOT)环境。但是，应当理解，本文描述的概念还可以允许专用网络的其他用途。因此，本文中关于实践示例实施例的描述不限于示例实施例可适用的其他环境。

图1示出了可以采用示例实施例的ATG网络100的功能框图。然而，应当理解，图1的ATG网络100仅仅是示例实施例的航空相关通信网络的一个示例。因此，ATG网络100可用卫星通信网络或包括ATG和卫星组件的混合网络或任何其他航空相关通信网络代替。如图1所示，第一BS 102和第二BS 104均可以是ATG网络100的基站。ATG网络100可以进一步包括其他BS 106，并且每个BS可以经由网关(GTW)设备110与ATG网络100通信。ATG网络100可以进一步与诸如互联网120的广域网或其他通信网络进行通信。在一些实施例中，ATG网络100可以包括分组交换核心网络或以其他方式耦合到分组交换核心网络。还应该理解的是，第一BS 102、第二BS 104和任何其他BS 106可以是采用天线的基站的示例，该天线被配置为经由网络频率和为ATG网络100定义的协议与在飞行器150上提供的ATG无线电进行通信。飞行器150可以在飞行中并且可以在与第一BS 102、第二BS 104和其他BS 106中的相应一个相关联的覆盖区域(在地球表面上方的3D空间中定义)之间移动。这些覆盖区域可以重叠，使得可以定义连续的覆盖，并且当飞行器150通过切换行进时，飞行器150可以与各个BS顺序通信。在某些情况下，可以在诸如网络控制器160的网络组件的控制下完成飞行器上接收器的切换。

尽管在图1中网络控制器160被示为可操作地直接耦合到ATG网络100，应当理解，网络控制器160可以位于ATG网络100中的任何地方，并且在某些情况下甚至可以是分布式组件的集合。网络控制器160可以包括例如切换功能。因此，例如，网络控制器160可以被配置为处理去往和来自飞行器150(或飞行器150上的通信设备)的路由呼叫和/或处理飞行器150上的通信设备与ATG网络100之间的其他数据或通信传输。在一些实施例中，当飞行器150上的通信设备参与呼叫时，网络控制器160可以起到提供连接到陆线中继线的作用。另外，网络控制器160可以被配置为控制去往和来自飞行器150上的通信设备的消息和/或数据的转发，并且还可以控制用于基站的消息的转发。应当注意，尽管在图1的系统中示出了网络控制器160，网络控制器160仅是示例性网络设备，并且示例实施例不限于在采用网络控制器160的网络中使用。

网络控制器160可以耦合到诸如局域网(LAN)、城域网(MAN)和/或广域网(WAN)(例如，互联网120)之类的数据网络，并且可以是直接或间接耦合到数据网络。继而，诸如处理元件的设备(例如，个人计算机、笔记本电脑、智能电话、服务器计算机等)可以经由互联网120耦合到飞行器150上的通信设备。

尽管本文没有示出和描述ATG网络100的每个可能实施例的每个元件，但是应当理解，飞行器150上的通信设备可以通过ATG网络100耦合到许多不同网络中的任何一个或多个。因此，一个或多个网络能够支持根据第一代(1G)、第二代(2G)、第三代(3G)、第四代(4G)、第五代(5G)和/或未来的移动通信协议等中的任何一个或多个的通信。在某些情况下，支持的通信可能会采用使用诸如2.4GHz或5.8GHz的未许可频段频率定义的通信链路。示例实施例可以采用时分双工(TDD)、频分双工(FDD)或任何其他合适的机制来实现系统内(往返于飞行器150的)双向通信。此外，在某些情况下，可以通过经由与飞行器150和/或基站(102、104、106)相关联的天线组件形成或以其他方式分解的窄射频波束来完成该通信，并且可以形成与之相关联的一个或两个链路。这样，波束成形技术可以用于定义到飞行器150的上行链路以及来自飞行器150的下行链路中之一或两者。

在一些实施例中，在示例实施例中，可以在网络侧或飞行器侧中之一或两者处的无线通信设备上采用波束成形控制模块的一个或多个实例。因此，在一些实施例中，波束形成控制模块可以在飞行器150上的接收站(例如，乘客设备或与飞行器的通信系统关联的设备(如，Wi-Fi路由器))中实现。在一些实施例中，波束成形控制模块可以在网络控制器160中或在某些其他网络侧实体处实现。波束成形控制模块可以被配置为利用位置信息(例如，指示飞行器150从基站之一的相对位置)以从发射实体(例如，第一BS 102)转向或形成朝向目标(例如，飞行器150)的窄波束。然后窄波束可以以由相对位置确定的到达角(在3D空间中)到达目标(例如，飞行器150)。此后，可能会发生对飞行器150的连续跟踪，并且可能会发生后续的波束形成或转向，以确保飞行器150继续能够通过ATG网络100与地面资产进行连续且不间断的通信。

图1的系统可以支持ATG网络100与多个飞行器之间的通信(即，经由基站(102、104、106))，其中每个飞行器上可以具有多个通信设备。图2A示出了与经由ATG网络100服务于多个飞行器上的各个通信设备相关联的通信范例的框图。如图2A所示，ATG网络100可以经由图1的基站与多个飞行器(例如，飞行器150、151和152)通信。这样，每个基站上的天线组件可以形成各自的波束以服务于飞行器150、151和152中的每一个。特别地，可以在每个相应的飞行器150，151和152处提供的ATG无线电200的各个实例处接收波束。因此，每个ATG无线电200可以经由与如上所述的波束形成相关联的长距离ATG网络链路210(更通常地是第一网络或航空相关通信网络链路的示例)而直接连接到ATG网络100。

每个ATG无线电200被供应或配置为能够在ATG网络100上通信。在一些情况下，可以提供订户身份模块(SIM)卡，以便安全地存储订户身份信息(例如，国际移动订户身份(IMSI)号)和相应的密钥，从而能够将ATG无线电200识别和认证为ATG网络100的授权订户。这样，可以专用于ATG网络100的集成电路的SIM卡可以用作通用集成电路卡(UICC)，其包括用于使ATG无线电200能够在ATG网络100上运行的唯一信息。因此，由每个ATG无线电200使用的SIM卡可以被称为ATG SIM卡，并且更通常地是航空相关通信网络SIM卡的示例。

在示例实施例中，ATG无线电200可操作地耦合至机舱无线访问点(CWAP)220，该机舱无线访问点还被配置为经由短程链路230与飞行器150、151和152上的各种设备无线通信。各种设备可以包括例如机组人员设备240和乘客设备250。机组人员设备240可以包括机组人员的平板电脑、笔记本电脑、智能手机等，但是也可以包括机组人员用来促进飞行操作或以其他方式支持飞行器150、151，152和/或分配给飞行器150、151，152的任务或职责的航空电子设备或其他航空相关设备。乘客设备250可以包括乘客的平板电脑、笔记本电脑、智能手机等，但是也可以包括任何其他个人通信设备或与飞行器150、151和152相关联并且可以被乘客访问或与乘客相关联的通信设备。

在一些示例中，ATG网络链路210可以是根据LTE标准进行操作的4G长期演进(LTE)(或5G)链路。同时，短程链路230可以采用Wi-Fi或适合于在飞行器150、151和152上处理通信的任何其他通信协议。因此，CWAP 220经由短距离链路230进行通信，该短距离链路230使用与ATG网络链路210不同的通信协议、频率等，以避免它们之间的任何干扰。短程链路230中的每一个可用于基于乘客或机组人员在各种设备处提出的请求，向各种设备中的相应设备提供内容。因此，经由CWAP 220，可以在飞行器150、151和152上的各种设备之间划分由ATG网络链路210提供的带宽。一些CWAP 220可以配置为一次处理100个以上的用户(例如150至200个)。因此，应当理解，在高使用情况期间，各个用户链路带宽可能相对有限。

就乘客设备250或机组人员设备240中的各个参与需要优先带宽分配的应用或服务的程度而言，CWAP 220可以采用优先这样分配的带宽分配协议。在一些实施例中，可以给其他设备这样分配任务，或者可以将优先级内置到系统的各个组件所采用的协议中。然而，在每种情况下，ATG网络链路210的带宽可以由CWAP 220划分为服务各种设备中的每一个设备，使得随着用户数量的增加(例如，乘客设备250的数量加上机组人员设备240的数量)，每个用户的平均带宽减少。对于与航空电子设备或任务/职责关键通信相关的某些关键功能，由于用户数量的原因而在可用带宽上的牺牲可能起码是不希望的，或者可能影响任务/职责的完成。为了为这种设备提供带宽和/或服务质量保证，一些示例实施例可以定义可以利用ATG网络100的资源来改善服务的专用网络。在图2的示例中，在第三飞行器152上示出了这样的专用网络(或其示例)。

因此，机组人员设备240和/或乘客设备250可以组合以形成第一网络252(或第一机载网络)的设备或成员。到这些设备的短程链路230可以根据通用协议进行操作以形成无线局域网(WLAN)。因此，第一网络252可以可替代地被称为飞行器上的第一WLAN，并且经由CWAP 220为第一网络252提供服务。但是，CWAP 220也可以配置为通过专用网络短程链路262为第二(专用)网络260(或第二(专用)WLAN)服务。可以使用用于形成第一WLAN的类似(或相同)协议来形成专用网络短程链路262。但是，专用网络短程链路262可以例如使用不同的频段来形成。因此，例如，第一WLAN可以采用2.4、3.6、5或60GHz频段之一，第二(专用)WLAN可以使用其中一个不同的频段。

在需要优先访问网络资源的某些情况下，第二(专用)网络260的设备可以是航空电子设备或其他机载设备。但是，在某些情况下，此类设备也可以是因某些原因而被优先访问的机组人员设备或乘客设备。无论形成第二(专用)网络的设备的构成如何，通过ATG网络链路210提供给CWAP 220的总带宽将在第一网络252和第二(专用)网络260之间划分，专用网络接收的优先级高于第一网络252的任何和所有设备。因此，可以创建高优先级设备的物联网环境，并使用与非优先级设备在飞行器上使用的相同的CWAP，对网络资源进行优先访问。尽管此示例提供了使用单个CWAP有效创建两个单独的WLAN(一个具有优先访问而一个不具有优先访问)的架构，但是也可以使用单独的CWAP或者甚至不使用其他CWAP来创建这样的单独的WLAN，这将在下面的一些示例中讨论。因此，第二(专用)网络260也可以经由起源于ATG无线电200的专用网络短程链路262’进行操作，而不是通过CWAP 220或任何此类访问点。图2B示出了这样的示例。在图2B的示例中，第二(专用)网络260可以是LTE专用网络。因此，在飞机上可能存在具有对ATG网络链路210资源的优先访问的单独的LTE网络。这样，飞行器设备(例如，作为IOT，连接的一组设备)可以具有对ATG网络链路210的直接或优先访问。可以根据LTE标准为IOT连接的设备定义优先访问，而不需要通过维持与地面网络的连接的无线电以外的访问点的任何连接。图3示出了根据示例实施例的用于支持专用网络的另一架构的框图。

现在参考图3，飞行器150、151和152可各自具有与上述基本相同的能力。然而，除了经由ATG网络链路210连接到ATG网络100的设备之外，还可以提供专用网络链路300以服务于布置在一个或多个飞行器上(在该示例中，飞行器151和152)的一个或多个专用网络无线电310。专用网络链路300更一般地是优先访问链路的示例，并且专用网络无线电310是优先访问无线电的示例。专用网络无线电310可以利用与ATG无线电200相同的无线网络基础设施。换句话说，专用网络无线电310和ATG无线电200都可以在ATG网络100上操作。然而，专用网络无线电310可以与飞行器150上的设备的IOT类型分组相关联，该设备具有与ATG网络100的主要或初级网络路径的访问机制分开定义的访问机制。因此，专用网络链路300可以符合与经由ATG网络100的通信相关联的协议，并且可以使用与ATG网络链路210基本相同的网络服务(例如，4G LTE标准通信链路)。然而，可以使用具有唯一的一组标识、代码、密钥等的设备来形成专用网络链路300，这些设备保持经由与ATG网络链路210不同的专用网络链路300进行的通信，即使采用相同的网络架构支持此类链路。这样，例如，可以将每个专用网络无线电装置310设置或配置为能够经由与ATG网络链路210分开的链路在ATG网络100上进行通信。在某些情况下，可以提供专用网络SIM卡以便安全地存储用户身份信息(例如，IMSI)和相应的密钥，该密钥使得能够识别和认证用于ATG网络100的专用网络无线电310授权的用户。这样，专用于ATG网络100的集成电路的专用网络SIM卡可以用作UICC，该UICC包括用于使专用网络无线电310能够在ATG网络100上运行的唯一信息。因此，由每个专用网络无线电310使用的专用网络SIM卡可以是不同的，并且在使用ATG SIM卡进行操作的ATG网络上的现有网络之上创建虚拟网络。

在某些情况下，虚拟专用网络可以包括飞行器151和152上的多个设备。在这种情况下，设备可以通过专用网络无线访问点(WAP)320无线连接到专用网络无线电310。专用网络WAP 320可以类似于CWAP 220进行操作，不同之处在于，专用网络WAP 320可以使用不同的信道或频率来避免与CWAP 220进行任何干扰以与专用网络设备330通信。专用网络设备330可以包括航空电子设备(例如，发动机监视设备、天气报告设备、电子飞行数据记录设备、导航设备等)或需要/有必要避免可能由于多种方式分配带宽导致的带宽较少的其他任务/职责关键设备。这组航空电子设备可以形成一个IOT类型的设备组，可以优先访问以向地面提供数据，和/或优先访问从地面接收的数据，以增强安全性、稳固性或航空电子设备的其他关键能力。但是，在某些情况下，专用网络订户可以包括希望通过虚拟专用网络(即，优先访问网络)对ATG网络100优先访问和/或被授权对ATG网络100优先访问的乘客或机组人员。因此，例如，与机组人员相关联的设备和/或与已经获得或被授予优先访问的乘客相关联的设备可以通过专用网络WAP 320被给予访问ATG的凭证而经由专用网络无线电310访问虚拟专用网络。而且，在某些情况下，不同的专用网络设备330自身可以与在紧急情况或其他事件的情况下允许动态地调整对ATG网络100的访问的类别相关联，以便例如在损坏或其他限制可用于ATG网络100上的通信的带宽活动的情况下，将这种可用带宽以动态方式分配给最高优先级类别。在这样的示例中，专用网络WAP 320可以具有访问代码或登录凭证，其仅被授予具有根据其各自的优先级类别被授权访问虚拟专用网络的设备的特定个人。在一些情况下，专用网络控制器340可以与ATG网络100通信以与网络控制器160并行地管理虚拟专用网络的各方面。例如，专用网络控制器340可以被配置为向专用网络设备330发布凭证(有时经由ATG网络100的非专用侧)以通过连接到专用网络WAP 320来访问虚拟专用网络。因此，在图3的示例中，访问虚拟专用网络的用户设备或最终用户设备本身不必具有专用网络SIM卡。而是，此类设备可以经由专用网络WAP 320访问由专用网络无线电310和专用网络链路300组成的虚拟专用网络。专用网络无线电装置310有效地形成使用与ATG无线电装置200相同资源但是可以与ATG无线电装置200分开操作的虚拟专用网络或优先访问网络。这样，例如，所形成的虚拟专用网络可以类似于虚拟移动网络运营商(VMNO)来操作。

在图3的示例的通信范例中，少数设备(例如，仅专用网络无线电310)实际上可以具有专用网络SIM卡。访问虚拟专用网络的大多数设备可以通过Wi-Fi或来自专用网络WAP320的另一个短程通信链路实现访问。但是，在其他情况下，可能希望为某些专用网络设备直接提供专用网络SIM卡，该专用网络SIM卡允许此类设备访问ATG网络100，而无需连接到任何WAP。图4示出了这样一种示例。

现在参考图4，可以在一架或多架飞行器上实践图2和图3的示例，而一架或多架飞行器(在该示例中为飞行器152)采用直接访问虚拟专用网络的至少一个专用网络设备340。值得注意的是，虽然图4仅示出了可以直接访问虚拟专用网络的一个专用网络设备340，但是应当理解，可以在任何数量的飞行器上提供可以直接访问虚拟专用网络的任何数量的专用网络设备340。此外，飞行器150、151和152中的一个或多个可以包括一个或多个直接访问虚拟专用网络的专用网络设备340，而无论是否具有CWAP 220和/或机上提供的专用网络WAP 320的任何实例。如上所述，通过包括安装在专用网络设备340内的专用网络SIM卡350，能够直接访问虚拟专用网络。向专用网络设备340提供专用网络SIM卡350实质上使专用网络设备340充当专用网络无线电310的实例。虚拟专用网络的运营商可以控制向虚拟专用网络或优先访问网络的订户的专用网络SIM卡350的发行。

类似于VMNO，虚拟专用网络或优先访问网络的运营商可以与ATG网络100的运营商达成协议，以接收对ATG网络100的批量访问，但是可以与ATG网络100的其他客户(即，具有ATG SIM卡的那些客户)的服务相分离地服务于虚拟专用网络的客户。在一些示例中，飞行器150、151或152可以完全由单个波束服务(移交期间除外)。在这样的示例中，单个波束可以具有针对每个相应的飞行器150、151和152在ATG网络链路210和专用网络链路300之间分配的链路预算。因此，例如，虚拟专用网络可以具有链路预算的5％到40％之间的保证分配。ATG网络链路210的所有用户可以(通过任何合适的分配方法)分割与波束相关的链路预算部分，该部分被提供用于通过CWAP 220进行分配。如上所述，这可以包括大量乘客和机组人员设备形式的“零售”用户。同时，可以预期专用网络链路300将在数量少得多的用户之间分配。因此，即使在将链路预算的5％或10％分配给专用网络链路300的情况下，虚拟专用网络上为每个用户保证的带宽量不仅可以更高，而且可以保持一致。

在一些实施例中，单独的波束可以与用于每个相应飞行器150、151和152的ATG网络链路210和专用网络链路300相关联。同样在这些情况下，尽管分配给各个链路的整体链路预算可能会更大(由于虚拟专用网络和其他用户之间缺乏这种预算的划分)，但仍然有可能每个用户的用于ATG网络链路210的链路预算与专用网络链路300相关联的各个分配相比，最终可以更小并且可变程度更大。因此，虚拟专用网络可以再次能够提供ATG网络链路210所无法提供的服务质量和带宽保证。因此，可以经由虚拟专用网络有利地提供高优先级服务。

根据一个示例实施例，可以提供航空相关通信网络(例如，ATG网络、卫星网络或混合网络)。航空相关通信网络可以包括：多个基站，被配置为与飞行中的飞行器进行通信；多个航空相关通信网络无线电，其设置在选定飞行器上，其中，航空相关通信网络无线电被配置为经由使用第一通信标准的航空相关通信网络(或第一/初级/主要网络)与航空相关通信网络的基站通信，以及在每个选定飞行器上的第一无线访问点，以定义每个选定飞行器上的第一无线局域网。选定飞行器中的至少一些包括定义优先访问网络的第二无线局域网。相对于第一无线局域网的设备，可以向优先访问网络的设备提供对由航空相关通信网络提供的带宽的优先访问。

在一些实施例中，上述网络可以包括附加的、可选特征，和/或可以对上述特征进行修改或扩充、修改，可选特征和扩充的一些示例如下所述。应当认识到，修改、可选特征和扩充可以分别单独添加，或者可以以任何期望的组合累积添加。例如，在某些情况下，第一无线访问点既为第一无线局域网又为优先访问网络服务。在一些实施例中，多个优先访问网络无线电布置在至少一些选定飞行器上。优先访问网络无线电被配置为经由也使用第一通信标准的优先访问网络链路与航空相关通信网络的基站进行通信。在示例实施例中，可以向航空相关通信网络无线电提供与航空相关通信网络的第一网络运营商相关联的航空相关通信网络SIM卡，并且可以向优先访问网络无线电提供与第二网络运营商相关联的优先访问网络SIM卡，以定义使用航空相关通信网络资源的虚拟专用网或优先访问网络。在一些实施例中，基站可以被配置为经由具有限定的带宽的聚焦波束的相应实例与每个选定飞行器通信。在示例实施例中，可以将所定义的带宽的第一部分分配给航空相关通信网络通信链路，并且可以将所定义的带宽的第二部分分配给优先访问网络链路。在某些情况下，第一部分可以在乘客设备和/或机组人员设备之间划分，第二部分可以在虚拟专用或优先访问网络的订户之间划分。在示例实施例中，给定飞行器的定义带宽可以与给定飞行器的相应的航空相关通信网络通信链路相关联。第二聚焦波束可以具有第二定义的带宽，以定义用于给定飞行器的相应的专用或优先访问网络链路，以服务于优先访问网络的订户。在某些情况下，给定飞行器包括至少一个航空相关通信网络无线电和至少一个优先访问网络无线电。该至少一个航空相关通信网络无线电可操作地耦合到第一无线访问点，为多个乘客设备或机组人员设备提供与航空相关通信网络的短程无线连接。该至少一个优先访问网络无线电可操作地耦合到第二无线访问点，从而为优先访问网络的订户的多个设备提供与航空相关通信网络的短距离无线连接。在一个示例实施例中，仅至少一个优先访问网络无线电可以包括优先访问网络SIM卡，并且仅至少一个航空相关通信网络无线电可以包括航空相关通信网络SIM卡，使得乘客设备或机组人员设备以及优先访问网络的订户设备不包括航空相关通信网络SIM卡或优先访问网络SIM卡。第一和第二无线访问点使用第二通信标准(例如，Wi-Fi)进行通信，该第二通信标准可以与第一通信标准(例如，4G LTE)不同。在某些情况下，给定飞行器可以包括至少一个航空相关通信网络无线电和第一优先访问网络无线电。该至少一个航空相关通信网络无线电可以可操作地耦合到第一无线访问点，为多个乘客或机组人员设备提供到航空相关通信网络的短程无线连接。第一优先访问网络无线电可操作地耦合到第二无线访问点，为优先访问网络的订户的多个设备提供与ATG网络的短距离无线连接。优先访问网络的至少一个订户设备可以包括第二优先访问网络无线电。在示例实施例中，第一优先访问网络无线电和第二优先访问网络无线电都可以包括优先访问网络SIM卡的各个实例，并且仅至少一个航空相关通信网络无线电可以包括航空相关通信网络SIM卡。在某些情况下，给定飞行器可以包括至少一个航空相关通信网络无线电和至少一个与优先访问网络的订户相关联的优先访问网络设备。该至少一个航空相关通信网络无线电可操作地耦合到第一无线访问点，为多个乘客设备或机组人员设备提供与航空相关通信网络的短程无线连接。至少一个优先访问网络设备可以包括优先访问网络无线电。

受益于前述说明书和相关附图中给出的教导，与这些发明有关的本领域技术人员将想到本文阐述的本发明的许多修改和其他实施例。因此，应当理解，本发明不限于所公开的特定实施例，并且修改和其他实施例旨在被包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管前述描述和相关附图在元件和/或功能的某些示例性组合的背景下描述了示例性实施例，但是应当理解，在不脱离所附权利要求的范围下，可以由替代实施例提供元件和/或功能的不同组合。因此，例如，如上文所附权利要求中的一些所阐述的，与上文明确描述的元件和/或功能的不同组合也被考虑。在本文描述了优点、益处或问题的解决方案的情况下，应当理解，这样的优点、益处和/或解决方案可以适用于一些示例实施例，但不一定适用于所有示例实施例。因此，不应将本文所述的任何优点、益处或解决方案视为对于所有实施例或本文要求保护的实施例都是至关重要的、必需的或必不可少的。尽管本文使用了特定术语，但是它们仅在一般和描述性意义上使用，而不是出于限制的目的。

Claims (20)

1.一种航空相关通信网络，包括：

多个基站，其配置为与飞行中的飞行器通信；

多个航空相关通信网络无线电，其布置在选定飞行器上，所述航空相关通信网络无线电被配置为使用第一通信标准经由航空相关通信网络通信链路与所述航空相关通信网络的基站进行通信；以及

每个所述选定飞行器上的第一无线访问点，以在每个所述选定飞行器上定义第一无线局域网，

其中至少一些所述选定飞行器包括第二无线局域网，该第二无线局域网定义优先访问网络，相对于所述第一无线局域网的设备，所述优先访问网络的设备被提供对由所述航空相关通信网络提供的带宽的优先访问。

2.根据权利要求1所述的航空相关通信网络，其中，所述第一无线访问点服务于所述第一无线局域网和所述优先访问网络两者。

3.根据权利要求1所述的航空相关通信网络，还包括布置在至少一些所述选定飞行器上的多个优先访问网络无线电，所述优先访问网络无线电被配置为经由也使用所述第一通信标准的优先访问网络链路与所述航空相关通信网络的基站进行通信。

4.根据权利要求3所述的航空相关通信网络，其中，与所述航空相关通信网络的第一网络运营商相关联的航空相关通信网络用户识别模块(SIM)卡被提供给所述航空相关通信网络无线电，并且

其中所述优先访问网络无线电配备有优先访问网络SIM卡，该优先访问网络SIM卡与使用所述航空相关通信网络的资源的所述优先访问网络相关联的第二网络运营商相关。

5.根据权利要求4所述的航空相关通信网络，其中，所述基站经由具有限定的带宽的聚焦波束的各个实例与每个所述选定飞行器进行通信。

6.根据权利要求5所述的航空相关通信网络，其中，将所述定义的带宽的第一部分分配给所述航空相关通信网络的通信链路，并且将所述定义的带宽的第二部分分配给所述优先访问网络链路。

7.根据权利要求6所述的航空相关通信网络，其中，所述第一部分在乘客设备和/或机组人员设备之间划分，并且所述第二部分在所述优先访问网络的订户之间划分。

8.根据权利要求5所述的航空相关通信网络，其中，给定飞行器的所述定义的带宽与所述给定飞行器的相应的航空相关通信网络通信链路相关联，并且

其中，具有第二定义的带宽的第二聚焦波束对于所述给定飞行器定义为所述优先访问网络的订户服务的相应的优先级。

9.根据权利要求4所述的航空相关通信网络，其中，给定飞行器包括至少一个航空相关通信网络无线电和至少一个优先访问网络无线电，

其中所述至少一个航空相关通信网络无线电可操作地耦合至给定飞行器，为多个乘客设备或机组人员设备提供与所述航空相关通信网络的短距离无线连接，并且

其中所述至少一个优先访问网络无线电可操作地耦合到第二无线访问点，为所述优先访问网络的订户的多个设备提供与所述航空相关通信网络的短距离无线连接。

10.根据权利要求9所述的航空相关通信网络，其中仅所述至少一个优先访问网络无线电包括所述优先访问网络SIM卡，并且仅所述至少一个航空相关通信网络无线电包括所述航空相关通信网络SIM卡，使得所述乘客设备或机组人员设备以及所述优先访问网络的订户设备均不包括航空相关通信网络SIM卡或优先访问网络SIM卡，并且

其中所述给定飞行器和所述第二无线访问点使用第二通信标准进行通信。

11.根据权利要求4所述的航空相关通信网络，其中，给定飞行器包括至少一个航空相关通信网络无线电和第一优先访问网络无线电，

其中所述至少一个航空相关通信网络无线电可操作地耦合到给定飞行器，该给定飞行器为多个乘客设备或机组人员设备提供与所述航空相关通信网络的短距离无线连接，

其中所述第一优先访问网络无线电可操作地耦合到第二无线访问点，为所述优先访问网络的订户的多个设备提供与所述航空相关通信网络的短距离无线连接，并且

其中所述优先访问网络的至少一个订户设备包括第二优先访问网络无线电。

12.根据权利要求11所述的航空相关通信网络，其中，所述第一优先访问网络无线电和所述第二优先访问网络无线电都包括所述优先访问网络SIM卡的各个实例，并且仅所述至少一个航空相关通信网络无线电包括所述航空相关通信网络SIM卡。

13.根据权利要求4所述的航空相关通信网络，其中，给定飞行器包括至少一个航空相关通信网络无线电和与所述优先访问网络的订户相关联的至少一个优先访问网络设备，

其中，所述至少一个航空相关通信网络无线电可操作地耦合到给定飞行器，该给定飞行器为多个乘客设备或机组人员设备提供与所述航空相关通信网络的短距离无线连接，并且

其中所述至少一个优先访问网络设备包括优先访问网络无线电。

14.根据权利要求4所述的航空相关通信网络，其中，给定飞行器包括至少一个航空相关通信网络无线电和至少一个优先访问网络无线电，

其中所述至少一个航空相关通信网络无线电可操作地耦合至给定飞行器，该给定飞行器为多个乘客设备或机组人员设备提供与所述航空相关通信网络的短距离无线连接，并且

其中所述至少一个优先访问网络无线电可操作地耦合到第二无线访问点，为所述飞行器的多个航空电子设备提供与所述航空相关通信网络的短距离无线连接，以在所述飞行器上定义物联网环境，优先访问所述航空相关通信网络的资源。

15.一种在飞行器上可操作的优先访问网络，该飞行器与航空相关通信网络分离但使用其资源，该航空相关通信网络包括：多个基站，其配置为与包括该飞行器的飞行中的飞行器进行通信；以及多个航空相关通信网络无线电，其布置在包括该飞行器在内的选定飞行器上，所述航空相关通信网络无线电被配置为使用第一通信标准通过航空相关通信网络通信链路与所述航空相关通信网络的基站进行通信，所述航空相关通信网络无线电进一步被配置为与在由所述航空相关通信网络提供的所述飞行器带宽上形成第一无线局域网的设备进行接口，

其中所述优先访问网络包括给定飞行器和多个设备，该多个设备配置为在所述飞行器上定义第二无线局域网，并且

其中所述优先访问网络的设备相对于所述第一无线局域网的设备具有对所述航空相关通信网络提供的带宽的优先访问。

16.根据权利要求15所述的优先访问网络，其中，所述给定飞行器为所述第一无线局域网和所述优先访问网络两者服务。

17.根据权利要求15所述的优先访问网络，其中，优先访问网络无线电被布置在所述飞行器上，并且其中，所述优先访问网络无线电被配置为经由也使用所述第一通信标准的优先访问网络链路与所述航空相关通信网络的基站进行通信。

18.根据权利要求17所述的优先访问网络，其中，所述航空相关通信网络无线电配备有与所述航空相关通信网络的第一网络运营商相关联的航空相关通信网络用户识别模块SIM卡，并且

其中，所述优先访问网络无线电配备有与第二网络运营商相关联的优先访问网络SIM卡，以定义所述优先访问网络。

19.根据权利要求17所述的优先访问网络，其中，所述飞行器包括至少一个航空相关通信网络无线电和至少一个优先访问网络无线电，

其中所述至少一个航空相关通信网络无线电可操作地耦合到给定飞行器，为多个乘客设备或机组人员设备提供与所述航空相关通信网络的短程无线连接，并且

其中所述至少一个优先访问网络无线电可操作地耦合到第二无线访问点，为所述优先访问网络的订户的多个设备提供与所述优先访问网络的短程无线连接。

20.根据权利要求17所述的优先访问网络，其中，所述飞行器包括至少一个航空相关通信网络无线电和第一优先访问网络无线电，

其中所述至少一个航空相关通信网络无线电可操作地耦合到给定飞行器，为多个乘客设备或机组人员设备提供与所述航空相关通信网络的短程无线连接，

其中所述第一优先访问网络无线电可操作地耦合到第二无线访问点，为所述优先访问网络的订户的多个设备提供与所述航空相关通信网络的短程无线连接，以及

其中所述优先访问网络的至少一个订户设备包括第二优先访问网络无线电。

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