CN117769812A - 用于基于飞行计划特定的分布式账本的航空数据链路安全的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本文提出了用于操作在航空通信网络上实现的基于飞行计划的分布式账本系统的系统和方法。根据一方面，与航空通信网络的通信元件之间发生的通信传输相关联的数据可以被记录在该分布式账本系统上。该分布式账本系统中涉及的通信元件可以使用所接收的飞行计划来被确定。飞行计划信息可以用于在该分布式账本系统中涉及的每个通信元件处初始化账本信息。如果飞行偏离原始飞行计划，则该分布式账本系统可以被更新以添加或删除通信元件。在该飞行计划被执行之后，该分布式账本系统可以将账本解激活以及将账本信息存储在集中式存储库中。

Description

用于基于飞行计划特定的分布式账本的航空数据链路安全的 系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年10月6日提交的美国临时申请第63/252,885号和2021年6月1日提交的美国临时第63/195,433号的优先权，并与2022年1月5日提交的US申请第17/569,379号有关，这些文献中的每个文献的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及保护航空通信网络中的数据链路，更具体地，涉及用于出于创建空中资产(asset)与基于地面的通信网络之间的通信和遥测的不可变记录的目的维护分布式账本的系统和方法。

背景技术

对于载人和无人飞行两者，空中资产与地面控制系统之间的数据链路是整个飞行中需要被维护的关键资源。空中资产可以在操作上中继关键通信并向地面控制系统传输必要的信息，并且空中资产还可以从地面控制系统接收必要的信息。在无人机(UAV)的示例中，UAV操作方及其基于地面的控制系统必须与UAV保持持续通信，不仅从地面向UAV提供指令，而且从UAV接收关键遥测，该关键遥测向基于地面的控制系统及它们的操作方通知UAV的操作状态。

空中资产与地面控制系统之间的数据链路需要满足由监管方提出的可靠性、完整性和可用性性能目标。该通信链路的安全应不受外部威胁的影响。另外，由于法规或技术要求，来自数据链路的信息可能需要由第三方需要访问和使用。因此，通信记录应是不可变的，以为其完整性提供法律监管链，其中不可变性确保通信记录不会被修改或篡改。航空监管主体通常对航空装备和数据链路具有严格的安全标准和规范。然而，这些标准通常建议利用众所周知的技术、协议和算法，而不是指定航空系统的独特方面，实际上，这些独特方面可有助于更广泛地推进针对航空专门构建或优化的安全解决方案。

发明内容

根据一方面，陆地(即，地面)对空通信网络可以包括分布式账本系统，该分布式账本系统可以被配置为与频谱管理系统结合操作，作为地面控制系统操作，以创建在作为飞行的一部分的空中无线电的操作期间在空中无线电与基于地面的控制系统操作方之间建立的一个或多个通信链路的元件之间发生的传输的不可变记录。

在一个或多个示例中，分布式账本系统可以包括一个或多个空中资产，诸如与一个或多个基站通信的有人驾驶交通工具和/或无人机，该一个或多个基站与空中资产通信。在一个或多个示例中，与通信链路相关联的网络元件(即，基站和其他网络元件)可以实现基于分布式账本的记录系统，该基于分布式账本的记录系统可以记录通过与在网络中操作的特定飞行计划相关联的该网络的传输。在一个或多个示例中，分布式账本系统(除了空中无线电和基站之外)可以包括路由器、交换机、服务器和包括一个或多个多接入边缘计算(MEC)系统和核心数据中心(DC)的其他网络元件。在一个或多个示例中，MEC系统或核心DC可以包括监视和管理站，以管理和查看飞行计划、进行性能和可靠性管理、和/或管理和查看飞行计划。

在一个或多个示例中，分布式账本系统可以包括与每个MEC系统、空中站、飞行员站、基站、和/或核心DC相关联的一个或多个网络元件。在一个或多个示例中，分布式账本系统可以包括一个或多个边缘路由器节点。在一个或多个示例中，边缘路由器节点可以将与遥测和/或控制相关的数据分组传输给账本节点。在一个或多个示例中，分布式账本系统可以包括在基站、空中站和/或飞行员站处的一个或多个无线电，该一个或多个无线电可以被配置为接收、修改、接收分组和/或将数据存储到账本节点。在一个或多个示例中，被存储到账本节点的数据可以包括来自一个或多个分组的数据。

在一个或多个示例中，分布式账本可以利用飞行计划信息初始化每个网络元件处的账本信息，并且可以在飞行期间利用飞行信息更新每个网络元件处的账本信息。在一个或多个示例中，如果飞行偏离原始飞行计划，则分布式账本系统可以被更新以添加或删除网络元件。在一个或多个示例中，分布式账本系统可以将账本解激活并且将账本信息存储在集中式存储库中。

根据一方面，一种用于操作在航空通信网络上实现的基于飞行计划的分布式账本系统的方法，包括接收飞行计划，其中所接收的飞行计划包括要在航空通信网的一个或多个覆盖区域中飞过的飞行的定时、位置和高度信息；确定航空通信网络的与所接收的飞行计划相关联的一个或多个通信元件；在被确定为与飞行计划相关联的一个或多个通信元件上启动分布式账本系统，其中该分布式账本包括一个或多个节点，并且其中被确定为与飞行计划相关联的一个或多个通信元件中的每个通信元件被配置为作为分布式账本系统中的节点来操作；在分布式账本系统上记录数据，该数据与在所接收的飞行计划下操作的飞行期间在一个或多个通信元件之间发生的一个或多个通信传输相关联，其中在分布式账本系统上记录数据包括在分布式账本系统的每个节点处记录该数据；确定在飞行计划下操作的飞行何时已经终止；以及当确定在飞行计划下操作的飞行已经终止时，将在分布式账本系统的每个节点处所记录的数据传输给存储器以供存储。

可选地，确定航空通信网络的与所接收的飞行计划相关联的一个或多个通信元件包括：基于所接收的飞行计划，确定航空通讯网络的哪些元件将在飞行的操作期间被用于在飞行的基于地面的操作方和与飞行计划相关联的空中无线电之间建立通信链路。

可选地，航空通信网络的一个或多个通信元件包括一个或多个地面基站。

可选地，航空通信网络的一个或多个通信元件包括一个或多个多接入边缘计算(MEC)系统。

可选地，航空通信网络的一个或多个通信元件包括一个或多个数据中心。

可选地，在被确定为与飞行计划相关联的一个或多个通信元件上启动分布式账本系统包括：将所接收的飞行计划传输给航空通信网络的与所接收的飞行计划相关联的每个通信元件；在航空通信网络的每个通信元件处，将加密哈希函数应用于所接收的飞行计划；以及将加密哈希函数的输出存储在位于航空通信网络的与所接收的飞行计划相关联的每个通信元件处的数据库中。

可选地，所传输的飞行计划包括与所接收的飞行计划相关联的一个或多个通信元件的列表。

可选地，在被确定为与飞行计划相关联的一个或多个通信元件上启动分布式账本系统包括：对被存储在被确定与飞行计划相关联的一个或多个通信元件中的每个通信元件的每个数据库中的加密哈希函数的输出应用共识过程；确定被存储在每个通信元件的每个数据库中的加密哈希函数的输出是否彼此一致；以及如果确定被存储在每个通信元件的每个数据库中的加密哈希函数的输出彼此一致，则授权在通信元件之间传输数据，以在基于地面的操作方和与所接收的飞行计划相关联的空中无线电之间建立通信链路。

可选地，在分布式账本系统上记录与在所接收的飞行计划下操作的飞行期间在一个或多个通信元件之间发生的一个或多个通信传输相关联的数据包括：在一个或多个通信元件中的通信元件处接收数据传输；在该通信元件处将哈希值附加到所接收的数据传输；将所接收的数据传输和所附加的哈希值添加到通信元件的数据库；以及将所接收的数据传输和所附加的哈希值传输给一个或多个通信元件中的其他通信元件。

可选地，在通信元件处被附加到所接收的数据传输的哈希值基于所接收的数据通过通信网络的传输方向。

可选地，传输方向包括从基于地面的操作方到空中无线电的传输。

可选地，传输方向包括从空中无线电到基于地面的操作方的传输。

可选地，被附加的哈希值包括来自SHA1函数的输出。

可选地，被附加的哈希值包括来自MD5函数的输出。

可选地，针对第一传输方向而附加SHA1函数输出。

可选地，针对第二传输方向而附加MD5函数输出。

可选地，该方法包括将所传输的数据传输添加到接收所传输的数据传输的其他通信元件中的每个通信元件的数据库。

可选地，该方法包括：当确定在飞行计划下操作的飞行已经终止时，将分布式账本系统解激活。

可选地，该方法包括：一旦分布式账本系统被解激活，就接收在每个节点处所记录的数据并且将所接收的数据存储在存储器中。

可选地，该方法包括：接收所接收的飞行计划已经被修改的指示；基于所接收的飞行计划已经被修改的指示，确定航空通信网络的与所接收的飞行计划相关联的一个或多个通信元件是否已经被修改；以及修改分布式账本系统以包括与改变的一个或多个通信元件相关联的一个或多个新通信元件。

可选地，该方法包括将共识过程应用于经修改的分布式账本系统。

可选地，应用共识过程包括：将先前在分布式帐户系统的与原始接收的飞行计划相关联的每个节点处所记录的数据传输给与经修改的飞行计划相关联的一个或多个新通信元件。

根据一方面，一种用于操作在航空通信网络上实现的基于飞行计划的分布式账本系统的系统，包括存储器；一个或多个处理器；其中该存储器存储一个或多个程序，该一个或多个程序在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器：接收飞行计划，其中所接收的飞行计划包括要在航空通信网的一个或多个覆盖区域中飞过的飞行的定时、位置和高度信息；确定航空通信网络的与所接收的飞行计划相关联的一个或多个通信元件；在被确定为与飞行计划相关联的一个或多个通信元件上启动分布式账本系统，其中该分布式账本包括一个或多个节点，并且其中被确定为与飞行计划相关联的一个或多个通信元件中的每个通信元件被配置为作为分布式账本系统中的节点来操作；在分布式账本系统上记录数据，该数据与在所接收的飞行计划下操作的飞行期间在一个或多个通信元件之间发生的一个或多个通信传输相关联，其中在分布式账本系统上记录数据包括在分布式账本系统的每个节点处记录该数据；确定在飞行计划下操作的飞行何时已经终止；以及当确定在飞行计划下操作的飞行已经终止时，将在分布式账本系统的每个节点处所记录的数据传输给存储器以供存储。

可选地，确定航空通信网络的与所接收的飞行计划相关联的一个或多个通信元件包括：基于所接收的飞行计划，确定航空通讯网络的哪些元件将在飞行的操作期间被用于在飞行的基于地面的操作方和与飞行计划相关联的空中无线电之间建立通信链路。

可选地，航空通信网络的一个或多个通信元件包括一个或多个地面基站。

可选地，航空通信网络的一个或多个通信元件包括一个或多个多接入边缘计算(MEC)系统。

可选地，航空通信网络的一个或多个通信元件包括一个或多个数据中心。

可选地，在被确定为与飞行计划相关联的一个或多个通信元件上启动分布式账本系统包括：将所接收的飞行计划传输给航空通信网络的与所接收的飞行计划相关联的每个通信元件；在航空通信网络的每个通信元件处，将加密哈希函数应用于所接收的飞行计划；以及将加密哈希函数的输出存储在位于航空通信网络的与所接收的飞行计划相关联的每个通信元件处的数据库中。

可选地，所传输的飞行计划包括与所接收的飞行计划相关联的一个或多个通信元件的列表。

可选地，在被确定为与飞行计划相关联的一个或多个通信元件上启动分布式账本系统包括：对被存储在被确定与飞行计划相关联的一个或多个通信元件中的每个通信元件的每个数据库中的加密哈希函数的输出应用共识过程；确定被存储在每个通信元件的每个数据库中的加密哈希函数的输出是否彼此一致；并且如果确定被存储在每个通信元件的每个数据库中的加密哈希函数的输出彼此一致，则授权在通信元件之间传输数据，以在基于地面的操作方和与所接收的飞行计划相关联的空中无线电之间建立通信链路。

可选地，在分布式账本系统上记录与在所接收的飞行计划下操作的飞行期间在一个或多个通信元件之间发生的一个或多个通信传输相关联的数据包括：在一个或多个通信元件的通信元件处接收数据传输；在该通信元件处将哈希值附加到所接收的数据传输；将所接收的数据传输和所附加的哈希值添加到通信元件的数据库；以及将所接收的数据传输和所附加的哈希值传输给一个或多个通信元件中的其他通信元件。

可选的，在通信元件处被附加到所接收的数据传输的哈希值基于所接收的数据通过通信网络的传输方向。

可选地，其中传输方向包括从基于地面的操作方到空中无线电的传输。

可选地，传输方向包括从空中无线电到基于地面的操作方的传输。

可选地，所附加的哈希值包括来自SHA1函数的输出。

可选地，所附加的哈希值包括来自MD5函数的输出。

可选地，针对第一传输方向而附加SHA1函数输出哈希值。

可选地，针对第二传输方向而附加MD5函数输出哈希值。

可选地，使一个或多个处理器将所传输的数据传输添加到接收所传输的数据传输的其他通信元件中的每个通信元件的数据库。

可选地，使一个或多个处理器：在确定在飞行计划下操作的飞行已经终止时，将分布式账本系统解激活。

可选地，使一个或多个处理器：一旦分布式账本系统被停用，就接收在每个节点处所记录的数据并且将所接收的数据存储在集中式存储库中。

可选地，使一个或多个处理器：接收所接收的飞行计划已经被修改的指示；基于所接收的飞行计划已经被修改的指示，确定航空通信网络的与所接收的飞行计划相关联的一个或多个通信元件是否已经被修改；以及修改分布式账本系统以包括与改变的一个或多个通信元件相关联的一个或多个新通信元件。

可选地，使一个或多个处理器将共识过程应用于经修改的分布式账本系统。

可选地，应用共识过程包括：将先前在分布式账本系统的与原始接收的飞行计划相关联的每个节点处所记录的数据传输给与经修改的飞行计划相关联的一个或多个新通信元件。

根据一方面，一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储用于操作在航空通信网络上实现的基于飞行计划的分布式账本系统的一个或多个程序，以供电子设备的一个或多个处理器执行，该一个或多个程序在由设备执行时使该设备：接收飞行计划，其中所接收的飞行计划包括要在航空通信网的一个或多个覆盖区域中飞过的飞行的定时、位置和高度信息；确定航空通信网络的与所接收的飞行计划相关联的一个或多个通信元件；在被确定为与飞行计划相关联的一个或多个通信元件上启动分布式账本系统，其中该分布式账本包括一个或多个节点，并且其中被确定为与飞行计划相关联的一个或多个通信元件中的每个通信元件被配置为作为分布式账本系统中的节点来操作；在分布式账本系统上记录数据，该数据与在所接收的飞行计划下操作的飞行期间在一个或多个通信元件之间发生的一个或多个通信传输相关联，其中在分布式账本系统上记录数据包括在分布式账本系统的每个节点处记录该数据；确定在飞行计划下操作的飞行何时已经终止；以及当确定在飞行计划下操作的飞行已经终止时，将在分布式账本系统的每个节点处所记录的数据传输到存储器以供存储。

可选地，确定航空通信网络的与所接收的飞行计划相关联的一个或多个通信元件包括：基于所接收的飞行计划，确定航空通讯网络的哪些元件将在飞行的操作期间被用于在飞行的基于地面的操作方和与飞行计划相关联的空中无线电之间建立通信链路。

可选地，航空通信网络的一个或多个通信元件包括一个或多个地面基站。

可选地，航空通信网络的一个或多个通信元件包括一个或多个多接入边缘计算(MEC)系统。

可选地，航空通信网络的一个或多个通信元件包括一个或多个数据中心。

可选地，在被确定为与飞行计划相关联的一个或多个通信元件上启动分布式账本系统包括：将所接收的飞行计划传输给航空通信网络的与所接收的飞行计划相关联的每个通信元件；在航空通信网络的每个通信元件处，将加密哈希函数应用于所接收的飞行计划；以及将加密哈希函数的输出存储在位于航空通信网络的与所接收的飞行计划相关联的每个通信元件处的数据库中。

可选地，所传输的飞行计划包括与所接收的飞行计划相关联的一个或多个通信元件的列表。

可选地，在被确定为与飞行计划相关联的一个或多个通信元件上启动分布式账本系统包括：对被存储在被确定与飞行计划相关联的一个或多个通信元件中的每个通信元件的每个数据库中的加密哈希函数的输出应用共识过程；确定被存储在每个通信元件的每个数据库中的加密哈希函数的输出是否彼此一致；并且如果确定被存储在每个通信元件的每个数据库中的加密哈希函数的输出彼此一致，则授权在通信元件之间传输数据，以在基于地面的操作方和与所接收的飞行计划相关联的空中无线电之间建立通信链路。

可选地，在分布式账本系统上记录与在所接收的飞行计划下操作的飞行期间在一个或多个通信元件之间发生的一个或多个通信传输相关联的数据包括：在一个或多个通信元件的通信元件处接收数据传输；在该通信元件处将哈希值附加到所接收的数据传输；将所接收的数据传输和所附加的哈希值添加到通信元件的数据库；以及将所接收的数据传输和所附加的哈希值传输给一个或多个通信元件中的其他通信元件。

可选地，在通信元件处被附加到所接收的数据传输的哈希值基于所接收的数据通过通信网络的传输方向。

可选地，传输方向包括从基于地面的操作方到空中无线电的传输。

可选地，传输方向包括从空中无线电到基于地面的操作方的传输。

可选地，附加哈希值包括SHA1函数的输出。

可选地，附加哈希值包括MD5函数的输出。

可选地，针对第一传输方向而附加SHA1函数输出哈希值。

可选地，针对第二传输方向而附加MD5函数输出哈希值。

可选地，使一个或多个处理器将所传输的数据传输添加到接收所传输的数据传输的其他通信元件中的每个通信元件的数据库。

可选地，使一个或多个处理器在确定在飞行计划下操作的飞行已经终止时将分布式账本系统解激活。

可选地，使一个或多个处理器：一旦分布式账本系统被停用，就接收在每个节点处记录的数据并且将所接收的数据存储在集中式存储库中。

可选地，使设备：接收所接收的飞行计划已经被修改的指示；基于所接收的飞行计划已经被修改的指示，确定航空通信网络的与所接收的飞行计划相关联的一个或多个通信元件是否已经被修改；以及修改分布式账本系统以包括与改变的一个或多个通信元件相关联的一个或多个新通信元件。

可选地，使设备将共识过程应用于经修改的分布式账本系统。

可选地，应用共识过程包括将先前在分布式账本系统的与原始接收的飞行计划相关联的每个节点处所记录的数据传输给与经修改的飞行计划相关联的一个或多个新通信元件。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例的方式描述本发明，其中：

图1示出了根据本公开的示例的航空通信网络。

图2示出了根据本公开的示例的用于航空通信网络的RF频谱管理的示例性系统。

图3示出了根据本公开的示例的用于RF频谱分配和管理的示例性系统。

图4示出了根据本公开的示例的使用分布式账本的示例性系统。

图5示出了根据本公开的示例的具有分布式账本能力的示例性航空通信网络。

图6示出了根据本公开的示例的用于初始化分布式账本的示例性过程。

图7示出了根据本公开的示例的用于在飞行计划的执行期间更新分布式账本的示例性过程。

图8示出了根据本公开的示例的用于在飞行计划被修改的情况下修改分布式账本的示例性过程。

图9示出了用于在飞行计划已经终止之后处理分布式账本的示例性过程。

图10示出了根据本公开的示例的示例性计算系统。

具体实施方式

现在将详细参考本文所述的系统和方法的各个方面和变型的具体实施和实施例。尽管本文描述了系统和方法的若干示例性变型，但是系统和方法的其他变型可包括以具有所描述的所有或一些方面的组合的任何适当方式组合的本文所描述的系统和方法的方面。

本文描述了用于实现和维护分布式账本的系统和方法，该分布式账本用于通过网络连接的空中资产与基于地面的控制系统之间的通信和遥测。在一个或多个示例中，分布式账本系统可以包括在每个空中站、飞行员站、MEC系统、基站和核心DC处的一个或多个网络元件。在一个或多个示例中，网络元件可以将与遥测和/或控制相关的数据存储到与网络元件相关联的账本中。在一个或多个示例中，分布式账本系统可以包括在基站处和/或空中资产上的一个或更多个无线电。在一个或多个示例中，一个或多个网络元件可以接收和/或发送分组。在一个或多个示例中，分布式账本系统可以包括监视和管理站。在一个或多个示例中，监视和管理站可以能够管理和查看飞行计划，进行性能和可靠性管理，和/或管理和查看飞行计划。

在以下对各种实施例的描述中，应当理解，除非上下文另有明确指示，否则在以下描述中使用的单数形式“一/一个”和“该”也应包括复数形式。还应当理解，如在本文使用的术语“和/或”是指并且包括相关联的所列术语中的一个或多个的任何和所有可能的组合。还应理解的是，术语“包括(includes/including)”和/或“包括(comprises/comprising)”在本文中使用时指定所述特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或单元的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件、单元和/或其组的存在或添加。

本公开的某些方面包括在本文以算法形式描述的过程步骤和指令。应当注意的是，本公开的过程步骤和指令可以体现在软件、固件或硬件中，并且当体现在软件中时，可以被下载以驻留在由各种操作系统所使用的不同平台上并从这些平台操作。除非从以下讨论中明确指出，否则应当理解，在整个说明书中，利用诸如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“显示”、“生成”等术语的讨论指的是计算机系统或类似的电子计算设备的动作和过程，该计算机系统或类似的电子设备操纵和变换被表示为计算机系统存储器或寄存器或其他此类信息存储、传输或显示设备内的物理(电子)量的数据。

在一些实施例中，本公开还涉及用于执行本文的操作的设备。该设备可以为所需目的而专门构造，或者其可以包括由被存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。这样的计算机程序可以被存储在非暂态计算机可读存储介质中，诸如但不限于任何类型的盘(包括软盘、USB闪存驱动器、外部硬盘驱动器、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡)，专用集成电路(ASIC)，或适用于存储电子指令的任何类型的介质，并且每个都连接到计算机系统总线。此外，说明书中提到的计算系统可以包括单个处理器，或者可以是采用多个处理器设计的架构，诸如用于执行不同的功能或者用于增加计算能力。合适的处理器包括中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、现场可编程门阵列(FPGA)和ASIC。

本文所述的方法、设备和系统并不固有地与任何特定的计算机或其他装置相关。各种通用系统也可以与根据本文教导的程序一起使用，或者可以证明构造更专用的装置以执行所需的方法步骤是方便的。从下面的描述中可以看出各种这些系统所需的结构。另外，本发明并未参照任何特定的编程语言进行描述。可以理解的是，可以使用各种编程语言来实现如本文所述的本发明的教导。

图1示出了根据本公开的示例的航空网络。图1的示例示出了示例性通信网络100，该示例性通信网络100可以被配置为提供一个或多个地面基站104a至104c与飞行中的一个或多个飞行器102之间的通信。地面基站104a至104c中的每个地面基站包括一个或多个天线，该一个或多个天线被配置为将通信从地面传输到一个或多个飞行器102。在一个或多个示例中，每个地面基站104a至104c可以被配置为在覆盖区域108a至108c内提供传输。例如，地面基站104a可以被配置为在地理覆盖区域108a之上传输射频(RF)频谱无线电信号。地面基站104b可以被配置为在地理覆盖区域108b之上传输RF频谱无线电信号，并且地面基站104c可以被配置为在地理覆盖区108c之上传输RF频谱无线电信号。在一个或多个示例中，地理覆盖区域108a至108c可以是三维区域，该三维区域不仅覆盖一定范围的纬度和经度，而且还提供从地面直到最大可用高度的区域覆盖。

在一个或多个示例中，每个飞行器102可以在其飞行的持续时间期间从一个地面基站切换到下一个地面基站。例如，在飞行开始时，当飞行器102位于覆盖区域108a内时，地面基站104a可以负责在地面上的操作方与飞行器之间提供通信信道。如果在飞行期间，飞行器从覆盖区域108a飞出进入覆盖区域108b，则提供通信信道的责任可以从地面基站104a转移到地面站104b。如果在飞行期间，飞行器102从覆盖区域108b飞出，进入覆盖区域108c，则提供通信信道的责任可以从地面基站104b转移到地面站104c。以这种方式，通信网络100可以被配置为确保飞行器在沿其飞行计划的任何点处具有与至少一个地面基站建立的通信信道，只要飞行计划在其飞行期间的任何点处经过至少一个覆盖区域。

在一个或多个示例中，每个基站104a至104c可以分别通信耦合到基站控制器106a至106c。因此，在一个或多个示例中，地面基站104a可以通信耦合到基站控制器106a，地面基站104可以通信耦合到基站控制器106b，并且地面基站104c可以通信地耦合到基站控制器106c。如下面进一步详细描述的，每个基站控制器可以被配置为在飞行器经过与控制器被配置为进行操作的基站相对应的覆盖区域108a至108c时，在地面操作方与飞行器102之间实现基于RF的通信信道。在一个或多个示例中，实现基于RF的通信信道可以包括将操作方传输的信号调制到被指派给飞行器102的RF频谱频率，对所传输的信号应用适当的调制方案，以及应用诸如纠错码等的任何其他物理层通信协议。

在一个或多个示例中，通信网络100的目标可以是在网络内操作的任何给定飞行器102的整个飞行持续时间期间为该飞行器提供连续且可靠的RF频谱信道。在一个或多个示例中，向飞行器提供连续且可靠的RF频谱可以包括向飞行器提供单个RF频谱信道(即，时隙)，飞行器可以在其整个飞行持续时间期间可靠地使用该RF频谱信道与地面通信。在一个或多个示例中，给定空域中的每个飞行器都可以使用专用RF频谱信道(即，RF频谱中的频率范围，该频率范围对飞行器来说是唯一的，并且仅可由该个体飞行器用于从地面传输和接收通信)与地面通信。为了促进高效的飞行操作，在一个或多个示例中，耦合到其对应基站控制器106a至106c的每个地面基站104a至104c可以被配置为确保其覆盖区域108a至108c中的每个飞行器能够使用在被指派给该飞行器的RF频谱信道中传输的通信与地面进行通信。

在一个或多个示例中，每个地面基站104a至104c可以包括一个或多个天线，这一个或多个天线被安装到基站并且被配置为将信号从一个或多个地面操作方(即，飞行员)传输到被安装在飞行器上的一个或多个空中无线电102。在一个或多个示例中，并且如下面进一步详细描述的，该一个或多个天线可以被实现为计算机控制的天线阵列，该计算机控制的天线阵列可以被电子地“导向(steer)”以取决于飞行器在网络100中的位置而指向不同的方向。在一个或多个示例中，天线可以被实现为相控阵天线，该相控阵天线允许信号被定向在特定方向上，而无需物理地移动天线。通过将天线指向目标(即，将向天线传输数据和从天线接收数据的空中无线电)的方向，该天线能够最大化天线与空中无线电之间的通信链路的信噪比，从而确保地面与空中无线电之间的稳定通信链路。

图2示出了根据本公开的示例的用于航空通信网络的RF频谱管理的示例性系统。在本公开的一个或多个示例中，图2的通信网络200可以与上面参考图1描述的通信网络100包括相同的组件(即，飞行器102、地面基站104a至104c、以及基站控制器106a至106c)，但是还可以包括一个或多个频谱管理系统组件(在下面进一步详细描述)，该一个或多个频谱管理系统组件可以管理将RF频谱信道分配给网络200中的飞行器102的过程。

在本公开的一个或多个示例中，一个或多个飞行员/操作方206可以连接到网络200，以便将数据(诸如命令和控制数据)传输给一个或多个飞行器102。飞行员206中的每个飞行员可以通过频谱管理系统202通信地耦合到网络200，该频谱管理系统可以被配置为将RF频谱信道分配给由飞行员206控制的飞行器202中的每个飞行器。在一个或多个示例中，频谱管理系统202可以被配置为通过使用被分配给每个飞行器的指定RF频谱信道建立RF通信链路来促进每个飞行员206和其对应的飞行器102之间的通信链路。

在本公开的一个或多个示例中，频谱管理系统202可以被配置为管理飞行器102与飞行员/操作方206之间的每个活动通信链路。因此，在一个或多个示例中，如果频谱管理系统202确定给定的通信链路已经被破坏或降级，则频谱管理系统202可以采取动作来调整通信链路以减轻该问题。例如，在一个或多个示例中，如果飞行器102正在使用的给定RF频谱信道不再令人满意地或不再符合所需规范地执行，则频谱信道管理系统202可以实时地将RF频谱信道(下面详细描述)改变为备选的可用信道，以确保每个飞行器维持可靠的RF通信链路。在一个或多个示例中，如果飞行员偏离其广告的飞行计划(例如，比预期飞得要长)，则频谱管理系统202可以被配置为采取动作(例如，通过切换RF信道)以确保减轻对通信信道的任何干扰。

在本公开的一个或多个示例中，除了主动管理通信信道之外，频谱管理系统202还可以被配置为针对给定的飞行分配和预留一个或多个RF信道，以在飞行持续时间期间使用。如下面进一步详细描述的，频谱管理系统202可以接收飞行计划并且基于已提交的飞行计划以及其他因素(诸如天线的可用性)可以以考虑在飞行期间可能遇到的潜在干扰的确定性方式将RF信道分配给每个飞行。

在一个或多个示例中，上述频谱分配过程可以由频谱管理系统202实现，和/或可以在本文统称为“数字孪生”的一个或多个单独组件中被处理。由于在给定空域中有大量的信息并且成千上万的最终用户可能会请求频谱和/或业务信道，因此频谱管理系统的数字孪生可以用于执行所需的分析而不会影响操作系统。在一个或多个示例中，并且如图2的示例所示，数字孪生204可以与频谱管理系统202分开实现，以便减少频谱管理系统202的处理负载，从而使其能够自由地执行与管理经过频谱管理系统202管理的空域的飞行器的活动通信信道相关联的实时操作。备选地，数字孪生204也可以被实现为频谱管理系统的一部分，使得空中通信链路的实时管理和飞行计划两者都由同一组件执行。

在一个或多个示例中，数字孪生204可以被配置为从飞行员206接收针对要在给定的飞行计划期间使用的频谱的一个或多个请求。使用由飞行员提供的飞行计划以及其他因素(如下所述)，数字孪生可以确定飞行器的飞行开始时分配给该飞行器的RF频谱信道。一旦在数字孪生204中确认了请求，就可以在操作频谱管理系统202上执行通信信道的执行和指派。

如上所述，频谱管理系统202和数字孪生204可以协调给定通信网络中多个飞行器的RF频谱需求，以确保每个个体飞行器在其整个飞行期间都能接入与地面的可靠且连续的通信信道。在一个或多个示例中，频谱管理系统202和数字孪生204可以协同工作，以分配和预留用于个体飞行器的RF频谱信道，并且如下所述，可以监视飞行中的每个个体通信链路，以确保通信链路按其要求操作。

选择分配给给定飞行的射频信道可以涉及分析多个变量，以确保所选择的信道在飞行器的整个飞行持续时间期间满足该飞行器的需求。在一个或多个示例中，频谱管理系统202和数字孪生可以分析若干个变量，诸如可用的频谱资源、无线电链路吞吐量和性能要求、位置(包括高度)、时间段以及无线电频率环境，以在飞行员与飞行器之间指派非竞争资源。在一个或多个示例中，影响信道选择的变量可以由频谱管理系统202的若干个内部和外部组件来填充，这些组件一起工作以将飞行器与一个或多个RF信道匹配，以供在飞行期间使用，如下所述。

在一个或多个示例中，通信网络中的每个飞行员(即，操作方)可以在其飞行之前和飞行期间经由频谱管理系统202和数字孪生204与通信网络对接。在飞行之前，并且如下所述，飞行员可以与频谱管理系统和数字孪生对接，以接收基于飞行员的已提交的飞行计划和其他变量供在这些飞行员的飞行期间使用的RF频谱信道分配。在飞行期间，频谱管理系统202可以向飞行器和飞行员两者提供所分配的RF频谱信道，以建立连续的通信链路，并且频谱管理系统可以在飞行期间监视该链路，以确保该链路在规范内执行。

在本公开的一个或多个示例中，网络200可以包括一个或多个基站，这些基站可以通过或不通过这样的点对点通信链路连接到频谱管理系统202。在一个或多个示例中，提供并维护对频谱管理系统202的访问的服务提供方可能不提供对每一个期望的地理位置的覆盖。在一个或多个示例中，在飞行员可想要在其中操作飞行但不属于已有基站的覆盖区域内的区域中，服务提供方可以向飞行员提供临时或便携式基站208。在一个或多个示例中，临时/便携式基站可能没有与频谱管理系统202的连接，并且因此不能出于向飞行器提供RF信道的目的而向频谱管理系统接收/传输信息。在一个或多个示例中，这些未连接的基站将已经向频谱管理系统和数字孪生提交操作计划，以进行协调并设置地理围栏，以防止干扰和覆盖。

在一个或多个示例中，临时/便携式基站208可以用于在临时/便携式基站208与一个或多个飞行器无线电之间建立点对点和多点链路，以用于飞行操作。在本公开的一个或多个示例中，临时/便携式基站208的操作方可以向服务提供方通知基站208的“操作概念”，该操作概念描述飞行器的数目、飞行器将飞行的时间以及他们将用于与飞行器通信的频谱。虽然频谱监视系统202可以不向临时/便携式基站208发送实时信息，但频谱管理系统202可以使用临时/便携式基站的操作概念来更新连接到网络的基站106a至106c的地理围栏(在下面详细描述)，并且可以工作以确保在其网络200内飞行的航班不会对临时/便携式基站208的飞行操作造成干扰。在一个或多个示例中，频谱管理系统202可以向经过网络200的航班的操作方通知由临时/便携式基站208引起的对其操作的物理限制，并且可以在进行RF频谱时隙分配时考虑临时/便携式基站208的操作。以这种方式，尽管频谱管理系统202可能不协调临时/便携式基站208的操作，但它可以工作以保护其自己的网络(即，连接到频谱管理系统的基站)不受临时/便携式基站的点对点操作的操作的影响。

图3示出了根据本公开的示例的用于RF频谱分配和管理的示例性系统。在一个或多个示例中，系统300可表示图1和图2所示的通信网络的单个链路，并且包括管理飞行员302与飞行器336之间的链路的组件。在本公开的一个或多个示例中，飞行员302与飞行器336之间的链路的规划、创建和操作可以从飞行员302向数字孪生304提交关于他们的所提议的飞行的信息开始。在一个或多个示例中，并且如图3所示，由飞行员302向数字孪生304传输的信息可以包括飞行计划、飞行器/无线电配置和吞吐量要求。

在一个或多个示例中，由飞行员302提交的飞行计划(也可以称为操作计划)可以包括飞行任务细节，诸如飞行器在所提议的飞行期间的预期定时、高度、位置和速度。在一个或多个示例中，飞行员302可以将飞行计划提交给监管主体(诸如美国联邦航空管理局(FAA))以供批准，并且出于获得一个或多个RF频谱信道以供在所提议的飞行期间使用的目的，另外将飞行计划经由数字孪生304发送到频谱管理系统。除了飞行计划之外，飞行员302还可以向数字孪生304发送附加信息，数字孪生可以使用该附加信息来选择RF频谱信道并将其分配给用户。例如，在一个或多个示例中，飞行员304可以传输飞行器或无线电的配置，以便通知数字孪生304飞行员在飞行期间将与之通信的无线电的类型。无线电配置的知识可以允许数字孪生304不仅理解飞行器的频谱需求，而且还可以允许数字孪生确定和预测关于通信信道的其他必要信息，诸如调制方案和将在飞行中活动的前向纠错码。

在本公开的一个或多个示例中，飞行员302还可以向数字孪生304传输吞吐量要求。在一个或多个示例中，吞吐量要求可以表示需要通过通信链路发送和接收的数据量。在一个或多个示例中，吞吐量可以由飞行员302指定，或者可以基于由飞行员提交的飞行器/无线电配置来得出。例如，在一个或多个示例中，特定的飞行器(诸如无人机)可能需要一定的数据吞吐量，以使信道正确地操作其自动驾驶特征，并且因此，通过了解飞行器类型，系统可以得出针对该飞行的吞吐量要求。如下面详细描述的，吞吐量要求可以用于确定RF频谱信道的带宽总量，并且因此可以通知选择具有有效带宽以适应飞行的吞吐量要求的一个或多个信道。

如上所述，数字孪生304可以使用飞行员302传输给它的飞行计划和其他信息、以及其他信息来选择一个或多个RF频谱信道以供飞行员302在他们的飞行期间使用。在一个或多个示例中，数字孪生304可以访问业务信道池314，以确定服务于给定飞行的RF频谱信道的可用性。在一个或多个示例中，业务信道池314可以表示可能用于服务于给定飞行的所有RF频谱信道。然而，由于在任何给定时间处在网络中可存在多个飞行器，并且需要出于紧急目的预留某些信道(下面详细描述)，因此在飞行基于飞行器的飞行计划所需的时间和位置期间并非业务信道池314中的每一个信道都可供特定飞行器使用。

在一个或多个示例中，数字孪生304可以从业务信道池314中选择一个或多个信道，如上所述，该业务信道池可以包括可用子信道316、预留信道318和受限业务信道320。

为了将RF信道分配给飞行器，在一个或多个示例中，数字孪生304可以首先确定在飞行器的整个飞行期间RF覆盖是否对该飞行器可用。为此，在一个或多个示例中，频谱管理系统的数字孪生304可以为网络中的地面基站中的每个地面基站的覆盖区域设置“地理围栏”，如在306所示。在一个或多个示例中，“地理围栏”306可以指覆盖区域内的有针对飞行业务的足够RF可用性的区。在一个或多个示例中，当飞行员302提交飞行计划时，系统可以查询地理围栏306，以确保在整个计划的路径上以及在飞行计划中表达的所有高度处都有RF可用性。在本公开的一个或多个示例中，地理围栏可以与飞行的飞行员/操作方共享，并且可以被编程到空中交通工具的自动驾驶仪中以在飞行期间使用。

在一个或多个示例中，可以使用由数字孪生304维护的动态链路预算308来创建地理围栏。在一个或多个示例中，每个地理围栏306可以具有其自己的动态链路预算308。动态链路预算308可以确定给定地理围栏在任何特定时刻的RF可用性，并且甚至可以基于各种参数预测给定地理围栏在未来的RF可用性。在一个或多个示例中，动态链路预算308可以包括诸如以下参数：天线增益、RF损耗、接收器灵敏度、功率、频率、频谱带宽、业务信道大小/数量(即，子信道、资源块)、服务质量(QOS)要求、调制、频谱监视系统结果(下面将进一步详细描述)和任何已知的同信道干扰源的位置。动态链路预算308还可以包括RF安全裕度，以确保地理围栏306中的可靠通信信号。在一个或多个示例中，操作频谱管理系统322(下面详细描述)可以维护链路预算的实时版本，该实时版本基于RF环境中的变化的条件而变化。在一个或多个示例中，数字孪生304可以维护链路预算的模型，并且该动态链路预算308可以用于基于给定飞行路径所涉及的时间来预测未来时间的RF条件。在一个或多个示例中，针对每个地理围栏的动态链路预算可以使用在该区域中的基站中的每个基站处的RF频谱活动的测量来核实，以确保动态链路预算包括最新信息并且准确地反映动态链路预算意图建模的RF环境。在一个或多个示例中，每个地理围栏可以被配置为基于呈现给频谱管理系统的飞行计划的组成部分、在每个基站处采用的频谱监视系统、在每个基地站处的波束/零位成形天线的能力、以及其他空中无线电的已知位置来预测覆盖。在一个或多个示例中，可以监视在基站处创建的无线电链路的实际性能，并且将信息发送给频谱管理系统，以用于地理围栏的核实和修改。

在一个或多个示例中，作为将RF频谱信道分配给飞行器的过程的一部分，数字孪生304可以交叉参考动态链路预算与经校准的RF覆盖范围预测工具310。在一个或多个示例中，RF覆盖范围预测工具310使用适当的RF预测模型、形态、拓扑、天线方向图特性和天线高度来基于远程无线电配置和用户要求创建动态地理围栏覆盖区域。在一个或多个示例中，RF覆盖范围预测工具310可以用于基于飞行已提交的飞行计划来生成针对飞行将经过的每个地理围栏覆盖区域的动态链路预算。

在本公开的一个或多个示例中，数字孪生304还可以被配置为确定波束/零位导向天线是否可以以彼此不冲突的方式同时向意图的目标提供所需的波瓣和零位。如上所述，基于提交给数字孪生的飞行计划，数字孪生可以具有飞行器之间的潜在信道干扰的先验知识。例如，在特定基站处，经过该基站处的空域的空中无线电可能经历来自与其自身相应的基站同时通信的飞行器正在传输的通信的信道干扰，该飞行器正在经过相邻覆盖区域。在一个或多个示例中，并且如上所述，波束/零位导向天线可以将波瓣(即，波束)投射到期望的信号(即，在其覆盖区域中的空中无线电)处，并且将零位信号指向相邻覆盖区域中的另一飞行器，以便将由该飞行器引起的干扰最小化。然而，如上所述，可以要求天线协调其元件(即，发射元件和接收元件)，使得彼此正在接收和传输的信号不会例如由于交叉波束并且因此在天线内产生冲突而互相干扰。由于单个波束/零位导向天线可以一次操作多个通信信道，因此波束/零位导向天线必须确保其以不会引起冲突的方式操作这些通信链路(即，波束和零位不会相互干扰)。

在一个或多个示例中，作为确保所接收的飞行计划在其飞行持续时间内具有RF可用性的过程的一部分，数字孪生304可以模拟并确定所需的波瓣和零位及其方向是否会导致如上所述的天线中的冲突。如果检测到天线冲突，则数字孪生304可以警告操作方由于冲突而需要调整飞行计划。

在飞行的操作期间，特定飞行计划所涉及的网络元件将在飞行员与基于地面的控制系统操作方之间来回传输通信。出于监管和安全目的，可以要求记录这些传输。鉴于飞行员与空中资产之间的通信的敏感性质，(根据数字孪生的飞行计划建立的)通信链路的安全性应不受外部威胁的影响，并且能够提供法律监管链，以便保持在通信网络中的元件之间传输的数据记录的完整性。在一些示例中，法律监管链提供了航空通信网络中的控制、分析和/或数据传输历史的按时间顺序排列的文档。换言之，当记录跨针对特定飞行所建立的网络发生的传输时，每个传输都应该被验证，并且然后仅在确定该传输合法的情况下才进行记录。在一个或多个示例中，通过访问控制列表(ACL)来确定传输是合法的。在一个或多个示例中，如果传输从地面控制系统发送到飞行器和/或该传输从飞行器发送到地面控制系统，则该传输是合法的。以这种方式，可以创建特定飞行的数据传输的记录，同时最小化该记录包括未经授权的或不准确的数据的风险，否则这些数据会破坏记录。

验证数据或事务(即网络元件之间的数据传输)的真实性的一种方法是利用分布式账本技术来维护航班记录。分布式账本作为去中心化的数据库操作，其中账本的每个节点可以通过仅允许在账本的节点之间存在共识的情况下更新账本来以安全的方式独立更新被存储在该账本上的数据。如下面进一步详细描述的，分布式账本可以在基于飞行计划的通信网络中使用，以创建能够符合各种监管机构的安全要求的不可变的飞行记录。在一个或多个示例中，除了分布式账本之外或备选地，可以采用认证系统中的数据或事务的其他方法。例如，在一个或多个示例中，可以将所接收的数据或事务与系统的预期行为进行比较，以验证事务的真实性。例如，可以通过确定与系统上发生的其他数据和事务相关地的所接收的数据或事务的定时(即，接收数据或事务的时间)来验证其定时和身份。在一个或多个示例中，如果所接收的数据或事务相对于其他事务接收得太快或太慢(例如，如果所接收的事务旨在响应先前所接收并经验证的事务)，则系统可以判定该消息未经验证或不真实。在一个或多个示例中，认证数据或事务的其他方法可以与下面描述的分布式账本技术结合使用，以提供所接收的事务或数据是真实的进一步保证。

图4示出了根据本公开的示例的示例性分布式账本系统。在一个或多个示例中，分布式账本400可以包括一个或多个分布式账本节点410。分布式账本节点410可以以去中心化的形式分跨一个或多个人、机构、位置和/或处理器分布。在一个或多个示例中，分布式账本400的每个节点410可以包括并维护记录数据的账本412。每个分布式账本节点410遵循相同的协议来维护和更新其相关联的账本412。例如，当分布式账本400接收新数据时，该新数据被发送给每个分布式账本节点410。一旦个体分布式账本节点410接收到新数据，该分布式账本节点就可以将该新数据附加到存储在账本412中的已有数据以形成输入数据，将加密哈希函数应用于输入数据以生成经哈希的输出，并且将经哈希的输出存储到其相关联的账本412。通过使用被存储在账本412中的已有数据来产生哈希输出，分布式账本400能够创建密码哈希链接数据的顺序链，该顺序链充当历史账本信息的安全且不可变的记录。

分布式账本400能够通过使每个分布式账本节点410独立地维护其账本412、并且然后验证所有分布式账本节点410产生相同的账本412来提供进一步的安全性和可验证性。特别地，分布式账本400可以被配置为使得分布式账本节点410中的一个或多个分布式账本节点可以参与与一个或多个其他分布式账本节点410的共识，使得每个达成共识的分布式账本节点410使用相同的协议(例如，相同的加密哈希函数)来维护并且更新其相关联的账本412。参与共识的分布式账本节点410可以交换账本信息以验证达成共识的每个分布式账本节点410具有被存储在其相关联的账本412中的相同数据。在一个或多个示例中，分布式账本400可以使用拜占庭容错(BFT)来实现共识。通过使分布式账本节点410独立地记录和维护账本412，分布式账本400降低了错误或集中攻击可能对被记录在账本412中的数据的完整性造成的风险。分布式账本400可以通过从每个账本412收集账本数据、并使用数据记录中大多数账本412一致同意的数据来生成单个数据记录。

分布式账本400的配置允许采用分布式账本400的系统能够以安全和不可变的方式记录数据。分布式账本400可以在航空通信网络中被采用，以生成空中资产与地面之间的通信记录，使得该记录满足监管方提出的可靠性、完整性和可用性性能目标。通过在航空通信网络中采用分布式账本400，空中资产与地面之间的通信链路可以更安全地抵御外部威胁，并且可以创建要由第三方由于监管或技术要求而访问和使用的不可变的通信记录。

图5示出了根据本公开的示例的具有分布式账本能力的示例性航空通信网络。在一个或多个示例中，航空通信系统500可以包括一个或多个空中站510。空中站510可以包括自动驾驶仪512和无线电514。在一个或多个示例中，空中站510可以位于飞行器上，诸如图1所示的飞行器102。在一个或多个示例中，自动驾驶仪512可以被配置为基于在无线电514处所接收的传输来命令和控制飞行器102。传输可以从地面上的飞行员被中继到无线电514，该飞行员经由如上关于图1至图2所述的通信网络从地面向空中站510提供命令。在一个或多个示例中，航空通信系统500可以包括一个或多个飞行员站520。飞行员站520可以包括飞行员控件522和无线电524。飞行员站520可以由地面上的飞行员/操作方206使用。在一个或多个示例中，飞行员/操作方206可以基于在无线电524处所接收的来自空中站510的传输来查看飞行信息。在一个或多个示例中，飞行员/操作方206可以经由如以上关于图1至图2描述的通信网络向空中站510提供命令。

在一个或多个示例中，航空通信系统500可以包括一个或多个基站530。基站539可以被配置为在地面与空中资产之间传输通信。在一个或多个示例中，基站530可以包括无线电532和无线电534。在一个或多个示例中，无线电532可以与空中站510的无线电514交换遥测分组。在一个或多个示例中，无线电设备532和无线电设备514之间的分组交换可以使用互联网协议第六版(IPv6)作为用于格式化数据传输的协议。在一个或多个示例中，无线电534可以与飞行员站520的无线电524交换遥测分组。在一个或多个示例中，无线电532和无线电514之间的分组交换可以使用IPv6作为用于格式化数据传输的协议。在一个或多个示例中，遥测分组可以由飞行器(诸如图1中的飞行器102)生成。在一个或多个示例中，遥测分组可以由飞行员(诸如图2中的飞行员206)生成。在一个或多个示例中，遥测分组可以由边缘路由器(诸如边缘路由器538、544和552)生成并在边缘路由器之间传输。

在一个或多个示例中，基站530可以包括边缘路由器538，用以在地面与空中资产之间传输通信。无线电532和无线电534可以与边缘路由器538交换遥测分组。在一个或多个示例中，由无线电532传送的遥测分组可以包括来自空中站510的飞行信息。在一个或多个示例中，被传送给无线电534的遥测分组可以包括由飞行员/操作方206提供的命令信息。无线电532、无线电534和边缘路由器538之间的分组交换可以使用IPv6作为用于格式化数据传输的协议。

在一个或多个示例中，基站530可以被配置为通过包括用于存储账本信息的基站数据库536来充当分布式账本节点。在一个或多个示例中，无线电532、无线电534和边缘路由器538可以与基站数据库536传送数据分组。在一个或多个示例中，与基站数据库536所传送的数据分组可以用于更新被存储在基站数据库536处的账本数据。响应于接收到数据分组，基站数据库536可以通过以下来更新其账本数据：将新的数据分组附加到已有账本数据来生成输入数据，将加密哈希函数应用于该输入数据以生成经哈希的输出，以及将该经哈希的输出作为更新的账本信息存储到基站数据库536。在一个或多个示例中，一个或多个基站数据库536可以达成共识，使得相同的账本数据被存储在每个基站数据库536处。

在一个或多个示例中，基站530可以包括飞行员控件518。飞行员控件518可以与边缘路由器538交换遥测分组。在飞行员控件518与边缘路由器538之间分组交换可以使用IPv6作为用于格式化数据的传输的协议。在一个或多个示例中，飞行员控件518可以与基站数据库536传送数据。在一个或多个示例中，在飞行员控件518与基站数据库536之间传送的数据可用于在基站数据库536处构建账本数据。

在一个或多个示例中，航空通信系统500可以包括具有一个或多个边缘路由器544的一个或多个MEC系统540。边缘路由器544可以相互交换数据分组，其中这些数据分组包含空中资产与地面之间的通信。在一个或多个示例中，边缘路由器544之间的分组交换使用IPv6作为用于格式化数据的传输的协议。在一个或多个示例中，MEC系统540的至少一个边缘路由器544可以与基站530的边缘路由器538传输遥测分组。

在一个或多个示例中，MEC系统540可以被配置为通过包括用于存储账本信息的MEC数据库542来充当分布式账本节点。在一个或多个示例中，边缘路由器544可以与MEC数据库542传送数据分组。在一个或多个示例中，与MEC数据库542所传送的数据分组可以用于更新被存储在MEC数据库542处的账本数据。响应于接收到数据分组，MEC数据库542可以通过以下来更新其账本数据：将新的数据分组附加到已有账本数据来生成输入数据，将加密哈希函数应用于输入数据以生成经哈希的输出，以及将该经哈希的输出作为更新的账本信息存储到MEC数据库542。在一个或多个示例中，MEC数据库542与基站数据库536达成共识，使得被存储在MEC数据库544处的账本数据与存储在基站数据库536处的账本数据一致。在一个或多个示例中，一个或多个MEC数据库542达成共识，使得存储在MEC数据库542处的账本数据可以是一致的。

在一个或多个示例中，航空通信系统500可以包括核心DC 550。在一个或多个示例中，核心DC 550可以包括与MEC系统540的边缘路由器544交换数据分组的一个或多个边缘路由器552。被传输给边缘路由器522和从边缘路由器552传输的数据分组可以包括空中资产与地面之间的通信。在一个或多个示例中，MEC系统540的边缘路由器544与核心DC 550的边缘路由器552之间的分组交换可以使用IPv6作为用于格式化数据的传输的协议。

在一个或多个示例中，核心DC 550可以被配置为通过包括核心DC数据库554来充当分布式账本节点。在一个或多个示例中，边缘路由器552可以与核心DC数据库554传送数据分组。在一个或多个示例中，所传送的数据可以用于在核心DC数据库554处构建账本数据。在一个或多个示例中，在边缘路由器552与核心DC数据库554之间传送的数据分组可以用于更新被存储在核心DC数据库554处的账本数据。响应于接收到数据分组，核心DC数据库554可以通过以下来更新其账本数据：将新的数据分组附加到已有账本数据来生成输入数据，将加密哈希函数应用于输入数据以生成经哈希的输出，以及将该经哈希的输出作为更新的账本信息存储到核心DC数据库554。在一个或多个示例中，核心DC数据库554可以与MEC数据库542达成共识，使得被存储在核心DC数据库554处的账本数据与被存储在MEC数据库544处的账本数据一致。在一个或多个示例中，核心DC数据库554可以与基站数据库536达成共识，使得被存储在核心DC数据库554处的账本数据与被存储在基站数据库536处的账本数据一致。

在一个或多个示例中，核心DC 550可以包括监视和管理站556。监视和管理站556可以包括一个或多个处理器。在一个或多个示例中，监视和管理站556可以向频谱管理系统202提供接口，以支持对所计划的、活动的和完成的飞行信息的访问控制策略。监视和管理站556还可以管理对在航空通信系统500中传输或存储的专门预定义数据的访问。例如，监视和管理站556可以利用滤波技术来允许内部和外部服务访问能够实现和支持飞行任务的信息。在一个或多个示例中，监视和管理站556可以在飞行完成后提供关于数据完整性的性能报告功能。

在一个或多个示例中，核心DC 550可以包括飞行计划服务558。在一个或多个示例中，飞行计划服务558可包括一个或多个处理器。在一个或多个示例中，飞行计划服务558可以接收飞行计划信息。

在一个或多个示例中，航空通信系统500包括用户界面560，以从经授权的用户接收飞行计划信息和/或将飞行计划信息传输给飞行计划服务558。在一个或多个示例中，用户界面560可以包括在移动设备上运行的移动客户端562。在一个或多个示例中，用户界面564可以包括在启用互联网的设备上运行的Web客户端564。

在一个或多个示例中，飞行计划服务558可以将飞行计划信息与航空通信系统500中的一个或多个网络元件相关联，如图3所描述。通过将飞行计划信息与一个或多个网络元件相关联，可以在逐个飞行计划的基础上初始化航空通信网络500。特别地，被标识的网络元件可以被初始化为分布式账本节点，其中账本信息存储每个分布式账本节点处相关联的数据库中。在一个或多个示例中，飞行计划服务558可以将飞行计划信息传送到利用飞行计划标识的一个或多个网络元件，并且这些网络元件利用飞行计划信息初始化相关联的账本信息。初始化航空通信系统500的过程如图6所示。

图6示出了根据本公开的示例的用于初始化具有分布式账本能力的航空通信系统的示例性过程。在一个或多个示例中，飞行计划信息可以由核心DC 550接收。一旦航空通信网络500接收到飞行计划信息，在核心DC 550处的频谱管理系统202就可以关联飞行计划信息以标识和初始化航空通信系统500中飞行计划所涉及的一个或多个网络元件。在一个或多个示例中，初始化过程600可以在步骤602开始，其中航空通信系统500的飞行信息所涉及的网络元件接收与新的飞行计划信息相关的信息。由网络元件接收的飞行计划信息可以包括时间、飞行路线、持续时间、速度、高度、位置、机身类型、无线电和天线配置、和/或数据吞吐量信息。在一个或多个示例中，在步骤602中所接收的飞行信息可以包括航空通信系统500中与飞行计划相关的一个或多个网络元件。在一个或多个示例中，在步骤602中所接收的飞行信息可以包括航空通信系统500中达成共识的一个或多个网络元件。

在本公开的一个或多个示例中，频谱管理系统(诸如以上关于图2至图3描述的频谱管理系统)可以用于标识针对给定飞行计划的一个或多个网络元件。当基于地面的操作方向频谱管理系统提交飞行计划时，该频谱管理系统可以(从通信链路的角度)规划飞行，以便确保在整个飞行持续时间为飞行提供可靠的通信链路。一旦已经建立通信链路计划，则该链路计划所涉及的网络元件可以与飞行计划相关联。因此，在步骤602处，飞行计划可以包括如由频谱管理系统确定的与飞行计划相关联的网络元件的标识。

在步骤602处接收到具有网络元件的标识的飞行计划后，过程600可以移动到步骤604，其中被存储在网络元件处的数据库中的账本可以利用步骤602中所接收的飞行信息被初始化。在一个或多个示例中，网络元件可以通过将加密哈希函数应用于飞行信息并将加密哈希功能的输出存储在存储器中来初始化账本信息。在一个或多个示例中，账本包括航空通信系统500中的由在步骤602中接收到的飞行信息标识的网络元件的信息。在一个或多个示例中，账本信息标识航空通信系统500中参与共识的一个或多个网络元件。

在一个或多个示例中，除了包括由在步骤602中接收到的飞行信息标识或涉及的航空通信的网络元件之外，在步骤604处，分布式账本还可以包括对飞行计划的任务有贡献的附加网络元件，但这些附加网络元件不必是通信链路本身的一部分。例如，在一个或多个示例中，分布式账本可以包括与特定飞行计划相关联的雷达设施，或者在飞行按飞行计划执行时使用的其他地面支持设施。在一个或多个示例中，有助于飞行计划的任务的附加网络元件可以与提供飞行器与地面之间的通信链路的通信网络相关联，或者在一个或多个示例中，可以与第三方网络相关联，该第三方网络不是通信网络的一部分但仍有助于服务于在通信网络内飞行的飞行计划。

在一个或多个示例中，如果第三方服务向网络提供飞行计划，例如通过应用编程接口(API)或用于向频谱管理系统发送飞行计划的其他方法，则出于创建分布式账本的目的(如下文关于步骤606所述)，第三方也可以被标识为网络的成员。在一个或多个示例中，API本身可以工作以确保频谱管理系统具有关于第三方服务的足够信息，以确保第三方服务可以作为节点被包括在分布式账本中。以这种方式，飞行计划从第三方到频谱管理系统(或航空通信网络)的传输可以成为给定飞行计划的记录的一部分，使得在稍后要访问特定航班的记录的情况下，则作为该记录的一部分，飞行计划的该传输和传输的内容是该记录的部分并且也可以被访问。

在步骤604处初始化账本之后，过程600可以移动到步骤606，其中被标识为参与共识的网络元件可以执行共识过程，以确保所有分布式账本节点处的账本信息是相同的。在一个或多个示例中，共识算法可以涉及网络元件将其账本信息发送给参与共识的其他网络元件。在一个或多个示例中，共识算法可以涉及网络元件从参与共识的其他网络元件接收账本信息。然后，网络元件可以将从其他网络元件所接收的账本信息彼此相比较，并且与和该网络元件相关联的账本信息相比较。在一个或多个示例中，网络元件可以更新相关联的账本信息，使得账本信息与从参与共识的其他网络元件所接收的账本信息的大部分一致。在一个或多个元件中，更新的账本信息通过密钥和/或加密签名被链接到历史账本信息。

在一个或多个示例中，上文关于步骤606所述的共识可以在飞行任务发生之前进行，使得针对给定飞行计划的分布式账本在飞行发生之前被建立。然而，除了在飞行开始之前进行共识程序之外，在一个或多个示例中，还可以在整个飞行中周期性地进行以上在步骤606处描述的共识过程，从而增加与飞行计划相关联的网络的安全性。在一个或多个示例中，可以以预定的周期性进行共识。例如，在一个或多个示例中，共识过程可以在涉及飞行计划的每一个事务(即，在与飞行计划相关联的各个组件之间传输数据)之后执行，从而使得共识过程的周期性几乎连续。备选地或附加地，可以在网络中的元件之间预定数目的传输发生之后执行共识过程。

在一个或多个示例中，共识更新的周期性可以基于用于实现飞行计划的通信网络的时延要求。执行共识过程可以使用计算资源并且导致网络元件之间的传输变得延迟。虽然当共识过程的周期性是低的时(即，仅进行一次共识或不经常进行共识)，这种时延是可以容忍的，但增加的周期性可能导致不符合通信网络规范的通信时延。在一个或多个示例中，可以基于共识过程的所需周期性来选择与分布式账本相关联的哈希函数和加密。例如，在期望高周期性的情况下，可以采用轻量且较少依赖于资源的加密方案，使得增加的周期性不会导致通信信道中的超出规范的时延。

在一个或多个示例中，共识过程可以被分段，使得每次针对给定飞行计划执行共识过程时，不是通信网络或相关联的网络元件中的每一个元件都需要成为共识过程的一部分。例如，当飞行计划首次从第三方被传输给频谱管理系统时，该第三方可以是在执行飞行之前执行的共识过程的一部分。然而，在飞行操作期间，如果要执行进一步的共识过程，则在一个或多个示例中，该共识过程可以不需要包括提供飞行计划的第三方系统，并且仅包括网络中活跃地参与支持飞行计划的元件。通过以这种方式将共识分段，可以最小化分布式账本过程所产生的总体时延。

在步骤608中，过程600确定是否达成共识。如果没有达成共识，则数据分组的传输或在初始化过程中可能存在错误。在一个或多个示例中，如果确定未实现共识，则通知核心DC 550已经发生错误。在一个或多个示例中，如果确定未实现共识，则重复步骤606和608，直到达成共识并且参与共识的所有网络元件具有相同的账本信息。

如果在步骤608中确定已经达成共识，则过程600继续到步骤610。在步骤610中，网络元件可以通知核心DC 550处的频谱管理系统202已经实现共识。在一个或多个示例中，航空通信系统500可以在接收到已经实现共识的通知之后开始传输数据分组。

一旦过程600完成，航空通信网络500就被配置为使得所接收的飞行计划信息中涉及的网络元件被初始化为达成共识的分布式账本节点。航空通信网络500然后准备开始飞行计划，并且传输用于在空中资产与地面之间的通信的数据分组。在飞行计划的执行期间，航空通信网络500的分布式账本被更新，使得账本信息提供空中资产与地面之间的安全且不可变的通信记录。当传输数据分组时，航空通信系统500中的网络元件可以使用如下所述的过程700来更新账本信息。

图7示出了根据本公开的示例的用于在飞行计划的执行期间更新分布式账本的示例性过程。过程700可以由网络元件在其接收到来自另一网络元件的数据分组之后执行。

过程700可以在步骤702处开始，其中网络元件可以接收数据分组702。在一些示例中，可以使用IPv6作为用于格式化数据传输的协议来传输数据分组。

在步骤704中，网络元件可以将在步骤702中所接收的数据附加到被存储在其账本中的已有数据以形成输入数据，将加密哈希函数应用于该输入数据以生成经哈希的输出，并且将该经哈希的输出附加到数据分组。在一些示例中，用于生成哈希输出的加密哈希函数可以取决于数据分组被传输的方向、数据分组的源、和/或分组的目的地，使得经哈希的输出可以提供数据分组的传输历史的记录。在一些示例中，数据分组的方向取决于该数据分组是从飞行器传输到地面控制系统还是从地面控制系统传输到飞行器。在一些示例中，加密哈希函数可以是SHA1函数和/或MD5函数。在一个或多个示例中，网络元件可以将从一种类型的加密哈希函数生成的经哈希的输出附加到传入分组，并且将从另一类型的加密哈希函数生成的另一经哈希的输出附加到传出分组。在一个或多个示例中，用于生成附加到一个分组的哈希值的加密哈希函数的类型可以用于确定方向、传输分组的源网络元件、和/或接收分组的目标网络元件。

在步骤706中，网络元件可以将来自从步骤704生成的分组的数据转换为数据结构，并且将该数据结构存储在与网络元件相关联的账本中。网络元件将数据结构添加到其账本后，该网络元件继续到步骤708以与参与共识的其他网络元件达成共识。为了达成共识，网络元件向参与共识的其他网络元件发送数据结构的副本，使得其他网络元件可以利用该数据结构更新其相关联的账本以实现共识。

在一个或多个示例中，所执行的飞行计划可能偏离在过程600中用于初始化航空通信系统500的初始飞行计划。飞行中的偏离可能是时间、飞行路线、持续时间、速度、高度、位置、机身类型、无线电和天线配置和/或数据吞吐量信息。飞行计划中的偏离可以修改(例如，添加或删除)飞行计划所涉及的网络元件。如果飞行计划的偏离改变了所涉及的网络元件，则航空通信系统500可以根据偏离的飞行计划修改航空通信系统的与飞行相关联的网络元件500，并且分布式账本可以重新建立共识。

图8示出了根据本公开的示例的用于在飞行计划被修改的情况下修改分布式账本的示例性过程。在一个或多个示例中,图8的过程800可以在步骤802处开始，其中网络元件可以接收飞行器已经发生偏离使得飞行计划已经被修改的指示。在一个或多个示例中，该指示可以由核心DC 550传输。

在一个或多个示例中，在步骤802处接收到偏离的指示之后，过程800可以移动到804，其中频谱管理系统或管理分布式账本的其他处理实体可以确定与该经修改的飞行计划相关联的网络元件是否和与原始飞行计划相关联的网络元件不同。在一个或多个示例中，核心DC 550的飞行计划服务558可以确定网络元件中是否存在变化，并且将该信息传输给当前与航空通信系统500相关联的网络元件。在一个或多个示例中，经授权的用户可以通过核心DC 550处的监视和管理站556输入与网络元件的变化有关的信息，并且核心DC 550将该信息传输给当前与航空通信系统500相关联的网络元件。

如果在步骤804中确定经修改的飞行计划没有改变与航空通信系统500相关联的网络元件(例如，经修改的飞行计划不涉及向航空通信系统500添加新的网络元件或从当前航空通信系统500中移除已有的网络元件)，则网络元件进行到步骤806，并且继续如过程700所描述的数据传输。

如果在步骤804中确定经修改后的飞行计划修改了与航空通信系统500相关联的网络元件，则过程800可以进行到步骤808，其中利用经修改的飞行计划所标识的网络元件的列表被更新。

作为修改分布式账本上的节点的过程的一部分，在步骤808处，航空通信网络500基于经修改的网络元件列表，建立具有分布式账本节点的更新的分布式账本。具有更新的分布式账本的航空通信网络500与更新的分布式账本系统的其他网络元件重新建立共识。在一些示例中，网络元件可以将其相关联的账本信息发送给在更新的分布式账本中参与共识的其他网络元件，从在更新的分布账本中参与共识的其他网络元件接收账本信息，并且执行如上所述的共识过程。在一些示例中，共识过程包括传输先前在与原始接收的飞行计划相关联的分布式账本系统的每个节点处被记录的数据。

一旦飞行完成，航空通信系统500中的通信终止，并且飞行计划期间的通信的安全且不可变记录被生成并被存储。在飞行计划终止时，与飞行计划相关联的网络元件可以执行如图9中的过程900所描述的解激活过程。

图9示出了用于在飞行计划已经终止之后处理分布式账本的示例性过程。在步骤902中，网络元件接收飞行已经终止的指示。在一个或多个示例中，该指示可以在空中资产着陆之后或在无线电514关闭之后由空中站510发送。在一个或多个示例中，该指示可以在飞行员关闭无线电524之后由飞行员站520传输。在一个或多个示例中，经授权的用户可以在用户接口560处输入飞行已经终止的指示，并且该指示随后由核心DC 550传输给航空通信系统500中的网络元件。

在网络元件在步骤902接收到飞行已经终止的指示后，网络元件进行到步骤904。在步骤904中，网络元件将其相关联的账本解激活，并且网络元件不再与飞行计划相关联。一旦网络元件不再与飞行计划相关联，航空通信系统500中的通信就不再由网络元件记录。

在步骤906中，网络元件将其相关联的账本信息存储在集中式存储库中。相关联的账本信息包含与已完成的飞行计划相关的安全且不可变的通信记录。在一个或多个示例中，每个网络元件将其相关联的账本信息存储在集中式存储库中，使得集中式存储库包含账本信息的多个副本。在一个或多个示例中，网络元件达成共识，并且账本信息的仅一个副本被存储在集中式存储库中。在一个或多个示例中，通过WiFi或任何其他基于互联网的通信链路将账本信息传送给集中式存储库。

图10示出了根据本公开的示例的示例性计算系统。图10示出了计算系统1000的示例，根据一些实施例，系统1000可以是客户端或服务器。如图10所示，系统1000可以是任何合适类型的基于处理器的系统，诸如个人计算机、工作站、服务器、手持计算设备(便携式电子设备)(诸如电话或平板式计算机)或专用设备。系统1000可以包括例如输入设备1020、输出设备1030、一个或多个处理器1010、存储器1040和通信设备1060中的一项或多项。输入设备1020和输出设备1030通常可以对应于上面描述的那些，并且可以与计算机连接或集成。

输入设备1020可以是提供输入的任何合适的设备，诸如触摸屏、键盘或小键盘、鼠标、虚拟/增强现实系统的手势识别组件、或语音识别设备。输出设备1030可以是或包括提供输出的任何合适的设备，诸如显示器、触摸屏、触觉设备、虚拟/增强现实显示器、或扬声器。

存储装置1040可以是提供存储的任何合适的设备，诸如电、磁或光存储器，包括RAM、高速缓存、硬盘驱动器、可移除存储盘或其他非暂态计算机可读介质。通信设备1060可以包括能够通过网络传输和接收信号的任何合适的设备，诸如网络接口芯片或设备等。计算系统1000的组件可以以任何合适的方式连接，诸如经由物理总线连接或无线地连接。

处理器1010可以是任何合适的处理器或处理器的组合，包括中央处理单元(CPU)、现场可编程门阵列(FPGA)和专用集成电路(ASIC)中的任一项或其任何组合。可以被存储在存储装置1040中并且由一个或多个处理器1010执行的软件1050可以包括例如体现本公开的功能或功能的一部分的编制程序(例如，如在如上所述的设备中体现的)。

软件1050也可以在任何非暂态计算机可读存储介质内被存储和/或传输，以供指令执行系统、装置或设备使用或与之结合使用，诸如上文所述的指令执行系统、装置或设备，这些指令执行系统、装置或设备可以从所述指令执行系统、装置或设备获取与软件相关联的指令并执行这些指令。在本公开的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何介质，诸如存储装置1040，该存储装置可以包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用或与之结合使用的编制程序。

软件1050也可以在任何传输介质内被传播，以供指令执行系统、装置或设备使用或与之结合使用，例如上文所述的指令执行系统、装置或设备，这些指令执行系统，装置或设备可以从所述指令执行系统、装置或设备获取与软件相关联的指令并执行指令。在本公开的上下文中，传输介质可以是能够传递、传播或传输编制程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与之结合使用的任何介质。传输计算机可读介质可以包括但不限于电子、磁性、光学、电磁、或红外有线或无线传播介质。

系统1000可以被连接到网络，该网络可以是任何合适类型的互连通信系统。该网络可以实现任何合适的通信协议，并且可以由任何合适的安全协议来保护。该网络可以包括可以实现网络信号的传输和接收的任何适当布置的网络链路，诸如无线网络连接、T1或T3线路、电缆网络、DSL或电话线路。

系统1000可以实现任何适合在网络上操作的操作系统。软件1050可以用任何合适的编程语言(诸如C、C++、Java或Python)编写。在各种实施例中，体现本公开的功能的应用软件可以以不同的配置来部署，诸如例如以客户端/服务器布置或通过Web浏览器作为基于Web的应用或Web服务。

出于解释的目的，已经参考特定实施例描述了上述描述。然而，上面的说明性讨论并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。选择和描述实施例是为了最好地解释技术的原理及其实际应用。因此，本领域的其他技术人员能够最好地利用具有适合于预期的特定用途的各种修改的技术和各种实施例。为了清楚和简洁的描述，本文将特征描述为相同或单独的实施例的一部分；然而，应当理解，本公开的范围包括具有所描述的特征中所有特征或一些特征的组合的实施例。

尽管已经参考附图对本公开和实施例进行了全面描述，但应当注意，各种变化和修改对本领域技术人员来说将是明显的。这样的改变和修改应被理解为包括在如权利要求所定义的公开和示例的范围内。最后，本申请中引用的专利和出版物的全部公开内容通过引用并入本文。

Claims (55)

1.一种用于操作在航空通信网络上实现的基于飞行计划的分布式账本系统的方法，所述方法包括：

接收飞行计划，其中所接收的所述飞行计划包括针对要在航空通信网络的一个或多个覆盖区域中飞过的飞行的定时、位置和高度信息；

确定所述航空通信网络的与所接收的所述飞行计划相关联的一个或多个通信元件；

在被确定为与飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件上启动分布式账本系统，其中所述分布式账本包括一个或多个节点，并且其中被确定为与所述飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件中的每个通信元件被配置为作为所述分布式账本系统中的节点操作；

在所述分布式账本系统上记录数据，所述数据与在所接收的所述飞行计划下操作的所述飞行期间在所述一个或多个通信元件之间发生的一个或多个通信传输相关联，其中在所述分布式账本系统上记录所述数据包括在所述分布式账本系统的每个节点处记录所述数据；

确定在所述飞行计划下操作的所述飞行何时已经终止；以及

当确定在所述飞行计划下操作的所述飞行已经终止时，将在所述分布式账本系统的每个节点处所记录的所述数据传输给存储器以供存储。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述航空通信网络的与所接收的所述飞行计划相关联的一个或多个通信元件包括：基于所接收的所述飞行计划，确定所述航空通讯网络的哪些元件将在所述飞行的操作期间被用于在所述飞行的基于地面的操作方和与所述飞行计划相关联的空中无线电之间建立通信链路。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中在被确定为与飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件上启动分布式账本系统包括：

将所接收的所述飞行计划传输给与所接收的所述飞行计划相关联的所述航空通信网络的每个通信元件；

在所述航空通信网络的每个通信元件处，将加密哈希函数应用于所接收的所述飞行计划；以及

将所述加密哈希函数的输出存储在位于所述航空通信网络的与所接收的所述飞行计划相关联的每个通信元件处的数据库中。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所传输的所述飞行计划包括与所接收的所述飞行计划相关联的一个或多个通信元件的列表。

5.根据权利要求3所述的方法，其中在被确定为与飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件上启动分布式账本系统包括：

对被存储在被确定为与飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件中的每个通信元件的每个数据库中的所述加密哈希函数的所述输出应用共识过程；

确定被存储在每个通信元件的每个数据库中的所述加密哈希函数的所述输出是否彼此一致；以及

如果确定被存储在每个通信元件的每个数据库中的所述加密哈希函数的所述输出彼此一致，则授权要在所述通信元件之间被传输的数据，以在基于地面的操作方和与所接收的所述飞行计划相关联的空中无线电之间建立通信链路。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中在所述分布式账本系统上记录与在所接收的所述飞行计划下操作的所述飞行期间在所述一个或多个通信元件之间发生的一个或多个通信传输相关联的数据包括：

在所述一个或多个通信元件中的通信元件处接收数据传输；

在所述通信元件处将哈希值附加到所接收的所述数据传输；

将所接收的所述数据传输和所附加的所述哈希值添加到所述通信元件的所述数据库；以及

将所接收的所述数据传输和所附加的所述哈希值传输给所述一个或多个通信元件中的其他通信元件。

7.根据权利要求6所述的方法，其中在所述通信元件处被附加到所接收的所述数据传输的所述哈希值基于所接收的数据通过所述通信网络的传输方向。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述传输方向包括从所述基于地面的操作方到所述空中无线电的传输。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述传输方向包括从所述空中无线电到所述基于地面的操作方的传输。

10.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中所附加的所述哈希值包括来自SHA1函数的输出。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所附加的所述哈希值包括来自MD5函数的输出。

12.根据权利要求11所述的方法，其中针对第一传输方向，所述SHA1函数输出被附加。

13.根据权利要求12所述的方法，其中针对第二传输方向，所述MD5函数输出被附加。

14.根据权利要求6至13中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所传输的所述数据传输添加到接收所传输的所述数据传输的所述其他通信元件中的每个通信元件的数据库。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述方法包括：当确定在所述飞行计划下操作的所述飞行已经终止时，将所述分布式账本系统解激活；并且其中所述方法包括：一旦所述分布式账本系统被解激活，就接收在每个节点处所记录的所述数据以及将所接收的所述数据存储在存储器中。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中所述方法包括：

接收所接收的飞行计划已经被修改的指示；

基于所接收的所述飞行计划已经被修改的所述指示，确定所述航空通信网络的与所接收的所述飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件是否已经被改变；以及

修改所述分布式账本系统以包括与改变的所述一个或多个通信元件相关联的一个或多个新通信元件。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述方法包括将共识过程应用于经修改的所述分布式账本系统，其中应用共识过程包括：将先前在所述分布式账本系统的与原始接收的所述飞行计划相关联的每个节点处记录的所述数据传输给与经修改的所述飞行计划相关联的一个或多个新通信元件。

18.一种用于操作在航空通信网络上实现的基于飞行计划的分布式账本系统的系统，所述系统包括：

存储器；

一个或多个处理器；

其中所述存储器存储一个或多个程序，所述一个或多个程序在被所述一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器：

接收飞行计划，其中所接收的所述飞行计划包括针对要在航空通信网络的一个或多个覆盖区域中飞过的飞行的定时、位置和高度信息；

确定所述航空通信网络的与所接收的所述飞行计划相关联的一个或多个通信元件；

在被确定为与飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件上启动分布式账本系统，其中所述分布式账本包括一个或多个节点，并且其中被确定为与所述飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件中的每个通信元件被配置为作为所述分布式账本系统中的节点操作；

在所述分布式账本系统上记录数据，所述数据与在所接收的所述飞行计划下操作的所述飞行期间在所述一个或多个通信元件之间发生的一个或多个通信传输相关联，其中在所述分布式账本系统上记录所述数据包括在所述分布式账本系统的每个节点处记录所述数据；

确定在所述飞行计划下操作的所述飞行何时已经终止；以及

当确定在所述飞行计划下操作的所述飞行已经终止时，将在所述分布式账本系统的每个节点处所记录的所述数据传输给存储器以供存储。

19.根据权利要求18所述的系统，其中确定所述航空通信网络的与所接收的所述飞行计划相关联的一个或多个通信元件包括：基于所接收的所述飞行计划，确定所述航空通讯网络的哪些元件将在所述飞行的操作期间被用于在所述飞行的基于地面的操作方和与所述飞行计划相关联的空中无线电之间建立通信链路。

20.根据权利要求18至19中任一项所述的系统，其中在被确定为与飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件上启动分布式账本系统包括：

将所接收的所述飞行计划传输给与所接收的所述飞行计划相关联的所述航空通信网络的每个通信元件；

在所述航空通信网络的每个通信元件处，将加密哈希函数应用于所接收的所述飞行计划；并且

将所述加密哈希函数的输出存储在位于所述航空通信网络的与所接收的所述飞行计划相关联的每个通信元件处的数据库中。

21.根据权利要求20所述的系统，其中所传输的所述飞行计划包括与所接收的所述飞行计划相关联的一个或多个通信元件的列表。

22.根据权利要求20所述的系统，其中在被确定为与飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件上启动分布式账本系统包括：

对被存储在被确定为与飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件中的每个通信元件的每个数据库中的所述加密哈希函数的所述输出应用共识过程；

确定被存储在每个通信元件的每个数据库中的所述加密哈希函数的所述输出是否彼此一致；并且

如果确定被存储在每个通信元件的每个数据库中的所述加密哈希函数的所述输出彼此一致，则授权在所述通信元件之间被传输数据，以在基于地面的操作方和与所接收的所述飞行计划相关联的空中无线电之间建立通信链路。

23.根据权利要求18至22中任一项所述的系统，其中在所述分布式账本系统上记录与在所接收的所述飞行计划下操作的所述飞行期间在所述一个或多个通信元件之间发生的一个或多个通信传输相关联的数据包括：

在所述一个或多个通信元件中的通信元件处接收数据传输；

在所述通信元件处将哈希值附加到所接收的所述数据传输；

将所接收的所述数据传输和所附加的所述哈希值添加到所述通信元件的所述数据库；以及

将所接收的所述数据传输和所附加的所述哈希值传输给所述一个或多个通信元件中的其他通信元件。

24.根据权利要求23所述的系统，其中在所述通信元件处被附加到所接收的所述数据传输的所述哈希值基于所接收的数据通过所述通信网络的传输方向。

25.根据权利要求24所述的系统，其中所述传输方向包括从所述基于地面的操作方到所述空中无线电的传输。

26.根据权利要求24所述的系统，其中所述传输方向包括从所述空中无线电到所述基于地面的操作方的传输。

27.根据权利要求23至25中任一项所述的系统，其中所附加的所述哈希值包括来自SHA1函数的输出。

28.根据权利要求27所述的系统，其中所附加的所述哈希值包括来自MD5函数的输出。

29.根据权利要求28所述的系统，其中针对第一传输方向，所述SHA1函数输出的哈希值被附加。

30.根据权利要求29所述的系统，其中针对第二传输方向，所述MD5函数输出的哈希值被附加。

31.根据权利要求23至30中任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器被使得：将所传输的所述数据传输添加到接收所传输的所述数据传输的所述其他通信元件中的每个通信元件的数据库。

32.根据权利要求23至30中任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器被使得：当确定在所述飞行计划下操作的所述飞行已经终止时，将所述分布式账本系统解激活；并且其中所述一个或多个处理器被使得：一旦所述分布式账本系统被解激活，就接收在每个节点处所记录的所述数据以及将所接收的所述数据存储在存储器中。

33.根据权利要求18至32中任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器被使得：

接收所接收的飞行计划已经被修改的指示；

基于所接收的所述飞行计划已经被修改的所述指示，确定所述航空通信网络的与所接收的所述飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件是否已经被改变；以及

修改所述分布式账本系统以包括与改变的所述一个或多个通信元件相关联的一个或多个新通信元件。

34.根据权利要求33所述的系统，其中所述一个或多个处理器被使得将共识过程应用于经修改的所述分布式账本系统，其中应用共识过程包括：将先前在所述分布式账本系统的与原始接收的所述飞行计划相关联的每个节点处记录的所述数据传输给与经修改的所述飞行计划相关联的一个或多个新通信元件。

35.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储用于操作在航空通信网络上实现的基于飞行计划的分布式账本系统的一个或多个程序，以供电子设备的一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序在由所述设备执行时使所述设备：

接收飞行计划，其中所接收的所述飞行计划包括针对要在航空通信网络的一个或多个覆盖区域中飞过的飞行的定时、位置和高度信息；

确定所述航空通信网络的与所接收的所述飞行计划相关联的一个或多个通信元件；

在被确定为与飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件上启动分布式账本系统，其中所述分布式账本包括一个或多个节点，并且其中被确定为与所述飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件中的每个通信元件被配置为作为所述分布式账本系统中的节点操作；

在所述分布式账本系统上记录数据，所述数据与在所接收的所述飞行计划下操作的所述飞行期间在所述一个或多个通信元件之间发生的一个或多个通信传输相关联，其中在所述分布式账本系统上记录所述数据包括在所述分布式账本系统的每个节点处记录所述数据；

确定在所述飞行计划下操作的所述飞行何时已经终止；以及

当确定在所述飞行计划下操作的所述飞行已经终止时，将在所述分布式账本系统的每个节点处所记录的所述数据传输给存储器以供存储。

36.根据权利要求35所述的非暂态计算机可读存储介质，其中确定所述航空通信网络的与所接收的所述飞行计划相关联的一个或多个通信元件包括：基于所接收的所述飞行计划，确定所述航空通讯网络的哪些元件将在所述飞行的操作期间被用于在所述飞行的基于地面的操作方和与所述飞行计划相关联的空中无线电之间建立通信链路。

37.根据权利要求35至36中任一项所述的非暂态计算机可读存储介质，其中在被确定为与飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件上启动分布式账本系统包括：

将所接收的所述飞行计划传输给与所接收的所述飞行计划相关联的所述航空通信网络的每个通信元件；

在所述航空通信网络的每个通信元件处，将加密哈希函数应用于所接收的所述飞行计划；并且

将所述加密哈希函数的输出存储在位于所述航空通信网络的与所接收的所述飞行计划相关联的每个通信元件处的数据库中。

38.根据权利要求37所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所传输的所述飞行计划包括与所接收的所述飞行计划相关联的一个或多个通信元件的列表。

39.根据权利要求37所述的非暂态计算机可读存储介质，其中在被确定为与飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件上启动分布式账本系统包括：

对被存储在被确定为与飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件中的每个通信元件的每个数据库中的所述加密哈希函数的所述输出应用共识过程；

确定被存储在每个通信元件的每个数据库中的所述加密哈希函数的所述输出是否彼此一致；并且

如果确定被存储在每个通信元件的每个数据库中的所述加密哈希函数的所述输出彼此一致，则授权在所述通信元件之间传输数据，以在基于地面的操作方和与所接收的所述飞行计划相关联的空中无线电之间建立通信链路。

40.根据权利要求35至39中任一项所述的非暂态计算机可读存储介质，其中在所述分布式账本系统上记录与在所接收的所述飞行计划下操作的所述飞行期间在所述一个或多个通信元件之间发生的一个或多个通信传输相关联的数据包括：

在所述一个或多个通信元件中的通信元件处接收数据传输；

在所述通信元件处将哈希值附加到所接收的所述数据传输；

将所接收的所述数据传输和所附加的所述哈希值添加到所述通信元件的所述数据库；以及

将所接收的所述数据传输和所附加的所述哈希值传输给所述一个或多个通信元件中的其他通信元件。

41.根据权利要求40所述的非暂态计算机可读存储介质,其中在所述通信元件处被附加到所接收的所述数据传输的所述哈希值基于所接收的数据通过所述通信网络的传输方向。

42.根据权利要求41所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述传输方向包括从所述基于地面的操作方到所述空中无线电的传输。

43.根据权利要求41所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述传输方向包括从所述空中无线电到所述基于地面的操作方的传输。

44.根据权利要求40至42所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所附加的所述哈希值包括SHA1函数的输出。

45.根据权利要求44所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所附加的所述哈希值包括MD5函数的输出。

46.根据权利要求45所述的非暂态计算机可读存储介质，其中针对第一传输方向，所述SHA1函数输出的哈希值被附加。

47.根据权利要求46所述的非暂态计算机可读存储介质，其中针对第二传输方向，所述MD5函数输出的哈希值被附加。

48.根据权利要求40至47中任一项所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述一个或多个处理器被使得将所传输的所述数据传输添加到接收所传输的所述数据传输的所述其他通信元件中的每个通信元件的数据库。

49.根据权利要求35至48中任一项所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述一个或多个处理器被使得：当确定在所述飞行计划下操作的所述飞行已经终止时，将所述分布式账本系统解激活；并且其中所述设备被使得：一旦所述分布式账本系统被解激活，就接收在每个节点处所记录的所述数据以及将所接收的所述数据存储在集中式存储库中。

50.根据权利要求35所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述设备被使得：

接收所接收的飞行计划已经被修改的指示；

基于所接收的所述飞行计划已经被修改的所述指示，确定所述航空通信网络的与所接收的所述飞行计划相关联的所述一个或多个通信元件是否已经被改变；以及

修改所述分布式账本系统以包括与改变的所述一个或多个通信元件相关联的一个或多个新通信元件。

51.根据权利要求50所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述设备被使得将共识过程应用于经修改的所述分布式账本系统，其中应用共识过程包括：将先前在所述分布式账本系统的与原始接收的所述飞行计划相关联的每个节点处记录的所述数据传输给与经修改的所述飞行计划相关联的一个或多个新通信元件。

52.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个通信元件包括所接收的所述飞行计划的源。

53.根据权利要求52所述的方法，其中所述一个或多个通信元件包括与执行所接收的所述飞行计划的飞行的支持操作相关联的设备。

54.根据权利要求5所述的方法，其中在与飞行计划相关联的所述飞行的操作期间，所述共识过程被周期性地应用在所述加密哈希函数的所述输出上。

55.根据权利要求5所述的方法，其中所述共识过程在从所述航空通信网络的所述一个或多个通信元件传输数据之后被应用。