机载通信设备及地空通信方法技术

本发明专利技术实施例提供一种机载通信设备及地空通信方法，其中，机载通信设备包括对地收发控制单元与对地天线阵列；在地空通信的信号强度超过预设阈值时，对地收发控制单元将来自机舱内至少一个终端的第一信息进行切割得到至少两个平行的数据子流，并将各数据子流分别映射到对地天线阵列的各阵元上，由各阵元发送给地面通信设备。本实施例提供的机载通信设备，通过与地面通信设备进行通信，充分利用了地面通信设备建设成本低、带宽大的优势，为机舱内的用户提供了性能优秀且价格实惠的通信服务，提升了用户体验。同时，在地空通信环境较好时，机载通信设备中对地天线阵列的各阵元同时发送或接收不同的数据，提升了信道容量，增加了通信流量。

【技术实现步骤摘要】
机载通信设备及地空通信方法
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种机载通信设备及地空通信方法。
技术介绍
尽管飞机在飞行过程中，随时都能够与地面保持稳定的通信状态，但这种通信服务仅供飞机与地面塔台或地面指挥中心之间使用，普通乘客在飞机上几乎无法享受到对外通信服务。因此，目前航空领域的民用通信服务十分薄弱。但随着科技的迅猛发展，智能终端和移动通信网络日益普及，飞机乘客尤其是长途商务旅客，因为商业事务分秒必争，所以对于空中无线网络的需求正日益提升。能够在飞机航行期间，实现与外界的随时通信，已经成为了这些繁忙商务人士最为迫切的愿望。在民用航空上实现移动通信，较为可行的解决思路有两种：一种是采用卫星链路与地面通信网络连接，另外一种是利用设置在地面的基站向空中进行无线覆盖。2012年5月，阿联酋航空宣布空中无线网络服务已全面覆盖其目前运营的21架A380客机，乘客可在阿航A380遍及全球五大洲、18个目的地航线网络的航班中，登录因特网冲浪、处理电子邮件、实现在线阅读等，这一航空服务大大增强了阿联酋航空对中高端商务人士的吸引力。阿联酋航空所利用的就是卫星通信方式，不可否认，基于卫星的民用航空通信具备技术成熟、保密性强、干扰小、容量大、覆盖范围广、运行稳定等诸多优势。但同时，因为涉及到卫星改造，所以具有较高的资金需求，这样就势必导致均摊到每一位乘客的服务费用的提升，这对于普通乘客而言，将是一笔不小的经济负担。另一方面，卫星通信的带宽严重受限，很难为乘客提供畅通的无线服务，用户体验比较差。所以，现在亟需提供一种基于地面基站的航空通信方案，用以解决现有技术中基于卫星的航空通信方案因为存在的通信成本高、带宽低等缺陷，所以导致用户体验差的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供的机载通信设备及地空通信方法，主要用以解决现有技术中基于卫星的航空通信方案存在的通信成本高、带宽低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种机载通信设备，包括对地收发控制单元与对地天线阵列；所述对地收发控制单元用于将需要发送到地面通信设备的第一信息进行切割得到至少两个平行的数据子流，并将各所述数据子流分别映射到所述对地天线阵列的各阵元上；所述对地天线阵列的各阵元用于将来自所述对地收发控制单元的各所述数据子流传输到所述地面通信设备。本专利技术实施例还提供一种地空通信方法，包括对地信号发送过程；所述对地信号发送过程包括：机载通信设备将需要发送给地面的第一信息进行切割得到至少两个平行的数据子流；所述机载通信设备将各所述数据子流分别映射到对地天线阵列的各阵元上，并控制各所述阵元将各所述数据子流传输给地面通信设备。本专利技术实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行前述的任一项的地空通信方法。本专利技术的有益效果是：根据本专利技术实施例提供的机载通信设备及地空通信方法，其中，机载通信设备包括对地收发控制单元与对地天线阵列；在地空通信的信号强度超过预设阈值时，对地收发控制单元将来自机舱内至少一个终端的第一信息进行切割得到至少两个平行的数据子流，并将各数据子流分别映射到对地天线阵列的各阵元上，由各阵元发送给地面通信设备。本实施例提供的机载通信设备，通过与地面通信设备进行通信，充分利用了地面通信设备建设成本低、带宽大的优势，为机舱内的用户提供了性能优秀且价格实惠的通信服务，提升了用户体验。同时，在地空通信环境较好时，机载通信设备中对地天线阵列的各阵元同时发送或接收不同的数据，提升了信道容量，增加了通信流量。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的机载通信设备的一种结构示意图；图2为本专利技术实施例一提供的机载通信设备的另一种结构示意图；图3为图2中无线接入单元的一种结构示意图；图4为本专利技术实施例二提供的地面通信设备的一种结构示意图；图5为本专利技术实施例二提供的地空通信系统的一种结构示意图；图6为本专利技术实施例三提供的地空通信系统的一种结构示意图；图7为本专利技术实施例三提供的地空通信系统的一种示意图；图8为本专利技术实施例四提供的机载通信方法中第一信息传输过程的一种流程图；图9为本专利技术实施例四提供的机载通信方法中第二信息传输过程的一种流程图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术实施例作进一步详细说明。实施例一：为了解决现有基于卫星的航空通信方案通信成本高、带宽低的问题，本实施例提供一种用于地空通信的机载通信设备，下面请参见图1所提供的机载通信设备的结构示意图：机载通信设备10是指被部署在飞机上的通信设备，其包括对地收发控制单元11和对地天线阵列12。对地天线阵列12当中包括两个及以上的天线阵元，各天线阵元与对地收发控制单元11连接。机载通信设备10可以向地面通信设备发送第一信息，下面对机载通信设备10发送第一信息的过程进行介绍：对地收发控制单元11获得需要发送给地面通信设备的第一信息后，对该第一信息进行切割得到至少两个平行的数据子流，随后，对地收发控制单元11将这些数据子流分别映射到对地天线阵列12的各阵元上。本实施例的中第一信息可以来自机舱内的至少一个终端，应当理解的是，第一信息可以是指单独的一个信息，也可以指对地收发控制单元11从机舱内终端处接收到的多个信息。另一方面，机载通信设备10还可以接收地面通信设备发送第二信息，在本实施例中，对地收发控制单元11还用于根据对地天线阵列12各阵元的衰落特性将各阵元所接收到的平行数据子流进行重新组合，还原得到来自地面通信设备的第二信息。若第二信息是地面通信设备发送给机舱内某一个终端的，则对地收发控制单元11恢复得到第二信息之后，可以根据第二信息的目的IP等信息将该第二信息发送给对应的终端。上述地空通信过程我们可以称之为“空间复用”，空间复用能够在通信质量较好的情况下，大幅度提升信道容量，增加通信流量。在空间复用中，对地天线阵列12的各个阵元发送和接收的都是不同的数据子流。可以理解的是，在任何环境下机载通信设备10均可以按照上述方案进行通信，但是为了保证地空通信过程的通信质量，本实施例的一种示例当中，机载通信设备仅在与地面通信设备之间的通信环境较好，即地空通信的信号强度大于预设阈值时，按照上述方式通信。在机载通信设备10与地面通信设备之间的通信环境较差，即地空通信的信号强度小于等于预设阈值时，对地收发控制单元11在发送来自机舱内终端的第一信息时，会对第一信息进行复制，并将复制后的多个第一信息分别映射到对地天线阵列12的各阵元上，然后让对地天线阵列12的各阵元向地面通信设备发送相同的第一信息。在接收来自地面通信设备的第二信息时，对地天线阵列12各阵元实际上接收的都是相同的第二信息，但是因为地空通信质量较差，所以，对地收发控制单元11需要将各个阵元的接收结果进行恢复，从而得到质量优于各阵元单独接收结果的第二信息。在这种通信过程中，对地天线阵列12的各个阵元发送和接收的都是相同的信息，这主要是为了在地空通信质量不佳的情况下，提升接收端接收信号的质量，保证通信过程的可靠性。这种地空通信过程我们可以称之为“空间分集”。为了同时提升空间复用增益和空间分集增益，本实施例的一种示例当中，对地收发控制单元11通过控制对地天线阵列12与地面通信设备进行MIMO(Multiple-InputMul本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机载通信设备，其特征在于，包括对地收发控制单元与对地天线阵列；所述对地收发控制单元用于将需要发送到地面通信设备的第一信息进行切割得到至少两个平行的数据子流，并将各所述数据子流分别映射到所述对地天线阵列的各阵元上；所述对地天线阵列的各阵元用于将来自所述对地收发控制单元的各所述数据子流传输到所述地面通信设备。

【技术特征摘要】
1.一种机载通信设备，其特征在于，包括对地收发控制单元与对地天线阵列；所述对地收发控制单元用于将需要发送到地面通信设备的第一信息进行切割得到至少两个平行的数据子流，并将各所述数据子流分别映射到所述对地天线阵列的各阵元上；所述对地天线阵列的各阵元用于将来自所述对地收发控制单元的各所述数据子流传输到所述地面通信设备。2.如权利要求1所述的机载通信设备，其特征在于，所述对地收发控制单元用于在地空通信的信号强度超过预设阈值时，将来自机舱内至少一个终端的所述第一信息进行切割得到至少两个平行的数据子流，并将各所述数据子流分别映射到所述对地天线阵列的各阵元上；所述对地收发控制单元还用于在地空通信的信号强度超过预设阈值时，根据所述对地天线阵列各阵元的衰落特性将各所述阵元所接收到的平行数据子流进行重新组合，还原得到来自地面通信设备的第二信息，并将所述第二信息发送给机舱内对应的终端；所述对地天线阵列的各阵元还用于接收所述地面通信设备发送的由第二信息切割得到的数据子流，并将接收到的数据子流传输给所述对地收发控制单元。3.如权利要求2所述的机载通信设备，其特征在于，还包括无线接入单元；所述无线接入单元用于以无线方式接入机舱内的至少一个终端，将来自所述终端的第一信息发送至所述对地收发控制单元，以及将来自所述对地收发控制单元的第二信息发送给机舱内对应的终端。4.如权利要求3所述的机载通信设备，其特征在于，还包括信号格式转换单元，所述信号格式转换单元用于将来自所述无线接入单元的所述第一信息的格式由第一信号格式转换成第二信号格式，并将转换后的所述第一信息传输给所述对地收发控制单元；以及将来自所述对地收发控制单元的所述第二信息的格式由第二信号格式转换成第一信号格式，并将转换后的所述第二信息传输给所述无线接入单元；所述第一信号格式为机舱内部所使用的通信格式，所述第二信号格式为所述机载通信设备与地面通信设备之间通信所使用的通信格式，所述第一信号格式与所述第二信号格式不同。5.如权利要求4所述的机载通信设备，其特征在于，所述无线接入单元为无线保真接入单元，所述信号格式转换单元用于将无线保真格式的第一信息转换成第二信号格式并传输给所述对地收发单元，以及将格式为第二信号格式的第二信息转换成无线保真信号并发送给所述无线保真接入单元，所述第二信号格式为基于第N代移动通信技术的通信格式，所述N大于等于4。6.如权利要求2-5任一项所述的机载通信设备，其特征在于，所述对地收...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯新平，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44