用于在机载无线蜂窝网络中创建空对地IP 隧道以区分各个乘客的系统技术方案

飞机空对地IP隧道系统通过存储表示逐一识别的位于飞机上的乘客无线设备的数据向位于飞机上的乘客提供无线通信业务。飞机空对地IP隧道系统向将飞机网络连接到基于地面的通信网络的每个点到点协议链路分配各自的IP地址并创建飞机上的IP子网。IP子网利用用于每个点到点链路的多个IP地址，使得每个乘客无线设备都能够以其自己的IP地址而被唯一地识别。之所以实现这个效果，是因为点到点协议IPCP的两个终点都具有预定义的IP地址池和/或配置了拓扑，使得每个点到点协议终点都能够利用比每个链路一个更大数量的IP地址。这样的方法不改变IPCP或其他EVDO协议/消息传输，但允许该地址能够被基于地面的通信网络直接看到。

【技术实现步骤摘要】
用于在机载无线蜂窝网络中创建空对地IP隧道以区分各个乘客的系统本申请是申请日为2009年3月5日、申请号为200980118267.8、专利技术名称为“用于在机载无线蜂窝网络中创建空对地IP隧道以区分各个乘客的系统”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及蜂窝式通信，尤其涉及在机载无线蜂窝网络中创建空对地网际协议隧道以使网络能够区分飞机上每位乘客的系统。
技术介绍
无线通信领域中的一个问题是，在位于飞机中的乘客在非陆地蜂窝通信网络中的小区站点间漫游时，管理由飞机网络向乘客提供的无线业务。飞机网络为多位用户服务，仍然通过同时为多个个体用户服务的宽带宽连接链接到基于地面的网络。在现有无线网络中仍有待于解决管理该宽带宽连接以能够逐个识别基于飞机的用户身份。在陆地蜂窝通信领域中，通常无线用户在其家庭蜂窝服务提供商的网络服务的区域内移动并保持他们希望的用户特征组。在整个本地网络中的特征组可用性由本地蜂窝服务提供商的数据库管理，该数据库常被称为归属位置寄存器(HLR)，具有通往一个或多个交换机(分组或电路)和诸如语音邮件和短消息服务器的各种辅助设备的数据连接，以实现这种无缝特征组管理。每位用户都与一对一通信连接关联，以访问期望的通信业务，一对一通信连接包括服务小区站点上的信道。如果无线用户要在网络间转换，从其归属蜂窝网络的覆盖区转换到同一或另一蜂窝服务提供商(在这里称为“漫游蜂窝服务提供商”)的网络，不论其位置如何，无线用户都应当有能力以统一的方式发起和接收呼叫。此外，给定无线用户的特征组应当能够与他们一起透明地移动。然而，要出现这个特征组可传输性，需要数据库文件共享，其中，归属蜂窝业务的归属位置寄存器(HLR)将用户的授权特征组概况传送到漫游蜂窝服务提供商的数据库，该数据库常被称为访客位置寄存器，或VLR。VLR然后发现给定的漫游无线用户被授权了特定特征组，并使漫游蜂窝服务提供商网络向无线用户透明地提供这些特征。通过这种方式，漫游无线用户保持了与他们在其归属蜂窝服务提供商网络上所具有的同样的被授权特征组，或“用户类别”。在无线用户进入非陆地蜂窝通信网络(亦即，他们作为乘客在飞机中飞行)时，他们遇到了常规与陆地蜂窝网络不相连的独特环境，其中飞机的无线网络将用户(这里也称为“乘客”)接口连接到各种业务和内容。因此，飞机无线网络能够充当内容过滤器，或能够生成针对飞机上各位乘客的独特类型的内容。然而，尽管飞机网络为多位乘客服务，但其经由在基于地面的接入网络上具有单个IP地址的宽带射频连接而具有通往基于地面的接入网络的链接。于是，宽带宽射频连接同时承载着多位个体乘客的通信，但这些通信不能被基于地面的接入网络逐个识别。在现有无线网络中仍有待于解决管理该宽带宽连接以能够通过向每位乘客的无线设备分配个体唯一的IP地址来逐一识别乘客。
技术实现思路
通过用于在机载无线蜂窝网络中创建空对地IP隧道以区分每位乘客的本系统(这里称为“飞机空对地IP隧道系统”)解决了上述问题并在本领域中实现了技术进步，本系统能够向工作于飞机中且由机载无线蜂窝网络服务的每个乘客无线设备分配各自的网际协议(IP)地址，由此能够向逐一识别的无线设备提供无线业务。飞机空对地IP隧道系统通过存储表示位于飞机上的逐一识别的乘客无线设备的数据来向位于飞机上的乘客提供无线通信业务。飞机空对地IP隧道系统向将飞机网络连接到基于地面的接入网络的每个点到点协议射频链路分配各自的IP地址，而且创建从基于地面的接入网络到飞机的IP隧道。IP隧道支持由每个空对地射频链路服务的乘客无线设备的多个IP地址，由此使得每个乘客无线设备都能够以其自己的IP地址而被唯一地识别。飞机上的NAT通过利用飞机空对地IP隧道系统能够利用比每条链路一个更大数量的IP地址。这样的方法不改变IPCP或其他EVDO协议/消息传输，但确实允许乘客无线设备的各自的IP地址能够被基于地面的接入网络直接看到。向乘客提供的电子业务包括因特网、飞行中娱乐业务，例如多媒体呈现，以及基于目的地的业务，其将乘客现有的旅行计划与对乘客在其标称目的地和其规划旅行日程可用的附加业务提供链接起来，以及任选的语音业务。由此，在乘客飞行期间通过接入各种业务为他们提供了机会来提高他们在飞行中和在其目的地的旅行体验。逐个识别每位乘客的无线设备简化了这些业务的提供并能够基于为乘客创建的预定义概况定制这些业务。这样提供飞机空对地IP隧道系统部分是利用“内部网络”实现的，内部网络连接“外部网络”的两个部分，包括空中子系统和基于地面的接入网络。内部网络在空中子系统和基于地面的接入网络之间传输用户业务(包括语音和/或其他数据)和特征组数据，由此使得位于飞机中的乘客无线设备在陆地(基于地面的)和非陆地区域中都能够接收相容的无线通信业务。附图说明图1以方框图的形式示出了将空中子系统与基于地面的接入网络互连的复合空对地网络的总体架构；图2以方框图的形式示出了实现于多乘客商用飞机中的用于无线设备的典型的基于飞机的网络的典型实施例的架构；图3A和3B以方框图形式示出了分别用于仅IP数据的业务和用于IP数据和语音业务的典型EVDO蜂窝网络的架构；图4以方框图形式示出了利用2层IP隧道的飞机空对地IP隧道系统的架构；图5以方框图形式示出了利用3层IP隧道的飞机空对地IP隧道系统的架构；图6以方框图形式示出了利用NATIP隧道的飞机空对地IP隧道系统的架构；图7以信号流图的形式示出了利用NATIP隧道的飞机空对地IP隧道系统的典型运行；以及图8以流程图的形式示出了利用NATIP隧道的飞机空对地IP隧道系统的典型运行。具体实施方式整体系统架构图1以方框图的形式示出了非陆地蜂窝通信网络的总体架构，该网络包括将外部网络的两个要素，包括空中子系统3和地面子系统1互连的空对地网络2(内部网络)。该图示出了非陆地蜂窝通信网络的基本概念，为了例示的简单，未包括典型非陆地蜂窝通信网络中发现的所有要素。图1中披露的基本要素提供了用于实现非陆地蜂窝通信网络以向位于飞机上的乘客无线设备提供内容的各种要素的相互关系的教导。图1中所示的总体概念是提供了“内部网络”，内部网络连接“外部网络”的两段，包括空中子系统3和地面子系统1。这是由空对地网络2实现的，空对地网络2在空中子系统3和地面子系统1之间传输乘客通信业务(包括语音和/或其他数据)和控制信息以及特征组数据，由此使位于飞机中的乘客无线设备能够在飞机中接收业务。空中子系统“空中子系统”是实施于飞机中的通信环境，这些通信可以基于各种技术，包括，但不限于：有线、无线、光学、声学(超声波)等。在题为“Aircraft-BasedNetworkForWirelessSubscriberStations”的美国专利No.6788935中公开了这种网络的范例。空中子系统3的优选实施例是使用无线技术并使无线技术是飞机上乘客和机组人员携带的乘客无线设备固有的。于是，膝上型计算机可以通过WiFi或WiMax无线模式(或通过有线连接，例如LAN)通信，或PDA可以通过VoIP(IP语音)传递电话语音业务。同样地，使用GSM协议的手持蜂窝电话在处于飞机内部时通过GSM向空中子系统通信。当在飞机到空中子系统3内部时，CDMA蜂窝电话会使用CDMA，模拟A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向位于飞机上的多个乘客无线设备提供各自的基于地面的接入网络IP地址的系统，包括：位于所述飞机中的飞机网络模块，用于产生射频通信信号，以便用分组交换模式与位于所述飞机中的所述多个乘客无线设备中的至少一个通信，所述飞机网络模块包括：IP地址分配模块，用于给所述飞机上的所述乘客无线设备中的每一个分配唯一的IP地址；位于所述飞机上的数据集中器模块，用于将从位于所述飞机中的所述多个乘客无线设备接收的用户分组数据业务转换成至少一个分组交换集合数据流；以及到空对地网络模块的连接模块，用于在所述飞机网络模块与基于地面的接入网络模块之间进行分组交换射频通信，其中：所述基于地面的接入网络模块具有用于与至少一个基于地面的分组交换通信网络交换通信信号的单个IP地址，并且所述空对地网络模块包括：IP隧道模块，用于在所述飞机网络模块与所述基于地面的接入网络模块之间的所述分组交换射频通信中支持所述多个乘客无线设备的唯一的IP地址；以及位于所述飞机上的基于飞机的网络地址转换(NAT)模块，用于将特定乘客无线设备的唯一的IP地址映射到对于所述特定乘客无线设备而言唯一的IP地址和空中源端口。

【技术特征摘要】
2008.04.01 US 12/060,6741.一种用于向位于飞机上的多个乘客无线设备提供各自的基于地面的接入网络IP地址的系统，包括：位于所述飞机中的飞机网络模块，用于产生射频通信信号，以便用分组交换模式与位于所述飞机中的所述多个乘客无线设备中的至少一个通信，所述飞机网络模块包括：IP地址分配模块，用于给所述飞机上的所述乘客无线设备中的每一个分配唯一的IP地址；位于所述飞机上的数据集中器模块，用于将从位于所述飞机中的所述多个乘客无线设备接收的用户分组数据业务转换成至少一个分组交换集合数据流，其中，所述飞机网络模块连接到空对地网络模块，用于在所述飞机网络模块与基于地面的接入网络模块之间进行分组交换射频通信，其中：所述基于地面的接入网络模块具有用于与至少一个基于地面的分组交换通信网络交换通信信号的单个IP地址，并且所述空对地网络模块包括：IP隧道模块，用于在所述飞机网络模块与所述基于地面的接入网络模块之间的所述分组交换射频通信中支持所述多个乘客无线设备的唯一的IP地址；以及位于所述飞机上的基于飞机的网络地址转换(NAT)模块，用于将特定乘客无线设备的唯一的IP地址映射到对于所述特定乘客无线设备而言唯一的IP地址和空中源端口。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述空对地网络模块还包括：2层隧穿协议模块，用于在位于所述基于地面的接入网络模块中的分组数据服务节点(PDSN)和位于所述飞机中的空对地调制调解器之间，建立路由器到路由器的虚拟专用网络(VPN)连接。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述2层隧穿协议模块包括：充当L2TP接入集中器(LAC)的所述分组数据服务节点(PDSN)以及充当L2TP网络服务器(LNS)的空对地调制调解器。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述空对地网络模块还包括：3层隧穿协议模块，用于恰好在飞机上的空对地调制调解器之前以及恰好在地面上的分组数据服务节点(PDSN)之后终止所述IP隧道模块。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述空对地网络模块还包括：基于地面的NAT模块，用于使用所述基于飞机的NAT模块的相同静态NAPT映射将从所述飞机接收的IP地址转换回唯一的乘客无线设备IP地址。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述空对地网络模块还包括：数据集中器模块，用于将从所述至少一个基于地面的分组交换通信网络接收的用户业务和信令信道转换成至少一个集合数据流；以及数据解集中模块，用于将所述至少一个集合数据流解集中成多个数据流，并将所述多个数据流中的每一个传送到位于所述飞机中的所述多个乘客无线设备中的相应的一个乘客无线设备。7.一种用于向位于飞机上的多个乘客无线设备提供各自的基于地面的接入网络IP地址的装置，包括：用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·A·劳尔，J·斯塔马托普洛斯，A·拉希德，J·A·托宾，P·J·沃尔什，S·J·阿恩岑，
申请(专利权)人：AIRCELL有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US