[发明专利]用于机载系统的多GBPS无线数据通信系统

说明书

本公开涉及用于机载系统的多GBPS无线数据通信系统。提供了一种用于确定与波束成形收发器通信的波束成形计算装置的访问许可的方法。该方法包括在中心控制系统处获得来自区域间传感器的位置信息，其中，区域间传感器被配置为在波束成形计算装置接近第一访问区域和第二访问区域之间的边界时监测并确定波束成形计算装置的位置；通过中心控制系统的存储装置访问规则以确定波束成形计算装置是否被允许在第二访问区域中操作；基于该规则确定是否允许波束成形计算装置在第二访问区域中操作；以及，由中心控制系统的规则引擎执行对区域间传感器的第一命令，以指示第二区域中的波束成形收发器初始化与波束成形计算装置的通信。

技术领域

本公开描述了一种用于能够具有每秒数千兆比特(GBPS)信息速率的机载系统的安全无线通信的形式。

背景技术

为运输交通工具提供高信息率和可靠的通信基础设施对于支持消费者的期望至关重要。例如，在航空运输环境中，大多数现有解决方案是基于有线的，从而增加了生产中、使用中和改装飞行器型号的重量、成本、生产复杂性和维护负担。诸如视频监控、安全和飞行器健康监测等问题的解决方案通常是隔离的和高度分散的。现有解决方案通常未完全集成以解决飞行器机舱内的无数连接挑战，使得难以以安全的方式同时监测、合并和传送来自不同源的数据。

随着无线网络、嵌入式系统、因特网和其他技术的发展，对改进系统性能指标的需求不断增加。这些指标包括覆盖范围、网络带宽、安全性等。性能指标影响在从计算和管理数据到在线购物和社交网络的各种设置中使用的电子装置的操作。由于数字化发生在共享的网络环境中，与传统的独立个人计算机和移动装置相比，这些指标现在变得更加重要。因此，数据流量，并且尤其是无线数据流量(例如，2.4GHz，3.6GHz，5GHz，60GHz等)经历了指数式增长。

需要一种能够支持机载系统的高信息速率的安全无线传输系统。

发明内容

根据本公开的示例，提供了一种安全的高频无线通信系统，其可以包括多个收发器、区域间传感器(IZS)系统、波束成形装置、中心数据库和数据处理(CDDP)系统、以及多系统网关(MSG)。CDDP被配置为接收多个收发器中的每个收发器的安全规则定义；安全规则包括每个区域的每个收发器/波束成形(beamforming)装置对的可接受的到达角(AoA)范围和/或信号强度，如果合适的话，允许在收发器和波束成形装置之间形成窄的无线通信波束。AoA为一种通过其可以找到入射在天线阵列上的射频(RF)波的传播方向的方法。此外，还可以通过扫描不同的天线方向并搜索最大信号强度来找到AoA。IZS被配置为确定参数，诸如相邻区域中的波束成形装置(尤其是那些靠近区域边界的波束成形装置)的到达角(AoA)和/或信号强度。对于充分靠近区域边界的波束成形装置，如果IZS的AoA超过预定范围，则仅在CDDP的安全规则允许的情况下允许传送。否则，不允许传送。此外，MSG(如果启用)允许至外部系统的信息通信。

示例毫米波(mmWave)通信系统可以使用模拟和/或数字波束成形，例如，以补偿由于差的射频(RF)传播导致的高路径损耗。在一些情况下，无线装置可以使用波束扫描程序来允许接收器识别最佳发射波束。mmWave频带包括30至300GHz的电磁频谱中的频率。然后，接收器可以将其接收波束与所识别的最佳发射波束对准。在信道互易性的假设下(例如，本文也称为波束对应)，可以简化这些程序。例如，在时分双工(TDD)中，信道互易性假设可以假设上行链路和下行链路信道是相同的。由于假设上行链路和下行链路相同，因此无线装置(例如，收发器)可以基于最佳(例如，最好)接收波束来优化其发射波束。类似地，无线装置可以基于最佳发射波束来优化其接收波束。