[发明专利]用于航空器与地面站之间定向的数字式数据传输的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种航空器的地面通信。尤其，本发明涉及一种用于航空器与至少一个地面站之间的定向的数字式数据传输的方法，一种带有用于航空器与地面站之间的定向的数字式数据传输的数字式发射单元，以及一种用于航空器与地面站之间的定向的数据传输的通信系统。

背景技术

如今使用的、将航空器与外部世界连接用于数据传输的通信系统使用全向天线、所谓的全方向天线。由于这种全向天线的天线增益小，所以需要用于安置在航空器上的发射方以及用于安置在地面上的发射方的高的发射功率。

借助在航空器中或者在航空器上的全向天线，在不同于供给地面站的其他地面站上的航空器的发射会起干扰作用。这些干扰会引起整个通信系统的强烈下降的谱效率。这同样也在这种通信信道的反方向上适用。

此外，在至今的航空器与地面站之间的通信网络中使用模拟式传输方法。通常，在模拟式传输方法中通过模拟式调制信号改变载波信号的参数，例如幅度、频率或者相位。在此，每个幅度和相位值在限定的值域中是允许的并且在任意时刻相关。

纯粹模拟式信号传输方法通常易受例如通过无关系统造成的外部干扰或者易受对于每个传输系统固有的热学噪声。而数字方法通过故障保护或矫正措施的可能性实现明显更加鲁棒性的传输，例如通过信号重建、均衡或者故障保护编码。

出版物DE 102005063077和WO 2007074175描述了一种用于记录数字消息的装置，这些消息借助数据链接设备在航空器驾驶员和地面上的人员之间进行交换。

US 2006/0229103A1描述了一种通信系统，其中在航空器上设置有单个的天线，其产生单个的射束，该射束具有可独立控制的、狭窄的波瓣。这种带有单个天线的装置在空气动力学上以及在发射和接收特性方面都是不利的。该已知的天线具有六个天线元件的阵列，其中整个天线通过为至少50cm的区域从航空器的机身下侧起向下延伸。在航空器的滚动运动中，较小的有效天线面朝向地面站。

发明内容

本发明的任务是，提出一种航空器与地面站之间的改进的数据传输。该任务通过独立权利要求的主题解决。

提出了根据独立权利要求的特征所述的一种用于在航空器与至少一个第一地面站之间的定向的数字式数据传输的方法、一种带有用于在航空器与至少一个第一地面站之间进行定向的数字式数据传输的数字式发射单元的航空器，以及一种用于在航空器与至少一个第一地面站之间进行定向的数字式数据传输的通信系统。本发明的改进方案在从属权利要求中得出。

所描述的实施例均等地涉及方法、航空器和通信系统。

所指出的是，可以以在此描述的方法步骤的序列实施方法。然而用于进行根据本发明的方法的方法步骤的任意其他序列也是可能的。

根据本发明的一个实施例，提出了一种用于借助地对空直接无线电系统在航空器与至少一个第一地面站之间进行定向的数字式数据传输的方法。在此，该方法具有以下步骤：提供航空器的第一天线和地面站的第二天线，其中第一天线和第二天线中的至少一个是定向天线。该实施例进一步具有如下步骤：直接在航空器与第一地面站之间传送数字式数据。

在此明确指出：在该实施例和任意其他实施例中，航空器可以是飞机。

在此，航空器的定向天线在本发明的该实施例和任意其他实施例中由于其物理结构而在其电磁波的发射特性方面在空间上定向。定向天线可以具有多个发射天线元件或接收天线元件，其可以借助“射束形成和/或射束控制”技术而被飞机中的控制单元激励，以便将其发射/接受波瓣在空间上变化并且匹配于所希望的参数。这在以后更精确地阐述。在此，航空器上的定向天线的优选的主发射或主接收方向可以设置用于直接的数字式地对空通信。同样可以使驱动不同的天线元件的信号的相对的相位变化，以便实现带有定向天线的优选的主发射方向的所希望的发射波瓣。

换言之，定向天线是带有显著方向性的天线。

在本发明的上下文中，术语“射束形成”和“射束控制”理解为在定向天线的接收和/或发射波瓣的方向和形状方面匹配天线特性。

在此也可以(如果希望的话)使用阵列天线。

此外对于本发明的该实施例和任意其他实施例可能的是，将在本发明的上下文中描述的航空器天线设置在航空器上或者其中。同样可以将地面站的天线设置在地面站上或者其中。

在此，可以借助该优化的、直接的、数字式地对空通信系统将包括乘客通信以及驾驶员座舱通信的整个航空器通信以数字方式并且直接地传输给地面，而不必采用卫星。