[发明专利]一种多网融合通信的自适应无缝切换系统和方法

说明书

本发明公开了一种多网融合通信的自适应无缝切换系统和方法，通过多天线集成技术、高动态环境下的无缝移动通信技术和RDSS接收技术将北斗、通信卫星、公网通信等多网进行融合，构成以公网通信为第一级，卫星通信为第二级，北斗卫星通信为第三级的多级融合通信机制，实现在不同飞行区域和飞行高度下，系统可根据通信质量和通信成本选择最优的通信方式，从而实现高效的天地空信息融合共享，为通航提供有力可靠的数据通信支撑。

技术领域

本发明涉及航空通信技术领域，特别涉及一种多网融合通信的自适应无缝切 换系统和方法。

背景技术

根据2017中国通用航空报告，截至17年6月，中国已经拥有近三千架通用 航空飞行器。作为世界人口最多和经济发展最快的国家，其航空业在政府的大力 支持和鼓励下，正处在前所未有的快速发展期。伴随通航领域的快速发展，航空 通信成为一个不得不面对的重大难题。传统的航空通信技术运用中，尽管能够实 现基本的通信任务，但通航通信仍旧存在盲区、连续通信障碍等问题。

问题1：通航通信覆盖存在盲区

地面管制人员与飞行驾驶人员的有效通信连接是实现飞行安全的一项重要保障，而相较欧美国家，我国在通用航空领域发展方面还存在一定的差距。在通用 航空飞行过程中，通用航空通信是通航管制的重要保障。

我国低空空域保障设施不健全，加之通用航空器飞行高度低，目前现有的空 管手段难以对其进行实时的监控跟踪，通航通信覆盖存在盲区，导致系统监控不 完善。我国幅员辽阔，因而针对通航通信布置专用通信站点成本巨大，加之我国 地形环境复杂，如何在我国广阔的山区、海域、城市等复杂地区提供无缝通信覆 盖成为了通航通信难点之一。

问题2：高动态下难以保持高质量移动通信

由于通航飞机在空中具有较强机动性，对高质量移动通信带来诸多挑战：高 机动性导致通信信道状态变化较大，包括多普勒频移、收发信道增益波动大，导 致信号恶化；当通航飞机跨越卫星波束的覆盖范围时，信号电平可能会发生变化， 特别是波束的边缘；大气环境变化也可能导致信号衰减；来自空间干扰信号、其 他电子设备电子干扰等，均会对通用航空通信造成干扰，不利于飞行器的安全。 此外，高速移动的通航飞机飞行于不同空域(如城市、山区、海域)，不同空域的 通信链路质量存在一定差异，这些均对通航通信提出了巨大的挑战。

目前通用航空通信主要有两种通信方式：一种是通过卫星中继。卫星通信系 统以其覆盖范围广、通信距离远等其他通信系统无法比拟的优点，成为大型客机 进行远程传输的最佳手段。如美国Viasat公司与机载宽带服务提供商LiveTV公 司联手，2015年底将为美国捷蓝航空和大陆航空公司在370多架飞机上推出新一 代机载Ka频段宽带卫星通信服务。卫星中继主要采用国际海事卫SBB业务(如Via Sat,OnAir,AeroMobile)，休斯Ku波段卫星(Row44)和Intelsat Ku波段DVB-S2 等同步卫星，频段以Ku波段为主，由于频谱资源日益紧张，Aircell和Viasat 等公司也计划采用Ka波段卫星。另一种是采用地基基站。目前主要有LiveTV和 Aircell的Gogo网络。Aircell公司与高通、中兴公司合作，采用基于EV-DO技 术，在美国本土建立了数百个地对空基站，提供的Gogo机载互联网接入。

不同通信方式的数据类型、使用范围、传输延时、传输距离和抗干扰性能等 方面各不相同，地基基站通信相较于卫星通信而言，具有可实现高空立体覆盖、 高数据带宽、低时延、低成本以及地基基站通信的频段可重复利用的优点，提高 了地面频谱利用率。但地基基站通信仅能覆盖陆地区域，不能覆盖海洋区域，且 在频率上还有待电信运营商许可。卫星通信则具有覆盖全球的优势，但是存在带 宽窄且成本巨大的缺点。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种多网融合通信的自适应无缝切换系 统和方法，解决了现有技术中存在的缺陷。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：