适用于机场数据通信的自适应网络选择方法与流程

本发明涉及机场数据传输
技术领域：
，特别涉及一种适用于机场数据通信的自适应网络选择方法。
背景技术：
：相关技术，在现代民航运输过程中，民航客机需要与航空公司的数据中心进行大量的数据传输。一方面，民航客机完成一个航班后，将产生大量的飞行数据(包括飞机整体健康状况、各部件的运行状态等)，需要及时传输至航空公司的数据中心，供航空公司进行各类快速决策；另一方面，航空公司的数据中心将为飞机的下一航班准备好大量航行数据(包括导航数据、机场地图、软件更新等)，需要及时传输至飞机上，使飞机能够快速执行下一次飞行任务。考虑到飞行过程中数据传输的效率和价格，这两方面的数据传输业务需求一般都在飞机降落机场之后进行。然而我国各地机场发展不均衡、无线网络覆盖情况各不相同。目前，仅有上海浦东等极少数机场支持基于wifi的数据接入。另外，基于wimax体制的机场专用无线传输系统aeromacs已经基本完成了标准制定工作，并在成都双流机场完成了初步试验。而与此同时，地面商用移动网络(包括2g、3g和4g)发展很快，已经全面覆盖了全国各大机场。因此，飞机与航空公司数据中心的无线连接也可以有多种方式。由于各种地面移动网络在传输速度和资费方面各有不同，因此如何选择最优网络，既能在规定时间内完成所要求的数据量的传输，又能最大限度地节省经费，便成为航空公司面临的一个重要问题。技术实现要素：本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种适用于机场数据通信的自适应网络选择方法，该方法有效提高航空公司的运行效率、降低通信成本。为达到上述目的，本发明实施例提出了一种适用于机场数据通信的自适应网络选择方法，包括以下步骤：步骤s1：获取当前机场网络覆盖信息和机上数据业务传输需求；步骤s2：根据所述当前机场网络覆盖信息选择最优网络，并添加至网络选择池中；步骤s3：判断所述最优网络是否满足所述机上数据业务传输需求，并且如果不满足，则增加新的网络进入所述网络选择池，否则连接所述网络选择池中的网络，开启数据传输。本发明实施例的适用于机场数据通信的自适应网络选择方法，通过采用自适应网络感知和优化选择的设计方法，能够在不同机场移动网络覆盖情况下，选择最优网络完成所要求的数据传输任务，综合考虑机场的无线网络覆盖情况、飞机与地面数据的数据交换需求以及各种网络的资费情况，优化选择一个或者一组网络来支持一个或者多个数据传输业务，并根据网络状态的动态变化，自适应地进行网络选择的调整，不仅可以使航空公司适应不同机场的无线覆盖差别或空间变化，又可以使其适应当前机场的网络变化或时间变化，从而有效提高航空公司的运行效率、降低通信成本。另外，根据本发明上述实施例的适用于机场数据通信的自适应网络选择方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：步骤s4：根据预设时长采集所述当前机场网络覆盖信息，以动态更新网络选择，并重复所述步骤s1至所述步骤s3。进一步地，在本发明的一个实施例中，通过飞机上的数据桥接终端获取所述当前机场网络覆盖信息和所述机上数据业务传输需求。进一步地，在本发明的一个实施例中，所述飞机上的数据桥接终端为将所述飞机上的数据终端与地面数据通信网络相连接的设备。进一步地，在本发明的一个实施例中，所述机场网络覆盖信息包括地面移动网络是否有覆盖和覆盖网络的网络拥塞状况。进一步地，在本发明的一个实施例中，所述地面移动网络包括wifi、4g通信网络、3g通信网络和2g通信网络。进一步地，在本发明的一个实施例中，所述机上数据业务传输需求包括飞机驾驶舱业务、客舱数据业务和上机维护人员的数据传输业务中的一种或多种。进一步地，在本发明的一个实施例中，所述最优网络为在预设时间内完成特定数据传输任务的多个网络中资费最低的网络或当前传输速度最快的网络。进一步地，在本发明的一个实施例中，所述网络选择池具有满足所述飞机与地面数据中心之间的数据传输需求而选出的一个或多个可用网络。进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤3包括：判断所述网络选择池中的全部网络的传输能力之和或者部分网络的组合的传输能力之和是否能够在目标时间内完成所要求数据传输任务。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本发明一个实施例的适用于机场数据通信的自适应网络选择方法的流程图；图2为根据本发明一个实施例的步骤s1的具体流程图；图3为根据本发明一个实施例的步骤s2的具体流程图；图4为根据本发明一个实施例的步骤s3的具体流程图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。下面参照附图描述根据本发明实施例提出的适用于机场数据通信的自适应网络选择方法。图1是本发明一个实施例的适用于机场数据通信的自适应网络选择方法的流程图。如图1所示，该适用于机场数据通信的自适应网络选择方法包括以下步骤：步骤s1：获取当前机场网络覆盖信息和机上数据业务传输需求。在本发明的一个实施例中，通过飞机上的数据桥接终端获取当前机场网络覆盖信息和机上数据业务传输需求。进一步地，在本发明的一个实施例中，飞机上的数据桥接终端为将飞机上的数据终端与地面数据通信网络相连接的设备。可以理解的是，“数据桥接终端”包括各种将飞机上的数据终端与地面数据通信网络相连接的设备。进一步地，在本发明的一个实施例中，机场网络覆盖信息包括地面移动网络是否有覆盖和覆盖网络的网络拥塞状况。在本发明的一个实施例中，地面移动网络包括wifi、4g通信网络、3g通信网络和2g通信网络。可以理解的是，“机场网络覆盖情况”包括各种网络是否有覆盖(包括wifi、4g、3g、2g等地面移动网络)以及覆盖网络的网络拥塞状况。进一步地，在本发明的一个实施例中，机上数据业务传输需求包括飞机驾驶舱业务、客舱数据业务和上机维护人员的数据传输业务中的一种或多种。可以理解的是，“机上数据业务传输需求”主要包括飞机驾驶舱业务、客舱数据业务和上机维护人员的数据传输业务等各类需要在飞机上与地面数据中心进行数据交换的业务。同一时间段内，可以有一种传输业务，也可以有多个传输业务。具体而言，如图2所示，本发明实施例首先进行参数获取，具体包括：步骤s11、机上数据桥接终端获取飞机与地面数据中心的数据传输业务需求，包括数据量和完成时间要求；数据量由数据桥接终端自动获取或人工输入，后者可以为预设时间或人工输入；步骤s12、机上数据桥接终端获取机场的地面移动网络覆盖情况，包括搜索可用网络并获取每个网络的拥塞情况和传输延时等，这部分功能由数据桥接终端自动完成；步骤s13、机上数据桥接终端获取各个可用地面移动网络的资费情况，这部分参数可以人工输入也可以事先预设。举例而言，假设飞机与地面数据中心的数据传输量为10gb，需在的此时45分钟内完成数据传输。此时飞机所在机场中无wifi接入设备，但是4g网络和3g覆盖良好，每种网络的数据资费和当前传输速率如下表所示，且网络状态比较稳定。步骤s11、机上数据桥接终端获取飞机与地面数据中心的数据传输业务需求，数据量10gb由系统自动获取，完成时间45分钟为预设时间，需要数据传输速率约为30mbps；步骤s12、机上数据桥接终端获取机场的地面移动网络覆盖情况，发现可用网络为中国移动4g网络(传输速率25mbps)、中国移联通4g网络(传输速率25mbps)、中国移动3g网络(传输速率4mbps)、中国联通3g网络(传输速率7mbps)；步骤s13、机上数据桥接终端通过预设值获取可用地面移动网络的资费情况如表1所示，中国移动4g网络5元/gb、中国移联通4g网络7元/gb、中国移动3g网络5元/gb、中国联通3g网络7元/gb。其中，表1为当前可用网络传输速率及资费表。表1可用网络中国移动4g中国移动3g中国联通3g传输速率25mbps4mbps6mbps数据资费5元/gb5元/gb7元/gb步骤s2：根据当前机场网络覆盖信息选择最优网络，并添加至网络选择池中。在本发明的一个实施例中，最优网络为在预设时间内完成特定数据传输任务的多个网络中资费最低的网络或当前传输速度最快的网络。可以理解的是，“最优网络”的评判依据可根据实际情况而定。例如，最优网络可以是能够在特定时间内完成特定数据传输任务的几个网络中资费最低的那一个网络，也可以是不考虑资费、当前传输速度最快的那一个网络。进一步地，在本发明的一个实施例中，网络选择池具有满足飞机与地面数据中心之间的数据传输需求而选出的一个或多个可用网络。可以理解的是，“网络选择池”是指为了满足飞机与地面数据中心之间的数据传输需求而选出的最优可用网络，可以只包含一个网络，也可以包含多个网络。具体而言，如图3所示，系统工作流程具体包括：步骤s21、根据“参数获取”中获得的可用网络及资费情况，选择一个最优网络(具体方法在“网络选择算法”部分描述)，放入网络选择池当中；步骤s22、根据“参数获取”中获得的业务需求和网络拥塞状态，判断所选网络是否能够满足需求；若某个网络组合满足传输需求，则直接启动这个组合中的网络，并将没有使用的网络返回到可用网络列表中；若网络选择池中所有网络之和不满足传输需求，则重复步骤s21，在剩余可用网络列表中选最优网络，放入网络选择池中，直至满足传输需求；步骤s23、周期地进行网络状态监控，判断所用网络是否是当前最优网络；若是，则维持当前网络，否则更新所选网络。举例而言，步骤s21、根据“参数获取”中获得的可用网络及资费情况，选择中国移动4g网络为最优网络，放入网络选择池当中；步骤s22、根据“参数获取”中获得的业务需求和网络拥塞状态，发现中国移动4g网络不能够满足传输需求(25mbps<30mbps)；重复步骤(1)，选择中国移动3g为最优网络，放入网络选择池中，发现两个网络(移动4g+移动3g)仍不能满足传输需求；重复步骤s21，选择中国联通3g为最优网络，放入网络选择池中，发现两个网络(移动4g+联通3g)可以满足传输需求，从而接入这两个网络，开始数据传输，并将中国移动3g网络返回到可用网络列表中；步骤s23、周期地进行网络状态监控，发现所选择的两个网络始终可以满足数据传输需求，直至数据传输完成没有更新网络。步骤s3：判断最优网络是否满足机上数据业务传输需求，并且如果不满足，则增加新的网络进入网络选择池，否则连接网络选择池中的网络，开启数据传输。可以理解的是，本发明实施例判断所选择网络是否可以满足机上业务传输需求；若不满足则重复步骤s2，并增加新的网络进入网络选择池；若满足则连接网络选择池中的网络，开启数据传输。进一步地，在本发明的一个实施例中，步骤s3包括：判断网络选择池中的全部网络的传输能力之和或者部分网络的组合的传输能力之和是否能够在目标时间内完成所要求数据传输任务。可以理解的是，“满足机上业务传输需求”是指网络选择池中的全部网络的传输能力之和或者部分网络的组合的传输能力之和能够在规定的时间内完成所要求数据传输任务。具体而言，如图4所示，网络选择算法具体包括：步骤s31、判断是否有wifi网络，如果有则直接输出为最优网络，否则继续后面步骤；步骤s32、判断是否有4g网络，如果有则继续判断有几个4g网络；若只有一个，则直接输出为最优网络，若有多个，选择资费便宜的网络作为最优网络；如果没有4g网络，则继续后面步骤；步骤s33、判断是否有3g网络，如果有则继续判断有几个3g网络；若只有一个，则直接输出为最优网络，若有多个，选择资费便宜的网络作为最优网络；如果没有3g网络，则继续后面步骤。步骤s34、判断是否有2g网络，如果有则输出为最优网络；如果没有2g网络，则重复步骤s31至步骤s34，重新搜索网络。具体而言，网络选择算法(共被调用三次)第一次步骤(1)没有搜索到wifi网络，继续后面步骤；步骤(2)发现4g网络，且只有中国移动的网络，因此将中国移动4g网络选为最优网络；第二次步骤(1)没有搜索到wifi网络，继续后面步骤；步骤(2)没有4g网络(已经被选过)，继续后面步骤；步骤(3)发现3g网络，且有中国移动和中国联通两个网络，由于中国移动的3g网络资费较低，选择中国移动3g网络为最优网络；第三次步骤(1)没有搜索到wifi网络，继续后面步骤；步骤(2)没有4g网络(已经被选过)，继续后面步骤；步骤(3)发现3g网络，只有中国联通一个网络，直接输出为最优网络。进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：步骤s4：根据预设时长采集当前机场网络覆盖信息，以动态更新网络选择，并重复步骤s1至步骤s3。可以理解的是，本发明实施例周期性获取机场网络覆盖情况，动态更新网络选择；若机场网络覆盖情况有变化，则重复步骤s1至步骤s3。综上，本发明实施例针对国内机场的飞机与航空公司数据中心的数据交互业务需求，为了解决飞机与地面数据中心在进行数据交换过程中的效率与成本的优化问题，并适用于飞机降落后通过无线通信的方式与地面数据中心进行数据交换的场景，通过飞机上的一个桥接终端，根据飞机与地面数据中心的数据传输量和时间要求，结合目前可被利用的地面网络状态及数据通信资费情况，给出最优的网络选择方案，从而实现飞机在国内不同机场的移动网络自适应接入和动态配置，以极大的灵活性满足飞机与航空公司数据中心的数据交互业务需求。另外，本发明实施例的方法主要有以下三个特点：(1)能够使用不同机场的地面移动网络覆盖情况，所设计的自适应网络选择技术通过环境感知的手段自动获取所在机场的无线网络覆盖情况，不需人工干预，因此可以解决国内机场无线网络基础设施差别较大的问题。(2)能够适应机场地面移动网络的动态变化，由于机场的人流量较大，乘客的数据业务在时间上具有不均匀分布的特性，这导致移动网络的拥塞状况时刻在发生变化。而所设计的自适应网络选择技术会周期性地检测网络状态，一旦发现所选择的网络性能恶化，马上会选择新的最优网络进行替代，从而最大限度地利用多个网络的动态特性。(3)能够为航空公司实现数据传输效率和资费的优化配置，所设计的自适应网络选择技术在选择最优网络的时候综合考虑飞机与地面数据中心的业务传输需求和不同移动网络的资费情况，优化目标是在完成数据传输任务的前提下资费最少，因此最大限度地降低航空公司的成本。根据本发明实施例提出的适用于机场数据通信的自适应网络选择方法，通过采用自适应网络感知和优化选择的设计方法，能够在不同机场移动网络覆盖情况下，选择最优网络完成所要求的数据传输任务，综合考虑机场的无线网络覆盖情况、飞机与地面数据的数据交换需求以及各种网络的资费情况，优化选择一个或者一组网络来支持一个或者多个数据传输业务，并根据网络状态的动态变化，自适应地进行网络选择的调整，不仅可以使航空公司适应不同机场的无线覆盖差别或空间变化，又可以使其适应当前机场的网络变化或时间变化，从而有效提高航空公司的运行效率、降低通信成本。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。当前第1页12