元通常说明了混合空对地网络2的地理范围或覆盖区域。该空对地连接承载了乘客通信流量和本地网络信号流量。
[0030]可替代地，空对地网络2可以通过无线卫星连接来实现，其中在飞机与卫星之间以及在卫星与基于地面的通信网络I之间分别建立射频链路。这些卫星可以与地球同步(看起来相对于地球的参考点是静止的)或移动的，例如中地轨道(MEO)及低地轨道(LEO)。卫星的实例包括但不限于:Ku波段地球同步卫星、DBS卫星(直播卫星)、铱星系统、全球星系统及国际海事卫星系统。在专用卫星的情况下，例如这些用于直播的卫星，链路通常是单方向的，也就是说，从卫星到接收平台(在该例中是飞机)。在这种系统中，需要从飞机进行单向的链路传输以使得该通信成为双向通信。这种链路可以是卫星或本质上是如上所述的基于地面的无线链路。最后，与飞机通信的其他模块包括宽广区域链路，例如高频(HF)无线电和其他独特系统例如对流层散射结构。
[0031]空对地网络2可视为管道，通过该管道，乘客通信流量及控制数据和网络特征集数据在地面子系统I和空中子系统3之间发送。空对地网络2能够以单射频链路或多射频链路实现，一部分信号在不同类型的链路上进行路由，例如空对地链路和卫星链路。因此，实现这种系统有很大的灵活性，可以以各种组合使用此处公开的各种组件和结构概念。
[0032]地面子系统
[0033]地面子系统I由边缘路由器140组成，其将空对地网络2的语音流量连接到传统的蜂窝通信网络部件，包括基站控制器141及与其关联的具有访问位置寄存器、归属位置寄存器的移动交换中心142，以将语音流量互连到公共交换电话网络144，以及其他这样的功能部件。此外，为了完成呼叫，基站控制器141通过公共交换数据网络143连接到互联网147。通过语音IP服务器146，边缘路由器124还提供到互联网147、公共交换数据网络144的数据流量的连接，并且提供其它这种功能。这些功能包括验证服务器、操作子系统、CALEA、和BSS月艮务器145。
[0034]因此，飞机中乘客的无线设备101和基于地面的通信网络的地面子系统之间的通信是通过空中子系统3和空对地网络2传输到非陆地蜂窝通信网络的基于地面的基站控制器141的。下面描述的，由空中子系统3、空对地网络2和基于地面的基站控制器141提供的增强功能为飞机中乘客的无线设备101提供对于乘客而言透明的服务。
[0035]典型的基于飞机的网络
[0036]图2示出了典型的基于飞机的网络的结构，该网络用于多乘客商业飞机200中的乘客的无线设备。这种系统包括多个用于实现通信骨干网的部件，该骨干网用于实现多个多种类型的无线通信设备的无线通信。用于乘客无线设备的基于飞机的网络包括局域网206，其包括使用扩频模式并具有近距离运行的射频通信系统201。这种网络206支持来自乘客无线设备221-224的电路交换和分组交换连接，并通过网关收发器或收发器210将这些乘客的无线设备221-224的通信互连到公共交换电话网络(PSTNH44和其他目的地，例如互联网147或公共交换数据网络(PSDN)。因此无线乘客保留了他们单独的数字身份，就如同他们直接连接到公共交换电话网络144上一样。乘客的无线设备221-224包括不同的通信设备，例如便携式计算机221、移动电话222、MP3音乐播放器(未示出)、个人数字助理(PDA)(未示出)、基于WiFi的设备223、基于WiMax的设备224等等，出于简述的原因，所有设备此处都称为“乘客的无线设备”，而不考虑它们实现的特定细节。
[0037]用于乘客无线设备的基于飞机的网络的基本部件包括至少一个天线205，或将电磁能耦合到飞机200内的空中子系统3，或从其耦合到天线205，该子系统用于与飞机200内的多个乘客的无线设备221-224通信。至少一个天线205连接到无线控制器201，其包含用于控制与多个乘客的无线设备221-224通信的多个部件。无线控制器201包括至少一个低功率射频收发器202，其使用无线通信模式，例如PCS、CDMA、或GSM来提供电路交换通信空间。此夕卜，无线控制器201包括低功率射频收发器203，其使用无线通信模式例如WiFi(其还可以传输分组交换的IP电话技术(VoIP))来提供基于数据分组的交换通信空间。
[0038]最后，无线控制器201包括功率控制部分204，其用于控制多个乘客的无线设备的功率输出。通过RF噪声和干扰模块，其也用于防止客舱中乘客的无线设备直接及错误地在非陆地模式时访问地面网络。超低空中发射功率水平特征表示由基于飞机的网络的无线控制器201的功率控制部件204对乘客的无线设备进行控制，以调整乘客的无线设备221-224所生成输出信号功率，从而最小化由基于地面的基站或基于地面的乘客无线设备接收蜂窝信号的可能性。
[0039]显然，无线控制器201的上述部分能够以各种方式组合或分列，以生成不同于此处所公开的实现。为了表明本发明的概念，选择所述的特定实现，但所述特定实现并不限制将该概念适用于其它实现中。
[0040]无线控制器201通过局域网206连接到多个其他部件，这些部件用于向乘客的无线设备221-224提供服务。这些其他部件包括飞机接口 209，其为乘客的无线设备的通信传输提供管理、交换、路由、及聚合功能。数据采集部件207与多个飞行系统传感器211-214和全球定位系统部件216连接，以便如下所述从多个源搜集数据。此外，驾驶员通信设备，例如显示器217和耳机218，通过有线连接或无线连接连接到局域网206。
[0041]最后，网关接收器210用于将飞机接口209互连到天线215，以便使得信号从用于乘客无线设备的基于飞机的网络传输到位于地面的收发器。包含于这些中的组件是通信路由器函数，其将通信信号转发到正确的目的地。因此，为飞机上的乘客指定的信号被路由到这些人，而路由到处于地面上的乘客的信号被路由到地面子系统。通常最小化最低点(指向地球)有效的辐射功率(ERP)的飞机天线模式可以在飞机上的天线215的实现中使用，对用于乘客的无线设备的基于飞机的网络进行服务。
[0042I乘客登录访问系统
[0043]在每架飞机上，通常通过乘客的无线设备注册处理来控制乘客对电子通信的访问，每个电子设备必须被识别、认证和授权来接收服务。对于乘客的无线设备和飞机上现有的空中无线网络之间的无线通信而言，飞机是设备齐全的环境，所以所有的通信由网络控制器控制。因此，当乘客激活他们的无线设备时，就在乘客的无线设备和网络控制器之间启动了通信会话，以识别乘客正在使用的设备类型及它们的无线协议。在用户的无线设备上将“启动画面”发送给乘客，以宣告进入无线网络端口。一旦建立，网络控制器向乘客的无线设备发送一系列登录画面，使乘客能识别自己并验证他们的身份(如果乘客的无线设备没有准备好通过自动将乘客登录到网络的智能客户端来自动执行这些任务)。作为这种方法的结果，向乘客的无线设备提供唯一的电子身份(IP地址)，网络能响应乘客的无线设备而无需其它管理性的开销。认证处理可以包括使用安全处理，例如密码、扫描乘客不可改变的特征(指纹、视网膜等)等。
[0044]—旦乘客的无线设备登录了，乘客就能访问在网络中可用的免费的标准电子服务，或访问如下所述的为特定乘客定制的电子服务。呈现给乘客的屏幕可以被定制，以显示乘客正在旅行的航空公司的名称。定制的电子服务传输系统300可以位于地面，如图3所示，或可选地在单个飞机320、321的整体或部分中实现。简单描述起见，此处示出的定制电子服务传输系统300位于地面，为多个飞机320、321服务。定制的电子内容传输系统包括图3和图5中的内容源351-35M，其提供了大量娱乐节目和信息，这些节目映射到对位于飞机上乘客可用的多个数据流。如图5所示，这些节目可被分为如下几种典型类别:电影和视频531、实况电视532、实况无线电广播533、音乐和音频娱乐节目534、电子商务和购物535、视频游戏536、游戏和其他交互式服务537、社交网络538、“Flightgeist”(与飞行相关的旅行信息)539，其中这些分类产品的每一个通常都包括乘客可用的多种选择。此外，内容能够包括乘客生成的内容361，例如旅行目的地的照片，和社区生成的内容362，例如乘客能张贴各种主题的评论和说明的电子公告牌，例如飞机将要到达的目的地的餐馆的排名。
[0045]定制电子服务传输系统
[0046]图3以框图的形式示出了定制的电子服务传输系统300的结构。多个飞机320、321，每个都具有他们各自的乘客的集合360，(例如包括乘客330、331、335、