用于通过异构连接进行飞机数据通信的方法和系统

摘要

提供一种用于在飞机和机下网络之间通信数据的方法和系统。该方法包括预加载用于飞机的数据到安全动力装置上；可通信地将飞机连接到安全动力装置；基于空中交通管理信息、绝对(GMT)时间和飞机位置数据确认安全动力装置处的飞机；以及基于确认结果在飞机和安全动力装置之间传输数据。

权利要求

1.一种用于在飞机(102)和机下网络(114)之间通信数据的方法，所述方法包括：在所述飞机(102)到达之前，预加载用于所述飞机(102)的数据到安全动力装置(104)上；

可通信地将所述飞机(102)连接到所述安全动力装置(104)；

基于空中交通管理信息、绝对时间和飞机位置数据确认所述安全动力装置(104)处的所述飞机(102)；以及基于所述确认在所述飞机(102)和所述安全动力装置(104)之间传输数据。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：将数据从所述安全动力装置(104)传输到所述机下网络(114)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，预加载数据包括基于空中交通管理信息预加载用于所述飞机(102)的数据，所述空中交通管理信息包括预定到达时间、飞机场、登机口、飞机尾号、飞机飞行位置和SKID数据中的一个或更多个。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，基于空中交通管理信息和飞机位置数据确认所述安全动力装置(104)处的所述飞机(102)包括基于预定到达时间、飞机场、登机口、飞机尾号、飞机飞行位置和SKID数据中的一个或更多个确认所述飞机(102)。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，确认所述飞机(102)进一步包括使用GPS或IRU信息确认飞机位置。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，可通信地将所述飞机(102)连接到所述安全动力装置(104)进一步包括通过电力电缆(106)将所述安全动力装置(104)连接到所述飞机的托管架(108)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，传输数据进一步包括通过所述电力电缆(106)在所述安全动力装置(104)和所述飞机(102)之间传输数据。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，预加载数据进一步包括将数据从航空公司服务器传输到所述安全动力装置(104)。

9.一种用于在飞机(102)和机下网络(114)之间通信的系统，所述系统包括：安全动力装置(104)，其配置成通过电力电缆(106)可通信地连接到飞机(102)；

计算设备(120)，其配置成先于所述飞机(102)的到达，预加载用于所述飞机(102)的数据到所述安全动力装置(104)；和通信设备(118)，其配置成在所述安全动力装置(104)和所述机下网络(114)之间通信；

其中所述安全动力装置(104)被配置成基于空中交通管理信息、绝对时间和飞机位置数据确认所述飞机(102)；并且所述安全动力装置(104)被配置成基于所述确认在所述飞机(102)和所述安全动力装置(104)之间传输数据。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述安全动力装置(104)配置成通过所述电力电缆(106)提供400Hz电力到所述飞机(102)。

11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述安全动力装置(104)进一步配置成基于预定到达时间、飞机场、登机口、飞机尾号、飞机飞行位置和SKID数据中的一个或更多个确认所述飞机(102)。

12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述安全动力装置(104)配置成在机场服务器和航空公司服务器中的至少一个和所述飞机(102)之间传输数据。

13.根据权利要求9所述的系统，其中，所述计算设备(120)进一步配置成基于空中交通管理信息预加载数据，所述空中交通管理信息包括预定到达时间、飞机场、登机口、飞机尾号、飞机飞行位置和SKID数据中的一个或更多个。

14.根据权利要求9所述的系统，其中，所述安全动力装置(104)进一步配置成使用GPS或IRU信息确认飞机位置。

15.根据权利要求9到14中的任何一个所述的系统，其中，所述安全动力装置(104)包括所述计算设备(120)、配置成通过所述电力电缆(106)将数据传输到所述飞机(102)的宽带电力线通信模块即BPL模块(112)和所述通信设备(118)。

说明书

用于通过异构连接进行飞机数据通信的方法和系统

技术领域

[0001] 本公开通常涉及飞机通信，更具体地，涉及使用由异构连接支持的地面上的数据网络的飞机宽带通信。

背景技术

[0002] 随着技术的增强，机上飞机所需的软件和数据的数量也同样增加。这种增加的需求在具有最新飞机模型的飞机信息系统的尺寸上尤其明显。由于在飞行期间收集的(需要卸载的)大量信息以及(通常在航班之间上传的)乘客娱乐数据，用于飞机登机口处的运转时间(Turn Around Time,TAT)受到影响。为了在可接受TAT内完成这一操作，存在数据利用率的挑战，如使用已知数据传输技术的慢连接和安全问题。

[0003] 因此，需要这种方法和系统，即当飞机停放在航班之间的登机口处时，该方法和系统通过在飞机场处可用机下连接提供有效且安全的数据传输。

发明内容

[0004] 在一个方面，提供一种用于在飞机和机下网络之间通信数据的方法。该方法包括预加载用于飞机的数据到安全动力装置上；可通信地将飞机连接到安全动力装置；基于空中交通管理信息、绝对时间(GMT时间)和飞机位置数据确认安全动力装置处的飞机；并基于确认结果在飞机和安全动力装置之间传输数据。

[0005] 在另一个方面，提供一种配置成用于飞机和机下网络之间通信的安全动力装置。安全动力装置包括计算设备，其配置成先于飞机到达预加载用于飞机的数据；宽带电力线通信(BPL)模块，其配置成通过电力电缆将数据传输到飞机；和通信设备，其配置成在安全动力装置和机下网络之间通信。

[0006] 在又一个方面，提供一种用于在飞机和机下网络之间通信的系统。该系统包括安全动力装置，其配置成通过电力电缆可通信地连接到飞机。该系统包括计算设备，其配置成先于飞机到达将用于飞机的数据预加载到安全动力装置；宽带电力线通信(BPL)模块，其配置成通过电力电缆将数据传输到飞机；和通信设备，其配置成在安全动力装置和机下网络之间通信。

[0007] 已经讨论的所述特征、功能和优点可以独立地实现在不同实施方式中，或在其他实施方式中组合，其进一步的细节介绍可以参照接下来的描述和附图了解到。

附图说明

[0008] 图1是利用数据网络启用飞机宽带通信的示例性系统的图示。

[0009] 图2是可以与图1所示的系统连用的示例性计算设备的框图。

[0010] 图3是可实施以利用动力系统启用飞机宽带通信的示例性方法的流程图。

具体实施方式

[0011] 本文描述的实施例使用数据网络启用飞机宽带通信。更具体地，本公开是针对预加载到达之前在登机口处的飞机特定数据以最小化(运转时间)TAT。由于地面上的安全动力装置处的计算装置和航空公司服务器之间的低速连接，本文描述的实施例会有助于读取或预加载用于或针对在飞机到达登机口处之前的飞机的合适的数据。

[0012] 图1是使用机下数据网络114促进飞机宽带通信的示例性系统100的图示。系统100与在飞机场(未示出)地面上的飞机102一同工作。本文所用的术语“飞机场”指代飞机(如固定翼飞机、直升机和/或飞艇)起飞和着陆的任何位置。系统100包括提供电力到飞机102的动力系统104。在示例性实施方式中，动力系统104是登机口盒(Gatebox)服务器，即安全动力装置，其提供电力到停放在飞机场或邻近飞机场的位置处的地面上的飞机。在一个实施方式中，动力系统104可以是常规动力输送系统，其用于至少一些已知飞机场且指定到一个登机口或飞机场位置。当飞机102停放在飞机场时，动力系统104连接到飞机102。在一个实施方式中，动力系统104是可移动的动力车。电缆106，如动力托管架电缆或电力线，通过至少一个托管架插口108将飞机102连接到动力系统104。动力系统104可以配置成通过电缆106提供400Hz电力到飞机，然而，通过电缆106可能为连接的特定型号的飞机或交通工具提供任何适合的电力。在一个实施方式中，动力系统104提供动力设备标记中的序列号和/或部件信息，其被提供给飞机和/或服务器。

[0013] 在一个示例性实施方式中，飞机102包括通过电缆106启用通信的机上BPL模块110。更具体地，在一个示例性实施方式中，机上BPL模块110能与机下BPL模块112通信。在一个示例性实施方式中，BPL模块110可通信地连接到机上网络116。机上网络116，如，但不限于，包括飞行中娱乐系统、航空电子系统、飞行控制系统、中央维护计算机、飞机健康维护(AHM)、发动机数据(Engine Data)、(一个或更多个)乘机旅行手提包和/或驾驶舱系统。

[0014] 在一个示例性实施方式中，动力系统104与机下BPL模块112结合并连接到计算设备120，该计算设备能够直接与飞机102通信以将数据传输到网络116。机下网络114可以是基于地面的网络(ground-based network)。在一个示例性实施方式中，模块112也连接到可通信地连接到基于地面的网络114的收发器118。例如，在一个实施方式中，收发器118是无线收发器，其传输数据到网络114/传输来自网络114的数据。收发器118可以无线地连接到网络114或通过有线连接物理地连接到网络114。应当注意，收发器118可以使用启用本文描述的宽带通信的任何协议与网络114通信。

[0015] 在一个示例性实施方式中，飞机102能够通过电缆106接收来自动力系统104的电能，且可以通过电缆106发送数据通信到基于地面的网络114/接收来自基于地面的网络114的数据通信。此外，在一个示例性实施方式中，飞机102使用TCP/IP通过机上BPL模块110通信，然而，能够使用任何其他适合的协议。在一个实施方式中，应用加密以进一步保护飞机102和基于地面的网络114和/或计算设备120之间的通信。

[0016] 基于地面的网络114可以可通信地连接到一个或更多个服务器122，该服务器可以通过操作飞机102的航空公司或实体操作。此外，服务器122可以通过第三方，如飞机场、飞机制造商和/或飞机服务提供商进行操作。例如，服务器122可以通过LAN、WAN和/或互联网连接到基于地面的网络114。服务器122可以将数据传输到飞机102并传输来自飞机102的数据。例如，数据可以在飞机场服务器和航空公司服务器中的至少一个和所述飞机102之间传输。也就是说，动力系统104可以配置成在飞机102和飞机场服务器之间传输数据，或动力系统104可以配置成在飞机102和航空公司服务器之间传输数据，或动力系统104可以配置成在飞机102和任何服务器的组合或任意数量服务器之间传输数据。服务器122可以提供用于飞机场的空中交通管理信息，其包括飞机预定到达时间、飞机登机口位置、飞机尾号、飞机飞行位置和SKID数据。服务器122可以提供软件和/或固件更新到飞机102的元件，如驾驶舱系统软件、乘机旅行手提包和航空电子软件。服务器122还可以提供内容，如音乐、电影、认证、加密数据和/或如用于飞机102上的飞行中娱乐系统的已缓存网络内容的互联网数据。

[0017] 虽然图1说明动力系统104是通过机下BPL模块112连接到电缆106，但是应当了解，如本文所述的启用机下BPL模块以运行的其他配置是可能的。例如，当飞机102通过电缆106直接连接到动力系统104时，机下BPL模块112可以无线地与模块110通信。作为另一个示例，机下BPL模块112可以配置成通过计算设备120无线地与飞机通信，同时，当电力从动力系统104供应到飞机102时，其通过电缆106通信。

[0018] 图2是可以与系统100(如图1所示)一起使用的示例性计算设备200的框图。在一个示例性实施方式中，计算设备200合并到动力系统104。然而，应当注意，计算设备200可以是与动力系统104配合的单独设备，如计算设备120。在一个示例性实施方式中，计算设备200包括通信构造202，其启用处理装置204、存储器206、永久存储装置208、通信装置210、输入/输出(I/O)装置212和演示界面如显示器214之间的通信。除此之外，或在另一种情况下，演示界面214可以包括音频设备(未示出)和/或能够将信息传达到用户的任何设备。

[0019] 处理装置204执行用于软件的、可以加载到存储器206的指令。处理装置204可以是一组一个或更多个处理器或者可以包括多个处理器内核，这取决于特定实施方式。此外，通过使用一个或更多个异构处理器系统可以执行处理装置204，在异构处理器系统中，主要处理器和次要处理器同在单个芯片上。在另一个实施方式中，处理装置204可以是包含多个相同类型处理器的同构处理器系统。

[0020] 存储器206和永久存储装置208是存储设备的示例。如本文所使用的，存储设备是能够临时和/或永久存储信息的任意硬件。存储设备，如存储器206和/或永久存储装置208，可以配置成存储本文所述的处理过程所使用的数据。例如，存储设备可以存储在飞行期间网络116所需的数据。

[0021] 在一个示例性实施方式中，通信装置210启用和其他计算设备、系统和/或网络的通信。在一个示例性实施方式中，通信装置210是BPL模块如模块100和模块112。在一个实施方式中，通信装置210还包括网络接口卡。通信装置210(如收发器118)可以通过使用物理的和/或无线的通信链路提供通信。

[0022] 输入/输出装置212能够使用可以连接到计算设备200的其他设备输入和输出数据。例如，不限制于，输入/输出装置212可以通过用户输入设备如键盘、鼠标、摄影机、麦克风和/或静止的照相机提供用于用户输入的连接。此外，输入/输出装置212可以将输出传输到打印机。显示器214提供一种机构，从而显示信息给用户。例如，演示界面(如显示器214)可以显示图形用户界面，如本文所述的那些。

[0023] 本文所说明的、用于计算设备200的不同元件不是对于可以应用于不同实施例中的方式的架构限制。相反，不同说明性的实施例可以应用于计算机系统中，该计算机系统包括那些说明计算设备200之外的元件或者代替那些说明计算设备的元件的元件。例如，图2所示的其他元件能够不同于所示的说明性示例。

[0024] 在操作期间，参考图1和图2，计算设备120在接收到用于飞机102的空中交通管理信息之后，预加载用于飞机102的数据到动力系统104上。随后，飞机102通过电缆106，如动力托管架电缆，连接到地面动力装置(GPU)，如动力系统104。飞机102通过电缆106将数据传输请求传输到动力系统104。通过使用机下BPL模型112、显示器214和/或I/O装置212，安全动力装置104完成确认或认证过程。飞机102通过电缆106连接到机下BPL模型112，并连接到计算设备120。计算设备120可以执行本文所述的确认。在飞机102和动力装置104之间的通信可以自主地或在用户的指导下初始化，该用户如是在某些情况下的飞机端上的、初始化来自驾驶舱内的电源总线连接命令的飞行员或地面乘务人员。

[0025] 图3是可以实施以利用动力系统104启用飞机102宽带通信的示例性方法300的流程图。在一个示例性实施方式中，动力系统104与飞机场服务器122通信以确定飞机102是否已经分配给动力系统104。在一个实施方式中，基于位置和/或动力系统识别信息，选择或分配动力系统104用于预加载数据304。当飞机102已经分配到动力系统104时，已分配的动力系统104确定飞机识别信息302。在一些实施方式中，飞机识别信息从空中交通管理(ATM)系统、全系统信息管理(SWIM)系统或地球采样登记系统(SESAR)数据库中检索。可替换地，飞机识别信息能够从促进本文描述的飞机通信的任何源中检索。随后，飞机识别信息被传递到服务器122以确定是否需要上传任何数据到飞机102。如果飞机102需要数据，在到达时，动力系统104加载或预加载需要传输到飞机102的数据304。例如，预加载可以包括将数据从航空公司服务器传输到动力系统104。

[0026] 在一个示例性实施方式中，当飞机102到达登机口时，飞机102通过电缆106连接到地面装置(如动力装置104)306。当电力供应到飞机时，初始化从模块110到模块112的BPL链路，及确认飞机308。在一个示例性实施方式中，通过比较飞机102上的飞机识别信息(如SKID卡、尾部ID和MAC地址)与存储在动力装置104上的飞机识别信息，确认或认证飞机102308。在一个实施方式中，使用GPS或IRU信息确认飞机308。可替换地，通过比较飞机102和预定到达时间、飞机场、登机口、绝对时间或GMT时间和飞机飞行位置中的至少一个确认飞机102308。

[0027] 在一个实施方式中，如果飞机未确认308，确认不成功的通知就会传输到合适的一方309。在一些实施方式中，当传输通知309时，任何已预加载304的数据得到保持，且直到手动修改使得任何已预加载304的数据得到传输时，该数据才得以释放。在其他实施方式中，当传输通知309时，已预加载304的数据被清除，且通过装置212拍摄到动力装置104附近区域的相片和/或视频，从而得到环境感知信息。

[0028] 在一个示例性实施方式中，当飞机102已经得到确认310时，在飞机102和动力装置104和/或计算设备120之间的数据随后得到传输和/或更新312。例如，数据可以通过电缆
106在动力装置104和飞机102之间传输。作为另一个示例，当飞机102通过电缆106直接连接到动力装置104时，数据可以在动力装置104和飞机102之间无线地传输。作为又一个示例，数据可以通过计算设备120在动力装置104和飞机102之间无线地传输，同时，当电力从动力装置104供应到飞机102时，通过电缆106传输数据。

[0029] 在一个实施方式中，从飞机102传输到动力装置104和/或计算设备120的数据被存储用于随后传输到网络114和/或服务器122。在数据传输312期间，动力装置持续监控完成传输312。在一个实施方式中，如果飞机102已经离开动力装置104且文件的传输仅部分完成，那么就会发送通知到网络114和/或服务器122，且未传输的数据能够转发到飞机目的地处的动力装置。在一些实施方式中，如果传输312完成，用户能够收到通知且动力装置104能够清除数据，准备下一个飞机所需的数据。如果完整的数据传输失败，通知就会传输到合适的一方，且数据得到保持直到手动修改使得数据得到传输或能够进行数据的完整清除。

[0030] 因此，在一个示例性实施方式中，本文描述的系统利用数据网络启用飞机宽带通信。相对于用于基于飞机场的飞机通信的已知通信方法和系统，上述通信系统和方法启用飞机和基于地面的网络之间的安全且有效的数据传输。因为，本文描述的实施例促进保护在航空公司和/或飞机场服务器和飞机之间的数据免于被拦截，所以数据传输比已知系统更安全。另外，因为数据预加载到动力系统上，网络和/或数据的管理员能够获知特殊数据会中止的地方。由于网络之间或互联网连接的固有限度，利用本文通过许多因素描述的实施例，也实现有效的数据传输。通过预加载用于特殊飞机类型如波音757的标准数据以及用飞机特定信息补充数据也能够产生效率。

[0031] 本文描述的方法和系统启用数据传输，该数据传输包括从在飞行结束时的飞机处拍摄的所需文件。所需文件可以是涉及到发动机性能或需要监控的任何其他相关数据的记录文件。数据能够先于在慢的机下网络连接上传输而加载到登机口盒服务器存储器上。这种传输会在TAT内缓解登机口处的飞机。基于作为部分操作而采用的约束，能够强制应用在飞机上的数据和地面上的数据之间的数据完整性。

[0032] 本领域的技术人员会了解到，可以使用任意各种不同的技术和技巧表示信息和信号(如，基于飞机型号和航空公司配置可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场、可重复噪声识别标志、典型的电力负荷表示数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和线性调频脉冲(chirp)。这些识别标志能够从已知识别标志或者凭经验根据运行的平均值或粒子或其任意组合收集和改良的识别标志中预加载)。同样地，取决于应用和功能性，本文描述的各种说明性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实施为电子硬件、计算机软件或二者的组合。此外，本文描述的各种逻辑块、模块和电路可以使用下列组件应用或执行：通用处理器(如，微处理器、常规处理器、控制器、微控制器、状态机或计算设备的组合)、数字信号处理器(“DSP”)、专用集成电路(“ASIC”)、现场可编程门阵列(“FPGA”)或其它可编程逻辑设备、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或设计用来执行本文描述的功能的其任意组合。类似地，本文描述的方法或过程的步骤可以直接体现在硬件中、在由处理器执行的软件模块中或在两者的组合中。软件模块可以存在于RAM存储器中、闪存中、ROM中、EPRQM存储器中、EEPROM存储器中、寄存器中、硬盘中、可移除磁盘中、CD-ROM中或本领域中已知的任意其他形式的存储媒介中。虽然本公开的优选实施方式已经详细描述，但是本领域技术人员会了解到，在不偏离附加的权利要求中所阐述的公开的范围的情况下，可以进行各种修改。

[0033] 如本文描述的包括机上和机下BPL模块的控制器、计算设备或计算机可以包括至少一个或更多个处理器或处理装置和系统存储器。通常，控制器还包括至少某一形式的计算机可读介质。通过示例而非限制的方式，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质可以包括实施在启用信息(如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的存储的任意方法或技术中的易失的和非易失的、可移除的和不可移除的介质。通信介质通常体现在调制数据信号(如载波或其他传送机构)中的计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据，且包括任何信息输送介质。本领域技术人员应当熟悉调制数据信号，其具有一个或更多个其以一种方式编码信号中的信息而设定或改变的特性。任意上述内容的组合也涵盖于计算机可读介质的范围中。

[0034] 此外，本公开包括根据下述条款的实施例：

[0035] 条款1、一种配置为在飞机和机下网络之间通信的安全动力装置，所述安全动力装置包括：

[0036] 计算设备，其配置成先于飞机的到达预加载用于飞机的数据；

[0037] 宽带电力线通信(BPL)模块，其配置成通过电力电缆将数据传输到飞机；和[0038] 通信设备，其配置成在所述安全动力装置和机下网络之间通信。

[0039] 条款2、根据条款1的安全动力装置，其中，所述安全动力装置配置成通过电力电缆提供400Hz电力到飞机。

[0040] 条款3、根据条款1的安全动力装置，其中，所述安全动力装置进一步配置成基于预定到达时间、飞机场、登机口、飞机尾号、飞机飞行位置和SKID数据中的一个或更多个确认飞机。

[0041] 条款4、根据条款1的安全动力装置，其中，所述安全动力装置配置成在飞机场服务器和航空公司服务器中的至少一个和飞机之间传输数据。

[0042] 条款5、根据条款1的安全动力装置，其中，所述计算设备进一步配置成基于空中交通管理信息预加载数据，所述空中交通管理信息包括预定到达时间、飞机场、登机口、飞机尾号、飞机飞行位置和SKID数据中的一个或更多个。

[0043] 条款6、根据条款1的安全动力装置，其中，所述安全动力装置进一步配置成使用GPS或IRU信息确认飞机位置。

[0044] 此书面说明书使用示例公开各实施方式，其包括最佳实施方式以使本领域的任何技术人员实践这些实施方式，包括制造和使用任意设备或系统以及执行任意包含的方法。可专利性范围由权利要求书限定，并可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果其他示例具有与权利要求书的文字语言并无不同的结构性元素，或如果它们包括具有与权利要求书的文字语言非实质不同的等价的结构性元素，则这种其他示例旨在落入权利要求范围内。