CN104025474B - 一种在飞行器上监视干扰源的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在交通工具中(具体地在飞行器中)提供的无线通信网络的用于查明干扰源(40)的网络节点(100、200)、具有这种网络节点(100、200)的系统、相关联的用于查明在交通工具中(具体地在飞行器中)提供的无线通信网络的干扰源(40)的方法、以及用于运行该方法的计算机程序。该网络节点(100、200)包括干扰功率查明组件(140、240)和发射组件(160、260)，该干扰功率查明组件用于查明从干扰源(40)发出的干扰辐射的干扰功率，该发射组件用于所查明的干扰功率至控制设备(300)的无线的和/或有线绑定的发射，该控制设备用于基于所查明的干扰功率确定干扰辐射的方向和干扰源(40)的距离中至少之一，具体地确定干扰源(40)的位置。

Description

一种在飞行器上监视干扰源的方法和系统

技术领域

本发明涉及在交通工具中(具体地在飞行器中)提供的无线通信网络的用于查明干扰源的网络节点、具有这种网络节点的系统、相关联的用于查明在交通工具中(具体地在飞行器中)提供的无线通信网络的干扰源的方法、以及用于运行该方法的计算机程序。

背景技术

日益希望在交通工具(例如飞行器、轮船、公共汽车或火车)中采用无线通信网络，以便互连电子设备或将电子设备联网。除其它外，这些电子设备(与无线通信相关经常也被称为电子终端)包括传感器、指示元件(如报警灯和指示灯)、显示器(例如用于所谓的飞行娱乐)以及致动器(如电机、灯和照明系统)。为了确保在通信网络的网络节点之间(例如这些电子设备自身之间或者中央网络节点和这些电子设备之间)的可靠信息传输，考虑可能出现的干扰影响是重要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于查明在交通工具中(具体地在飞行器中)提供的无线通信网络的干扰源的网络节点和方法、一种具有这种网络节点的系统、以及一种用于运行该方法的计算机程序，无线通信网络中的可靠通信通过这些得到保证。

该目的通过根据权利要求1所述的网络节点、通过根据权利要求3所述的系统、通过根据权利要求7所述的方法、以及通过根据权利要求14所述的计算机程序来实现。在每种情况下，具体实施例来自于从属权利要求。

根据本发明的用于查明在交通工具中(具体地在飞行器中)提供的无线通信网络的干扰源的网络节点，包括干扰功率查明组件和发射组件。所述干扰功率查明组件被配置为查明从干扰源发出的干扰辐射的干扰功率。所述发射组件被配置为以无线和/或有线绑定的方式将所查明的干扰功率发送至控制设备，以基于所查明的干扰功率确定所述干扰辐射的方向和/或所述干扰源的距离，具体地确定所述干扰源的位置。

所述无线通信网络可以是用于交通工具中(如飞行器中)电子设备的无线联网的任何可想象类型的网络，具体地是无线无线电通信网络。在该无线通信网络中，所述网络节点(网元)中的至少一些以无线的方式彼此通信，但是所述网络节点中的一些还可以附加地或可替代地以有线绑定的方式彼此通信。例如，该通信网络的网络节点，如中央控制设备，可以以有线绑定的方式连接至其它网络节点，如所谓的数据集中器，数据集中器可以依次以无线的方式与其它网络节点(如无线终端)通信。

为了在通信网络中进行无线通信，优选地利用明确预定的或可改变的频率范围或信道、明确预定的或可改变的调制过程以及明确预定的或可改变的信道编码过程。例如，可以使用2.45GHz ISM频带(2400至2500MHz)作为频率范围。作为频带，例如用于商业飞行的雷达高度计频带(4200至4400MHz)也得到考虑。所列出的频带应当被理解为纯粹示例性的，即本文描述的通信网络不被局限于这些示例，而是还可以使用其它频带。进一步可想象，针对不同应用，不同的调制过程进入操作。例如，单载波调制过程可以用于低速率应用，并且多载波调制过程用于高速率应用。对于信道编码，例如分组码和卷积码得到考虑。所列出的调制过程和信道编码过程也应当被理解为纯粹示例性的，即本文描述的通信网络不局限于这些示例的使用。

干扰源可以是能够影响无线通信网络或者干扰无线通信网络的任何可想象的源，具体地是电磁干扰源。该干扰源可以存在于交通工具自身中(如在飞行器中)。然而，其还可以位于交通工具(如飞行器)外部，并且仍影响或干扰通信网络中的信息传输。后者的情况可能发生在例如以下时间：尽管干扰源物理地位于交通工具(如飞行器)外部，但是从干扰源发出的干扰辐射在交通工具内(如在飞行器内)是可测量的。

干扰源可以是通信网络自身内的故障网络节点，如集成到网络中的故障电子设备，或者是由乘客在飞行器中携带的故障电子设备(所谓的乘客电子设备(PED))。而且，该干扰源还可以是尚未集成到通信网络中的(并且例如与该网络完全无关的)但是仍导致由该网络使用的频率范围内的干扰的故障电子设备。此外，由乘客携带的设备(PED)不一定必须是故障的，以便干扰该通信网络。发生相互干扰(例如PED和网络的相互干扰)也是可能的，尤其在利用ISM频带的情况下更是可能的，该飞行器网络能够如本文描述的那样对此做出适当地反应。干扰源还可以是电子设备或另一飞行器的通信系统。关于这一点，干扰源可以是例如位于附近的飞行器的无线通信网络的组件，该飞行器的无线通信网络在至少与该通信网络的频率范围重叠(甚至可能一致)的频率范围内操作。还可想象该干扰源是属于机场基础设施一部分的电子设备。而且，作为干扰源，还可想象为了干扰该通信网络而生成高频无线电噪声信号的设备(所谓的干扰发射机(jammer))。

无论干扰源的准确类型如何，例如如果干扰源是通信网络的一部分，则其可以相对于该网络静止，或者例如如果干扰源是另一网络的一部分，则其可以相对于该网络移动。具体地，无论干扰源的准确类型如何，干扰源进一步适合于发射高频干扰辐射。由于这种干扰源，具体地当其从本地分离的设备中发出或从天线发出时，能够被假设为点源，并且该干扰点源的干扰辐射通常作为来自该设备或天线的安装位置的电磁辐射球状地(全方向地)传播，因此干扰辐射的可测量的干扰功率随干扰源的位置和观察位置之间的距离(范围)的平方而下降。

这被所提出的网络节点利用，因为借助于干扰功率查明组件，该网络节点查明干扰辐射在其所处位置(测量位置)的干扰功率。具体地，干扰功率查明组件能够查明其安装位置处的干扰功率电平(干扰功率值)。根据所查明的干扰功率，可以至少推断干扰辐射的方向(干扰源从负责测量的网络节点的视点起的方向)和/或干扰源距负责测量的网络节点的距离(从干扰源起的执行干扰功率测量的网络节点的范围)。根据另一发展，根据所查明的干扰功率，可以推导干扰源的位置(干扰源相对于负责测量的网络节点的相对位置和/或该网络中或该网络周围的干扰源的绝对位置)。为了确定干扰辐射的方向和/或为了确定干扰源的范围，或者根据进一步的发展，为了确定干扰源的位置，负责干扰功率测量的网络节点的发射组件将所查明的干扰功率以无线和/或有线绑定的方式发送至该通信网络的控制设备。在该控制设备中，通过评估由所述网络节点查明的干扰功率以及在适当时评估由其它网络节点查明的干扰功率，于是可以如下面将描述的那样推断干扰辐射的方向和/或干扰源的范围(根据进一步的发展，干扰源的位置)。

所述网络节点可以是例如能够布置在该通信网络中的并且能够与该通信网络的其它网络节点交换信息的任何可想象的网元。根据第一变体，所述网络节点被配置为所述无线通信网络的无线终端。通过术语“无线终端”，实际上可以理解能够集成到该通信网络中的任何设备。例如，实际上通过有线绑定通信传统地链接起来的所有传感器或致动器还能够像无线终端那样以无线的方式集成到该通信网络内，或者能够链接至相关联的系统(如无线数据集中器)。作为这种无线终端的示例，可以提及温度传感器、压力传感器、接近开关、速度传感器、气流计、位置测量设备、指示元件、电机、灯和照明系统。

根据第二变体，所述网络节点被配置为该无线通信网络的无线数据集中器，该无线数据集中器与该无线通信网络的至少一个无线终端进行无线通信，例如与多个无线终端进行无线通信。优选地，以该无线数据集中器与位于其覆盖区内的所有无线终端通信的方式，对该无线数据集中器进行配置。这种数据集中器可以布置在该通信网络中的不同位置处。为了生成冗余，一些数据集中器可以以位于同一位置的方式被布置，即在相同位置处。根据第三变体，所述网络节点既不被配置为无线终端也不被配置为无线数据集中器，而是被配置为不依赖于这些单元的网元。例如，这种网络节点可以是监视设备。所列出的所有变体可以彼此结合，从而不仅这些变体之一的一个网络节点而且这些变体中几个变体(例如所有变体)的多个网络节点可以存在于该通信网络中。相应地，不仅可想象这种类型的一个或多个无线终端或者这种类型的一个或多个数据集中器被布置在该通信网络中，而且可想象例如一个或多个这种终端以及一个或多个这种数据集中器被布置在该通信网络中。

相应地，可想象至少部分地或完全地结合第一变体、第二变体和第三变体。相应地，在该通信网络中，所述无线终端中的至少一些和/或所述数据集中器中的至少一些可以包括用于查明从所述干扰源发出的干扰辐射之干扰功率的干扰功率查明组件。附加地或可替代地，一个或多个分离的监视设备还可以集成到该通信网络中，该一个或多个分离的监视设备利用干扰功率查明组件查明干扰功率。还可想象，在多个(例如所有)无线终端中和/或在多个(例如所有)数据集中器中，提供用于查明干扰功率的干扰功率查明组件。

无论所述网络节点的准确构造如何，借助于所述网络节点能够优选地查明在所述网络节点的各个位置处发生的或主导的高频干扰辐射的功率。具体地，所述网络节点可以被设计或配置为用于特定(相关)频率范围内的高频干扰辐射的测量。例如，所述网络节点可能已被设置成或者可能被设置成监视位于至少与由该通信网络使用的频带部分重叠或完全一致的频率范围内的干扰辐射。然而，由网络节点监视的频率范围还可以改变，例如依据由该通信网络使用的频带改变。

如果所述网络节点被配置为无线终端或者无线数据集中器，那么所述干扰功率查明组件能够以特定时间间隔查明或测量干扰功率。优选地，所述干扰功率查明组件可以在所述无线终端或所述无线数据集中器既不发射也不接收时查明干扰功率。为此，所述干扰功率查明组件可能需要求助于在任何情况下存在于该终端或该数据集中器中的无线电发射器和无线电接收器。可替代地，在该终端或数据集中器中，可以提供用于测量干扰功率的附加单元，例如分离的功率检测器。

无论所述网络节点的准确构造和功能如何，干扰功率的查明或干扰功率的测量都可以由所述干扰功率查明组件周期性地或以基于事件的方式执行。以此方式，干扰功率可以以规则的时间间隔被监视或者可以仅在指示所述干扰功率查明组件这么做时才被监视。该指令可以通过所述网络节点例如从仍会被更准确地描述的控制设备，具体地从该通信网络的中央控制设备，例如中央网络协调器处被接收。可替代地，所述网络节点自身或该通信网络的其它网络节点还可以触发或指示干扰功率的查明。例如，无线终端或监视设备自身可以指示干扰功率的查明，或者可以由该通信网络的另一无线终端或监视设备提供对此的指示。

无论查明干扰功率的网络节点的准确构造和功能如何，该网络节点都包括发射组件，测量结果(即所查明的干扰功率)通过该发射组件以无线和/或有线绑定的方式被发射至所述控制设备。如果所述网络节点被配置为例如数据集中器，则所述数据集中器优选地以有线绑定的方式将测量结果(所查明的干扰功率)发射至所述控制设备。如果所述网络节点被配置为无线终端，那么该无线终端的发射组件将测量结果(所查明的干扰功率)发射(具体地以无线的方式)至被指派给该终端(在该终端所位于的无线数据集中器的覆盖区内)的无线数据集中器，该无线数据集中器然后(例如以有线绑定的方式)将所查明的干扰功率传递至所述控制设备。在监视设备作为网络节点的情况中，该监视设备的发射组件优选地以无线的方式将测量结果(所查明的干扰功率)发射至被指派给所述设备的数据集中器，然后该数据集中器具体地以有线绑定的方式将所查明的干扰功率传递至所述控制设备。

根据本发明的用于查明在交通工具中(具体地在飞行器中)提供的无线通信网络的干扰源的系统，包括至少一个网络节点(如本文正在描述的或已经描述的网络节点)以及控制设备(如本文正在描述的或已经描述的控制设备)。所述控制设备包括接收组件和干扰源确定组件，该接收组件用于接收从所述发射组件发射的干扰功率，该干扰源确定组件用于基于从所述发射组件接收的(获得的)干扰功率(干扰功率的电平)确定干扰辐射的方向和/或确定干扰源的距离。具体地，所述干扰源确定组件可以被配置为不仅确定干扰辐射的方向和/或干扰源的距离，而且确定干扰源的位置。

所述控制设备可以进一步被配置为采取措施来应对干扰源。例如，所述控制设备可以被配置为将从所述网络节点的发射组件接收的干扰功率(即由所述网络节点的所述干扰功率查明组件查明的干扰功率)与预定的阈值相比较。如果超过该阈值，则所述控制设备可以输出警报，如用于飞行器的工作人员的警报，该警报表示约束无线通信网络的操作的干扰源位于交通工具(具体地飞行器)内或位于交通工具附近。作为该警报的替代或除该警报以外，所述控制设备可以被配置为在超过该阈值的情况下改变该通信网络的一个或多个发射参数。为此，可以改变正在该通信网络中使用的频率范围或通信信道、正在该通信网络中使用的调制过程和/或正在该通信网络中使用的信道编码过程。这意味着，各个措施可以不依赖于彼此而运行或者彼此任意地结合。例如，可想象以减弱、最小化或消除由干扰功率施加的影响的方式仅改变该通信网络的通信信道或频率范围。例如，如果在改变以前该通信网络的频率范围或者所查明的干扰功率的频率范围已经至少重叠，则正由该通信网络使用的频率范围可以例如以存在更少重叠或不再有重叠的方式改变。可替代地或此外，可以替换正在该通信网络中使用的调制过程和/或信道编码过程。

如已经介绍的，所述控制设备可以被配置为指示所述网络节点的所述干扰功率查明组件查明从所述干扰源发出的干扰辐射的干扰功率。

根据本发明的用于查明在交通工具中(具体地在飞行器中)提供的无线通信网络的干扰源的方法包括以下步骤：查明从干扰源发出的干扰辐射的干扰功率，并且基于所查明的干扰功率确定所述干扰辐射的方向和/或所述干扰源的距离。

例如，干扰源距运行该方法的网络节点(例如终端、数据集中器或监视设备)的距离(范围)可以通过评估所查明的干扰功率而根据以下事实推导出：所测量的干扰功率随所述网络节点和所述干扰源之间的距离的平方而下降。此外，如果进入的干扰辐射的方向被确立，则根据入射干扰辐射的方向和干扰源的距离，能够推断交通工具(具体地飞行器)中或周围的干扰源的位置。

进入的干扰辐射的方向能够以多种方式被确立。例如，根据不同位置处(如在不同网络节点处)的数个测量结果，能够至少通过估算查明干扰辐射入射的方向。该过程尤其在干扰源和所有测量节点(执行方向查明的所有网络节点)之间的信号传播服从类似定律(例如在自由场传播的情况中)时起作用。可替代地，也可想象通过数个接收天线和空间处理方法查明干扰辐射的入射方向的更复杂方法。

干扰功率可以以例如位于毫秒或秒范围内的固定的或可改变的时间间隔被周期性地查明。干扰功率的查明可以例如以大约100毫秒的间隔被实现。测量间隔(例如100毫秒的测量间隔)可以是固定的或可改变的。相应地，如果该飞行器在地面上位于许多干扰源附近，或者位于正在相同频带内操作类似无线电网络的其它飞行器附近，则可想象例如以依赖于飞行阶段的方式通过例如使用更短的测量间间隔来改变测量间隔。另一方面，如果飞行器处于特定最低高度以上的所谓巡航阶段，则可能例如提供更长的测量间间隔。可替代地，也可以以基于事件的方式运行干扰功率的查明。为此，所述控制设备(例如中央控制设备，如中央网络协调器)可以例如指示干扰功率的查明的运行。该指示还可以不由控制设备进行，而是由网络节点进行，如由无线终端或监视设备自身进行。相应地，可想象网络节点发现干扰功率的基本存在性并且由此指示其自身或其它网络节点更准确地查明干扰功率的电平。然后，所查明的干扰功率(所查明的干扰功率电平)可以与预定的阈值相比较。如果超过该阈值，则可以输出警报。附加地或可替代地，该通信网络的一个或多个发射参数，如正在该通信网络中使用的频率范围或通信信道、正在该通信网络中使用的调制过程和/或正在该通信网络中使用的信道编码过程，可以被改变。

可想象，不只是一个干扰源，而是多个类似的或不同的干扰源正在影响该通信网络。该多个干扰源可以至少部分地布置在该交通工具(如飞行器)内或周围(例如附近)。在此情况下，一个或多个网络节点可以查明从所述干扰源发出的多个干扰辐射的多个干扰功率。然后，在每种情况下，所查明的干扰功率或干扰功率电平可以通过所述一个或多个网络节点借助于它们相关联的发射组件以无线和/或有线绑定的方式被发射或转发至所述控制设备，如中央网络协调器。然后，所述控制设备可以评估例如在数个位置处获得的测量值，并且推断多个干扰辐射的方向和/或多个干扰源距负责测量的各个网络组件的范围。具体地，所述控制设备可以基于所查明的干扰功率确定多个干扰源的位置。以此方式，所述控制设备能够制定出所述干扰源的空间分布以及交通工具(如飞行器)中或周围的相关联干扰辐射的空间分布。

例如，所述控制设备还可以以图画方式表现、输出和评估干扰辐射和/或干扰源的空间分布。此外，所述控制设备可以生成干扰功率分布图，并且具体地还通过在特定的、预定的或可改变的时间段内观测该分布，对未来在该网络中的多个部分处出现的干扰进行预测，并且在适当时采取上面描述的用于减轻或消除干扰的应对措施。

此外，本发明涉及具有程序代码模块的计算机程序，当该计算机程序被加载到计算机或处理器(例如微处理器或微控制器)中或者在计算机或处理器(例如微处理器或微控制器)上运行时，该计算机程序引起该计算机或该处理器(例如微处理器或微控制器)运行前面描述的方法。此外，本发明涉及具有所介绍的计算机程序的程序存储介质或计算机程序产品。

即便上面描述的方面中的一些方面已经关于网络组件、控制设备或子系统进行了描述，但是这些方面还可以被实现为方法或运行这些方法的计算机程序。同样，关于该方法描述的方面可以通过网络组件、控制设备和系统中的合适单元来实现，或者可以由该计算机程序运行。

附图说明

下面将基于所附示意图阐释本发明的优选实施例。所图示的是：

图1是用于飞行器的无线通信网络的基本架构的示意表示；

图2是无线数据集中器的实施例的示意表示；

图3是中央网络协调器的实施例的示意表示；

图4是根据第一实施例的用于查明干扰源的系统的示意表示；

图5是无线终端的实施例的示意表示；

图6是根据第二实施例的用于查明干扰源的系统的示意表示；

图7是根据第三实施例的用于查明干扰源的系统的示意表示；以及

图8是根据第四实施例的用于查明干扰源的系统的示意表示。

具体实施方式

以示例性的方式，在下面将假设图中所示的通信网络是飞行器的网络。然而，通信网络不受约束于此，而是还可以布置在诸如火车、公共汽车或轮船之类的其它交通工具中。

图1示出用于飞行器的无线无线电通信网络的基本架构。

在该通信网络中，传统的无线数据集中器、传统的无线终端以及传统的中央网络协调器被示出为所述网络的网络节点。以示例性的方式，图1示出三个传统的无线数据集中器10a、10b、10c，但是在该通信网络中可以布置任意多个数据集中器。而且，图1以示例性的方式示出十二个传统的无线终端20a至20l，但是在该通信网络中可以布置任意多个无线终端。此外，根据图1的示例，无线终端20a至20l的子集已经被指派给每个数据集中器10a、10b、10c，即无线终端20a至20l中的几个无线终端位于每个数据集中器10a、10b、10c的覆盖区12a、12b、12c中。然而，仅一个无线终端或没有无线终端位于一数据集中器的覆盖区中的情况也可能出现。各个数据集中器10a、10b、10c的覆盖区还可以重叠或者甚至完全一致(例如在为了创建冗余而出现共位置的数据集中器的情况下)。而且，作为控制设备，传统的中央网络协调器30被示出在图1中。然而，代替单个的中央网络协调器30，在该通信网络中还可以存在数个网络协调器。

中央网络协调器30以有线绑定的方式连接至每个无线数据集中器10a、10b、10c。每个无线数据集中器10a、10b、10c以无线的方式连接至位于其覆盖区内的无线终端20a至20l。例如，在无线数据集中器10a的覆盖区12a内，无线终端20a、20b、20c、20d、20e位于那里。而且，在无线数据集中器10b的覆盖区12b内，无线终端20d、20e、20f、20g、20h位于那里。这意味着，无线终端在每种情况下不必严格地被指派给仅一个无线数据集中器10a、10b、10c，而是也可以被指派给一个以上的无线数据集中器，如部分数目的或者全部的无线数据集中器10a、10b、10c。在图1中，以示例性的方式，无线终端20h被指派给无线数据集中器10b和无线数据集中器10c两者。

中央网络协调器30可以借助于指令信号例如指示无线数据集中器10a，来指示特定无线终端或者位于其覆盖区12a中的无线终端20a至20e的子集或全部凭借该指令信号运行特定功能。将被提及作为这种功能的示例的是：光的提供、氧气系统的触发、特定音频或视频信息的提供、或者能够由飞行器中的无线终端运行的其它功能。在原则上，通过有线绑定通信而链接起来的所有传感器或致动器还能够以无线方式链接至各自相关联的系统，或者被集成到无线通信网络中。作为由该指令信号限定的又一功能，以示例性方式，可以提到待由温度传感器、压力传感器、接近开关、速度传感器、气流计、位置测量设备等执行的功能。

图2示意性示出无线数据集中器100的实施例，该无线数据集中器100能够被用作飞行器的通信网络的网络节点并且可以取代图1所示的数据集中器10a、10b、10c中的一个或多个。无线数据集中器100包括天线120、干扰功率查明组件140和发射组件160。

以示例性的方式，天线120在图2中被配置为发射和接收天线，其能够发射数据和接收数据。然而，这仅应被理解为示例性的，并且代替发射/接收天线120，在无线数据集中器100上还可以布置一个或多个发射天线以及一个或多个接收天线。然后，由天线120接收的信息能够被干扰功率查明组件140处理并且被转发至发射组件160。而且，如图2中示意性示出的，干扰功率查明组件140还可以以有线绑定的方式从中央网络协调器接收数据。下面将参考图4至图8更准确地描述无线数据集中器100的准确操作模式。

图3示意性示出中央网络协调器300的实施例，该中央网络协调器300能够被用作通信网络的控制设备并且可以取代图1所示的网络协调器30。中央网络协调器300包括接收组件320和干扰源确定组件340。如参考图1关于传统架构示意性示出的那样，接收组件320以有线绑定的方式连接至通信网络的数据集中器，无论其是传统数据集中器10a、10b、10c还是根据该实施例的数据集中器100。借助于接收组件320，中央网络协调器300能够接收从数据集中器100发射的信息。如下面参照图4至图8将进一步阐释的那样，干扰源确定组件340能够从接收组件320获得该信息并且处理该信息，以便确定关于存在于网络中的干扰辐射和/或干扰源的信息。

图4示出根据第一实施例的用于查明干扰源的系统，其中仅使用根据图2所示的实施例的数据集中器100。然而，可替代地，这些数据集中器中的一个或多个还可以被配置为传统的数据集中器10a、10b、10c。而且，作为网络协调器，利用根据图3所示的实施例的网络协调器。图4的通信网络以示例性方式示出七个数据集中器100a至100g、十九个传统的无线终端20a至20s、以及中央网络协调器300作为通信网络的网络节点。而且，图4示出干扰源40及其球形干扰区。终端20a至20s是传统终端，其在飞行器中进入操作，并且例如也在图1中示出。另一方面，数据集中器100a至100g和中央网络协调器300分别不是如图1所示的普通数据集中器10和普通的中央网络协调器30。图4所示的数据集中器100a至100g就像图2所示的数据集中器100那样被配置。类似地，图4中出现的中央网络协调器300就像图3所示的网络协调器300那样被配置。

下面将阐释以此方式形成的系统的操作模式。

在图4所示的系统中，仅无线数据集中器(非无线终端)借助于它们的干扰功率查明组件140在它们各自的安装位置处查明无线电通信网络中从干扰源40发出的干扰辐射的干扰功率电平，并且将所查明的电平以有线绑定的方式传送至中央网络协调器300。而且，在图4的示例中，仅实际记录干扰或已经记录干扰的数据集中器100c、100d、100e借助于它们的查明组件140查明干扰辐射的电平。在其位置处无干扰功率存在于可测量范围内的其它数据集中器100a、100b、100f和100g，也不尝试测量干扰功率电平。这意味着，在所示的示例性情况中，提及基于事件的干扰记录是可能的，因为在其位置处干扰辐射实际可测量的仅仅这些数据集中器测量在它们安装位置处出现的干扰功率电平。然而，可替代地，还可想象所示出的所有数据集中器100a至100g尝试记录干扰，例如周期性地记录干扰，从而在所示的示例性情况中，数据集中器100a、100b、100f、100g不记录干扰，因为它们不位于干扰源40的干扰区中，该干扰区根据附图是球形的。另一方面，仅数据集中器100c、100d、100e记录干扰辐射，并且借助于它们的干扰功率查明组件140查明所记录的干扰辐射的电平。然后，在每个情况下，所查明的干扰功率电平以有线绑定的方式从数据集中器100c、100d、100e的对应发射组件160发射至中央网络协调器300。除干扰功率电平以外，每个数据集中器能够发射信息，网络协调器300基于该信息能够识别出数据源自哪个数据集中器。可替代地，网络协调器300自身还能够基于所发射的数据查明该数据源自哪个数据集中器。

网络协调器300的接收组件320从对应的数据集中器100c、100d和100e接收信息，并且将该数据转发至干扰源确定组件340。在干扰源确定组件340中，网络协调器300评估数据集中器100c、100d、100e的干扰功率电平，并且根据干扰功率电平推断各个数据集中器100c、100d、100e相对于干扰源40的方向和/或范围(距离)。除了干扰源的方向和/或范围以外，网络协调器300能够确定干扰源40的位置。在图4示出的示例中，数据集中器100d基于其距干扰源40的最小范围查明最高干扰功率电平。在每种情况下，数据集中器100c、100e基于它们距干扰源40的类似范围查明至少实际上同样高的干扰功率电平，然而该至少实际上同样高的干扰功率电平低于由数据集中器100d查明的干扰功率电平。这是由于从应被假设为点源的干扰源40发出的干扰功率随距干扰源40的距离的平方下降的事实。数据集中器100c、100d、100e将由它们查明的干扰功率电平转发至网络协调器300，网络协调器300然后评估这些干扰功率电平。相应地，确定组件340能够根据关于这些干扰功率电平的信息以及根据关于数据集中器100c、100d、100e的信息(例如关于数据集中器100c、100d、100e的位置)推断干扰源40的位置，并且能够例如查明干扰源40位于飞行器外部(以及其至少接近位于飞行器外部的哪个位置)。

利用图4所示的用于查明干扰源的系统，能够发现电磁干扰源40，而在终端中不需要用于计量电磁干扰环境的能量。这是有优势的，特别在终端就能量方面而言是自充足的情况下有优势，该能量例如由电池或能量收集器(源自术语“能量收集(energyharvesting)”：从诸如环境温度、振动或气流之类的源产生动力)供应。

图5示出无线终端200的实施例。无线终端200包括干扰功率查明组件240和发射组件260，干扰功率查明组件240和发射组件260就像图2的数据集中器100的干扰功率查明组件140和发射组件160那样被配置。而且，终端200的天线220对应于数据集中器100的天线120。现在将参照图6进一步阐释图5所示的无线终端200的操作模式。

与图4类似，图6示出具有数据集中器、终端和网络协调器的无线电通信网络。与图4类似，该网络协调器是图3的网络协调器300。相比于图4，在图6的网络中，数据集中器10a至10g是传统的数据集中器，并且无线终端是对应于图5的无线终端的无线终端200。因此，无线终端200a至200s被装备有干扰功率查明组件240，但是数据集中器10a至10g没有被装备。

在图6所示的示例中，仅位于无线电通信网络内的无线终端200a至200s查明它们各自安装位置处的干扰功率电平。根据图6，无线终端200e、200f、200g、200h、200i、200j、200k、200o、200q、200s查明干扰辐射的干扰功率电平，从而在剩余无线终端的情况中，干扰辐射不再是可测量的或者可估计的干扰辐射不再是可测量的。然而，可替代地，还可想象所有终端尝试检测干扰辐射，无论在它们的安装位置处干扰辐射实际上是否可测量的。在测量发生以后，无线终端200e、200f、200g、200h、200i、200j、200k、200o、200q、200s将所测量的干扰功率电平通过无线电(以无线的方式)转发至它们各自关联的数据集中器，即根据图6的数据集中器10c、10d、10e、10g，这些数据集中器然后将传送至它们的所有干扰功率电平通过有线绑定的传输转发至中央网络协调器300。然后，中央网络协调器300能够以与参照图4所描述的类似方式，评估由各个无线终端查明的干扰功率电平，并且考虑哪些无线终端已在它们的安装位置处检测到干扰功率电平，中央网络协调器300能够由此就方向和范围得出结论，并且因此得出干扰源40的位置。

根据图6，以示例性的方式，仅那些位于已经被终端检测到(报告)干扰的覆盖区内的数据集中器10c、10d、10e、10g将所测量的值转发至中央网络协调器300，使得谈及基于事件的干扰记录是可能的。然而，可替代地，所有的数据集中器可以将由相关联的终端传送至它们的测量值(即便它们等于零)周期性地转发至网络协调器300。

借助于图6所示的通信网络和系统，电磁干扰源40能够在该网络的广大区域内被检测到。

图7示出根据第三实施例的用于检测通信网络中的干扰源的系统。根据第三实施例的系统将根据图4的第一实施例的系统与根据图6的第二实施例的系统相结合。这意味着，在根据第三实施例的系统中，作为网络节点，无线终端和无线数据集中器都至少部分地被装备有干扰功率查明组件140、240。在图7中，与图5所示的终端200一样，所有的无线终端200a至200s被装备有干扰功率查明组件240，并且与图2所示的数据集中器100一样，所有的无线数据集中器100a至100g被装备有干扰功率查明组件140。这具有以下结果：电磁干扰环境由无线终端和无线数据集中器两者检测，干扰功率电平在每个情况下由数据集中器和终端两者查明，并且所有被测量的干扰功率电平被传送至中央网络协调器300。这具有以下结果：在无线电通信网络的整个覆盖区内检测电磁干扰源40是可能的。

图8示出根据第四实施例的用于查明通信网络的干扰源的系统。该通信网络至少部分地(在所示出的示例中仅仅地)包括如参照图1所描述的传统的无线数据集中器10a至10g以及传统的无线终端20a至20s。而且，该网络包括如参照图3描述的中央网络协调器300。此外，无线监视设备400a至400g作为网络节点出现，网络节点不代表终端，而是仅用于监视干扰源并且不执行其它进一步的功能。如图8中能够看出的以示例性的方式装配至飞行器结构的末端位置(例如装配至翼尖、引擎罩、竖直尾部表面和水平尾部表面的外边缘、起落装置等)的专门的监视设备400a至400g，查明它们各自安装位置处的干扰功率电平，并且通过无线通信将所述电平传送至它们各自的无线数据集中器10a至10e。无线数据集中器10a至10e将所接收的测量值依次以有线绑定的方式转发至中央网络协调器300。监视设备400a至400g实际上可以像图5所示的终端200的实施例那样被构建，即它们可以包括天线220、干扰功率查明组件240和发射组件260。

凭借监视节点(监视设备)的低复杂度，这些还能够以实惠的成本安装在通常既不需要终端也不需要数据集中器的位置中。在最外端处(可能还位于该无线电通信网络的覆盖区外部)的安装使得在网络中的通信被损坏以前能够对干扰40进行早期检测，并且能够进行中央网络协调器300的适当预先动作。

当然，也可以将参照图4、图6、图7和图8所描述的系统适当地彼此结合。在每种情况下，也可以对仅仅一些网络节点(例如仅仅一些无线终端或数据集中器)装备测量功能。例如，在网络节点(网络设备)已经安装在封闭空间内或者已经安装在完全屏蔽电磁辐射的空间内的情况下，可以省却测量功能。在已经描述的所有实施例中，能够以基于事件的方式(例如在已经超过限定的干扰功率电平时)或者以周期性再现的方式实现电磁干扰环境的查明。凭借在网络的整个覆盖区内进行测量值的本地分布式检测，中央网络协调器300可以生成干扰功率分布的图像，并且通过在一定的时间段内观察该分布，还可以对今后在网络的部分中出现的干扰进行预测，并且以适当的方式做出反应。例如，网络协调器300可以指示应当改变无线电通信系统的发射参数，如频率范围或信道、调制过程或信道编码过程。

Claims (16)

1.一种用于查明在交通工具中提供的无线通信网络的干扰源(40)的网络节点(100、200)，所述网络节点(100、200)包括：

干扰功率查明组件(140、240)，用于查明从干扰源(40)发出的干扰辐射的干扰功率；以及

发射组件(160、260)，用于所查明的干扰功率至控制设备(300)的无线的和/或有线绑定的发射，所述控制设备(300)用于基于所查明的干扰功率确定所述干扰辐射的方向和所述干扰源(40)的距离中至少之一，

其中所述控制设备(300)进一步被配置为将所接收的干扰功率与预定的阈值相比较，并且在超过所述阈值的情况下改变所述通信网络的一个或多个发射参数，并且

其中所述控制设备(300)被配置为以改变正在所述通信网络中使用的频率范围或通信信道、正在所述通信网络中使用的调制过程和正在所述通信网络中使用的信道编码过程中至少之一的方式改变所述一个或多个发射参数。

2.根据权利要求1所述的网络节点(100、200)，其中所述交通工具为飞行器。

3.根据权利要求1所述的网络节点(100、200)，其中所述网络节点(100、200)被配置为所述无线通信网络的无线终端(200)，或者被配置为所述无线通信网络的与所述无线通信网络的至少一个无线终端(200)进行无线通信的无线数据集中器(100)。

4.一种用于查明在交通工具中提供的无线通信网络的干扰源(40)的系统，所述系统包括：

根据权利要求1至3中任一项所述的至少一个网络节点(100、200)；以及

控制设备(300)，所述控制设备(300)包括接收组件(320)和干扰源确定组件(340)，所述接收组件(320)用于接收从所述发射组件(160、260)发射的所述干扰功率，所述干扰源确定组件(340)用于基于所接收的干扰功率确定所述干扰辐射的方向和所述干扰源(40)的距离中至少之一，

其中所述控制设备(300)进一步被配置为将所接收的干扰功率与预定的阈值相比较，并且在超过所述阈值的情况下改变所述通信网络的一个或多个发射参数，并且

其中所述控制设备(300)被配置为以改变正在所述通信网络中使用的频率范围或通信信道、正在所述通信网络中使用的调制过程和正在所述通信网络中使用的信道编码过程中至少之一的方式改变所述一个或多个发射参数。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述交通工具为飞行器。

6.根据权利要求4所述的系统，其中所述干扰源确定组件(340)被配置为基于所接收的干扰功率确定所述干扰源(40)的位置。

7.根据权利要求4所述的系统，其中所述控制设备(300)进一步被配置为将所接收的干扰功率与预定的阈值相比较，并且在超过所述阈值的情况下输出警报。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的系统，其中所述控制设备(300)进一步被配置为指示所述干扰功率查明组件(140、240)查明从所述干扰源(40)发出的所述干扰辐射的干扰功率。

9.一种用于查明在交通工具中提供的无线通信网络的干扰源(40)的方法，所述方法包括以下步骤：

查明从干扰源(40)发出的干扰辐射的干扰功率；以及

通过控制设备(300)基于所查明的干扰功率确定所述干扰辐射的方向和所述干扰源(40)的距离中至少之一，

其中所述控制设备(300)进一步被配置为将所接收的干扰功率与预定的阈值相比较，并且在超过所述阈值的情况下改变所述通信网络的一个或多个发射参数，并且

其中所述控制设备(300)被配置为以改变正在所述通信网络中使用的频率范围或通信信道、正在所述通信网络中使用的调制过程和正在所述通信网络中使用的信道编码过程中至少之一的方式改变所述一个或多个发射参数。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述交通工具为飞行器。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述方法进一步包括基于所查明的方向和所查明的距离中至少之一确定所述干扰源(40)的位置。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中所述干扰功率的查明是周期性地或以基于事件的方式被运行。

13.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中所查明的干扰功率与预定的限制值相比较，并且在超过所述限制值的情况下，输出警报。

14.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中如果多个干扰辐射从多个干扰源(40)发出，则查明所发出的多个干扰辐射的多个干扰功率，并且基于所查明的干扰功率确定所述多个干扰辐射的方向和/或所述多个干扰源(40)的范围。

15.根据权利要求14所述的方法，其中基于所查明的干扰功率确定所述多个干扰源(40)的位置。

16.根据权利要求14所述的方法，其中进一步根据所述多个干扰功率查明所述多个干扰辐射的空间分布。