CN108365885A - 通信网关、通信设备、处理信息的方法和计算机程序 - Google Patents
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Abstract
该电子通信网关(14)旨在置于飞行器上,并配置成与位于飞行器外部的外部电子系统(18)通信,所述信息以无线电波的形式在外部系统(18)和飞行器之间交换。电子通信网关(14)包括:获取模块(30),其被配置为从外部系统(18)获取信息;以及传输模块(32),其被配置为将所获取的信息传输到飞行器上的航空电子系统(20、22)。获取模块(30)被配置为在网关(14)通电时从外部系统(18)获取当前日期,以及传输模块(32)被配置为将所获取的当前日期发送到航空电子系统(20、22),用于所述航空电子系统(20、22)的初始化。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子通信网关,其旨在置于飞行器上并配置成与位于飞行器外部的外部电子系统进行通信,所述信息以无线电波的形式在外部系统与飞行器之间进行交换。
该电子通信网关包括:获取模块,被配置为从外部系统获取信息;以及传输模块,被配置为将所获取的信息传输到飞行器上的航空电子系统。
本发明还涉及旨在置于飞行器上的航空电子通信设备,该航空电子通信设备包括一组航空电子系统以及连接到该组航空电子系统的这种电子通信网关。
本发明还涉及一种用于处理信息的方法,该方法由这种电子通信网关来执行。
本发明还涉及一种包括软件指令的计算机程序,所述软件指令在由计算机执行时实施这样的信息处理方法。
本发明涉及飞行器上的通信的领域,特别是在飞行器上的航空电子系统的通电期间。
本发明更特别地涉及航空器上安装的航空电子通信设备领域,优选地根据标准ARINC 664。
背景技术
上述类型的通信网关是已知的。该通信网关位于飞行器上,并允许飞行器与位于飞行器外部的外部电子系统通信,然后以无线电波的形式在外部系统与飞行器之间交换信息。
此外,通信网关在所述外部电子系统与飞行器上的一个或几个航空电子系统之间形成通信接口。
通信网关通常还包括计算机防火墙,其被配置为过滤来自外部系统的信息,使得飞行器上的航空电子系统之间的数据交换相对于飞行器外部的域得到保护。此外,通信网关界定两个通信域,即一方面,安全航空电子域,也称为ACD(飞行器控制域),以及另一方面为中间非安全域,也称为AISD(飞行器信息服务域)。然后,通信网关被用于保护输入数据流,即来自飞行器外部的、旨在用于飞行器上的一个或几个航空电子系统的数据流。
然而,这样的通信网关受到相对被限制的使用,并且其仅被用作飞行器内的通信域与飞行器外的域之间的接口。
发明内容
本发明的目的则是提出一种电子通信网关以及一种相关联的方法,其使得能够提供附加功能,由此便于飞行器上的一个或几个航空电子系统的初始化。
为此,本发明涉及一种前述类型的电子通信网关,其中,获取模块被配置为在网关通电时从外部系统获取当前日期,发送模块被配置为将所获取的当前日期发送到航空电子系统,用于所述航空电子系统的初始化。
此外,根据本发明的电子通信网关还使得能够在其通电时从外部系统获取当前日期,然后将该当前日期发送到对应的航空电子系统,以便于所述航空电子系统的初始化。
事实上,一些航空电子系统(如飞行管理系统(FMS)、用于卫星定位系统(GNSS,全球导航卫星系统)的接收机)在其被初始化时必须知道当前的日期,以便能够被正确地初始化。
通过现有技术的通信网关,要想知道该当前日期则通常需要由乘务员进行手动初始化,或者存在专用电子时钟,所述专用电子时钟由自主电池供电并且能够在航空电子系统初始化时将当前日期发送给这些航空电子系统。这种专用时钟还需要定期维护以验证其电池的状态。
根据本发明的其他有利方面,电子通信网关包括单独或根据所有技术上可能的组合考虑的以下特征中的一个或多个:
获取模块还被配置为当网关通电时从外部系统获取飞行器的当前位置,以及传输模块还被配置为将所获取的当前位置发送给所述航空电子系统,用于该航空电子系统的初始化;
通信网关还包括计算模块,该计算模块被配置为当所获取的当前日期为本地日期时,根据本地日期计算UTC日期。
本发明还涉及旨在位于飞行器上的航空电子通信设备,该航空电子通信设备包括一组航空电子系统以及连接到该组航空电子系统的电子通信网关,其中电子通信网关如上定义。
根据本发明的其他有利方面,航空电子通信设备包括单独或根据所有技术上可能的组合考虑的以下特征中的一个或多个:
该组航空电子系统包括飞行管理系统,电子通信网关连接到飞行管理系统,并且传输模块被配置为将所获取的当前日期发送到飞行管理系统,用于所述飞行管理系统的初始化。
该组航空电子系统还包括卫星定位系统,飞行管理系统被配置为向卫星定位系统发送从电子通信网关接收到的当前日期,用于所述卫星定位系统的初始化,以及飞行管理系统被配置为在初始化后从所述卫星定位系统接收飞行器的当前位置;
飞行管理系统被配置为向该组航空电子系统和/或电子通信网关发送从卫星定位系统接收到的飞行器的当前位置;
该组航空电子系统包括卫星定位系统,电子通信网关连接到该卫星定位系统,并且传输模块被配置为将所获取的当前日期发送到卫星定位系统,用于所述卫星定位系统的初始化;以及
通信网关还包括接收模块,该接收模块被配置为在初始化后从所述卫星定位系统接收飞行器的当前位置。
本发明还涉及一种用于处理信息的方法,所述方法由旨在置于飞行器上并被配置为与位于飞行器外部的外部电子系统通信的电子通信网关实现,所述信息以无线电波的形式在外部系统和飞行器之间交换,该方法包括:
从外部系统获取信息;以及
将所获取的信息传输到飞行器上的航空电子系统;
在获取期间,当网关通电时,从外部系统获取当前日期;以及
在传输期间,将所获取的当前日期发送到航空电子系统,用于所述航空电子系统的初始化。
本发明还涉及一种包括软件指令的计算机程序,所述软件指令在由计算机执行时实施如上定义的方法。
附图说明
通过阅读仅作为非限制性示例提供的以下描述并且参考附图,本发明的这些特征和优点将变得更加清楚,其中:
图1是飞行器上的航空电子通信设备的示意图,其能够与位于飞行器外部的外部电子系统(例如位于地面上的基站)通信;
图2是根据本发明的用于处理信息的方法的流程图。
具体实施方式
在图1中,旨在置于飞行器上的航空电子通信设备10包括一组航空电子系统12、连接到该组电子系统12的电子通信网关14、以及连接到通信网关14并且能够与位于飞行器外部的外部电子系统18以无线电波形式交换数据的收发器16。
航空电子通信设备10例如依照标准ARINC 664,并且该组航空电子系统12、电子通信网关14和收发器16由此通过依照标准ARINC 664的通信链接(例如依照标准ARINC 664的通信网络)彼此连接。特别地,航空电子通信设备10是AFDX(航空电子全双工交换以太网)设备,该组航空电子系统12和电子通信网关14通过AFDX链接(例如AFDX网络)彼此连接。
可替换地,航空电子通信设备10依照标准ARINC 429,该组航空电子系统12和电子通信网关14因而通过依照标准ARINC 429的通信链接(例如依照标准ARINC 429的通信网络)彼此连接。
还可替换地,航空电子通信设备10依照以太网标准,并且该组航空电子系统12、电子通信网关14和收发器16由此通过以太网链接(例如以太网)彼此连接。
该组航空电子系统12包括飞行管理系统(FMS)20,电子通信网关14被连接到飞行管理系统20。
作为可选的附加,该组航空电子系统12还包括卫星定位系统22,电子通信网关14连接到卫星定位系统22。
作为可选的附加,该组航空电子系统12还包括连接到飞行管理系统20的电子时钟系统24。
通信网关14旨在位于飞行器上,并配置为例如经由收发器16与外部电子系统18通信。通信网关14优选地依照标准ARINC 664,例如AFDX通信网关。可替换地,通信网关14优选地依照标准ARINC 429或者以太网标准。
电子通信网关14包括:被配置为从外部系统18获取信息的获取模块30;以及被配置为将所获取的信息传输到飞行器上的航空电子系统20、22的传输模块32。
根据本发明,获取模块30还被配置为在网关14通电时从外部系统18获取当前日期。传输模块32则被配置为将所获取的当前日期发送给航空电子系统20、22,用于所述航空电子系统20、22的初始化。
特别是对于当前日期,特别是本地日期或UTC日期,“日期”是指唯一地定义的时刻,即天和时间。
“本地日期”指的是本地定义的日期,而不参照协调世界时间或给定的时区,特别是在没有以下装置的情况下:该装置用于提供已知与所述本地日期所对应的时区的该日期。
作为可选的附加方案,通信网关14还包括计算模块34,其被配置为在所获取的当前日期为本地日期时,根据本地日期计算UTC日期。UTC日期也称为协调世界时间日期。
作为可选的附加方案,通信网关14还包括接收模块36,其特别地被配置为在该卫星定位系统22初始化后从其接收飞行器的当前位置,在其初始化期间,卫星定位系统22已经从通信网关14接收了当前日期。
通信网关14还包括防火墙(未示出),其配置为过滤来自外部系统18的信息。通信网关14也因此被称为安全服务器。
通信网关14例如处于两个通信域之间的接口处,两个通信域即一方面安全航空电子域(也称为ACD)以及另一方面中间非安全域(也称为AISD)。
在图1的示例中,通信网关14包括信息处理单元40,该信息处理单元40例如由与处理器44相关联的存储器42组成。
收发器16是无线电收发器,其例如能够与蜂窝电话网络的基站进行通信。收发器16则例如依照蜂窝电话标准,诸如LTE(长期演进)标准或者UMTS(通用移动通信系统)标准。可替换地或附加地,收发器16依照标准IEEE 802.11(也称为Wi-FiTM标准)或标准IEEE802.15(也称为标准)。
在图1的示例中,收发器16是与通信网关14分开的电子设备。收发器16则例如经由以太网连接而连接到通信网关14。在未示出的替代方案中,收发器16被集成到通信网关14中,则通信网关14被配置为经由其内部收发器直接与外部电子系统18通信。
外部电子系统18例如是蜂窝电话网络的基站,即根据蜂窝电话标准(例如LTE标准或者UMTS标准)的无线电通信网络的基站。
飞行管理系统20被配置为将从电子通信网关14接收到的当前日期发送给卫星定位系统22,用于所述卫星定位系统22的初始化。
飞行管理系统20还被配置为在该卫星定位系统22初始化之后从其接收飞行器的当前位置,在其初始化期间,卫星定位系统22已经从通信网关14(可选地,经由飞行管理系统20)接收了当前日期。
作为可选的附加,飞行管理系统20被配置为将从卫星定位系统22接收到的飞行器的当前位置发送到该组航空电子系统12和/或电子通信网关14。
卫星定位系统22例如是卫星定位系统接收机(也称为GNSS接收机)。在图1的示例中,卫星定位系统22既连接到飞行管理系统20也连接到电子通信网关14。
在图1的示例中,获取模块30、传输模块32以及可选地和附加地计算模块34和接收模块36各自以由处理器44可执行的软件的形式形成。通信网关14的存储器42因此能够存储被配置为从外部系统18获取信息的获取软件和被配置为将所获取的信息发送给飞行器上的航空电子系统20、22的传输软件,以及可选地和附加地被配置为当所获取的当前日期为本地日期时、根据本地日期计算UTC日期的计算软件和被配置为在卫星定位系统22初始化之后从其接收飞行器的当前位置的接收软件。
在未示出的替代方案中,获取模块30、传输模块32以及可选地和附加地计算模块34和接收模块36各自以可编程逻辑组件的形式(例如FPGA(现场可编程门阵列))、或者以专用集成电路的形式(例如ASIC(专用集成电路))形成。
在图1的示例中,传输模块32被配置为将所获取的当前日期发送到飞行管理系统20,用于所述飞行管理系统20的初始化。传输模块32还被配置成将所获取的当前日期发送到卫星定位系统22(箭头F1),用于所述卫星定位系统22的初始化。
可选地和附加地,获取模块30还被配置为在网关14通电时从外部系统18获取飞行器的当前位置。根据该可选的附加,传输模块32还被配置为将所获取的当前位置发送到所述航空电子系统20、22,用于航空电子系统20、22的初始化。
现在将根据图2更详细地描述航空电子通信设备10、特别是通信网关14的操作,图2示出了根据本发明的用于处理信息的方法的流程图。
在每次通电时,通信网关14在本地日期和UTC日期或者甚至于航空器的位置记录可以获得时将该信息记录在其存储器42中,该信息例如分别由电子时钟系统24、卫星定位系统22提供。
在最初的步骤100期间,通信网关14再次通电。
然后在步骤110期间,通过充电、即恢复在步骤100的通电之前的通电时已经记录在存储器14中(如果可适用的话)的最近的值,通信网关14启动。在步骤110中恢复的值例如是上次通电时的UTC日期和本地日期,或者甚至是在该最后一次通电期间飞行器的位置。
在接下来的步骤120中,通信网关14通过其获取模块30从外部电子系统18获取当前日期,或者甚至于飞行器的当前位置。
接下来,通信网关14在随后的步骤130中验证是否在步骤120期间获取了UTC日期,并且该UTC日期是否可获得以被发送到该组航空电子系统12,例如发送到飞行管理系统20和卫星定位系统22。
在步骤130期间的验证是肯定的情况下,通信网关14随后在步骤140期间经由其传输模块32将在步骤120期间获取的信息(特别是当前的UTC日期、或者甚至于飞行器的当前位置)发送给该组航空电子系统12,以便于接收该信息的航空电子系统20、22的初始化。
在图1的示例中,由获取模块20获取的信息通过传输模块32直接发送到飞行管理系统20,并且飞行管理系统20将该信息再次发送到卫星定位系统22以及电子时钟系统24。
可替换地,如图1中的箭头F1所示,该获取的信息还通过传输模块32被直接发送到卫星定位系统22。
在步骤130期间的验证是否定的情况下,即,如果在步骤120期间尚未获取UTC日期,则通信网关14进入步骤150以验证是否在步骤120期间获取了本地日期并且该本地日期是否可用于后续计算,例如根据所述本地日期计算UTC日期。
在步骤150期间的验证是否定的情况下,即如果在前面的步骤120期间还没有获得本地日期,则该方法返回到步骤120,以便再次从外部系统18获取信息,以特别尝试从UTC日期和本地日期中获取至少一个当前日期。
在步骤150期间的验证是肯定的情况下,即如果在前面的步骤120期间已经获取UTC日期,则该方法进入步骤160,以便确定是否在步骤120期间获取了飞行器的位置并且该飞行器的位置是否可用于后续的根据本地日期和飞行器的位置的计算。
当此时所获取得当前日期为所述本地日期时,如果在步骤120期间获取了飞行器的位置并且步骤160的验证由此是肯定的,则通信网关14在接下来的步骤170期间经由其计算模块34,根据本地日期计算UTC日期。
在步骤170的示例中,计算模块34根据所获取的本地日期和飞行器的位置以及根据世界时区表来计算UTC日期,所述时区表使得能够确定与所获取的位置相对应的时区,并且由此知道与所获取的本地日期相关联的时区,以计算与所获取的本地日期相对应的UTC日期。
在步骤170结束时,通信网关14进行到步骤140,在此期间,其传输模块32将在步骤120期间获得的信息(特别是飞行器的位置)以及在步骤170期间计算出的UTC日期发送给该组航空电子系统12,以便于接收该信息的航空电子系统20、22的初始化。
如果在步骤120期间没有获取飞行器的位置,并且因此步骤160的验证是否定的,则通信网关14进入到步骤180以便以降级模式计算的UTC日期。
在步骤180期间,计算模块34计算在先前的步骤120期间获取的本地日期与在步骤100的通电之前的通电期间所记录的本地日期之间的时间差,该记录的本地日期已经在步骤110期间被恢复。为了获得当前的UTC日期,计算模块34随后将该计算出的时间差与在上次通电期间记录的并且也在步骤110期间恢复的UTC日期相加,则当前的UTC日期被认为等于最后记录的UTC日期和计算出的时间差之和。
在步骤180结束时,通信网关14进行到步骤140,在此期间,其传输模块32将在该步骤180期间计算出的UTC日期发送给该组航空电子系统12。
在步骤140之后,特别是当卫星定位系统22已经完成了其初始化并且处于导航模式时,接收模块36经由飞行管理系统20从卫星定位系统22接收飞行器的新近更新的当前位置,或者直接从所述卫星定位系统22接收,如图1中的箭头F2所示。飞行器的新近更新的当前位置的接收优选地定期完成,并且因此使得能够在通信网关14下一次通电时备份飞行器的位置。
当在步骤120期间除了当前日期外还从外部电子系统18获取了飞行器10的位置时,该位置被发送到卫星定位系统22,从而可以更快速地将其初始化。当飞行器在建筑物外部时、例如当飞行器离开机库时,一旦卫星定位系统22看到一个或多个卫星,则卫星定位系统22可以执行其初始化。
可替换地,当在步骤120期间从外部电子系统18仅获取当前日期时,飞行器的机组人员仍然可以选择手动输入飞行器的位置,使得该人工输入的位置以及由通信网关14获取的当前日期被发送到卫星定位系统22。因此,当在步骤120期间尚未获取飞行器10的位置时,卫星定位系统22可以执行其初始化,包括在建筑物内部。
本领域的技术人员还将注意到,优选地仅在通电(步骤100)之后的初始化阶段期间,通信网关14将当前日期发送到所有航空电子系统12,电子时钟系统24接下来在该初始化阶段之后的标称操作模式下,接管通信网关14,以定期向该组航空电子系统12的其他系统20、22发送新近更新的当前日期。
因此可以看出,电子通信网关14和相关联的方法使得有可能提供附加的功能,即从外部电子系统18获取当前日期,或者甚至于飞行器的当前位置,然后将该当前日期或该当前位置发送到飞行器上的航空电子系统(诸如飞行管理系统20和/或卫星定位系统22),以便于飞行器上的所述航空电子系统20、22的初始化。
根据本发明的电子通信网关14和相关方法使得有可能避免对于连续地给电子时钟系统24供电的需要,从而在飞行器电网断电的情况下,不再需要具有自主电池来给电子时钟系统24供电。没有这种电池就可以简化维护工作,减少飞行器上的设备重量,避免火灾的风险。
Claims (11)
1.一种电子通信网关(14),其旨在置于飞行器上且被配置成与位于所述飞行器的外部的外部电子系统(18)通信,所述信息以无线电波的形式在外部系统(18)与所述飞行器之间交换,该电子通信网关(14)包括:
获取模块(30),被配置为从所述外部系统(18)获取信息;以及
传输模块(32),被配置为将所获取的信息传输到所述飞行器上的航空电子系统(20、22);
其特征在于,所述获取模块(30)被配置为在所述网关(14)通电时从所述外部系统(18)获取当前日期;以及
所述传输模块(32)被配置为将所获取的当前日期发送到所述航空电子系统(20、22),用于所述航空电子系统(20、22)的初始化。
2.根据权利要求1所述的电子通信网关(14),其中所述获取模块(30)还被配置为在所述网关(14)通电时从所述外部系统(18)获取所述飞行器的当前位置;以及
所述传输模块(32)还被配置为将所获取的当前位置发送到所述航空电子系统(20、22),用于所述航空电子系统(20、22)的初始化。
3.根据权利要求1或2所述的电子通信网关(14),其中所述通信网关(14)还包括计算模块(34),所述计算模块(34)被配置为当所获取的当前日期是本地日期时,根据本地日期计算UTC日期。
4.一种旨在置于飞行器上的航空电子通信设备(10),所述航空电子通信设备(10)包括一组航空电子系统(12)以及连接至该组航空电子系统(12)的电子通信网关(14);
其特征在于,所述电子通信网关(14)是根据权利要求1所述的电子通信网关。
5.根据权利要求4所述的航空电子通信设备(10),其中该组航空电子系统(12)包括飞行管理系统(20),所述电子通信网关(14)被连接到所述飞行管理系统(20);以及
所述传输模块(32)被配置为将所获取的当前日期发送到所述飞行管理系统(20),用于所述飞行管理系统(20)的初始化。
6.根据权利要求5所述的航空电子通信系统(10),其中该组航空电子系统(12)还包括卫星定位系统(22);
其中所述飞行管理系统(20)被配置为将从所述电子通信网关(14)接收到的当前日期发送到所述卫星定位系统(22),用于所述卫星定位系统(22)的初始化;以及
所述飞行管理系统(20)被配置为在初始化后从所述卫星定位系统(22)接收所述飞行器的当前位置。
7.根据权利要求6所述的航空电子通信设备(10),其中所述飞行管理系统(20)被配置为将从所述卫星定位系统(22)接收到的所述飞行器的当前位置发送到该组航空电子系统(12)和/或所述电子通信网关(14)。
8.根据权利要求4所述的航空电子通信设备(10),其中该组航空电子系统(12)包括卫星定位系统(22),所述电子通信网关(14)被连接到所述卫星定位系统(22);以及
其中,所述传输模块(32)被配置为将所获取的当前日期发送到所述卫星定位系统(22),用于所述卫星定位系统(22)的初始化。
9.根据权利要求8所述的航空电子通信系统(10),其中所述通信网关(14)还包括接收模块(36),所述接收模块(36)被配置为在初始化后从所述卫星定位系统(22)接收所述飞行器的当前位置。
10.一种用于处理信息的方法,所述方法由电子通信网关(14)实现,所述电子通信网关(14)旨在置于飞行器上并被配置为与位于所述飞行器的外部的外部电子系统(18)通信,所述信息以无线电波的形式在外部系统(18)和所述飞行器之间交换,该方法包括:
从所述外部系统(18)获取(120)信息;以及
将所获取的信息传输(140)到所述飞行器上的航空电子系统(20、22);
其特征在于,在所述获取(120)期间,在所述网关(14)通电时从所述外部系统(18)获取当前日期;以及
在所述传输(140)期间,将所获取的当前日期发送到所述航空电子系统(20、22),用于所述航空电子系统(20、22)的初始化。
11.一种包括软件指令的计算机程序,所述软件指令在由计算机执行时执行根据权利要求10所述的方法。
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