CN109525941B - 用于增强的子网络偏好逻辑的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本文提供了用于增强的子网络偏好逻辑的系统和方法。在某些实现中，一种用于通过数据链路通信系统传输消息的方法包括标识第一通信单元的位置；以及标识第一通信单元的高度。此外，所述方法包括选择针对第一通信单元的子网络偏好以用于在第一通信单元和一个或多个其他通信单元之间进行通信，其中基于第一通信单元的位置和高度而选择子网络偏好，其中子网络偏好按偏好的顺序标识一个或多个子网络；以及通过子网络向一个或多个其他通信单元传输一个或多个消息，所述子网络是由所选择的子网络偏好指示的并且可用于通信的最优选的子网络。

Description

用于增强的子网络偏好逻辑的系统和方法
背景技术
通常，通信管理单元（CMU）/通信管理功能（CMF）数据链路系统选择适当的空-地子网络以基于配置的空-地子网络偏好传送下行链路消息。子网络偏好可以定义特定地理区域中的子网络偏好并且可以是基于AOC数据库中的消息类型基础的。例如，子网络偏好可以实现为与区域相关联的基于成本的路由偏好逻辑。然而，在一些区域中，与交通工具在空中时相比，当交通工具在地面上时可能期望不同的子网络偏好。此外，在某些区域中，一些网络可能在较低高度处可用，其具有与在更高高度处可用的网络不同的能力。
发明内容
本文提供了用于增强的子网络偏好逻辑的系统和方法。在某些实现中，用于通过数据链路通信系统传输消息的方法包括标识第一通信单元的位置；以及标识第一通信单元的高度。此外，所述方法包括选择针对第一通信单元的子网络偏好以用于在第一通信单元和一个或多个其他通信单元之间进行通信，其中基于第一通信单元的位置和高度选择子网络偏好，其中子网络偏好按偏好的顺序标识一个或多个子网络；以及通过子网络向一个或多个其他通信单元传输一个或多个消息，所述子网络是由所选择的子网络偏好指示的并且可用于通信的最优选的子网络。
附图说明
应理解，附图仅描绘了示例性实施例，并且因此不应视为在范围上是限制性的，将通过使用附图用附加的特征和细节来描述示例性实施例，其中：
图1是航空电子通信系统的框图；
图2是航空电子通信系统的消息路由部分的实施例的框图；
图3和图4是用于基于航空电子通信系统的高度而选择子网络偏好的实施例的图；以及
图5是图示用于在航空电子通信系统中选择子网络偏好的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
在以下具体实施方式中，充分详细地描述了实施例以使本领域的技术人员能够实践本发明。应当理解，可以在不脱离本发明范围的情况下利用其它的实施例。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
本文描述了用于子网络偏好逻辑的系统和方法。在本文描述的实施例中，可以基于三维地理区域定义子网络偏好。例如，可以基于与特定三维区相关联的子网络偏好选择覆盖本地、大都市和广域（统称为全球或大陆尺度）的多个无线网络以选择针对数据链路通信的适当的网络。此外，在子网络偏好中定义的消息路由和网络选择还可以基于交通工具的当前状态，其中当前状态可以是交通工具的位置和高度。如下面进一步详细讨论的那样，可以根据特定区或客户偏好来定义子网络偏好。此外，还可以基于在特定区内的三维位置来定义子网络偏好。例如，交通工具可以基于在特定区内的交通工具的高度而具有不同的子网络偏好。另一个示例，交通工具可以基于在特定区内的交通工具的一周中的星期几、一天中的时间、年份和/或月份而具有不同的子网络偏好。
图1是数据链路通信系统100的实施例的框图。在所示的示例中，数据链路通信系统100可以操作为空对地数据链路通信系统100的飞行器部分。在图1中所示的示例实施例中，数据链路通信系统100可以包括CMU 102。CMU 102还可以包括处理单元104。在本文描述的实施例中，处理单元104可以包括可编程微处理器、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）以及可编程逻辑器件（PLD）中的至少一个。处理单元104可以执行指导处理单元104从存储在存储器114中的子网络偏好数据库116获取数据的代码。此外系统100可以能够容纳系统100中的任何适当数量的数据链路应用和数据链路终端。此外，数据链路通信系统100包括导航模块118以用于提供描述在三维中系统的位置的定位。例如，当通信系统在飞行器上时，导航模块118提供了描述飞行器的纬度、经度、当前时间、日期以及高度的信息。导航系统118可以包括IMU、GPS接收器、高度计、速度计以及被本领域技术人员已知的可以有助于获取与交通工具定位有关的信息的任何其他设备。
在进一步的实现中，系统100可以包括在CMU 102之内通信耦合到处理单元104的聚合服务接口106和网络适配接口108。聚合服务接口106用作对于去往（来自）消息处理应用110的数据链路消息的机载路由功能。在一个实现中，聚合服务接口106在适当的消息处理应用110之间传送数据链路消息。而且，聚合服务接口106在用于多个路由器的消息处理应用110的各种数据类型之间进行转换以建立包含系统100和任何请求的端点的交通工具之间的连接性。网络适配接口108提供了网络特定的适配功能以通过某些通信网络传输特定的应用信息。
系统100还包括通信耦合到CMU 102的消息处理应用1101到110K。应当理解：系统100能够在单个系统100中容纳任何适当数量的消息处理应用110（例如，至少一个消息处理应用110）。消息处理应用1101到110K包括但不限于FMS、飞行器交通服务、飞行器状况监视系统、维护计算机、EFB以及其CMU托管的消息处理应用的类似组合。此外，系统100包括通信耦合到CMU 102的多个网络接口1121到112K。应当理解，系统100能够在单个系统100中容纳任何适当数量的网络接口112（例如，至少一个网络接口112）。802.11n、802.16d、802.16e联网协议。
系统100还包括耦合到CMU 102的通信收发器1121到112N。应当理解，系统100能够在单个系统100中容纳任何适当数量的通信收发器112。通信收发器112可以可操作于通过多个通信媒介进行通信。例如，系统100可能能够通过甚高频（VHF）、高频（HF）、卫星通信（SATCOM）以及类似的移动空对地或基于地面的通信网络和子网络媒介进行通信。在至少一个实现中，移动空对地或基于地面的通信网络媒介可以包括Gatelink（门链路）网络、Wi-Fi网络、全球微波互联接入（WiMAX）网络、AeroMAC网络、一个或多个蜂窝通信网络、宽带SATCOM等中的至少一个。
在图1的示例性实施例中，用于通过通信收发器1121到112N之一传输的每个消息根据子网络偏好通过特定的通信收发器1121到112N发送，所述子网络偏好由存储在子网络偏好数据库116中的信息和系统的位置并且基于可用的子网络来确定。例如，所述系统可以具有子网络的有序列表，其中根据偏好将子网络排序。于是，然后可用的子网络中最优选的子网络可以用于消息传输。在某些实现中，当消息可用于传输时，系统100使用位置信息来确定通信系统100在三维中的位置。如果系统100位于某个高度以上，则通信系统100将基于存储在子网络偏好数据库116中的子网络偏好通过通信收发器1121到112N之一传输通信，所述子网络偏好数据库116与通信系统100的位置和高度以及子网络的可用性相关联。在至少一个实现中，当通信系统100在飞行器上时，处理单元104可以从导航模块118接收位置信息以确定飞行器的飞行阶段。例如，处理单元104可以确定飞行器是“在空中”、“在地面上”还是“低高度”。例如，当飞行器在海拔10000英尺以上飞行时，飞行器可以是“在空中”的；当飞行器在10000英尺以下飞行时，飞行器可以在“低高度”处；并且当飞行器未飞行时，飞行器是“在地面上”的。在至少一个位置处，当“在空中”时，子网络偏好可以指示SATCOM网络相对于VHF网络是优选的。在另一个位置处，当“在地面上”时，子网络偏好可以指示Wi-Fi网络相对于比如ACARS的其他网络是优选的。
如上所述，将对飞行阶段的确定描述为主要应用于飞行器的高度。在替代实现中，其他维度和因素可以用于增强子网络偏好。例如，如果特定数据链路与非高峰时间相比在高峰时间期间收取更多费用，那么其他数据链路与特定数据链路相比在该高峰时间期间可以是优选的。可能影响子网络偏好的其他因素可以包括飞行阶段、消息的大小、交通工具的航向（从朝向更优选的子网络移动或从移动离开更优选的子网络）。基于以上描述的各种因素，通信系统100可以标识针对特定通信的子网络偏好。
在至少一个实施例中，通信系统100可以允许用户批准针对特定网络的子网络偏好。例如，在飞行器中，机组成员可以有机会重写确定子网络偏好的逻辑并且然后基于机组成员所考虑的偏好和因素选定用于通信的子网络。当通信系统100接受到来自用户的批准时，通信系统100可以包括显示信息并且接受来自用户的指令的人机接口120。在一个实现中，一旦被选定通信系统100在一段时间内或在某个区域内对多个消息使用相同的子网络偏好。可替换地，通信系统100可以标识针对将通过子网络之一传送的每个消息的子网络偏好。
图2是类似于图1的系统100的航空电子通信系统200的消息路由部分的框图。图2中所示的系统的消息路由部分包括处理单元104、网络适配接口108、消息处理应用110以及网络接口112。处理单元104还包括通信耦合到ATN路由器204、ACARS路由器206以及互联网协议（IP）路由器208的消息路由功能块202。应当理解，用于附加联网协议的附加路由器是可能的，并且此处讨论的网络路由不限于任何特定的联网协议。在至少一个替代实现中，路由器204到208形成处理单元104的至少一部分。
在图2的示例实施例中，消息路由功能块202进一步响应于消息处理应用1101到1105。消息处理应用110包括飞行管理系统1101、飞行器交通服务1102 、飞行器状况监视系统1103、维护计算机、电子飞行包（EFB）1104、机舱终端以及CMU托管的消息处理应用1105。如上面关于图1讨论的那样，替代消息处理应用110是可能的。消息路由功能块202还可操作于从CMU 102接收子网络偏好。接收的子网络偏好指导消息路由功能块202从上面图1中描述的CMU 102选择特定网络用于通信，其中特定网络是从一个或多个优选子网络的列表中选择的可用网络。例如，子网络偏好可能列出VHF网络相对于SATCOM网络是优选的，但VHF网络不可用。因此选择SATCOM用于特定通信。
路由器204到208通过图2中所示的网络适配接口108的多个适配和控制块2121到2126进一步响应于网络接口1121到1126。网络接口1121到1126包括VHF数据链路无线电接口1121、HF数据链路无线电接口1122、SATCOM数据链路无线电接口1123、LAN接口1124、WAN接口1125、BB（宽带）SATCOM以及MAN接口1126中的至少一个。适配和控制块2121到2126包括VHF数据链路（VDL）无线电适配和控制块2121、HF数据链路（HDL）无线电适配和控制块2122、SATCOM数据链路无线电适配和控制块2123、LAN适配和控制块2124、WAN适配和控制块2125、BBSATCOM以及MAN适配和控制块2126。
在操作中，来自CMU 102的消息路由规则由消息路由功能块202进行分析。当在消息路由功能块202中接收到来自消息处理应用110的数据链路消息时，消息路由功能块202确定路由器204到208中的哪个路由器将通过适用的网络接口112传送消息。在图2的示例实施例中，来自CMU 102的消息路由规则由消息路由功能块202来评价，并且数据链路消息中的每个都通过网络适配接口108，以用于完成数据链路传输可能需要的任何附加的网络选择适配功能。
图3和图4图示了基于子网络偏好与第二通信单元通信的第一通信单元的框图，其中第一通信单元位于不同的高度处。例如，在图3中，第一通信单元300可能位于特定高度308以上。在通信单元300内的通信系统可以确定通信单元300在高度308以上。当通信单元300位于高度308以上时，通信单元300使用与高度308以上的高度相关联的子网络偏好。例如，第一通信单元300可能潜在地通过卫星通信链路304和空对地通信链路306与第二通信单元302通信。当第一通信单元300在高度308以上时，第一通信单元300可以具有指定卫星通信链路304优选于空对地通信链路306的子网络偏好。
与图3中绘制的示例对比，图4将第一通信单元300绘制为位于地面上。当位于地面处时，可以指导第一通信单元300（诸如是已经着陆的飞行器或其他交通工具）具有与如关于图3所描述的当第一通信单元300在空中时不同的子网络偏好。例如，第一通信单元300可以通过由第二通信单元提供的Wi-Fi信号与第二通信单元302通信。而且，虽然位于地面上，但是第一通信单元仍然能够通过通信链路306和304进行通信。在某些实现中，第一通信单元300可以具有非常大的将发送的报告，使得在某些飞行阶段期间，将难以在第一通信单元300和第二通信单元302之间传输。因此，子网络偏好可以指示在飞行期间不传输超过大小阈值的消息。然而，当第一通信单元300着陆时，不同的子网络偏好可以指示将通过诸如GATELINK、WiFi或蜂窝网络之类的网络发送大消息。
图5图示了用于选择子网络偏好的方法500的流程图。方法500在502处进行，其中标识第一通信单元的位置。方法500在504处进行，其中标识第一通信单元的高度。在某些示例中，比如IMU或GPS接收器的导航模块提供针对第一通信单元的位置和高度的测量。此外，方法500在506处进行，其中针对第一通信单元选择子网络偏好以用于在第一通信单元和一个或多个其他通信单元之间进行通信，其中基于第一通信单元的位置和高度选择子网络偏好。例如，第一通信单元，在飞行器可以通过数据链路服务提供商与位于地面上的其他通信单元通信时如通过子网络偏好所指定的。然后方法500在508处进行，其中将一个或多个消息通过子网络传输到一个或多个其他通信单元，所述子网络是由所选择的子网络偏好指示的并且可用于通信的最优选的子网络。
示例实施例
示例1包括一种用于通过数据链路通信系统传输消息的方法，所述方法包括：标识第一通信单元的位置；标识第一通信单元的高度；选择针对第一通信单元的子网络偏好以用于在第一通信单元和一个或多个其他通信单元之间进行通信，其中基于第一通信单元的位置和高度选择子网络偏好；其中子网络偏好按偏好的顺序标识一个或多个子网络；以及通过子网络向一个或多个其他通信单元传输一个或多个消息，所述子网络是由选择的子网络偏好指示的并且可用于通信的最优选的子网络。
示例2包括示例1所述的方法，其中基于针对通信系统的当前时间而进一步选择子网络偏好。
示例3包括示例1-2中的任一项所述的方法，其中所标识的高度是地平面以上的距离。
示例4包括示例1-3中的任一项所述的方法，其中基于飞行器的飞行阶段而进一步选择子网络偏好。
示例5包括示例1-4中的任一项所述的方法，其中基于宽带通信的可用性而进一步选择子网络偏好。
示例6包括示例1-5中的任一项所述的方法，其中基于包含数据链路通信系统的交通工具的航向而进一步选择子网络偏好。
示例7包括示例1-6中的任一项所述的方法，还包括向用户提供所选择的子网络偏好以对子网络偏好进行批准。
示例8包括示例1-7中的任一项所述的方法，还包括将所选择的子网络偏好应用到将通过数据链路通信系统传输的多个消息。
示例9包括示例1-8中的任一项所述的方法，还包括针对将通过数据链路通信系统传输的每个消息选择子网络偏好。
示例10包括一种通信系统，其包括：多个消息处理应用，其被配置为处理由通信系统接收的消息；多个网络接口，其通信地耦合到通信系统，网络接口中的每个响应于至少一个无线通信网络；位置装置，其被配置为标识通信系统的位置；时钟，其被配置为提供当前时间；以及处理单元，并且响应于多个消息处理应用和多个网络接口，处理单元执行子网络标识功能，所述子网络标识功能基于通信系统的位置和时间标识子网络偏好，其中通信系统根据所标识的子网络偏好与其他通信系统传送消息。
示例11包括示例10所述的通信系统，还包括数据库，其被配置为按区域存储子网络偏好。
示例12包括示例10-11中的任一项所述的通信系统，其中子网络偏好指定针对传输大小的限制。
示例13包括示例10-12中的任一项所述的通信系统，其中所标识的高度是地平面以上的距离。
示例14包括示例10-13中的任一项所述的通信系统，其中处理单元基于以下中的至少一项进一步选择子网络偏好：飞行器的飞行阶段；宽带通信的可用性；包含通信系统的交通工具的航向。
示例15包括示例10-14中的任一项所述的通信系统，还包括人机接口，其被配置为向用户提供所选择的子网络偏好并且接受用户对子网络偏好的批准的指示。
示例16包括一种通信系统，其包括：多个消息处理应用，其被配置为处理由通信系统接收的消息；多个网络接口，其通信地耦合到通信系统，网络接口中的每个响应于至少一个无线通信网络；位置装置，其被配置为标识通信系统的位置；被配置为标识通信系统的高度的高度确定装置和/或被配置为确定当前时间的时间确定装置中的至少一个；存储器，其被配置为存储子网络偏好数据库；以及处理单元，并且响应于多个消息处理应用和多个网络接口，处理单元执行子网络标识功能，所述子网络标识功能基于通信系统的高度和/或当前时间中的至少一个和位置标识子网络偏好，其中通信系统根据所标识的子网络偏好与其他通信系统传送消息。
示例17包括示例16所述的通信系统，其中处理单元基于针对通信系统的当前时间选择子网络偏好。
示例18包括示例16-17中的任一项所述的通信系统，其中所标识的高度是地平面以上的距离。
示例19包括示例16-18中的任一项所述的通信系统，其中处理单元基于以下中的至少一项进一步选择子网络偏好：飞行器的飞行阶段；宽带通信的可用性；包含通信系统的交通工具的航向。
示例20包括示例10-19中的任一项所述的通信系统，还包括人机接口，其被配置为向用户提供所选择的子网络偏好并且接受用户对子网络偏好的批准的指示。
本发明可以在不脱离其必要特征的情况下以其他特定形式实施。所描述的实施例在所有方面都应被视为仅是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而不是由前面的描述表示。在权利要求的等同物的含义和范围内发生的所有改变应包含在其范围内。

Claims (3)

1.一种用于通过数据链路通信系统传输消息的方法，所述方法包括：
标识第一通信单元（300）的位置，其中所述第一通信单元在交通工具上；
标识第一通信单元（300）的高度；
选择针对第一通信单元（300）的子网络偏好以用于在第一通信单元（300）和一个或多个其他通信单元之间进行通信，其中基于交通工具的航向以及第一通信单元（300）的位置和高度而选择子网络偏好，其中子网络偏好按偏好的顺序标识两个或更多个子网络；
通过子网络向一个或多个其他通信单元传输一个或多个消息，所述子网络是由所选择的子网络偏好指示的并且可用于通信的最优选的子网络；以及
在一段时间内或在某个区域内对所述一个或多个消息使用相同的子网络偏好。
2.一种通信系统（100），包括：
多个消息处理应用（110），其被配置为处理由通信系统接收的消息，其中所述通信系统在交通工具上；
多个网络接口（112），其通信地耦合到通信系统，网络接口（112）中的每个响应于至少一个无线通信网络；
位置装置，其被配置为标识通信系统的位置；
时钟，其被配置为提供当前时间；以及
处理单元（104），并且响应于多个消息处理应用和多个网络接口（112），处理单元执行子网络标识功能，所述子网络标识功能基于交通工具的航向以及通信系统的位置和当前时间而标识子网络偏好，其中通信系统（100）根据所标识的子网络偏好与其他通信系统传送消息，
其中通信系统（100）在一段时间内或在某个区域内对该消息使用相同的子网络偏好。
3.根据权利要求2所述的通信系统，其中处理单元（104）基于以下中的至少一项进一步选择子网络偏好：
在交通工具是飞行器的情况下，飞行器的飞行阶段；
宽带通信的可用性；
交通工具的航向。
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