CN1240562A - 更新移动单元的方法和设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明的移动通信系统及方法包括一个中心站,一个移动单元和多个无线基站。移动单元通过某一无线基站与中心站通信。中心站从移动单元接收登记消息来识别当前正与移动单元通信的无线基站。而后登记消息将存储在中心站的一个登记数据库中。通过存储在登记数据库中的登记消息识别出此无线基站,然后使用该无线基站将文件从中心站传送到移动单元。

Description

更新移动单元的方法和设备

本发明涉及更新一种无线单元的系统及方法。具体地说，本发明涉及同时更新多个无线单元的系统及方法。

无线通信系统，如移动通信系统或空对地系统已广为人知且被广泛应用。许多此类系统中的无线单元带有复杂的应用软件。当更高级的软件版本产生后，为反映这种软件升级或是系统参数(由系统管理者决定)的变化，这些无线单元的软件必须被周期性地更新。

此更新过程对空对地通信系统而言尤其麻烦。在这样一个系统中，飞机上有很多复杂的应用软件，这些应用软件涉及各种各样的航行(on-board)通信和控制单元。此外，飞机还必须周期性向地面站发送多种数据。更新飞机上的应用软件需要耗费大量的时间。而且在一段时间内，只能特别针对某一个飞机进行更新。因此，在一个大的机群中，更新过程是冗长而且昂贵的。空对地无线通信系统的另一个处理局限是，它必须确定哪个无线基站存在于飞机的发送范围内，此要求使得地面站必须知道在任何特定时间内飞机的确切位置，从而给出了苛刻的映射(mapping)要求。因此，需要一个可以高效更新大量无线单元的无线通信系统。

根据本发明的系统及方法允许在一个地面交换站和多个无线单元之间高效传送数据文件。

为实现这些优点及其他一些优势，根据本发明的无线通信系统及方法包括一个中心站、一个移动单元和许多无线基站。中心站从移动单元接收登记消息，来识别当前正与移动单元通信的无线基站。而后登记消息将存储在中心站的一个登记数据库中。通过存储在登记数据库中的登记消息识别出此无线基站，然后使用该无线基站将文件从中心站传送到移动单元。

前述一般性说明的和下面具体的说明都具有典型性，其目的在于深入解释本发明。

附图可有助于对本发明的更深入的理解。此外再加上具体说明，一起来解释本发明的原理。在图中：

图1是与本发明一致的无线通信系统的方框图；

图2是飞机内单元向地面交换站登记方法的流程图；

图3是地面交换站向飞机内单元发送数据方法的流程图；

图4是用于更新多个航行中的飞机内单元中应用软件的一套过程的流程图；

图5示出飞机内单元向地面交换站或网络管理中心发送数据的发送过程。

根据本发明的系统及方法允许在一个地面交换站和许多无线单元之间高效传送数据文件。每一个移动单元通过无线基站网与地面交换站进行通信。随着无线单元从一个地区移动到另一个地区，实际与移动单元通信的无线基站将发生改变。

为从地面交换站接收数据，移动单元向地面交换站登记，向其提供信息，指示本移动单元正与哪一个无线基站通信。此信息将被收集，为每个已登记的移动单元生成一个登记数据库。在文件传送之前，将用登记数据库来确定应使用哪一个无线基站向移动单元传送文件。

图1是根据本发明的无线通信系统100的方框图。尽管图1显示的是系统100在空对地通信系统中的实施，但是任何为一个或多个移动单元提供服务的无线移动通信系统都可使用本发明。为使用本发明的系统和方法，这些移动单元仅需要一个能与基站服务器系统通信的机上服务器或控制器。

如图1所示，系统100包括一个地面交换站200、一个网络管理中心300、一个无线基站400、一个飞机内单元500、公共交换电话网(PSTN)和一个个人网络700。其中地面交换站200又包括一个数字接口210、一个交换控制处理器(SCP)220和一个登记数据库230。飞机内单元500又包括无线收发装置510、一个通信单元520、一个机上服务器530和电话540。尽管飞机内单元优选是置于商业客机上，但任何具有无线通信装置和收发数据用无线通信控制应用软件的移动设备都可使用系统100。

地面交换站200、网络管理中心300和无线基站400都通过个人网络700彼此互连。因此，通过无线基站400和个人网络700，飞机内单元500既可以与地面交换站200通信，又可以与网络管理中心300通信。虽然图1仅显示了一个飞机内单元500和一个相应的基站400，系统100最好包括一个无线基站400的网络，为飞行在各种不同位置的多个飞机提供服务。在这种情况下，系统100还包括多个地面交换站200，其中的每一个为无线基站400网络的某一地理子区提供服务。地面交换站200也连接到PSTN 600，以便数据信号可从基站400转换到PSTN 600，反之亦然。

地面交换站200的数字接口210为数据转换提供了接口，所述数据转换是指把从无线基站400接收到的数据转换为与SCP 220兼容的帧格式或协议格式。当SCP 220以64Kb/s传输速率运行时，从个人网络700上接收的来自无线基站500的数据最好以4.8Kb/s的速率传输。SCP 220是一个文件存储发送服务器，它存储并向飞机内单元500发送文件，包括数据文件和程序文件。SCP 220上存储的文件优选用于更新航行中的飞机内单元500的应用软件。登记数据库230连接到SCP 220上并存储飞机内单元500上的信息。该信息由飞机内单元500在登记过程(见下面所述)提供，将用在接下来的向飞机内单元500传送文件的过程中。

每个无线基站400都连接到接收和发射广播信号的410天线上。410天线最好与典型的单元站的天线相同，精通本专业的人熟知这种天线。由无线基站400发射的广播信号形成一个单元小区，飞机内单元500穿过其中。无线基站400可在很多频道上与飞机内单元通信，这些频道由无线收发装置510选择。

飞机内单元500的无线收发装置510包括两个收发器，因此它可在两个信道上与无线基站400通信。无线收发装置510接收到的广播信号数据转换成基带信号，经E-1链路中继传送到通信单元520。一旦收到广播数据，远程通信单元520把所接收到的数据路由到适当的目的飞机内单元500。最好根据消息中的控制信息来确定目的地址，该消息跟着广播数据由SCP 220经过无线基站400发送给远程通信单元520。根据无线基站400收到的数据类型，传输目的地可以是无线收发装置510、远程通信单元520、机上服务器530或电话540。

机上服务器530与局域网服务器相似，执行与电话540有关的管理功能。机上服务器530把从远程通信单元530收到的数据信号发送给电话540。机上服务器530也负责电话540的电源管理。可以理解，飞机内单元500可以只有一部电话，比如一架小飞机的情况，也可以有多部电话，比如一架商业客机的情况。若飞机内单元500位于商业客机上，则至少需提供两个机上服务器530，以便每个530服务器可控制相应的一套电话540。例如，每个530服务器可以控制位于飞机中心岛(centerisle)相应一侧的电话540。

系统100还允许飞机内单元500向地面传输数据。远程通信单元520向无线收发装置510转递数据，然后无线收发装置510再将数据传给无线基站400。而后，数据既可传送到地面交换站200，也可传送到网络管理中心300，还可传送给PSTN600。由飞机内单元500传输的数据可以有不同的类型。例如，飞机内单元500可传送与航行中的远程通信有关的信息。这类信息可包括帐目记录、故障记录及呼叫音量信息。当飞机内单元500参与通信时，还可传送有关元件状态的控制信息。此外，飞机内单元500还可向PSTN600传送由540电话的用户给出的电话呼叫。

在根据本发明的系统中，飞机内单元500向地面交换站500登记。当飞机内单元500经过多个无线基站时，登记信息用于跟踪已登记的飞机内单元500。通过这种方法，地面交换站无论何时都知道正与飞机内单元500通信的是哪一个400无线基站。飞机内单元500最好在每次改变与之通信的无线基站时都进行登记。

图2是一个流程图，它显示了飞机内单元500向地面交换站200进行登记的方法。如图2所示，飞机内单元500向地面交换站200发送登记信息(步骤S210)。登记信息应包含一个识别码，以确定正在登记的特定飞机内单元500、正与飞机内单元500通信的无线基站400和前一个与飞机内单元500通信的无线基站400。识别码应是目前为每个飞机分配的国际民用航空组织(ICAO)识别码。位于地面交换站500中的SCP220接收飞机内单元500经过无线基站400传来的登记信息，并将其组织为适宜在登记数据库230中存储的形式。(步骤S220和S230)。

一旦收到登记信息，SCP 220将通过无线基站400向飞机内单元500回送确认信号，以验证登记过程已完成(步骤S240)。通过登记过程，SCP220无论何时都知道哪些飞机内单元500正与系统100通信、哪些无线基站400正与某一飞机内单元500通信以及飞机内单元500与这些无线基站400的相对位置。

图3是一个流程图，显示地面交换站200向飞机内单元500传送文件的方法。被传送的文件应存储于SCP 220，且如前所述，这些文件可以更新飞机内单元500上装载的应用软件。如图3所示，通过在控制信道上向飞机内单元500发送呼叫请求，地面交换站200开始一个传送过程(步骤S310)。呼叫请求包括用以识别地面交换站200要求发送的文件的信息、文件大小及特定的飞机内单元500的ICAO码。但是，在发送呼叫请求前，地面交换站200需访问登记数据库230，以确定正与该特定飞机内单元通信的无线基站400。然后，地面交换站200经个人网络700向此无线基站400发送呼叫请求。

位于飞机内单元500的无线收发装置510连续监控呼叫请求的传送(步骤S320)。当检测到呼叫请求时，无线收发装置510为广播传送选择一个信道(步骤S330)。在根据本发明的系统100中，无线收发装置510使用本专业熟知的选择算法来选择信道，使传送效率最高。

然后，飞机内单元500经无线基站400，向地面交换站200回送确认信号(步骤S340)。确认信号包括特定飞机内单元500的ICAO码，并且指示飞机内单元500是否能够接收文件。如果确认信号指示飞机内单元500能够接收文件，地面交换站200将在所选信道上传输文件(步骤S350)。无线收发装置510接收广播信息，并将信息转递给远程通信单元520，接着，无线收发装置510将确定数据的传输目标。如前所述，最好在数据传送之后的消息中传送地址目标，但也可使用其他形式的地址传输。当地面交换站200完成文件传送后，远程通信单元520则将数据路由到飞机内单元500上的目的处(步骤S360)。

根据本发明的系统100还可通过一整套过程，同时向多个飞机内单元500传送数据。这些飞机内单元可以向系统100登记的全部或经挑选过的飞机内单元。图4是一个流程图，显示了用于更新航行中的飞机内单元500应用软件的一套过程。SCP 220为可接收传输文件的飞机内单元500建立列表(步骤S410)，并经无线基站400向该表识别出的飞机内单元500发送呼叫请求(步骤S420)。除要修改每个呼叫请求，使其包含这批文件中相应飞机内单元500的ICAO码外，发出的呼叫请求与步骤S310的相似。

虽然登记到系统100但没有列在这批文件中的飞机内单元500会收到此呼叫请求，但只有那些ICAO码包含在这些呼叫请求中的飞机内单元500会给出响应。响应的飞机内单元500向地面交换站200回送确认信号(步骤S430)，接下来，如果确认信号指示飞机内单元500可接收数据(步骤S440)，地面交换站200将开始向飞机内单元500的传输。然后，以前述方式，远程通信单元520把收到的数据路由到航行中的飞机内单元500正确的目的地处。通过这套过程，系统100就可以同时更新多个飞机内单元500的航行应用软件。

图5说明了从飞机内单元500向地面交换站200或网络管理中心300传输数据的传输过程。如前所述，从飞机内单元500发送的文件可包括帐目记录、飞机内单元500通信系统的故障记录或与航行通信硬件有关的诊断信息。如图5所示，经无线基站400，向地面交换站200或网络管理中心300传输呼叫请求，远程通信单元520开始数据传输(步骤S510)。

地面交换站200或网络管理中心300将向飞机内单元500回送确认信号(步骤S520)。在接收传来的确认信号时，无线收发装置510以前述方式选择一通信信道(步骤S530)。然后，飞机内单元500在已选信道上向地面交换站200或网络管理中心300传输文件(步骤S540)。传向网络管理中心300的文件首先向地面交换站200发送，然后由向地面交换站200将其发送到网络管理中心300。由网络管理中心300收到的这些文件将被存储在网络管理中心300，并按照各自的飞机内单元500的ICAO码编入索引。

根据本发明的系统100还提供传输数据的纠错功能。当所有数据传送到飞机内单元500之后，SCP 220向远程通信单元520传输一个“下载完成”的消息，以指示数据传送完毕。SCP 220然后断开与远程通信单元520的通信链路，并为此产生一个状态汇报。该状态汇报包括传送是否完成的信息和如果没有完成、关于产生的错误的信息。对于后者，过些时候系统100将尝试重发数据。因为飞机内单元500可能已经移动到了一个新位置，相应于该位置的无线基站400不同于上次文件传送时的无线基站400，因此在第二次文件传送中可能会使用一个不同的SCP220和一个不同的无线基站400。若多次尝试文件传送，SCP 220将在登记数据库230中为此飞机内单元500保存一份记录，此记录保存了SCP220在最近成功的文件传输中使用的无线基站400。

远程通信单元520也可向网络管理中心300发送状态清单消息。状态清单消息提供飞机内单元500已更新应用软件的状态信息。此状态信息可用于确定应用软件是否被正确的更新。如果应用软件没有被正确的更新，地面交换站将向飞机内单元500重发数据。

系统100也可使用另外的纠错方法。例如，SCP 220可使用前向纠错(FEC)法或循环冗余校验(CRC)法检测错误，其中的任何一种都是公知的。对CRC纠错，SCP 220在发送的数据基础上产生一个纠错码，并将该数传送到远程通信单元520，远程通信单元520根据收到的数据也产生一个纠错码。根据这两个纠错码是否相同，远程通信单元520可确定是否有错误发生。

远程通信单元520也可用控制电路提供，用来进行掉电检测或文件传送过程中无线信号丢失检测。在这种情况下，远程通信单元520可要求SCP 220重发因信号丢失或掉电而未收到的数据。

对精通本专业的人来说，显而易见的是，本发明的系统和方法可作多种修改和变化而不偏离其精神和范围。只要这些修改和变化在所附权利要求及其等价物的范围内，本发明将涵盖这些修改和变化。

Claims (30)

1.在通信系统中传送数据的方法，所述通信系统包括一个中心站、一个移动单元和多个无线基站，所述方法包括以下步骤：

从移动单元接收登记信息，所述登记信息识别当前正与此移动单元通信的无线基站；

在中心站的登记数据库中存储登记信息；

用登记数据库中存储的登记信息识别无线基站，通过该无线基站由中心站向移动单元传送数据。

2.权利要求1所述的方法，其中所述的接收登记数据的步骤还包括以下子步骤：

从移动单元接收登记信息，该信息包括移动单元识别码、当前正与此移动单元通信的无线基站和先前与此移动单元通信的无线基站。

3.权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

向移动单元发送确认信号，所述确认信号证实中心站已收到登记信息。

4.权利要求1所述的方法，其中所述的传送步骤还包括以下子步骤：

向移动单元发送呼叫请求，该呼叫请求用来识别中心站要求发送的数据；

从移动单元接收确认信号，该确认信号用来指示移动单元能否接收要求的数据；

当确认信号指示移动单元能接收要求的数据时，向移动单元传送要求的数据。

5.权利要求1所述的方法，其中所述的向多个移动单元传送数据的方法，及在传送步骤之前该方法包括以下步骤：

选择第一组移动单元来传送数据；

为每个移动单元建立一批包含登记数据库中登记信息的文件；

用该批文件中登记信息识别出的无线基站，向列表中所列的第一套移动单元传送数据。

6.权利要求5所述的方法，其中所述的向第一组移动单元传送数据的步骤，还包括以下子步骤：

向第一组移动单元发送呼叫请求，该呼叫请求用来识别中心站要求发送的数据；

从第一组移动单元接收确认信号，该确认信号用来指示各个移动单元能否接收要求的数据；

对收到相应的确认信号且确认信号指示各自对应的移动单元能接收要求的数据时，向这些移动单元传送要求的数据。

7.权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：

当与移动单元通信的无线基站变化时，接收移动单元的重新登记信息。

8.权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：

从移动单元接收呼叫请求，该呼叫请求用来识别移动单元要求向中心站传送的数据；

向移动单元发送确认信号，该确认信号用来指示中心站能否接收要求的数据；

当确认信号指示中心站能接收要求的数据时，从移动单元接收要求的数据。

9.权利要求1所述的方法，其中所述的向移动单元传送的数据用于更新移动单元的应用软件，且其中所述的方法还包括如下步骤：

从移动单元接收一个详细清单消息，该消息提供已更新应用软件的状态信息；

确定状态清单消息是否指示应用软件已被正确更新。

10.权利要求9所述的方法，还包括如下步骤：

当应用软件未被正确更新时，向移动单元重发数据。

11.一种移动通信系统，包括：

收发广播信号用移动单元；

多个向移动单元发送和从移动单元接收广播信号的无线基站；

通过一个无线基站与移动单元进行通信的中心站，该中心站还包括：

含有登记信息的登记数据库，所述登记信息识别当前与移动单元通信的无线基站；

一个切换控制处理器，使用登记数据库中存储的登记信息识别出的无线基站，该处理器用于向移动单元传送数据。

12.权利要求11所述的系统，其中所述的移动单元还包括：

发送登记信息的装置，该登记信息包括移动单元的识别号，与移动单元正进行通信的无线基站的信息，以及先前与该移动单元通信的无线基站的信息。

13.权利要求11所述的系统，其中所述的切换控制处理器还包括：

向移动单元发送呼叫请求的装置，该呼叫请求识别中心站要求传送的数据；

从移动单元接收确认信号的装置，所述确认信号指示移动单元能否接收要求的数据；

当确认信号指示移动单元能接收要求的数据时，向移动单元传送要求的数据的装置。

14.权利要求11所述的系统，其中通信系统向多个移动单元传送数据，且其中切换控制处理器还包括：

选择第一组移动单元以传送数据的装置；

为第一组移动单元的每一个建立批文件的装置，所述批文件包含登记数据库中的登记信息；和

向该批列表中所列第一组移动单元传送数据的装置，传送时使用由该批文件中的登记信息识别出的无线基站。

15.权利要求14所述的系统，其中所述的向第一组移动单元传送数据的装置还包括：

向第一组移动单元发送呼叫请求的装置，所述呼叫请求识别中心站要求发送的数据；

从第一组移动单元接收确认信号的装置，所述确认信号指示各个移动单元能否接收要求的数据；

对收到相应的确认信号且确认信号指示各自对应的移动单元能接收要求的数据时，向这些移动单元传送要求的数据的装置。

16.权利要求11所述的系统，其中所述的移动单元还包括：

当与移动单元通信的无线基站变化时，移动单元发送重新登记信息的装置。

17.权利要求11所述的系统，切换控制处理器还包括：

从移动单元接收请求的装置，该请求用来识别移动单元要求向中心站传送的数据；

向移动单元发送确认信号的装置，该确认信号用来指示中心站能否接收要求的数据；

当确认信号指示中心站能接收要求的数据时，向中心站发送要求的数据的装置。

18.权利要求11所述的系统，其中所述的向移动单元传送的数据用于更新移动单元的应用软件，且中心站还包括：

从移动单元接收一个详细消息的装置，该消息提供已更新应用软件的状态信息；

确定状态清单消息是否指示应用软件已被正确更新的装置。

19.权利要求18所述的系统，所述中心站还包括：

当应用软件未被正确更新时向移动单元重发数据的装置。

20.权利要求11所述的系统还包括：

与移动单元通信的网络管理中心，该网络管理中心还包括：

从移动单元接收请求的装置，该请求用来识别移动单元要求传送的数据；

向移动单元发送确认信号的装置，该确认信号用来指示网络管理中心能否接收要求的数据；

当确认信号指示中心站能接收要求的数据时，经中心站接收移动单元发送所要求的数据的装置。

21.在移动通信系统中传送数据的方法，所述通信系统由一个中心站、一个移动单元和多个无线基站组成，所述方法包括以下步骤：

从移动单元发送登记信息以存储在中心站的登记数据库中，所述登记信息识别当前正与此移动单元通信的无线基站；

用登记数据库中存储的登记信息识别的无线基站接收来自中心站的数据。

22.权利要求21所述的方法，其中所述的发送登记数据的步骤还包括如下子步骤：

从移动单元发送登记信息，该信息包括移动单元识别码、当前正与此移动单元通信的无线基站和前一个与此移动单元通信的无线基站的信息。

23.权利要求21所述的方法，还包括如下步骤：

从中心站接收确认信号，所述确认信号证明中心站已收到登记信息。

24.权利要求21所述的方法，其中所述的接收步骤还包括如下子步骤：

从中心站接收呼叫请求，该呼叫请求用来识别中心站要求发送的数据；

向中心站发送确认信号，该确认信号用来指示移动单元能否接收要求的数据；和

当确认信号指示移动单元能接收要求的数据时，从中心站接收要求的数据。

25.权利要求21所述的方法，其中所述的多个无线基站接收来自中心站的数据，且其中在此接收步骤之前的方法包括如下步骤：

选择第一组移动单元来传送数据；

为第一组移动单元中的每一个建立一包括登记数据库中登记信息的批文件；

使用该批文件中的登记信息识别出的无线基站，在批列表中所列的第一组移动单元中接收数据。

26.权利要求25所述的方法，其中所述的在第一组移动单元中接收数据的步骤，还包括以下子步骤：

在第一组移动单元接收呼叫请求，该呼叫请求用来识别中心站要求发送的数据；

向中心站发送确认信号，该确认信号用来指示每个移动单元能否接收要求的数据；

对于收到相应的确认信号且确认信号指示各自对应的移动单元能接收要求的数据的第一组移动单元，接收要求的数据。

27.权利要求21所述的方法，还包括如下步骤：

当与移动单元通信的无线基站变化时，向中心站发送重新登记信息。

28.权利要求21所述的方法，还包括如下步骤：

向中心站发送呼叫请求，该呼叫请求用来识别移动单元要求向中心站传送的数据；

从中心站接收发向移动单元的确认信号，该确认信号用来指示中心站能否接收要求的数据；

当确认信号指示中心站能接收要求的数据时，向中心站发送要求的数据。

29.权利要求21所述的方法，其中所述的由移动单元接收的数据，是为了更新移动单元应用软件，其中所述的方法还包括如下步骤：

向中心站发送一个详细清单消息，该消息提供已更新应用软件的状态信息；

确定状态清单消息是否指示应用软件已被正确更新。

30.权利要求29所述的方法，还包括如下步骤：

当应用软件未被正确更新时，再次接收来自中心站的数据。

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