JP5054038B2 - 航空機と地上局との間の交信メッセージの送受信の方法と装置、及び該装置を備えた航空機 - Google Patents

航空機と地上局との間の交信メッセージの送受信の方法と装置、及び該装置を備えた航空機 Download PDF

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Description

本発明は航空機と地上局との間のメッセージの交信に関する。特に、本発明は、航空機と地上局との間の交信メッセージの送受信の方法と装置に関する。又、該装置を備えた航空機に関する。
既に航空機と地上局との間で、例えば、ＡＣＡＲＳ（Aircraft Communications Adressing and Reporting System）又はＡＴＮ（Aeronautical Telecommunication Network）プロトコルに基づいて、メッセージデータを交信することが提案されている。
従来、このフレームワークにおいて、交信情報が特に機密情報である場合（例えば、安全のための航空機と航行管制とのメッセージ交信に、及び/又は、商用情報についての機密のための航空機と航空会社との間のメッセージ交信に前記プロトコルを使う場合）、航空機と地上局との間のデータ交信を安全化するための努力をしてきた。安全化された交信を可能にするシステムは例えば、US2003/0030581出願に説明されている。
しかし、データ交信を安全するには、使われるプロトコルが複雑になることを意味する(例えば、安全化された通信を実施するために暗号化キーを交信する必要性がある)。これは安全化通信のためには高額な費用がかかることを意味する。このような追加費用は通信サービス提供者が航空会社に請求することになる。従って、航空会社はできるだけ安全化されたデータ交信に頼らないようにしようとする。
メッセージ送信者にとって、セキュリティレベルの選択は難しい。送信者にとって安全化されたメッセージだったとしても、メッセージ受信者は、セキュリティレベルがどのような受信メッセージを、例えば、セキュリティ無し（発信源の証明がない）の受信メッセージを有効なものとして受信するという危険を冒して迄、受信メッセージを正当なものと考えることはできないからである。
これらの問題に対応するために、本発明は航空機と地上局との間で交信される交信情報の所定タイプに関するメッセージの送信方法を提案する。その特徴は以下の通りである。
― 対応テーブルを使って、所定タイプに関係するセキュリティレベルを決定する；
― 決定されたセキュリティレベルを持つプロトコルに基づいてメッセージを送信する。
従って、セキュリティレベルは、情報のタイプに対して、対応テーブルを使って組織的で柔軟なやり方で決定される。
本発明は同じコンセプトに基づいて、航空機と地上局との間で交信される情報の所定のタイプに関するメッセージの受信方法を提案する。その特徴は以下の通りである。
―第１セキュリティレベルを持つプロトコルに基づいてメッセージを受信する；
―対応テーブルを使って、所定のタイプに関係して第２セキュリティレベルを決定する；
―第１セキュリティレベルと第２セキュリティレベルとを比較する；
―比較した結果、メッセージを受け取る又は破棄する。
こうして受信時に、データ(メッセージ)交信がテーブルで決められるレベル（例えば、後者と同一）に適合するセキュリティレベルで行われたかが検証される。
対応テーブルは例えば関係装置（送信装置又は受信装置）の電子的記憶装置に記憶されている。
（送信用と同様に受信用に）航空機と地上局との間の通信を使って対応テーブルの事前の受信ステップを設けてもよい。これにより航空機と地上局との間でセキュリティレベルに関する情報を統一することができる。
少なくとも１つのメッセージタイプに所望のセキュリティレベルを割当てるデータテーブルに基づいて前記対応テーブルを生成するステップを設けてもよい（一般的にテーブルを送信する側に）。
実施例によれば、このデータテーブルは、航空機と地上局との間の通信を使って受信することができる。これにより、メッセージタイプ（例えば、航空会社により管理されるメッセージタイプ）に対して割当てるセキュリティレベルに関して、最新の要望に従うようにすることができる。
実際には、データテーブルにおいて前記メッセージに割当てる要望されたセキュリティレベルに応じて、又、使用される通信システムの特性に応じて、前記生成ステップがメッセージの少なくとも１つのタイプに対して、対応テーブルにおいてメッセージタイプにセキュリティレベルを割当てる割当てを含むように設計することができる。これより、前記要望と各航空機の特性とを、同時に考慮することができる。
本発明は、航空機と地上局との間で交信される情報の所定タイプに関するメッセージを送信する送信装置を提案する。その特徴は、対応テーブルを使って所定タイプに割り当てるべきセキュリティレベルを決定する手段、及び、所定セキュリティレベルを持つプロトコルに基づいてメッセージを送信する送信手段にある。
また、本発明は、航空機と地上局との間で交信される情報のタイプに関するメッセージを受信する受信装置を提案する。その特徴は、第１のセキュリティレベルを持つプロトコルに基づいて受信する受信手段、対応テーブルにおいて決定されタイプに割り当てる第２セキュリティレベルを決定する手段、第１セキュリティレベルと第２セキュリティレベルとを比較する比較手段、及び前記比較手段に関係したメッセージの受入れ又は破棄を決定をする決定手段にある。
これら装置は、送受信方法に対して前記した特性に対応する選択特性を提示することができる。
これら装置は例えば、関係する航空機で使用される。
本発明の他の特徴と利点は図面を参照しながら理解できる。
― 図１は本発明の概略図を示す。
― 図２は本発明に基づくテーブルの生成と利用方法を示す。
― 図３は図２の方法により利用されるデータテーブル“compagnie”の一例を示す。
― 図４は図２の方法により利用される業務データテーブルの一例を示す。
― 図５は本発明によるテーブルを利用したメッセージの送信を示す。
― 図６は本発明によるテーブルを利用したメッセージの受信を示す。
図１は本発明の実施概略を示す。
地上局Ｂは航空機Ａとネットワークを使って通信を行う。前記ネットワークはデジタル形式で（即ち、データリンクで）データ交信を行うことができ、特に、地対空ネットワークＣＡを意味する。
地上局Ｂと航空機Ａとの間のネットワークは別の装置とネットワークを意味する。例えば、図１に示されているように、地上局Ｂは、地上通信網ＣＴを使ってリレーＲと通信する（同様に地上に設けられている）；リレーＲは航空機Ａに向け情報を送信するし、人工衛星Ｓを介して航空機Ａから送られてくる情報を送信する。
リレーＲを使うことはよく知られている。何故なら、航空機Ａと地上局Ｂとの間で交信される情報は、従来からサービス提供者の責任の下で、リレーＲと人工衛星Ｓを介して送られてきていたからである。
変形例として、情報は航空機と地上局との間で直接的に交信されるように設計することができる。
更に、衛星通信の代わりに、無線通信ＨＦ，ＶＨＦを使うように設計することができる。
図２は航空機に本発明を使う実施例である。
本実施例によると、ステップＥ２０のときに、“compagnie”と呼ばれるデータテーブル（又は“Airline”データ全体）をロードする。該データテーブルは、航空機と航空会社の装置又は航空会社のメンバーとの間で交信する各タイプのメッセージに対し、航空会社が割当てようとするセキュリティレベルを決めるものである。
次の実施例において、説明を分かりやすくするために、航空機が２つのセキュリティレベルを使う例について説明する。即ち、例えば、安全化されていない通信プロトコルを使う場合と、安全化されている通信プロトコルを使う場合である。又、複数の安全化された通信プロトコルを使用するためにセキュリティレベルを多数設けることができるが、これについても説明する（図３の例を参照）。これらは、例えば、装置において使用される暗号化アルゴリズム又は使用される暗号キーの長さによりそれぞれ区別される。
ステップＥ２０におけるデータテーブルのロードは、該データテーブルを航空機の記憶装置に記憶することを意味する。前記ロードは、例えば、航空機のメンテナンス時に周期的に、又は例えば、離陸の前に規則的に地上で行われる。
変形例によると、ステップＥ２０で行われるロードを、地上局からのデータテーブル“compagnie”を航空機において受信する受信ステップで置換することができる（これはデータテーブル“compagnie”のダウンロードに戻る）。受信ステップは安全化することができるメッセージ交換に先立って、又、ステップＥ２２で予定されている作業データテーブルの生成に先立って行われる。
既に説明したように、データテーブル“compagnie”は、航空会社が持つメッセージタイプの１部分（例えば、”Airline Operational Control”に対してＡＯＣと名づけられたメッセージ）に対して、航空会社が所望するセキュリティレベルを決める。図３に示すように、メッセージタイプＡＯＣ１，ＡＯＣ２，ＡＯＣ３，ＡＯＣ４（従来インデックス及びサブインデックスにより命名されていた― 通常、”ラべル“及び”サブラベル“と呼ばれている）に対して、データテーブル“compagnie”は所望のセキュリティレベルを与える。
データテーブル“compagnie”は、後記のような通信に対して直接には使用されていない。一方で、データテーブルは種々のタイプの航空機に共通している可能性があり（航空機に対する適応は後記するようにステップＥ２２で行われる）、必ずしも通信装置のルータが操作するデータに必要とされる証明レベルを持つものではない。
実際、航空機のルータは、データテーブル“compagnie”及び航空機に存在する他の情報（即ち、例えば、航空機の通信装置により処理されるメッセージのタイプのリスト及び同装置が動作するセキュリティレベル）に基づいてステップＥ２２において生成される作業データテーブルを使う。
従って、各タイプのメッセージに対して（前掲のインデックス及びサブインデックスにより識別される）、データテーブル“compagnie”を使って、もし関係メッセージのタイプが存在するならば、そのタイプのメッセージに対してセキュリティレベルが決められる。そして、作業データテーブルにおいて、その情報が記憶される。これは、メッセージタイプと、このタイプのメッセージの交換に対し使用されるべきセキュリティレベルとの間の対応テーブルを形成する。
予定されるメッセージタイプは一般的に２つのグループに分類できる：航行管制即ちＡＴＣ（“Air Traffic Control”）に関係するメッセージ、及び、航空会社からのメッセージで既にＡＯＣと呼んでいるメッセージである。
ここで、想定される種々のメッセージタイプに対するセキュリティレベル割当てについて、次のように処理を進めるように提案する。
― もしメッセージタイプ（例えば、ラベル及びサブラベルにより識別される）がＡＴＣメッセージであるならば、作業データテーブルにおいて、このタイプのメッセージ（例えば、インデックス及びサブインデックス）に対し、メッセージＡＴＣ用デフォルトセキュリティレベル（安全化プロトコルに対応する）を付加する。
― もしメッセージタイプがＡＯＣメッセージであるならば、データテーブル“compagnie”において、所望されているセキュリティレベルがこのメッセージタイプに対して決められているかをチェックし、更にこの所望のセキュリティレベルが航空機の通信装置を使って実施されるかを決定する。
ＡＯＣメッセージの場合、もしデータテーブル“compagnie”が特定のメッセージタイプに航空機の通信装置で実施可能なセキュリティレベルを割当てる場合、関連するメッセージタイプに対して、前記セキュリティレベルをこの作業データテーブルに登録する(即ち、このメッセージタイプの目印になるインデックス又はサブインデックス)。
反対に、もしメッセージタイプがデータテーブル“compagnie”に無い場合又は、所望するセキュリティレベル（データテーブル“compagnie”に基づく）が航空機の通信装置で実施されていない場合には、作業データテーブルにおいてデフォルトセキュリティレベルをこのタイプのメッセージに割り当てる。
更に、ここで考えられる解決法は、デフォルト セキュリティレベル以外のセキュリティレベルに割当てられたメッセージタイプだけを、データテーブル“compagnie”に格納することである。
再度、図３のデータテーブル“compagnie”の例を上げると、情報ＡＯＣ１，ＡＯＣ３，ＡＯＣ４だけが使われている航空機において、図４に示す作業データテーブルが取得される。航空機の通信装置ではセキュリティレベルとして０及び１だけが実施されている。
図４に示される作業データテーブルにおいて、メッセージＡＴＣ１とＡＴＣ２に対してデフォルト セキュリティレベル１が割当てられた。更に、ＡＯＣ１及びＡＯＣ４のタイプのメッセージに、データテーブル“compagnie”に適合するセキュリティレベル（それぞれ０及び１）が割当てられた。何故なら、これらのセキュリティレベルはこのテーブルで定義され、航空機の通信装置で実施される可能性があるからである。最後に、ＡＯＣ３タイプのメッセージに対しデフォルト セキュリティレベル１が割当てられた。航空機の通信装置は、データテーブル“compagnie”においてセキュリティレベルとしてセキュリティレベル２を実施することはできないからである。
第１実施例のステップＥ２４において、安全化された交信を行う前に、地上局へ作業データテーブルを送信する。
地上局へ作業データテーブルを送信することにより、地上局の通信装置は、各メッセージタイプに対して航空機が採用しているセキュリティレベルについて知ることができる。これにより後記するように、航空機と地上局との間のデータ交信の適合性が確保される。
地上局の通信装置が作業データテーブルを受信し、記憶すると、これら装置は前記テーブルを受信したことを、通知し受領書を発行する(ステップＥ２６において)。航空機がそれを受信すると、ステップＥ２８で安全化された交信を開始する。
送信命令の後で（図５のステップＥ５０）、送信航空機と地上局との間で情報（又はメッセージ）の交信をするとき、送信装置（航空機の通信装置又は地上局の通信装置について）は作業データテーブルを参照する（ステップＥ５２）。前記したように、ステップＥ２４でこのテーブルを交信したので、テ−ブルは２つの装置の間で共通になっている。送信装置は、そのタイプに従って送信メッセージに割当てるセキュリティレベルを決める。
図４で挙げた実施例において、ＡＯＣ３タイプのメッセージの送信が１つの通信装置から要請されるとき、前記データテーブルが読取られる。前記テーブルは、メッセージはセキュリティレベル１で送信されなければならないを表している。
ステップＥ５４で示されるように、送信装置は、必要なセキュリティレベルをもつ通信プロトコルを使ってメッセージを送信する。
変形例として、デフォルト セキュリティレベルとは異なるセキュリティレベルを割当てられたメッセージタイプだけを作業データテーブルに記憶するように設計することができる（これにより該テーブルの大きさが縮小される）。送信時に、対応するメッセージタイプがテーブルにない場合、デフォルトセキュリティレベルで送信することができる。
作業データテーブルを記憶しているので、受信装置（地上局の通信装置又は航空機の通信装置に関する）は受信情報に割当てられたセキュリティレベルを知っている点に留意すべきである。
受信メッセージのセキュリティレベルを知れば、適用されるプロトコルに基づいて受信メッセージの処理を促進できるのみならず、更に、作業データテーブルにおいて該タイプのメッセージに割当てられたセキュリティレベルを持つプロトコルで送信された場合だけ、受信メッセージを真正とすることができる。
例えば、作業データテーブルにおいて予定されたものと異なるセキュリティレベルを持つプロトコルを使って受信されたメッセージは、破棄することができる。
これを行うためには、例えば図６に示したように受信側で次のステップに進む。
― 或るセキュリティレベルを持つプロトコルに基づいて、メッセージを受信する（図６のステップＥ６０）。
― 作業データテーブルから、受信メッセージに割当てられているセキュリティレベルを読む（ステップＥ６２）。
― 受信に使われるプロトコルのセキュリティレベルを、予定されているセキュリティレベルと比較する(ステップＥ６２)。
― セキュリティレベルが先行ステップのセキュリティレベルに等しい場合だけメッセージを受け取り（ステップＥ６６）、そのほかの場合はメッセージを破棄する（ステップＥ６８）。
変形として、セキュリティレベルが、作業データテーブルにおいて指示されているものより低いメッセージだけを破棄することができる。
前記説明した実施例を変形することができる。作業データテーブルの交信ステップ（ステップＥ２４）を削除することができる。この場合、航空機と通信できる各エンティティにおいて、例えば、該テーブルを頒布又は各エンティティにおいて該テーブルを生成する等々して（ステップＥ２２に関連して説明したようなプロセスで）、予め作業データテーブルを用意しておく必要がある。つまり、ステップＥ２２では各エンティティで航空機のタイプ特性を把握する必要がある。
上記の実施例と変形例は本発明の一実施例を示すに過ぎない。
本発明の概略図である。 本発明に基づくテーブルの生成と利用方法を示すフロー図である。 図２の方法で利用されるデータテーブル“compagnie”の一例を示すテーブルである。 図２の方法により利用される業務データテーブルの一例を示すテーブルである。 本発明によるテーブルを利用したメッセージの送信を示すフロー図である。 本発明によるテーブルを利用したメッセージの受信を示すフロー図である。

Claims (15)

  1. 対応テーブルを使って、所定タイプに関係するセキュリティレベルを決定するステップ(Ｅ５２)と、
    決定されたセキュリティレベルを持つプロトコルに基づいてメッセージを送信するステップ（Ｅ５４）と、
    を有する、航空機（Ａ）と地上局（Ｂ）との間で交信される交信情報の所定タイプに関するメッセージの送信方法。
  2. 第１セキュリティレベルを持つプロトコルに基づいてメッセージを受信するステップ（Ｅ５６０）と、
    対応テーブルを使って、所定タイプに関係する第２セキュリティレベルを決定するステップ（Ｅ６２）と、
    第１セキュリティレベルと第２セキュリティレベルとを比較するステップ（Ｅ６４）と、
    比較した結果、メッセージを受け取るステップ(Ｅ６６)又は破棄するステップ（Ｅ６８）と、
    を有することを特徴とする航空機（Ａ）と地上局（Ｂ）との間で交信される情報の所定タイプに関するメッセージの受信方法。
  3. 前記対応テーブルは電子的記憶装置に記憶されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
  4. 航空機と地上局との間の通信を使った前記対応テーブルの事前の受信ステップ(Ｅ２４)を更に有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
  5. 少なくとも１つのメッセージタイプに所望のセキュリティレベルを割当てるデータテーブルに基づいて、前記対応テーブルを生成する生成ステップ(Ｅ２２)を更に有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
  6. 航空機と地上局との間の通信を使って前記データテーブルを受信する受信ステップを更に有することを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. データテーブルにおける該メッセージに割当てる要望されたセキュリティレベルに応じて、及び、使用される通信システムの特性に応じて、前記生成ステップ(Ｅ２２)が、少なくとも１つのメッセージタイプに対して、対応テーブルにおけるメッセージタイプにセキュリティレベルを割当てる割当てを含むことを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
  8. 対応テーブルを使って、所定タイプに関係するセキュリティレベルを決定する決定手段と、
    決定されたセキュリティレベルを持つプロトコルに基づいてメッセージを送信する送信装置と、
    を有する、航空機（Ａ）と地上局（Ｂ）との間で交信される交信情報の所定タイプに関するメッセージの送信装置。
  9. 第１セキュリティレベルを持つプロトコルに基づいてメッセージを受信する受信手段と、
    対応テーブルを使って、所定タイプに関係して第２セキュリティレベルを決定する決定装置と、
    第１セキュリティレベルと第２セキュリティレベルとを比較する比較手段と、
    比較した結果、メッセージの受け取り又は破棄を決定する決定手段と、
    を有することを特徴とする航空機（Ａ）と地上局（Ｂ）との間で交信される情報の所定タイプに関するメッセージの受信装置。
  10. 前記対応テーブルは電子的記憶装置に記憶されることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
  11. 前記対応テーブルを受信することができる航空機と地上局との間の通信手段を更に有することを特徴とする請求項８乃至１０の何れか一項に記載の装置。
  12. 少なくとも１つのメッセージタイプに要望されたセキュリティレベルを関係付けるデータテーブルに基づいて、前記対応テーブルを生成する生成手段を更に有することを特徴とする請求項８乃至１０の何れか一項に記載の装置。
  13. 前記データテーブルを受信することができる航空機と地上局との間の通信手段を更に有することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
  14. データテーブルにおける該メッセージに割当てる所望のセキュリティレベルに応じて、及び、使用される通信システムの特性に応じて、前記生成手段が、メッセージの少なくとも１つのタイプに対して、対応テーブルにおけるメッセージのタイプにセキュリティレベルを割当てる割当手段を含むことを特徴とする請求項１２または１３に記載の装置。
  15. 請求項８乃至１４の何れか一項に記載の装置を備えることを特徴とする航空機。
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