数据链路装备常用在商业和公务飞行器上以用于数据通信，但在世界上的一些区域不可用于通用航空(ga)或用于空中运输和地区性(atr)飞行器。在美国，ga和atr飞行器能够经飞行信息系统-广播(fis-b)接收广播数据，fis-b广播包含重要信息(诸如，天气报告、重要气象信息(sigmet)或航空情报(notam))的数据。在世界上的一些其它地区，fis-b并不同样普及，或者广播频带由政府控制并且不可获得。然而，在这些其它地区的ga和atr飞行器也需要从地面知道天气信息或最新飞行信息以避免潜在不安全操作或着陆状况。
技术实现要素：
提供一种用于偷听数据或语音通信的系统。所述系统包括：至少一个天线，操作为接收消息，所述消息包括数据消息或语音消息或者既包括数据消息又包括语音消息。无线电单元与所述至少一个天线通信，其中无线电单元操作为从所述至少一个天线接收与所述消息对应的信号。处理器单元与无线电单元通信，处理器单元操作为处理与所述消息对应的信号。显示单元与处理器单元通信，其中显示单元响应于与所述消息对应的信号而被以可操作方式启用。显示单元操作为以文本格式或图形格式示出所述消息。
附图说明
根据下面参照附图的描述，本发明的特征对于本领域技术人员而言将会变得显而易见。要理解，附图仅描绘典型实施例并且因此不应该被视为限制范围，将通过使用附图利用另外的具体性和细节描述本发明，其中：
图1是根据一个实施例的用于偷听数据或语音通信的系统的方框图；
图2是飞行器中的用于偷听数据或语音通信的系统的示例性实现方式的方框图；
图3是飞行器中的用于偷听数据或语音通信的系统的另一示例性实现方式的方框图；
图4是根据另一实施例的用于偷听数据或语音通信的系统的方框图；
图5是用于经用于偷听通信的系统实现识别禁止空域的过程的方法的流程图；
图6描绘按照二维模式在显示单元上示出的地图上呈现并且突出显示的受限或禁止空域的示例；和
图7图示能够如何按照三维模式实现并且显示来自图6的地图的受限空域的示例。
具体实施方式
在下面的详细描述中，足够详细地描述各实施例以使本领域技术人员能够实施本发明。应该理解，可在不脱离本发明的范围的情况下利用其它实施例。因此，不应该在限制性意义上理解下面的详细描述。
这里描述了用于提供高效便携式数据链路装备的系统和方法，该高效便携式数据链路装备偷听甚高频(vhf)、卫星通信(satcom)、高频(hf)或其它介质频带上的消息。一般地，提供一种用于偷听的数据链路连接和数据应用系统以及一种便携式显示单元(诸如，移动计算装置)中的能够呈现消息和/或语音的显示器。
通常，一种用于偷听数据或语音通信的系统包括：至少一个天线，操作为接收数据消息和语音消息；无线电单元，操作为从天线接收与数据消息和语音消息对应的信号；处理器单元，操作为处理与数据消息和语音消息对应的信号；和显示单元，响应于与数据消息和语音消息对应的信号而被以可操作方式启用。
在一个实施例中，天线、无线电单元、处理器单元和显示单元全部被实现在移动计算装置（诸如平板计算机(例如，ipad)或其它个人装置）中。在这个实施例中，天线能够被构建到移动计算装置中，并且无线电单元是位于移动计算装置中的专用软件定义的无线电设备(sdr)。
在另一实施例中，无线电单元可以是通过可选择接口连接到移动计算装置的外部无线电设备，诸如vhf无线电设备、satcom无线电设备或hf无线电设备。在这个实施例中，移动计算装置包括处理器单元和显示单元。
在一些实施例中，可以采用可切换射频(rf)天线单元，所述可切换射频(rf)天线单元包括控制逻辑，控制逻辑用于基于地理或干扰场景在至少两个天线之间执行情境切换。可切换rf天线单元包括耦合到无线电单元的至少一个外部中继天线和至少一个装备天线。
移动计算装置中的显示单元被配置为提供各种显示增强特征。例如，接收的消息可以被显示并且覆盖在地理地图上以增强显示单元的屏幕上示出的真实地图。另外，经无线电设备接收的语音信息可以被识别以便启用特定显示。例如，语音命令可以被识别并且按照文本或图形格式视觉显示，然后触发某种增强显示(诸如，特定弹出消息)。显示的消息可以被分类到不同种类，并且按照不同格式(诸如，不同颜色、不同闪烁效果等)示出。在一个示例中，如果存在可以由嵌入算法识别的来自语音消息的禁止空域信息，则图形区域将会被标绘以在显示的地理地图中指示禁止空域。
使用嵌入算法可以实现信息消息增强协议，所述嵌入算法可被配置为偷听特定天空区域中针对特定飞行器和特定消息类型的消息。例如，根据真实飞行场景和情境，嵌入算法可以偷听特定天空区域(诸如，在飞行历史期间的传统区域和/或在飞行之前存储的可感测区域)中的消息。地面站可以提供针对所述特定天空区域广播的特定航空消息。
在一个实施例中，可以提供验证和安全增强协议。例如，可以实现接收的数据链路消息和接收的vhf语音消息之间的优先级判定和交叉检验逻辑。交叉检验逻辑可以判定哪个消息应该被跟进，或者可以触发向地面站的报告以用于进一步的判定。如果在语音消息和文本消息之间存在较小的不匹配，则交叉检验逻辑可以指示语音消息应该被信任，或者“确认”消息可以被发送给地面站以验证哪个消息应该被信任。
本系统和方法提供一种成本有效的数据链路实现方式，其特别有益于通用航空(ga)飞行器或空中运输和地区性(atr)飞行器。本方法提供一种用于利用最小成本以图形方式显示航空情报(notam)、空中交通管制(atc)和天气信息的方式并且允许未认证应用被用在便携式显示单元中。
在一个实施例中，实现在移动计算装置(诸如，平板计算机)中的通信管理单元(cmu)与外部航空或飞行无线电设备(诸如，便携式vhf无线电设备或机载vhf无线电设备)连接以从地面站或其它飞行器接收数据链路消息。这种配置用于例如ga数据链路解决方案。在另一实施例中，专用软件定义的无线电设备(sdr)可以取代外部航空或飞行无线电设备用于针对cmu的信号输入，其中sdr位于与cmu相同的平板计算机上。这种配置用于例如atr数据链路解决方案。在其它实施例中，信息可以从机载航空cmu被发送给机载航空无线电设备，所述机载航空无线电设备被调谐到合适的频率以将信息传送给移动计算装置。
当本方案被实现在具有主和从通信系统的飞行器编队中时，从系统将会经航空无线电设备偷听主消息。在特定季节，飞行器中的航空无线电设备可被用于监测天气信息，帮助识别危险天气并且避免任何灾难。
以下参照附图描述本系统和方法的另外的细节。
图1图示根据一个实施例的用于偷听数据或语音通信的系统100。系统100通常包括至少一个射频(rf)天线110，所述至少一个射频(rf)天线110被配置为从各种源接收数据或语音消息。无线电单元120与rf天线110通信，并且操作为接收与数据或语音消息对应的信号。无线电单元可以是例如vhf无线电设备、satcom无线电设备或hf无线电设备。处理器单元130与无线电单元120通信，并且操作为处理与数据或语音消息对应的信号。显示单元140与处理器单元130通信，并且响应于与数据或语音消息对应的信号而被以可操作方式启用。显示单元140操作为利用增强特征按照文本或图形格式示出数据或语音消息，如以下进一步所述的。
在一个实施例中，处理器单元130操作为使用嵌入算法执行信息消息增强协议，所述嵌入算法可被配置为偷听数据或语音消息，所述数据或语音消息：针对指定天空区域并且从地面站广播；来自除所述处理器单元所位于的飞行器之外的指定飞行器；来自所述处理器单元所位于的飞行器；或者是特定消息类型。特定消息类型的示例包括arinc618消息、arinc623空中交通服务(ats)消息、notam消息、气象航空报告(metar)消息、机场终端信息服务(atis)消息或由数据库定义的航线独特消息。处理器单元还被配置为通过使用当前位置信息来自动地确定用于接收消息的合适频率，并且将无线电单元调谐至所述合适的频率。
图2图示飞行器中的用于偷听数据或语音通信的系统200的示例性实现方式。在这个实现方式中，利用可切换rf天线单元210，可切换rf天线单元210包括：至少一个中继天线212，诸如嵌入在飞行器的座舱玻璃中的柔性天线；和至少一个装备天线214，与便携式航空无线电设备220(诸如，vhf无线电设备)中的无线电接收器耦合。在替代实施例中，航空无线电设备220可以是机载航空无线电设备(诸如，安装在飞行器中的vhf无线电设备)。
天线控制模块216与中继天线212和装备天线214可操作地通信，提供用于基于地理或干扰场景在中继天线212和装备天线214之间执行情境切换的控制逻辑。例如，在装备天线214具有良好信号接收性能的区域中，中继天线212可以被关闭以使座舱环境中的信号中继的无线干扰最小化。在装备天线214具有较差信号接收性能的区域中，中继天线212可以被接通以将接收的信号转发给装备天线214。
可选择接口230与航空无线电设备220通信，并且操作为传送与数据或语音消息对应的信号。如图2中所描绘的，可选择接口230提供航空无线电设备220和移动计算装置240之间的通信连接。通信连接可以是例如音频连接、通用串行总线(usb)连接或近距离无线连接。移动计算装置240可以是平板计算机或具有显示屏幕的其它便携式个人装置。
移动计算装置240包括显示器，所述显示器操作为以增强现实格式244（诸如在地理地图上的覆盖物）示出任何接收的数据消息或语音消息。在另一示例中，由航空无线电设备220接收的语音消息被移动计算装置240中的处理器识别，所述处理器指导显示器以指定格式示出来自语音消息的信息。
在一个实施例中，移动计算装置240包括航空通信管理单元(cmu)，所述航空通信管理单元(cmu)被配置为处理来自航空无线电设备220的与数据链路消息对应的信号，并且将处理的信号引导至显示器以便按照文本或图形格式示出数据链路消息的表示。
如图2中所示，地面站和服务中心250广播特定航空信息（诸如包括重要气象信息(sigmet)报告的天气报告、notam报告、空中交通管制(atc)信息和新闻报告）以及语音通信。广播的航空信息和语音通信由航空无线电设备220通过可切换天线单元210接收，并且通过可选择接口230发送给移动计算装置240以用于显示。
除了经可选择接口230从航空无线电设备220的航空信息和语音接收之外，还可以通过可选择接口230交换控制命令消息，诸如用于改变航空无线电设备220的通信频率和模式的命令。例如，可以经音频接口发送频率调谐命令。在座舱紧急情境的情况下，航空无线电设备220可被用于针对地面站和服务中心250触发紧急消息，诸如通过交叉校验来实现的紧急情况报告。
图3图示根据另一实施例的飞行器中的用于偷听数据或语音通信的系统300的示例性实现方式。在系统300中，机载航空电子系统310包括：机载航空无线电设备312，诸如vhf无线电设备；和机载航空数据链路cmu314，与航空无线电设备312可操作地通信。cmu314被配置为从satcom接收器316接收卫星通信(satcom)信号，从hf接收器318接收高频(hf)信号，或者从一个或多个其它介质接收器320接收其它介质信号。satcom信号、hf信号或其它介质信号被处理，并且从cmu314被发送给航空无线电设备312以用于传送。航空无线电设备312可以以可操作方式耦合到诸如前面描述的可切换rf天线单元，以从地面站接收数据或语音消息。
便携式偷听系统330包括如前所述的各种部件，诸如与移动计算装置(例如，平板计算机)通信的可选择接口。在操作期间，信号(诸如，vhf信号)被从航空无线电设备312发送给便携式偷听系统330以用于在移动计算装置上处理和显示来自各种源的信息，诸如来自接收的satcom信号、hf信号、其它介质信号或地面站的信息。另外，信息可以被处理并且经调谐到合适信道的航空无线电设备312从cmu314本身(例如，当前路线/飞行计划)发送，以用于在便携式偷听系统330上处理和显示所述信息。
图4图示根据另一实施例的用于偷听数据或语音通信的系统400。系统400包括软件定义的无线电设备410，软件定义的无线电设备410操作为从至少一个内置天线420接收与数据消息和语音消息对应的信号。处理器单元430与软件定义的无线电设备410通信，并且操作为处理与数据或语音消息对应的信号。显示单元440与处理器单元430通信，并且响应于与数据或语音消息对应的信号而被以可操作方式启用。显示单元440操作为利用各种增强特征(诸如，增强现实)按照文本或图形格式示出数据或语音消息。
系统400可以被实现在移动计算装置中，诸如平板计算机(例如，ipad)或其它个人装置。在一个实现方式中，系统400可以被配置用于在飞行器中偷听数据或语音通信。在这个实现方式中，软件定义的无线电设备410操作为接收航空带宽中的信号，并且处理器单元430包括航空cmu。
前面的用于偷听通信的系统可以被配置为使得这些系统中的处理器被配置为使用嵌入算法执行验证和安全增强协议，所述嵌入算法包括接收的数据消息和接收的语音消息之间的优先级判定和交叉检验逻辑。这提供关于跟进哪个接收的消息的判定，或触发发送给地面站以用于进一步判定的报告。
例如，图5是用于实现如下过程的方法500的流程图：经用于偷听通信(诸如前面描述的那些通信)的系统识别禁止空域。在开始，系统被配置为使用增强天线保证并且提高接收的信号质量(块510)。例如，前面描述的可切换rf天线单元可以被实现为具有控制逻辑，所述控制逻辑将历史经验或一些其它信息用于天线控制。
在飞行期间，通过便携式vhf无线电设备从notam经数据链路接收禁止空域信息消息(块520)，并且也从vhf语音消息接收禁止空域信息消息(块530)，其中用于验证的交叉校验确定该信息是准确的(“ok”)。其后，方法500创建显示数据信息(例如，按照突出显示颜色”)，并且将显示数据信息发送给显示单元(块540)。然后，在显示单元上按照突出显示颜色在飞行地图或导航地图上呈现禁止空域(块550)。可选地，根据与禁止空域的距离，语音警告消息可被创建并且提供给飞行员作为提醒(块560)。
图6图示在移动计算装置的显示单元上示出的地图610上呈现并且突出显示的受限或禁止空域的示例。空域可由notam定义为“受限”或“禁止”，比如如下那样：
a3551/15notamn
q)zxxx/qrtca/iv/bo/w/000/999/2604n11412e016
a)zsha
b)1512091640
c)1512311729
e)临时受限区域建立的边界为：n2608e11429-n2615e11400-n2559e11356-n2552e11425回到开始
地图610描绘并且突出显示两个受限空域地区620和630，在二维顶视图模式中显示所述两个受限空域地区620和630。替代地，也可以在三维模式中实现并且显示受限空域地区。如图7中所示，例如，受限空域地区620可以被重新配置为三维模式710，三维模式710包括关于地面或较低飞行高度xxx和受限空域地区的无限制或较高飞行高度xxx的信息。
如本领域技术人员所已知的那样，可以使用软件、固件、硬件或上述各项的任何合适的组合实现本系统和方法中使用的计算机或处理器。这些可由特别设计的专用集成电路(asic)或现场可编程门阵列(fpga)补充，或者被包括在特别设计的专用集成电路(asic)或现场可编程门阵列(fpga)中。计算机或处理器还可以包括用于执行本方法和系统中使用的各种过程任务、计算和控制功能的软件程序、固件或其它计算机可读指令的功能。
本方法可以由计算机可执行指令(诸如，程序模块或部件)实现，所述计算机可执行指令由至少一个处理器执行。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、数据部件、数据结构、算法等。
用于执行在这里描述的方法的操作中使用的各种过程任务、计算和其它数据的产生的指令可以被实现在软件、固件或其它计算机可读或处理器可读指令中。这些指令通常被存储在任何合适的计算机程序产品上，所述计算机程序产品包括用于存储计算机可读指令或数据结构的计算机可读介质。这种计算机可读介质可以是可以由通用或专用计算机或处理器或任何可编程逻辑器件访问的任何可用介质。
合适的处理器可读介质可包括存储装置或存储器介质，诸如磁或光学介质。例如，存储装置或存储器介质可包括传统硬盘、压缩盘、dvd、蓝光盘或其它光学存储盘；易失性或非易失性介质(诸如，随机存取存储器(ram)；只读存储器(rom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、闪存等)；或可以被用于携带或存储具有计算机可执行指令或数据结构的形式的期望程序代码的任何其它介质。
示例性实施例
示例1包括一种用于偷听数据或语音通信的系统，所述系统包括：至少一个天线，操作为接收消息，所述消息包括数据消息或语音消息或者既包括数据消息又包括语音消息；无线电单元，与所述至少一个天线通信，无线电单元操作为从所述至少一个天线接收与所述消息对应的信号；处理器单元，与无线电单元通信，处理器单元操作为处理与消息对应的信号；和显示单元，与处理器单元通信，显示单元响应于与所述消息对应的信号而被以可操作方式启用，显示单元操作为以文本格式或图形格式示出消息。
示例2包括示例1的系统，其中所述至少一个天线、无线电单元、处理器单元和显示单元全部被实现在移动计算装置中。
示例3包括示例2的系统，其中所述至少一个天线被构建到移动计算装置中，并且无线电单元包括软件定义的无线电设备。
示例4包括示例1的系统，还包括：可选择接口，与无线电单元通信，其中所述处理器单元和显示单元被实现在移动计算装置中，并且可选择接口提供无线电单元和移动计算装置之间的通信连接。
示例5包括示例4的系统，其中所述无线电单元包括甚高频(vhf)无线电设备、卫星通信(satcom)无线电设备或高频(hf)无线电设备。
示例6包括示例4-5中任一项的系统，其中所述通信连接包括音频连接、通用串行总线(usb)连接或近距离无线连接。
示例7包括示例1-6中任一项的系统，还包括：可切换射频(rf)天线单元，包括控制逻辑，所述控制逻辑用于基于地理或干扰场景在所述至少一个天线和一个或多个中继天线之间执行情境切换。
示例8包括示例7的系统，其中所述一个或多个中继天线包括嵌入在飞行器的座舱玻璃中的柔性天线。
示例9包括示例5-8中任一项的系统，其中所述无线电单元包括机载航空无线电设备。
示例10包括示例9的系统，还包括：机载航空通信管理单元(cmu)，与机载航空无线电设备可操作地通信，其中所述机载航空cmu被配置为接收satcom信号、hf信号或其它介质信号。
示例11包括示例10的系统，其中信息被处理并且从机载航空cmu发送给机载航空无线电设备，所述机载航空无线电设备被调谐到合适的信道以将所述信息传送给所述移动计算装置。
示例12包括示例1-11中任一项的系统，其中所述显示单元操作为将任何接收的数据消息或语音消息示出为地图上的覆盖物。
示例13包括示例1-12中任一项的系统，其中由无线电单元接收的语音消息被处理器单元识别，所述处理器单元使显示单元能够按照指定格式示出来自所述语音消息的信息。
示例14包括示例1-13中任一项的系统，其中所述处理器单元操作为使用嵌入算法执行信息消息增强协议，所述嵌入算法可被配置为偷听数据或语音消息，所述数据或语音消息：针对指定天空区域并且从地面站广播；来自除所述处理器单元所位于的飞行器之外的指定飞行器；来自所述处理器单元所位于的飞行器；或者是特定消息类型。
示例15包括示例14的系统，其中所述特定消息类型包括arinc618消息、arinc623空中交通服务(ats)消息、航空情报(notam)消息、气象航空报告、机场终端信息服务(atis)消息或由数据库定义的航线独特消息。
示例16包括示例14-15中任一项的系统，其中所述处理器被配置为：通过使用当前位置信息来自动地确定用于接收消息的合适频率；以及将无线电单元调谐至所述合适的频率。
示例17包括示例1-16中任一项的系统，其中所述处理器单元被配置为使用嵌入算法执行验证和安全增强协议，所述嵌入算法包括接收的数据消息和接收的语音消息之间的优先级判定和交叉检验逻辑，这提供关于跟进哪个接收的消息的判定，或触发发送给地面站以用于进一步判定的报告。
示例18包括一种用于偷听数据或语音通信的系统，所述系统包括：至少一个天线，操作为接收消息，所述消息包括数据消息或语音消息或者既包括数据消息又包括语音消息；飞行无线电设备，与所述至少一个天线通信，飞行无线电设备操作为从所述至少一个天线接收消息，飞行无线电设备包括vhf无线电设备、satcom无线电设备或高频hf无线电设备；可选择接口，与飞行无线电设备通信，可选择接口操作为接收与所述消息对应的信号；和移动计算装置，通过可选择接口与飞行无线电设备通信，移动计算装置操作为从可选择接口接收与所述消息对应的信号，移动计算装置包括：处理器单元，操作为处理与所述消息对应的信号；和显示单元，与处理器单元通信，显示单元响应于与所述消息对应的信号而被以可操作方式启用，显示单元操作为以文本格式或图形格式示出所述消息。
示例19包括示例18的系统，其中所述移动计算装置包括平板计算机。
示例20包括一种用于偷听数据或语音通信的移动计算装置，包括：软件定义的无线电设备，操作为在航空带宽中从至少一个天线接收与消息对应的信号，所述消息包括数据消息或语音消息或者既包括数据消息又包括语音消息；处理器单元，与软件定义的无线电设备通信，处理器单元操作为处理与所述消息对应的信号；和显示单元，与处理器单元通信，显示单元响应于与所述消息对应的信号而被以可操作方式启用，显示单元操作为以文本格式或图形格式示出所述消息。
在不脱离本发明的本质特性的情况下，可按照其它特定形式实现本发明。描述的实施例应该在所有方面仅被视为是说明性的而非限制性的。本发明的范围因此由所附权利要求指示，而非由前面的描述指示。落在权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变应该被包括在它们的范围内。