技术领域
本发明涉及机载运行通信。
背景技术：
飞机操作者和飞行员使用航空运行数据和运行通信来改进机群运行的效率。通常，在飞机的飞行过程中，飞机系统产生航空运行数据，该数据可在座舱显示器上显示给飞行员，并作为机载运行通信（AOC）通过现有的航空网络，例如飞机通信寻址和报告系统（ACARS）网络，被传递到机群控制中心。然而，虽然操作者能够使用可配置的数据库定义AOC，但对AOC的航空运行数据的访问被ACARS数据链路通信所限制。例如，ACARS是一种ASCII网络，在如ACARS的网络上对航空运行数据的传输和接收被限制了带宽以及报文发送类型、格式、大小和容量。此外，对航空运行数据的访问被限定到座舱使用仪器。
技术实现要素：
本发明的实施例提供了可用于机载运行通信的可编程便携式电子设备的系统和方法，并且通过阅读和研究以下说明将能够理解这些实施例。
本发明的实施例提供了用于机载运行通信的可编程便携式电子设备的改进的系统和方法。在一个实施例中，方法包括将应用配置信息从外部存储介质载入到便携式电子设备上的存储介质上，应用配置信息为航空运行数据通信应用定义了应用配置，并依据存储在存储介质中的应用配置信息来配置存储在便携式电子设备上的存储介质中的航空运行数据通信应用。此外，该方法包括：从机载服务器接收航空运行数据；执行航空运行数据通信应用以处理航空运行数据，其中依据存储在存储介质中的应用配置信息，航空运行数据通信应用的执行从航空运行数据产生运行通信；以及与地面对等端传递运行通信。
附图说明
要理解附图只是描述了示范性的实施例，并且因此不要认为限制了范围。通过使用附图将额外具体和详细地描述这些示范性的实施例，其中：
附图1是用于机载运行通信的可编程便携式电子设备的一个示范性实施例的框图。
附图2是用于将航空运行数据传递给便携式电子设备及和地面对等端应用进行通信的系统的一个示范性实施例的框图。
附图3是用于阻止除指定的便携式电子设备以外的电子设备访问航空运行数据和机载运行通信的安全措施的一个示范性实施例的框图。
附图4是用于将航空运行数据传递给可编程电子便携式电子设备的方法的一个示范性实施例的流程图。
按照通常的实践，各种描述的特征不是按比例绘制的，而是被绘制为强调与示例性实施例相关的特定的特征。
具体实施方式
在下面的详细描述中，参照附图，附图在形成本文一部分，并其中通过例举具体的说明性实施例的方式示出。然而，应当理解，可以利用其他的实施例，并且可进行逻辑的、机械的和电子的变化。此外，附图和说明书中呈现的方法不应被理解为限制了可以执行各个步骤的顺序。因此，下面的详细描述不被认为具有限制的意义。
附图1是配置运行通信的便携式电子设备（PED） 102的一个示范性的实施例框图。PED 102包括平板电脑、便携式电脑、个人数字助理、智能手机，等等。在本公开的示范性实施例中，PED 102 被配置为提供可配置的航空运行数据通信应用 114。航空运行数据通信应用 114 是一种可依据控制运行通信的设计需求被配置的应用。在至少一个实施例中，运行通信包括被处理的航空运行数据，其从飞机传递到机群控制中心以支持机群运行。在另一个实施例中，航空运行数据通信应用114允许飞行员通过包含运行通信的PED102访问航空运行数据。
在附图1的示范性实施例中，航空运行数据通信应用114被存储（或以其他方式体现）在适合的非瞬态介质或媒介 110之中或之上（如闪存或其他非易失存储器、磁盘驱动器、和/或光盘驱动器）。航空运行数据通信应用114 的至少一部分程序指令由处理单元104从存储介质110读取，以由此以供执行。计算系统100也包括用于存储在由处理集群102中的处理单元108执行期间的程序指令（及其他任何相关数据）的存储器 109。在一个实施方式中，存储器109包括任何适当形式的当前已知的或以后开发的随机访问存储器（RAM），例如动态随机访问存储器（DRAM）。在其他的实施例中，使用其他类型的存储器。进一步，在某些示范性的实施方式中，处理集群102中的每一个处理单元有分离的存储器109，专用于存储在相关联的处理单元执行期间的程序指令。
在某些实施例中，当处理单元104执行包括航空运行数据通信应用114的指令时，执行指令命令处理单元104发送数据到人机接口（HMI）106及从人机接口接收数据，该人机接口与机载运行通信应用和地面机载运行通信对等端之间的机载运行通信相关联。例如，在至少一个实施方式中，当处理单元 104发送数据到HMI 106时，HMI 106将接收到的数据作为可视显示呈现给用户。此外，HMI 106从用户接收命令，HMI 106传递命令到处理单元104。处理单元 104如执行的航空运行数据通信应用114所指示的那样处理接收到的命令。在本发明的一个示范性实施方式中，当PED102是平板电脑或其他类似的电子设备时，HMI106包括触屏，该触屏向用户显示航空运行数据并且接收用户命令以将用户命令传送到处理单元104。
在另一个实施例中，在该实施例中PED 102用在飞机上，PED 102通过网络接口108接收和飞机相关的航空运行数据。网络接口108通过以太网电缆、无线互联网连接、通用串行总线、宽带通信链路等等连接到机载服务器。通过网络接口108 接收航空运行数据，PED 102获得从独立于座舱显示器和使用仪器的机载服务器访问航空运行数据。在一个实施方式中，因为PED 102 能够处理航空运行数据并提供与座舱使用仪器无关的运行通信，飞行员或机组人员可使用PED102处理航空运行数据，并当飞行员在座舱外时，提供运行通信。能够提供与飞机使用仪器无关的运行通信的潜在好处是机组人员可在座舱外面执行运行通信相关的任务，这允许机组人员更有效地将他们的时间分配给关键飞行任务。
如上文所提到的，航空运行数据通信应用114 可配置为特定的设计需求。这里的术语“可配置”是指一种为特殊用户定制的航空运行数据通信应用，其中用户是飞机/机群操作者、航空公司的聚集、组织、飞行员、机组人员、维护人员等。在一个实施了可配置的应用的例子中，特定的飞机或机群操作者可能期望将某些航空运行数据呈现给飞行员，而将其他的航空运行数据发送给地面服务器，同时另外的数据可依据飞机/机群操作者规范来处理。替代地，可配置的应用可为飞行员、飞机/机群操作者呈现相同的航空运行数据。航空运行数据通信应用114可配置为适合特殊用户的特殊需要。为了向航空运行数据通信应用114灌输可配置性，PED 102包括存储在介质110中的应用配置信息112。替代地，PED 102包括多种存储介质110，其中第一种存储介质110存储应用配置信息112，以及第二种存储介质110存储航空运行数据通信应用114。应用配置信息112包括当执行航空运行数据通信应用114时处理单元104访问的信息。例如，在一个实施方式中，应用配置信息112定义了上行链路和下行链路消息的格式和内容、上行链路消息如何显示、以及下行链路消息如何创建和发送。此外，应用配置信息112定义了操作者输入什么数据、航空运行数据的处理、本地参数定义等。在一个示范性的实施方式中，当处理单元104执行航空运行数据通信应用114时，航空运行数据单元应用114指示处理单元104从存储在存储介质110中的应用配置信息112中获取配置信息。然后，处理单元104使用应用配置信息112确定如何配置用于处理运行通信的航空运行数据通信应用114。例如，处理单元104使用应用配置信息112定义上行链路和下行链路消息的格式和内容，上行链路消息如何在PED102上显示，以及下行链路消息如何由PED 102创建和发送。此外，应用配置信息112定义了操作者输入什么数据、航空电子的运行数据的处理、本地参数定义等。
在本发明的至少一个示范性实施例中，应用配置信息112从在PED102之外存在的外部存储介质116被载入到PED 102上的存储介质110。在至少一个例子中，外部存储介质116是合适的非瞬态存储介质，如闪存或其他非易失的存储器、磁盘驱动器、和/或光盘驱动器。外部存储介质116在数据库或文件中存储应用配置信息112，使得多个PED 102可访问外部存储介质116以获取应用配置信息112。例如，具有特定机群配置的机群在PED102之外存在的外部存储介质116中存储应用配置信息112，其中外部存储介质116可被多个PED102访问。例如，外部存储介质116被存储在可被机群操作者控制的服务器上。在一个可替代的实施方式中，应用配置信息112被分发在磁盘、USB驱动器等用于载入应用配置信息112到各个PED 102上的设备。对每一个执行与特定机群相关联的航空运行数据通信应用114的PED102，存储在外部存储介质116上的应用配置信息112可被载入到PED 102上的存储介质110。
在某些实施例中，配置生成工具118创建了存储在外部存储介质116中的应用配置信息112。配置生成工具118是一种可被机群或创建在机群或其他用户组中的多个PED 102间共同共享的应用配置信息112的第三方用户操作的工具。例如，机群使用配置生成工具118，例如基于地面的软件工具或再配置工具来创建存储在外部存储介质116中的应用配置信息112。配置生成工具118定义了上行链路和下行链路消息的格式和内容、上行链路消息在PED 102上如何显示、以及下行链路消息如何被PED102创建和发送。此外，应用配置信息112定义了操作者输入什么数据、航空运行数据的处理、以及本地参数定义等。通过外部存储媒介116对可用的应用配置信息112的多个方面进行控制，配置生成工具118允许一个组织去配置对航空运行数据的处理，并通过机群中用于多个飞机的多个PED 102上的航空运行数据通信应用114来配置对运行通信的控制。
附图2是一个用于将航空运行数据传递给PED 202及地面对等端服务器 228的系统200的框图。系统200包括可和地面网络226通信的飞机220。飞机220包括和如上参照附图1描述PED102类似进行操作的PED 202。在飞机 220运行期间，飞机220上的传感器和控制系统创建存储在飞机220上的数据存储库中的航空运行数据224。航空运行数据224包括被飞行员用于监控飞机状态和帮助运行飞机的信息。替代地，航空运行数据224包括与飞机和相关联机群的运行相关的飞机数据信息。此外，基于地面的应用和用户可使用航空运行数据224进一步追踪飞机的状态和控制机群运行。
在至少一个示范性实施例中，为了提供对航空运行数据224的访问，飞机220包括在飞机220上提供数据通信的机载服务器222。机载服务器222提供对航空运行数据224的访问并控制信息传输到飞机220上的其他设备。例如，机载服务器222提供对发送到座舱设备和PED202的信息的访问。在某些实施例中，机载服务器222发送航空运行数据224到PED202。此外，PED 202能够发送上行链路消息的运行数据到机载服务器222，以便分发到其他的航空设备。
在某些实施例中，PED 202包括在航空运行数据通信应用114的执行期间处理接收到的航空运行数据224的处理器单元104。在至少一个示范性实施方式中，航空运行数据通信应用114的执行产生了打算发送给地面对等端应用230的数据，该地面对等端应用作为下行链路的一部分。PED 202通过连接到地面对等端应用 230的网络来发送为地面对等端应用230产生的数据。这里使用的术语“地面对等端应用”是指运行在地面计算机上的应用，该应用被配置为处理在PED202上执行航空运行数据通信应用114所产生的数据，以及通过与在存储介质中存储且在对等端PED 202上处理的应用配置信息中所定义的消息定义所兼容的上行链路消息来传输上行链路数据给PED202。在一个例子中，PED 202通过PED 202和地面网络 226之间的通信链路236用地面网络226将产生的数据传递到对等端应用230。在替代例子中，PED 202 通过无线连接234或电缆连接 232将产生的数据发送给机载服务器 222。机载服务器222通过通信链路238将从PED 202接收到的打算用于地面对等端应用230的数据传输到地面网络226。在另一个例子中，机载服务器 222 通过通信链路238和地面网络226从地面对等端应用 230 接收上行链路数据。机载服务器222发送上行链路数据到PED 202。PED 202接收上行链路数据并依据应用配置信息112 处理上行链路数据，在至少一个实施例中，应用配置信息112控制上行链路消息的显示和上行链路的数据呈现给HMI的方式。在一个示范性实施方式中，附图1中的处理单元104控制存储介质110能够通过从机载服务器222接收航空运行数据表明航空运行数据何时被更新。通信链路238包括蜂窝通信链路、宽带SATCOM链路、ACARS链路（例如VHF、传统的航空SATCOM和HF）、WiFi、地面上的有线链路IF等等。
在至少一个示范性实施例中，地面网络226接收和发送包括运行数据的下行链路和上行链路并将此数据传递到地面服务器228。地面服务器 228通过地面网络 226将从PED 202接收到的下行链路消息（可以包括运行数据）传输到地面对等端应用 230。在一些实施方式中，地面对等端应用 230使用从PED 202接收到的数据支持组织运作。在一个示范性实施方式中，地面对等端应用230从飞机接收表示滑出-起飞-接地-停靠门位(OOOI)次数的数据。在确定飞行员的收入时，组织能够使用OOOI次数来确定飞行员在空中的时间。
PED 202允许飞行员使用在其上存储有可配置的应用的现成可用设备。应用允许飞行员访问PED 202上的航空运行数据 224。为了方便航空公司的运行，PED202也发送运行消息（包括运行数据）到地面服务器 228和伴随的地面对等端应用230。在另一个实施例中，当PED202 伴随着已离开飞机 220的飞行员时，PED 202也连接到地面服务器228。因为在飞机降落后，飞行员依然能够通过PED 202和地面对等端应用230进行通信，因此当飞行员离开飞机220的座舱后，飞行员能够执行特定的涉及航空运行数据224的任务。
附图3是用于在将航空运行数据324传递到PED302时阻止未授权的电子设备访问航空运行数据324的安全措施的一个示范性实施例的框图。如上所讨论的，飞机产生航空运行数据324，该数据被飞机的飞行员和航空公司用于控制飞机运行。此外，如上所讨论的，机载服务器322从在飞机上工作的系统接收航空运行数据324。在至少一个示范性实施方式中，机载服务器322控制航空运行数据324到飞机上所使用的电子设备的传播，例如发送航空运行数据324到PED302。在从飞机系统发送航空运行数据324到机载服务器332并且接着传输到PED 302时，安全措施被用于阻止未授权的电子设备335访问所述网络。
未授权的电子设备335试图影响航空运行数据324的发送。例如，未授权的电子设备335可能试图访问航空运行数据324，模仿机载服务器332或PED 302，发送毁损数据给PED 302、机载服务器322和产生航空运行数据324的飞机系统等。在航空运行数据324通信时，特定的安全措施被用于阻止未授权的电子设备335访问航空运行数据324。在安全措施的一个例子中，航空运行数据324通过通信链路340到机载服务器322的通信是单向的，就是说航空运行数据324通过链路340从航空电子系统被发送给机载服务器322，但来自于机载服务器322的数据不被航空电子系统接收。在安全措施的另一个例子中，机载服务器 322通过链路332发送航空运行数据到PED302，并通过链路334从PED 302接收数据，并且隔离在链路334上接收到的数据的处理和在链路332上传输的数据的处理。因为接收到的数据与发送的数据隔离，机载服务器322能够限制接收到的数据不影响飞机的运行的能力。此外，在启动与PED 302进行通信之前，机载服务器322验证PED302是可信任的电子设备。为了验证PED302是可信任的电子设备，PED 302提供标识关键码或用户必须登陆到与机载服务器322的通信会话。在至少一个示范性实施例中，PED和机载服务器322通过虚拟专用网络进行通信，提供消息认证，并加密消息传输。类似地，阻止PED 302与未授权电子设备335建立通信链路。上文提到的各种安全措施及其他安全措施有助于阻止未授权电子设备335访问航空电子的运行数据324。
在至少一个示范性实施例中，在PED302和地面网络326之间的通信链路 336及在机载服务器322和地面网络326之间的通信链路338受到与上文针对在机载服务器322和PED302之间的数据通信所描述的类似安全措施。保护地面网络326的安全措施防止未授权的电子设备325访问航空运行数据324及在飞机和地面网络326之间传输的运行通信。
附图4是用于将航空运行数据传递到可编程便携式电子设备的方法400的一个示范性实施例的流程图。方法400从块402开始，其中应用配置信息从外部存储介质被载入到便携式电子设备上的存储介质，应用配置信息为航空运行数据通信应用定义了应用配置。例如，应用配置信息由配置生成工具生成并存储在PED之外存储的外部存储介质中。在某些实施方式中，外部存储介质存在于可访问多个PED的服务器上。替代地，外部存储介质是便携式的存储介质，如软盘、USB 闪存盘等。方法400在块402处继续进行，其中存储在PED上的存储介质中的航空运行数据通信应用依据存储在存储介质中的应用配置信息被配置。例如，PED包括处理航空运行数据的航空运行数据通信应用。进一步，航空运行数据通信应用通过从存储在PED上的存储介质中的应用配置信息读取已定义的配置而被配置。
方法400在块406处继续进行，其中从机载服务器接收航空运行数据。例如，机载服务器从飞机系统（例如，飞机上的传感器和控制装置）收集航空运行数据并提供该航空运行数据给PED。在至少一个实施方式中，安全措施被用于阻止非网络电子设备访问航空运行数据和在PED、机载服务器和飞机系统间传输的运行通信。在至少一个例子中，机载服务器只和所识别的PED进行通信。
方法400在块408处继续进行，其中执行航空运行数据通信应用以处理航空运行数据，其中依据存储在存储介质中的应用配置信息，航空运行数据通信应用的执行从航空运行数据产生运行通信。例如，在从机载服务器接收航空运行数据时，航空运行数据通信应用指示PED上的处理单元依据存储在存储介质中的应用配置信息处理航空运行数据。应用配置信息提供了信息，该信息指示航空运行数据通信应用基于航空运行数据产生运行通信。例如，应用配置信息定义了上行链路和下行链路消息的格式和内容、上行链路消息如何显示、以及下行链路消息如何创建和发送。此外，应用配置信息定义了操作者输入什么数据、航空运行数据的处理、本地参数定义等。
方法400在块410处继续进行，其中与地面对等端传递运行通信。例如，航空运行数据通信应用处理接收到的航空运行数据以控制运行通信，航空运行数据通信应用与地面对等端进行通信以发送和接收运行通信。在至少一个实施方式中，地面对等端是配置为收集运行通信和使用收集到的数据来控制机群操作的应用。在某些实施例中，为了与地面对等端通信，PED上的航空运行数据通信应用通过机载服务器进行通信。PED直接和机载服务器进行通信，然后机载服务器通过在机载服务器和地面网络之间形成的通信链路与地面对等端和连接到地面对等端的地面网络进行通信。在另外一个实施例中，航空运行数据通信应用指示PED通过地面网络使用对于PED可用的通信链路来直接与地面对等端进行通信。在另外一个实施例中，航空运行数据通信应用指示PED与通信收发器进行通信，其中通信收发器中继地面对等端和PED之间的运行通信。
示例实施例
例1 包括一种通信系统，该系统包括存储运行应用配置信息的外部存储介质，该运行应用配置信息为航空运行数据通信应用定义了应用配置；航空通信系统，被配置为用于执行运行通信，航空通信系统包括便携式电子设备，便携式电子设备上作为主机运行了从航空运行数据产生运行通信的航空运行数据通信应用，其中航空运行数据通信应用依据存储在个人电子设备上的应用配置信息被配置，其中应用配置信息从外部的存储介质被载入到便携式电子设备上的存储介质；以及耦合到便携式电子设备的机载服务器，其中机载服务器和便携式电子设备传递运行数据；以及地面通信系统，被配置为接收运行通信，该地面通信系统包括地面网络，该地面网络被配置为通过通信链路与机载服务器传递运行通信；以及地面对等端应用，被配置为处理所述运行通信。
例2包括例1的通信系统，其中机载服务器进一步从便携式电子设备接收运行通信并通过通信链路控制运行通信的传输。
例3包括例1-2中的任何一个的通信系统，其中便携式电子设备通过通信链路控制控制运行通信的传递。
例4包括例1-3中的任何一个的通信系统，进一步包括用于通过通信链路从便携式电子设备接收运行通信和发送运行通信的通信发射机。
例5包括例1-4中的任何一个的通信系统，其中安全措施阻止未授权的电子设备访问航空电子运行数据和运行通信。
例6包括例1-5中的任何一个的通信系统，其中外部存储介质由多个便携式电子设备访问，以便载入应用配置信息到多个便携式电子设备上的存储介质。
例7包括例1-6中的任何一个的通信系统，其中使用配置生成工具生成存储在外部存储介质中的应用配置信息。
例8包括例1-7中的任何一个的通信系统，其中机载服务器是通信管理单元。
例9包括一种便携式电子设备，所述设备包括存储应用配置信息的存储介质和航空运行数据通信应用，其中应用配置信息从存储了应用配置信息的外部存储介质载入到存储介质，外部存储介质存储了应用配置信息，该应用配置信息为航空运行数据通信应用定义了应用配置；网络接口，被配置为接收和发送航空运行数据和运行通信；以及处理单元，被配置为通过如应用配置信息所定义的那样执行航空运行数据通信应用来处理接收到的航空运行数据。
例10包括例9中的便携式电子设备，其中网络接口从机载服务器发送和接收航空运行数据和运行通信。
例11包括例10中的便携式电子设备，其中网络接口发送航空运行数据到机载服务器以中继与地面服务器的运行通信。
例12包括例10-11中的任何一个的便携式电子设备，其中网络接口通过安全的本地网络和机载服务器进行通信。
例13包括例9-12中的任何一个的便携式电子设备，其中网络接口执行与地面服务的运行通信。
例14包括例9-13中的任何一个的便携式电子设备，其中使用配置生成工具生成存储在外部存储介质中的应用配置信息。
例15包括一种处理便携式电子设备上的航空运行数据的方法，该方法包括将应用配置信息从外部存储介质载入到便携式电子设备上的存储介质，应用配置信息为航空运行数据通信应用定义了应用配置信息；依据存储在存储介质中的应用配置信息来配置存储在便携式电子设备上的存储介质中的航空运行数据通信应用；从机载服务器接收航空电子运行数据；执行航空运行数据通信应用以处理航空运行数据，其中依据存储在存储介质中的应用配置信息，航空运行数据通信应用的执行从航空运行数据产生运行通信；以及与地面对等端传递运行通信。
例16包括例15的方法，进一步包括使用配置生成工具生成应用配置信息。
例17包括例16的方法，其中与地面对等端传递航空运行数据包括通过机载服务器与地面对等端进行通信，其中机载服务器与地面对等端形成了通信链路。
例18包括例16-17中的任何一个的方法，其中通过通信链路直接和地面对等端进行通信。
例19包括例15-18中的任何一个的方法，进一步包括阻止未授权的电子设备访问航空运行数据和运行通信。
例20包括例15-19中的任何一个的方法，进一步包括用配置生成工具生成应用配置信息。
例21包括用于阻止未授权访问运行飞机数据的系统，该系统包括：个人电子设备；多个产生航空运行数据的飞机系统；以及与个人电子设备和多个飞机系统进行网络通信的机载服务器，其中机载服务器实现阻止未授权的电子设备访问航空电子运行数据的安全措施，其中机载服务器控制航空运行数据到电子设备的传播。
例22包括例21中的系统，其中机载服务器和多个飞机系统进行单向通信，其中多个飞机系统发送航空运行数据给机载服务器。
例23包括例21-22中的任何一个的系统，其中机载服务器隔离了机载服务器和个人电子设备间的通信与机载服务器和多个飞机系统进行的通信。
例24包括例21-23中的任何一个的系统，其中在发起和个人电子设备的通信之前，机载服务器验证个人电子设备是可信任的。
例25包括例24中的系统，其中机载服务器通过从个人电子设备接收标识关键码来确定个人电子设备是否是可信任的。
例26包括例24-25中的任何一个的系统，其中机载服务器通过用户经过个人电子设备登陆来确定个人电子设备是否是可信任的。
例27包括例21-26中的任何一个的系统，其中个人电子设备和机载服务器通过虚拟专用网络进行通信。
例28包括例21-27中的任何一个的系统，其中机载服务器阻止个人电子设备用未授权的电子设备建立通信链路。
通过下文描述的权利要求限定了本发明的多个实施例。然而，要理解可对所述实施例进行的各种修改而不脱离所要求的本发明的精神和范围。从而，其他实施例在下面权利要求的范围内。