专利名称：向移动平台提供网络地址的系统和方法
技术领域：
本发明通常涉及双向电子通信系统，尤其涉及一种用于将唯一网络地址分配到移动平台用于移动平台与卫星系统之间的双向通信的系统和方法。
背景技术：
为了在网络内部或网络之间进行通信，发送装置必须能够确定与接收装置相关的特定网络地址，以便将数据发送到该接收装置。发送装置也必须具有网络地址，以便网络确定用于特定传输的数据路由。地址可以是唯一静态地址或可以是动态分配的地址。然而，不论网络地址的分配方式怎样，网络地址一般被用来具体识别特定网络，和通常被用来识别网络内的特定装置。
可以提供各种类型的网络地址，包括例如因特网地址、主页地址或电子邮件地址。具体地，交换机和路由器使用网络地址将数据(例如数据分组)发送到目的网络地址。例如，因特网协议(IP)地址具体识别所发送数据的源和目的，该数据一般作为穿过网络的数据分组来提供。IP地址可以包括网络地址部分和特定设备地址部分。因此，在操作中，伴随着路由器确定数据分组将被发送到的下一个网络点，交换机选择用于将数据分组发送到它们的目的地的数据路径。
没有正确的地址，例如IP地址，设备就不能确定特定数据分组的目的地，也就不能发送该数据。因此，网络内用于发送和接收数据的每一设备被分配一个网络地址，以便在该网络内以及在该网络外识别它(即为了提供必要的地址信息以将数据发送到该设备和从该设备接收数据)。
可以以不同的方式来分配网络地址，尤其是IP地址。一种用于一个组织的信息技术(IT)部门或信息服务(IS)部门的方式是给该组织内的每台计算机分配一个特定IP地址，个人将该信息加载到每台计算机上。这是在现场进行的，在安装和/或重新格式化计算机(例如，在由于其它网络连接问题重启计算机之后)时配置每台计算机的IP地址。或者，可以配置计算机，以便当电子通信需要时(例如，当使用网络服务器接入因特网时)动态分配IP地址。
有时人们期望将网络地址远程分配给一个设备。例如，因特网服务提供商(ISP)不断(constantly)地识别用户注册，以便将IP地址动态地分配给利用例如陆上通信线(landline，例如使用调制解调器拨号)来拨入ISP网络的个人的计算机或其它电子设备。ISP可以直接建立用户计算机与ISP网络之间的连接，以便使用用户拨入的陆上通信线来获得接入因特网。因此，ISP能够容易地识别用户的连接路径并且分配IP地址，这是因为用户是静止的并且使用特定的电话陆上通信线来访问ISP。
当用户的位置未知时，例如如果用户在移动中尝试远程或无线登录时会出现问题。当在移动时，必须确定用户的位置，以便建立初始通信链路并且分配用于双向网络通信的IP地址。有关移动时登录的另一问题是连接到网络系统的成本。当移动时进行电子通信(例如使用卫星系统)时，用于这种连接(即带宽)的成本非常高。例如，因为当使用卫星通信时的可用带宽比使用基于地面的通信系统时的带宽要窄得多，因此发送数据的成本高得多。目前，卫星通信的成本可能是基于地面的通信的成本的1000倍。因此，即使能够识别移动用户并对其分配IP地址的效率上增加了一点，这减少了分配该网络地址所需的带宽使用，也将带来显著的成本节省。在移动用户的数量增加的情况下尤其突出。
发明内容
本发明提供一种用于将唯一网络地址(例如IP地址)分配到移动平台的系统和方法，从而在双向电子通信期间提供每个移动平台之间的区分。一旦分配了IP地址，则可以将单点传送消息发送到具有已分配IP地址的特定移动平台。
在一个优选实施例中，在激活所述移动平台上的电子通信系统时，或当初始安装和/或当替换需要IP地址的设备(例如由于设备故障)时，地面系统将唯一子网地址分配到每个移动平台。这就消除了维护人员将该数据载入设备的需要，从而减少了维护人员不正确地输入IP地址的部分的机会。这也通过消除培训个人如何用IP地址配置设备的需要来减低成本，以及减少配置设备的人工操作。
当初始激活需要IP地址的移动平台上的通信系统时，因为没有分配IP地址，所以地面系统一般不能将单点传送信号发送到移动平台内的通信系统设备。在本发明的一个实施例中，将IP地址信息嵌入轮询信号中，使用前向通信路径将该轮询信号多点传送到所有的移动平台(例如飞机)。因为仍没有配置移动平台上的系统，因此由于没有分配IP地址而不能建立返回通信路径，每个移动平台将在它被要求使用之前接收所嵌入的信息。更具体的，本发明被配置为直到移动平台从地面系统请求IP地址才发送包括用于特定移动平台的IP地址的信号。
在由地面系统使用的卫星的覆盖区域内，其中具有IP地址的信号被多点传送到移动平台(例如飞机)，并且该信号包括其它信息，所述其它信息特别包括移动平台代码或由请求IP地址的移动平台用来识别包含其网络地址的特定多点传送信号的识别符。当接收用于分配IP地址的信号时，移动平台最好使用已分配的地址来发送确认信号。
本发明最好也提供用于将已分配的IP地址信息复制或镜像到移动平台上的其它设备或部件(例如服务器和天线)的功能。因此，即使移动平台上的数据发送机/接收机出现故障或必须替换时，当激活替换设备时，也可以从其它机载设备获得已分配的IP地址。这样也最小化了在初始IP地址分配之后必须发送IP地址信息的概率。
更好的IP地址信号包括已分配的网络地址和子网掩码。这就提供了与移动平台上的特定设备的通信。例如，随后地面系统将可以使用卫星系统将数据直接单点传送到移动平台上的特定设备(例如服务器)。
因此，本发明提供一种通过识别请求IP地址分配的特定移动平台将IP地址分配到与卫星系统通信的移动平台的有效率系统和方法。通过降低分配所述IP地址所需的带宽来降低成本。将信息镜像到移动平台上的其它设备也降低了在初始发送之后必须重新发送IP地址分配信息的风险。
通过下面所提供的详细描述，本发明应用的其它方面将变得更加明显。应当理解，详细的描述和特定示例用于表示本发明的优选实施例，只是用于描述目的，而不用于限制本发明的范围。
通过详细的描述和附图，本发明将变得更加完全地明白，其中图1是示出在地面系统与多个移动平台之间的双向通信的简化方框图；图2是示出了根据本发明的原理构造的用于发送网络地址的方框图；图3是图2所示的卫星系统中的单个卫星的简化方框图；图4是使用图2中的系统发送的网络地址信息的方框图；图5是图2中系统的路由器的简化方框图；以及图6是根据本发明将网络地址分配到移动平台的简化图。
具体实施例方式
事实上优选实施例的下列描述仅是示例性的，决不用于限制本发明、及其应用或使用的。因此，尽管这里所公开的本发明的应用通常涉及飞机环境和将IP地址分配到所述飞机内的系统，但是本发明的应用也不仅限于此，并且根据本发明的原理可以将任何类型的网络地址分配到任何移动平台(例如火车、游轮、公共汽车、汽车等)。
参考图1，根据本发明，将IP地址分配到所示为飞机的多个移动平台20，以便允许地面系统22与移动平台20之间使用卫星系统24进行双向通信。如这里所示，提供从地面系统22到移动平台20的前向通信链路或路径26以及从移动平台20到地面系统22的返回通信链路或路径28。
通常，根据本发明，使用前向通信路径26将IP地址分配信息从地面系统22发送到移动平台20。一旦移动平台20接收到该IP地址信息，则可以建立返回通信路径28，用于提供地面系统22与具有已分配的IP地址的每个移动平台20之间的双向单点传送通信(bi-directional unicast communication)。
具体地，如图2所示更明显，每个移动平台20包括通信系统21，该通信系统具有发送机/接收机30、机载路由器32、机载服务器34和天线36。地面系统22包括发送机/接收机38、路由器40和服务器42。在操作中，经由卫星系统24提供地面系统22与移动平台20之间的通信。使用前向通信路径26来提供从地面系统22到移动平台20的通信，以及使用返回通信路径28来提供从移动平台20到地面系统22的通信。
最好给卫星系统24提供多个卫星，如图3所示，每个卫星42最好包括多个转发器44，用于提供地面系统22与移动平台20之间的双向“弯管”通信(bent-pipe communication)。应当注意的是，最好一个以上的转发器44提供在地面系统22与特定移动平台20之间的通信。更好是，使用预定多个的四个转发器44(predetermined plurality of four transponder)中的任何一个在地面系统22与特定移动平台20之间提供双向通信。
在本发明的一个优选实施例中，地面系统22将插在轮询信号中的IP地址分配信息发送到移动平台20。以特定时间间隔(例如每5秒)将该轮询信号多点传送到所有的移动平台20。轮询信号最好包括返回链路分配消息，所述返回链路分配消息包括飞机识别代码和分配的返回信道信息。该信息除了包括IP地址分配信息以外，还可以包括有关用于通过使用返回通信路径28与地面系统22进行通信的特定转发器44的使用的信息。
最好给每个移动平台20分配一个不同的飞机识别号码，从而在每个移动平台20上的发送机/接收机30被配置以识别其飞机识别号码，并且接收已发送的数据或包含该号码的信息。使用卫星系统24来多点发送轮询信号，这使得所有的移动平台20，包括没有IP地址分配信息和将需要网络地址分配信息以便建立返回通信链路28的每一移动平台可以接收到该信号。与包含在轮询信号中的飞机识别号码相关的移动平台20接收该信号，以便获得信号中包含的IP地址分配数据。
如图4所示，IP地址分配信息或数据48最好包括报头50、网络地址部分或段52、以及设备地址或子网掩码(地址)部分或段54。移动平台20上的路由器32使用该地址信息，通过使用例如服务器34对移动平台32内的网络上的数据进行路由。如图5所示，路由器32最好包括多个可配置的端口56，该端口使用子网地址信息54来确定端口分配，用于与其它机载设备进行通信。例如，飞机内的乘客可以连接到接口，用于与服务器34进行通信，以便访问来自万维网的信息。需要端口分配来管理在飞机上的数据业务流且用于与地面系统22通信。
最好是，地址分配信息48是特定网络内的专用分配，其中以已知方式来动态分配公共IP地址(例如，为了在与万维网通信中使用)。然而，应当注意的是，地址分配信息可以是公共地址分配。
再次参考图2，通过使用控制器33将由机载发送机/接收机30接收的IP地址分配信息48提供(例如复制或镜像)给在移动平台20上的其它部件。如这里具体所示，将IP地址分配信息48提供给天线36、路由器32和服务器34，它们中的每一个最好包括用于存储该分配信息的存储装置。这样最小化这种可能性，即在IP地址分配信息48被接收后，还必须从地面系统22重新发送该IP地址分配信息48。应当注意的是，可以将IP地址分配信息48提供该具有永久数据存储器或内存的移动平台20上的任何部件。即使替换或更新单个装置或部件，也可以在移动平台20上保持IP地址分配信息48(即存储在其它部件内)。
图6示出了一个用于将IP地址分配给移动平台20的特定优选实施例。通过该实施例，特定移动平台20(例如飞机58)，当安装在需要卫星通信链路(例如用于在机上接入因特网)的机载系统时，将用于IP地址分配的请求信号70发送到地面系统22。如图2所示，可以在移动平台20上提供发送机/接收机30与天线36的组合以发送请求信号。在接收到请求信号时，地面系统22根据通信系统需求来确定IP地址分配。随后地面系统22将地址分配信息48发送到卫星42，用以通过使用图6所示的前向通信路径26将地址分配信息多点传送到移动平台200。
如这里所述，最好结合包括飞机识别号码的其它信息来提供地址分配信息48，所述飞机识别号码允许请求飞机(requesting aircraft)识别和接收其所请求的IP地址信息48。当接收IP地址信息48时，最好将一个确认信号从移动平台20发送到地面系统22，该确认信号表示已经接收到地址分配信息48。可以通过使用所分配的IP地址沿着返回通信路径28来发送该确认信号。因此，根据IP地址信息48，在移动平台20与地面系统22之间提供双向通信。之后，提供从地面系统22到特定移动平台20的单点传输。
应当注意的是，可以将所请求的IP地址信息48从地面系统22发送到移动平台20作为轮询信号的一部分来提供。或者，也可以根据特定地面系统22需要作为单独信号或结合来自地面系统22的其它信号来提供。而且，从移动平台20到地面系统22的返回信号可以是独立信号或可以结合从移动平台20发送的其他信号结合来提供。还应当注意，最好使用一个以上的卫星转发器44，并且最好是4个转发器44来发送IP地址信息48。然而，也可以仅使用一个转发器44来发送IP地址信息48。
因此，通过使用本发明，仅在要求时将IP地址分配信息一次发送到多个移动平台。因此增加了在与其它移动平台通信中使用的或其它通信需要的可用带宽，并且降低了通信成本。
尽管结合移动平台20描述了本发明，每个移动平台在经由卫星系统24与地面系统22进行双向通信中包括发送机/接收机30、路由器32、服务器34和天线36，但是应当理解可以将不同或其它部件作为移动平台20、地面系统22和卫星系统24的部件来提供。这种部件可以包括，例如不同的服务器和通信路径配置。因此，可以结合根据特定移动平台的需求实现和配置的其它系统来进行IP地址分配信息的发送。而且，根据系统的需要可以修改提供到移动平台的特定IP地址信息。
实际上本发明的描述仅是示例性的，因此，不背离本发明主旨的变化都在本发明的范畴之内。这些变化并不被认为是背离了本发明的精神和范畴。
权利要求
1.一种将网络地址分配到移动平台以在经由至少一个卫星提供与所述移动平台的双向通信中使用的系统，所述系统包括基于地面的系统，具有用于经由所述卫星将唯一网络地址发送到多个移动平台的发送机，所述唯一网络地址被分配到请求所述唯一网络地址的所述多个移动平台中的一个；以及通信系统，具有在所述多个移动平台的每一个上提供的接收机，所述接收机用于经由所述卫星从所述基于地面的系统接收被分配给所述请求移动平台的唯一网络地址。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述通信系统还包括用于经由所述卫星发送唯一网络地址请求的发送机；以及其中所述基于地面的系统还包括基于地面的接收机，所述接收机适用于经由所述卫星从所述移动平台接收所述请求。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述双向通信是经由前向通信路径和返回通信路径来提供的，并且所述基于地面的发送机是为经由所述前向通信路径多点传送具有所述唯一网络地址和移动平台识别符的信号而配置的。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述移动平台是具有用于唯一标识特定飞机的识别符的飞机，并且所述特定飞机的机载接收机适用于识别和接收来自所述基于地面的发送机的信号，所述信号具有与所述特定飞机相关的识别符。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述卫星包括多个转发器，并且其中所述基于地面的发送机使用至少一个转发器来发送所述信号。
6.根据权利要求2所述的系统，其中所述通信系统包括至少一个在所述移动平台上的存储元件，所述存储元件用于存储所述唯一网络地址。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述通信系统还包括至少一个服务器和至少一个天线，每个部件具有用于存储所述唯一网络地址的存储元件。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述通信系统还包括用于将所述唯一网络地址传送到所述服务器和天线中的至少一个的控制器。
9.根据权利要求6所述的系统，其中仅当不能从至少一个存储元件另外得到所述唯一网络地址时，所述机载的发送机被配置以发送唯一网络地址的请求。
10.根据权利要求3所述的系统，其中所述唯一网络地址包括具有网络地址部分和子网地址部分的因特网协议地址。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述基于地面的发送机被配置用来根据分配到所述移动平台的唯一网络地址将数据发送到所述移动平台上的特定部件。
12.根据权利要求11所述的系统，其中具有所述唯一网络地址的信号包括涉及与所述移动平台进行的双向通信的附加数据，并且使用所述附加数据配置所述唯一网络地址用于发送。
13.根据权利要求2所述的系统，其中所述机载发送机被配置用来当初始激活时自动发送所述唯一网络地址的请求。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述基于地面的发送机还包括路由器，用于根据分配到所述移动平台的所述唯一网络地址来控制到所述移动平台上的机载接收机的数据发送。
15.根据权利要求2所述的系统，其中所述机载发送机适用于发送确认信号，所述确认信号表示接收到已分配的唯一网络地址。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述确认信号还包括有关经由所述卫星进行的双向通信的通信控制数据。
17.根据权利要求1所述的系统，其中所述基于地面的发送机适用于发送多个唯一网络地址，所述每个唯一网络地址被分配到多个移动平台的特定一个。
18.根据权利要求1所述的系统，其中所述基于地面的发送机适用于多次发送所述唯一网络地址。
19.根据权利要求15所述的系统，其中所述基于地面的发送机适用于以预定时间间隔连续发送所述唯一网络地址，直到由所述基于地面的接收机接收到所述确认信号。
20.一种将唯一网络地址分配到移动平台以在经由卫星系统与所述移动平台进行的通信中使用的方法，所述方法包括步骤使用基于地面的系统的发送机来经由所述卫星系统将至少一个唯一网络地址发送到多个移动平台，所述多个移动平台中的至少一个请求所述唯一网络地址；以及使用在每个所述移动平台上的接收机来接收所述唯一网络地址，每个所述接收机适用于识别所述唯一网络地址，所述唯一网络地址被分配到其相关的请求所述唯一网络地址的所述移动平台。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括步骤使用每个移动平台上的发送机将所述唯一网络地址的请求发送到所述基于地面的系统；以及使用所述基于地面的系统的接收机来接收所述唯一网络地址的请求。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括处理所述唯一网络地址的请求，以便确定用于请求移动平台的唯一网络地址。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述唯一网络地址包括移动平台识别符，并且使用所述基于地面的系统来发送所述唯一网络地址的步骤还包括在已接收到所述唯一网络地址的请求之后多点传送所述唯一网络地址一次。
24.如权利要求23所述的方法，其中使用所述移动平台上的发送机的步骤还包括发送确认信号，所述确认信号表示由与所述移动平台识别符相关的移动平台上的接收机接收到所述唯一网络地址。
25.如权利要求24所述的方法，其中使用基于地面的系统来发送所述唯一网络地址的步骤还包括以预定间隔多次多点传送所述唯一网络地址，直到由所述基于地面的系统的接收机接收到所述确认信号。
26.根据权利要求20所述的方法，其中所述唯一网络地址包括移动平台识别符，并且使用基于地面的系统的发送机来发送所述唯一网络地址的步骤还包括多次多点传送所述地址。
27.根据权利要求20所述的方法，还包括将所述唯一网络地址存储在所述移动平台上的至少一个存储元件中。
28.根据权利要求20所述的方法，其中使用所述基于地面的系统的发送机来发送所述唯一网络地址的步骤还包括发送作为所述唯一网络地址的一部分的子网地址。
29.根据权利要求20所述的方法，其中所述卫星系统包括至少一个具有多个转发器的卫星，并且所述方法还包括使用至少一个转发器来发送所述唯一网络地址的步骤。
30.一种用于将具有网络地址分配数据的信号从固定发送机发送到移动平台上的接收机的方法，所述方法包括步骤使用所述固定发送机将所述信号发送到卫星系统，用于多点传送到多个移动平台，所述信号包括移动平台识别符；使用与所述移动平台识别符相关的移动平台上的接收机来接收所述信号；以及将所述网络地址分配数据提供到所述接收机之外的所述移动平台上的至少另一部件。
31.根据权利要求30所述的方法，还包括步骤在使用所述固定发送机来发送所述信号之前，使用所述移动平台上的发送机来请求网络地址分配。
全文摘要
一种通过使用卫星通信链路将网络地址分配到移动平台的系统和方法。仅在移动平台请求时从地面站发送网络地址信息，而且移动平台在接收网络地址信息之后发送确认信号。从而在地面系统与特定移动平台之间提供双向通信。在多个部件中，在移动平台上保留网络地址信息，以避免万一在移动平台上在网络上进行操作一个或多个机载部件出现故障时信息的丢失。
文档编号H04B7/185GK1582542SQ02821957
公开日2005年2月16日 申请日期2002年8月12日 优先权日2001年8月31日
发明者戴维·S·帕克曼 申请人:波音公司