专利名称：：通过tcp/ip数据通信链路发送航空通信寻址和报告系统消息的系统和方法
技术领域：
：本发明一般地涉及数据通信系统。更具体地说，本发明涉及利用TCP/IP网络处理和传输航空通信寻址和报告系统(“ACARS”)消息的数据通信系统。
背景技术：
：ACARS是一个由商用和民用航空器利用的可寻址的数字数据通信系统。ACARS是开发来使飞行操作员能够与它们各自机队的航空器进行通信。ACARS用来在航空器和它的飞行操作员之间传送例行报告、数据和简单的消息。ACARS消息是利用AM信道传输的，以避免航空器VHF语音信道过于拥挤。传统的ACARS消息传递是由ARTNC618和620标准描述和定义的。目前，ACARS消息横穿昂贵和较慢的诸如VHF信道或SATCOM链路之类的遗产数据链路。这样的通信路径对飞行过程中的通信是合适的，但是航空器已经着陆之后还用于通信就不是所希望的了。在历史上，即使航空器已经降落之后，ACARS消息也必须经由诸如ARJNC(在美国)和SITA(在欧洲)等私人公司提供的现存的系统和协议进行传输。因为商用航空器的大部分通信是在降落之后处理的，ACARS通信对航线可能是非常昂贵，对于拥有非常庞大机队的航线尤为如此。相应地，希望有一种ACARS消息系统，它可以利用较高速度和成本不那么高昂的降落之后的航空器可用的数据通信系统。例如，利用诸如互联网、基于TCP/IP的通信和诸如802.11链路等无线链接等现存的数据通信技术，对于ACARS消息系统将是有利的。另外，结合附图和该上述
技术领域：
和背景，从后续的详细说明和后附的权利要求书中，本发明其它希望有的特征和特性将变得明显。
发明内容一种用于在航空器降落之后传输ACARS消息的系统，包括机上处理逻辑，它把传统的ACARS消息翻译为与TCP/IP系列协议兼容的格式。该翻译使该系统能够利用诸如互联网和由航线维护的局域网体系结构等高速网络传送ACARS消息内容。该翻译还方便ACARS消息内容通过绕过由ARINC和SITA维护的传统的和成本高昂的网络的这样一种方式传输。本发明的上述及其他方面可以ACARS消息传递方法的一个形式进行，该方法包括获得包含消息内容的ACARS消息、把该ACARS消息编码成ASN.1的格式、把该编码后的消息翻译为包含该消息内容的ACARS-IP消息(与TCP/IP兼容)，并在航空器和消息处理服务器之间经由一个TCP/IP数据链路传输该ACARS-IP消息。结合附图进行考虑，参阅详细说明和权利要求书将能更充分理解本发明，在所有附图中类似的附图标记指类似的要素。图1是通过IP进行ACARS消息传递的系统环境的示意图；图2是在IP上配置的实用ACARS消息传递系统的概要描写；图3是一个按照本发明的ACARS消息系统的简化概要描写；图4是一个处理ACARS消息的通信管理单元的简化软件体系结构示意图；图5是描述由ACARS消息传递系统通过IP进行处理的示例性序列的消息序列示意图；图6是ACARS消息传递过程的流程图；图7是一个举例说明模拟确认程序的消息序列示意图；图8是一个消息序列示意图，举例说明一个涉及ACARS消息重新路由的程序；图9是一个消息序列示意图，举例说明与延迟的下行链路消息对应的模拟确认；和图10是一个消息序列示意图，举例说明与一个不成功的下行链路消息对应的模拟确认。具体实施例方式以下的详细说明在性质上仅仅是示例性的，而且不是想要限制本发明或本发明的应用和使用。另外，对于前面的
技术领域：
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背景技术：
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发明内容或以下的具体实施方式中呈现的任何明白表示或暗含的理论，意在不进行限制。本发明可以在这里按照功能块和/或逻辑块组件和不同的处理步骤描述。应该认识到，这样的块组件可以通过任何数目的硬件、软件和/或固件组件配置，以完成该规定的功能。例如，本发明的实施例可以使用不同的集成电路组件，例如，存储元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查阅表等，它们可以在一个或多个微处理器或其它控制装置的控制下执行各种各样的功能。另外，本专业的技术人员将会认识到，本发明可以结合任何数目的数据传输协议进行实施，而且这里描述的系统对本发明仅仅是一个示例性应用。为简明起见，在这里不详细描述涉及ACARS消息的建立、路由和处理、TCP/IP数据传输、信令、网络控制及该系统(和该系统的各个运行组件)的其他功能方面的传统技术。另外，这里包含在不同的附图中所示的连线拟代表该不同的要素之间示例性功能关系和/或物理的耦合。应该指出，在一个实用的实施例中可能存在许多备选方案或附加的功能关系或物理的连接。按照本发明的ACARS消息系统是设计来利用航空器可用的现存的TCP/IP网络数据链路，因而，使航空器能将ACARS消息内容传递到基于地面的对等装置。简而言之，本发明涉及由始发站和/或目的地子系统完成的应用协议和处理，其使ACARS消息能够横越诸如互联网等TCP/IP网络。从用户的观点看来，ACARS消息通信看上去就像是横越传统的数据链路传输的，即便在实际上，ACARS消息内容是横越低成本和高带宽商业的网络。特别是，ARTNC或SITA不一定要参与由ACARS消息传递系统处理的ACARS业务(不像通过SATCOM/VHF的空中-到-地面和地面-到-空中事务)，而且ACARS消息内容可以直接通过TCP/IP网络而又不用数据业务提供商提供的任何处理，从航空器横越至地面终端系统(反之亦然)。图1是一个可以按照本发明配置的系统的ACARS消息系统环境100的示意图。该环境100一般包括已经着陆或即将着陆的航空器102，例如，商业航线上的航空器。一旦已经着陆，航空器102便可以与诸如互联网的一个适当的TCP/IP网络104建立通信。在这方面，航空器102最好包括一个配置成建立该TCP/IP数据链路的机上数据通信元件。在这里描述的本发明的示例性实施例中，消息处理服务器106能够与TCP/IP网络104建立通信。在一个典型的环境100中，消息处理服务器106是一个位于目的地机场的基于地面的单元。在实践中，TCP/IP网络104可以包括为了把TCP/IP业务从数据源路由至数据目的地的而互联在一起的任何数目的物理的数据链路。在这方面，ACARS消息传递系统可以在航空器102和消息处理系统106之间建立TCP/IP数据链路108，以方便ACARS消息内容的通信，正如下面更详细地描述的。为了处理机队，消息处理系统106配置成支持多个TCP/IP连接(每架航空器一个)。正如在这里使用的，“TCP/IP数据链路”是可以遵循TCP/IP系列协议传输数据的任何通信链路。TCP/IP数据链路108可以包括一个或多个组件，包括任何数目的无线TCP/IP数据链路和任何数目的有线TCP/IP数据链路。图2是一个实用的ACARS消息系统配置的概要描写。在图2中，航空器102示意地用虚线描绘。航空器102可以包括机上通信管理单元(“CMU”)200和机上数据通信元件，例如，终端区域无线局域网单元(“TWLU”)202。在实践中，CMU200是一个线路可更换的单元(“LRU”)硬件组件，它包括支持若干航空器通信功能的处理逻辑，包括传统的ACARS消息传递和这里描述的修改后的ACARS消息传递功能。CMU200包括至少一个ACARS路由器组件，其完成ACARS消息处理和路由。该ACARS路由器组件还包括TCP/IP堆栈和涉及ACARS消息编码和翻译的处理逻辑。在一个实际的实现中，该ACARS路由器组件可以用一个或多个物理模块、卡或装置(其中这样的模块、卡或装置适于配置成彼此通信和执行独立的任务，以方便并发处理)。在该示例性实施例中，CMU200用适当的数据链路，例如10Base-T以太网数据链路耦合到TWLU202。TWLU202，也可以是LRU，包括支持航空器102和诸如由该目的地机场维护的局域网等基于地面系统之间的无线数据通信的硬件和处理逻辑。在一个实用的实施例中，TWLU202在航空器102和与该基于地面网络相关联的无线接入点206之间建立无线数据链路204。在该示例性实施例中，无线数据链路204是一个TCP/IP数据链路。在实践中，无线数据链路204可以实现为802.11(a，b或g)数据链路、蓝牙数据链路、HomeRF数据链路、HiperLAN数据链路、GPRS、无线电话、UMTS、SATCOM等。为了这里描述的商用航空器示例的目的，无线接入点206可以是一个位于该目的地机场的基于地面单元。无线接入点206连接到TCP/IP网络104，因而，在航空器102和消息处理服务器106之间建立TCP/IP数据链路108。图3是按照本发明的ACARS消息传递系统300的简化概要描写。图3描述与CMU200和消息处理服务器106相关联的功能元件、数据元素和处理逻辑。一般说来，CMU200可以包括以下元件ACARS路由器302；ACARS消息304；ASN.1编码器306；和TCP/IP翻译器308。一般说来，消息处理服务器106可以包括以下元件TCP/IP翻译器310；ASN.1译码器312；ACARS消息构造逻辑314和消息内容提取逻辑316。为简单起见，图3涉及ACARS下行链路消息，亦即，从CMU200发送至消息处理服务器106的ACARS消息的处理和操作。在实用的实施例中，ACARS消息传递系统300配置用于双向消息通信和，于是，CMU200和消息处理服务器106都包括可以在相反方向上支持ACARS上行链路消息的功能元件、数据元件和处理逻辑。参见CMU200，ACARS路由器302处理到来的和输出的ACARS消息业务，包括ACARS消息304的产生和处理。传统的ACARS消息的配置和特性对本专业技术人员是众所周知的，因此，这里不再赘述。这样的传统的ACARS消息可以包括遵循ARINC标准的消息，例如，A618消息、A619消息和A620消息。ASN.1编码器306配置成把ACARS消息编码、转换和/或翻译为遵循ASN.1的格式。ASN.1是形式符号，用以描述通过协议传输的数据，而不管该数据的语言实现和物理表示，不管应用程序和不管该数据的复杂性。ASN.1提供一个明确方法，用于CMU200和消息处理服务器106之间的ACARS内容交换。TCP/IP翻译器308用来把ACARS消息翻译、转换和/或格式化为遵循TCP/IP系列协议的相应的ACARS-IP消息。术语“ACARS-IP消息”在这里用来把这样的消息与传统的ACARS消息区分开来。正如上面所描述的，ACARS-IP消息可以在航空器和消息处理服务器106之间经由一个可以包括一个或多个无线TCP/IP数据链路的适当的TCP/IP数据链路传输。参见消息处理服务器106，该ACARS-IP消息被TCP/IP翻译器310接收并处理。翻译器310用来把该ACARS-IP消息翻译、转换和/或格式化为可以由ASN.1译码器312处理的相应的数据。ASN.1译码器配置成对该数据进行译码、转换和/或翻译，以便除去ASN.1编码器306完成的ASN.1编码。ACARS消息构造逻辑314可以处理该译码后的数据，以便构造一个所接收的具有传统的ACARS格式的ACARS消息。此后，消息内容提取逻辑316可以从所接收的ACARS消息提取有用的内容中的任何一个，用于进一步以任何适当的方式处理或操作。代替A620消息的“重构”，该原始数据可以馈送到任何数目的过程，以便进行适当的操作。这里描述的示例性实施例操作A618、A619和A620消息。A618消息是在航空器102和诸如数据业务提供商(“DSP”)等地面系统之间传输的消息。ACARS消息系统300最好在航空器102降落之后利用来传送A618消息。传统的ACARS消息传递技术可以在飞行过程中利用来传送A618消息。A619消息是在航空器102上的CMU200及其他LRU之间传输的“内部”消息。A620消息是在诸如DSP等地面系统和终端系统(在一个实用的商用航空器配置中，该终端系统是由该航线维护的)之间传输的消息。图4是CMU400的一部分的软件体系结构的简化示意图。CMU400配置成与航空器102的其它的外部LRU402、支持ACARS消息传递的遗产(legacy)子网404、正如这里描述的TCP/IP子网络406和在该航空器驾驶员座仓用作显示器和输入装置的多功能控制和显示装置(“MCDU”)408。正如上面所描述的，CMU400可以包含涉及为经由TCP/IP子网络406进行传输而对ACARS消息进行编码和翻译的处理逻辑。CMU400还包括ACARS路由器410，它处理到来的和输出的ACARS消息业务；耦合到ACARS路由器410的A619协议处理器412；和耦合到ACARS路由器410的A618协议处理器414。传统的ACARS消息传递过程可以完成如下。LRU402与A619协议处理器412通信，后者产生一个供ACARS路由器410处理的适当的A619消息。然后，ACARS路由器410把该消息传输给A618协议处理器414，其产生一个适当的A618消息。然后，A618消息被路由到遗产子网404。反之，按照本发明的ACARS消息传递过程可以完成如下。航空器的驾驶员可以把一条消息(例如，通过键盘敲入)输入到该航空器上的MCDU408。然后，该消息以一种绕过A619协议处理器412的方式传输到ACARS路由器410。类似地，经由TCP/IP子网络406发送的消息可以在传输到ACARS路由器410的过程中绕过A618协议处理器414。因此，本发明的技术可以用来避免传统的A619和A618ACARS消息处理。图5是一个消息序列示意图，其描述ACARS消息系统处理的一个示例性序列，而图6是ACARS消息传递过程600的流程图。现将联系图5和图6描述按照本发明的ACARS消息系统的操作。在图5中，时间用垂直刻度代表，时间的进展是从顶部到底部。图5描述ACARS路由器502所完成的处理或路由，在实用的实施例中，它可以用CMU、TWLU504和消息处理服务器506实现。过程600和示例性消息序列示意图假定以下(1)CMU已经初始化并正在运行；(2)该航空器已经着陆，或以其它方式在一个无线接入点附近，使得可以建立TCP/IP连通性；(3)该基于地面的终端系统，例如，消息处理服务器正在对来自该CMU的TCP/IP连接进行监测；和(4)该地面网络基础设施就绪并正常工作。参见图5，条目1代表触发正如这里描述的ACARS消息处理的任何事件。该事件可以代表该航空器的降落和把该降落事件通知ACARS路由器502、规定数量的消息数据的可用性、适当的TCP/IP连接的可用性等。该事件使ACARS路由器502能够准备好形成TCP/IP网络连接。例如，ACARS路由器502可以处理该消息处理服务器506的基于地面的IP地址和/或主机名。参见图6，ACARS消息传递过程600可以由获得消息处理服务器的IP地址(任务602)开始。该IP地址是与该TCP/IP网络连通性所必需的。该目的地主机名和IP地址可以从为该CMU贮存的航空器可修改的信息(“AMI”)得到。该TCP/IP端口号也可以是可以经由该AMI配置的或保持恒定，取决于特定的实现。对于一个给定的航线，消息处理服务器506的IP地址可以从一个机场到另一个机场改变或保持恒定，与机场无关。条目2代表一个从TWLU504到ACARS路由器502的在数据链路层次上已经建立无线连通性的指示。换句话说，在该TCP/IP网络上运行的联网协议现在可以交换数据。此时，ACARS消息传递过程600可以在航空器和消息处理服务器506之间建立一个TCP/IP数据链路(任务604)。在这方面，该序列示意图的条目3代表试图在该给定的IP地址上与消息处理服务器506建立TCP/IP连接。在实用的实施例中，第一次尝试可能由于正在交换的路由信息和/或由于不稳定的无线数据链路而失败，但是，可以进行多次尝试以保证建立一个稳定的连接。ACARS消息传递过程600把握手消息编码为遵循ASN.1的握手消息(任务606)。在实践中，该握手消息包含至少包括一个使消息处理服务器506能够识别该航空器的该航空器用的航空器登记号。可以被包含在该握手消息中的其它信息可以包括尾部ID、班机号和任何其它可以帮助消息处理服务器506确定始发航空器或CMU身份的数据。然后，编码后的握手消息可以被翻译或不然格式化为一个遵循TCP/IP的ACARS-IP握手消息(任务608)；该ACARS-IP握手消息还将包含至少该航空器的登记号。序列示意图的条目4和过程600的任务610两个都代表ACARS-IP握手消息通过该TCP/IP数据链路从该CMU至消息处理服务器506的传输。该传输的意图是在该CMU和消息处理服务器506之间建立一个通信会话。响应该握手消息，消息处理服务器506可以完成一个类似的程序，以便产生和传送一个ACARS-IP返回握手消息。在该示例性实施例中，该ACARS-IP返回握手消息包含一个识别消息处理服务器506的唯一的令牌/字符串标识符。该序列示意图的条目5代表该ACARS-IP返回握手消息从消息处理服务器506至该CMU的传输。参见ACARS消息传递过程600，若该CMU没有收到返回握手消息(查询任务612)，则过程600可以退出或传送另一个握手消息。若收到该返回握手消息，则过程600继续；现在可以利用该TCP/IP连接在该航空器和消息处理服务器506之间传送任何数目的下行链路消息和/或任何数目的上行链路消息。一旦该TCP/IP连接已经建立，上行链路和下行链路消息便可以同时传输。相应地，过程600表示单独的子处理，用于下行链路和上行链路消息处理。在下行链路消息方面，过程600继续并从消息队列或ACARS消息的其它资源获得下一个ACARS下行链路消息(任务614)。按照本发明的ACARS消息传递系统可以配置成利用如下低成本的TCP/IP网络。虽然航空器仍然在飞行中或不能建立本文描述的TCP/IP连接，但是常规的ACARS下行链路消息可以根据它们的重要性和/或时间敏感性而被优先排序。在这方面，关键性消息和不能延迟的消息可以利用传统的ACARS消息传递技术处理和传输。另一方面，不那么重要的消息和不一定要立即输送的消息可以进行优先级排序并排入队列，以便随后作为一个或多个ACARS-IP下行链路消息传输。一个可以作为数据存贮元件实现的机上消息队列，可以存储该消息，以便随后在降落之后经由该TCP/IP数据链路传输。一旦该TCP/IP数据链路已经建立，ACARS路由器便通知该TCP/IP子网络就绪可供使用。此刻，可以出现ACARS消息业务，包括下行链路和上行链路消息。该序列示意图表示一个下行链路消息的示例性处理，用条目6(经由该TCP/IP数据链路向消息处理服务器506发送一个适当格式化的ACARS-IP下行链路消息)表达。回头参见ACARS消息传递过程600，包含消息内容的ACARS下行链路消息最好编码为包含该消息内容的遵循ASN.1的消息(任务616)。另外，过程600把该编码后的消息翻译、转换或不然格式化为包含该消息内容的ACARS-IP下行链路消息(任务618)。在该实用的实施例中，ACARS路由器502处理并把该ACARS文本消息和参数封入一个ASN.1协议数据单元(“PDU”)中，以便经由该TCP/IP数据链路向消息处理服务器506传输(任务620)。如上所述，该TCP/IP数据链路可以包括一个或多个无线数据链路，而任务620可以经由互联网传送该ACARS-IP下行链路消息。处理服务器506接收该ACARS-IP下行链路消息(任务622)，并处理所接收的消息。简而言之，消息处理服务器506起把该TCP/IP分组转换为任何适当的格式的作用。在一个实施例中，消息处理服务器506把该TCP/IP分组转换为一个可由遗产ACARS消息传递系统识别的格式。作为另一方案，该原始数据可以被馈送入利用不同的格式的其它过程或系统(例如，数据库、统计分析例程、自动响应系统、电子邮件、存储装置等)。在这方面，ACARS消息传递过程600可以完成对所接收的ACARS-IP消息的ASN.1解码(任务624)，和对所接收的ACARS消息的构造(任务626)。过程600可以把所接收的ACARS消息构造得再次遵循传统的ACARS格式。最后，过程600从该接收的消息中提取ACARS消息内容(任务628)和/或按照该系统的需要和要求完成ACARS消息的处理(任务630)。该序列示意图还表示用一个条目7表达的上行链路消息的示例性处理。如上所述，实用的实施例可以在任何时间发送上行链路和下行链路消息，而图5所示的定时仅仅代表一个对解释该消息传递过程有用的简化场景。为完整起见，ACARS消息传递过程600包括同时传输上行链路消息的可能性。上行链路消息的处理可以从消息队列或从任何适当的与消息处理服务器506相关联的始发站获得下一个ACARS上行链路消息开始(任务632)。此后，过程600进而把该ACARS上行链路消息编码为遵循ASN.1的消息(任务634)。另外，过程600把该编码后的消息翻译、转换或不然格式化为一个包含所要求的消息内容的ACARS-IP上行链路消息(任务636)。在该实用的实施例中，在任务634和636的过程中消息处理服务器506建立一个或多个ASN.1PDU。此后，该ACARS-IP上行链路消息可以经由该已建立的TCP/IP数据链路发送到该航空器(任务638)。最后，该ACARS-IP上行链路消息由路由器502接收，其进行所接收的消息的处理。简而言之，ACARS路由器502起把该TCP/IP分组转换为任何适当的格式的作用。在一个实施例中，ACARS路由器502把该TCP/IP分组转换为遗产ACARS消息系统可识别的格式。作为另一方案，该原始数据可以被馈送入利用不同的格式的其它过程或系统(例如，数据库、统计分析例程、自动响应系统、电子邮件、存储装置等)。在这方面，ACARS消息传递过程600可以完成所接收的ACARS-IP上行链路消息的ASN.1解码(任务640)并构造一个所接收的ACARS上行链路消息(任务642)。过程600可以把所接收的ACARS上行链路消息构造得使之再次遵循传统的ACARS格式。最后，过程600从所接收的消息提取ACARS消息内容(任务644)和/或按照该系统的需要和要求完成ACARS消息的处理(任务646)。例如，取决于目的地，该消息可被转发至诸如该航空器的飞行管理系统等其它的空中终端系统。处理每一个上行链路或下行链路消息之后，下一个消息可以正如上面所描述的那样处理。在这方面，图6作为方便任何数目消息的重复处理的环路描述下行链路和上行链路分支。示例实现以下是一个可以联系本发明一个实用的实施例加以利用的示例ACARS消息传递应用协议的高层设计。应该认识到，该示例只反映本发明的一个可能的实用的实现，而且本发明不限于这个具体的实施例或任何特定的实现。在该CMU上的系统设计方法将绕过该传统的ACARS堆栈并直接向该地面终端系统发送ACARS“用户文本”。采用该方法的原因是绕过不必要的ACARS处理(ARINC618/620)，减轻对基于每个消息的ACARS空中-地面确认(ACK)的需要(这还减轻该ACARS协议的锁步的限制)，并以任何地面终端系统都可以理解的格式提供该“用户文本”。采用这种方法，数据业务提供商在ARTNC或SITA网络上进行的处理是不必要的。该意图是为该地面终端系统提供足够的信息来显示该消息，就像它是以A620格式从数据业务提供商接收的(见下表1)。该地面终端系统将负责安排该数据以A620格式进行显示，或该地面终端系统可以任何格式显示任何或全部信息。A620下行链路消息示例-下面提出一个A620ACARS下行链路消息的示例。该意图是提供一个地面终端系统可以用来形成A620消息和准确地如图所示地显示的信息。在实践中，该CMU将不会逐字地向该地面终端系统发送如下所示的ACARS消息。该示例性下行链路消息格式化如下QUORDOPUASFOMTUA.DSPXXXX182111DFDFIUA17/ANN1313ZDTDSPRGS182111DO1A●user-text(用户文本)示例性A620消息的分解-表1分解该示例性A620ACARS消息并说明可以如何在地面终端系统上得到所有必需的信息。列1，“620下行链路ACARS消息”规定该A620ACARS消息中的字段名称。列2，“始发站”说明该信息从那里得到。“GND”(地面)意味着该地面终端系统知道该信息，是先验的。“CMU”意味着该信息将是由该CMU在这里描述的ACARS消息传递协议交换的过程中提供的。“T-CMU”意味着信息将在地面上从该CMU提供的信息翻译(通过这里描述的ACARS消息传递协议交换的使用)。列3，“描述”提供该信息可以如何在地面上组装(populated)的说明。最后的一列，“示例”把该信息映射回A620ACARS消息的示例。表1-A620下行链路ACARS消息字段请注意，该SMI可以在地面终端系统上通过把该ACARS消息的标记和子标记映射到该SMI来确定。该映射是在该ARINC620-4规范附录C上提供的。另外，该ACARS消息的标记和子标记将由该CMU(经由上述的ACARS消息传递协议交换)提供。A620下行链路消息传递协议-下面是可以由该CMU产生并发送至地面的PDU的高层组成。表2-“CMU-Hello”PDU表3-“Downlink-ACARS-MSG”PDU在实用的实施例中，由于是一个可靠的传输系统(亦即，TCP/IP连接)，该CMU不必为每一个从地面收到的PDU发送一个确认(“ACK”)PDU。A618上行链路消息示例-下面提出一个部分A618上行链路消息的示例。该消息包含传统的ACARS消息“STX”字段之后的所有部分。正如上面所描述的，该CMU中的ACARS堆栈被绕过，这消除在ACARS消息中一个完整的A618标题的必要性。尽管如此，当该航空器上的其它终端系统(例如，诸如打印机或飞行管理系统等LRU)希望一个格式化的标题时，问题可能表面化。因而，该地面终端系统的责任是在向该CMU发送该ACARS消息之前组装该标题，正如在表4(见下文)所描述的。该标题不总是必要的，而且可以经由参考ARTNC标准620-4，附录C基于逐个标记和子标记而确定。因此，在某些实例中，预期地面将只提供用户文本作为该ACARS消息，而在其他实例中，一个部分A618标题将后附于该ACARS消息的用户文本上。该示例性上行链路消息格式化如下.SFOMTUADFDANN1313Z.#DFuser-text示例A618消息的分解-表4提供一个部分A618ACARS消息的分解，带有可选的组装的标题和一个可选的子标记。列1，“上行链路ACARS消息字段”定义该ACARS消息中的字段名称。列2，“描述”提供该信息如何可以在地面上组装和这样的信息是否可选。最后一列“示例”把该信息映射回到A618ACARS消息的示例。该CMU以这样的格式预期该ACARS消息。表4-A620上行链路ACARS消息字段A618上行链路消息传递协议-下面是PDU的一个可以由地面终端系统产生并向该航空器上的CMU发送的高层成份。表5-“Gate-Hello”PDU表6-“Uplink-ACARS-MSG”PDU在实用的实施例中，由于是一个可靠传输系统(亦即，该TCP/IP连接)，地面终端系统绝对必须为每一个从该CMU收到的PDU发送一个ACKPDU。ASN.1符号如上所述，ASN.1是一个形式符号，用以描述协议所传输的数据，与该数据的语言实现和物理描写无关。利用ASN.1的一个实用的优点是存在免费软件ASN.1编译器。ASN.1编译器把ASN.1文本转换为C源代码。所产生的C代码包含等效的数据结构和例程，用来在该内部(C源代码)描写和用以对等传送数据的相应的基本编码规则格式之间转换数值。TCP是一个面向流的协议，它意味着在一个PDU的末尾和下一个的开始之间没有嵌入的特性。因此，该给定应用程序必须从所接收的八位字节流译解该PDU。一个ASN.1编码后的八位字节流通过在该流的最初几个八位字节提供尺寸字段，提供各PDU之间的区别。因而，当从TCP/IP套接字读取一个ASN.1编码后的PDU时，该应用程序必须处理最初几个字节来解释该分组的总尺寸，然后在完成解释之前读出该完整的PDU。以下是像上面提出的那样描述一个示例性ACARS消息传递协议的ASN.1文本。实际应用的该ASN.1符号将根据要交换的数据、要支持的新的应用协议及其他实现的具体细节而改变。ACARSOverInternetProtocolDEFINITIONS::=BEGINEXPORTS;IMPORTS;--BasictypesforAOIPprotocolVersionNumber::=INTEGERAircraftRegistrationNumber::=[1]PrintableString(SIZE(7))ICAOAddress::=[2]BITSTRING(SIZE(24))FlightIdentifier::=[3]PrintableString(SIZE(6))MessageSequenceNumber::=[4]PrintableString(SIZE(4))TransmissionTime::=[5]NumericString(SIZE(6))Label::=[6]VisibleString(SIZE(2))Sub-Label::=[7]PrintableString(SIZE(2))MessageText::=[8]OCTETSTRING(SIZE(3296))--SupportsBOPGroundHost::=[9]VisibleString(SIZE(128))---------------------------------------------Protocol---------------------------------------------ProtocolusedtoimplementAOIPACARSOverIP::=[256]CHOICE{downlinkAOIPDownlinks,uplinkAOIPUplinks}---------------------------------------------Downlinks---------------------------------------------AirCraft-HelloPDUAirCraftHello::=[64]SEQUENCE{versionVersionNumber,acidAircraftRegistrationNumber,icaoaddrICAOAddress,EXTENSION}--Downlink-ACARS-MSGPDUDownlinkACARSMessage::=[65]SEQUENCE{flightidFlightIdentifier,msnMessageSequenceNumber,timeTransmissionTime,labelLabel,sublabelSub-Label,textMessageText,EXTENSION}--DownlinkUnionAOIPDownlinks::=[128]CHOICE{hellomsgAirCraftHello,acarsmsgDownlinkACARSMessage,EXTENSION}---------------------------------------------Uplinks---------------------------------------------GroundHelloPDUGroundHello::=[66]SEQUENCE{versionVersionNumber,nameGroundHost,EXTENSION}--Uplink-ACARS-HSGPDUUplinkACARSMessage::=[67]SEQUENCE{labelLabel,sublabelSub-Label,textMessageText,EXTENSION}--UplinkUnionAOIPUplinks::=[129]CHOICE{hellomsgGroundHello,acarsmsgUplinkACARSMessage,EXTENSION}END为下行链路消息模拟ACARS确认当按照本发明一个实用的实施例利用ACARS消息系统时，在传输过程中该传统的ARINC/SITA网络被绕过。因而，丢失通常的ACARS网络ACK(A618)。但是，外部LRU和内部CMU组件仍旧希望收到该A618ACARS网络ACK来完成一个ACARS事务。若正如上面所描述的，为将来的传输贮存下行链路ACARS消息(排入队列)，或当该子网络不工作时，为传输而贮存，则这个问题进一步复杂化。具体地说，必须解决以下问题(1)当向外部LRU模拟一个ACARS网络ACK和向CMU内部组件发信号时；和(2)防止重新路由ACARS消息和外来的ACARS网络ACK。ACARS下行链路消息的处理-下面是一个概述，表示该ACARS消息传递系统的一个示例性实施例可以如何处理ACARS下行链路消息。该概述将为模拟ACK功能性的描述提供背景。步骤1-航空器可修改信息(“AMI”)将为每一个下行链路消息类型(由标记确定)定义以下新的属性和为每一个始发站(发出的LRU或CMU)定义GateLifetime(门寿命时间)。该属性代表该ACARS消息可以在该CMU存储装置中存活直至一个最大时间的时间增量。例如，GateLifetime数值可以是30分钟增量，直至最大值48小时。在实践中，该存储装置是一个耦合到该CMU的适当的电路卡的海量存储装置。若0已被定义，则该消息应该立即发送(不允许老化)若该字段设定为TIME-MAX，则该消息应该永远不被删除(不发生老化；该消息将驻留在CMU存储装置上直到向地面消息服务器发送为止)。该字段不同于该AMI中传统的消息Lifetime(寿命)字段。步骤2-对于每一个下行链路消息，该ACARS路由功能将完成如下(a)使用子网络优选字节和Subnetwork-Available(子网络可用)标志来确定该消息是否可以经由该TCP/IP数据链路传输。当把ACARS消息发送至地面的能力变得可用时，和当该能力丢失时，该Subnetwork-Available(子网络-可用标志)是由该ACARS消息传递功能向ACARS路由功能报告的。(b)确定该ACARS消息应该存活多长时间。这应该根据来自该AMI的GateLifetime和MessageLifetime(消息寿命)参数算出。这个确定可以简单地选择这些两个寿命值中最短的。步骤3-该ACARS消息传递功能将完成如下(a)当该子网络不可用时，从该ACARS路由功能接收下行链路ACARS消息。若该给定的寿命参数大于零，则按照一个给定优先级方案该消息贮存在CMU存储装置上。若该给定寿命参数为零，则ACARS路由功能得到通知不能发送该ACARS下行链路消息。(b)当该子网络可用时，从该ACARS路由功能接收下行链路ACARS消息。该子网络一变成可用，该ACARS路由器就开始按照优先级次序把该存储装置上的任何ACARS消息下载至该地面系统。若从该ACARS路由功能收到的任何ACARS消息的优先级比所有贮存的消息高，则下一次传输该来自该ACARS路由功能的ACARS消息。若从该ACARS路由功能收到的任何ACARS消息的优先级比任何贮存消息低，则存储该消息并继续通过该TCP/IP数据链路发送该存储装置中优先级较高的消息。若该子网络变得不可用，则检查每一个贮存消息的寿命。若对于一个给定的ACARS下行链路消息，该寿命等于零(或已到期)，则抛弃该消息。模拟ACARS网络ACK的目的/要求-在一个ACARS消息传递系统的实用的实现中，正如这里描述的，应该考虑以下几点。1.模拟ACARS网络ACK，以便允许外部LRU和内部CMU组件一次发送一个以上的ACARS消息。2.若该GateLifetime属性为零，则不模拟ACARS网络ACK，直到该消息实际上被地面服务器接收为止。3.若该子网络工作，则立即发送该ACARS消息并模拟ACARS网络ACK。4.若不能传送该ACARS消息(例如，该子网络停止工作)和该GateLifetime属性为零，则丢弃该ACARS消息并向该ACARS路由器返回一个ACARSNAK。若要求如此，则这场景将允许该ACARS路由器重新路由该ACARS消息。5.若不能传送该ACARS消息(例如，该子网络停止工作)和该GateLifetime属性大于零，则立即模拟一个ACARS网络ACK并在该存储装置上存储该ACARS消息，以便随后传输。6.若不能传送ACARS消息(例如，该子网络停止工作)和该GateLifetime属性大于零，则当该GateLifetime属性到期时，删除该ACARS消息。这避免重新可以路由和多个外部的ACARS网络ACK。模拟ACARS网络ACK的使用案例-本段提供按照我们已经表述的目标和要求的使用案例。以下定义参与者1.外部LRU-与该CMU分离的LRU；通过429/A619通信。2.ACARS堆栈-驻留在CMU上的ACARS实现。3.AM-ACARS消息传递功能；驻留在该CMU上并通过TCP/IP通信。4.消息服务器-地面服务器，它是该AM对等者；连接到TCP/IP网络。请注意，尽管所有这些使用案例都定义与外部LRU的相互作用，但是发出的ACARS消息的任何CMU将以同样的方式表现。在这方面，用内部CMU参与者简单地代替外部CMU参与者，而且使用案例仍旧以同一方式完成。情况1成功的下行链路，模拟ACK-图7是一个消息序列示意图，其举例说明所模拟的ACK程序。这场景假定以下先决条件(1)该子网络工作；和(2)该GateLifetime属性＝“无须理会”。因为该子网络工作，该GateLifetime参数已不相关。在该示例中，该ACARS消息通过该CMU的海量存贮装置(“MSD”)702，以便进行优先级处理。一旦该ACARS消息实际上发送至地面消息服务器704，就模拟一个“ACARSACK”。情况2返回ACARS消息，以便重新路由-图8是一个举例说明这个场景的消息序列示意图。这个场景假定以下先决条件(1)该子网络停止工作；和(2)该GateLifetime属性为零(立即发送)。因为该子网络停止工作而且该GateLifetime属性为零，该ACARS消息传递功能708立即向该ACARS路由器返回一个“ACARSNAK”消息710。此时不必模拟“ACARSACK”。该消息可以被重新路由至另一个子网络(SATCOM、VHF等)，其中将预期到传统的ACARS网络ACK。情况3成功延迟下行链路，模拟ACK-图9是一个举例说明这场景的消息序列示意图。以下先决条件适用于这情况(1)该子网络停止工作；和(2)该GateLifetime属性大于零(若该子网络不可用，则把该消息存储在MSD702上)因为该GateLifetime属性大于零，该系统便立即模拟一个ACARS网络ACK706，而且没有必要等待该ACARS消息的成功传输。该贮存的ACARS消息在一个稍后的时间，但是在该GateLifetime参数期满之前成功传输。情况4下行链路不成功，模拟ACK-图10是一个举例说明这场景的消息序列示意图。以下先决条件适用于该情况(1)该子网络停止工作；(2)该GateLifetime属性大于零(若该子网络不可用，则把该消息存储在MSD702上)；和(3)该子网络没有在GateLifetime属性定义的周期内恢复。既然该GateLifetime属性大于零，该系统便立即模拟一个ACARS网络ACK706，并且没有必要等待该ACARS消息的成功传输。假定该GateLifetime参数时间已到期，该ACARS消息便从MSD702删除。在这种情况下，该ACARS消息不输送至消息服务器704，可以采取其他措施以保证该消息的传输。该ACARS路由器用的处理以下实现说明涉及这里描述的ACARS消息系统的一个实用的实施例。当然，该系统一个实际的实现可以按照特定配置的需要和要求改变。下行链路ACARS消息1.消息将被认为值得通过某些内部方法进行子网络传输。2.A619处理将在该消息传输供进一步处理之前出现在该ACARS路由器上。这样的进一步处理可以包括，例如，A619标题剥去和A619应用ACK。3.ACARS消息不会被分割。4.适当的话，ACARS消息可以在路由器处理之前加密。5.子网络有价值的消息应该立即处理和发送。不必排队，并立即送往该存储装置。在耦合到该ACARS路由器的存储装置上维持排队。既然该存储装置起硬盘的作用，用以存贮子网络范围内的ACARS消息，功率瞬间或其它的供电破坏不会造成这些ACARS消息的丢失。6.要传输的下行链路ACARS消息的参数包括用户文本、标记、子标记、消息序列号和飞行标识符。假设该用户文本参数可以加密，但是其他参数不会被加密。上行链路ACARS消息1.对于一个目的地是空中终端系统(例如，该飞行管理系统)的消息，A619处理可以在该消息已经由ACARS路由器接收之后出现。这样的处理可以包括，例如，后附一个A619标题并接收A619应用ACK。2.ACARS消息不会以分割的形式(在多个块内)被接收。若真实的目的地是通过面向特性的协议429的LRU，而且该消息文本大于220八位字节(一个块)，则将需要完成某些后处理来把该消息文本处理为大小适当的块。该“后处理”可以通过该ACARS路由器的任何适当的处理元件完成，而这样的处理的位置是一个实现判定(的问题)。3.ACARS消息可以以加密形式接收。若加密，则该消息将由该ACARS路由器解密。4.要传送到该ACARS路由器的上行链路ACARS消息的参数包括用户文本、标记和子标记。假设该用户文本参数可以被加密，但是其他参数不会被加密。5.由于机上ACARS堆栈和该基于地面的数据业务提供商被绕过，从该地面系统经由该子网络接收的任何消息都不会要求A618ACARSACK。消息处理地面服务器用的处理1.该消息处理服务器应该每架支持一个TCP/IP连接。2.当该子网络可用时，该航空器将发起到该消息处理服务器的TCP/IP连接。3.该消息处理服务器将支持多个TCP/IP连接(取决于任何一个的时间在机场门上的航空器数目)。4.该消息处理服务器将像上面更详细提出的那样实践该ACARS消息传递协议。5.该消息处理服务器将像上面更详细地描述的那样，组装和解释该PDU。6.适当的话，消息处理服务器完成该文本字段的加密和解密处理。其它的字段不一定要被加密。7.该消息文本不会被分割。使用面向位的协议，该CMU可以支持多达3296个八位字节的文本字段(每ARINC619)。8.该Downlink-ACARS-MSGPDU的文本字段包含多个补充地址。该消息处理服务器将要么按适当情况分发这些消息，要么不允许消息带有一个以上的补充地址。9.带有标记QA至QT的下行链路ACARS消息依靠该ARINC/SITA数据业务提供商在递送至目的地之前提供该消息的某些格式化。既然当使用该子网络时，这里描述的ACARS消息传递系统不依靠数据业务提供商，该消息处理服务器将提供同样类型的格式化。该消息处理服务器将确定这个格式化是否适当；若非如此，则将放弃额外的处理并简单地向终端用户报警，该文本将用它原始的格式被阅读。10.该消息处理服务器将需要管理丢失的到该航空器的连接(或者优雅地断开连接或TCP/IP连接超时)。尽管在以上的详细描述中已经呈现至少一个示例性实施例，但应认识到，存在一个数目巨大的变动。还应认识到，该一个或多个示例性实施例只是示例而已，不是想要以任何方式限制本发明的范围、应用的可能性或配置。而是，以上的详细描述将向本专业的技术人员提供一个方便的路线图来实现一个或多个示例性实施例。应该明白，在不脱离后附权利要求书所提出的和其法律上等效的本发明的范围的情况下，对元件的功能和配置可以做出不同的变化。权利要求1.一种ACARS消息传递方法，包括获得(614，632)包含消息内容的ACARS消息；把所述ACARS消息编码(616，634)为包含所述消息内容的遵循ASN.1的消息；把所述遵循ASN.1的消息翻译(618，636)为包含所述消息内容的ACARS-IP消息，所述ACARS-IP消息遵循TCP/IP系列协议；和通过TCP/IP数据链路(108)在航空器(102)和消息处理服务器(106)之间传输(620，638)所述ACARS-IP消息。2.按照权利要求1的方法，其中所述ACARS-IP消息是下行链路消息。3.按照权利要求1的方法，还包括将飞行中的ACARS下行链路消息进行优先排序；和响应所述优先排序步骤，将一个或多个所述飞行中的ACARS下行链路消息进行排队(614)，用于作为一个或多个ACARS-IP下行链路消息传输。4.按照权利要求1的方法，其中所述ACARS-IP消息是上行链路消息。5.按照权利要求1的方法，其中所述传输步骤经由至少一个无线TCP/IP数据链路(204)传输所述ACARS-IP消息。6.按照权利要求1的方法，其中所述传输步骤经由互联网(104)传输所述ACARS-IP消息。7.按照权利要求1的方法，其中传输所述ACARS-IP消息的步骤发生在所述航空器(102)降落之后。8.按照权利要求1的方法，还包括建立所述TCP/IP数据链路(108)的步骤。全文摘要当TCP/IP子网络对该航空器(102)可用时，配置按照本发明的ACARS消息系统(300)。把ACARS消息(304)编码为ASN.1符号(616，634)并转化为遵循TCP/IP系列协议。无线子网络(204，206)提供初始的接入点，以便为该ACARS消息业务建立该TCP/IP数据链路(108)。该系统允许利用低成本和高带宽TCP/IP网络，代替承载传统的ACARS消息的私人网络传输ACARS消息。文档编号H04L29/06GK101048999SQ200580036675公开日2007年10月3日申请日期2005年8月31日优先权日2004年8月31日发明者R·J·埃克尔特申请人:霍尼韦尔国际公司