专利名称：管理用于交换飞行器的数据的通信信道的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及航空电子通信领域，更具体地说，涉及管理信道的方法和设备，所述信道用于交换来自飞行器的数据，尤其能够允许数字消息通过多个通信途径在飞机的信息系统与地面航空公司的信息系统之间异步交换。
背景技术：
随着飞机的发展，飞机与地面之间的信息交换需要也在增加。这些需要尤其涉及更新飞机信息系统的各种元件、从地面站传送飞行信息、传送飞机的维护信息以便优化成本，以及涉及为乘客提供的服务。
应该区分两类信息交换飞机与地面之间的信息交换，以及飞机各系统之间的、关于飞机或乘客的信息交换。飞机上的各系统可以根据标准通信方式相互通信，例如通过有线网或无线网，尤其是802.11a/b/g类型的WiFi(英文Wireless Fidelity,无线4果真)网。
飞机与地面之间的链接通常是飞机专用的。例如，通信系统ATN(Aeronautical Telecommunication Network ， 航空电信网)ACARS(ARINC Communication Addressing and Reporting System,ARINC通信寻址与才艮告系统)允许通过VDL链接(VHF Digital Link,VHF数字链)、S模式或卫星在飞机与地面之间交换编码数据。
飞机与地面之间专用链接成本通常高于被称为"开放世界"的通4言系统，例如 WiFi， 、 WiMax (Worldwide interoperability forMicrowave Access,全球微波接入互操作性)、GSM(Global System forMobile Communications,全球移动通信系统)、GPRS(General PacketRadio Service ， 通用分组无线业务)、UMTS(Universal MobileTelecommunication System ，通用移动电4言系统)、MPDS(MobilePacket Data Service,移动分组数据业务)或SBB(Swift Broad Band,
空中宽带)。此外，这些开放世界通信系统通常比航空电子系统有更好 的性能，并经历快速技术发展。不过，前者可能在十年内就成熟并/ 或过时，从而对航空领域构成障碍，在航空领域，开发和标准化的时 间都很长。
飞机与地面之间的通信所采用的各方案的重大弊病在于这些方 案无法满足如下的双重需要为飞机上的全体应用提供一个唯一的机 -地通信系统，尤其要考虑优先级和成本管理；允许加入新技术例如
HSDPA(High Speed Downlink Packet Access,高速下行分组接入)， 而不对现存通信系统产生影响，以便加速这些技术的集成。
发明内容
本发明可以解决前述问题中的至少一个。
因此，本发明的目的是提出一种在飞行器中的数据通信方法，所 述飞行器包括适于根据至少两种不同类型的多个信道在所述飞行器 与至少一个地面实体之间建立至少一个连接路径的装置，所述方法的 特征在于包括如下步骤
-检测事件；
國根据所述事件确定一个通信配置，以便允许所述飞行器通过所 述4言道中的至少一个从所述至少一个地面实体接收或向所述至少一 个地面实体传送数据；
-调整所述能建立至少一个连接路径的装置，以便根据所述通信 配置在所述飞行器和所述至少一个地面实体之间建立至少一个连接 路径。
因此，根据本发明的方法允许采用新媒体或新应用程序，而不必 实质上修改通信系统。所述方法还可以容易地适应通信媒体的未来发 展，尤其是媒体在通信安全方面的发展。
根据一种具体实施方式
，所述方法还包括一个传送至少一个数据的步骤，所述步骤包括如下步骤
-确定所述至少一个数据的优先级；
-确定所述至少一个连接路径的信道类型；
-如果所确定的所述信道类型与所述优先级兼容，则向所述至少 一个地面实体传送所述至少一个数据。
因此，根据本发明的方法允许适应性地管理要传送的消息。
有益的是，为了简化所述方法的实施，所述至少一个地面实体的 目的地址与每个优先级相关联，所述至少一个数据被传送到与所述至 少一个数据的优先级相关联的目的地址。
根据一种具体实施方式
，所述已确定的信道与所述优先级的兼容 性按照至少一个配置参数来确定。这种实施方式提供了对消息传送方 式的简便配置。
仍然根据一种具体实施方式
，所述事件涉及所述信道的状态或所 述飞行器的位置。
仍然根据一种具体实施方式
，所述方法还包括存取至少一个待传 送数据的步骤，所述被存取的至少一个数据的格式独立于所述至少一 个连接路径的信道。因此，使用该信道的应用程序独立于所使用的媒 体。
本发明的另外一个目的是提出 一种计算机程序，该程序包括用于 实施前述方法的每一步骤的指令。
本发明还有一个目的就是提出一种飞行器上的数据的通信设备， 所述飞行器包括能够根据至少两种不同类型的多个信道在所述飞行 器与至少一个地面实体之间建立至少一个连接路径的装置，所述设备 的特征在于包括如下装置
-用于检测事件的装置；
-用于根据所述事件确定通信配置以允许所述飞行器通过所述信 道中的至少一个从所述至少一个地面实体接收或向所述至少一个地 面实体传送数据的装置；
-用于调整所述能建立至少一个连接路径的装置以便根据所述通信配置在所述飞行器和所述至少一个地面实体之间建立至少一个连 接路径的装置。
因此，根据本发明的设备允许采用新媒体或新应用，而不必实质 地修改通信系统。所述设备还可以容易地适应通信媒体的未来发展， 尤其是媒体在通信安全方面的发展。
根据一种具体实施方式
，所述设备还包括传送至少一个数据的装
置，所述传送装置包括如下装置
-用于确定所述至少一个数据的优先级的装置； -用于确定所述至少一个连接路径的信道类型的装置； -用于确定所确定的所述信道类型是否与所述优先级兼容，以及
用于向所述至少一个地面实体传送所述至少一个数据的装置。
有益的是，所述设备还包括一些存储待传送数据的装置，所述待
传送数据根据与自己相关联的优先级存储，所述至少一个地面实体的
目的地址与每个优先级相关联。
仍然是根据一种具体实施方式
，所述检测事件的装置能检测所述
信道的状态变化或所述飞行器的位置，以便确定优选的信道。
本发明的其它优点、目的、特征可以从下文参照附图作为非限制 性的例子的详细描述看出，其中
-图l描述一个环境的例子，本发明在该环境中实施，以便实现 飞机与地面之间的数据交换；
-图2表示一个设备的例子，该设备用于实现本发明的一部分；
-图3描述根据本发明的通信系统；
-图4表示当信道变成可用时或当飞行参数改变时，通信控制器 管理信道的例子；
-图5说明飞机信息系统与地面信息系统之间消息交换的第一实 施例子；
-图6显示对飞机传送的消息的优先级管理机制；-图7表示一个消息处理算法例子，所述消息由OAMS模块从飞 机信息系统的应用接收，并需要被传送至地面信息系统的GAMS模 块；
-图8说明飞机信息系统与地面信息系统之间消息交换的第二实 施方式。
具体实施例方式
本发明的目的是提出一种通信方法和设备，所述通信方法和设备 能自然地管理移动实体例如飞机与地面之间根据多个信道的异步数 据(最好是数字消息形式的)交换，所述异步数据交换根据所述各信道 的可用性和航空公司实行的政策而实现。这种政策可以根据地理区 域、飞行阶段、待传送数据的优先级而确立。所述消息例如以 IP(Internet Protocol， Internet协i义)分纟且的形式传送。
图1说明一个环境100例子，本发明在该环境100中实施，以便 当飞机105在地面或地面附近时，以及当飞机在空中时实现飞机105 与地面之间的数据交换。
飞机105最好包括一个应用服务器(未表示出来)， 一个通信服务 器110和一个无线通信接口 115，该无线通信接口 115能根据多个信 道传送或接收数据。此处显示的信道涉及卫星通信、WiMax通信、 根据移动电话技术的通信例如GSM、 GPRS、 UMTS,以及WiFi通 信。
在地面，与应用服务器125连接的通信服务器120与网络135 例如Internet相连，最好通过保护i殳备l30 (防火墙)。网络U5自己 连接到多个无线通信网，例如卫星网145-1、 WiMax网145-2、 GSM、 GPRS或UMTS类型的网145-3、 WiFi网145-4，最好分别通过保护 设备140-1至140-4。无线通信网145-1至145-4中的每一个都至少包 括一个无线通信接口，分别标示为150-1至150-4，这些无线通信接 口允许根据相关协议传送和接收数据。因此，卫星网145-1能从卫星 155接收数据，并能传送来自于卫星155的数据，卫星155自己能向
8飞机105的无线通信接口 115传送数据或从无线通信接口 115接收数 据。同样，WiMax网145-2能从飞才几105的无线通信接口 115接收数 据或向无线通信接口 115传送数据。网145-3和网145-4同样。尽管 图1只表示了一个总的无线通信接口，无线通信接口 115最好由多个 无线通信接口构成，每个信道一个，即， 一个用于卫星通信的接口， 一个WiMax类型的接口， 一个GSM、 GPRS或UMTS类型的接口 ， 一个WiFi类型的接口。
当飞机在地面或地面附近时，飞机的无线通信接口 115能与无线 通信接口 150-1、无线通信接口 150-2至150-4通信(此处假定飞机的 地面环境具备这些无线通信接口)。当飞机在空中，超出无线通信接口 150-2至150-3的通信范围时，只能使用通过卫星的无线通信接口 150-1。
图2说明一个设备例子，该设备能实施本发明的一部分。例如， 设备200是一个通信服务器或一个应用服务器。
设备200包括一个通信总线202,与该总线202相连的有
- 一个中央处理器或微处理器203(CPU);
- 一个只读存储器204(ROM)，该只读存储器204可以装有程序 "Prog"、 "Progl"、 "Prog2，，；
-一个随机存取存储器或高速緩冲存储器206(RAM)，包括能保 存变量和参数的寄存器，这些变量和参数在前述程序的执行过程中产 生和4务改；
一一个与分布式通信网220，例如Internet网，连接的通信接口 218，该通信接口能传送和接收数据。 作为可选项，设备200还带有
國一个屏幕208，该屏幕可以可视化地显示数据和/或用作使用者 的图形界面，使用者可以借助键盘210或任何其它定位设备如鼠标211 或光笔、触摸屏或遥控器与根据本发明的程序互动；
-一个硬盘212，该硬盘可以装有前述程序"Prog"、 "Progl"、 "Prog2"以及根据本发明处理过的或要处理的数据；-一个软盘阅读器214,该软盘阅读器接受软盘216并能向其读 写根据本发明处理过的或要处理的数据。
通信总线保证设备200内的或与之连接的各部件之间的通信和 互操作性。总线的存在不会起到限制作用，尤其要说明的是，中央处 理器可 指令<
,许所述可编程"
进程，所述可执行代码例如可以存储在硬盘212或只读存储器204中。
根据一种变型，软盘216可以装有数据或前述程序的可执行代 码，该可执行代码一旦被设备200读取，便保存在硬盘212中。
根据第二种变型，所述程序的可执行代码将可以通过通信网220 经由接口 218净皮接收到，并以与前述方式相同的方式保存。
所述软盘可以被任何信息载体替代，例如光盘(CD-ROM)或存储 卡。通常，软盘可以由计算机或微处理器可读的信息存储装置替代， 这些信息存储装置集成在所述设备中，或者不集成在所述设备中，必 要时可以拆卸，能够保存一个或多个程序，执行这些程序可以实施根 据本发明的方法。
更通常的做法是，所述一个或多个程序将可以在执行前加载到设 备200的存储装置中。
中央单元203将控制、指挥执行根据本发明的一个或多个程序的 指令或部分软件代码，即存储在硬盘212或只读存储器204中，或其 它前述存储部件中的指令。加电时，保存在非易失性存储器，例如硬 盘212或只读存储器204中的一个或多个程序被转移到随机存取存储 器206中，随机存取存储器206中就装有根据本发明的一个或多个程 序的可执行代码，并包括用于保存变量和参数的寄存器，这些变量和 参数为实施本发明所必需。
应该注意到，包括根据本发明的设备的通信设备还可以是被程序 化的设备。该通信设备包含所述一个或多个信息程序，这些程序例如 是被固化在一个专用集成电路(ASIC)中的。
10图3说明了根据本发明的通信系统300，该通信系统300被称为 OWAG-CS (Open World Aircraft Ground-Communication System, 开放世界飞行器地面-通信系统)，包括一个核心305，该核心305的 一部分在飞机通信系统310中实现，另一部分在地面通信系统315中 实现。通信系统OWAG-CS 300最好由两个分开的部分构成。第一部 分320涉及飞机与地面的数据交换。第二部分325被称为"通信控制 器"，涉及通信信道管理。第一部分自身包括两个模块，第一个模块 330被称为OAMS (On-board Asynchronous Messaging Service,机上 异步消息传送服务)，在飞机上实现，第二个模块335被称为GAMS (Ground Asynchronous Messaging Service, 地面异步消息'传送月良务), 在地面实现。模块OAMS 330和才莫块GAMS 335分别用作应用单元 340和345的接口。
通信控制器325和模块OAMS 330与装有航空数据的设备350 相连，该设备350例如是一个存储器或一个数据库，其信息来自于传 感器或飞行计算机。这些航空数据尤其用于确定哪些信道可以被使 用。通信控制器主要控制飞机的网络设备355。所述网络设备允许在 飞才/L和地面之间建立连^妾。
才莫块OAMS与GAMS之间的数据交换通过通信接口 360和365 实现，所述通信接口能采用多种类型的信道。通信接口360的信道配 置由通信控制器325控制。
在通信控制器325与网络设备355之间建立的信息流是配置流， 该配置流包括所述通信控制器为了更新网络设备的配置而向网络设 备传送的控制。
在通信接口 360与i殳备350之间、设备350与通信控制器325 之间、以及关于航空公司政策的配置文件与通信控制器325之间建立 的信息流是监测流，该监测流包括由通信接口 360和由通信控制器325 更新航空数据的信息。
最后，在通信接口 360、网络设备355与模块OAMS之间建立 的数据流包括根据可用的各不同连接路径，在模块OAMS 330和模块GAMS 335之间交换的数据。
通信系统300的这种分布尤其允许负责数据传送的应用单元不受信道类型的增加、撤消或改变的影响。因此，网络配置的所有问题都与发布消息的应用层没有关联。对于航空公司的地面设施同样如此，对于这些地面i殳施而言，飞才几与地面之间的路径是透明的。因此，进行功能开发时就不担心需要随信道类型的每次增加、撤消或改变而修改这些功能。有益的是，将应用单元340与模块OAMS 330之间的应用接口标准化，以便为机上应用开发人员屏蔽数据交换的问题，因而消除模块OAMS 330在飞机上实施的应用版本的关联。
根据第一实施方式，通信控制器325是安装在飞机的机载服务器上的一个应用服务，所述机载服务器包括一些与航空数据库及配置文件连接的专用连接器，所述航空数据库主要指示飞机的飞行阶段，而所述配置文件定义航空公司在通信方面的政策，例如何时使用卫星。这两类信息可以使通信控制器325实时计算网络设备的配置，该配置为建立飞机上模块OAMS 330与地面上模块GAMS 335之间的完整通信所必需。通信控制器325最好只在OSI模型的底层工作，并根据信道的可用性、飞行阶段和航空公司的政策实时建立连接路径。建立连接路径的这种适应性允许尤其根据消息的优先级和各信道的使用成本来优化飞机的通信。
应该注意到，才莫块GAMS 335集中管理一队飞机的通信，也就是说，与多个模块OAMS 330，例如数百个模块OAMS 330 (每个飞机一个)，建立的通信允许航空公司集中地、因而简便地管理与飞机的消息交换。
尽管才莫块OAMS 330和GAMS 335有一定的相似性，但其间也有多点差异。首先，根据一个具体实施方式
，对于模块GAMS 335，数据保存在数据库中；而对于模块OAMS，数据直接保存在服务器的文件管理器中。此外，飞机总是发起通信，模块OAMS的servlets负责从飞机发送数据或向飞机发送数据，而模块GAMS的servlets从飞机接收数据或为飞机准备好数据。尽管始终是机载通信系统发起消息交换，但这种消息交换是双向的。因此，模块OAMS象客户端那样工作，而模块GAMS象服务器那样工作。
因此，根据本发明的通信系统可以按三层分析
-网络层，由通信控制器控制；
-数据层，由模块OAMS和GAMS实现；
-应用层，基于模块OAMS和GAMS的API。
下面对这三层的每一层进行详细描述。
如前所述，网络层由通信控制器控制，该通信控制器负责建立两个模块OAMS和GAMS通信所需要的连接路径。通信控制器包括一个路由引擎，该路由引擎使用例如来自数据库的航空数据来控制网络设备。通信控制器的路由引擎可以被看作一个简单的状态自动机。
"等候"状态与"路由，，状态之间的转换由一个或多个航空事件触发，所述航空事件来源于一个或多个参数的改变，这些参数可以代表信道状态或简单飞行信息。信道的状态例如包括其可用性。飞行信息例如是飞机相对于地面的地理位置，必要时与一个阈值比较，以便确定"地面"位置和"空中"位置。
当通信控制器在"路由"状态时确定网络设备的配置，以便考虑必要的变化。例如，如果信道WiFi可用、飞行阶段允许(例如当飞机在地面时)，而且航空公司的政策要求(定义的优先路径)，则通信控制器配置网络设备，以便建立WiFi连接路径。于是，控制器在航空数据库中指明建立此连接路径。可以通过生成和传送配置脚本来实施网络设备配置，所述脚本由通信控制器生成，被传送至网络设备。
当网络设备整体配置完成，并且网络参数和飞行参数都没有变化时，通信控制器进入"等待"状态，在该状态下，通信控制器监视网络参数和飞行参数的变化。
图4表示当信道变得可用时和当飞行参数改变时，通信控制器管理信道的例子。
当信道可用时，即，当通信接口检测到可以从该信道发送或接收数据的可能性时，通信接口传送该信息至航空数据库(步骤400)。对从信道发送或接收数据的可能性的检测涉及检测信道的属性。实施该检测依据的是被检信道采用的标准协议。网络参数的改变涉及信道的可用性，当通信控制器发现航空数据库中的网络参数改变时(步骤
405),通信控制器根据飞行参数、可用的信道，以及航空公司的政策为网络设备确定一个新配置，并将此新配置传送至网络设备(步骤410)。网络设备修改其配置，最好再向通信控制器发送一个接收确认(步骤415)。于是，通信控制器向航空数据库传送关于新信道可用的信息(步骤420)。当模块OAMS检测到航空数据库中的关于新信道可用的修改时(步骤425)，模块OAMS可以使用此信道。
根据一个优先的实施方式，航空数据库的修改可以由通信控制器和由模块OAMS检测。然而，此处应该考虑到可以用一个监视模块与数据库相关联，以便将任何变化通知通信控制器和/或模块OAMS。
当通信控制器发现飞行参数例如飞机位置变化时(步骤430)，通信控制器就根据飞行参数、可用信道、航空公司政策为网络设备确定新配置，并将该新配置传送给网络设备(步骤435)。网络设备修改其配置，并且最好向通信控制器发送一个接收确认(步骤440)。于是，通信控制器向航空数据库传送一个信息，该信息表明有一个新信道可用、 一个信道不再可用或表明一个信道参数被修改了(步骤445)。当模块OAMS检测到数据库中的这个变化后(步骤450)，模块OAMS修改其参数，以便考虑这些变化。
用于数据交换的数据层是由模块OAMS和GAMS实施的，这两个模块负责控制飞机与地面之间的数据交换。数据层位于网络层与应用层之间，使用通信控制器配置的连接路径。因此，数据传送的控制独立于信道控制。
举例而言，模块OAMS和模块GAMS在应用服务器J2EE(Java2 Enterprise Edition,即Java 2企业版)中以Java servlet(Java是商标)的形式实现。模块OAMS为经典客户端服务器架构，其中模块OAMS的API (Application Programming Interface,即应用程序编程接口)是客户端，而模块OAMS是服务器。同样地，模块GAMS也可以包括模块GAMS的一个API、模块GAMS、 一个数据库。应用程序(例如用Java和0++编码的)可以通过两个众？1与这两个服务器接口， 一个API对于模块OAMS，另一个API对于模块GAMS。应用程序可以在http(HyperText Transfer Protocol,即超文本传输协议)流中与所述服务器通信。
才莫块OAMS与才莫块GAMS之间的BtoB (Business-to-Business，即企业对企业)型的消息交换可以封装在一个HTTP流中，该HTTP流由飞机启动，最好采用X509证书进行认证，以^更满足飞机与地面之间的通信安全要求。
图5说明了飞机信息系统500与地面信息系统502之间消息交换的实施例子。飞机信息系统500的应用程序504用APIOAMS506向模块OAMS 508传送请求，更具体地说，是向模块OAMS 508的前端http服务器510传送请求。请求的结果由http服务器经由APIOAMS 506传送给应用程序504 。
http服务器510接收的应用程序504的请求被传送给应用服务器，此处即Java虚拟机(JVM， Java Virtual Machine)512的J2EE(Java2 Enterprise Edition,即Java 2企业版)应用服务器514。请求的结果由应用服务器514传送给http服务器510。
有益的是，应用服务器514包括一个Java servlet容器516，该容器516利用两个专用服务518和520(分别为"送出"和"提取"类型)来处理应用程序的请求。"送出，，服务向模块GAMS传送消息，而"提取"服务负责从存储器522中取回在同一服务器上等待的消息。
为了确保执行所述任务，所述两个服务与航空数据库524相接口，以便检查信道的可用性；与http服务器510相连，以便与应用程序通信；并与一个https客户端526相接口 ，以便安全地与地面信息系统安全通信。应该注意到，模块OAMS还包括一个与所述服务器的文件管理器连接的接口，用于在存储器522中存储消息，这些消息等待被发送至地面信息系统或被应用程序504取回。在存储器522中，消息最好被分类存放于各应用程序专用的消息箱中。类似地，模块GAMS 530的前端http服务器528通过API GAMS534从地面信息系统502的应用程序532接收请求。模块GAMS 530的前端http服务器528还通过TLS(Transport Layer Security,即传输层安全)类型的通道536从飞机信息系统的模块OAMS 508的应用程序504接收请求。对应用程序请求的响应由http服务器528经过API GAMS 534传送至应用服务器532，和经过通道536传送至应用程序504。
应用程序的请求由http服务器528传送至Java虚拟机538的J2EE应用服务器540的servlet容器542的服务。请求的结果由应用服务器540传送至http服务器528。
有益的是，与模块OAMS—样，模块GAMS也包括两个专用服务544和546，分别被称为"消息提供者"和"接收"。"消息提供者"服务544为有关OAMS模块准备好消息；而"接收，，服务546从服务器528接收消息，并将其再发送至存储器或数据库548的各消息箱。因此，两个服务544和546都与数据库548相接口，以便把消息存储于专用消息箱中。这些专用消息箱最好仿照模块OAMS上的那样组织，也就是说按各应用程序专用分类；唯一不同的是模块GAMS需要管理多个飞机，因此需要按飞机和按优先级整合消息箱。
API OAMS 506和GAMS 534用于向飞机信息系统和地面信息系统的应用程序掩蔽通信问题。因此，这些API形成一个(掩饰真相的)门面(facade)，允许4吏用通信系统OWAG-CS的所有功能。这些API可以用Java和C+十编码以便集成到已经存在的应用程序中，基于由模块OAMS和GAMS构成的数据层，并与模块OAMS和GAMS的前端http服务器进行http原生(nativement)通信。
对于飞机与地面的消息交换，消息层为飞机信息系统和地面信息系统的应用程序提供了一种先进的优先级管理机制。图6说明了这种管理飞机传送的消息的优先级的;f几制600。
飞机信息系统的应用程序(用605-1至605-n标注)可以通过APIOAMS (分别用610-1至610-n标注)向模块OAMS传送消息。模块
16OAMS最好包括一个存储器615，该存储器615由FIFO(First In， FirstOut，即先进先出)型的存储部件615-1、 615-2、 615-3构成，可以接收应用程序605-1至605-n发送的消息。存储于存储器615的消息被传送至 一 个TCP/IP(Transmission Control Protocol / InternetProtocol,即传输控制协议/互联网络协议)栈620，该栈620将消息分解为IP分组。在IP分组中，IP地址根据消息的优先级确定。然后，一个与优先级相关的、DSCP(Differentiated Services Code Point,即差分服务代码点)类型的服务质量信息被加入所述IP分组中。然后，所述IP分组经过由通信控制器630控制的网络设备625被传送至通信接口。通信接口由多个部件构成，尤其包括卫星通信接口部件635-1、 WiMax通信接口部件635-2、符合至少某些移动电话才支术例如GSM、 GPRS、 UMTS的通信接口部件635-3、 WiFi通信接口部件635-4。
每个存储部件635-1、 635-2、 635-3对应于一个优先级。这里采用了三个优先级低、中、高。当一个应用程序605-i发送一个消息时，它给这个消息关联一个优先级。模块OAMS接收到消息后，分析其优先级，并将消息存入与其优先级对应的FIFO型存储部件中。例如，如果收到一个低优先级的消息，就存入存储部件615-3中；如果收到一个中优先级的消息，就存入存储部件615-2中；如果收到一个高优先级的消息，就存入存储部件615-1中。
优先级由模块OAMS使用，以便处理接收到的消息，并确定将其向模块GAMS转移的方式。
模块IP使用的将消息转化成IP分组的IP地址是预定的地址。有益的是，对每个优先级存在一个IP地址。同样地，对每个优先级存在一个DSCP值。消息的优先级与目的IP地址之间的这种关系允许在如下两种决策之间有一个简单的关联(l)应用层的决策，也就是说选定优先级；(2)更底层的，也就是说IP层的网络设备所管理的分组的路由决策。
同样地，也是为了完成前述机制，IP分组的DSCP字段根据消息的优先级填入一个预定的值，以便使网络设施更好地获得所述分
组。例如，带有高DSCP字段的IP分组应该由所经过的路由器优先处理。应该提醒的是，DSCP值对应于IP分组中的一个字段，该字段可以将不同的服务级别指派给网络交易(业务)。
飞机与地面之间的传输由通信控制器管理，通信控制器根据各不同信道的可用性和根据航空公司的政策确定连接路径，这些连接路径指向GAMS的三个可能IP地址的每一个。下面的表格可由通信控制器访问，该表格是一个航空公司的政策的可能例子。
优先级DSCPIP地址优先选用信道替代信道1替代信道2
高48IP1WiFiGSM卫星
中32IP2WiFiWiMaxGSM
低16IP3WiFi
在该例子中，航空公司优先考虑耗费低、性能好，但覆盖区域有
受限的通信方式。如果WiFi类型的连接不能建立，则对于高、中优先级授权移动电话类型的连接(如果可以接入的话)。如果这些方式都不可用，则仅对于高优先级授权卫星连接，卫星连接覆盖面广，但使用成本高、性能低。在各类型信道对于某些优先级没有授权的情况下，相应的消息必须等待，直到一个被授权的信道可用才能发送。
此处的消息为任何格式，被关联了一个优先级、 一个源地址和一个目的地址。当一个要传送的消息和被关联的信息被分解成IP分组后，所述关联信息不再能被直接存取，而只有在消息重构以后，才可以被存取。消息重构根据一个标准机制实施，该标准机制对应于IP分组的分解机制。作为替代方案，消息自己可以包含补充信息例如优先级以及源地址、目的地址。
图7表示一个消息处理算法例子，所述消息由模块OAMS从飞机信息系统的一个应用程序接收，并需要被传送至一个地面信息系统的模块GAMS。当消息被接收时(步骤705)，该消息的优先级被确定(步骤710)。于是，根据该消息的优先级，该消息被存储于FIFO类型的 存储器715中。存储在存储器715中的消息根据其优先级被处理(步骤 720)。模块OAMS查询航空数据库，以便确定是否某个信道可用(步 骤725)。如果信道可用，就进行测试以便确定传输通道是否可以被使 用(步骤730)。如果传输通道可以被使用，消息就被分解成IP分组， 在IP分组中，IP地址取决于优先级(步骤735),并且有一个DSCP值 被加入IP分组中(步骤740)。然后，消息以IP分组的形式传送，并 有测试进行以便确定消息是否被传送了(步骤745)。如果指定的信道 不能被使用，系统就确定是否有另外一个信道可以被使用，如虚线箭 头所示。如果没有任何信道可以用于传送消息，那么这些消息就暂时 保存在存储器750中(最好根据其优先级保存)，以便以后所指定的信 道可用时再发送。此处存储器750类似于存储器715。同样的，如果 所有或某些消息没有正确地传送，这些消息也暂时保存在存储器750 中(最好根据其优先级保存)，以便以后所指定的信道可用时再发送。 消息在存储器750中的"生存期限"最好有限制。例如，存储器750中 保存的消息在30分钟后自动清除。消息的"生存期限，，可以与消息的 优先级或其性质相关。某些消息还可以根据发出消息的应用程序的请 求而从存储器750中清除，例如，在飞行员想要撤消一个发送后已经 作废的报告的情况下。
因此，存储器750可以保存需要由一个不可接入的信道传输的消 息，还可以管理一种遇错重发的机制，在所用的信道暂中断后，该机 制可以重新在模块OAMS和模块GAMS之间转移消息，准确地从传 送中断点重新开始。连接中断后，模块OAMS向模块GAMS表示重 新转送消息。
模块OAMS可以包括监测功能，模块GAMS可以包括监测和统 计功能。监测功能允许应用程序向其通信服务器询问消息发送的状 态，例如第一消息的20%，和第二消息的50%，以及最后连接的时 间和日期。可以通过应用程序的请求来获得信息。模块GAMS的统 计功能允许航空公司信息系统管理员了解系统的总体状况，例如消息
19发送的成功次数、失败次数，或交换量。
尽管所描述的是消息传输是始于模块OAMS的，但始于模块 GAMS的消息传输也是相似的。
应该注意到，消息传输可以是单播类型的(unicast，从一个系统 向另一个系统)或多播类型的(multicast，从一个系统向多个系统)，也 就是说，从一个飞机的信息系统的一个应用程序向地面信息系统的一 个应用程序，以及反之；或者从一个飞才几的信息系统的一个应用程序 向地面信息系统的多个应用程序，或者从地面信息系统的一个应用程 序向一个飞机或多个飞机的多个信息系统的应用程序。
为了安全的原因，最好禁止从地面向地面或从一个飞机向另一个 飞才几发送消息。
根据本发明的第二实施方式，应用程序与模块OAMS和GAMS 的两个服务器之间的接口不同。应用程序不是基于系统的API的，而 是作为"Web服务，，构造的，这种实现方式的优点是可以借助完整 SOA(Service Oriented Architecture,面向月艮务架构)方案直接将两个 通信方服务器集成到飞机信息系统和/或地面信息系统中。
所做的改动主要在于由接口 OAMS和GAMS原生支持 SOAP(Simple Object Access Protocol,即简单对象访问协议)协议，以 及在SOA基础架构中发布所述接口的才艮据WSDL(Web Service Description Language,即Web服务描述语言)格式的规范。
因此，根据所述第二实施方式，模块GAMS的SSL(Secure Socket Layer,即安全套接层)/ TLS部分被一个原生管理这类会话的设备替 代，如图8所示。推动这种改动的事实是系统可以因此与市面上的 EAI(Enterprise Application Integration,即企业应用集成)解决方案互 操作，并且系统性能显著改进。
图8说明在飞机信息系统800与地面信息系统802之间交换消息 的第二实施方式。飞机信息系统800的应用程序804用http客户端 806向模块OAMS 808传输请求，更准确地说，是向模块OAMS 808 的前端http服务器810传输请求。请求的结果由http服务器810经过http客户端806传送至应用程序804。
应用程序804的请求被http服务器810接收到后，纟皮传送至应 用服务器，此处即Java虚拟机(JVM)812的J2EE应用服务器814。 请求的结果由应用服务器814传送至http服务器810。
有益的是，应用服务器814包括一个Java servlet容器816，以 便借助web服务(WS)818和两个分别为"发送"和"提取"类型的专用服 务820和822处理应用程序的请求。服务"发送"向模块GAMS传送 消息，而服务"提取，，负责重新从存储器824中取回在同一服务器等待 的消息。
为了执行所述任务，所述两个服务与航空数据库826接口，以便 检查信道的可用性；与http服务器810接口，以便与所述应用通信； 与http客户端828接口 ，以便安全地与地面信息系统通信。应该注意 到，模块OAMS还包括一个与服务器的文件管理器的接口，以便往 存储器824中存储消息，所述消息等候被发送至地面信息系统或被应 用程序804重新取回。在存储器824中，消息最好被保存于按应用程 序划分的专用消息箱中。
类似地，模块GAMS 832的前端http服务器830通过EAI接口 836从地面信息系统802的应用程序834-1和834-2(应用程序的数量 不限)接收请求。这里，EAI接口 836包括JMS(Java Message Service, 即Java消息服务)和Corba接口 ，这些接口可以与应用程序834-1和 834-2的JMS、 Corba客户端交换数据。模块GAMS 832的前端http 服务器830还可以通过一个外部模块TLS 838接收飞机信息系统800 的才莫块OAMS 808的应用程序804请求。对应用程序请求的响应由 http服务器830经过EAI接口 传送至应用服务器834-l和834_2， 经过外部模块TLS 838传送至应用程序804。
应用程序的请求由http服务器830传送至Java虚拟机840的 J2EE应用服务器842的servlet容器844的服务。请求的结果由应用 服务器842传送至http月良务器830。
有益的是，与模块OAMS —样，模块GAMS包括一个web服务846(WS)和两个专用月良务848和850 ，这两个专用服务分别称为"消 息提供者"和"接收"。服务"消息提供者"848为有关OAMS模块准备 好消息，而服务"接收，，850从http服务器830接收消息，并将这些消 息发送至存储器或数据库852的消息箱。因此，所述两个服务848和 850与数据库852接口，以便将消息存储于所述专用消息箱中，所述 专用消息箱最好也象模块OAMS中的那样组织，也就是说，按应用 程序分类，唯一的不同是模块GMAS需要管理多个飞机，因此要按 飞机和按优先级分类整合消息箱。
采用web服务类型的接口可以不使用在应用程序与通信系统通 信时所需的系统API。不过仍然可以保留一个专用连接器与EAI接口。
模块OAMS和模块GAMS的servlet连接器中所加入的web服 务818和846的功能是重新取回SOAP请求并将这些请求传送至其 它月良务，所述SOAP请求是由客户应用程序通过一个以WSDL描述 的接口发送的。
当然，为了满足专门需要， 一个在本发明领域的称职人员将可以 对上文的描述作一些改动。
权利要求
1.一种在飞行器(105)中的数据的通信方法，用于在所述飞行器的至少一个应用程序和至少一个地面上的应用程序之间交换数据，所述飞行器包括能够根据至少两种不同类型的多个信道在所述飞行器与至少一个地面实体(120)之间建立至少一个连接路径的装置(115)，所述方法的特征在于包括如下步骤-检测事件(405，430)；-根据所述事件确定一个通信配置(410，435)，以使得所述飞行器通过所述信道中的至少一个从所述至少一个地面实体接收或向所述至少一个地面实体传送数据；-调整所述能够建立至少一个连接路径的装置，以便根据所述通信配置在所述飞行器和所述至少一个地面实体之间建立至少一个连接路径，所述应用程序接收和传送的数据的格式和内容与所述信道无关，所述至少两种不同类型的信道中的至少一个是开放类型的。
2. 根据权利要求l的方法，其特征在于还包括一个传送至少一 个数据的步骤，所述传送步骤包括如下步骤-确定(710)所述至少一个数据的优先级； -确定(725)所述至少一个连接路径的信道类型；和 -如果所确定的所述信道类型与所述优先级兼容(730),则向所述 至少一个地面实体传送所述至少一个数据。
3. 根据权利要求2的方法，其特征在于所述至少一个地面实 体的目的地址与每个优先级相关联；并且所述至少一个数据被传送到 与所述至少一个数据的优先级相关联的目的地址。
4. 根据权利要求2或3的方法，其特征在于所述确定的信道 与所述优先级的兼容性的确定和至少 一个配置参数有关。
5. 根据上述任一项权利要求的方法，其特征在于还包括存取至 少一个待传送的数据的步骤，所述至少一个被存取的数据的格式独立于所述至少一个连接路径的信道。
6. —种计算机程序，包括能够实施根据上述任一项权利要求的 方法的每个步骤的指令。
7. —种在飞行器(105)上的数据的通信设备，用于在所述飞行器 的至少一个应用程序和至少一个地面上的应用程序之间交换数据，所 述飞行器能够根据至少两种不同类型的多个信道在所述飞行器与至 少一个地面实体(120)之间建立至少一个连接路径的装置(115)，所述设 备的特征在于包括如下装置-用于检测事件的装置(350);-用于根据所述事件确定通信配置以使得所述飞行器能够通过所 述信道中的至少一个从所述至少一个地面实体接收或向所述至少一 个地面实体传送数据的装置(325);和-用于对所述能够建立至少一个连接路径的装置进行调整(360) 以便根据所述通信配置在所述飞行器和所述至少一个地面实体之间 建立至少一个连接路径的装置；所述应用程序接收和传送的数据的格式和内容独立于所述信道；并且 所述至少两种不同类型的信道中的至少一个是开放类型的。
8. 根据权利要求7的设备，其特征在于还包括传送至少一个数 据的装置，所述传送装置包括如下装置-用于确定所述至少一个数据的优先级的装置；-用于确定所述至少一个连接路径的信道类型的装置；-用于确定所确定的所述信道类型是否与所述优先级兼容，以及 用于向所述至少一个地面实体传送所述至少一个数据的装置。
9. 根据权利要求8的设备，其特征在于还包括存储待传送的数 据的装置，所述待传送的数据根据与其本身相关联的优先级被存储， 所述至少一个地面实体的目的地址与每个优先级相关联。
10. 根据权利要求7至9中任一项的设备，其特征在于所述检 测事件的装置能够检测所述信道的状态变化或所述飞行器的位置。
全文摘要
本发明涉及一种管理信道的方法和设备，所述信道用于交换来自飞行器(105)的数据，所述飞行器(105)包括根据至少两种不同类型的多个信道在飞行器与至少一个地面实体(120)之间建立至少一个连接路径的装置(115)。在检测到信道状态变化或飞行器位置变化之类的事件后，确定一个通信配置，所述通信配置允许飞行器通过至少一个信道从地面实体接收或向地面实体传送数据。于是，所述用于建立至少一个连接路径的装置根据所述通信配置被调整。有益的是，传送至少一个数据包括确定所述数据的优先级和确定连接路径的信道类型，如果所确定的信道类型与优先级兼容，则传送数据。
文档编号H04B7/185GK101663842SQ200880010231
公开日2010年3月3日 申请日期2008年4月4日 优先权日2007年4月6日
发明者C·莱古比, E·拉博特, F·吉里斯, P·奎, V·索米尔, Y·马瑟斯 申请人:空中客车法国公司;空中客车公司