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通信设备、通信系统和用于通信的方法与流程

通信设备、通信系统和用于通信的方法
1.本发明涉及空中通信设备、交通工具、地面通信设备、通信系统、用于通信的方法、以及计算机可读介质。
2.为了成功地将交通工具(例如，飞行器)从一个点导航到另一个点，所述交通工具的操作员(例如，所述飞行器的机组人员)需要能够访问特定导航信息。导航信息的一个示例是位置-速度-时间(pvt)信息，其包括与交通工具的当前位置和速度以及当前时间有关的信息。
3.交通工具可以利用不同的导航辅助工具来确定其当前位置和速度以及当前时间，这些导航辅助工具包括惯性基准系统(irs)、时钟、全球导航卫星系统、vhf全向信标(vor)和距离测量设备(dme)。如果这些导航辅助工具不可用，例如由于技术错误或不利的外部条件，或者如果操作员担心计算的pvt信息的完整性，则操作员可以经由语音通信联系外部来源(例如，空中交通管制员)以请求pvt信息，比如提供位置信息的雷达向量。然后，操作员可以使用该信息来支持导航并交叉检查交通工具上确定的pvt解决方案的完整性。
4.此外，还存在允许外部来源(例如空中导航服务提供商)与飞行器建立合约的数据链路解决方案，要求交通工具联系外部来源并在出现特定触发因素时传输其位置和速度信息。然后，外部来源使用该信息来支持区域内所有交通工具的空中交通管理。
5.鉴于以上所述，如果能够为外部来源提供支持交通工具导航而不需要交通工具操作员或与外部来源相关的人员的大量人工工作量的方式，那么这将是有益的。
6.根据本发明，上述问题通过具有独立专利权利要求1的特征的空中通信设备、具有独立权利要求7的特征的交通工具、具有独立权利要求8的特征的地面通信设备、具有独立权利要求9的特征的通信系统、具有独立权利要求10的特征的方法、以及具有独立权利要求15的特征的计算机可读介质来解决。
7.在本发明的第一方面，一种安装在交通工具中的空中通信设备被配置为经由数据链路协议从安装在交通工具外部的地面通信设备接收导航信息。
8.在本发明的第二方面，一种交通工具、特别是飞行器或航天器包括根据本发明第一方面的空中通信设备。
9.在本发明的第三方面，一种安装在交通工具外部的地面通信设备被配置为向根据本发明的第一方面的空中通信设备传输导航信息。
10.在本发明的第四方面，一种通信系统包括根据本发明第一方面的空中通信设备和根据本发明第三方面的地面通信设备。
11.在本发明的第五方面，一种用于通信的方法包括由安装在交通工具外部的地面通信设备经由数据链路协议传输导航信息的步骤，以及由安装在交通工具中的空中通信设备经由数据链路协议接收导航信息的步骤。
12.在本发明的第六方面，一种计算机可读介质包括指令，这些指令当由通信设备执行时执行根据本发明第五方面的方法。
13.本发明的中心思想是提供一种系统，在该系统中，可以将导航信息以不需要交通工具操作员明确的、精心设计的动作的方式传送到该交通工具。此外，导航信息经由数据链
路协议传输，这意味着它以数字格式传输，该格式与例如经由语音通信接收导航信息相比允许更容易的进一步处理。
14.以这种方式，可以显著减少交通工具操作员和交通工具外部的辅助人员的工作量。
15.本发明的基本思想的有利实施例和改进是从属权利要求的主题。
16.根据空中通信设备的实施例，导航信息包括交通工具的位置-速度-时间信息。
17.位置-速度-时间信息允许交通工具以足够的性能导航，这意味着以这种方式，导航信息可以有利地以高效的方式传递。
18.根据空中通信设备的进一步实施例，空中通信设备被配置为将接收到的导航信息提供给安装在交通工具中的另一个设备。特别地，空中通信设备被配置为在接收到的导航信息与其他可用导航信息之间存在差异时通知交通工具的操作员。
19.根据该方法的进一步实施例，该方法进一步包括将由空中通信设备接收的导航信息提供给安装在交通工具中的另一个设备的步骤。
20.这样，接收到的导航信息的使用可以有利地扩展到其他目标，包括但不限于在异常情况下消除对交通工具位置的怀疑。
21.根据空中通信设备的进一步实施例，空中通信设备被配置为从地面通信设备请求导航信息。
22.根据该方法的进一步实施例，该方法进一步包括由空中通信设备请求传输导航信息的步骤。
23.这样，可以在必要时确保接收导航信息，而不会给地面通信设备带来无关的额外工作量。
24.根据空中通信设备的进一步实施例，空中通信设备被配置为在特定事件中请求导航信息。
25.根据该方法的进一步实施例，请求导航信息的步骤在特定事件中执行。
26.特定事件尤其可以是其他导航信息变得不可用或检测到其他导航信息的差异。
27.这样，导航信息的传输可以是自动化的，从而进一步减轻交通工具操作员的工作量。此外，可以有利地增加交通工具在不利条件下的导航弹性。
28.根据空中通信设备的进一步实施例，空中通信设备被配置为与地面通信设备建立合约以在特定事件中接收导航信息。
29.根据该方法的进一步实施例，该方法进一步包括与地面通信设备建立合约以在特定事件中传输导航信息的步骤。
30.特定事件尤其可以是预定频率，即地面通信设备检测到交通工具进入或离开特定区域，或者地面通信设备检测到交通工具未在指定时间范围内进入或离开特定区域。
31.这样，在许多交通工具需要从地面通信设备接收导航信息的情况下，可以以有利地提高的效率来管理导航信息的传输。
32.上述实施例和改进可以以任何合理的方式组合。本发明的进一步实施例、改进和实施方式进一步包括本发明的先前或随后提及的特征的组合，即使所述组合没有明确提及。特别地，本领域技术人员将向本发明的各个基本方面添加单一的特征。
33.随后将通过示意图中所示的实施例更详细地解释本发明。
34.图1示出了根据本发明的实施例的通信系统的示意图；
35.图2示出了根据本发明的实施例的交通工具的示意图；以及
36.图3示出了根据本发明的实施例的用于通信的方法的示意性流程图。
37.这里所示的附图旨在传授对本发明实施例的扩展理解。附图展示了实施例并用于结合描述来解释本发明的原理和概念。鉴于附图对进一步的实施例和许多所陈述的优点进行了揭示。附图的特征不一定按比例示出。
38.在附图中相同和功能相同的特征——除非另有说明——用相同的附图标记表示。
39.图1示出了根据本发明的方面的通信系统1的实施例。该通信系统包括安装在交通工具10(这里示出为飞行器)中的空中通信设备100。通信系统1进一步包括安装在交通工具10外部(这里示出为安装在空中交通管制综合设施中)的地面通信设备200。导航信息300从地面通信设备200传输到空中通信设备100。
40.使用所示的通信系统1，交通工具可以从外部来源、地面通信设备接收导航信息，而交通工具的操作员不必例如经由语音通信手动联系外部来源。
41.图1未示出地面通信设备200何时或为何将导航信息300传输至空中通信设备100。关于何时这样做的决定可能仅取决于地面通信设备200。允许空中通信设备100请求传输导航信息300可能是有利的，因为与从交通工具中可以比从交通工具10的外部更准确地做出关于所述传输是否必要或有益的决定。
42.可以允许交通工具10的操作员手动使空中通信设备100请求传输导航信息300。这使交通工具10的操作员能够控制导航信息300的传输，同时与例如经由语音通信请求信息相比，仍然为操作员提供有利的工作量减少。
43.替代性地或附加地，空中通信设备100可以被配置为在特定事件中请求导航信息。这种事件可以包括但不限于其他导航信息变得不可用或者检测到其他导航信息的差异。
44.另一种可能性是将空中通信设备100配置为这种方式：使得空中通信设备可以与地面通信设备200建立合约以在特定事件中接收导航信息300。当地面通信设备检测到交通工具进入或离开特定区域时，或者当地面通信设备检测到交通工具未在指定时间范围内进入或离开特定区域时，该传输可以以预定频率发生。
45.在以上两个示例中，自动化程度的提高可以进一步减少交通工具10的操作员的工作量和交通工具10外部的辅助人员的工作量。
46.图2示出了交通工具10的实施例，在这种情况下是飞行器，其包括空中通信设备100和两个其他设备110、120，在当前情况下是导航设备110和通知设备120。
47.在该实施例中，空中通信设备100与其他设备110、120之间的进一步通信可以允许进一步的功能。
48.例如，导航设备110可以向空中通信设备100提供进一步的导航信息。空中通信设备100然后可以将该导航信息与从地面通信设备接收的导航信息进行比较，并且如果两组导航信息之间存在差异，则可以使通知设备120通知操作员这种存在的差异。
49.这只是可以如何有利地利用经由数据链路协议接收的导航信息的一个示例。导航信息的其他有利用途(包括计算设备的所有方式)也是可能的。
50.图3示出了用于通信的方法的实施例的流程图，其中，可选的方法步骤用虚线展示。在一个方法步骤m1中，由安装在交通工具外部的地面通信设备经由数据链路协议传输
导航信息。在进一步的方法步骤m2中，由安装在交通工具中的空中通信设备经由数据链路协议接收导航信息。
51.在可选的方法步骤m3中，将由空中通信设备接收的导航信息提供给安装在交通工具中的另一个设备。在进一步的可选方法步骤m4中，由空中通信设备请求导航信息的传输。在进一步的可选方法步骤m5中，与地面通信设备建立合约以在特定事件中传输导航信息。
52.在整个本技术中，术语“空中”和“地面”已用于区分安装在交通工具中的通信设备与安装在交通工具外部的通信设备。之所以这样做，是因为本技术的重点是航空领域，并且在该领域，“空中”和“地面”这两个术语是众所周知且易于理解的。然而，本发明也可以用于地面或水上交通工具。在此上下文中，术语“空中通信设备”和“地面通信设备”应理解为仅是对术语“第一通信设备”和“第二通信设备”的更具描述性的替代。
53.本发明包括经由数据链路协议传输导航信息。所述数据链路协议可以依赖于已建立的数据链路通信信道，包括但不限于vhf/hf数据链路、卫星通信、ldacs或aeromacs。此外，数据链路协议可以建立在交通工具与地面通信设备(例如，atn对话服务)之间已建立的数据链路协议之上，或者可以定义为专用应用协议(例如，作为atn/ips ip本地应用程序或依赖于swim基础设施)。
54.附图标记清单
[0055]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
通信系统
[0056]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
交通工具
[0057]
100
ꢀꢀꢀꢀꢀ
空中通信设备
[0058]
110
ꢀꢀꢀꢀꢀ
设备；导航设备
[0059]
120
ꢀꢀꢀꢀꢀ
设备；通知设备
[0060]
200
ꢀꢀꢀꢀꢀ
地面通信设备
[0061]
300
ꢀꢀꢀꢀꢀ
导航信息
[0062]mꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
用于通信的方法
[0063]
m1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
传输导航信息的步骤
[0064]
m2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
接收导航信息的步骤
[0065]
m3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
提供导航信息的步骤
[0066]
m4
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
请求传输的步骤
[0067]
m5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
建立合约的步骤

技术特征：

1.一种安装在交通工具(10)中的空中通信设备(100)，其中，所述空中通信设备(100)被配置为经由数据链路协议从安装在所述交通工具外部的地面通信设备(200)接收导航信息(300)。2.根据权利要求1所述的空中通信设备(100)，其中，所述导航信息(300)包括所述交通工具的位置-速度-时间信息。3.根据权利要求1或2所述的空中通信设备(100)，其中，所述空中通信设备(100)被配置为将接收到的导航信息(300)提供给安装在所述交通工具(10)中的另一个设备(110；120)，特别地被配置为在所接收到的导航信息(300)与其他可用导航信息之间存在差异时通知所述交通工具(10)的操作员。4.根据前述权利要求中任一项所述的空中通信设备(100)，其中，所述空中通信设备(100)被配置为从所述地面通信设备(200)请求所述导航信息(300)。5.根据权利要求4所述的空中通信设备(100)，其中，所述空中通信设备(100)被配置为在特定事件中、特别是在其他导航信息变得不可用或者在检测到其他导航信息的差异时，请求所述导航信息(300)。6.根据权利要求4或5所述的空中通信设备(100)，其中，所述空中通信设备(100)被配置为与所述地面通信设备(200)建立合约以在特定事件中，特别是当所述地面通信设备(200)检测到所述交通工具(10)进入或离开特定区域时、或者当所述地面通信设备(200)检测到所述交通工具(10)未在指定时间范围内进入或离开特定区域时以预定频率接收导航信息。7.一种交通工具(10)、特别是飞行器或航天器，包括根据权利要求1至6中任一项所述的空中通信设备(100)。8.一种地面通信设备(200)，所述地面通信设备安装在交通工具的外部并且被配置为将导航信息(300)传输到根据权利要求1至6中任一项所述的空中通信设备(100)。9.一种通信系统(1)，包括根据权利要求1至6中任一项所述的空中通信设备(100)和根据权利要求8所述的地面通信设备(200)。10.一种用于通信的方法(m)，包括以下步骤：由安装在交通工具(10)外部的地面通信设备(200)经由数据链路协议传输(m1)导航信息(300)；以及由安装在所述交通工具(10)中的空中通信设备(100)经由所述数据链路协议接收(m2)所述导航信息(300)。11.根据权利要求10所述的方法(m)，进一步包括以下步骤：将由所述空中通信设备(100)接收的所述导航信息(300)提供(m3)给安装在所述交通工具(10)中的另一个设备(110；120)。12.根据权利要求10或11所述的方法(m)，进一步包括以下步骤：由所述空中通信设备(100)请求(m4)传输所述导航信息(300)。13.根据权利要求12所述的方法(m)，其中，所述请求步骤(m4)是在特定事件中、特别是在其他导航信息变得不可用或者在检测到其他导航信息的差异时执行的。14.根据权利要求12或13所述的方法(m)，进一步包括以下步骤：与所述地面通信设备(200)建立(m5)合约以在特定事件中，特别是当所述地面通信设
备(200)检测到所述交通工具(10)进入或离开特定区域时，或者当所述地面通信设备(200)检测到所述交通工具(10)未在指定时间范围内进入或离开特定区域时以预定频率传输导航信息(300)。15.一种包括指令的计算机可读介质，这些指令当由通信设备执行时执行根据权利要求10至14中任一项所述的方法。