專利名稱：發送和接收飛行器和地面基地之間交換的消息的方法和設備以及裝備有該設備的飛行器的制作方法
技術領域：
本發明涉及飛行器和地面基地之間的消息交換。本發明特別針對 于發送以及接收飛行器和地面基地之間交換的消息的方法和設備，以 及裝備該設備的飛行器。
背景技術：
已知的數據交換由飛行器和地面基地之間的消息構成，例如根據
ACARS協議(飛才幾通信尋址l艮告系統"Aircraft Comminications Addressing and Reporting System")或者ATN協議(航空電信網 "Aeronautical Telecommunication Network")。
在該領域內，我們試圖使在交換的信息特別敏感時飛行器和地面 基地之間的交換更安全，例如在使用上述飛行器與航空控制之間的消 息交換協議(以安全為目的)和/或飛行器與航空公司之間的消息交換 協議(以商業信息的機密性為目的)的情況。 一個能夠使交換安全的 系統例如在專利申請US 2003/0030581中有詳細說明。
交換的安全意味著復雜化使用的協議(因為，例如必須進行密碼 鑰交換以便進行安全鏈接)，這意味著安全通信具有更高的成本。航 空公司無線電通信服務供應商應再次支付這樣的超額費用，但他們卻 希望盡可能的限制對安全交換的求助。
特殊安全等級消息的發送者的選擇是成問題的，因為無論怎樣的 安全等級，消息接收者都不能有效的查看接收到的消息，且具有例如 同意接收無安全(且因此無來源證明)的消息的風險，盡管其應當為 安全消息發送者工作。
發明內容
為了解決這些問題，本發明提出 一種發送與飛行器和地面基地之
間交換的確定類型信息有關的消息的方法，其特征在于以下步驟 借助于對應表確定與該確定類型關聯的安全等級； 根據具有該確定的安全等級的協議發送該消息。 如此，對于每個信息類型使用的安全等級應以靈活的方式被確
定，但借助于對應表進行組織。
本發明根據同 一觀念提出一種接收與在飛行器和地面基地之間
交換的一確定類型的信息有關的消息的方法，其特征在于以下步驟 根據具有第 一 安全等級的協議接收該消息； 在對應表中確定與該確定類型關聯的第二安全等級； 比較該第一安全等級和第二安全等級； 根據比較步驟的結果接受或者拒絕該消息。 由此驗證以與該表中規定的級兼容的安全等級進行的數據(消
息)交換的接收運行良好。
對應表例如存儲在相關設備(發送器或者接收器)的電子存儲設備中。
可以(對于接收同樣也對于發送)規定一個借助于飛行器和地面 基地之間的通信接收一個對應表的預備步驟，它能夠使與飛行器和地 面基地之間的安全等級相關的信息具有良好的一致性。
還可以(通常關于發送該表的方面)規定一個基于數據表生成所 述對應表的步驟，將至少一種消息類型關聯一個期望的安全等級。
根據一個可設想的實現方式，該數據表可以借助于飛行器和地面 基地之間的通信被接收，使得能夠對于用于某些消息類型(例如由期 望的航空公司發送者管理的)的安全等級使用這些期望值。
實際上還可以規定一個生成步驟，包括對于至少一種消息類型， 根據數據表中與該消息關聯的期望安全等級和使用的通信系統的特 性，在對應表中將一個安全等級關聯到所述消息類型。這使得可以同 時考慮前述的需求和每個設備特有的特征。
本發明同樣提出了 一種用于發送與在飛行器和地面基地之間交 換的一確定類型的信息有關的消息的設備，其特征在于借助于對應表 確定與該確定類型關聯的安全等級的裝置，根據具有該確定的安全等 級的協議發送該消息的裝置。
本發明另外提出了 一種用于接收與在飛行器和地面基地之間交 換的一確定類型的信息有關的消息的設備，其特征在于根據具有第一 安全等級的協議接收該消息的接收裝置，在對應表中確定與該確定類 型關聯的第二安全等級的確定裝置，比較該第 一安全等級和該第二安 全等級的比較裝置，與該比較裝置相連用于決定接收或者拒絕該消息 的決定裝置。
這些設備能夠體現與前面提及的關于發送和接收方法的特征相 對應的可選擇的特征。
這些設備例如可在相關飛行器上使用。
本發明的其他特征以及優勢在附圖中體現，其中 -圖l表示本發明的通常環境。
-圖2表示生成和使用符合本發明的設計的表格的方法。 -圖3表示如圖2中的方法使用的"公司，，數據表格例子。 -圖4表示如圖2中的方法使用的工作數據表格例子。 -圖5表示使用本發明的表格發送消息。 -圖6表示使用本發明的表格接收消息。
具體實施例方式
圖l表示本發明運行的通常環境。
地面基地B借助于數字形式的數據交換鏈接(即英文術語"data link")與飛行器A通信，并且該數據交換鏈接特別包含地對空鏈接 CA。
地面基地B與飛行器A之間的鏈接包含其他裝置和鏈接。例如，
圖l中舉例，地面基地B借助于地面通信網Cr與中繼站R通信(同 樣位于地面T);中繼站R通過衛星S傳送以飛行器A為目的地和來 自飛行器A的信息。
應注意中繼站R的使用是相對流暢的，因為地面基地B和飛行 器A之間的交換信息是由服務供應商負責以傳統方式通過中繼站R 以及衛星S發送的。
作為修改，應能夠準備信息在飛行器A和地面基地B之間的直 接交換。
另外，還應規定代替衛星通信而使用HF或者VHF無線電通信。 圖2表示在飛行器中使用本發明的例子。
根據該例子，在步驟E20加載一個稱為"公司，，的數據表(或者 數據集合"Airline"(航空公司))，它能夠對于飛行器和航空公司 的裝置或者成員之間的每個類型的交換消息定義航空公司期望對該 類型消息使用的安全等級。
在下面的例子中，通過對簡化的考慮，描述了一個使用兩個安全 等級的設備，即例如無安全通信協議的使用或者安全通信協議的使 用。我們提出(參見圖3例子)并且實際上可以考慮到，多個的安全 等級依靠于不同的安全通信協議的使用，這些安全等級通過在其內部 使用的密碼算法或者使用的密碼鑰的長度而相互區別。
通過在步驟E20加載數據表，將該數據表存儲在飛行器的存儲 裝置。該加載應在地面進行，例如在進行設備維護檢查時周期性地進 行，或者在每次起飛前規律性地進行。
根據可預見的變型，應能夠以接收飛行器中以及來自地面基地 (它遠程下載該"公司，，數據表)的"公司"數據表步驟代替步驟E20中 的加栽，在交換所有可能安全的消息以及生成在步驟E22考慮的并在 后面描述的工作數據表之前。
如上所述，"公司，，數據表定義公司對至少部分類型的消息期望的 安全等級，這些消息由公司所有(即命名為AOC的消息"Airline Operational Control"(航空公司航空運行控制))對于消息的每個
類型AOd， AOC2， AOC3， AOC4 (典型地被標志和副標志標出-通 常被命名為"標記，，以及"副標記，，)，"公司，，數據表給出期望的安全等 級顯示在圖3中。
應注意，"公司"數據表不能被直接用于以下指出的通信中，它可 以是不同類型設備(適于在后面E22步驟中使用的每個設備)公用的
一個部分并且它不必須具有對于通信設備路由器工作的數據的證明 級。
事實上，飛行器路由器使用的工作數據表在E22步驟根據"公司，， 數據表和飛行器中展示的其他信息生成，這些信息例如是由飛行器通 信設備處理的消息類型列表以及該設備可使用的安全等級。
因此，對于每個類型的消息(如前面通過標志以及副標志標識 的)，使用"公司，，數據表確定是否存在涉及到的消息類型和對于該類 型消息使用的安全等級，并且在工作數據表中存儲該信息，因此構成 在消息類型和為交換該類型消息采用的安全等級之間的對應表。
可設想的消息類型通常可分類為兩個主要集合關于航空交通控 制的消息或者ATC ("Air Traffic Control")以及已描迷的并且命名 為AOC的航空公司運行消息。
在此提出下面對于可設想的不同消息類型賦予安全等級
-如果消息類型(被標志和副標志、或者"標記，，和"副標記"標識) 涉及ATC消息，那么在工作數據表中對該類型的消息(即例如對標 志和副標志)關聯對于ATC消息的默認安全等級(例如對應于與一 個安全協議)；
-如果消息類型涉及AOC消息，應在"公司"數據表內搜索是否對 于這種類型消息已經定義了期望的安全等級，并且另外確定是否該期 望的安全等級能夠借助于飛行器通信設備實施。
在AOC消息情況下，如果"公司，，數據表為一個特殊類型信息給 予飛行器通信設備可實現的安全等級，應將與該相關消息類型(即標 記該消息類型的標志和副標志)相對照的該安全等級記錄在工作數據 表中。
如果情況相反，相關消息類型在"公司，，數據表中未出現或者根據 "公司，，數據表給出的期望安全等級在飛行器通信設備中不能實現，應 在工作數據表中為該消息類型關聯一個默認的安全等級。
這種方案還可以在需要時在"公司，，數據表中僅存儲與除默認安 全等級以外的一個安全等級相關聯的類型消息。
重新以圖3中的"公司，，數據表為例，可以得到在圖4中表示的僅 使用AOd，AOC3和AOC4信息的飛行器中的工作數據表，并且通信 設備僅在安全等級為0和1時運行。
在圖4表示的工作數據表中，將默認安全等級l賦予消息ATd 和ATC2。另外為AOCl和AOC4類型消息關聯了與"公司"數據表一 致的安全等級(分別為0和1)，因為這些安全等級在該表中被定義 并且可通過飛行器通信設備實現。最后，為AOC3類型消息關聯默認 安全等級1，飛行器通信設備不允許在由"公司，，數據表中定義的期望 安全等級2運行。
根據這里設想的第一實施方式，在所有可能安全交換以前，進行 步驟E24發送工作數據表給地面基地。
工作數據表的傳送能夠使在地面基地通信設備了解對于每種消 息類型飛行器采用的安全等級，如下所述這能夠保證飛行器和地面基 地之間的協調交換。
當地面基地通信設備已接收并且存儲工作數據表時，該設備通過 發送肯定響應來通知對方該表已收到，飛行器接收該肯定響應(步驟 E26期間)決定步驟E28在需要時安全交換的開始。
當地面基地和飛行器之間信息(或消息)交換接下來發送指令(圖 5步驟E50)時，發送設備(作為飛行器通信設備或者地面基地通信 設備)查詢(步驟E52 )工作數據表，得益于前述步驟E24交換該表， 兩個設備共用該表，并且根據該類型確定要發送的消息適用的安全等 級。
在圖4例子中，當一個通信設備要求發送AOC3類型的消息時， 數據表的讀數指出消息應以安全等級1發送。
于是發送器設備借助于具有所需安全等級的通信協議發送消息，
如步驟E54所示。
應注意還設想在變型中僅在工作數據表中儲存與不同于默認安 全等級的一個安全等級相關聯的消息類型(這減小該表的大小)。發 送時，應發送與表中默認等級不相對應的消息。
應注意，接收設備(作為地面基地通信設備或者飛行器通信設備) 知道與其接收的信息關聯的安全等級，因為它存儲工作數據表。
對接收的消息安全等級的了解不僅僅能夠簡化根據合適的協議 對接收的消息的處理(這可以通過其他方法實現，如在消息中包含定 義安全等級的標題)，而且可以僅考慮通過具有與包含在工作數據表 中的該類型消息相關聯的安全等級的協議傳送的消息。
例如可以拒絕通過具有不同于在工作數據表中規定的安全等級 的安全等級的協議傳送的消息。
對此，例如進行以下接收步驟，如圖7所示
-根據具有一給定安全等級的協議接收消息(圖6中步驟E60);
-在工作數據表中讀取對于接收的消息類型的消息規定的安全等 級(步驟E62 );
-比較用于接收的協議安全等級和預設安全等級(步驟E64);
-僅在前一步驟中相等的情況下接收消息(步驟E66)，并且在 其他情況下拒絕消息(步驟E68)。
在變型中，可以只拒絕其安全等級低于工作數據表中指出的安全 等級的消息。
根據對于前述實現方式的一個設想的變型，可以刪除工作數據表 的交換步驟(上述步驟E24),這需要工作數據表預先存在于與飛行 器可能通信的每個實體內，例如通過廣播該表(這至少需要按照設備 類型存儲一個表)或者根據參照步驟E22所述類型的協議在每個實體 處生成等級表(這意味著在每個實體內了解不同類型飛行器的特性)。
上述例子和變型僅僅是構成實施本發明的可能的實施方式。
權利要求
1. 一種發送與在飛行器(A)和地面基地(B)之間交換的一確定類型的信息有關的消息的方法，其特征在于以下步驟借助于對應表確定(E52)與所述確定類型關聯的安全等級；根據具有所述確定的安全等級的協議發送(E54)所述消息。
2. —種接收與在飛行器(A)和地面基地(B)之間交換的一 確定類型的信息有關的消息的方法，其特征在于以下步驟根據具有第一安全等級的協議接收所述消息(E60); 在對應表中確定(E62)與所迷確定類型關聯的第二安全等級； 比較(E64)所述第一安全等級和所述第二安全等級； 根據比較步驟的結果接受(E66)或者拒絕(E68)所述消息。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述對應表存 儲在電子存儲設備中。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于借助 于航空器和地面基地之間的通信接收(E24 )所述對應表的預備步驟。
5. 根據權利要求1至3中任一項所迷的方法，其特征在于基于 數據表生成(E22)所述對應表的步驟，將一個期望的安全等級關聯 到至少一種消息類型上。
6. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于借助于飛行器和地 面基地之間的通信接收所迷數據表的步驟。
7. 根據權利要求5或6所述的方法，其特征在于生成步驟(E22 ) 包括對于至少 一種消息類型，根據所迷數據表中與該消息關聯的期望 安全等級和使用的通信系統的特性，在所述對應表中將一個安全等級 關聯到所述消息類型。
8. —種用于發送與在飛行器(A )和地面基地(B )之間交換 的一確定類型的信息有關的消息的設備，其特征在于借助于對應表確定與所述確定類型關聯的安全等級的確定裝置； 根據具有所述確定的安全等級的協議發送所述消息的發送裝置。
9. 一種用于接收與在飛行器(A )和地面基地(B )之間交換 的一確定類型的信息有關的消息的設備，其特征在于根據具有第一安全等級的協議接收所述消息的接收裝置； 在對應表中確定與所述確定類型關聯的第二安全等級的確定裝置；比較所述第 一安全等級和所述第二安全等級的比較裝置； 與所述比較裝置相連用于決定接受或者拒絕所述消息的決定裝置。
10. 根據權利要求8或9所述的設備，其特征在于所迷對應表存 儲在電子存儲設備中。
11. 根據權利要求8至10中任一項所述的設備，其特征在于飛 行器和地面基地之間的通信裝置適于接收所述對應表。
12. 根據權利要求8至10中任一項所述的設備，其特征在于基 于一個數據表生成所述對應表的生成裝置，將一個期望安全等級關聯 到至少一個消息類型上。
13. 根據權利要求12所述的設備，其特征在于飛行器和地面基 地之間的通信裝置適于接收所述數據表。
14. 根據權利要求12或13所述的設備，其特征在于所述生成裝 置包括對于至少一種消息類型，根據所述數據表中與該消息關聯的期 望安全等級和使用的通信系統的特性，在所述對應表中將一個安全等 級關聯到所述消息類型的裝置。
15. —種飛行器，其特征在于包括根據權利要求8至14中任一 項所述的設備。
全文摘要
本發明涉及一種發送與在飛行器(A)和地面基地(B)之間交換的一確定類型的信息有關的消息的方法，該方法包括以下步驟借助于對應表確定(E52)與所述確定類型關聯的安全等級；根據具有所述確定的安全等級的協議發送(E54)所述消息。同時提出關聯的接收方法以及對應的設備。特別是在飛行器上的應用。
文檔編號H04L12/22GK101395847SQ200780007962
公開日2009年3月25日 申請日期2007年3月7日 優先權日2006年3月8日
發明者A·勒克萊爾, C·科勒-莫萊克 申請人:空中客車法國公司