Brevet FR3045267A1 — publié le 20170616

La présente invention concerne un procédé et dispositif pour avertir de l'imminence, du début et de la fin de l'exécution par un système de communications par satellite d'un aéronef d'un handover satellite entre un premier et un second satellites. Lorsqu'un avion se trouve en dehors de toute couverture UHF ou VHF, il communique avec le sol, aussi bien pour la voix que pour les données, par l'intermédiaire de satellites. Actuellement, la majeure partie des communications aéronautiques qui utilisent les liaisons par satellites est effectuée au moyen de satellites géostationnaires à une altitude de 35786 km ou de satellites en orbite terrestre basse (LEO = Low Earth Orbit) à une altitude inférieure à 2000 km. Ces satellites peuvent par exemple être des satellites INMARSAT-4 dont la constellation est formée de 3 satellites permettant de couvrir la quasi-totalité du globe, à l'exception des régions polaires. A la Fig. 1, on a représenté un système global de communications par satellites utilisant deux satellites 1 et 2 dont on voit les zones de couverture respectives Z1 et Z2 qui se chevauchent légèrement en une zone Z12. Les satellites 1 et 2 sont en liaison radiofréquence avec des stations au sol 3 et 4, elles-mêmes en liaison, via un réseau au sol 5, avec une station de télécommunications 6. On a également représenté un avion 7 qui vole d'abord sous la couverture de la zone Z1, puis sous la couverture de la zone Z12 intersection des zones de couverture Z1 et Z2 et, ensuite, sous la couverture de la zone Z2. Alors qu'il est sous la couverture de la zone Z1, son système de communications par satellite est en liaison avec le satellite 1 et peut donc ainsi rentrer en communication avec lui (n'étant pas par ailleurs sous la couverture de la zone Z2, il ne peut pas communiquer avec le satellite 2) et ainsi, via la station 3 et le réseau 5, avec la station au sol de télécommunications 6. Alors qu'il se rapproche de la zone 2, son système de communications reçoit les signaux radiofréquences du satellite 1 de plus en plus dégradés et commence à recevoir les signaux radiofréquences du satellite 2. Puis, alors qu'il se trouve sous la couverture de la zone Z12 intersection des deux zones Z1 et Z2, son système de communications interrompt temporairement les services de communication, aussi bien vocaux que données, le temps de repositionner son antenne afin de recevoir le satellite 2 et de mettre en oeuvre la procédure d'initialisation des services de communications qui avaient été interrompus avec le satellite 1. Alors que l'avion 7 se trouve maintenant sous la couverture de la zone Z2, son système de communications par 3045267 2 satellite est en liaison avec le satellite 2 avec lequel il peut entrer en communication et profiter de ses services de communications, et ainsi de nouveau, via la station 4 et le réseau 5, avec la station de télécommunications 6. L'ensemble de ce processus de transfert des services de communication d'un satellite, tel que le satellite 1, à un autre 5 satellite, tel que le satellite 2, est nommé "handover satellite". Le problème que cherche à résoudre la présente invention est celui de l'interruption temporaire pendant le processus d'handover satellite puisque certaines procédures opérationnelles imposent que les services de communication avec le sol aussi bien vocaux que données, par exemple avec la station de télécommunications 6, 10 soient disponibles durant toutes leurs durées. Pour ce faire, la présente invention concerne un procédé pour avertir l'équipage d'un aéronef de l'imminence de la mise en oeuvre par son système de télécommunications par satellite d'un processus de handover satellite. Selon l'invention, ledit procédé d'avertissement comporte les étapes suivantes : 15 - une étape d'estimation de la date du déclenchement dudit processus de handover satellite, - une étape d'avertissement du déclenchement dudit processus de handover satellite, - une étape de vérification que l'exécution dudit processus de handover satellite 20 est terminée, et - une étape d'avertissement de la fin dudit processus de handover satellite. Ainsi, l'équipage est ainsi prévenu du déclenchement du processus de handover satellite et donc de la perte des communications qui se produira lors du transfert des services de communications d'un satellite à un autre. Cela lui permettra, d'une part, 25 d'anticiper cette perte de communications et, d'autre part, de savoir quand il pourra profiter des services du nouveau satellite. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi 30 lesquels : La Fig. 1 illustrant un processus de handover satellite mis en oeuvre par un système global de communications par satellites et un aéronef, 3045267 3 La Fig. 2 est une vue d'un système de télécommunications par satellite d'un aéronef comprenant un système d'avertissement destiné à mettre en oeuvre un procédé d'avertissement selon la présente invention, La Fig. 3 est un diagramme illustrant les étapes d'un procédé d'avertissement 5 selon un premier mode de réalisation de la présente invention, La Fig. 4 est un diagramme illustrant les étapes d'un procédé d'avertissement selon un second mode de réalisation de la présente invention, et La Fig. 5 est une vue synoptique d'un système d'avertissement selon l'invention implémenté sous la forme d'un système informatique. 10 La Fig. 2 représente un système de télécommunications par satellite d'un aéronef adapté pour mettre en oeuvre un procédé d'avertissement selon la présente invention. Ce système de télécommunications comprend un appareil de télécommunications par satellite 10 avec son antenne 11 (tel qu'un appareil de télécommunications du type SATCOM) et une unité de gestion audio 20 à laquelle est relié au moins un casque 15 audio 21 (classiquement via au moins un panneau de gestion radio, non représenté) et un dispositif d'alarme 22. Les communications reçues par l'appareil de télécommunications 10 via son antenne 11 sont ainsi transmises à l'unité de gestion audio 20 et, s'il s'agit de communications audio, au casque audio 21 et, réciproquement, les communications audio du casque audio 21 sont transmises, via 20 l'unité de gestion audio 20, par l'appareil de télécommunications 10 et son antenne 11. Il comporte encore une base de données satellite 30 dite aussi table ORT (Owner's Requirement Table) destinée à délivrer des informations Ic relatives à l'identification, aux caractéristiques radio, aux canaux audio et de données et aux services délivrés par les satellites ou constellations de satellites utilisés par l'aéronef 25 considéré pour ses communications. Dans certains modes de réalisation, cette base de données 30 peut être incluse dans l'appareil de télécommunications 10. Cette base de données 30 fournit ces informations Ic à l'appareil de télécommunications 10. Il comporte encore une unité de navigation 40 (classiquement appelée ADIRS acronyme de Air Data Inertial Reference Unit : unité de données-air de référence 30 inertielle) destinée à délivrer des données Ref relatives à la vitesse, l'altitude et aux référents inertiels de l'aéronef considéré. Ces données Ref sont délivrées à l'appareil de télécommunications 10 afin qu'il puisse piloter l'orientation de son antenne 11 vers le satellite avec lequel il est actuellement en liaison ou le satellite avec lequel il souhaite être en liaison. 3045267 4 Il comporte encore une unité d'alarme de vol 50 (classiquement appelée FWS acronyme de Flight Warning System : système d'alarme de vol) qui délivre des messages d'alarme à l'unité de gestion audio 20, notamment à destination du ou des casques audio 21 ou du dispositif d'alarme 22. 5 Les équipements du système de télécommunications qui viennent d'être décrits sont des équipements classiques d'un aéronef. On notera cependant que l'unité de navigation 40 et l'unité d'alarme de vol 50 ne sont pas propres à un système de télécommunications d'un aéronef et remplissent dans un tel aéronef d'autres fonctions que celles qui sont liées à ce système de télécommunications. 10 Selon la présente invention, un système de télécommunications mettant en oeuvre la présente invention comporte en outre une unité d'avertissement 60 qui comprend une unité d'estimation 61 prévue pour estimer la date d'imminence de mise en oeuvre d'un prochain processus d'handover satellite et une unité d'estimation 62 prévue pour estimer les dates de début et de fin de mise en oeuvre d'un processus 15 handover satellite. Pour ce faire, l'unité d'estimation 61 reçoit de la base de données 30 des informations Imap relatives à des cartes de couverture des satellites dont l'aéronef considéré est à même de survoler les zones de couverture respectives et de l'unité de navigation 40 les données Ref relatives à la position de l'aéronef, sa vitesse, etc. Elle reçoit également de l'appareil de télécommunication 10, les informations Id relatives 20 aux identifications des satellites dont l'aéronef considéré est à même de survoler les zones de couverture respectives. Quant à l'unité d'estimation 62, elle reçoit de la base de données 30 les informations Ic relatives aux différents satellites avec lequel l'appareil de télécommunications 10 est susceptible d'être en liaison et, de l'appareil de télécommunications 10 lui-même, une indication Iserv des services disponibles pour 25 chacun des satellites avec lequel l'appareil de télécommunications 10 est susceptible d'être en liaison ainsi que des informations Iq relatives de la qualité des signaux reçus de ces satellites. Les messages d'avertissement délivrés par l'unité d'avertissement 60 sont fournis à l'unité d'alarme de vol 50, puis sous forme audio, à l'unité de gestion audio 20 pour 30 avertir l'équipage de l'aéronef, par exemple au moyen du casque audio 21 ou du dispositif d'alarme 22 et/ou, sous forme d'affichage d'un message approprié. L'unité d'avertissement 60 met en oeuvre un procédé d'avertissement qui, dans un premier mode de réalisation, est maintenant décrit en relation avec la Fig. 3. 3045267 5 Un procédé d'avertissement selon la présente invention représenté à la Fig. 3 comprend essentiellement une étape El d'estimation de la date du déclenchement d'un processus de handover satellite entre un premier satellite, tel que le satellite 1 de la Fig. 1, et un second satellite, tel que le satellite 2 de la Fig. 1, suivie d'une étape E2 5 d'avertissement du déclenchement du handover à l'opérateur de l'aéronef considéré. Il comprend encore une étape E3 de vérification de l'exécution dudit processus de handover satellite et de la disponibilité des services de communication avec le second satellite, tel que le satellite 2 de la Fig. 1, suivie d'une étape E4 d'avertissement de l'exécution dudit processus de handover satellite à l'opérateur de l'aéronef 10 L'étape El d'estimation de la date du déclenchement du processus de handover peut comprendre les étapes successives suivantes : - une étape Ell de détection de la dégradation de la qualité du signal reçu par l'appareil de télécommunications 10 de la part du satellite avec lequel il est en liaison (satellite 1) lorsque l'évolution de cette qualité sur une période de temps prédéterminée 15 répond à un critère décisionnel donné. L'appréciation de la qualité du signal reçu est faite sur la base d'informations de qualité Iq reçues de l'appareil de télécommunications 10 de l'aéronef. Ces informations de qualité Iq peuvent être relatives au taux d'erreurs de bit (BER : Bit Error Rate) ou au taux de perte de signal (LOS : Loss Of Signal), ou autres. Une dégradation de qualité sera détectée lorsque la 20 qualité du signal reçu issue de ces informations de qualité Iq aura une valeur inférieure à une valeur seuil prédéterminée pendant un temps prédéterminé. Par exemple si la qualité du signal reçu est donnée par le taux d'erreurs de bit ou le taux de perte de signal, une dégradation de qualité sera détectée lorsque le taux d'erreurs de bit ou le taux de perte de signal est supérieur à une valeur seuil donnée. Si une telle dégradation 25 n'est pas détectée, l'étape Ell de détection est recommencée. - une étape E12 de détection, sur la base des informations de qualité Iq reçues de l'appareil de télécommunications 10, d'un autre satellite duquel l'appareil de télécommunications 10 reçoit un signal radiofréquence avec une qualité supérieure sur une période de temps prédéterminée à la qualité de réception du satellite avec lequel 30 ledit appareil de télécommunications 10 est actuellement en liaison. Si un autre satellite n'est pas détecté, l'étape Ell précédente est de nouveau mise en oeuvre. - une étape E13 de vérification que l'autre satellite précédemment détecté offre un service au moins égal au service offert par le satellite avec lequel l'appareil de télécommunications 10 est encore en liaison. Cette étape de détection peut être basée 3045267 6 sur des informations Iserv locales détenues par l'appareil de télécommunications 10 et par des informations Ic provenant de la base de données 30, par exemple dans des tables dites ORT, relatives aux services qu'offrent chacun des satellites et, éventuellement, sur des informations de mise à jour délivrées par le satellite détecté et 5 reçues par l'appareil de télécommunications 10. Si l'autre satellite n'offre pas les services escomptés, l'étape Ell est de nouveau mise en oeuvre. L'étape E3 de vérification de l'exécution du handover peut comprendre les étapes suivantes : - une étape E31 de vérification, sur la base d'informations Ih transmises par 10 l'appareil de télécommunications 10 relatives au lancement d'un processus de handover, que le processus de handover satellite a été initié par ledit appareil de télécommunications, et - une étape E32 de vérification que la liaison entre l'appareil de télécommunications 10 et le nouveau satellite est établie et que l'appareil de 15 télécommunications peut bénéficier des services escomptés. Cette étape E32 peut être réalisée sur la base des informations de service Iserv et éventuellement sur la base de signaux transmis par l'appareil de télécommunications 10 relatifs à la fin du processus de handover. Le procédé d'avertissement représenté à la Fig. 4 est une variante de réalisation 20 du procédé d'avertissement décrit ci-dessus en relation avec la Fig. 3 qui comprend, en plus des étapes déjà décrites en relation avec la Fig. 3 (ces étapes portent les mêmes références qu'à la Fig. 3), une étape E5 d'estimation de l'imminence de déclenchement d'un processus de handover satellite suivie d'une étape E6 d'avertissement de l'imminence du déclenchement d'un processus de handover satellite. 25 L'étape d'estimation E5 peut comprendre une étape E51 d'estimation de la date d'arrivée de l'aéronef à la limite géographique de la zone de couverture du satellite avec lequel son appareil de télécommunications 10 est en liaison. Cette estimation est faite à partir d'informations de cartographie Imap détenues par la base de données 30, par exemple des tables dites ORT, concernant l'étendue de la zone de couverture du 30 satellite avec lequel ledit appareil de télécommunications est en liaison, d'informations Id relatives à l'identification des différents satellites accessibles, et d'informations Ref délivrées par une unité de navigation 40 de l'aéronef fournissant des données concernant la vitesse, l'altitude et les référents inertiels de l'aéronef en question, système appelé ADIRS, acronymes en anglais de Air Data Inertial Reference System. 3045267 7 L'étape d'estimation E5 comporte encore une étape E52 d'estimation de l'imminence de déclenchement d'un processus de handover qui consiste à comparer la durée entre la date d'arrivée estimée à l'étape précédente et la date présente à une durée prédéterminée et à considérer l'imminence de déclenchement d'un processus de 5 handover lorsque cette durée devient inférieure à la durée prédéterminée. Tant que cette durée prédéterminée n'est pas atteinte, l'étape E51 d'estimation de date d'arrivée est mise en oeuvre. L'étape E6 d'avertissement de l'imminence du déclenchement d'un processus de handover est concomitante à l'étape d'estimation de l'imminence E5. 10 On comprendra que pour la mise en oeuvre du procédé décrit en relation avec la Fig. 3, l'unité d'avertissement 60 représenté à la Fig. 2 ne comporte pas d'unité d'estimation 61 et ne comporte donc que l'unité d'estimation 62. Ainsi donc, l'unité d'avertissement 60 est adaptée à mettre en oeuvre le procédé d'avertissement décrit en relation avec la Fig. 4. 15 Dans un autre mode de réalisation (non représenté), l'étape El d'estimation de la date du déclenchement du processus de handover telle qu'elle est l'objet de la Fig. 3 pourrait être remplacée par une étape d'estimation de l'imminence de déclenchement d'un processus de handover satellite identique à l'étape E5 objet du mode de réalisation de la Fig. 4 suivie d'une étape E6 d'avertissement de l'imminence du 20 déclenchement d'un processus de handover satellite en remplacement de l'étape E2. Dans un exemple de réalisation représenté à la Fig. 5, l'unité d'avertissement 60 est implémenté sous forme d'un système informatique 600 qui comporte essentiellement une unité de traitement 601 et une mémoire 602 dans laquelle sont enregistrés non seulement des données relatives au traitement effectué par l'unité de 25 traitement 601, soit sous forme définitive, soit sous forme temporaire, mais aussi des codes d'instructions de programmes afin que l'unité de traitement 601 exécute lesdites instructions et, in fine, mette en oeuvre le procédé d'avertissement selon la présente invention. Ce système informatique comprend encore un port 603 pour recevoir et transmettre des données sur un réseau de type AFDX (acronyme de Avionics Full 30 DupleX swithched ethernet : Ethernet commuté et full duplex pour avion) auquel sont reliés l'unité d'alarme de vol 50, l'unité de navigation 40 et l'appareil de télécommunications 10, ainsi que, dans certains modes de réalisation, la base de données 30 (voir Fig. 2). 3045267 8 Ainsi, la présente invention concerne également un programme d'ordinateur chargé dans la mémoire 602 du système informatique 600 comprenant des codes d'instructions, lesdites instructions, lorsqu'elles sont exécutées par l'unité de traitement 601 du système informatique 600, mettent en oeuvre un procédé d'avertissement selon 5 la présente invention. REVENDICATIONS1) Procédé pour avertir l'équipage d'un aéronef de la mise en oeuvre par son système de télécommunications par satellite d'un processus de handover satellite, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - une étape (El) d'estimation de la date du déclenchement dudit processus de handover satellite, - une étape (E2) d'avertissement du déclenchement dudit processus de handover satellite, - une étape (E3) de vérification que l'exécution dudit processus de handover satellite est terminée, et - une étape (E4) d'avertissement de la fin dudit processus de handover satellite. 2) Procédé d'avertissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape (El) d'estimation de la date du déclenchement dudit processus de handover satellite comprend les étapes successives suivantes : - une étape (E11) de détection de la dégradation de la qualité du signal reçu du satellite avec lequel ledit système de télécommunication est en liaison, - une étape (E12) de détection d'un autre satellite duquel ledit système de télécommunications reçoit un signal radiofréquence avec une qualité supérieure sur une période de temps prédéterminée à la qualité de réception du satellite avec lequel ledit système de télécommunications est actuellement en liaison, et - une étape (E13) de vérification que l'autre satellite précédemment détecté offre un service au moins égal au service offert par le satellite avec lequel ledit système de télécommunications est actuellement en liaison. 3) Procédé d'avertissement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite étape (E3) de vérification de l'exécution du handover satellite comprend les étapes successives suivantes : - une étape (E31) de vérification qu'un processus de handover a été initié par ledit système de télécommunications, et - une étape (E32) de vérification que la liaison entre ledit système de télécommunications et un nouveau satellite est établie et qu'ainsi ledit système de télécommunications peut bénéficier des services escomptés. 3045267 10 4) Procédé d'avertissement selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape (E5) d'estimation de l'imminence de déclenchement d'un processus de handover suivie d'une étape (E6) d'avertissement de l'imminence du 5 déclenchement d'un processus de handover. 5) Procédé d'avertissement selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite étape d'estimation (E5) comprend : - une étape (E51) d'estimation de la date d'arrivée de l'aéronef à la limite 10 géographique de la zone de couverture du satellite avec lequel son système de télécommunications est en liaison, et - une étape (E52) d'estimation de l'imminence de déclenchement d'un processus de handover qui consiste à comparer la durée entre la date d'arrivée estimée à l'étape précédente et la date présente à une durée prédéterminée et à considérer l'imminence 15 de déclenchement d'un processus de handover lorsque cette durée devient inférieure à la durée prédéterminée. 6) Dispositif d'avertissement pour avertir l'équipage d'un aéronef de la mise en oeuvre par son système de télécommunications par satellite d'un processus de 20 handover satellite, ledit dispositif d'avertissement comprenant une unité d'estimation (62) prévue pour estimer les dates de début et de fin de mise en oeuvre d'un processus handover satellite et pour délivrer des messages de début et de fin de mise en oeuvre dudit processus handover satellite, ladite unité mettant en oeuvre les étapes du procédé d'avertissement selon une des revendications 1 à 3. 25 7) Dispositif d'avertissement selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une unité d'estimation (61) pour estimer la date d'imminence de mise en oeuvre d'un prochain processus de handover satellite et pour délivrer une message de l'imminence de mise en oeuvre d'un prochain processus de handover satellite, ladite 30 unité mettant en oeuvre les étapes du procédé d'avertissement objet de la revendication 4 ou 5. 8) Programme d'ordinateur chargé dans une mémoire d'un système informatique sous forme de codes d'instructions, lesdites instructions, lorsqu'elles sont exécutées 3045267 11 par une unité de traitement dudit système informatique, mettant en oeuvre un procédé d'avertissement selon une des revendications 1 à 5.