СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
RADIO COMMUNICATION SYSTEM FOR AIRCRAFT

Настоящее изобретение относится к системе радиосвязи для летательного аппарата, в частности для транспортного самолета.
Эта система радиосвязи предназначена для радиосвязи (типа земля/воздух и/или типа воздух/воздух) из кабины летательного аппарата. Известно, что средство радиосвязи кабины летательного аппарата, как правило, поделено на множество отдельных блоков типа LRU (быстросменные блоки).
Известно, что требования к средству связи земля/воздух и воздух/воздух быстро увеличиваются. Насыщение спектра радиосвязи означает, что должно быть разработано новое радиочастотное средство. Более того, помимо речевой связи, мы также наблюдаем рост потребности в передаче данных на все больших скоростях. К этому могут быть добавлены требования доступности и резервирования таких средств радиосвязи, которые становятся все более и более жесткими. Обычные стандарты требуют, в частности, сегрегации источников электропитания между различными средствами радиосвязи, а также требуют того, чтобы, по меньшей мере, одно средство радиосвязи всегда оставалось активным при любых обстоятельствах. Когда ограничения на диапазон использования радиоволн добавлены, эти требования означают, что на борту должно быть несколько систем одного типа, чтобы обеспечить резервирование. Несмотря на это, по-прежнему существует риск того, что экипаж летательного аппарата останется без доступного средства радиосвязи на борту в случае отказа данных средств радиосвязи в полете в результате повреждения электрической цепи.
Следовательно, все данные требования влекут за собой значительное увеличение числа бортовых устройств. Это представляет множество недостатков, в частности, приводя к повышению:
- веса,
- выделенного пространства,
- потребления электроэнергии,
- требований по вентиляции,
- интерфейсов, чтобы управлять устройствами в кабине, и
- сложности задач по техническому обслуживанию.
Настоящее изобретение относится к системе радиосвязи для летательного аппарата, которая предоставляет способ устранения вышеуказанных недостатков.
С этой целью согласно изобретению вышеупомянутая система радиосвязи отличается тем, что она содержит, по меньшей мере, один и не более двух блоков радиосвязи, интегрированных каждый раз в соответствующей одной стойке, и тем, что каждый из вышеупомянутых блоков радиосвязи содержит:
- набор средств радиосвязи кабины летательного аппарата, которые предназначены для передачи речи и передачи цифровых данных, причем каждое из упомянутых средств радиосвязи содержит средство радиочастотного интерфейса и может быть использовано в режиме передачи и приема;
- средство обработки сигналов, которое ассоциативно связано с упомянутым средством радиочастотного интерфейса; и
- основной интерфейсный модуль, который является уникальным и который сконструирован таким образом, чтобы управлять обработкой интерфейсов всех упомянутых средств радиосвязи посредством управления получением и отправкой сигналов, по меньшей мере, в одно устройство, внешнее к упомянутой системе радиосвязи.
Таким образом благодаря изобретению все средства радиосвязи кабины интегрированы в одной стойке, которая также включает в себя, в частности, один основной интерфейсный модуль. Как следствие, посредством упрощения установки (как задано ниже) и посредством интеграции, в частности, всех функций радиосвязи в одной стойке безопасность и надежность системы радиосвязи повышается. Как также указано ниже, тем самым получаются преимущества в отношении размера, веса, потребления электроэнергии, технического обслуживания и возможностей обновления оборудования.
Преимущественно упомянутый набор средств радиосвязи содержит:
- по меньшей мере, одно средство радиосвязи очень высокой частоты;
- по меньшей мере, одно средство радиосвязи высокой частоты и
- по меньшей мере, одно средство спутниковой радиосвязи.
В первом варианте осуществления упомянутая система радиосвязи содержит один блок радиосвязи (вышеупомянутого типа), который взаимодействует с существующими антенными системами и который включает в себя те же интерфейсы с оборудованием летательного аппарата, что и обычные системы радиосвязи. В этом случае функции интегрированы в упомянутый основой интерфейсный модуль, который управляет обработкой интерфейсов между средством радиосвязи и оборудованием летательного аппарата, которое является внешним к упомянутой системе радиосвязи.
Более того, во втором варианте осуществления упомянутая система радиосвязи содержит два отдельных блока радиосвязи, которые интегрированы в упомянутой одной стойке. Это дает возможность повысить безопасность и надежность системы радиосвязи согласно изобретению.
В этом втором варианте осуществления система радиосвязи включает в себя, в первой разновидности варианта осуществления, дублированные соединения между аналогичными элементами упомянутых двух блоков радиосвязи. Эта первая разновидность варианта осуществления является особенно простой, но, тем не менее, он представляет определенные недостатки (больше кабелей должно быть установлено и соединений должно администрироваться, повышенная чувствительность к потерям на линии, повышенная чувствительность к помехам).
Таким образом, чтобы преодолеть эти недостатки, упомянутая система радиосвязи содержит, во второй разновидности варианта осуществления, вспомогательный интерфейсный блок (предпочтительно включающий в себя два взаимодействующих модуля, соответственно, установленных в двух блоках радиосвязи), который сконструирован таким образом, чтобы создавать интерфейс между двумя блоками радиосвязи посредством обеспечения передачи информации между этими двумя блоками радиосвязи. В этой второй разновидности варианта осуществления число соединений, которые должны быть сделаны, и протяженность этих соединений значительно меньше, чем для вышеупомянутой первой разновидности варианта осуществления, что является способом устранения вышеупомянутых проблем установки. Более того, эта вторая разновидность варианта осуществления обеспечивает, к примеру, оборудование, которое подключено к первому из упомянутых блоков радиосвязи, чтобы использовать антенну, которая подключена ко второму блоку радиосвязи, и наоборот, что повышает гибкость использования ресурсов, доступных в обычных случаях, и в случае отказа предлагает больше того, что требуется нормативами.
Кроме того, в конкретном варианте осуществления (в равной степени применимом к вышеупомянутому первому варианту осуществления и вышеупомянутому второму варианту осуществления) упомянутое средство обработки сигналов (блока радиосвязи) формирует часть одного модуля обработки сигналов, который является общим для упомянутого набора средств радиосвязи упомянутого блока радиосвязи. Этот модуль обработки сигналов сконструирован таким образом, чтобы обеспечивать параллельную обработку множества различных сигналов. Это повышает доступность ресурсов и устойчивость системы радиосвязи к отказам. Следует отметить, что модуль обработки сигналов может обрабатывать несколько сигналов одновременно, а именно сигналы из собственных интерфейсов и сигналы из другого блока радиосвязи. Таким образом, например, отказ процессора в модуле не прекращает обработку сигналов, поскольку упомянутые сигналы могут быть обработаны посредством других процессоров блока радиосвязи или посредством другого блока радиосвязи.
В этом случае средство радиочастотного интерфейса другого средства радиосвязи сконструировано таким образом, чтобы преобразовывать принимаемый радиосигнал в стандартный сигнал с одинаковыми характеристиками вне зависимости от средства радиосвязи. Этот стандартный сигнал затем обрабатывается в упомянутом одном модуле обработки сигналов.
Более того, в конкретном варианте осуществления (применимом ко всем вышеупомянутым вариантам осуществления) упомянутая система радиосвязи также включает в себя внутреннее средство обработки отказов, которое выполняет автоматическое переконфигурирование упомянутой системы радиосвязи при внутреннем отказе, с тем чтобы последняя сохранила максимальное число функций.
Настоящее изобретение также относится к устройству радиосвязи, содержащему:
- антенную систему;
- систему радиосвязи и
- набор соединенных устройств.
Согласно изобретению это устройство радиосвязи отличается тем, что упомянутая система радиосвязи является такой же, как указано выше.
Следует отметить, что интеграция (указанная выше и находящаяся в соответствии с изобретением) устройств радиосвязи предоставляет способ, в частности, получения следующих преимуществ:
- снижение в объеме более чем на 30% в отношении электронного оборудования;
- уменьшение веса более чем на 30%;
- уменьшение потребления энергии более чем на 25%;
- повышенная доступность средства радиосвязи, поскольку общие ресурсы могут быть выделены в каждый момент времени требуемому средству радиосвязи;
- более высокая надежность в сравнении со стандартной архитектурой системы радиосвязи (содержащей множество средств радиосвязи и ассоциативно связанных модулей, которые являются независимыми друг от друга); и
- более простое техническое обслуживание, поскольку теоретически одна и та же технология используется, исходящая от одного и того же поставщика, для всех средств радиосвязи.
Более того, с помощью системы радиосвязи согласно изобретению пользователь сохраняет те же возможности одновременной связи, что и в стандартной системе радиосвязи, без дополнительных ограничений по передаче и приему.
Чертежи прилагаемого графического материала должны четко показать, как может быть реализовано изобретение. На этих чертежах идентичные ссылки обозначают похожие элементы.
Фиг. 1-5 - это блок-схемы множества различных вариантов осуществления устройства радиосвязи согласно изобретению.
Устройство D1-D5 радиосвязи согласно изобретению, представленное на фиг. 1-5, предназначено для радиосвязи типа земля/воздух и/или типа воздух/воздух из кабины летательного аппарата, в частности транспортного самолета.
Обычно такое устройство D1-D5 радиосвязи, которое находится на борту летательного аппарата, содержит:
- по меньшей мере, одну стандартную антенную систему 1;
- системы S1-S5 радиосвязи и
- по меньшей мере, один набор 2 соединенных устройств обычного типа, в частности систем летательного аппарата.
Согласно изобретению упомянутая система S1-S5 радиосвязи содержит, по меньшей мере, один и не более двух блоков U1-U4 радиосвязи, интегрированных каждый раз в соответствующую одну стойку (не представлена). Более того, согласно изобретению каждый из упомянутых блоков U1-U4 радиосвязи содержит:
- набор средств 3, 4, 5 и 6 радиосвязи кабины летательного аппарата, которые предназначены для передачи речи и передачи цифровых данных. Термин "передача" должен пониматься так, чтобы содержать как передачу, так и прием. Каждое из упомянутых средств 3-6 радиосвязи содержит:
- стандартное средство 3A, 4A, 5A, 6A радиочастотного интерфейса, которое является интегрированным и поэтому может быть использовано в режиме передачи и приема;
- средство MTS обработки сигналов, указанное ниже, которое ассоциативно связано с упомянутым средством 3A-6A радиочастотного интерфейса; и
- основной интерфейсный модуль 7, который является общим для упомянутых средств 3-6 радиосвязи и который сконструирован таким образом, чтобы управлять обработкой интерфейсов всех этих средств 3-6 радиосвязи посредством управления получением и отправкой сигналов, по меньшей мере, в одно устройство, которое является внутренним для упомянутой системы S1-S5 радиосвязи (и которое является частью упомянутого набора 2). Этот процесс, в частности, требует согласования полного сопротивления и управления электрическим уровнем входных и выходных электрических сигналов и защиты от перегрузок физических интерфейсов.
Таким образом, благодаря изобретению все средства 3-6 радиосвязи кабины интегрированы в одну стойку, которая также содержит, в частности, один основной интерфейсный модуль 7. Как следствие, посредством упрощения установки системы S1-S5 радиосвязи (как задано ниже) и посредством интеграции, в частности, всех функций радиосвязи в одной стойке повышается безопасность и надежность упомянутой системы S1-S5 радиосвязи. Другие преимущества также получаются в отношении размера, веса, потребления электроэнергии, технического обслуживания и возможностей обновления оборудования.
В конкретном варианте осуществления упомянутый набор средств 3, 4, 5 и 6 радиосвязи содержит:
- по меньшей мере, одно средство 3 радиосвязи очень высокой частоты VDR-типа (VDR означает "служба радиоданных VHF", а VHF означает "очень высокая частота") со следующими характеристиками: полоса частот: 118,000-136,975 МГц с интервалом 8,33 кГц (речевой режим) или 25 кГц (речь или данные) между каналами;
- по меньшей мере, одно средство 4 радиосвязи высокой частоты HFDR-типа (HFDR означает "служба радиоданных HF", а HF означает "высокая частота") со следующими характеристиками: полоса частот: 2,8000-23,9999 МГц с интервалом 1 кГц между каналами (речевой режим) и полоса частот: 2,000-29,9999 МГц с интервалом 100 Гц между каналами (режим данных);
- возможно, средство 5 специальной радиосвязи. Это могут быть, в частности, свободные ресурсы, зарезервированные в системе радиосвязи для того, чтобы иметь возможность реализовать новые средства радиосвязи позднее. Эти свободные ресурсы касаются, например, будущих средств широкополосной связи ближнего действия в VHF-полосе (аналогично системам на основе методик B-VHF иди IS-95) или также в L-полосе аналогично, например, системам на основе методик CDMA или DS-CDMA или 802.16a/20 (UMTS-соединений). Это также могут быть свободные ресурсы для систем VDL Mode 4 и NexSAT, даже если эти свободные ресурсы могут быть интегрированы в уже используемые средства радиосвязи и могут не требовать отдельного средства радиосвязи; и
- по меньшей мере, одно средство 6 спутниковой радиосвязи типа SATCOM (спутниковая связь), имеющее следующие характеристики: полоса частот L: 1525,0-1660,5 МГц.
В предпочтительном варианте осуществления упомянутая система S1-S5 радиосвязи содержит три средства 3 радиосвязи очень высокой частоты, два средства 4 радиосвязи высокой частоты, два средства 5 специальной радиосвязи (или свободные позиции) и одно средство 6 спутниковой радиосвязи.
В первом варианте осуществления, представленном на фиг.1, упомянутая система S1 радиосвязи содержит один блок U1 радиосвязи вышеупомянутого типа, который взаимодействует с существующей антенной системой 1 и который имеет те же интерфейсы с оборудованием летательного аппарата, что и обычные системы радиосвязи. С этой целью каждое средство 3-6 радиосвязи включает в себя отдельный элемент 3B-6B обработки, при этом упомянутые отдельные элементы 3B-6B обработки формируют упомянутое средство MTS обработки сигналов. В первом варианте осуществления функции интегрированы в упомянутый основой интерфейсный модуль 7, который управляет обработкой интерфейсов между средством 3-6 радиосвязи и оборудованием летательного аппарата, которое является внешним к упомянутой системе радиосвязи и которое является частью упомянутого набора 2.
Более того, конкретно для того, чтобы повысить безопасность и надежность, упомянутая система S2 радиосвязи включает в себя в конкретном варианте осуществления, представленном на фиг. 2, два блока U1 радиосвязи, которые, например, являются независимыми и аналогичными блокам системы S1 радиосвязи по фиг. 1. Это предоставляет резервную систему S2 радиосвязи.
Кроме того, чтобы повысить гибкость этого второго варианта осуществления, система S2 радиосвязи может включать в себя дублированные соединения (не представлены) между аналогичными элементами упомянутых двух блоков U1 радиосвязи. Этот вариант осуществления является особенно простым, но, тем не менее, он представляет определенные недостатки (больше кабелей должно быть установлено и соединений должно администрироваться, повышенная чувствительность к потерям на линии, повышенная чувствительность к помехам).
Таким образом, чтобы устранить эти недостатки, упомянутая система радиосвязи включает в себя, в другом варианте осуществления S3, представленном на фиг.3, вспомогательный интерфейсный блок 8 (предпочтительно содержащий два взаимодействующих модуля 9 и 10, которые, соответственно, установлены в двух блоках U2 радиосвязи), который сконструирован таким образом, чтобы создавать интерфейс между двумя блоками U2 радиосвязи посредством обеспечения передачи информации между этими двумя блоками U2 радиосвязи, как проиллюстрировано посредством сдвоенной линии 11. В этой разновидности варианта осуществления число соединений, которые должны быть сделаны, и протяженность этих соединений значительно меньше, чем для разновидности варианта осуществления, представленного на фиг.2, что преодолевает вышеупомянутые проблемы установки. Более того, эта разновидность варианта осуществления обеспечивает, к примеру, устройство, которое подключено к первому из упомянутых блоков U2 радиосвязи, чтобы использовать антенну, которая подключена ко второму блоку U2 радиосвязи, и наоборот, что повышает гибкость использования доступных ресурсов в обычных случаях, и в случае отказа предлагает больше того, что требуется посредством нормативов.
Вышеописанные системы S1, S2, S3 радиосвязи содержат множество отдельных элементов 3B-6B обработки сигналов, которые каждый раз интегрированы в соответствующие средства 3-6 радиосвязи, которые формируют упомянутое средство MTS и которые являются выделенными для каждого типа радиосигнала. Это решение является очень простым, поскольку каждое средство 3-6 радиосвязи имеет собственные характеристики сигнала (частоту, уровень и т.д.). Более того, это решение обеспечивает обработку аналоговых и цифровых сигналов.
Тем не менее, чтобы повысить уровень интеграции, в конкретном варианте осуществления, применимом в равной степени к системе S4 радиосвязи, содержащей один блок U3 радиосвязи, как представлено на фиг. 4, и к системе S5 радиосвязи, содержащей два блока U4 радиосвязи, как представлено на фиг. 5, упомянутые средства MTS обработки сигналов (блока U3, U4 радиосвязи) являются частью одного модуля 12 обработки сигналов, который является общим для всех средств 3-6 радиосвязи упомянутого блока U3, U4 радиосвязи. Модуль 12 обработки сигналов сконструирован таким образом, чтобы обеспечивать параллельную обработку множества различных сигналов. Это повышает доступность ресурсов и устойчивость системы S4, S5 радиосвязи к отказам. Следует отметить, что модуль 12 обработки сигналов может обрабатывать несколько сигналов одновременно, а именно сигналы из собственных интерфейсов и/или сигналы из другого блока радиосвязи. Таким образом, отказ процессора в модуле не прекращает обработку сигналов, поскольку сигналы могут быть обработаны посредством других процессоров блока радиосвязи или посредством другого блока радиосвязи.
В этом случае средство 3A-6A радиочастотного интерфейса другого средства 3-6 радиосвязи сконструировано таким образом, чтобы преобразовывать принимаемый радиосигнал в стандартный сигнал с одинаковыми характеристиками вне зависимости от средства 3-6 радиосвязи. Этот стандартный сигнал затем обрабатывается в упомянутом одном модуле 12 обработки сигналов.
Более того, в конкретном варианте осуществления упомянутая система S1-S5 радиосвязи также включает в себя внутреннее средство обработки отказов (не представлено), которое выполняет автоматическое переконфигурирование упомянутой системы S1-S5 радиосвязи в случае внутреннего отказа, с тем чтобы последняя сохранила максимальное число функций.
Следует отметить, что интеграция (указанная выше и находящаяся в соответствии с изобретением) устройств радиосвязи в системе S1-S5 радиосвязи предоставляет, в частности, следующие преимущества:
- снижение в объеме более чем на 30% в отношении электронного оборудования;
- уменьшение веса более чем на 30%;
- уменьшение потребления энергии более чем на 25%;
- повышенная доступность средства 3-6 радиосвязи, поскольку общие ресурсы могут быть выделены в каждый момент времени требуемому средству радиосвязи;
- вне зависимости от соответствующего варианта осуществления возможность предоставления аналоговых и/или цифровых интерфейсов в системах летательного аппарата (звук и данные);
- более высокая надежность в сравнении со стандартной архитектурой системы радиосвязи (содержащей множество средств радиосвязи и ассоциативно связанных модулей, которые являются независимыми друг от друга); и
- более простое техническое обслуживание, поскольку теоретически одна и та же технология используется, исходящая от одного и того же поставщика, для всех средств 3-6 радиосвязи.
Более того, с помощью системы S1-S5 радиосвязи согласно изобретению пользователь сохраняет те же возможности одновременной связи, что и в стандартной системе связи, без дополнительных ограничений по передаче и приему.