ＴＣＰ／ＩＰデータ通信リンクを介してＡＣＡＲＳメッセージを送信するためのシステムおよび方法
本発明によるＡＣＡＲＳメッセージングシステム（３００）は、航空機（１０２）にとってＴＣＰ／ＩＰサブネットワークが利用可能である場合に展開される。ＡＣＡＲＳメッセージ（３０４）は、ＡＳＮ．１の表記（６１６、６３４）へとコード化され、プロトコルのＴＣＰ／ＩＰスイートに準拠するように翻訳される。無線サブネットワーク（２０４、２０６）は、ＡＣＡＲＳメッセージトラフィック用のＴＣＰ／ＩＰデータリンク（１０８）を確立するための最初のアクセスポイントを提供する。このシステムは、従来のＡＣＡＲＳメッセージを伝達する民間のネットワークの代わりに、低コストで高帯域幅のＴＣＰ／ＩＰネットワークを使用して、ＡＣＡＲＳメッセージを送信することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にデータ通信システムに関する。より詳細には、本発明は、ＴＣＰ／ＩＰネットワークを使用してＡＣＡＲＳ（「Ａｉｒｃｒａｆｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」）メッセージを処理および送信するためのデータ通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＣＡＲＳとは、民間および業務用の航空機によって利用されるアドレス可能なデジタルデータ通信システムである。ＡＣＡＲＳは、フライトオペレータが自分のそれぞれの航空隊内の航空機と通信できるようにするために開発された。ＡＣＡＲＳは、航空機とそのフライトオペレータとの間で、日常的な報告、データ、および簡単なメッセージを送信するために使用される。ＡＣＡＲＳメッセージは、航空機のＶＨＦ音声チャネルが混雑するのを避けるために、ＡＭチャネルを使用して送信される。従来のＡＣＡＲＳメッセージングは、ＡＲＩＮＣ ６１８およびＡＲＩＮＣ ６２０の規格によって記述および規定されている。
【０００３】
現在、ＡＣＡＲＳメッセージは、ＶＨＦチャネルやＳＡＴＣＯＭリンクなどの高価で相対的に遅いレガシーデータリンクを横断している。このような通信パスは、フライト中の通信には適しているが、航空機が着陸した後の通信にとっては望ましくない可能性がある。これまでは、ＡＣＡＲＳメッセージは、航空機が着陸した後でさえ、（米国では）ＡＲＩＮＣおよび（ヨーロッパでは）ＳＩＴＡなどの民間企業によって提供されている可能性のある既存のシステムおよびプロトコルを介して送信しなければならなかった。ほとんどの民間航空機の通信は着陸後に行われるため、ＡＣＡＲＳメッセージングは、航空会社にとって、とりわけ非常に大きな航空隊を有する航空会社にとって、非常に高くつく可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、航空機にとって着陸後に利用可能なより高速でより安価なデータ通信システムを利用できるＡＣＡＲＳメッセージングシステムを有することが望ましいであろう。たとえば、ＡＣＡＲＳメッセージングシステムにとっては、インターネット、ＴＣＰ／ＩＰベースの通信、および８０２．１１リンク等の無線リンクなど、既存のデータ通信テクノロジーを活用することが有利であろう。さらに、本発明のその他の望ましい特性および特徴については、以降の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を、添付の図面ならびに前述の技術分野および背景技術と併せて理解すれば、明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
航空機の着陸後にＡＣＡＲＳメッセージを送信するためのシステムは、従来のＡＣＡＲＳメッセージを、プロトコルのＴＣＰ／ＩＰスイートに対応するフォーマットへと翻訳する機内に搭載された処理ロジックを含む。この翻訳によって、このシステムは、インターネットや、航空会社によって保持されているＬＡＮアーキテクチャーなどの高速のネットワークを使用して、ＡＣＡＲＳメッセージコンテンツを送信することができる。この翻訳はまた、ＡＲＩＮＣおよびＳＩＴＡによって保持されている従来の高価なネットワークを迂回する方法でのＡＣＡＲＳメッセージコンテンツの送信を容易にする。
【０００６】
本発明の上記およびその他の態様は、メッセージコンテンツを含むＡＣＡＲＳメッセージを入手するステップと、そのＡＣＡＲＳメッセージをＡＳＮ．１のフォーマットへとコード化するステップと、そのコード化されたメッセージを、メッセージコンテンツを含む（ＴＣＰ／ＩＰに準拠した）ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージへと翻訳するステップと、ＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介して航空機とメッセージ処理サーバとの間でＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージを送信するステップとを含むＡＣＡＲＳメッセージングの方法による１つの形態で実行することができる。
【０００７】
本発明のより完全な理解は、詳細な説明および特許請求の範囲を以降の図面と併せて考察しながら参照することによって得ることができ、それらの図面においては、同様の参照番号は、それらの図面を通じて類似した要素を指している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以降の詳細な説明は、本質的に例示的なものにすぎず、本発明や、本発明の応用および使用を限定することを意図するものではない。さらに、前述の技術分野、背景技術、発明の開示、あるいは以降の詳細な説明に提示されているいかなる明示された理論や暗示された理論によっても拘束される意図はまったくない。
【０００９】
本明細書では、機能的および／または論理的なブロックコンポーネントならびにさまざまな処理ステップという観点から、本発明について説明することができる。そのようなブロックコンポーネントは、指定された機能を実行するように構成されている任意の数のハードウェアコンポーネント、ソフトウェアコンポーネント、および／またはファームウェアコンポーネントによって実現することができるという点を理解されたい。たとえば本発明の一実施形態は、１つまたは複数のマイクロプロセッサやその他のコントロールデバイスのコントロール下でさまざまな機能を実行できるさまざまな集積回路コンポーネント、たとえばメモリ要素、デジタル信号処理要素、ロジック要素、ルックアップテーブルなどを採用することができる。さらに本発明は、任意の数のデータ送信プロトコルと共に実施することができ、本明細書に記載されているシステムは、本発明の１つの例示的な応用例にすぎないということを当業者なら理解できるであろう。
【００１０】
説明を簡潔にするために、ＡＣＡＲＳメッセージの作成、経路指定、および処理、ＴＣＰ／ＩＰデータの送信、信号伝達、ネットワークのコントロール、ならびにシステム（およびシステムの個々のオペレーティングコンポーネント）のその他の機能的な側面に関連する従来の技術については、本明細書では詳しくは説明しないかもしれない。さらに、本明細書に含まれるさまざまな図に示されている結び付ける線は、さまざまな要素どうしの間における機能的な関係および／または物理的な結び付きの例を表すことを意図している。実際の実施形態においては、多くの代替または追加の機能的な関係や物理的なつながりが存在する可能性があるという点に留意されたい。
【００１１】
本発明によるＡＣＡＲＳメッセージングシステムは、航空機にとって利用可能な既存のＴＣＰ／ＩＰネットワークのデータリンクを活用するように設計されており、したがって航空機は、ＡＣＡＲＳメッセージコンテンツを地上のピアへ通信することができる。簡単に言えば、本発明は、ＡＣＡＲＳメッセージがインターネットなどのＴＣＰ／ＩＰネットワークを横断できるようにする発信元および／または送信先のサブシステムによって実行されるアプリケーションプロトコルおよび処理に関する。ユーザの観点からは、たとえ実際にはＡＣＡＲＳメッセージコンテンツが低コストで高帯域幅の商用ネットワークを横断していても、ＡＣＡＲＳメッセージの通信は、従来のデータリンクを横断しているように見える。注目すべきことに、ＡＲＩＮＣやＳＩＴＡは、（ＳＡＴＣＯＭ／ＶＨＦを介した無線から地上へのトランザクションおよび地上から無線へのトランザクションとは異なり）ＡＣＡＲＳメッセージングシステムによって処理されるＡＣＡＲＳのトラフィック内に含まれる必要はなく、ＡＣＡＲＳメッセージコンテンツは、データサービスプロバイダーによって提供されるいかなる処理も伴わずに、ＴＣＰ／ＩＰネットワークを介して航空機から地上の終端システムへ（および、その逆の方向へ）直接転送することができる。
【００１２】
図１は、本発明によるシステムを展開できるＡＣＡＲＳメッセージングシステム環境１００を示す図である。この環境１００は一般に、着陸したばかりの、あるいは着陸する寸前の航空機１０２、たとえば民間航空会社の航空機を含む。いったん着陸すると、航空機１０２は、インターネットなどの適切なＴＣＰ／ＩＰネットワーク１０４との通信を確立することができる。この点に関連して、航空機１０２は、ＴＣＰ／ＩＰデータリンクを確立するように構成されている機内に搭載されたデータ通信要素を含むことが好ましい。本明細書に記載されている本発明の例示的な実施形態においては、メッセージ処理サーバ１０６は、ＴＣＰ／ＩＰネットワーク１０４との通信を確立することができる。典型的な環境１００においては、メッセージ処理サーバ１０６は、目的地の空港に設置された地上のユニットである。
【００１３】
実際の面では、ＴＣＰ／ＩＰネットワーク１０４は、ＴＣＰ／ＩＰのトラフィックをデータの送信元からデータの送信先へと経路指定する目的で相互接続された任意の数の物理的なデータリンクを含むことができる。この点に関連して、ＡＣＡＲＳメッセージングシステムは、以降でさらに詳細に説明するように、ＡＣＡＲＳメッセージコンテンツの通信を容易にするために、航空機１０２とメッセージ処理システム１０６との間にＴＣＰ／ＩＰデータリンク１０８を確立することができる。航空機の航空隊を取り扱うために、メッセージ処理システム１０６は、複数のＴＣＰ／ＩＰ接続（各航空機ごとに１つの接続）をサポートするように構成されている。本明細書で使用される際、「ＴＣＰ／ＩＰデータリンク」とは、プロトコルのＴＣＰ／ＩＰスイートに準拠してデータを移送できる任意の通信リンクを指す。ＴＣＰ／ＩＰデータリンク１０８は、１つまたは複数のコンポーネントを含むことができ、これらのコンポーネントには、任意の数の無線のＴＣＰ／ＩＰデータリンク、および任意の数の有線のＴＣＰ／ＩＰデータリンクが含まれる。
【００１４】
図２は、実用的なＡＣＡＲＳメッセージングシステムの展開を示す概略図である。図２においては、航空機１０２は、破線によって概略的に示されている。航空機１０２は、機内に搭載されたＣＭＵ（「ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｕｎｉｔ」）２００、および機内に搭載されたデータ通信要素、たとえばＴＷＬＵ（「ｔｅｒｍｉｎａｌ ａｒｅａ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ ｕｎｉｔ」）２０２を含むことができる。実際の面では、ＣＭＵ ２００は、ＬＲＵ（「ｌｉｎｅ ｒｅｐｌａｃｅａｂｌｅ ｕｎｉｔ」）ハードウェアコンポーネントであり、従来のＡＣＡＲＳメッセージングと、本明細書に記載の改良されたＡＣＡＲＳメッセージング機能とを含む複数の航空機通信機能をサポートする処理ロジックを含む。ＣＭＵ ２００は、少なくとも１つのＡＣＡＲＳルータコンポーネントを含み、このＡＣＡＲＳルータコンポーネントは、ＡＣＡＲＳメッセージの処理および経路指定を実行する。ＡＣＡＲＳルータコンポーネントはまた、ＡＣＡＲＳメッセージのコード化および翻訳に関連するＴＣＰ／ＩＰスタックおよび処理ロジックを含む。実際の実装形態においては、ＡＣＡＲＳルータコンポーネントは、１つまたは複数の物理的なモジュール、カード、あるいはデバイスと共に実現することができる（この場合には、このようなモジュール、カード、あるいはデバイスは、同時処理を容易にするために、お互いに通信するように、また独立したタスクを実行するように構成されることが好ましい）。
【００１５】
例示的な実施形態においては、ＣＭＵ ２００は、適切なデータリンク、たとえば１０Ｂａｓｅ−Ｔイーサネットデータリンクを用いてＴＷＬＵ ２０２に結合される。ＴＷＬＵ ２０２（これもＬＲＵとすることができる）は、航空機１０２と、目的地の空港によって保持されているＬＡＮなどの地上のシステムとの間における無線データ通信をサポートするハードウェアおよび処理ロジックを含む。実際の実施形態においては、ＴＷＬＵ ２０２は、航空機１０２と、地上のネットワークに関連付けられている無線アクセスポイント２０６との間に無線データリンク２０４を確立する。例示的な実施形態においては、無線データリンク２０４は、ＴＣＰ／ＩＰデータリンクである。実際の面では、無線データリンク２０４は、８０２．１１（ａ、ｂ、あるいはｇ）データリンク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデータリンク、ＨｏｍｅＲＦデータリンク、ＨｉｐｅｒＬＡＮデータリンク、ＧＰＲＳ、無線電信、ＵＭＴＳ、ＳＡＴＣＯＭなどとして実現することができる。本明細書に記載されている民間航空機の例のために、無線アクセスポイント２０６は、目的地の空港に設置されている地上のユニットとすることができる。無線アクセスポイント２０６は、ＴＣＰ／ＩＰネットワーク１０４に接続され、したがって、航空機１０２とメッセージ処理サーバ１０６との間にＴＣＰ／ＩＰデータリンク１０８が確立される。
【００１６】
図３は、本発明によるＡＣＡＲＳメッセージングシステム３００を示す簡略化された概略図である。図３は、ＣＭＵ ２００およびメッセージ処理サーバ１０６に関連付けられている機能要素、データ要素、および処理ロジックを示している。一般にＣＭＵ ２００は、ＡＣＡＲＳルータ３０２、ＡＣＡＲＳメッセージ３０４、ＡＳＮ．１エンコーダ３０６、およびＴＣＰ／ＩＰトランスレータ３０８という要素を含むことができる。一般にメッセージ処理サーバ１０６は、ＴＣＰ／ＩＰトランスレータ３１０、ＡＳＮ．１デコーダ３１２、ＡＣＡＲＳメッセージ組み立てロジック３１４、およびメッセージコンテンツ抽出ロジック３１６という要素を含むことができる。説明を簡単にするために、図３は、ＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージ、すなわちＣＭＵ ２００からメッセージ処理サーバ１０６へ送信されるＡＣＡＲＳメッセージの処理および操作を対象とする。実際の実施形態においては、ＡＣＡＲＳメッセージングシステム３００は、双方向のメッセージの通信用に構成され、そのようなものとして、ＣＭＵ ２００およびメッセージ処理サーバ１０６は双方とも、逆方向のＡＣＡＲＳアップリンクメッセージをサポートする機能要素、データ要素、および処理ロジックを含むことができる。
【００１７】
ＣＭＵ ２００を参照すると、ＡＣＡＲＳルータ３０２は、ＡＣＡＲＳメッセージ３０４の作成および処理を含んで、着信および発信のＡＣＡＲＳメッセージトラフィックを処理する。従来のＡＣＡＲＳメッセージの構成および特徴は、当業者にはよく知られており、したがって、本明細書では詳しくは説明しない。このような従来のＡＣＡＲＳメッセージは、ＡＲＩＮＣの規格に準拠するメッセージ、たとえばＡ６１８メッセージ、Ａ６１９メッセージ、およびＡ６２０メッセージを含むことができる。ＡＳＮ．１エンコーダ３０６は、ＡＣＡＲＳメッセージを、ＡＳＮ．１に準拠するフォーマットへコード化し、変換し、および／または翻訳するように構成されている。ＡＳＮ．１は、データの言語の実装および物理的な表示を問わずに、用途を問わずに、ならびにデータの複雑さを問わずに、プロトコルによって送信されるデータを記述するのに使用される正規の表記である。ＡＳＮ．１は、ＣＭＵ ２００とメッセージ処理サーバ１０６との間でＡＣＡＲＳのコンテンツをやり取りするための明確な方法を提供する。ＴＣＰ／ＩＰトランスレータ３０８は、コード化されたＡＣＡＲＳメッセージを、プロトコルのＴＣＰ／ＩＰスイートに準拠した対応するＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージへと翻訳し、変換し、および／またはフォーマット設定するように機能する。「ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージ」という用語は、本明細書では、そのようなメッセージを従来のＡＣＡＲＳメッセージから区別するために使用される。
【００１８】
上述のように、ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージは、適切なＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介して、航空機とメッセージ処理サーバ１０６との間で送信することができ、そのようなＴＣＰ／ＩＰデータリンクは、１つまたは複数の無線のＴＣＰ／ＩＰデータリンクを含むことができる。メッセージ処理サーバ１０６を参照すると、ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージは、ＴＣＰ／ＩＰトランスレータ３１０によって受信され、処理される。トランスレータ３１０は、ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージを、ＡＳＮ．１デコーダ３１２によって処理できる対応するデータへと翻訳し、変換し、および／またはフォーマット設定するように機能する。ＡＳＮ．１デコーダは、このデータをデコードし、変換し、および／または翻訳して、ＡＳＮ．１エンコーダ３０６によって実行されたＡＳＮ．１のコード化を取り除くように構成されている。ＡＣＡＲＳメッセージ組み立てロジック３１４は、デコードされたデータを処理して、従来のＡＣＡＲＳフォーマットを有する受信されたＡＣＡＲＳメッセージを組み立てることができる。その後、メッセージコンテンツ抽出ロジック３１６は、任意の適切な方法でさらに処理または操作するために、受信されたＡＣＡＲＳメッセージから有用なコンテンツのうちの任意のものを抽出することができる。Ａ６２０メッセージを「再び組み立てる」代わりに、適切な処理のために任意の数のプロセスに生のデータを投入することもできる。
【００１９】
本明細書に記載されている例示的な実施形態は、Ａ６１８メッセージ、Ａ６１９メッセージ、およびＡ６２０メッセージを取り扱う。Ａ６１８メッセージは、航空機１０２と、ＤＳＰ（「ｄａｔａ ｓｅｒｖｉｃｅ ｐｒｏｖｉｄｅｒ」）などの地上のシステムとの間で送信されるメッセージである。ＡＣＡＲＳメッセージングシステム３００は、航空機１０２の着陸後にＡ６１８メッセージを送信するために利用されることが好ましい。従来のＡＣＡＲＳメッセージング技術は、フライト中にＡ６１８メッセージを送信するために利用することができる。Ａ６１９メッセージは、ＣＭＵ ２００と、航空機１０２上のその他のＬＲＵとの間で送信される「内部の」メッセージである。Ａ６２０メッセージは、ＤＳＰなどの地上のシステムと、終端システム（実際の民間航空機の展開においては、終端システムは、航空会社によって保持される）との間で送信されるメッセージである。
【００２０】
図４は、ＣＭＵ ４００の一部を示す簡略化されたソフトウェアアーキテクチャーの図である。ＣＭＵ ４００は、航空機１０２のその他の外部のＬＲＵ ４０２と、ＡＣＡＲＳメッセージングをサポートするレガシーサブネットワーク４０４と、本明細書に記載されているようなＴＣＰ／ＩＰサブネットワーク４０６と、航空機のコックピット内のディスプレイおよび入力デバイスとして機能するＭＣＤＵ（「ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｙ ｕｎｉｔ」）４０８と通信するように構成されている。上述のように、ＣＭＵ ４００は、（１つまたは複数の）ＴＣＰ／ＩＰサブネットワーク４０６を介して送信するためにＡＣＡＲＳメッセージをコード化および翻訳することに関連する処理ロジックを含むことができる。ＣＭＵ ４００はまた、着信および発信のＡＣＡＲＳメッセージトラフィックを処理するＡＣＡＲＳルータ４１０と、ＡＣＡＲＳルータ４１０に結合されているＡ６１９プロトコルハンドラ４１２と、ＡＣＡＲＳルータ４１０に結合されているＡ６１８プロトコルハンドラ４１４とを含む。
【００２１】
従来のＡＣＡＲＳメッセージングプロセスは、下記のように実行することができる。ＬＲＵ ４０２は、Ａ６１９プロトコルハンドラ４１２と通信し、Ａ６１９プロトコルハンドラ４１２は、ＡＣＡＲＳルータ４１０によって処理するために適切なＡ６１９メッセージを作成する。次いでＡＣＡＲＳルータ４１０は、そのメッセージをＡ６１８プロトコルハンドラ４１４へ伝達し、Ａ６１８プロトコルハンドラ４１４は、適切なＡ６１８メッセージを作成する。そしてそのＡ６１８メッセージは、（１つまたは複数の）レガシーサブネットワーク４０４へ回送される。これとは対照的に、本発明によるＡＣＡＲＳメッセージングプロセスは、下記のように実行することができる。航空機のパイロットは、その航空機に搭載されているＭＣＤＵ ４０８へメッセージを（たとえば、キーボードへ打ち込むことによって）入力することができる。次いでそのメッセージは、Ａ６１９プロトコルハンドラ４１２を迂回する方法でＡＣＡＲＳルータ４１０へ伝達される。同様に、（１つまたは複数の）ＴＣＰ／ＩＰサブネットワーク４０６を介して送信されるメッセージは、ＡＣＡＲＳルータ４１０への通過中にＡ６１８プロトコルハンドラ４１４を迂回することができる。したがって、本発明の技術を利用して、従来のＡ６１９およびＡ６１８のＡＣＡＲＳメッセージ処理を回避することができる。
【００２２】
図５は、ＡＣＡＲＳメッセージングシステムによって処理される例示的なシーケンスを示すメッセージシーケンス線図であり、図６は、ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００を示す流れ図である。本発明によるＡＣＡＲＳメッセージングシステムのオペレーションについて、図５および図６と関連させて説明する。図５においては、時間が縦のスケールによって表されており、時間は上から下へと進む。図５は、実際の実施形態においてはＣＭＵ内で実現できるＡＣＡＲＳルータ５０２と、ＴＷＬＵ ５０４と、メッセージ処理サーバ５０６とによって実行される処理または経路指定を示している。プロセス６００および例示的なメッセージシーケンス線図は、次のことを前提としている。（１）ＣＭＵが初期設定されており、使用可能であること。（２）航空機が着陸しているか、またはその他の形で無線アクセスポイントの付近におり、それによってＴＣＰ／ＩＰ接続を確立できること。（３）地上の終端システム、たとえばメッセージ処理サーバが、ＴＣＰ／ＩＰ接続を探してＣＭＵからモニタリングを行っていること。（４）地上のネットワークインフラストラクチャーが整備されており、正常に機能していること。
【００２３】
図５を参照すると、アイテム１は、本明細書に記載されているようなＡＣＡＲＳメッセージの処理をトリガーする任意のイベントを表している。このイベントは、航空機の着陸および着陸のイベントをＡＣＡＲＳルータ５０２へ通知すること、指定された量のメッセージデータが利用できること、適切なＴＣＰ／ＩＰ接続が利用できることなどに相当することができる。このイベントによって、ＡＣＡＲＳルータ５０２は、ＴＣＰ／ＩＰネットワーク接続を確立する準備を行うことができる。たとえばＡＣＡＲＳルータ５０２は、メッセージ処理サーバ５０６の地上のＩＰアドレスおよび／またはホストネームを処理することができる。図６を参照すると、ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００は、メッセージ処理サーバのＩＰアドレスを入手することによって開始することができる（タスク６０２）。このＩＰアドレスは、ＴＣＰ／ＩＰネットワークへの接続にとって必要である。送信先のホストネームおよびＩＰアドレスは、ＣＭＵ用に保存されているＡＭＩ（「ａｉｒｃｒａｆｔ ｍｏｄｉｆｉａｂｌｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」）から解明することができる。ＴＣＰ／ＩＰポートの数は、個別の実装形態に応じて、ＡＭＩを介して設定できるようにすることもでき、あるいは一定に保つこともできる。所与の航空会社にとって、メッセージ処理サーバ５０６のＩＰアドレスは、１つの空港から別の空港へと変更することもでき、あるいは空港にかかわらずに一定に維持することもできる。
【００２４】
アイテム２は、データリンク層のレベルにおける無線接続が確立された旨のＴＷＬＵ ５０４からＡＣＡＲＳルータ５０２への表示を表している。すなわち、ＴＣＰ／ＩＰネットワーク上で実行されるネットワーキングプロトコルは、データをやり取りできるようになっている。この時点で、ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００は、航空機とメッセージ処理サーバ５０６との間にＴＣＰ／ＩＰデータリンクを確立することができる（タスク６０４）。この点に関連して、シーケンス線図のアイテム３は、所与のＩＰアドレスにおいてメッセージ処理サーバ５０６とのＴＣＰ／ＩＰ接続を確立する試みを表している。実際の実施形態においては、最初の試みは、経路指定情報がやり取りされるために、および／または不安定な無線データリンクのために失敗するかもしれないが、安定した接続が確実に確立されるように複数回の試みを行うこともできる。
【００２５】
ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００は、ハンドシェイクメッセージを、ＡＳＮ．１に準拠したハンドシェイクメッセージへとコード化する（タスク６０６）。実際の面では、ハンドシェイクメッセージは、航空機用の少なくとも１つの航空機登録番号を含むコンテンツを含み、この航空機登録番号によって、メッセージ処理サーバ５０６は、航空機を識別することができる。ハンドシェイクメッセージ内に含むことができるその他の情報としては、テールＩＤ、フライト番号、およびメッセージ処理サーバ５０６が発信元の航空機やＣＭＵのＩＤを判別する上で役に立つことができるその他の任意のデータが含まれる。そしてコード化されたハンドシェイクメッセージは、ＴＣＰ／ＩＰに準拠したＡＣＡＲＳ−ＩＰハンドシェイクメッセージへと翻訳またはその他の形でフォーマット設定することができ（タスク６０８）、このＡＣＡＲＳ−ＩＰハンドシェイクメッセージもまた、少なくとも航空機登録番号を含む。シーケンス線図のアイテム４、およびプロセス６００のタスク６１０は双方とも、ＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介したＣＭＵからメッセージ処理サーバ５０６へのＡＣＡＲＳ−ＩＰハンドシェイクメッセージの送信を表している。この送信の意図は、ＣＭＵとメッセージ処理サーバ５０６との間に通信セッションを確立することである。
【００２６】
ハンドシェイクメッセージに応答して、メッセージ処理サーバ５０６は、同様の手順を実行して、ＡＣＡＲＳ−ＩＰ応答ハンドシェイクメッセージを作成して送信することができる。例示的な実施形態においては、ＡＣＡＲＳ−ＩＰ応答ハンドシェイクメッセージは、メッセージ処理サーバ５０６を識別する一意のトークン／文字列の識別子を含む。シーケンス線図のアイテム５は、メッセージ処理サーバ５０６からＣＭＵへのＡＣＡＲＳ−ＩＰ応答ハンドシェイクメッセージの送信を表している。ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００を参照すると、ＣＭＵが応答ハンドシェイクメッセージを受信しなかった場合には（クエリータスク６１２）、プロセス６００は、終了するか、または別のハンドシェイクメッセージを送信することができる。応答ハンドシェイクメッセージが受信された場合には、プロセス６００は継続し、ＴＣＰ／ＩＰ接続を利用して、航空機とメッセージ処理サーバ５０６との間で任意の数のダウンリンクメッセージおよび／または任意の数のアップリンクメッセージを送信できるようになる。いったんＴＣＰ／ＩＰ接続が確立されると、アップリンクメッセージおよびダウンリンクメッセージを同時に送信することができる。したがってプロセス６００は、ダウンリンクメッセージおよびアップリンクメッセージを処理するための別々のサブプロセスを示している。
【００２７】
ダウンリンクメッセージに関しては、プロセス６００が継続し、メッセージキューや、ＡＣＡＲＳメッセージのその他のソースから次のＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージを入手する（タスク６１４）。本発明によるＡＣＡＲＳメッセージングシステムは、下記のように低コストのＴＣＰ／ＩＰネットワークを利用するように構成することができる。航空機が依然としてフライト中であるか、あるいはその他の事情で本明細書に記載されているようにＴＣＰ／ＩＰ接続を確立することができない間には、従来のＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージに、それらの重要性および／または時間に対する配慮に従って優先順位を付けることができる。この点に関連して、決定的に重要なメッセージ、および遅延が許されないメッセージを、従来のＡＣＡＲＳメッセージング技術を使用して処理および送信することができる。その一方で、さほど重要ではないメッセージ、およびすぐに送達する必要のないメッセージには、１つまたは複数のＡＣＡＲＳ−ＩＰダウンリンクメッセージとして後で送信するために優先順位を付けてキューに入れることができる。機内に搭載されたメッセージキュー（これは、データストレージ要素として実現することができる）は、着陸後にＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介して後で送信するために、それらのメッセージを保存することができる。
【００２８】
いったんＴＣＰ／ＩＰデータリンクが確立されると、ＡＣＡＲＳルータは、ＴＣＰ／ＩＰサブネットワークを使用する準備が整った旨を通知される。この時点で、ダウンリンクメッセージとアップリンクメッセージとを含むＡＣＡＲＳメッセージトラフィックが生じることができる。シーケンス線図は、アイテム６によって表されているダウンリンクメッセージの例示的な処理（適切にフォーマット設定されたＡＣＡＲＳ−ＩＰダウンリンクメッセージを、ＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介してメッセージ処理サーバ５０６へ送信すること）を示している。
【００２９】
ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００を再び参照すると、メッセージコンテンツを含むＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージは、そのメッセージコンテンツを含むＡＳＮ．１準拠メッセージへとコード化されることが好ましい（タスク６１６）。さらにプロセス６００は、コード化されたメッセージを、そのメッセージコンテンツを含むＡＣＡＲＳ−ＩＰダウンリンクメッセージへと翻訳し、変換し、あるいはその他の形でフォーマット設定する（タスク６１８）。実際の実施形態においては、ＡＣＡＲＳルータ５０２は、ＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介してメッセージ処理サーバ５０６へ送信するために、ＡＣＡＲＳのテキストメッセージおよびパラメータをＡＳＮ．１のＰＤＵ（「ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｄａｔａ ｕｎｉｔ」）へと処理してカプセル化する（タスク６２０）。上述のように、ＴＣＰ／ＩＰデータリンクは、１つまたは複数の無線データリンクを含むことができ、タスク６２０は、インターネットを介してＡＣＡＲＳ−ＩＰダウンリンクメッセージを送信することができる。
【００３０】
ＡＣＡＲＳ−ＩＰダウンリンクメッセージは、メッセージ処理サーバ５０６において受信され（タスク６２２）、メッセージ処理サーバ５０６は、受信したメッセージの処理を取り扱う。簡単に言えば、メッセージ処理サーバ５０６は、ＴＣＰ／ＩＰパケットを任意の適切なフォーマットへと変換するように機能する。一実施形態においては、メッセージ処理サーバ５０６は、ＴＣＰ／ＩＰパケットを、レガシーＡＣＡＲＳメッセージングシステムによって認識できるフォーマットへと変換する。あるいは、さまざまなフォーマットを利用するその他のプロセスやシステム（たとえば、データベース、統計分析ルーチン、自動応答システム、Ｅメール、メモリデバイスなど）に生のデータを投入することもできる。この点に関連して、ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００は、受信されたＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージのＡＳＮ．１のデコード（タスク６２４）、および受信されたＡＣＡＲＳメッセージの組み立て（タスク６２６）を実行することができる。プロセス６００は、受信されたＡＣＡＲＳメッセージを、従来のＡＣＡＲＳフォーマットに再び準拠するように組み立てることができる。最終的に、プロセス６００は、受信されたメッセージからＡＣＡＲＳメッセージコンテンツを抽出し（タスク６２８）、および／またはシステムの必要性および要件に従ってＡＣＡＲＳメッセージの処理を実行する（タスク６３０）。
【００３１】
シーケンス線図はまた、アップリンクメッセージの例示的な処理を示しており、これは、アイテム７によって表されている。上述のように、実際の実施形態は、アップリンクメッセージおよびダウンリンクメッセージを任意の時点で送信することができ、図５に示されているタイミングは、メッセージングプロセスを説明するのに有用な簡略化されたシナリオを表しているにすぎない。
【００３２】
完全を期すために、ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００は、同時にアップリンクメッセージを送信する可能性を含む。アップリンクメッセージの処理は、メッセージキューから、あるいはメッセージ処理サーバ５０６に関連付けられている任意の適切なソースから次のＡＣＡＲＳアップリンクメッセージを入手することによって、開始することができる（タスク６３２）。その後、プロセス６００は、ＡＣＡＲＳアップリンクメッセージをＡＳＮ．１準拠メッセージへとコード化することに進む（タスク６３４）。さらにプロセス６００は、そのコード化されたメッセージを、所望のメッセージコンテンツを含むＡＣＡＲＳ−ＩＰアップリンクメッセージへと翻訳し、変換し、あるいはその他の形でフォーマット設定する（タスク６３６）。実際の実施形態においては、メッセージ処理サーバ５０６は、タスク６３４およびタスク６３６の最中に１つまたは複数のＡＳＮ．１のＰＤＵを作成する。その後、ＡＣＡＲＳ−ＩＰアップリンクメッセージは、確立されたＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介して航空機へ送信することができる（タスク６３８）。
【００３３】
ＡＣＡＲＳ−ＩＰアップリンクメッセージは、最終的にはＡＣＡＲＳルータ５０２によって受信され、ＡＣＡＲＳルータ５０２は、受信されたメッセージの処理を取り扱う。簡単に言えば、ＡＣＡＲＳルータ５０２は、ＴＣＰ／ＩＰパケットを任意の適切なフォーマットへと変換するように機能する。一実施形態においては、ＡＣＡＲＳルータ５０２は、ＴＣＰ／ＩＰパケットを、レガシーＡＣＡＲＳメッセージングシステムによって認識できるフォーマットへと変換する。あるいは、さまざまなフォーマットを利用するその他のプロセスやシステム（たとえば、データベース、統計分析ルーチン、自動応答システム、Ｅメール、メモリデバイスなど）に生のデータを投入することもできる。この点に関連して、ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００は、受信されたＡＣＡＲＳ−ＩＰアップリンクメッセージのＡＳＮ．１のデコード（タスク６４０）、および受信されたＡＣＡＲＳアップリンクメッセージの組み立て（タスク６４２）を実行することができる。プロセス６００は、受信されたＡＣＡＲＳアップリンクメッセージを、従来のＡＣＡＲＳフォーマットに再び準拠するように組み立てることができる。最終的に、プロセス６００は、受信されたメッセージからＡＣＡＲＳメッセージコンテンツを抽出し（タスク６４４）、および／またはシステムの必要性および要件に従ってＡＣＡＲＳメッセージの処理を実行する（タスク６４６）。たとえばそのメッセージは、送信先に応じて、航空機のフライト管理システムなど、航空機に搭載されたその他の終端システムへ転送することができる。
【００３４】
それぞれのアップリンクメッセージまたはダウンリンクメッセージが処理されると、上述のように次のメッセージを処理することができる。この点に関連して、図６は、任意の数のメッセージを繰り返し処理することを容易にするループとして、ダウンリンクとアップリンクの分岐を示している。
【００３５】
例示的な実装形態
以降は、本発明の実際の実施形態と共に利用できる例示的なＡＣＡＲＳメッセージングアプリケーションプロトコルのハイレベルな設計である。この例は、本発明の１つの可能な実際の実装形態を反映しているだけであり、本発明は、この具体的な実施形態やいかなる特定の実装形態にも限定されるものではないという点を理解されたい。ＣＭＵ上でのシステム設計のアプローチは、従来のＡＣＡＲＳスタックを迂回し、ＡＣＡＲＳ「ユーザテキスト」を地上の終端システムへ直接送信することである。このアプローチを採用する理由は、不要なＡＣＡＲＳの処理（ＡＲＩＮＣ ６１８／６２０）を迂回し、メッセージごとのＡＣＡＲＳの無線−地上間のＡＣＫに対する必要性を軽減し（これによって、ＡＣＡＲＳプロトコルのロックステップの制限も軽減し）、いかなる地上の終端システムによっても理解できるフォーマットで「ユーザテキスト」を提供することである。このアプローチには、ＡＲＩＮＣやＳＩＴＡのネットワーク上のデータサービスプロバイダーによる処理は不要である。
【００３６】
この意図は、地上の終端システムに十分な情報を提供して、メッセージを、あたかもデータサービスプロバイダーからＡ６２０のフォーマットで受信したかのように表示することである（以降の表１を参照されたい）。地上の終端システムは、Ａ６２０のフォーマットで表示するようにデータをアレンジすることを担当するか、あるいは地上の終端システムは、情報のうちの任意のものまたはすべてを任意のフォーマットで表示することができる。
【００３７】
Ａ６２０ダウンリンクメッセージの例−例示的なＡ６２０ ＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージについて、以降で説明する。この意図は、Ａ６２０メッセージを定式化して厳密に見た目どおりに表示するために地上の終端システムが使用できる情報を提供することである。実際の面では、ＣＭＵは、下に示されているＡＣＡＲＳメッセージを一字一句そのまま地上の終端システムへ送信することはしない。この例示的なダウンリンクメッセージは、次のようにフォーマット設定される。
【００３８】
【数１】
【００３９】
例示的なＡ６２０メッセージの分解−表１は、例示的なＡ６２０ ＡＣＡＲＳメッセージを分解し、どのようにして地上の終端システム上ですべての必要な情報を得ることができるかについての説明を提供する。列１の「６２０ダウンリンクＡＣＡＲＳメッセージ」は、Ａ６２０ ＡＣＡＲＳメッセージ内のフィールド名を定義する。列２の「源」は、その情報をどこから得ることができるかについて記載している。「ＧＮＤ」は、演繹的に地上の終端システムがこの情報を知っていることを意味している。「ＣＭＵ」は、この情報が、本明細書に記載されているＡＣＡＲＳメッセージングプロトコルの交換中にＣＭＵによって提供されることを意味している。「Ｔ−ＣＭＵ」は、情報が、（本明細書に記載されているＡＣＡＲＳメッセージングプロトコルの交換を使用することを通じて）ＣＭＵによって提供される情報から地上で翻訳されることを意味している。列３の「説明」は、情報を地上でどのようにして投入することができるかに関する指示を提供する。最後の列の「例」は、情報をＡ６２０ ＡＣＡＲＳメッセージの例へと再び対応付ける。
【００４０】
【表１】
【００４１】
ＳＭＩは、ＡＣＡＲＳメッセージのラベルおよびサブラベルをそのＳＭＩに対応付けることによって、地上の終端システム上で決定することができるという点に留意されたい。この対応付けは、ＡＲＩＮＣ ６２０−４仕様の付属書類Ｃにおいて提供される。さらに、ＡＣＡＲＳメッセージのラベルおよびサブラベルは、（上述のＡＣＡＲＳメッセージングプロトコルの交換を介して）ＣＭＵによって提供される。
【００４２】
Ａ６２０ダウンリンクメッセージングプロトコル−以降は、ＣＭＵによって作成して地上へ送信できるＰＤＵのハイレベルな組み立てである。
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
実際の実施形態においては、信頼できる移送システム（すなわち、ＴＣＰ／ＩＰ接続）のおかげで、地上から受信されるすべてのＰＤＵに対してＣＭＵによってＡＣＫ（「ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ」）ＰＤＵを送信する必要はない。
【００４６】
Ａ６１８アップリンクメッセージの例−部分的なＡ６１８アップリンクメッセージの一例について、以降で説明する。このメッセージは、従来のＡＣＡＲＳメッセージの「ＳＴＸ」フィールドの後のすべての部分を含む。上述のように、ＣＭＵ内のＡＣＡＲＳスタックは迂回され、これによって、ＡＣＡＲＳメッセージ内の完全なＡ６１８ヘッダの必要性がなくなる。それでもなお、航空機上のその他の終端システム（たとえば、プリンタやフライト管理システムなどのＬＲＵ）が、フォーマット設定されたヘッダを待っている場合には、問題が表面化する可能性がある。したがって、ＡＣＡＲＳメッセージをＣＭＵへ送信する前に、表４（以降を参照されたい）に記載されているようなヘッダを投入することが、地上の終端システムの役割である。このヘッダは、常に必要というわけではなく、その必要性は、ラベルおよびサブラベルごとにＡＲＩＮＣ仕様６２０−４の付属書類Ｃを参照することによって、判断することができる。したがって、ある場合には、地上がユーザテキストのみをＡＣＡＲＳメッセージとして提供することが予想され、その他の場合には、部分的なＡ６１８ヘッダがＡＣＡＲＳメッセージのユーザテキストに添付されるであろう。例示的なアップリンクメッセージは、次のようにフォーマット設定される。
【００４７】
【数２】
【００４８】
例示的なＡ６１８メッセージの分解−表４は、任意選択で投入されたヘッダと任意選択のサブラベルとを有する部分的なＡ６１８ ＡＣＡＲＳメッセージの分解を提供する。列１の「アップリンクＡＣＡＲＳメッセージフィールド」は、ＡＣＡＲＳメッセージ内のフィールド名を定義する。列２の「説明」は、情報を地上でどのようにして投入することができるか、およびそうした情報が任意選択であるかどうかに関する指示を提供する。最後の列の「例」は、情報をＡ６１８ ＡＣＡＲＳメッセージの例へと再び対応付ける。ＣＭＵは、ＡＣＡＲＳメッセージがこのフォーマットであることを要求している。
【００４９】
【表４】
【００５０】
Ａ６１８アップリンクメッセージングプロトコル−以降は、地上の終端システムによって作成して航空機上のＣＭＵへ送信できるＰＤＵのハイレベルな組み立てである。
【００５１】
【表５】
【００５２】
【表６】
【００５３】
実際の実施形態においては、信頼できる移送システム（すなわち、ＴＣＰ／ＩＰ接続）のおかげで、ＣＭＵから受信されるすべてのＰＤＵに対して地上の終端システムによってＡＣＫ ＰＤＵを送信する必要はない。
【００５４】
ＡＳＮ．１の表記
上述のように、ＡＳＮ．１は、データの言語の実装および物理的な表示を問わずに、プロトコルによって送信されるデータを記述するのに使用される正規の表記である。ＡＳＮ．１を使用することの実際の利点は、フリーウェアのＡＳＮ．１コンパイラが存在することである。ＡＳＮ．１コンパイラは、ＡＳＮ．１のテキストをＣのソースコードへと変換する。生成されたＣのコードは、内部の（Ｃのソースコードの）表示と、データをピアへ送信するために使用される対応するＢａｓｉｃ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ Ｒｕｌｅｓフォーマットとの間で値を変換するための同等のデータ構造およびルーチンを含む。
【００５５】
ＴＣＰは、ストリーム指向のプロトコルであり、つまり、１つのＰＤＵの終わりと、次のＰＤＵの始まりとの間に組み込まれた区別がまったく存在しない。したがって所与のアプリケーションは、受信したオクテットストリームからＰＤＵを解読しなければならない。ＡＳＮ．１でコード化されたオクテットストリームは、ストリームの最初の数オクテット内にサイズフィールドを提供することによって、ＰＤＵどうしの間に区別を提供する。したがって、ＡＳＮ．１でコード化されたＰＤＵをＴＣＰ／ＩＰソケットから読み取る際には、アプリケーションは、最初の数バイトを処理してパケットの全体のサイズを解釈し、そして解釈を完了する前に完全なＰＤＵを読み取らなければならない。
【００５６】
以降は、上述のような１つの例示的なＡＣＡＲＳメッセージングプロトコルを記述するＡＳＮ．１のテキストである。実際のアプリケーションに関するＡＳＮ．１の表記は、やり取りするデータ、サポートする新しいアプリケーションプロトコル、およびその他の実装形態の具体的な詳細に応じて、さまざまなものとなるであろう。
【００５７】
【数３−１】
【００５８】
【数３−２】
【００５９】
【数３−３】
【００６０】
ダウンリンクメッセージ用のＡＣＡＲＳの肯定応答のシミュレート
本発明の実際の実施形態によるＡＣＡＲＳメッセージングシステムを利用する際には、送信中に従来のＡＲＩＮＣ／ＳＩＴＡネットワークが迂回される。したがって、通常のＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫ（Ａ６１８）は失われる。しかし外部のＬＲＵおよび内部のＣＭＵコンポーネントは、ＡＣＡＲＳトランザクションを完了するために、Ａ６１８ ＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫが受信されるのを依然として待っている。この問題は、ダウンリンクＡＣＡＲＳメッセージが、上述のようにその後の送信用として保存される（キューに入れられる）か、またはサブネットワークがダウンしたときの送信用として保存される場合に、さらに複雑になる。とりわけ、（１）いつ外部のＬＲＵへのＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫをシミュレートして、ＣＭＵの内部コンポーネントに知らせ、（２）ＡＣＡＲＳメッセージおよび無関係なＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫの経路変更を防止するかという問題を解決すべきである。
【００６１】
ＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージの処理−以降は、どのようにしてＡＣＡＲＳメッセージングシステムの例示的な実施形態によってＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージを処理できるかについての概要である。この概要は、シミュレートされたＡＣＫの機能の説明に関する背景知識を提供する。
【００６２】
ステップ１−ＡＭＩ（「ａｉｒｃｒａｆｔ ｍｏｄｉｆｉａｂｌｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」）は、（ラベルによって決定される）それぞれのダウンリンクメッセージのタイプごとに、およびそれぞれの発信元（発信元となるＬＲＵやＣＭＵ）ごとに、ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅという新しい属性を定義する。この属性は、ＡＣＡＲＳメッセージがＣＭＵのストレージデバイス上で老朽化できる時間増分の数を最長時間まで表す。たとえばＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅは、最長で４８時間までの３０分単位の増分の数とすることができる。実際の面では、ストレージデバイスは、ＣＭＵの適切なカードに結合されたマスストレージメモリデバイスである。０が定義されている場合には、メッセージは、すぐに送信されることになる（時間の経過は許されない）。このフィールドがＴＩＭＥ＿ＭＡＸに設定されている場合には、メッセージが削除されることはない（老朽化は、まったく生じない。メッセージは、地上のメッセージサーバへ送信されるまで、ＣＭＵのストレージデバイス上に常駐することになる）。このフィールドは、ＡＭＩにおける従来のＭｅｓｓａｇｅ Ｌｉｆｅｔｉｍｅフィールドとは異なる。
【００６３】
ステップ２−それぞれのダウンリンクメッセージごとに、ＡＣＡＲＳ経路指定機能は、下記のことを実行する。
（ａ）ＳｕｂｎｅｔｗｏｒｋプリファレンスバイトおよびＳｕｂｎｅｔｗｏｒｋ＿Ａｖａｉｌａｂｌｅフラグを使用して、ＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介してメッセージを転送することができるかどうかを判断する。このＳｕｂｎｅｔｗｏｒｋ＿Ａｖａｉｌａｂｌｅフラグは、ＡＣＡＲＳメッセージを地上へ転送する能力が利用可能になった場合に、およびその能力が失われた場合に、ＡＣＡＲＳメッセージング機能によってＡＣＡＲＳ経路指定機能へ報告される。
【００６４】
（ｂ）ＡＣＡＲＳメッセージがどのくらいの期間にわたって老朽化するかを決定する。これは、ＡＭＩからのＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅパラメータおよびＭｅｓｓａｇｅ Ｌｉｆｅｔｉｍｅパラメータから計算される。この決定は、単純にこれらの２つのライフタイム値のうちの短い方を選択することができる。
【００６５】
ステップ３−ＡＣＡＲＳメッセージング機能は、下記のことを実行する。
（ａ）サブネットワークが利用可能でない場合に、ＡＣＡＲＳ経路指定機能からダウンリンクＡＣＡＲＳメッセージを受信する。所与のライフタイムパラメータがゼロよりも大きい場合には、メッセージは、所与の優先順位スキームに従ってＣＭＵのストレージデバイス上に保存される。所与のライフタイムパラメータがゼロである場合には、ＡＣＡＲＳ経路指定機能は、ＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージを送信できない旨を通知される。
【００６６】
（ｂ）サブネットワークが利用可能である場合に、ＡＣＡＲＳ経路指定機能からダウンリンクＡＣＡＲＳメッセージを受信する。サブネットワークが利用可能になるとすぐに、ＡＣＡＲＳルータは、ストレージデバイス上のあらゆるＡＣＡＲＳメッセージを優先順位に従って地上のシステムへダウンロードすることを開始する。ＡＣＡＲＳ経路指定機能からの任意の受信されたＡＣＡＲＳメッセージが、すべての保存されているメッセージよりも高い優先順位である場合には、ＡＣＡＲＳ経路指定機能からのそのＡＣＡＲＳメッセージは、次に送信される。ＡＣＡＲＳ経路指定機能からの任意の受信されたＡＣＡＲＳメッセージが、あらゆる保存されているメッセージよりも低い優先順位である場合には、そのメッセージを保存し、ストレージデバイスからＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介してより高い優先順位のメッセージの送信を継続する。サブネットワークが利用不能になった場合には、それぞれの保存されているメッセージのライフタイムをチェックする。所与のＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージに関してライフタイムがゼロに等しい場合（または有効期限が切れている場合）には、そのメッセージを破棄する。
【００６７】
ＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫをシミュレートすることに関する目的／要件−本明細書に記載されているようなＡＣＡＲＳメッセージングシステムの実際の実装形態においては、下記の点を考慮すべきである。
【００６８】
１．外部のＬＲＵおよび内部のＣＭＵコンポーネントが一度に複数のＡＣＡＲＳメッセージを送信できるようにＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫをシミュレートすること。
２．ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロである場合には、メッセージが地上のサーバによって実際に受信されるまで、ＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫをシミュレートしないこと。
【００６９】
３．サブネットワークが起動している場合には、ＡＣＡＲＳメッセージをすぐに送信し、ＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫをシミュレートすること。
４．ＡＣＡＲＳメッセージを送信することができず（たとえば、サブネットワークがダウンしていて）、かつＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロである場合には、そのＡＣＡＲＳメッセージを破棄し、ＡＣＡＲＳ ＮＡＫをＡＣＡＲＳルータへ返す。このシナリオによって、ＡＣＡＲＳルータは、希望に応じてＡＣＡＲＳメッセージを経路変更することができるであろう。
【００７０】
５．ＡＣＡＲＳメッセージを送信することができず（たとえば、サブネットワークがダウンしていて）、かつＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロよりも大きい場合には、ＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫをすぐにシミュレートし、そのＡＣＡＲＳメッセージを、後で送信するためにストレージデバイス上に保存する。
【００７１】
６．ＡＣＡＲＳメッセージを送信することができず（たとえば、サブネットワークがダウンしていて）、かつＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロよりも大きい場合には、ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性の有効期限が切れたときに、ＡＣＡＲＳメッセージを削除する。これによって、経路変更および複数の無関係なＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫが防止される。
【００７２】
ＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫをシミュレートするための使用事例−このセクションは、我々の示された目的および要件ごとに使用事例を提供する。下記のことが、関係者を規定する。
【００７３】
１．外部のＬＲＵ−ＣＭＵから分離されたＬＲＵが、４２９／Ａ６１９を介して通信を行う。
２．ＡＣＡＲＳスタック−ＣＭＵ上に常駐するＡＣＡＲＳの実装形態。
【００７４】
３．ＡＭ−ＡＣＡＲＳメッセージング機能が、ＣＭＵ上に常駐し、ＴＣＰ／ＩＰを介して通信を行う。
４．メッセージサーバ−ＴＣＰ／ＩＰネットワークに接続された、ＡＭピアである地上のサーバ。
【００７５】
たとえこれらの使用事例のすべてが、外部のＬＲＵとの対話を規定するとしても、ＣＭＵから発信されたあらゆるＡＣＡＲＳメッセージは同じように機能することになるという点に留意されたい。この点に関連して、外部のＣＭＵ関係者を任意の内部のＣＭＵ関係者と単純に入れ替えても、これらの使用事例は、依然として同じように機能する。
【００７６】
事例１：ダウンリンクが成功し、ＡＣＫがシミュレートされる場合−図７は、シミュレートされたＡＣＫ手順を示すメッセージシーケンス線図である。このシナリオは、次の前提条件を前提としている。（１）サブネットワークが起動していること、および（２）ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性＝「Ｄｏｎ’ｔ Ｃａｒｅ」であること。サブネットワークが起動しているため、ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅパラメータは無関係である。この例においては、ＡＣＡＲＳメッセージは、優先順位の処理のためにＣＭＵのＭＳＤ（「ｍａｓｓ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｅｖｉｃｅ」）７０２の中を横断する。ＡＣＡＲＳメッセージが地上のメッセージサーバ７０４へ実際に送信されるとすぐに、「ＡＣＡＲＳ ＡＣＫ」がシミュレートされる。
【００７７】
事例２：経路変更のためにＡＣＡＲＳメッセージを返す場合−図８は、このシナリオを示すメッセージシーケンス線図である。このシナリオは、次の前提条件を前提としている。（１）サブネットワークがダウンしていること、および（２）ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロであること（すぐに送信を行うこと）。サブネットワークがダウンしていて、ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロであるため、ＡＣＡＲＳメッセージング機能７０８は、すぐに「ＡＣＡＲＳ ＮＡＫ」メッセージ７１０をＡＣＡＲＳルータに返す。この時点では、シミュレートされた「ＡＣＡＲＳ ＡＣＫ」は、まったく不要である。メッセージは、従来のＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫを待っている別のサブネットワーク（ＳＡＴＣＯＭ、ＶＨＦなど）へ経路変更することができる。
【００７８】
事例３：遅延したダウンリンクが成功し、ＡＣＫがシミュレートされる場合−図９は、このシナリオを示すメッセージシーケンス線図である。この事例には、次の前提条件が当てはまる。（１）サブネットワークがダウンしていること、および（２）ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロよりも大きいこと（サブネットワークが利用不能である場合には、メッセージをＭＳＤ ７０２上に保存すること）。ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロよりも大きいため、システムは、すぐにＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫ ７０６をシミュレートし、ＡＣＡＲＳメッセージが首尾よく送信されるのを待つ必要はない。保存されたＡＣＡＲＳメッセージは、後で（ただし、ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅパラメータの有効期限が切れる前に）首尾よく送信される。
【００７９】
事例４：ダウンリンクが不成功となり、ＡＣＫがシミュレートされる場合−図１０は、このシナリオを示すメッセージシーケンス線図である。この事例には、次の前提条件が当てはまる。（１）サブネットワークがダウンしていること、（２）ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロよりも大きいこと（サブネットワークが利用不能である場合には、メッセージをＭＳＤ ７０２上に保存すること）、および（３）サブネットワークが、ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性によって規定されている期間内には復活しないこと。ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロよりも大きいため、システムは、すぐにＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫ ７０６をシミュレートし、ＡＣＡＲＳメッセージが首尾よく送信されるのを待つ必要はない。ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅパラメータの有効期限が切れているとみなされると、そのＡＣＡＲＳメッセージは、ＭＳＤ ７０２から削除される。この場合には、そのＡＣＡＲＳメッセージは、メッセージサーバ７０４へ送達されず、そのメッセージを確実に送信するためには、その他の手段を講じることができる。
【００８０】
ＡＣＡＲＳルータのための処理
以降の実装形態に関する注釈は、本明細書に記載されているＡＣＡＲＳメッセージシステムの実際の一実施形態を参照する。もちろん、システムの実際の実装形態は、特定の展開の必要性および要件に従ってさまざまなものとすることができる。
【００８１】
ダウンリンクＡＣＡＲＳメッセージ
１．メッセージは、いくつかの内部の方法によって、サブネットワークでの送信に値すると判断される。
【００８２】
２．さらなる処理のためにメッセージが転送される前に、ＡＣＡＲＳルータ上でＡ６１９の処理が行われる。そのようなさらなる処理としては、たとえばＡ６１９ヘッダの除去、およびＡ６１９アプリケーションのＡＣＫを含むことができる。
【００８３】
３．ＡＣＡＲＳメッセージは、セグメント化されない。
４．適切な場合には、ＡＣＡＲＳルータの処理の前にＡＣＡＲＳメッセージを暗号化することができる。
【００８４】
５．サブネットワークに値するメッセージは、すぐに処理され、送信される。キューに入れる必要はなく、ストレージデバイスへ直ちに転送される。キューの状態は、ＡＣＡＲＳルータに結合されているストレージデバイス上で保持される。ストレージデバイスは、サブネットワーク行きのＡＣＡＲＳメッセージを保存するためのハードディスクとして機能するため、電力の遷移や、その他の電力の途絶によって、これらのＡＣＡＲＳメッセージが失われる結果にはならない。
【００８５】
６．転送されるダウンリンクＡＣＡＲＳメッセージのパラメータには、ユーザテキスト、ラベル、サブラベル、メッセージシーケンス番号、およびフライト識別子が含まれる。ユーザテキストパラメータは暗号化することができるが、その他のパラメータは暗号化されないということが前提となる。
【００８６】
アップリンクＡＣＡＲＳメッセージ
１．航空機に搭載された終端システム（たとえば、フライト管理システム）行きのメッセージに関しては、そのメッセージがＡＣＡＲＳルータによって受信された後で、Ａ６１９の処理を行うことができる。そのような処理としては、たとえばＡ６１９ヘッダを付加すること、およびＡ６１９アプリケーションのＡＣＫを受信することを含むことができる。
【００８７】
２．ＡＣＡＲＳメッセージは、セグメント化された形態では（複数のブロックでは）受信されない。真の送信先が、Ｃｈａｒａｃｔｅｒ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ４２９を介したＬＲＵであり、メッセージテキストが、２２０オクテット（１ブロック）よりも大きい場合には、メッセージテキストを適切なサイズのブロックへと操作するためには、何らかの事後処理を実行する必要が生じるであろう。この「事後処理」は、ＡＣＡＲＳルータの任意の適切な処理要素によって実行することができ、そのような処理の場所は、実装形態によって決まる。
【００８８】
３．ＡＣＡＲＳメッセージは、暗号化された形態で受信することができる。暗号化されている場合には、それらのメッセージは、ＡＣＡＲＳルータによって復号される。
４．ＡＣＡＲＳルータへ転送されるアップリンクＡＣＡＲＳメッセージのパラメータには、ユーザテキスト、ラベル、およびサブラベルが含まれる。ユーザテキストパラメータは暗号化することができるが、その他のパラメータは暗号化されないということが前提となる。
【００８９】
５．サブネットワークを介して地上のシステムから受信されるいかなるメッセージも、航空機に搭載されたＡＣＡＲＳスタックおよび地上のデータサービスプロバイダーが迂回されるため、Ａ６１８ ＡＣＡＲＳ ＡＣＫを必要としない。
【００９０】
メッセージ処理用の地上のサーバのための処理
１．メッセージ処理サーバは、航空機ごとに１つのＴＣＰ／ＩＰ接続をサポートする。
２．航空機は、サブネットワークが利用可能なときに、メッセージ処理サーバへのＴＣＰ／ＩＰ接続を開始する。
【００９１】
３．メッセージ処理サーバは、（任意の一時点における空港ゲートの航空機の数に応じて）複数のＴＣＰ／ＩＰ接続をサポートする。
４．メッセージ処理サーバは、より詳細に上述したようにＡＣＡＲＳメッセージングプロトコルを実施する。
【００９２】
５．メッセージ処理サーバは、より詳細に上述したようにＰＤＵを投入および解釈する。
６．適切な場合には、メッセージ処理サーバは、テキストフィールドの暗号化および復号処理を実行する。その他のフィールドを暗号化する必要はない。
【００９３】
７．メッセージテキストは、セグメント化されない。ＣＭＵは、Ｂｉｔ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｐｒｏｔｏｃｏｌと共に使用するために（ＡＲＩＮＣ ６１９を通じて）３２９６オクテットまでのテキストフィールドをサポートすることができる。
【００９４】
８．Ｄｏｗｎｌｉｎｋ−ＡＣＡＲＳ−ＭＳＧ ＰＤＵのテキストフィールドは、複数の補足的なアドレスを含むことができる。メッセージ処理サーバは、これらのメッセージを適切なものとして配信するか、または複数の補足的なアドレスを有するメッセージを認めない。
【００９５】
９．ラベルＱＡからＱＴを有するダウンリンクＡＣＡＲＳメッセージは、送信先へ送達する前にメッセージの特定のフォーマット設定を提供する上で、ＡＲＩＮＣ／ＳＩＴＡデータサービスプロバイダーに依存している。本明細書に記載されているＡＣＡＲＳメッセージングシステムは、サブネットワークが使用されているときにデータサービスプロバイダーに依存しないため、メッセージ処理サーバが、この同じタイプのフォーマット設定を提供する。メッセージ処理サーバは、このフォーマット設定が適切であるかどうかを判断し、適切でない場合には、余分な処理を差し控え、テキストがその生のフォーマットで見える旨をエンドユーザに警告するにとどめる。
【００９６】
１０．メッセージ処理サーバは、航空機への失われた接続を管理すること（潔く接続を解除するか、またはＴＣＰ／ＩＰ接続のタイムアウトのいずれか）が必要となる。
前述の詳細な説明において、少なくとも１つの例示的な実施形態を提示したが、膨大な数の変形形態が存在するということを理解されたい。１つまたは複数の例示的な実施形態は、例にすぎず、本発明の範囲、適用可能性、あるいは構成をいかなる形であれ限定することを意図するものではないということも理解されたい。それどころか、前述の詳細な説明は、１つまたは複数の例示的な実施形態を実施するための便利な案内図を当業者に提供する。添付の特許請求の範囲およびその適法な均等物において示されている本発明の範囲から逸脱することなく、要素の機能および構成においてさまざまな変更を行うことができるということを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】ＩＰを介したＡＣＡＲＳメッセージング用のシステム環境を示す図である。
【図２】ＩＰを介した実用的なＡＣＡＲＳメッセージングシステムの展開を示す概略図である。
【図３】本発明によるＡＣＡＲＳメッセージングシステムを示す簡略化された概略図である。
【図４】ＡＣＡＲＳメッセージを処理する通信管理ユニットを示す簡略化されたソフトウェアアーキテクチャーの図である。
【図５】ＩＰを介してＡＣＡＲＳメッセージングシステムによって処理される例示的なシーケンスを示すメッセージシーケンス線図である。
【図６Ａ】ＡＣＡＲＳメッセージングプロセスを示す流れ図である。
【図６Ｂ】ＡＣＡＲＳメッセージングプロセスを示す流れ図である。
【図７】シミュレートされた肯定応答手順を示すメッセージシーケンス線図である。
【図８】ＡＣＡＲＳメッセージの経路変更に関連する手順を示すメッセージシーケンス線図である。
【図９】遅延したダウンリンクメッセージに対応するシミュレートされた肯定応答を示すメッセージシーケンス線図である。
【図１０】不成功のダウンリンクメッセージに対応するシミュレートされた肯定応答を示すメッセージシーケンス線図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にデータ通信システムに関する。より詳細には、本発明は、ＴＣＰ／ＩＰネットワークを使用してＡＣＡＲＳ（「Ａｉｒｃｒａｆｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」）メッセージを処理および送信するためのデータ通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＣＡＲＳとは、民間および業務用の航空機によって利用されるアドレス可能なデジタルデータ通信システムである。ＡＣＡＲＳは、フライトオペレータが自分のそれぞれの航空隊内の航空機と通信できるようにするために開発された。ＡＣＡＲＳは、航空機とそのフライトオペレータとの間で、日常的な報告、データ、および簡単なメッセージを送信するために使用される。ＡＣＡＲＳメッセージは、航空機のＶＨＦ音声チャネルが混雑するのを避けるために、ＡＭチャネルを使用して送信される。従来のＡＣＡＲＳメッセージングは、ＡＲＩＮＣ ６１８およびＡＲＩＮＣ ６２０の規格によって記述および規定されている。
【０００３】
現在、ＡＣＡＲＳメッセージは、ＶＨＦチャネルやＳＡＴＣＯＭリンクなどの高価で相対的に遅いレガシーデータリンクを横断している。このような通信パスは、フライト中の通信には適しているが、航空機が着陸した後の通信にとっては望ましくない可能性がある。これまでは、ＡＣＡＲＳメッセージは、航空機が着陸した後でさえ、（米国では）ＡＲＩＮＣおよび（ヨーロッパでは）ＳＩＴＡなどの民間企業によって提供されている可能性のある既存のシステムおよびプロトコルを介して送信しなければならなかった。ほとんどの民間航空機の通信は着陸後に行われるため、ＡＣＡＲＳメッセージングは、航空会社にとって、とりわけ非常に大きな航空隊を有する航空会社にとって、非常に高くつく可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、航空機にとって着陸後に利用可能なより高速でより安価なデータ通信システムを利用できるＡＣＡＲＳメッセージングシステムを有することが望ましいであろう。たとえば、ＡＣＡＲＳメッセージングシステムにとっては、インターネット、ＴＣＰ／ＩＰベースの通信、および８０２．１１リンク等の無線リンクなど、既存のデータ通信テクノロジーを活用することが有利であろう。さらに、本発明のその他の望ましい特性および特徴については、以降の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を、添付の図面ならびに前述の技術分野および背景技術と併せて理解すれば、明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
航空機の着陸後にＡＣＡＲＳメッセージを送信するためのシステムは、従来のＡＣＡＲＳメッセージを、プロトコルのＴＣＰ／ＩＰスイートに対応するフォーマットへと翻訳する機内に搭載された処理ロジックを含む。この翻訳によって、このシステムは、インターネットや、航空会社によって保持されているＬＡＮアーキテクチャーなどの高速のネットワークを使用して、ＡＣＡＲＳメッセージコンテンツを送信することができる。この翻訳はまた、ＡＲＩＮＣおよびＳＩＴＡによって保持されている従来の高価なネットワークを迂回する方法でのＡＣＡＲＳメッセージコンテンツの送信を容易にする。
【０００６】
本発明の上記およびその他の態様は、メッセージコンテンツを含むＡＣＡＲＳメッセージを入手するステップと、そのＡＣＡＲＳメッセージをＡＳＮ．１のフォーマットへとコード化するステップと、そのコード化されたメッセージを、メッセージコンテンツを含む（ＴＣＰ／ＩＰに準拠した）ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージへと翻訳するステップと、ＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介して航空機とメッセージ処理サーバとの間でＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージを送信するステップとを含むＡＣＡＲＳメッセージングの方法による１つの形態で実行することができる。
【０００７】
本発明のより完全な理解は、詳細な説明および特許請求の範囲を以降の図面と併せて考察しながら参照することによって得ることができ、それらの図面においては、同様の参照番号は、それらの図面を通じて類似した要素を指している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以降の詳細な説明は、本質的に例示的なものにすぎず、本発明や、本発明の応用および使用を限定することを意図するものではない。さらに、前述の技術分野、背景技術、発明の開示、あるいは以降の詳細な説明に提示されているいかなる明示された理論や暗示された理論によっても拘束される意図はまったくない。
【０００９】
本明細書では、機能的および／または論理的なブロックコンポーネントならびにさまざまな処理ステップという観点から、本発明について説明することができる。そのようなブロックコンポーネントは、指定された機能を実行するように構成されている任意の数のハードウェアコンポーネント、ソフトウェアコンポーネント、および／またはファームウェアコンポーネントによって実現することができるという点を理解されたい。たとえば本発明の一実施形態は、１つまたは複数のマイクロプロセッサやその他のコントロールデバイスのコントロール下でさまざまな機能を実行できるさまざまな集積回路コンポーネント、たとえばメモリ要素、デジタル信号処理要素、ロジック要素、ルックアップテーブルなどを採用することができる。さらに本発明は、任意の数のデータ送信プロトコルと共に実施することができ、本明細書に記載されているシステムは、本発明の１つの例示的な応用例にすぎないということを当業者なら理解できるであろう。
【００１０】
説明を簡潔にするために、ＡＣＡＲＳメッセージの作成、経路指定、および処理、ＴＣＰ／ＩＰデータの送信、信号伝達、ネットワークのコントロール、ならびにシステム（およびシステムの個々のオペレーティングコンポーネント）のその他の機能的な側面に関連する従来の技術については、本明細書では詳しくは説明しないかもしれない。さらに、本明細書に含まれるさまざまな図に示されている結び付ける線は、さまざまな要素どうしの間における機能的な関係および／または物理的な結び付きの例を表すことを意図している。実際の実施形態においては、多くの代替または追加の機能的な関係や物理的なつながりが存在する可能性があるという点に留意されたい。
【００１１】
本発明によるＡＣＡＲＳメッセージングシステムは、航空機にとって利用可能な既存のＴＣＰ／ＩＰネットワークのデータリンクを活用するように設計されており、したがって航空機は、ＡＣＡＲＳメッセージコンテンツを地上のピアへ通信することができる。簡単に言えば、本発明は、ＡＣＡＲＳメッセージがインターネットなどのＴＣＰ／ＩＰネットワークを横断できるようにする発信元および／または送信先のサブシステムによって実行されるアプリケーションプロトコルおよび処理に関する。ユーザの観点からは、たとえ実際にはＡＣＡＲＳメッセージコンテンツが低コストで高帯域幅の商用ネットワークを横断していても、ＡＣＡＲＳメッセージの通信は、従来のデータリンクを横断しているように見える。注目すべきことに、ＡＲＩＮＣやＳＩＴＡは、（ＳＡＴＣＯＭ／ＶＨＦを介した無線から地上へのトランザクションおよび地上から無線へのトランザクションとは異なり）ＡＣＡＲＳメッセージングシステムによって処理されるＡＣＡＲＳのトラフィック内に含まれる必要はなく、ＡＣＡＲＳメッセージコンテンツは、データサービスプロバイダーによって提供されるいかなる処理も伴わずに、ＴＣＰ／ＩＰネットワークを介して航空機から地上の終端システムへ（および、その逆の方向へ）直接転送することができる。
【００１２】
図１は、本発明によるシステムを展開できるＡＣＡＲＳメッセージングシステム環境１００を示す図である。この環境１００は一般に、着陸したばかりの、あるいは着陸する寸前の航空機１０２、たとえば民間航空会社の航空機を含む。いったん着陸すると、航空機１０２は、インターネットなどの適切なＴＣＰ／ＩＰネットワーク１０４との通信を確立することができる。この点に関連して、航空機１０２は、ＴＣＰ／ＩＰデータリンクを確立するように構成されている機内に搭載されたデータ通信要素を含むことが好ましい。本明細書に記載されている本発明の例示的な実施形態においては、メッセージ処理サーバ１０６は、ＴＣＰ／ＩＰネットワーク１０４との通信を確立することができる。典型的な環境１００においては、メッセージ処理サーバ１０６は、目的地の空港に設置された地上のユニットである。
【００１３】
実際の面では、ＴＣＰ／ＩＰネットワーク１０４は、ＴＣＰ／ＩＰのトラフィックをデータの送信元からデータの送信先へと経路指定する目的で相互接続された任意の数の物理的なデータリンクを含むことができる。この点に関連して、ＡＣＡＲＳメッセージングシステムは、以降でさらに詳細に説明するように、ＡＣＡＲＳメッセージコンテンツの通信を容易にするために、航空機１０２とメッセージ処理システム１０６との間にＴＣＰ／ＩＰデータリンク１０８を確立することができる。航空機の航空隊を取り扱うために、メッセージ処理システム１０６は、複数のＴＣＰ／ＩＰ接続（各航空機ごとに１つの接続）をサポートするように構成されている。本明細書で使用される際、「ＴＣＰ／ＩＰデータリンク」とは、プロトコルのＴＣＰ／ＩＰスイートに準拠してデータを移送できる任意の通信リンクを指す。ＴＣＰ／ＩＰデータリンク１０８は、１つまたは複数のコンポーネントを含むことができ、これらのコンポーネントには、任意の数の無線のＴＣＰ／ＩＰデータリンク、および任意の数の有線のＴＣＰ／ＩＰデータリンクが含まれる。
【００１４】
図２は、実用的なＡＣＡＲＳメッセージングシステムの展開を示す概略図である。図２においては、航空機１０２は、破線によって概略的に示されている。航空機１０２は、機内に搭載されたＣＭＵ（「ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｕｎｉｔ」）２００、および機内に搭載されたデータ通信要素、たとえばＴＷＬＵ（「ｔｅｒｍｉｎａｌ ａｒｅａ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ ｕｎｉｔ」）２０２を含むことができる。実際の面では、ＣＭＵ ２００は、ＬＲＵ（「ｌｉｎｅ ｒｅｐｌａｃｅａｂｌｅ ｕｎｉｔ」）ハードウェアコンポーネントであり、従来のＡＣＡＲＳメッセージングと、本明細書に記載の改良されたＡＣＡＲＳメッセージング機能とを含む複数の航空機通信機能をサポートする処理ロジックを含む。ＣＭＵ ２００は、少なくとも１つのＡＣＡＲＳルータコンポーネントを含み、このＡＣＡＲＳルータコンポーネントは、ＡＣＡＲＳメッセージの処理および経路指定を実行する。ＡＣＡＲＳルータコンポーネントはまた、ＡＣＡＲＳメッセージのコード化および翻訳に関連するＴＣＰ／ＩＰスタックおよび処理ロジックを含む。実際の実装形態においては、ＡＣＡＲＳルータコンポーネントは、１つまたは複数の物理的なモジュール、カード、あるいはデバイスと共に実現することができる（この場合には、このようなモジュール、カード、あるいはデバイスは、同時処理を容易にするために、お互いに通信するように、また独立したタスクを実行するように構成されることが好ましい）。
【００１５】
例示的な実施形態においては、ＣＭＵ ２００は、適切なデータリンク、たとえば１０Ｂａｓｅ−Ｔイーサネットデータリンクを用いてＴＷＬＵ ２０２に結合される。ＴＷＬＵ ２０２（これもＬＲＵとすることができる）は、航空機１０２と、目的地の空港によって保持されているＬＡＮなどの地上のシステムとの間における無線データ通信をサポートするハードウェアおよび処理ロジックを含む。実際の実施形態においては、ＴＷＬＵ ２０２は、航空機１０２と、地上のネットワークに関連付けられている無線アクセスポイント２０６との間に無線データリンク２０４を確立する。例示的な実施形態においては、無線データリンク２０４は、ＴＣＰ／ＩＰデータリンクである。実際の面では、無線データリンク２０４は、８０２．１１（ａ、ｂ、あるいはｇ）データリンク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデータリンク、ＨｏｍｅＲＦデータリンク、ＨｉｐｅｒＬＡＮデータリンク、ＧＰＲＳ、無線電信、ＵＭＴＳ、ＳＡＴＣＯＭなどとして実現することができる。本明細書に記載されている民間航空機の例のために、無線アクセスポイント２０６は、目的地の空港に設置されている地上のユニットとすることができる。無線アクセスポイント２０６は、ＴＣＰ／ＩＰネットワーク１０４に接続され、したがって、航空機１０２とメッセージ処理サーバ１０６との間にＴＣＰ／ＩＰデータリンク１０８が確立される。
【００１６】
図３は、本発明によるＡＣＡＲＳメッセージングシステム３００を示す簡略化された概略図である。図３は、ＣＭＵ ２００およびメッセージ処理サーバ１０６に関連付けられている機能要素、データ要素、および処理ロジックを示している。一般にＣＭＵ ２００は、ＡＣＡＲＳルータ３０２、ＡＣＡＲＳメッセージ３０４、ＡＳＮ．１エンコーダ３０６、およびＴＣＰ／ＩＰトランスレータ３０８という要素を含むことができる。一般にメッセージ処理サーバ１０６は、ＴＣＰ／ＩＰトランスレータ３１０、ＡＳＮ．１デコーダ３１２、ＡＣＡＲＳメッセージ組み立てロジック３１４、およびメッセージコンテンツ抽出ロジック３１６という要素を含むことができる。説明を簡単にするために、図３は、ＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージ、すなわちＣＭＵ ２００からメッセージ処理サーバ１０６へ送信されるＡＣＡＲＳメッセージの処理および操作を対象とする。実際の実施形態においては、ＡＣＡＲＳメッセージングシステム３００は、双方向のメッセージの通信用に構成され、そのようなものとして、ＣＭＵ ２００およびメッセージ処理サーバ１０６は双方とも、逆方向のＡＣＡＲＳアップリンクメッセージをサポートする機能要素、データ要素、および処理ロジックを含むことができる。
【００１７】
ＣＭＵ ２００を参照すると、ＡＣＡＲＳルータ３０２は、ＡＣＡＲＳメッセージ３０４の作成および処理を含んで、着信および発信のＡＣＡＲＳメッセージトラフィックを処理する。従来のＡＣＡＲＳメッセージの構成および特徴は、当業者にはよく知られており、したがって、本明細書では詳しくは説明しない。このような従来のＡＣＡＲＳメッセージは、ＡＲＩＮＣの規格に準拠するメッセージ、たとえばＡ６１８メッセージ、Ａ６１９メッセージ、およびＡ６２０メッセージを含むことができる。ＡＳＮ．１エンコーダ３０６は、ＡＣＡＲＳメッセージを、ＡＳＮ．１に準拠するフォーマットへコード化し、変換し、および／または翻訳するように構成されている。ＡＳＮ．１は、データの言語の実装および物理的な表示を問わずに、用途を問わずに、ならびにデータの複雑さを問わずに、プロトコルによって送信されるデータを記述するのに使用される正規の表記である。ＡＳＮ．１は、ＣＭＵ ２００とメッセージ処理サーバ１０６との間でＡＣＡＲＳのコンテンツをやり取りするための明確な方法を提供する。ＴＣＰ／ＩＰトランスレータ３０８は、コード化されたＡＣＡＲＳメッセージを、プロトコルのＴＣＰ／ＩＰスイートに準拠した対応するＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージへと翻訳し、変換し、および／またはフォーマット設定するように機能する。「ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージ」という用語は、本明細書では、そのようなメッセージを従来のＡＣＡＲＳメッセージから区別するために使用される。
【００１８】
上述のように、ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージは、適切なＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介して、航空機とメッセージ処理サーバ１０６との間で送信することができ、そのようなＴＣＰ／ＩＰデータリンクは、１つまたは複数の無線のＴＣＰ／ＩＰデータリンクを含むことができる。メッセージ処理サーバ１０６を参照すると、ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージは、ＴＣＰ／ＩＰトランスレータ３１０によって受信され、処理される。トランスレータ３１０は、ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージを、ＡＳＮ．１デコーダ３１２によって処理できる対応するデータへと翻訳し、変換し、および／またはフォーマット設定するように機能する。ＡＳＮ．１デコーダは、このデータをデコードし、変換し、および／または翻訳して、ＡＳＮ．１エンコーダ３０６によって実行されたＡＳＮ．１のコード化を取り除くように構成されている。ＡＣＡＲＳメッセージ組み立てロジック３１４は、デコードされたデータを処理して、従来のＡＣＡＲＳフォーマットを有する受信されたＡＣＡＲＳメッセージを組み立てることができる。その後、メッセージコンテンツ抽出ロジック３１６は、任意の適切な方法でさらに処理または操作するために、受信されたＡＣＡＲＳメッセージから有用なコンテンツのうちの任意のものを抽出することができる。Ａ６２０メッセージを「再び組み立てる」代わりに、適切な処理のために任意の数のプロセスに生のデータを投入することもできる。
【００１９】
本明細書に記載されている例示的な実施形態は、Ａ６１８メッセージ、Ａ６１９メッセージ、およびＡ６２０メッセージを取り扱う。Ａ６１８メッセージは、航空機１０２と、ＤＳＰ（「ｄａｔａ ｓｅｒｖｉｃｅ ｐｒｏｖｉｄｅｒ」）などの地上のシステムとの間で送信されるメッセージである。ＡＣＡＲＳメッセージングシステム３００は、航空機１０２の着陸後にＡ６１８メッセージを送信するために利用されることが好ましい。従来のＡＣＡＲＳメッセージング技術は、フライト中にＡ６１８メッセージを送信するために利用することができる。Ａ６１９メッセージは、ＣＭＵ ２００と、航空機１０２上のその他のＬＲＵとの間で送信される「内部の」メッセージである。Ａ６２０メッセージは、ＤＳＰなどの地上のシステムと、終端システム（実際の民間航空機の展開においては、終端システムは、航空会社によって保持される）との間で送信されるメッセージである。
【００２０】
図４は、ＣＭＵ ４００の一部を示す簡略化されたソフトウェアアーキテクチャーの図である。ＣＭＵ ４００は、航空機１０２のその他の外部のＬＲＵ ４０２と、ＡＣＡＲＳメッセージングをサポートするレガシーサブネットワーク４０４と、本明細書に記載されているようなＴＣＰ／ＩＰサブネットワーク４０６と、航空機のコックピット内のディスプレイおよび入力デバイスとして機能するＭＣＤＵ（「ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｙ ｕｎｉｔ」）４０８と通信するように構成されている。上述のように、ＣＭＵ ４００は、（１つまたは複数の）ＴＣＰ／ＩＰサブネットワーク４０６を介して送信するためにＡＣＡＲＳメッセージをコード化および翻訳することに関連する処理ロジックを含むことができる。ＣＭＵ ４００はまた、着信および発信のＡＣＡＲＳメッセージトラフィックを処理するＡＣＡＲＳルータ４１０と、ＡＣＡＲＳルータ４１０に結合されているＡ６１９プロトコルハンドラ４１２と、ＡＣＡＲＳルータ４１０に結合されているＡ６１８プロトコルハンドラ４１４とを含む。
【００２１】
従来のＡＣＡＲＳメッセージングプロセスは、下記のように実行することができる。ＬＲＵ ４０２は、Ａ６１９プロトコルハンドラ４１２と通信し、Ａ６１９プロトコルハンドラ４１２は、ＡＣＡＲＳルータ４１０によって処理するために適切なＡ６１９メッセージを作成する。次いでＡＣＡＲＳルータ４１０は、そのメッセージをＡ６１８プロトコルハンドラ４１４へ伝達し、Ａ６１８プロトコルハンドラ４１４は、適切なＡ６１８メッセージを作成する。そしてそのＡ６１８メッセージは、（１つまたは複数の）レガシーサブネットワーク４０４へ回送される。これとは対照的に、本発明によるＡＣＡＲＳメッセージングプロセスは、下記のように実行することができる。航空機のパイロットは、その航空機に搭載されているＭＣＤＵ ４０８へメッセージを（たとえば、キーボードへ打ち込むことによって）入力することができる。次いでそのメッセージは、Ａ６１９プロトコルハンドラ４１２を迂回する方法でＡＣＡＲＳルータ４１０へ伝達される。同様に、（１つまたは複数の）ＴＣＰ／ＩＰサブネットワーク４０６を介して送信されるメッセージは、ＡＣＡＲＳルータ４１０への通過中にＡ６１８プロトコルハンドラ４１４を迂回することができる。したがって、本発明の技術を利用して、従来のＡ６１９およびＡ６１８のＡＣＡＲＳメッセージ処理を回避することができる。
【００２２】
図５は、ＡＣＡＲＳメッセージングシステムによって処理される例示的なシーケンスを示すメッセージシーケンス線図であり、図６は、ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００を示す流れ図である。本発明によるＡＣＡＲＳメッセージングシステムのオペレーションについて、図５および図６と関連させて説明する。図５においては、時間が縦のスケールによって表されており、時間は上から下へと進む。図５は、実際の実施形態においてはＣＭＵ内で実現できるＡＣＡＲＳルータ５０２と、ＴＷＬＵ ５０４と、メッセージ処理サーバ５０６とによって実行される処理または経路指定を示している。プロセス６００および例示的なメッセージシーケンス線図は、次のことを前提としている。（１）ＣＭＵが初期設定されており、使用可能であること。（２）航空機が着陸しているか、またはその他の形で無線アクセスポイントの付近におり、それによってＴＣＰ／ＩＰ接続を確立できること。（３）地上の終端システム、たとえばメッセージ処理サーバが、ＴＣＰ／ＩＰ接続を探してＣＭＵからモニタリングを行っていること。（４）地上のネットワークインフラストラクチャーが整備されており、正常に機能していること。
【００２３】
図５を参照すると、アイテム１は、本明細書に記載されているようなＡＣＡＲＳメッセージの処理をトリガーする任意のイベントを表している。このイベントは、航空機の着陸および着陸のイベントをＡＣＡＲＳルータ５０２へ通知すること、指定された量のメッセージデータが利用できること、適切なＴＣＰ／ＩＰ接続が利用できることなどに相当することができる。このイベントによって、ＡＣＡＲＳルータ５０２は、ＴＣＰ／ＩＰネットワーク接続を確立する準備を行うことができる。たとえばＡＣＡＲＳルータ５０２は、メッセージ処理サーバ５０６の地上のＩＰアドレスおよび／またはホストネームを処理することができる。図６を参照すると、ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００は、メッセージ処理サーバのＩＰアドレスを入手することによって開始することができる（タスク６０２）。このＩＰアドレスは、ＴＣＰ／ＩＰネットワークへの接続にとって必要である。送信先のホストネームおよびＩＰアドレスは、ＣＭＵ用に保存されているＡＭＩ（「ａｉｒｃｒａｆｔ ｍｏｄｉｆｉａｂｌｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」）から解明することができる。ＴＣＰ／ＩＰポートの数は、個別の実装形態に応じて、ＡＭＩを介して設定できるようにすることもでき、あるいは一定に保つこともできる。所与の航空会社にとって、メッセージ処理サーバ５０６のＩＰアドレスは、１つの空港から別の空港へと変更することもでき、あるいは空港にかかわらずに一定に維持することもできる。
【００２４】
アイテム２は、データリンク層のレベルにおける無線接続が確立された旨のＴＷＬＵ ５０４からＡＣＡＲＳルータ５０２への表示を表している。すなわち、ＴＣＰ／ＩＰネットワーク上で実行されるネットワーキングプロトコルは、データをやり取りできるようになっている。この時点で、ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００は、航空機とメッセージ処理サーバ５０６との間にＴＣＰ／ＩＰデータリンクを確立することができる（タスク６０４）。この点に関連して、シーケンス線図のアイテム３は、所与のＩＰアドレスにおいてメッセージ処理サーバ５０６とのＴＣＰ／ＩＰ接続を確立する試みを表している。実際の実施形態においては、最初の試みは、経路指定情報がやり取りされるために、および／または不安定な無線データリンクのために失敗するかもしれないが、安定した接続が確実に確立されるように複数回の試みを行うこともできる。
【００２５】
ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００は、ハンドシェイクメッセージを、ＡＳＮ．１に準拠したハンドシェイクメッセージへとコード化する（タスク６０６）。実際の面では、ハンドシェイクメッセージは、航空機用の少なくとも１つの航空機登録番号を含むコンテンツを含み、この航空機登録番号によって、メッセージ処理サーバ５０６は、航空機を識別することができる。ハンドシェイクメッセージ内に含むことができるその他の情報としては、テールＩＤ、フライト番号、およびメッセージ処理サーバ５０６が発信元の航空機やＣＭＵのＩＤを判別する上で役に立つことができるその他の任意のデータが含まれる。そしてコード化されたハンドシェイクメッセージは、ＴＣＰ／ＩＰに準拠したＡＣＡＲＳ−ＩＰハンドシェイクメッセージへと翻訳またはその他の形でフォーマット設定することができ（タスク６０８）、このＡＣＡＲＳ−ＩＰハンドシェイクメッセージもまた、少なくとも航空機登録番号を含む。シーケンス線図のアイテム４、およびプロセス６００のタスク６１０は双方とも、ＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介したＣＭＵからメッセージ処理サーバ５０６へのＡＣＡＲＳ−ＩＰハンドシェイクメッセージの送信を表している。この送信の意図は、ＣＭＵとメッセージ処理サーバ５０６との間に通信セッションを確立することである。
【００２６】
ハンドシェイクメッセージに応答して、メッセージ処理サーバ５０６は、同様の手順を実行して、ＡＣＡＲＳ−ＩＰ応答ハンドシェイクメッセージを作成して送信することができる。例示的な実施形態においては、ＡＣＡＲＳ−ＩＰ応答ハンドシェイクメッセージは、メッセージ処理サーバ５０６を識別する一意のトークン／文字列の識別子を含む。シーケンス線図のアイテム５は、メッセージ処理サーバ５０６からＣＭＵへのＡＣＡＲＳ−ＩＰ応答ハンドシェイクメッセージの送信を表している。ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００を参照すると、ＣＭＵが応答ハンドシェイクメッセージを受信しなかった場合には（クエリータスク６１２）、プロセス６００は、終了するか、または別のハンドシェイクメッセージを送信することができる。応答ハンドシェイクメッセージが受信された場合には、プロセス６００は継続し、ＴＣＰ／ＩＰ接続を利用して、航空機とメッセージ処理サーバ５０６との間で任意の数のダウンリンクメッセージおよび／または任意の数のアップリンクメッセージを送信できるようになる。いったんＴＣＰ／ＩＰ接続が確立されると、アップリンクメッセージおよびダウンリンクメッセージを同時に送信することができる。したがってプロセス６００は、ダウンリンクメッセージおよびアップリンクメッセージを処理するための別々のサブプロセスを示している。
【００２７】
ダウンリンクメッセージに関しては、プロセス６００が継続し、メッセージキューや、ＡＣＡＲＳメッセージのその他のソースから次のＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージを入手する（タスク６１４）。本発明によるＡＣＡＲＳメッセージングシステムは、下記のように低コストのＴＣＰ／ＩＰネットワークを利用するように構成することができる。航空機が依然としてフライト中であるか、あるいはその他の事情で本明細書に記載されているようにＴＣＰ／ＩＰ接続を確立することができない間には、従来のＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージに、それらの重要性および／または時間に対する配慮に従って優先順位を付けることができる。この点に関連して、決定的に重要なメッセージ、および遅延が許されないメッセージを、従来のＡＣＡＲＳメッセージング技術を使用して処理および送信することができる。その一方で、さほど重要ではないメッセージ、およびすぐに送達する必要のないメッセージには、１つまたは複数のＡＣＡＲＳ−ＩＰダウンリンクメッセージとして後で送信するために優先順位を付けてキューに入れることができる。機内に搭載されたメッセージキュー（これは、データストレージ要素として実現することができる）は、着陸後にＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介して後で送信するために、それらのメッセージを保存することができる。
【００２８】
いったんＴＣＰ／ＩＰデータリンクが確立されると、ＡＣＡＲＳルータは、ＴＣＰ／ＩＰサブネットワークを使用する準備が整った旨を通知される。この時点で、ダウンリンクメッセージとアップリンクメッセージとを含むＡＣＡＲＳメッセージトラフィックが生じることができる。シーケンス線図は、アイテム６によって表されているダウンリンクメッセージの例示的な処理（適切にフォーマット設定されたＡＣＡＲＳ−ＩＰダウンリンクメッセージを、ＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介してメッセージ処理サーバ５０６へ送信すること）を示している。
【００２９】
ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００を再び参照すると、メッセージコンテンツを含むＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージは、そのメッセージコンテンツを含むＡＳＮ．１準拠メッセージへとコード化されることが好ましい（タスク６１６）。さらにプロセス６００は、コード化されたメッセージを、そのメッセージコンテンツを含むＡＣＡＲＳ−ＩＰダウンリンクメッセージへと翻訳し、変換し、あるいはその他の形でフォーマット設定する（タスク６１８）。実際の実施形態においては、ＡＣＡＲＳルータ５０２は、ＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介してメッセージ処理サーバ５０６へ送信するために、ＡＣＡＲＳのテキストメッセージおよびパラメータをＡＳＮ．１のＰＤＵ（「ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｄａｔａ ｕｎｉｔ」）へと処理してカプセル化する（タスク６２０）。上述のように、ＴＣＰ／ＩＰデータリンクは、１つまたは複数の無線データリンクを含むことができ、タスク６２０は、インターネットを介してＡＣＡＲＳ−ＩＰダウンリンクメッセージを送信することができる。
【００３０】
ＡＣＡＲＳ−ＩＰダウンリンクメッセージは、メッセージ処理サーバ５０６において受信され（タスク６２２）、メッセージ処理サーバ５０６は、受信したメッセージの処理を取り扱う。簡単に言えば、メッセージ処理サーバ５０６は、ＴＣＰ／ＩＰパケットを任意の適切なフォーマットへと変換するように機能する。一実施形態においては、メッセージ処理サーバ５０６は、ＴＣＰ／ＩＰパケットを、レガシーＡＣＡＲＳメッセージングシステムによって認識できるフォーマットへと変換する。あるいは、さまざまなフォーマットを利用するその他のプロセスやシステム（たとえば、データベース、統計分析ルーチン、自動応答システム、Ｅメール、メモリデバイスなど）に生のデータを投入することもできる。この点に関連して、ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００は、受信されたＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージのＡＳＮ．１のデコード（タスク６２４）、および受信されたＡＣＡＲＳメッセージの組み立て（タスク６２６）を実行することができる。プロセス６００は、受信されたＡＣＡＲＳメッセージを、従来のＡＣＡＲＳフォーマットに再び準拠するように組み立てることができる。最終的に、プロセス６００は、受信されたメッセージからＡＣＡＲＳメッセージコンテンツを抽出し（タスク６２８）、および／またはシステムの必要性および要件に従ってＡＣＡＲＳメッセージの処理を実行する（タスク６３０）。
【００３１】
シーケンス線図はまた、アップリンクメッセージの例示的な処理を示しており、これは、アイテム７によって表されている。上述のように、実際の実施形態は、アップリンクメッセージおよびダウンリンクメッセージを任意の時点で送信することができ、図５に示されているタイミングは、メッセージングプロセスを説明するのに有用な簡略化されたシナリオを表しているにすぎない。
【００３２】
完全を期すために、ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００は、同時にアップリンクメッセージを送信する可能性を含む。アップリンクメッセージの処理は、メッセージキューから、あるいはメッセージ処理サーバ５０６に関連付けられている任意の適切なソースから次のＡＣＡＲＳアップリンクメッセージを入手することによって、開始することができる（タスク６３２）。その後、プロセス６００は、ＡＣＡＲＳアップリンクメッセージをＡＳＮ．１準拠メッセージへとコード化することに進む（タスク６３４）。さらにプロセス６００は、そのコード化されたメッセージを、所望のメッセージコンテンツを含むＡＣＡＲＳ−ＩＰアップリンクメッセージへと翻訳し、変換し、あるいはその他の形でフォーマット設定する（タスク６３６）。実際の実施形態においては、メッセージ処理サーバ５０６は、タスク６３４およびタスク６３６の最中に１つまたは複数のＡＳＮ．１のＰＤＵを作成する。その後、ＡＣＡＲＳ−ＩＰアップリンクメッセージは、確立されたＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介して航空機へ送信することができる（タスク６３８）。
【００３３】
ＡＣＡＲＳ−ＩＰアップリンクメッセージは、最終的にはＡＣＡＲＳルータ５０２によって受信され、ＡＣＡＲＳルータ５０２は、受信されたメッセージの処理を取り扱う。簡単に言えば、ＡＣＡＲＳルータ５０２は、ＴＣＰ／ＩＰパケットを任意の適切なフォーマットへと変換するように機能する。一実施形態においては、ＡＣＡＲＳルータ５０２は、ＴＣＰ／ＩＰパケットを、レガシーＡＣＡＲＳメッセージングシステムによって認識できるフォーマットへと変換する。あるいは、さまざまなフォーマットを利用するその他のプロセスやシステム（たとえば、データベース、統計分析ルーチン、自動応答システム、Ｅメール、メモリデバイスなど）に生のデータを投入することもできる。この点に関連して、ＡＣＡＲＳメッセージングプロセス６００は、受信されたＡＣＡＲＳ−ＩＰアップリンクメッセージのＡＳＮ．１のデコード（タスク６４０）、および受信されたＡＣＡＲＳアップリンクメッセージの組み立て（タスク６４２）を実行することができる。プロセス６００は、受信されたＡＣＡＲＳアップリンクメッセージを、従来のＡＣＡＲＳフォーマットに再び準拠するように組み立てることができる。最終的に、プロセス６００は、受信されたメッセージからＡＣＡＲＳメッセージコンテンツを抽出し（タスク６４４）、および／またはシステムの必要性および要件に従ってＡＣＡＲＳメッセージの処理を実行する（タスク６４６）。たとえばそのメッセージは、送信先に応じて、航空機のフライト管理システムなど、航空機に搭載されたその他の終端システムへ転送することができる。
【００３４】
それぞれのアップリンクメッセージまたはダウンリンクメッセージが処理されると、上述のように次のメッセージを処理することができる。この点に関連して、図６は、任意の数のメッセージを繰り返し処理することを容易にするループとして、ダウンリンクとアップリンクの分岐を示している。
【００３５】
例示的な実装形態
以降は、本発明の実際の実施形態と共に利用できる例示的なＡＣＡＲＳメッセージングアプリケーションプロトコルのハイレベルな設計である。この例は、本発明の１つの可能な実際の実装形態を反映しているだけであり、本発明は、この具体的な実施形態やいかなる特定の実装形態にも限定されるものではないという点を理解されたい。ＣＭＵ上でのシステム設計のアプローチは、従来のＡＣＡＲＳスタックを迂回し、ＡＣＡＲＳ「ユーザテキスト」を地上の終端システムへ直接送信することである。このアプローチを採用する理由は、不要なＡＣＡＲＳの処理（ＡＲＩＮＣ ６１８／６２０）を迂回し、メッセージごとのＡＣＡＲＳの無線−地上間のＡＣＫに対する必要性を軽減し（これによって、ＡＣＡＲＳプロトコルのロックステップの制限も軽減し）、いかなる地上の終端システムによっても理解できるフォーマットで「ユーザテキスト」を提供することである。このアプローチには、ＡＲＩＮＣやＳＩＴＡのネットワーク上のデータサービスプロバイダーによる処理は不要である。
【００３６】
この意図は、地上の終端システムに十分な情報を提供して、メッセージを、あたかもデータサービスプロバイダーからＡ６２０のフォーマットで受信したかのように表示することである（以降の表１を参照されたい）。地上の終端システムは、Ａ６２０のフォーマットで表示するようにデータをアレンジすることを担当するか、あるいは地上の終端システムは、情報のうちの任意のものまたはすべてを任意のフォーマットで表示することができる。
【００３７】
Ａ６２０ダウンリンクメッセージの例−例示的なＡ６２０ ＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージについて、以降で説明する。この意図は、Ａ６２０メッセージを定式化して厳密に見た目どおりに表示するために地上の終端システムが使用できる情報を提供することである。実際の面では、ＣＭＵは、下に示されているＡＣＡＲＳメッセージを一字一句そのまま地上の終端システムへ送信することはしない。この例示的なダウンリンクメッセージは、次のようにフォーマット設定される。
【００３８】
【数１】
【００３９】
例示的なＡ６２０メッセージの分解−表１は、例示的なＡ６２０ ＡＣＡＲＳメッセージを分解し、どのようにして地上の終端システム上ですべての必要な情報を得ることができるかについての説明を提供する。列１の「６２０ダウンリンクＡＣＡＲＳメッセージ」は、Ａ６２０ ＡＣＡＲＳメッセージ内のフィールド名を定義する。列２の「源」は、その情報をどこから得ることができるかについて記載している。「ＧＮＤ」は、演繹的に地上の終端システムがこの情報を知っていることを意味している。「ＣＭＵ」は、この情報が、本明細書に記載されているＡＣＡＲＳメッセージングプロトコルの交換中にＣＭＵによって提供されることを意味している。「Ｔ−ＣＭＵ」は、情報が、（本明細書に記載されているＡＣＡＲＳメッセージングプロトコルの交換を使用することを通じて）ＣＭＵによって提供される情報から地上で翻訳されることを意味している。列３の「説明」は、情報を地上でどのようにして投入することができるかに関する指示を提供する。最後の列の「例」は、情報をＡ６２０ ＡＣＡＲＳメッセージの例へと再び対応付ける。
【００４０】
【表１】
【００４１】
ＳＭＩは、ＡＣＡＲＳメッセージのラベルおよびサブラベルをそのＳＭＩに対応付けることによって、地上の終端システム上で決定することができるという点に留意されたい。この対応付けは、ＡＲＩＮＣ ６２０−４仕様の付属書類Ｃにおいて提供される。さらに、ＡＣＡＲＳメッセージのラベルおよびサブラベルは、（上述のＡＣＡＲＳメッセージングプロトコルの交換を介して）ＣＭＵによって提供される。
【００４２】
Ａ６２０ダウンリンクメッセージングプロトコル−以降は、ＣＭＵによって作成して地上へ送信できるＰＤＵのハイレベルな組み立てである。
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
実際の実施形態においては、信頼できる移送システム（すなわち、ＴＣＰ／ＩＰ接続）のおかげで、地上から受信されるすべてのＰＤＵに対してＣＭＵによってＡＣＫ（「ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ」）ＰＤＵを送信する必要はない。
【００４６】
Ａ６１８アップリンクメッセージの例−部分的なＡ６１８アップリンクメッセージの一例について、以降で説明する。このメッセージは、従来のＡＣＡＲＳメッセージの「ＳＴＸ」フィールドの後のすべての部分を含む。上述のように、ＣＭＵ内のＡＣＡＲＳスタックは迂回され、これによって、ＡＣＡＲＳメッセージ内の完全なＡ６１８ヘッダの必要性がなくなる。それでもなお、航空機上のその他の終端システム（たとえば、プリンタやフライト管理システムなどのＬＲＵ）が、フォーマット設定されたヘッダを待っている場合には、問題が表面化する可能性がある。したがって、ＡＣＡＲＳメッセージをＣＭＵへ送信する前に、表４（以降を参照されたい）に記載されているようなヘッダを投入することが、地上の終端システムの役割である。このヘッダは、常に必要というわけではなく、その必要性は、ラベルおよびサブラベルごとにＡＲＩＮＣ仕様６２０−４の付属書類Ｃを参照することによって、判断することができる。したがって、ある場合には、地上がユーザテキストのみをＡＣＡＲＳメッセージとして提供することが予想され、その他の場合には、部分的なＡ６１８ヘッダがＡＣＡＲＳメッセージのユーザテキストに添付されるであろう。例示的なアップリンクメッセージは、次のようにフォーマット設定される。
【００４７】
【数２】
【００４８】
例示的なＡ６１８メッセージの分解−表４は、任意選択で投入されたヘッダと任意選択のサブラベルとを有する部分的なＡ６１８ ＡＣＡＲＳメッセージの分解を提供する。列１の「アップリンクＡＣＡＲＳメッセージフィールド」は、ＡＣＡＲＳメッセージ内のフィールド名を定義する。列２の「説明」は、情報を地上でどのようにして投入することができるか、およびそうした情報が任意選択であるかどうかに関する指示を提供する。最後の列の「例」は、情報をＡ６１８ ＡＣＡＲＳメッセージの例へと再び対応付ける。ＣＭＵは、ＡＣＡＲＳメッセージがこのフォーマットであることを要求している。
【００４９】
【表４】
【００５０】
Ａ６１８アップリンクメッセージングプロトコル−以降は、地上の終端システムによって作成して航空機上のＣＭＵへ送信できるＰＤＵのハイレベルな組み立てである。
【００５１】
【表５】
【００５２】
【表６】
【００５３】
実際の実施形態においては、信頼できる移送システム（すなわち、ＴＣＰ／ＩＰ接続）のおかげで、ＣＭＵから受信されるすべてのＰＤＵに対して地上の終端システムによってＡＣＫ ＰＤＵを送信する必要はない。
【００５４】
ＡＳＮ．１の表記
上述のように、ＡＳＮ．１は、データの言語の実装および物理的な表示を問わずに、プロトコルによって送信されるデータを記述するのに使用される正規の表記である。ＡＳＮ．１を使用することの実際の利点は、フリーウェアのＡＳＮ．１コンパイラが存在することである。ＡＳＮ．１コンパイラは、ＡＳＮ．１のテキストをＣのソースコードへと変換する。生成されたＣのコードは、内部の（Ｃのソースコードの）表示と、データをピアへ送信するために使用される対応するＢａｓｉｃ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ Ｒｕｌｅｓフォーマットとの間で値を変換するための同等のデータ構造およびルーチンを含む。
【００５５】
ＴＣＰは、ストリーム指向のプロトコルであり、つまり、１つのＰＤＵの終わりと、次のＰＤＵの始まりとの間に組み込まれた区別がまったく存在しない。したがって所与のアプリケーションは、受信したオクテットストリームからＰＤＵを解読しなければならない。ＡＳＮ．１でコード化されたオクテットストリームは、ストリームの最初の数オクテット内にサイズフィールドを提供することによって、ＰＤＵどうしの間に区別を提供する。したがって、ＡＳＮ．１でコード化されたＰＤＵをＴＣＰ／ＩＰソケットから読み取る際には、アプリケーションは、最初の数バイトを処理してパケットの全体のサイズを解釈し、そして解釈を完了する前に完全なＰＤＵを読み取らなければならない。
【００５６】
以降は、上述のような１つの例示的なＡＣＡＲＳメッセージングプロトコルを記述するＡＳＮ．１のテキストである。実際のアプリケーションに関するＡＳＮ．１の表記は、やり取りするデータ、サポートする新しいアプリケーションプロトコル、およびその他の実装形態の具体的な詳細に応じて、さまざまなものとなるであろう。
【００５７】
【数３−１】
【００５８】
【数３−２】
【００５９】
【数３−３】
【００６０】
ダウンリンクメッセージ用のＡＣＡＲＳの肯定応答のシミュレート
本発明の実際の実施形態によるＡＣＡＲＳメッセージングシステムを利用する際には、送信中に従来のＡＲＩＮＣ／ＳＩＴＡネットワークが迂回される。したがって、通常のＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫ（Ａ６１８）は失われる。しかし外部のＬＲＵおよび内部のＣＭＵコンポーネントは、ＡＣＡＲＳトランザクションを完了するために、Ａ６１８ ＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫが受信されるのを依然として待っている。この問題は、ダウンリンクＡＣＡＲＳメッセージが、上述のようにその後の送信用として保存される（キューに入れられる）か、またはサブネットワークがダウンしたときの送信用として保存される場合に、さらに複雑になる。とりわけ、（１）いつ外部のＬＲＵへのＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫをシミュレートして、ＣＭＵの内部コンポーネントに知らせ、（２）ＡＣＡＲＳメッセージおよび無関係なＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫの経路変更を防止するかという問題を解決すべきである。
【００６１】
ＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージの処理−以降は、どのようにしてＡＣＡＲＳメッセージングシステムの例示的な実施形態によってＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージを処理できるかについての概要である。この概要は、シミュレートされたＡＣＫの機能の説明に関する背景知識を提供する。
【００６２】
ステップ１−ＡＭＩ（「ａｉｒｃｒａｆｔ ｍｏｄｉｆｉａｂｌｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」）は、（ラベルによって決定される）それぞれのダウンリンクメッセージのタイプごとに、およびそれぞれの発信元（発信元となるＬＲＵやＣＭＵ）ごとに、ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅという新しい属性を定義する。この属性は、ＡＣＡＲＳメッセージがＣＭＵのストレージデバイス上で老朽化できる時間増分の数を最長時間まで表す。たとえばＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅは、最長で４８時間までの３０分単位の増分の数とすることができる。実際の面では、ストレージデバイスは、ＣＭＵの適切なカードに結合されたマスストレージメモリデバイスである。０が定義されている場合には、メッセージは、すぐに送信されることになる（時間の経過は許されない）。このフィールドがＴＩＭＥ＿ＭＡＸに設定されている場合には、メッセージが削除されることはない（老朽化は、まったく生じない。メッセージは、地上のメッセージサーバへ送信されるまで、ＣＭＵのストレージデバイス上に常駐することになる）。このフィールドは、ＡＭＩにおける従来のＭｅｓｓａｇｅ Ｌｉｆｅｔｉｍｅフィールドとは異なる。
【００６３】
ステップ２−それぞれのダウンリンクメッセージごとに、ＡＣＡＲＳ経路指定機能は、下記のことを実行する。
（ａ）ＳｕｂｎｅｔｗｏｒｋプリファレンスバイトおよびＳｕｂｎｅｔｗｏｒｋ＿Ａｖａｉｌａｂｌｅフラグを使用して、ＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介してメッセージを転送することができるかどうかを判断する。このＳｕｂｎｅｔｗｏｒｋ＿Ａｖａｉｌａｂｌｅフラグは、ＡＣＡＲＳメッセージを地上へ転送する能力が利用可能になった場合に、およびその能力が失われた場合に、ＡＣＡＲＳメッセージング機能によってＡＣＡＲＳ経路指定機能へ報告される。
【００６４】
（ｂ）ＡＣＡＲＳメッセージがどのくらいの期間にわたって老朽化するかを決定する。これは、ＡＭＩからのＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅパラメータおよびＭｅｓｓａｇｅ Ｌｉｆｅｔｉｍｅパラメータから計算される。この決定は、単純にこれらの２つのライフタイム値のうちの短い方を選択することができる。
【００６５】
ステップ３−ＡＣＡＲＳメッセージング機能は、下記のことを実行する。
（ａ）サブネットワークが利用可能でない場合に、ＡＣＡＲＳ経路指定機能からダウンリンクＡＣＡＲＳメッセージを受信する。所与のライフタイムパラメータがゼロよりも大きい場合には、メッセージは、所与の優先順位スキームに従ってＣＭＵのストレージデバイス上に保存される。所与のライフタイムパラメータがゼロである場合には、ＡＣＡＲＳ経路指定機能は、ＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージを送信できない旨を通知される。
【００６６】
（ｂ）サブネットワークが利用可能である場合に、ＡＣＡＲＳ経路指定機能からダウンリンクＡＣＡＲＳメッセージを受信する。サブネットワークが利用可能になるとすぐに、ＡＣＡＲＳルータは、ストレージデバイス上のあらゆるＡＣＡＲＳメッセージを優先順位に従って地上のシステムへダウンロードすることを開始する。ＡＣＡＲＳ経路指定機能からの任意の受信されたＡＣＡＲＳメッセージが、すべての保存されているメッセージよりも高い優先順位である場合には、ＡＣＡＲＳ経路指定機能からのそのＡＣＡＲＳメッセージは、次に送信される。ＡＣＡＲＳ経路指定機能からの任意の受信されたＡＣＡＲＳメッセージが、あらゆる保存されているメッセージよりも低い優先順位である場合には、そのメッセージを保存し、ストレージデバイスからＴＣＰ／ＩＰデータリンクを介してより高い優先順位のメッセージの送信を継続する。サブネットワークが利用不能になった場合には、それぞれの保存されているメッセージのライフタイムをチェックする。所与のＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージに関してライフタイムがゼロに等しい場合（または有効期限が切れている場合）には、そのメッセージを破棄する。
【００６７】
ＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫをシミュレートすることに関する目的／要件−本明細書に記載されているようなＡＣＡＲＳメッセージングシステムの実際の実装形態においては、下記の点を考慮すべきである。
【００６８】
１．外部のＬＲＵおよび内部のＣＭＵコンポーネントが一度に複数のＡＣＡＲＳメッセージを送信できるようにＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫをシミュレートすること。
２．ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロである場合には、メッセージが地上のサーバによって実際に受信されるまで、ＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫをシミュレートしないこと。
【００６９】
３．サブネットワークが起動している場合には、ＡＣＡＲＳメッセージをすぐに送信し、ＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫをシミュレートすること。
４．ＡＣＡＲＳメッセージを送信することができず（たとえば、サブネットワークがダウンしていて）、かつＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロである場合には、そのＡＣＡＲＳメッセージを破棄し、ＡＣＡＲＳ ＮＡＫをＡＣＡＲＳルータへ返す。このシナリオによって、ＡＣＡＲＳルータは、希望に応じてＡＣＡＲＳメッセージを経路変更することができるであろう。
【００７０】
５．ＡＣＡＲＳメッセージを送信することができず（たとえば、サブネットワークがダウンしていて）、かつＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロよりも大きい場合には、ＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫをすぐにシミュレートし、そのＡＣＡＲＳメッセージを、後で送信するためにストレージデバイス上に保存する。
【００７１】
６．ＡＣＡＲＳメッセージを送信することができず（たとえば、サブネットワークがダウンしていて）、かつＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロよりも大きい場合には、ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性の有効期限が切れたときに、ＡＣＡＲＳメッセージを削除する。これによって、経路変更および複数の無関係なＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫが防止される。
【００７２】
ＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫをシミュレートするための使用事例−このセクションは、我々の示された目的および要件ごとに使用事例を提供する。下記のことが、関係者を規定する。
【００７３】
１．外部のＬＲＵ−ＣＭＵから分離されたＬＲＵが、４２９／Ａ６１９を介して通信を行う。
２．ＡＣＡＲＳスタック−ＣＭＵ上に常駐するＡＣＡＲＳの実装形態。
【００７４】
３．ＡＭ−ＡＣＡＲＳメッセージング機能が、ＣＭＵ上に常駐し、ＴＣＰ／ＩＰを介して通信を行う。
４．メッセージサーバ−ＴＣＰ／ＩＰネットワークに接続された、ＡＭピアである地上のサーバ。
【００７５】
たとえこれらの使用事例のすべてが、外部のＬＲＵとの対話を規定するとしても、ＣＭＵから発信されたあらゆるＡＣＡＲＳメッセージは同じように機能することになるという点に留意されたい。この点に関連して、外部のＣＭＵ関係者を任意の内部のＣＭＵ関係者と単純に入れ替えても、これらの使用事例は、依然として同じように機能する。
【００７６】
事例１：ダウンリンクが成功し、ＡＣＫがシミュレートされる場合−図７は、シミュレートされたＡＣＫ手順を示すメッセージシーケンス線図である。このシナリオは、次の前提条件を前提としている。（１）サブネットワークが起動していること、および（２）ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性＝「Ｄｏｎ’ｔ Ｃａｒｅ」であること。サブネットワークが起動しているため、ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅパラメータは無関係である。この例においては、ＡＣＡＲＳメッセージは、優先順位の処理のためにＣＭＵのＭＳＤ（「ｍａｓｓ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｅｖｉｃｅ」）７０２の中を横断する。ＡＣＡＲＳメッセージが地上のメッセージサーバ７０４へ実際に送信されるとすぐに、「ＡＣＡＲＳ ＡＣＫ」がシミュレートされる。
【００７７】
事例２：経路変更のためにＡＣＡＲＳメッセージを返す場合−図８は、このシナリオを示すメッセージシーケンス線図である。このシナリオは、次の前提条件を前提としている。（１）サブネットワークがダウンしていること、および（２）ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロであること（すぐに送信を行うこと）。サブネットワークがダウンしていて、ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロであるため、ＡＣＡＲＳメッセージング機能７０８は、すぐに「ＡＣＡＲＳ ＮＡＫ」メッセージ７１０をＡＣＡＲＳルータに返す。この時点では、シミュレートされた「ＡＣＡＲＳ ＡＣＫ」は、まったく不要である。メッセージは、従来のＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫを待っている別のサブネットワーク（ＳＡＴＣＯＭ、ＶＨＦなど）へ経路変更することができる。
【００７８】
事例３：遅延したダウンリンクが成功し、ＡＣＫがシミュレートされる場合−図９は、このシナリオを示すメッセージシーケンス線図である。この事例には、次の前提条件が当てはまる。（１）サブネットワークがダウンしていること、および（２）ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロよりも大きいこと（サブネットワークが利用不能である場合には、メッセージをＭＳＤ ７０２上に保存すること）。ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロよりも大きいため、システムは、すぐにＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫ ７０６をシミュレートし、ＡＣＡＲＳメッセージが首尾よく送信されるのを待つ必要はない。保存されたＡＣＡＲＳメッセージは、後で（ただし、ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅパラメータの有効期限が切れる前に）首尾よく送信される。
【００７９】
事例４：ダウンリンクが不成功となり、ＡＣＫがシミュレートされる場合−図１０は、このシナリオを示すメッセージシーケンス線図である。この事例には、次の前提条件が当てはまる。（１）サブネットワークがダウンしていること、（２）ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロよりも大きいこと（サブネットワークが利用不能である場合には、メッセージをＭＳＤ ７０２上に保存すること）、および（３）サブネットワークが、ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性によって規定されている期間内には復活しないこと。ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅ属性がゼロよりも大きいため、システムは、すぐにＡＣＡＲＳ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＡＣＫ ７０６をシミュレートし、ＡＣＡＲＳメッセージが首尾よく送信されるのを待つ必要はない。ＧａｔｅＬｉｆｅｔｉｍｅパラメータの有効期限が切れているとみなされると、そのＡＣＡＲＳメッセージは、ＭＳＤ ７０２から削除される。この場合には、そのＡＣＡＲＳメッセージは、メッセージサーバ７０４へ送達されず、そのメッセージを確実に送信するためには、その他の手段を講じることができる。
【００８０】
ＡＣＡＲＳルータのための処理
以降の実装形態に関する注釈は、本明細書に記載されているＡＣＡＲＳメッセージシステムの実際の一実施形態を参照する。もちろん、システムの実際の実装形態は、特定の展開の必要性および要件に従ってさまざまなものとすることができる。
【００８１】
ダウンリンクＡＣＡＲＳメッセージ
１．メッセージは、いくつかの内部の方法によって、サブネットワークでの送信に値すると判断される。
【００８２】
２．さらなる処理のためにメッセージが転送される前に、ＡＣＡＲＳルータ上でＡ６１９の処理が行われる。そのようなさらなる処理としては、たとえばＡ６１９ヘッダの除去、およびＡ６１９アプリケーションのＡＣＫを含むことができる。
【００８３】
３．ＡＣＡＲＳメッセージは、セグメント化されない。
４．適切な場合には、ＡＣＡＲＳルータの処理の前にＡＣＡＲＳメッセージを暗号化することができる。
【００８４】
５．サブネットワークに値するメッセージは、すぐに処理され、送信される。キューに入れる必要はなく、ストレージデバイスへ直ちに転送される。キューの状態は、ＡＣＡＲＳルータに結合されているストレージデバイス上で保持される。ストレージデバイスは、サブネットワーク行きのＡＣＡＲＳメッセージを保存するためのハードディスクとして機能するため、電力の遷移や、その他の電力の途絶によって、これらのＡＣＡＲＳメッセージが失われる結果にはならない。
【００８５】
６．転送されるダウンリンクＡＣＡＲＳメッセージのパラメータには、ユーザテキスト、ラベル、サブラベル、メッセージシーケンス番号、およびフライト識別子が含まれる。ユーザテキストパラメータは暗号化することができるが、その他のパラメータは暗号化されないということが前提となる。
【００８６】
アップリンクＡＣＡＲＳメッセージ
１．航空機に搭載された終端システム（たとえば、フライト管理システム）行きのメッセージに関しては、そのメッセージがＡＣＡＲＳルータによって受信された後で、Ａ６１９の処理を行うことができる。そのような処理としては、たとえばＡ６１９ヘッダを付加すること、およびＡ６１９アプリケーションのＡＣＫを受信することを含むことができる。
【００８７】
２．ＡＣＡＲＳメッセージは、セグメント化された形態では（複数のブロックでは）受信されない。真の送信先が、Ｃｈａｒａｃｔｅｒ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ４２９を介したＬＲＵであり、メッセージテキストが、２２０オクテット（１ブロック）よりも大きい場合には、メッセージテキストを適切なサイズのブロックへと操作するためには、何らかの事後処理を実行する必要が生じるであろう。この「事後処理」は、ＡＣＡＲＳルータの任意の適切な処理要素によって実行することができ、そのような処理の場所は、実装形態によって決まる。
【００８８】
３．ＡＣＡＲＳメッセージは、暗号化された形態で受信することができる。暗号化されている場合には、それらのメッセージは、ＡＣＡＲＳルータによって復号される。
４．ＡＣＡＲＳルータへ転送されるアップリンクＡＣＡＲＳメッセージのパラメータには、ユーザテキスト、ラベル、およびサブラベルが含まれる。ユーザテキストパラメータは暗号化することができるが、その他のパラメータは暗号化されないということが前提となる。
【００８９】
５．サブネットワークを介して地上のシステムから受信されるいかなるメッセージも、航空機に搭載されたＡＣＡＲＳスタックおよび地上のデータサービスプロバイダーが迂回されるため、Ａ６１８ ＡＣＡＲＳ ＡＣＫを必要としない。
【００９０】
メッセージ処理用の地上のサーバのための処理
１．メッセージ処理サーバは、航空機ごとに１つのＴＣＰ／ＩＰ接続をサポートする。
２．航空機は、サブネットワークが利用可能なときに、メッセージ処理サーバへのＴＣＰ／ＩＰ接続を開始する。
【００９１】
３．メッセージ処理サーバは、（任意の一時点における空港ゲートの航空機の数に応じて）複数のＴＣＰ／ＩＰ接続をサポートする。
４．メッセージ処理サーバは、より詳細に上述したようにＡＣＡＲＳメッセージングプロトコルを実施する。
【００９２】
５．メッセージ処理サーバは、より詳細に上述したようにＰＤＵを投入および解釈する。
６．適切な場合には、メッセージ処理サーバは、テキストフィールドの暗号化および復号処理を実行する。その他のフィールドを暗号化する必要はない。
【００９３】
７．メッセージテキストは、セグメント化されない。ＣＭＵは、Ｂｉｔ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｐｒｏｔｏｃｏｌと共に使用するために（ＡＲＩＮＣ ６１９を通じて）３２９６オクテットまでのテキストフィールドをサポートすることができる。
【００９４】
８．Ｄｏｗｎｌｉｎｋ−ＡＣＡＲＳ−ＭＳＧ ＰＤＵのテキストフィールドは、複数の補足的なアドレスを含むことができる。メッセージ処理サーバは、これらのメッセージを適切なものとして配信するか、または複数の補足的なアドレスを有するメッセージを認めない。
【００９５】
９．ラベルＱＡからＱＴを有するダウンリンクＡＣＡＲＳメッセージは、送信先へ送達する前にメッセージの特定のフォーマット設定を提供する上で、ＡＲＩＮＣ／ＳＩＴＡデータサービスプロバイダーに依存している。本明細書に記載されているＡＣＡＲＳメッセージングシステムは、サブネットワークが使用されているときにデータサービスプロバイダーに依存しないため、メッセージ処理サーバが、この同じタイプのフォーマット設定を提供する。メッセージ処理サーバは、このフォーマット設定が適切であるかどうかを判断し、適切でない場合には、余分な処理を差し控え、テキストがその生のフォーマットで見える旨をエンドユーザに警告するにとどめる。
【００９６】
１０．メッセージ処理サーバは、航空機への失われた接続を管理すること（潔く接続を解除するか、またはＴＣＰ／ＩＰ接続のタイムアウトのいずれか）が必要となる。
前述の詳細な説明において、少なくとも１つの例示的な実施形態を提示したが、膨大な数の変形形態が存在するということを理解されたい。１つまたは複数の例示的な実施形態は、例にすぎず、本発明の範囲、適用可能性、あるいは構成をいかなる形であれ限定することを意図するものではないということも理解されたい。それどころか、前述の詳細な説明は、１つまたは複数の例示的な実施形態を実施するための便利な案内図を当業者に提供する。添付の特許請求の範囲およびその適法な均等物において示されている本発明の範囲から逸脱することなく、要素の機能および構成においてさまざまな変更を行うことができるということを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】ＩＰを介したＡＣＡＲＳメッセージング用のシステム環境を示す図である。
【図２】ＩＰを介した実用的なＡＣＡＲＳメッセージングシステムの展開を示す概略図である。
【図３】本発明によるＡＣＡＲＳメッセージングシステムを示す簡略化された概略図である。
【図４】ＡＣＡＲＳメッセージを処理する通信管理ユニットを示す簡略化されたソフトウェアアーキテクチャーの図である。
【図５】ＩＰを介してＡＣＡＲＳメッセージングシステムによって処理される例示的なシーケンスを示すメッセージシーケンス線図である。
【図６Ａ】ＡＣＡＲＳメッセージングプロセスを示す流れ図である。
【図６Ｂ】ＡＣＡＲＳメッセージングプロセスを示す流れ図である。
【図７】シミュレートされた肯定応答手順を示すメッセージシーケンス線図である。
【図８】ＡＣＡＲＳメッセージの経路変更に関連する手順を示すメッセージシーケンス線図である。
【図９】遅延したダウンリンクメッセージに対応するシミュレートされた肯定応答を示すメッセージシーケンス線図である。
【図１０】不成功のダウンリンクメッセージに対応するシミュレートされた肯定応答を示すメッセージシーケンス線図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣＡＲＳメッセージングの方法であって、
メッセージコンテンツを含むＡＣＡＲＳメッセージを入手するステップ（６１４、６３２）と、
前記ＡＣＡＲＳメッセージを、前記メッセージコンテンツを含むＡＳＮ．１準拠メッセージへとコード化するステップ（６１６、６３４）と、
前記ＡＳＮ．１準拠メッセージを、前記メッセージコンテンツを含むＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージへと翻訳するステップ（６１８、６３６）であって、前記ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージが、プロトコルのＴＣＰ／ＩＰスイートに準拠しているステップと、
ＴＣＰ／ＩＰデータリンク（１０８）を介して航空機（１０２）とメッセージ処理サーバ（１０６）との間で前記ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージを送信するステップ（６２０、６３８）とを含む方法。
【請求項２】
前記ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージが、ダウンリンクメッセージである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
フライト中のＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージに優先順位を付けるステップと、
前記優先順位を付けるステップに応答して、１つまたは複数のＡＣＡＲＳ−ＩＰダウンリンクメッセージとして送信するために前記フライト中のＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージのうちの１つまたは複数をキューに入れるステップ（６１４）とをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージが、アップリンクメッセージである請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記送信するステップが、少なくとも１つの無線のＴＣＰ／ＩＰデータリンク（２０４）を介して前記ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージを送信する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記送信するステップが、インターネット（１０４）を介して前記ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージを送信する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージを送信するステップが、前記航空機（１０２）の着陸後に行われる請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ＴＣＰ／ＩＰデータリンク（１０８）を確立するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１】
ＡＣＡＲＳメッセージングの方法であって、
メッセージコンテンツを含むＡＣＡＲＳメッセージを入手するステップ（６１４、６３２）と、
前記ＡＣＡＲＳメッセージを、前記メッセージコンテンツを含むＡＳＮ．１準拠メッセージへとコード化するステップ（６１６、６３４）と、
前記ＡＳＮ．１準拠メッセージを、前記メッセージコンテンツを含むＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージへと翻訳するステップ（６１８、６３６）であって、前記ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージが、プロトコルのＴＣＰ／ＩＰスイートに準拠しているステップと、
ＴＣＰ／ＩＰデータリンク（１０８）を介して航空機（１０２）とメッセージ処理サーバ（１０６）との間で前記ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージを送信するステップ（６２０、６３８）とを含む方法。
【請求項２】
前記ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージが、ダウンリンクメッセージである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
フライト中のＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージに優先順位を付けるステップと、
前記優先順位を付けるステップに応答して、１つまたは複数のＡＣＡＲＳ−ＩＰダウンリンクメッセージとして送信するために前記フライト中のＡＣＡＲＳダウンリンクメッセージのうちの１つまたは複数をキューに入れるステップ（６１４）とをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージが、アップリンクメッセージである請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記送信するステップが、少なくとも１つの無線のＴＣＰ／ＩＰデータリンク（２０４）を介して前記ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージを送信する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記送信するステップが、インターネット（１０４）を介して前記ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージを送信する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＡＣＡＲＳ−ＩＰメッセージを送信するステップが、前記航空機（１０２）の着陸後に行われる請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ＴＣＰ／ＩＰデータリンク（１０８）を確立するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２００８−５１２０６１（Ｐ２００８−５１２０６１Ａ）
【公表日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３０２８５（Ｐ２００７−５３０２８５）
【出願日】平成１７年８月３１日（２００５．８．３１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３０８８６
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０２６６３２
【国際公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．イーサネット
２．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月３１日（２００５．８．３１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３０８８６
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０２６６３２
【国際公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．イーサネット
２．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
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