可重配置的無線數據機適配器的製作方法

2023-04-30 10:41:31 1

專利名稱：可重配置的無線數據機適配器的製作方法
可重配置的無線數據機適配器本申請是2010年8月3日提交的、發明名稱為「REC0NFI⑶RABLE WIRELESSMODEM ADAPTER(可重配置的無線數據機適配器)」(『502申請)的美國專利申請No. 12/849，502 (未決的)部分繼續並且要求該美國專利申請的優先權。所述『502申請通過引用全部結合於此。
背景技術：
飛機的擁有者們願意利用現有的以及新興的、由數據服務提供商們提供的數據服務來電子地移動數據到以及離開他們的飛機。目前例如WiFi，WiMax，以及各種第三代(3G)無線數據服務的提供給航空公司提供了低成本效益。但是，飛機的擁有者們在確定利用哪個服務提供商時是非常困難的，因為數據服務和技術上的世代進化按年變化。一架飛機具有典型25年或者更多的使用期限。對於用於任何特定的飛機的航空電子設備來說所期望的是運行相同的時期，這歸因於註冊航空電子設備的高成本以及與安裝和註冊新的飛機裝 置有關的飛機停用時間的高成本。

發明內容
本申請涉及可重配置的無線數據機適配器。所述可重配置的無線數據機適配器包括控制板以及射頻開關。所述控制板包括至少兩個用於至少兩個各自數據機的用戶數據接口，所述至少兩個數據機包括至少一個分集/多輸入多輸出(MIMO)數據機。所述控制板被配置為通信地耦合到交通工具中的至少一個機載系統。所述控制板被配置為當所述至少一個分集/MIMO數據機中接口至所述至少兩個用戶數據接口中的一個的一個分集/MIMO數據機被所述控制板選擇時激活所述至少一個分集/MIMO數據機中的所述一個分集/MIMO數據機。所述射頻開關通過數據機選擇的接口以及通過所述至少一個分集/MIMO數據機中所選擇的一個而通信地耦合至所述控制板。所述射頻開關被配置為基於從控制板通過數據機選擇的接口發送至射頻開關的控制信號，將交通工具上的至少一個分集/多輸入多輸出(MIMO)天線中的一個通信地耦合至至少一個分集/MIMO數據機中所選擇的一個。


附圖I是在根據本發明的可重配置的無線數據機適配器系統中的可重配置的無線數據機適配器的實施例；附圖2示出了根據本發明的附圖I的用以將射頻開關通信地耦合至控制板的可重配置的無線數據機適配器中的至少兩個分集數據機的實施例；附圖3示出了根據本發明的在用以將射頻開關通信地耦合至控制板的可重配置的無線數據機適配器中的至少兩個分集數據機的實施例；附圖4示出了根據本發明的附圖I的用以將射頻開關通信地耦合至控制板的可重配置的無線數據機適配器中的分集數據機以及SISO數據機的實施例；
附圖5是根據本發明的通過根據本發明的可重配置的無線數據機適配器可重配置地移動數據到以及離開交通工具的方法的實施例。根據習慣做法，各種所描述的特徵不是按照比例繪製而是會強調與本發明相關的特徵。在整個附圖和說明書中相似的參考符號指代相似的元件。

發明內容
飛機的擁有者們願意迅速地以及廉價地升級他們的飛機到新興的數據服務技術。飛機飛入一些不同的區域，這些區域可能會由不同的數據服務提供商服務。在此描述的可重配置的無線數據機適配器至少部分地基於可用的數據服務提供商的成本和性能從一個或多個本地可用的數據服務提供商中選擇一個數據服務提供商。飛機的擁有者可能依賴於位置而對不同的數據服務提供商有不同的費率結構，不同的性能，或者不同的服務質量(QoS)。術語「數據服務提供商」在這裡還被稱為「數據服務」或者「服務提供商」。如在此定義的，「數據服務」是數據網絡基礎設施以及無線電頻譜的提供商，所述數據網絡基礎 設施以及無線電頻譜用於所述提供商提供給用戶的實時數據網絡管理和數據傳輸能力。例如，Verizon,ATT,T-Mobile以及NTT實施第三代(3G)無線網絡，Boingo和Waypoint實施WiFi網絡，以及第N代Air and Main Street Broadband實施Wimax網絡用以傳輸數據到兼容用戶數據設備以及傳輸來自兼容用戶數據設備的數據。附圖I是在根據本發明的可重配置的無線數據機適配器系統100中的可重配置的無線數據機適配器5的實施例。所述可重配置的無線數據機適配器系統100包括所述可重配置的無線數據機適配器5，分集/多輸入多輸出(MIMO)天線60，以及機載系統28。該機載系統28載於交通工具(vehicle) 80上。所述示例性的分集/MMO天線60包括天線元件60 (I-L),每個天線元件60 (I-L)是單個的天線。在分集/MIMO天線60中的所述元件60 (I-L)在這裡也被稱作「元件60 (I-L) 」。在分集/MIMO天線60中的所述元件60(1-L)被附著於交通工具80的外部。在本實施例的一個執行方式中，在分集/MMO天線60中的至少一個所述元件60 (I-L)是機身安裝的天線60-i,其中i指的是第i個天線60。如附圖I所示的，所述可重配置的無線數據機適配器5被容納於裝載於交通工具80上的底盤10中。在本實施例的另一個執行方式中，所述可重配置的無線數據機適配器5被容納於交通工具80中的機箱中。在該實施例的一個執行方式中，所述交通工具80是飛機80。因此，所述「交通工具80」在此還被稱為「飛機80」。在該實施例的另一個執行方式中，所述交通工具80是水上交通工具或者陸地交通工具。所述可重配置的無線數據機適配器5包括控制板20，射頻(RF)開關50，在非臨時性存儲介質12中的軟體14，以及至少一個數據機。所述至少一個數據機在附圖I中示出為多個不同類型的數據機IlO(I-N)。在附圖I示出的實施例中，所述可重配置的無線數據機適配器5包括數字多路復用器30。所述數字多路復用器30包括用戶識別模塊(SM)接口(槽)31(1-M)用於兩個或更多個用戶識別模塊(SM)卡130 (I-M)。至少一個用戶識別模塊卡130-1被附著於(插入)位於所述數字多路復用器30上的接口 31-1。所述數字多路復用器30是數字開關，其在控制板20的控制下將所述至少兩個SIM卡130 (I-M)中的一個通信地耦合至用戶識別模塊兼容(SMC)數據機110-3。因此，所述數字多路復用器30在此還被稱為數字開關30。所述用戶識別模塊兼容數據機110-3是被配置為用於接受和處理來自SM卡的輸入的數據機。控制線85將控制板20連接至數字開關30。所述控制板20通過所述控制線85向數字開關30發送控制信號。所述數字開關30基於從所述控制板20接收的控制信號通過所述用戶識別模塊兼容數據機110-3將所述至少兩個SM卡130 (I-M)中的一個連接至所述控制板20。所述用戶識別模塊兼容數據機110-3由數字接口 78-3連接至所述RF開關50。所述用戶識別模塊兼容數據機110-3由所述用戶數據用戶識別模塊兼容數據機接口 75-3連接至控制板20。以這種方式，控制板20通過所述用戶識別模塊兼容數據機110-3通信地耦合至所述RF開關50。在該實施例的一個執行方式中，所述用戶識別模塊兼容數據機110-3是可以兼容SIM卡的PCMCIA數據機、兼容SIM卡的USB數據機、或者可以兼容SIM卡的PCI數據機中的一個。在該實施例的另一個執行方式中，沒有數字多路復用器30。
所述控制板20包括數據多路復用器71，控制邏輯70，處理器45，以及存儲器91。所述控制板20還包括用戶數據接口，這些用戶數據接口對於各自的數據機110 (I-N)一般地表示為75 (I-N)。所述用戶數據接口 75 (I-N)是連接至控制板20的數字連接器，這些數字連接器被配置用以接受數據機IlO(I-N)。在該實施例的一個執行方式中，所述用戶數據接口 75 (I-N)是通過電纜連接至控制板20的數字連接器。在該情形中，第i個數據機110-i被附著於所述電纜。在該實施例的另一個執行方式中，所述數字連接器是形成於控制板20上的槽。在該情形中，所述第i個數據機110-i是插入所述槽的數據機卡。因此，所述數據機IlO(I-N)在此還被稱為數據機卡IlO(I-N)。在一些實施例中，控制板20包括電纜和槽狀用戶數據接口 75 (I-N)。控制板20還通過連接27連接至底盤10上的至少一個數據加載器接口 25。所述數據加載器接口 25將數據加載器26接口至存儲介質12以及/或者存儲器91中的軟體14。數據加載器26是航空電子維護設備。在一些實施例中，數據加載器26包括存儲卡，數據壓縮盤(CD)播放器，或者其他用於上載新的程序和數據到航空電子設備的大容量存儲設備。所述數據加載器26被技術員或者操作者附著於所述數據加載器接口 25內。在該實施例的一個執行方式中，所述數據加載器26是插入槽中的卡，所述槽是數據加載器接口 25。在該實施例的另一個執行方式中，所述數據加載器26被通信地耦合以加載數據至控制板20。在該實施例的再一個執行方式中，所述數據加載器26被通信地耦合至所述控制板20來更新軟體14以及/或者存儲器91。在該實施例的另一個執行方式中，所述數據加載器26通過控制板20通信地耦合以加載數據至機載系統28。這些實施例由此允許簡單的升級被提供給所述機載系統28，軟體14，以及/或者存儲器91。在該實施例的再一個執行方式中，所述數據加載器接口 25位於所述可重配置的無線數據機適配器5上，以及在升級中，所述底盤10被技術員打開以便將所述數據加載器26插入所述數據加載器接口 25中。所述多個數據機IlO(I-N)可從很多不同類型的數據機卡獲得。至少一個數據機110-k (第k個數據機)是包括兩個或更多個射頻埠的分集/MIMO數據機(在此也被稱為「MIM0數據機110-k」以及「分集數據機110-k」 )，這些射頻埠連接至所述分集天線60的各自的兩個或更多個天線元件60-i以及60-j，其中60-j是所述分集/MIMO天線60中的第j個天線元件。在此描述的每個實施例包括至少一個分集/MIMO數據機110-k。在該實施例的一個執行方式中，至少一個其它數據機110-1(第I個數據機)是單輸入單輸出(SISO)數據機110-1。如附圖I所示的，一種數據機類型是個人計算機存儲卡國際協會(PCMCIA)卡110-1。在該實施例的一個執行方式中，所述PCMCIA卡110-1是MM0-PCMCIA卡110-1。在該實施例的另外一個執行方式中，所述PCMCIA卡110-1是SIS0-PCMCIA卡110-1。另一種數據機類型是通用串行總線(USB)設備110-2。在該實施例的一個執行方式中，所述USB卡110-2是MMO-USB卡110-2。在該實施例的另外一個執行方式中，所述USB卡110-2是SISO-USB卡110-2。另一種數據機類型是用戶識別模塊兼容(SIMC)數據機110-3。在該實施例的一個執行方式中，所述SMC卡110-3是MMO-SMC卡110-3。在該實施例的另外一個執行方式中，所述SIMC卡110-3是SIS0-SIMC卡110-3。另一種數據機類型是外設元件互連(PCI)卡110-N。在該實施例的一個執行方式中，所述PCI卡110-2是MMO-PCI卡110-2。在該實施例的另外一個執行方式中，所述PCI卡110-2是SISO-PCI 卡 110-2。所述可重配置的無線數據機適配器5包括以下部件的兩種或更多種的任意組合一個或多個用戶數據PCMCIA接口 75-1，一個或多個用戶數據USB接口 75_2，一個或多個用戶數據用戶識別模塊兼容數據機接口 75-3，以及一個或多個用戶數據PCI接口75-No所述至少兩個數據機是一個或多個以下部件至少一個分集/MIMO PCMCIA數據機，至少一個分集/MIMO USB數據機，至少一個分集/MIMO PCI數據機以及至少一個在操作中與用戶識別模塊卡接口的分集/MIMO數據機。在該實施例的一個執行方式中，所述至少兩個數據機中的一個是SIS0-PCMCIA數據機、SISO-USB數據機、SISO-PCI數據機以及在操作中與SIM卡接口的SISO-用戶識別模塊兼容分集數據機中的一個。因此，在此描述的所述可重配置的無線數據機適配器5的實施例採用個人計算機存儲卡國際協會(PCMCIA)卡(分集或SM0)，外設元件互連(PCI)卡(分集或SM0)，以及/或者當前被用於向膝上型電腦提供數據服務並且把它們帶入航天市場的通用串行總線(USB)設備(分集或SIM0)。在該實施例的一個執行方式中，所述可重配置的無線數據機適配器5包括僅僅兩個用戶數據接口 75-1和75-2。在該實施例的另外一個執行方式中，所述可重配置的無線數據機適配器5包括多個每個類型的用戶數據接口 75(1-N)。在該實施例的再一個執行方式中，所述可重配置的無線數據機適配器5包括未來開發的用戶數據接口。所述射頻開關50是由通過數據機選擇的接口 76從控制板20發送的控制信號控制的。所述射頻開關50也通過射頻連接176通信地耦合至所述控制板20。所述射頻開關50還分別通過所述用戶數據接口 75 (I-N)，數據機IlO(I-N)以及射頻鏈路78 (I-N)通信地耦合至控制板20。具體地，所述射頻開關50通過包括用戶數據接口 75-1，數據機110-1以及射頻鏈路78-1的鏈路以及通過包括用戶數據接口 75-2，數據機110-2以及射頻鏈路78-2的另一個並行鏈路通信地耦合至控制板20。以這種方式，所述射頻開關50並行地通過所述多個數據機IlO(I-N)中的至少兩個通信地耦合至所述控制板20。
所述射頻鏈路78 (I-N)是由標註著78 (I-N)的塊箭頭表示的，其表示從數據機IlO(I-N)中的一個或多個射頻埠延伸至所述射頻開關50的一個或多個射頻鏈路。所述射頻開關50通過位於所述可重配置的無線數據機適配器5上的射頻連接器79通信地耦合至交通工具80上的所述分集/MMO天線60。所述射頻連接器79包括多個射頻連接器79 (I-L)，其中每一個將所述射頻開關50通信地耦合到所述分集/MIMO天線60中的各自的一個天線元件60 (I-L)。所述射頻開關50是RF開關矩陣。通過數據機選擇的接口 76從控制板20發送到RF開關50的控制信號被用於配置所述RF開關50使得選擇的數據機通過RF開關50通信地耦合至天線60。所述射頻鏈路78 (I-N)是無線數據鏈路，例如WiFi，WiMax,以及各種第三代(3G)和第四代(4G)無線數據服務。所述射頻鏈路78 (I-N)還可以包括未來的RF鏈路技術。所述RF連接器79是RF電纜，其將所述可重配置的無線數據機適配器5連接至所述分集/MMO天線60。所述機載系統28通過數字機載系統接口 34通信地耦合至控制板20。在該 實施例的一個執行方式中，所述數字接口 34是電纜。在該實施例的另外一個執行方式中，所述RF開關50對到來的信號(來自地面的)進行濾波以便識別在所述RF開關50處從所述分集/MIMO天線60接收的信號的頻譜內容。該頻譜內容是通過所述射頻連接176從所述RF開關50發送至控制板20的。處理器45基於存儲在存儲器91中的數據將來自服務提供商的、關於在所述分集/MIMO天線60處可用的信號的頻譜內容的信息相關。以這種方式，處理器45確定當前哪些服務提供商通過所述分集/MMO天線60可用，並且從當前可用的服務提供商獲得指示可用的數據帶寬的信息。存儲器91還存儲使用這些服務提供商(包括當前可用的服務提供商)的成本，以及由服務提供商(包括當前可用的服務提供商)提供的服務質量。處理器45執行軟體14以用以基於成本-帶寬分析或者基於其他一些用戶提供準則從當前可用的服務提供商中選擇。在該實施例的再一個執行方式中，控制板20從機載系統28接收指示所述交通工具80的位置的信息並且基於存儲在存儲器91中的查找表確定哪些數據服務當前是可用的。所述查找表包括在給定位置處典型可用的數據服務提供商的列表。在該實施例的一個執行方式中，交通工具80是飛機並且所述查找表包括在飛機80可能降落的各個機場典型可用的數據服務提供商的列表。在所述可重配置的無線數據機適配器5中的控制板20包括控制邏輯70以及處理能力(例如，處理器45)，用以基於包括網絡可用性以及地理位置的很多參數確定使用哪一個數據服務(並且因此使用哪一個數據機IlO(I-N))。在該實施例的一個執行方式中，所述無線數據機適配器5的用戶能夠擱置所述無線數據機適配器5的選擇。處理器45執行軟體14來選擇至少一個可用於所述分集/MMO天線60的數據服務提供商中的一個。然後處理器45基於所選擇的服務提供商從各自被接口至一個用戶數據接口 75(1-N)的多個數據機IlO(I-N)中選擇第i個所選擇的數據機110-i。處理器45將指示所選擇的數據機110-i的信息發送到控制邏輯70。所述控制邏輯70然後配置數字多路復用器71以將所選擇的數據機110-i通信地耦合到所述機載系統28。所述數據多路復用器71將用戶數據從機載系統28路由至所選擇的數據機110-i以及從所選擇的數據機110-i路由出來。所述處理器45還將指示所選擇的數據服務提供商以及所選擇的數據機110-i的信息通過所述數據機選擇的接口 76發送至所述射頻開關50。所述指示所選擇的數據服務提供商以及所選擇的數據機110-i的信息由控制信號攜帶。所述指示所選擇的數據服務提供商以及所選擇的數據機110-i的信息在射頻開關50處被接收。所述接收的信息被用於配置所述射頻開關50以便將所選擇的數據機110-i通信地耦合至所述分集/MMO天線60。以這種方式，控制板20從各自被接口至一個用戶數據接口75 (I-N)的多個數據機IlO(I-N)中激活第i個所選擇的數據機110-i。然後，在所述數據多路復用器71和RF開關50被配置以及網絡採集過程被啟動並且成功完成之後，激活端到端的數據傳輸。以這種方式，所述分集/MMO天線60通過RF開關50，所選擇的數據機110-i以及所述控制板20通信地耦合至所述機載系統28。一旦所述分/MIMO天線60通信地耦合至所述機載系統28，根據所選擇的服務提供商格式化的數據被發送至機載系統28以及從機載系統28發送。所述數據可以包括數據分組，數據消息，以及/或者數據流。通過為個人計算機存儲卡國際辦會(PCMCIA)卡110-1，外設元件互連(PCI)卡110-N，以及通用串行總線(USB)設備110-2中的每一個包括多個卡槽用戶數據接口75(1-N)，飛機80能夠從許多數據服務提供商選項中進行選擇。飛機的擁有者通過選擇飛機內的數據機110來以每個特定區域中所需要的數據率訪問成本有效數據服務而避免漫遊收費。飛機的擁有者在所述可重配置的無線數據機適配器5中安裝新的PCMCIA/PCI卡110-1/110-N或者USB設備110-2，而無需飛機80的漫長的停機時間以及無需飛機80內的布線的變化。在該實施例的一個執行方式中，並非所有的用戶數據接口75 (I-N)連接至數據機。通過將額外的不同數據機附著到未使用的用戶數據接口，未使用的接口可用於以後對系統100的升級。例如，卡數據機可被插入到所述槽接口中。在另一個例子中，數據機被附著於電纜接口。在該實施例的另外一個執行方式中，控制板20是可重配置的，從而額外的用戶數據接口可以在控制板20的升級期間被添加至控制板20。控制板20可以使用許多不同的參數和參數組合來選擇所述服務提供商。在該實施例的一個執行方式中，處理器45通過執行存儲在所述可重配置的無線數據機適配器5中的存儲介質12中的性價比算法14(例如，軟體14)來執行性價比分析。在這種情形中，控制板20選擇具有最低性價比值的服務提供商。舉第一個例子，所述成本/性能值(具有$/MHz的示例性單位)是使用所述數據服務提供商的成本除以由該數據服務提供商提供的平均帶寬。舉第二個例子，所述成本/性能值是使用所述數據服務提供商的加權的成本除以由該數據服務提供商提供的加權的平均帶寬。對於所述成本和帶寬的加權是由飛機的擁有者或者所述可重配置的無線數據機適配器5的用戶輸入存儲器91的。在一些實 施例中，算法基於每天的時間，機場在所述時間的業務的數量，或者其他限制來改變所述加權。例如，如果在機場有繁重的業務，基於由所選擇的數據服務提供商所執行的數據率服務質量(QoS)優化，對於帶寬(數據率)的加權增加以及對於成本的加權下降，以保證給機載系統28的消息不會丟掉。在該實施例的另外一個執行方式中，所述處理器45基於位置進行所述數據機選擇。在該實施例的再一個執行方式中，選擇用於最低成本網絡的數據機。如果最低成本網絡當前不可用，則會檢查另一個網絡上的另一個數據機以確定它是否可用，等等，直到選擇最便宜的可用服務。在該實施例的再一個執行方式中，基於其他一些服務質量參數選擇所述數據機，例如所需要的帶寬數量。例如，選擇用於第一網絡的數據機用於簡訊息服務(SMS)消息，並且當用戶需要專用的、全時段高速數據鏈路時選擇用於第二網絡的數據機。在該實施例的再一個執行方式中，在所述可重配置的無線數據機適配器5的操作階段期間，隨著用戶需求的改變，所選擇的數據機可以從一個數據機切換至另一個。所述可重配置的無線數據機適配器5 (在此還被稱作「適配器5」 )的實施例將多個不同的用戶識別模塊(SM)卡130 (I-M)電氣互連至第三代(3G)數據機設備，從而對於各種數據服務提供商可以供應一個數據機以在全世界的不同網絡上工作。在該實施例的一個執行方式中，所述可重配置的無線數據機適配器5供應給那些在PCMCIA/PCI卡連接器或者USB埠上不具有可用的RF信號的PCMCIA/PCI卡和USB設備，用以從攜帶所述RF信號的所述PCMCIA/PCI卡上的另一個連接器迴環一小段同軸電纜。如本領域所熟知的，可以在PCMCIA以及PCI卡上提供RF連接器。當選擇了用戶識別模塊數據機110-3時，處理器45確定選擇哪一個SM卡130 (I-M)。控制邏輯70然後基於來自處理器45的輸入，通過所述數字多路復用器30從多個SM卡130 (I-M)中選擇第j個選擇的SM卡130-j。所述控制邏輯70通過控制線85從控制板20向數字多路復用器30輸出控制信號。所述數字多路復用器30從控制邏輯70接收所述控制信號，並且基於所接收的控制信號配置所述數字多路復用器30以便將所選擇的SM卡130-j通過接口 31-j通信地耦合至所述用戶識別模塊兼容數據機110-3。數字多路復用器30通過數字接口 77連接至所述用戶識別模塊兼容數據機110-3。數據(例如用戶信息)被從所選擇的SIM卡130-j通過接口 31-j和數字接口 77發送至所述用戶識別模塊兼容數據機110-3。所述用戶識別模塊兼容數據機110-3被所述用戶數據數字接口 75-3連接至控制板20。所述用戶識別模塊兼容數據機110-3還被所述數字接口 78-3連接至所述RF開關50。所述RF開關50在所述分集/MIMO天線60和所述用戶識別模塊兼容數據機110-3之間建立連接。當啟動了網絡採集過程時，所述用戶識別模塊兼容數據機110-3使用關於所選擇的SM卡130-j的用戶信息來在所述網絡上驗證所選擇的SM卡130-j。控制板20從機載系統28獲取位置和其他相關信息來確定使用哪一個用戶識別模塊兼容數據機/SIM卡組合。將所述位置信息與用戶加載至控制板20上的存儲器91中的數據進行比較。在該實施例的一個執行方式中，所述位置信息定義了在一定的預配置條件下，例如位置，使用哪一個用戶識別模塊兼容數據機110-i/S頂卡130-j的組合。例如，如果交通工具80的位置被報告處於美國，貝U選擇用於Verizon網絡的第j個SIM卡130-j ;如果交通工具的位置被報告處於歐洲，則選擇用於T-Mobile網絡的第k個SIM卡130-k ;如果交通工具的位置被報告處於日本，則選擇用於NTT網絡的第I個SM卡130-1。用於所述SIM卡130 (I-M)的槽對於交通工具的操作員，例如飛機的飛行員來說並非必須可訪問。典型的，插入SIM卡130(1-M)是由機械師/技術員完成的，每當操作員切換 網絡服務提供商時該機械師/技術員很少改變所述SIM卡130 (I-M)。在該實施例的一個執行方式中，所述底盤10和RF開關50位於交通工具80上的儀器艙中，該儀器艙典型地會被機械師以及/或者技術員訪問。在該實施例的另外一個執行方式中，多個SIM卡130(1-M)插入從底盤10的外部可用的槽中。處理器45執行軟體14以及/或者固件，所述軟體14以及/或者固件使得處理器45執行在此描述的被可重配置的無線數據機適配器5所執行的至少一些處理。這些由處理器45執行的軟體14以及/或者固件的至少一部分以及任何相關數據結構在軟體14的執行過程中被存儲在非臨時性存儲介質12中。存儲器91包括現在已知的或者以後開發的任何合適的存儲器，例如，隨機訪問存儲器(RAM)，只讀存儲器(ROM)，以及/或者處理器45中的寄存器。在一個執行方式中，處理器45包括微處理器或微控制器。另外,儘管在附圖I中處理器45和存儲器91被顯示為獨立的部件，但是在一個執行方式中，處理器45和存儲器91被實施為單個設備(例如，單個集成電路設備)。由處理器45執行的軟體14以及/或者固件包括多個存儲或者以其它方式體現在存儲介質12上的程序指令，從所述存儲介質12中可以讀取這些程序指令的至少一部分以被處理器45執行。在一個執行方式中，處理器45包括處理器支持晶片以及/或者系統支持晶片，例如特定用途集成電路(ASICs)。 在該實施例的一個執行方式中，所述機載系統28包括機載用戶終端。在該實施例的另一個執行方式中，交通工具80是飛機，可重配置的無線數據機適配器5是航空可重配置的無線數據機適配器5，以及機載系統28包括通信管理單元(CMU)以及機艙伺服器中的一個或多個。在該實施例的再一個執行方式中，從位於通信地耦合至至少一個數據機的數字開關中的至少一個個人計算機存儲卡國際協會(PCMCIA)接口，至少一個通信串行總線(USB)接口，至少一個外設元件互連(PCI)接口，以及至少一個用戶識別模塊(SIM)接口中進行選擇，所述至少一個數據機在操作中與用戶識別模塊兼容數據機接口。在此示出的實施例並不打算限制數據機的類型或者每個類型數據機的數目。至少有兩個數據機，可以是相同類型或者不同類型。具體地，可重配置的無線數據機適配器5可以包括一個每種類型的數據機，或者多個不同類型的數據機。在該實施例的一個執行方式中，所述數據機可以是PCMCIA數據機，USB數據機，PCI數據機，以及/或者用戶識別模塊兼容數據機中的一個或多個。其他類型的數據機可能包括將來開發的數據機。附圖2示出了根據本發明的用於將射頻開關50通信地耦合至控制板20的附圖I的可重配置的無線數據機適配器5中的至少兩個分集數據機210 (I-N)的實施例。所述分集數據機210-1包括三個射頻埠(未示出)，這些埠通過三個各自的射頻鏈路220(1-3)連接至所述射頻開關50。當控制板20選擇了分集數據機210-1時，所述三個各自的射頻鏈路220 (1-3)被通信地耦合至位於所述分集/MMO天線60中的四個天線元件60 (1-4)中的三個。在所述分集/MMO天線60中選擇三個天線元件60 (1-4)中的哪一個的選擇是基於從所述控制板20通過所述數據機選擇的接口 76發送至射頻開關50的控制信號的。所述分集數據機210-2包括兩個射頻埠(未示出)，這些埠是由兩個各自的射頻鏈路222 (1-2)連接至所述射頻開關50。當控制板20選擇分集數據機210-2時，所述兩個各自的射頻鏈路222 (1-2)被通信地耦合至位於所述分集/MIMO天線60中的四個天線元件60 (1-4)中的兩個。在所述分集/MIMO天線60中選擇兩個天線元件60 (1-4)中的哪一個的選擇是基於從所述控制板20通過所述數據機選擇的接口 76發送至射頻開關50的控制信號的。類似的，所述分集數據機210-N包括四個射頻埠(未示出)，這些埠是由四個各自的射頻鏈路224 (1-4)連接至所述射頻開關50。當控制板20選擇分集數據機2IO-N時，所述四個各自的射頻鏈路224 (1-4)被通信地耦合至位於所述分集/MMO天線60中的四個天線元件60 (1-4)中的每一個。具有四個射頻埠的分集/MIMO數據機被稱為「四分集天線」或者「四分集/MMO天線」。如果所述分集/MMO天線60包括多於四個的天線元件60 (I-N)，在所述分集/MIMO天線60中選擇四個天線元件60(1-4)中的哪一個的選擇是基於從所述控制板20通過所述數據機選擇接口 76發送至射頻開關50的控制信號的。附圖3示出了根據本發明的在用於將射頻開關50通信地耦合至控制板20的可重配置的無線數據機適配器6中的至少兩個分集數據機310(1-N)的實施例。在所 述可重配置的無線數據機適配器6中的至少兩個分集數據機310 (I-N)的實施例類似於附圖2所示的可重配置的無線數據機適配器5的結構，除了有兩個分集/MIMO天線60和61被通信地耦合至所述射頻開關50。所述可重配置的無線數據機適配器6在功能上類似於附圖I所示的所述可重配置的無線數據機適配器5，除了有兩個分集/MMO天線60和61在操作中同時移動數據到以及離開交通工具80。在該實施例的一個執行方式中，所述兩個分集/MMO天線60和61同時分別通信地耦合至交通工具80內的兩個不同的機載系統90(1-2)。在該實施例的另外一個執行方式中，所述分集/MIMO天線60和61通信地耦合至底盤10中的兩個各自的RF開關50。在該實施例的一個執行方式中，兩個分集/MIMO天線60和61操作於兩個不同的頻帶中。在一個這樣的實施例中，所述可重配置的無線數據機適配器被配置為每次將兩個分集/MMO天線60和61中的一個連接至單個機載系統90。在另外一個這樣的執行方式中，所述可重配置的無線數據機適配器6被配置為將兩個分集/MMO天線60和61連接至兩個不同頻帶中的兩個各自的機載系統90 (1-2)。附圖4示出了根據本發明的在用於將射頻開關50通信地耦合至控制板20的附圖
I的可重配置的無線數據機適配器5中的分集數據機410 (I-N)以及單輸入單輸出(SISO)數據機450的實施例。所述分集數據機410 (I-N)具有在附圖2中示出的分集數據機210 (I-N)的結構和功能。當控制板20選擇SISO數據機450時，所述單個射頻鏈路460-1通信地耦合至所述分集/MIMO天線60中的四個天線元件60 (1-4)中的一個。如果所述分集/MMO天線60包括多於四個的天線元件60 (I-N)，在所述分集/MMO天線60中選擇四個天線元件60 (1-4)中哪一個的選擇是基於從所述控制板20通過所述數據機選擇的接口 76發送至射頻開關50的控制信號的。附圖5是根據本發明的通過可重配置的無線數據機適配器可重配置地移動數據到和離開交通工具80的方法500的一個實施例的流程圖。所述方法500使用數據服務來移動數據到和離開交通工具80。所述方法500是參考在附圖I中示出的可重配置的無線數據機適配器系統100的無線數據機適配器5來描述的。可以理解的是，方法500可以採用附圖2，3和4所示的任何示例性接口配置來執行。閱讀了本文的本領域技術人員可以理解，可以採用使用其他接口配置將射頻開關50連接至控制板20的可重配置的無線數據機適配器系統100的其它實施例。在方框502，控制板20的機載系統接口 34通信地耦合至交通工具80上的至少一個機載系統28。在方框504，所述控制板20通過數據機選擇的接口 76連接至所述射頻開關50。所述數據機選擇的接口 76可以是電纜或者電路板上的跡線。在該實施例的一個執行方式中，控制板20還通過射頻連接176連接至所述射頻開關50。所述射頻連接176允許在所述分集/MMO天線60處接收的射頻頻譜內容通過射頻開關50直接地發送至控制板20。在方框506，所述交通工具80上的至少一個分集/MMO天線60以及/或者61通過RF連接器79通信地耦合至所述射頻開關50。在該實施例的一個執行方式中，所述交通工具80上的至少一個天線元件60 (I-L)通過射頻鏈路79(1-L)通信地耦合至射頻開關50。在方框508，處理器45執行軟體14中的基於性價比的算法，用以確定在操作中提供所需要的性能的最便宜的可用數據服務。在該實施例的一個執行方式中，針對飛機80的給定位置的用戶偏好被存儲在存儲器91中並且處理器45在執行軟體14之前檢索所存儲的用戶偏好。在該後一個實施例中，不運行基於性價比的算法。如果在所述分/MIMO天線60處只有一個可用的數據服務提供商，則自動選擇該數據服務提供商。在該實施例的一個執行方式中，出於非成本的原因(例如，帶寬)來選擇服務提供商。在那種情形中，並不執行所述基於性價比的算法。在該實施例的一個執行方式中，在選擇所述數據服務提供商的過程中，控制板20遍歷所有已安裝的數據機IlO(I-N)來確定哪些數據服務提供商通過所述分集/MMO天線60通信地用於可重配置的無線數據機適配器系統100。在這種情形中，控制器命令所述RF開關50每次將一個數據機110-i連接至天線60以便觀察數據機110-i是否能夠從其相關的服務提供商拾取信號。如果數據機110-i檢測到信號，控制板20然後詢問啟用的數據機110-i來提供服務類型/質量的可用性。在遍歷所有的不同數據機IlO(I-N)後，控制板20確定使用哪一個可用的服務。如果有多於一個可用的數據服務提供商，則處理器45執行基於性價比的算法來確定選擇哪個數據服務提供商。在該實施例的另外一個執行方式中，處理器45瀏覽表格來確定選擇哪個數據服務提供商。在該實施例的另外一個執行方式中，在選擇數據服務提供商的過程中，在RF開關50和控制板20中的寬帶監視器(未示出)監視所接收的信號來確定在特定頻帶中是否有活動並且然後將那些頻帶中的活動與可用的服務相關，而不用切換所述數據機210(1-N)。在這種情形中，控制板20通過射頻連接176接收各種頻帶中的信號。以這種方式，控制板20被配置為識別服務何時變得可用以及確定最新可用的服務是否比當前的服務更受歡迎，而無需循環所述數據機210 (I-N)。並且以這種方式，控制板20能夠確定當交通工具80到達一個位置時，對於所述分集/MMO天線60什麼數據服務提供商是可用的。在方框510，在所述控制板20處選擇對於所述天線可用的至少一個數據服務提供商中的一個。在方框512，所述控制邏輯70以及處理器45基於所選擇的數據機的類型(例如，分集/MMO PCMCIA，分集/MMO USB，分集/MMO PCI數據機，SISO PCMCIA,SISO USB，或者SISO PCI數據機)與所選擇的數據服務提供商之間的兼容性選擇所述至少兩個數據機中的一個。所選擇的數據機是被激活用於移動數據到以及離開所述交通工具80的數據機。所述控制信號從所述控制板20被發送至所述RF開關50數據機選擇的接口 76。所述控制信號基於對所述數據服務提供商的選擇和所選擇的數據機110-i。 在方框514，在控制板20上的所述數據多路復用器71被配置用於基於對可用的數據服務提供商的選擇激活至少兩個數據機中所選擇的一個。當所選擇的數據機被激活時，控制板20通過所選擇的數據機110-i通信地耦合至所述射頻(RF)開關50。在該實施例的一個執行方式中，控制板20通過至少一個數據機110-i通過將所述至少一個數據機110-i附著於連接至所述控制板20的用戶數據接口 75-i並且將所附著的至少一個數據機110-i通過射頻鏈路78-i通信地耦合至所述射頻開關50，來通信地耦合至所述RF開關50。至少一個所述射頻鏈路78 (I-N)(附圖I)包括至少兩個射頻鏈路，例如，如附圖2所示的射頻鏈路220 (1-3)，222 (1-2)，224 (1-3)。在方框516，射頻開關50被配置用於通過至少兩個射頻鏈路，例如射頻鏈路 220 (1-3)，將至少兩個數據機IlO(I-N)中所選擇的一個通信地耦合至所述分集/MMO天線60。以這種方式，所激活的已選擇數據機110-i被執行以將所述分集/MMO天線60通信地耦合至機載設備28。通過方框512，514和516的執行方式，所述控制板20通過所選擇的數據機110-i通信地耦合至所述射頻開關50。在方框518，基於所選擇的數據機110-i內部的處理啟動網絡採集過程。在該實施例的一個執行方式中，網絡採集過程包括發送和接收握手。一旦啟動所述網絡採集過程，從遠端系統/設備到機載系統28的端到端的數據傳輸是可用的。在該實施例的另外一個執行方式中，所選擇的數據機110-i是用戶識別模塊兼容數據機110-3。在這種情形中，基於數據服務提供商的類型選擇其中一個SIM卡130(1_M)。然後，在啟動過程中，使用關於在所述數字多路復用器30上的槽中的其中一個所選擇的SIM卡130-j的用戶信息來驗證所述網絡上的用戶識別模塊兼容數據機110-3。交通工具80的操作員能夠以多種方式升級或重配置所述無線數據機適配器
5。方框520和522是升級或重配置所述無線數據機適配器5的可選的方法。其他的升級或者重配置無線數據機適配器5的方法也是可能的。在方框520，提供額外的用戶數據接口 75-P(其中P>N)用於升級數據服務以便移動數據到和離開所述交通工具80。在該實施例的一個執行方式中，所述額外的用戶數據接口 75-P被連接至所述控制板20，作為底盤10中的或者可重配置的無線數據機適配器5中的額外的槽。在該實施例的再一個執行方式中，所述額外的用戶數據接口 75-P是附著於控制板20的電纜。在方框522，額外的數據機被附著於所述額外的用戶數據接口 75-P，所述用戶數據接口是在方框520的過程中被提供的。在方法500的另一個執行方式中，控制板20具有未使用的(空)接口用於額外的數據機。在這種情形中，額外的數據機被附著於所述未使用的用戶數據接口 75-N以便升級所述商業數據服務來移動數據到和離開所述交通工具80。在該實施例的一個執行方式中，升級所述可重配置的無線數據機適配器5所需的軟體通過將數據加載器26附著於控制板20的數據加載器接口 25而被提供給當前可用的軟體14。來自數據加載器26的數據然後被加載到交通工具80上的至少一個機載系統28上。在一些實施例中，所述數據加載器接口 25對通過底盤10中的連接器進行升級的用戶或者技術員是可用的。例如，操作員能夠在存儲器91中通過將數據加載器26插入到數據加載器接口 25來升級程序以及/或者網絡偏好表格。以這種方式，所述可重配置的無線數據機適配器允許飛機的擁有者隨著技術在飛機的使用期限期間發展而簡單地以及便宜地從一個數據服務提供商改變/升級到另一個數據服務提供商，而不用在升級到新的航空電子設備時使飛機不可用。在許多情況下，所述升級不需要航空電子設備的再授權。
儘管在此已經圖解和描述了具體的實施例，本領域技術人員可以理解的是，任何被計算用於實現相同目標的布置都可以被替換成示出的具體實施例。該申請試圖涵蓋本發明的任何改變或者變化。因此，顯然的是，本發明僅通過權利要求及其等價物來限制。
權利要求
1.一種可重配置的無線數據機適配器(5)，包括 控制板(20)，具有至少兩個用於各自的至少兩個數據機(110)的用戶數據接口(75)，所述至少兩個數據機包括至少一個分集/多輸入多輸出(MMO)數據機(210)，其中所述控制板被配置用於通信地耦合至交通工具(80)中的至少一個機載系統(28)，以及其中所述控制板被配置用於當所述至少一個分集/MIMO數據機中接口至所述至少兩個用戶數據接口中的一個的一個分集/MIMO數據機被所述控制板所選擇時激活所述至少一個分集/MMO數據機中的所述一個分集/MMO數據機；以及 射頻開關(50)，通過數據機選擇的接口(76)以及通過至少一個分集/MMO數據機中所選擇的一個通信地耦合至所述控制板，其中所述射頻開關被配置為基於通過所述數據機選擇的接口從所述控制板發送至射頻開關的控制信號，將交通工具上的至少一個分集/MMO天線(60)中的一個通信地耦合至至少一個分集/MMO數據機中所選擇的一個。
2.如權利要求I所述的可重配置的無線數據機適配器(5)，其中所述至少兩個數據機(410)包括至少一個單輸入單輸出(SISO)數據機(450)，其中所述控制板(20)還被配置為當所述至少一個SISO數據機中接口至所述至少兩個用戶數據接口(75)中的一個的一個SISO數據機被所述控制板所選擇時激活所述至少一個SISO數據機中的所述一個SISO數據機，使得所述射頻開關(50)通過至少一個SISO數據機中所選擇的一個通信地耦合至所述控制板，其中，所述射頻開關被配置為基於通過所述數據機選擇的接口(76)從所述控制板發送至射頻開關的控制信號，將交通工具(80)上的至少一個分集/MMO天線(60)的一個元件(60-1)通信地耦合至至少一個SISO數據機中所選擇的一個。
3.如權利要求2所述的可重配置的無線數據機適配器(5)，其中所述控制板(20)包括 數據多路復用器(71)； 控制邏輯(70)，用於配置所述數據多路復用器以激活所選擇的數據機(110)，所選擇的數據機是所述至少一個分集/MMO數據機(410-1)以及所述至少一個SISO數據機(450)中的一個；以及 數字開關(30)，其中控制板(20)發送控制信號到所述數字開關以便通過所述至少兩個數據機(110)中的一個將所述至少兩個用戶識別模塊卡(130)中的一個連接至所述控制板(20)，其中所述數據多路復用器將用戶數據從所述機載系統(28)路由至所選擇的數據機以及從所選擇的數據機路由出，其中所述控制板還包括處理器(45)用於執行基於指示可用服務提供商的信息的分析，並且基於所述分析輸出指示所選擇的數據機的信息，其中所述控制邏輯接收指示所選擇的數據機的信息並且基於所接收的信息配置所述數據多路復用器以激活所選擇的數據機，其中所述指示可用服務提供商的信息包括指示通過所述至少一個分集/MIMO天線(60)當前可用的服務提供商的信息，指示來自當前可用服務提供商的可用帶寬的信息，指示使用當前可用服務提供商的成本的信息，以及指示由當前可用服務提供商提供的服務質量的信息。
全文摘要
提供了一種可重配置的無線數據機適配器。所述可重配置的無線數據機適配器包括控制板以及射頻開關。所述控制板包括用於各自的至少兩個數據機的至少兩個用戶數據接口，所述數據機包括至少一個分集/多輸入多輸出(MIMO)數據機。所述控制板被配置為通信地耦合至交通工具中的至少一個機載系統並且激活所述至少一個分集/MIMO數據機中連接至所述至少兩個用戶數據接口中的一個的一個分集/MIMO數據機。所述射頻開關通過數據機選擇的接口以及通過所述至少一個分集/MIMO數據機中所述選擇的一個通信地耦合至所述控制板。所述射頻開關被配置為基於控制信號，將交通工具上的至少一個分集/多輸入多輸出(MIMO)天線中的一個通信地耦合至至少一個分集/MIMO數據機中所選擇的一個。
文檔編號H04B7/04GK102684761SQ20121007652
公開日2012年9月19日 申請日期2012年1月28日 優先權日2011年1月28日
發明者A·馬拉加, D·C·考夫曼 申請人:霍尼韋爾國際公司