DE102007024370B4 - Picozelle in einem Flugzeug und Steuerungsverfahren für drahtlose Datenübertragung - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Bereitstellen einer Picozelle in einem Flugzeug (1) für die drahtlose Übertragung von Daten zwischen wenigstens einer Mobilstation (3) in dem Flugzeug und einer Basisstation (2) in dem Flugzeug,
umfassend eine Basisstation (2), eine Flugzeugsteuerungseinrichtung (10) und wenigstens eine Anzeigeeinrichtung in dem Flugzeug,
wobei die Basisstation (2) dazu ausgebildet ist, um über die Basisstation (2) eine Kommunikationsverbindung zwischen der wenigstens einen Mobilstation (3) in dem Flugzeug und einem Teilnehmer (7, 8, 9) in einem terrestrischen Kommunikationsnetz (6) aufzubauen und
wobei die Flugzeugsteuerungseinrichtung (10) verbunden ist mit der wenigstens einen Anzeigeeinrichtung in dem Flugzeug,
die Flugzeugsteuerungseinrichtung (10) zum Erfassen von Flugdaten und
automatischen Einschalten der Basisstation (2) in Abhängigkeit von den Flugdaten ausgebildet ist und
die Flugzeugsteuerungseinrichtung (10) dazu ausgebildet ist, um durch Steuern einer Anzeige der wenigstens einen Anzeigeeinrichtung
– das Einschalten der Mobilstationen (3) freizugeben, wenn eine Verbindung zwischen der Basisstation...

Description

• Die Erfindung betrifft das Bereitstellen bzw. Betreiben einer Picozelle in einem Flugzeug für die drahtlose Übertragung von Daten zwischen wenigstens einer Mobilstation in dem Flugzeug und einer Basisstation in einem Flugzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 4.
• Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und Systeme bekannt, die Passagieren in Flugzeugen oder auf Schiffen eine mobile Kommunikation ermöglichen sollen. Dabei handelt es sich um die Benutzung von Telefongeräten, beispielsweise nach dem GSM-Standard, oder auch von Datenverarbeitungsgeräten wie Laptops oder PDAs (personal digital assistent, Taschen-Computer), die über eine WLAN-(wireless LAN, drahtloses Computer-Netzwerk)Schnittstelle verfügen. Beim Betreiben von zellularen Mobilfunknetzen in Flugzeugen erfolgt eine Kommunikation zwischen einem mobilen Endgerät in dem Flugzeug, insbesondere einem Mobilfunktelefon, und einem lokalen Mobilfunknetz (Picozelle). Eine weiterführende Verbindung in terrestrische Netze erfolgt üblicherweise über Satellitenkommunikationssysteme. Damit ist ein System geschaffen, das es Passagieren in einem entsprechend ausgestatteten Flugzeug ermöglicht, vom Flugzeug aus Telefonanrufe in ein terrestrisches Kommunikationsfestnetz zu tätigen.
• Ein derartiges Verfahren zum Betreiben von in Mobilfunknetzen betreibbaren mobilen Endgeräten in sich im Luftraum befindlichen Transportmitteln, insbesondere Flugzeugen, wird beispielsweise in DE 10 2004 034 649 beschrieben. Bei diesem Stand der Technik wird eine Kommunikationsverbindung zwischen wenigstens einem sich in einem im Luftraum befindlichen Transportmittel befindlichen mobilen Endgerät und einem Mobilfunknetz unter Nutzung wenigstens eines für aviatische Zwecke vorgesehenen Frequenzbandes aufgebaut.
• Die Elektronik im Flugzeug zur Steuerung des Flugzeugs kann aber sehr empfindlich auf Störungen aus einem bordeigenen Mobilfunknetz reagieren. Aus diesem Grunde werden heute die Passagiere aufgefordert, ihre Mobilfunkgeräte während des Fluges auszuschalten bzw. in einen rein passiven Betriebszustand zu versetzen, in welchem sie keine Strahlung aussenden. Dazu werden die Passagiere und Crew-Mitglieder mittels entsprechender Ansagen oder mit festen Zeichen (z. B. Aufkleber) informiert.
• In Zukunft sollen jedoch Mobilfunknetze auch an Bord von Flugzeugen eingerichtet werden, um den Passagieren auch während des Fluges Kommunikationsverbindungen nach außen zu ermöglichen. Dann dürfen die Mobilfunkgeräte nur dann nicht in Betrieb genommen werden, wenn die Gefahr von Störungen gegeben ist, also in besonders kritischen Flugphasen wie Start und Landeanflug. Mit anderen Worten, es gibt in den zukünftigen Picozellen an Bord eines Flugzeugs Flugphasen, in denen die Mobilfunkgeräte benutzt werden können, und es gibt Flugphasen, in denen die Mobilfunkgeräte nicht benutzt werden dürfen.
• In den zukünftigen Picozellen an Bord eines Flugzeugs müssen die Passagiere je nach Flugphase darauf aufmerksam gemacht werden, ob sie ihr Mobilfunkgerät benutzen dürfen oder nicht. Eine Ansage, die jeweils zu diesem Zweck gemacht werden müsste, bedeutet allerdings zusätzlichen Aufwand für die Crew-Mitglieder und ist störend für die Passagiere, die von der Ansage nicht betroffen sind und ihre Mobilfunkgeräte gar nicht erst benutzen wollen. Es kann den Passagieren heute also nicht flexibel signalisiert werden, ob die Benutzung von Mobiltelefonen und Datenendgeräten aktuell gestattet oder nicht gestattet bzw. möglich oder nicht möglich ist.
• Aus EP 0 344 389 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Flugzeugs bekannt. Dabei umfasst das Verfahren die Schritte: Überwachen eines oder mehrerer Parametersignale, die kennzeichnend sind für einen oder mehrere das Flugzeug betreffende Parameter, und Erkennen des derzeitigen Zustands des Flugzeugs nach Maßgabe vorbestimmter Zustandskriterien, die durch die Stärken eines oder mehrerer der überwachten Parametersignale definiert sind, wobei der derzeitige Zustand einer von mehreren vorbestimmten Betriebszuständen des Flugzeugs ist. Das Signal über den derzeitigen Zustand wird in einem nicht-flüchtigen Speichermittel gespeichert, es werden ein oder mehrere Steuersignale für das Flugzeug bereitgestellt. Nach einer Unterbrechung der elektrischen Leistung wird das gespeicherte Signal über den derzeitigen Zustand aus einem nicht-flüchtigen Speichermittel gelesen, und es werden ein oder mehrere Steuersignale für das Flugzeug bereitgestellt, die zumindest teilweise von dem gelesenen Signal über den derzeitigen Zustand abhängig sind.
• Aus WO 2008/005098 ist ein Verfahren zur Überwachung des Inbetriebsetzens von mitgeführten Mobilfunkgeräten in mobilen Einrichtungen bekannt. Bei dem Verfahren werden mit Hilfe eines drahtlosen Übertragungssystems Signale überwacht und aufgespürt, die von den Mobilfunkgeräten während einer Phase gesendet werden, in welcher das Einschalten von Mobilfunkgeräten verboten ist, und die Kommunikation des eingeschalteten Mobilfunkgerätes mit einem Funknetz außerhalb der mobilen Einrichtung wird verhindert.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung zu schaffen, mit der die Nachteile im Stand der Technik umgangen werden können und mit der die Passagiere automatisch auf die Benutzbarkeit ihrer Mobilfunkgeräte bzw. ein entsprechendes Verbot hingewiesen werden.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung zum Bereitstellen einer Picozelle nach Anspruch 1, ein Flugzeug mit einer solchen Vorrichtung nach Anspruch 3, bzw. das Verfahren zum Betreiben einer solchen Picozelle nach Anspruch 4. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
• Die Erfindung beruht darauf, die Steuerung der Picozelle, d. h. das Ein- und Ausschalten der Picozelle mit der jeweiligen Flugphase zu koppeln und genauso die Anzeige der Verfügbarkeit der Picozelle für die Nutzer bzw. die Passagiere abhängig von der jeweiligen Flugphase zu steuern. Damit hat man eine vollautomatische Steuerung des zellularen Mobilfunknetzes im Flugzeug erreicht.
• Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass Passagieren ein besserer Service angeboten wird, da diese unmittelbar, d. h. ohne Zeitverzögerung und flexibel über die (temporäre) Nutzbarkeit von mobilen Endgeräten informiert werden. Bei Verwendung an Bord von Flugzeugen können so Zertifizierungs- und Lizenzierungsbestimmungen mit Mobilfunk an Bord in Einklang gebracht werden.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, bei der Bezug genommen wird auf die beigefügte Zeichnung.
• 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Picozelle an Bord eines Flugzeugs.
• 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Picozelle nach 1.
• In 1 ist ein Flugzeug 1 gezeigt, das über eine Basisstation 2, BS, verfügt. Mit dieser Basisstation 2 kann in dem Passagierraum des Flugzeugs 1 eine Picozelle aufgebaut werden und den Passagieren zur Übertragung von Daten mittels ihrer Mobilfunkgeräte 3 zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere kann es sich bei den Mobilfunkgeräten 3 der Passagiere um Mobiltelefone handeln, die beispielsweise nach dem GSM-Standard arbeiten. Ebenso gut können dies aber auch tragbare Computer oder PDAs sein, die über ein entsprechendes WLAN- oder UMTS-Netz kommunizieren.
• In der Praxis werden innerhalb der Picozelle in dem Flugzeug zwischen der Mobilstation 3 und der Basisstation 2 Daten drahtlos übertragen. Über die Basisstation 2 wird unabhängig von der einen oder den mehreren Mobilstationen in de Flugzeug eine Kommunikationsverbindung zu einem terrestrischen Kommunikationsnetz 6 aufgebaut. Dies geschieht in der Regel über eine Verbindung zu einem Satelliten 4. Der Satellit 4 ist seinerseits über eine Satellitenempfangsantenne 5 einer Bodenstation mit dem terrestrischen Kommunikationsnetz 6 verbunden. Das terrestrische Kommunikationsnetz 6 verbindet mehrere Teilnehmer miteinander. Dabei kann das terrestrische Kommunikationsnetz 6 Teil eines Datenübertragungsnetzes mit angeschlossenen Computern 7 sein; das terrestrische Kommunikationsnetz 6 kann alternativ Teil eines Festnetzes für Telefonie sein, an dem Festnetztelefone 8 angeschlossen sind; und das terrestrische Kommunikationsnetz 6 kann Teil eines terrestrischen Mobilfunknetzes sein, in das sich Mobilfunktelefone 9 einbuchen können. Umgekehrt kann das terrestrische Kommunikationsnetz 6 als ein Gesamtnetz die genannten Netze als Teilnetze umfassen. Auf diese Art lässt sich eine Verbindung zwischen der wenigstens einen Mobilstation 3 und einem Teilnehmer 7, 8, 9 in einem oder mehreren terrestrischen Kommunikationsnetzen herstellen.
• Die Benutzung von Mobilfunkgeräten wird aufgrund der Gefahr von Beeinträchtigungen der Flugzeugelektronik im Flugzeug von Seiten der Fluggesellschaft eingeschränkt. Insbesondere handelt es sich dabei um eine zeitliche Beschränkung, mit anderen Worten, die Benutzung ist nur außerhalb kritischer Flugphasen wie Start und Landung gestattet. Ferner kann die Benutzung von Mobilfunkgeräten in der Art freigegeben werden, dass sich die Mobilfunkgeräte im aktiven Zustand außerhalb der Reichweite von Basisstationen bzw. Picozellen am Erdboden befinden, um ein Einbuchen der Mobilfunkgeräte in terrestrische Picozellen zu verhindern. Dies wird erreicht, wenn die Benutzung der Mobilfunkgeräte erst ab einer bestimmten Flughöhe freigegeben wird.
• Erfindungsgemäß wird die Freigabe der Mobilfunkgeräte in Abhängigkeit von der jeweiligen Flugphase dadurch automatisiert, dass die Basisstation 2 nur dann aktiviert wird, wenn sie ein entsprechendes Freigabesignal von einem Flugzeugsteuerungsrechner 10, FSR, erhält. Darüber hinaus wird die Aktivierung der Basisstation 2 und damit die Bereitstellung der Picozelle den Passagieren über eine entsprechende Anzeige unmittelbar mitgeteilt.
• Die Anzeige ist vorzugsweise in der PSU (Passenger supply unit) oberhalb der Sitze integriert, analog zu den bekannten Anschnallzeichen. Im einzelnen kann die Anzeige verändert werden durch ein- und ausschaltbare Hintergrundbeleuchtung, oder sie kann eine aktive Anzeige umfassen, beispielsweise eine LCD-Anzeige, mit der sich veränderbare Zeichen darstellen lassen, die ggf. schematisiert die Darstellung von mobilen Telefonie-Endgeräten, insbesondere eines Mobiltelefons oder die Darstellung eines Datenendgerätes wie eines PDAs, Smartphones oder Laptops oder einen Schriftzug bzgl. der Freigabe bzw. des Verbots der Benutzung von Mobiltelefonen oder Datenendgeräten (z. B. ”No GSM”, ”No Mobiles”, ”Telefonbenutzung untersagt”, ”Telefonieren möglich” etc.) enthält. Auf diese Art lässt sich – als Piktogramm oder als Schrift – darstellen, ob die Benutzung von Mobiltelefonen oder Datenendgeräten aktuell gestattet oder nicht gestattet ist. Verknüpft ist diese Aussage erfindungsgemäß damit, ob eine Verbindung in ein terrestrisches Netz zum gegebenen Zeitpunkt überhaupt möglich ist oder unmöglich ist.
• Die (nicht dargestellte) Anzeigeeinrichtung kann dazu grundsätzlich direkt mit der Flugzeugsteuerungseinrichtung 10 zum Erfassen von Flugdaten verbunden sein, so dass die Anzeige direkt von der Flugzeugsteuerung gesteuert wird. Die Anzeigeeinrichtung kann aber ebenso gut mit der Basisstation 2 verbunden sein, so dass sie der Picozelle ”nachgeschaltet” ist. In jedem Fall zeigt sie die Verfügbarkeit der Picozelle in Abhängigkeit von den Flugdaten an.
• Das Verfahren zur Steuerung sowohl des Einschaltens der Picozelle selbst als auch der Aktivierung der dazugehörigen Anzeige für die Passagiere ist in 2 in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt, bei der die Anzeige der Picozelle ”nachgeschaltet” ist.
• Nach dem Start des Verfahrens, der beispielsweise beim Fahren des Flugzeugs in seine Startposition ausgelöst werden kann, wird in Schritt 11 geprüft, ob das Flugzeug eine sichere Flugphase erreicht hat. Dies kann beinhalten, dass sich das Flugzeug in einer vorgegebenen Höhe über dem Boden befindet. Es kann aber ebenso gut beinhalten, dass sich das Flugzeug – noch für einen längeren Zeitraum – in einer Warteposition am Boden befindet. In jedem Fall ist eine sichere Flugphase dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik des Flugzeugs nicht durch den Betrieb von Mobilfunkgeräten an Bord des Flugzeugs gestört werden kann. Sollte also das Flugzeug noch keine sichere Flugphase erreicht haben, werden in dem Passagierraum vorhandene Verbotszeichen aktiviert, die das Einschalten von Mobilfunkgeräten untersagen. Dieser Vorgang erfolgt in Schritt 12. Gleichzeitig oder unmittelbar danach wird die Basisstation 2 ausgeschaltet, wenn sie vorher eingeschaltet war, d. h. wenn das Flugzeug aus einer sicheren Flugphase kommend in eine kritische Flugphase eintritt. Dieser Vorgang erfolgt in Schritt 13.
• Wenn sich das Flugzeug dagegen in der bezüglich elektromagnetischer Störung sicheren Flugphase befindet, wird die Basisstation 2 in Schritt 14 automatisch eingeschaltet und damit die Picozelle an Bord des Flugzeugs bereitgestellt. Der Befehl zum Einschalten der Basisstation 2 wird von dem FSR 10 ausgegeben, der dazu die relevanten Flugdaten abruft, auf die er als zentrale Steuerung für den Flug Zugriff hat. Im Anschluss hieran wird eine Verbindung zwischen der Basisstation 2 an Bord des Flugzeugs und einem vorgegebenen terrestrischen Kommunikationsnetz eingerichtet. Dies kann eine gewisse Zeit in Anspruch nehmen, und daher wird in Schritt 15 überprüft, ob die Verbindung bereits besteht. Ist dies noch nicht der Fall, wird in Schritt 16 das Verfahren für eine vorgegebene Zeitdauer angehalten, d. h. in einen zeitlich begrenzten Wartezustand versetzt. Nach dieser vorgegebenen Zeitdauer wird erneut überprüft, ob die Verbindung zu einem terrestrischen Netz hergestellt werden konnte. Ist diese Verbindung zustande gekommen, wird dies in Schritt 17 den Passagieren über eine Anzeige mitgeteilt, d. h. das Freigabezeichen für die Benutzung von Mobilfunkgeräten wird aktiviert.
• Um eine Rückkehr des Flugzeugs in eine Flugphase automatisch erkennen zu können, in der die Benutzung von Mobilfunkgeräten eine Gefährdung darstellt, erfolgt nach Aktivierung des Freigabezeichens in Schritt 17 ein Rücksprung des Verfahrens zu Schritt 11, in welchem überprüft wird, ob eine sichere Flugphase erreicht worden ist.
• Neben der hier beschriebenen automatischen Steuerung der Anzeige durch an Bord befindfiche Rechner und andere Flugsteuerungssysteme 10 weist die erfindungsgemäße Picozelle vorzugsweise die Möglichkeit auf, dass die Anzeige über (nicht dargestellte) Eingabeeinrichtungen manipuliert werden kann. Diese Eingabeeinrichtungen können außerhalb des Flugzeugs bzw. Fahrzeugs befindliche Einrichtungen umfassen, die mit dem Flugzeug bzw. Fahrzeug drahtgebunden oder nicht drahtgebunden in Verbindung stehen; sie können ebenso gut die manuelle Steuerung durch Begleitpersonal, z. B. Kabinenpersonal, das sich im Passagierraum aufhält, umfassen; sie können auch Einrichtungen umfassen, über die die manuelle Steuerung durch den oder die Fahrzeugführer bzw. Flugzeugführer, z. B. die Cockpit-Crew vorgenommen wird. So kann die Anzeige fallweise verändert werden, um den jeweils geltenden Status zu signalisieren.
• Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf eine Picozelle an Bord eines Flugzeugs beschränkt, sie ist ebenso anwendbar und bietet praktisch die gleichen bzw. identischen Vorteile gegenüber dem Stand der Technik, wenn sich mehr als eine Picozelle sich an Bord eines Flugzeugs befindet, z. B. zwei Picozellen. Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf Flugzeuge beschränkt. Sie kann Anwendung finden bei allen Verkehrsmitteln, bei denen die Verwendung von Mobilfunkgeräten durch Passagiere nur unter bestimmten Bedingungen zulässig ist. Dies sind insbesondere Schienen- und Wasserfahrzeuge sowie Kraftfahrzeuge. Außerdem sind dies solche Verkehrsmittel, die mit Einrichtungen ausgestattet sind, welche die Verwendung von Mobilfunkgeräten verbessern, d. h. welche über so genannte Repeater oder andere in die Fahrzeuge eingebaute Sende-/Empfangsanlagen verfügen.

1

Flugzeug

2

Basisstation

3

Mobilstation

4

Satellit

5

Satellitenempfangsantenne

6

terrestrisches Kommunikationsnetz

7

Computer

8

Festnetztelefon

9

Mobiltelefon

10

Flugzeugsteuerungsrechner

11

Abfrage: Sichere Flugphase erreicht?

12

Prozess: Aktivieren von Verbotszeichen

13

Prozess: Ausschalten von Picozelle

14

Prozess: Einschalten von Picozelle

15

Abfrage: Verbindung zu terrestrischem Netz hergestellt?

16

Prozess: Wartezustand

17

Prozess: Aktivieren von Freigabezeichen

BS

Basisstation im Mobilfunknetz

FSR

Flugzeugsteuerungsrechner bzw. -einrichtung

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Bereitstellen einer Picozelle in einem Flugzeug (1) für die drahtlose Übertragung von Daten zwischen wenigstens einer Mobilstation (3) in dem Flugzeug und einer Basisstation (2) in dem Flugzeug, umfassend eine Basisstation (2), eine Flugzeugsteuerungseinrichtung (10) und wenigstens eine Anzeigeeinrichtung in dem Flugzeug, wobei die Basisstation (2) dazu ausgebildet ist, um über die Basisstation (2) eine Kommunikationsverbindung zwischen der wenigstens einen Mobilstation (3) in dem Flugzeug und einem Teilnehmer (7, 8, 9) in einem terrestrischen Kommunikationsnetz (6) aufzubauen und wobei die Flugzeugsteuerungseinrichtung (10) verbunden ist mit der wenigstens einen Anzeigeeinrichtung in dem Flugzeug, die Flugzeugsteuerungseinrichtung (10) zum Erfassen von Flugdaten und automatischen Einschalten der Basisstation (2) in Abhängigkeit von den Flugdaten ausgebildet ist und die Flugzeugsteuerungseinrichtung (10) dazu ausgebildet ist, um durch Steuern einer Anzeige der wenigstens einen Anzeigeeinrichtung – das Einschalten der Mobilstationen (3) freizugeben, wenn eine Verbindung zwischen der Basisstation (2) und einem terrestrischen Netz hergestellt ist, und – das Einschalten der Mobilstationen (3) zu untersagen, wenn die Basisstation (2) ausgeschaltet wird.
2. Vorrichtung zum Bereitstellen einer Picozelle nach Anspruch 1, bei der die wenigstens eine Anzeigeeinrichtung oberhalb der Sitze in einer PSU integriert ist.
3. Flugzeug mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2.
4. Verfahren zum Betreiben einer Picozelle in einem Flugzeug (1) für die drahtlose Übertragung von Daten zwischen wenigstens einer Mobilstation (3) und einer Basisstation (2) in dem Flugzeug, wobei über die Basisstation (2) eine Kommunikationsverbindung zwischen der wenigstens einen Mobilstation (3) in dem Flugzeug und einem Teilnehmer (7, 8, 9) in einem terrestrischen Kommunikationsnetz (6) aufgebaut wird, mit den Schritten: Prüfen (11) durch eine Flugzeugsteuerungseinrichtung (10), ob eine sichere Flugphase erreicht ist, automatisches Einschalten (14) der Basisstation (3) durch die Flugzeugsteuerungseinrichtung (10), wenn die sichere Flugphase erreicht ist, und Anzeigen durch wenigstens eine Anzeigeeinrichtung, dass – das Einschalten der Mobilstationen (3) freigegeben ist, wenn eine Verbindung zwischen der Basisstation (2) und einem terrestrischen Netz hergestellt ist, und – das Einschalten der Mobilstationen (3) untersagt ist, wenn die Basisstation (2) ausgeschaltet wird.