在飞机中与个人电子设备通信的方法及飞机服务器系统

摘要

本申请公开了一种在飞机中与个人电子设备通信的方法及飞机服务器系统。本发明涉及一种飞机服务器系统(20)，包括：无线收发器(21)，被配置为在飞机的客舱(100)中无线发射和接收射频信号；以及多个虚拟网络服务器单元(22a；22n)，各自被配置为远程控制无线连接至所述飞机服务器系统(20)的多个个人电子设备PED(1)中之一上的一个或多个虚拟网络客户端(1e)。

说明书

技术领域

本发明涉及在飞机中与个人电子设备通信的方法及飞机服务器系统，具体地是利 用虚拟网络计算进行通信。

背景技术

个人电子设备(PED)变得越来越普遍。通常，不管去哪，包括登上飞机，用户 都会携带那些PED。考虑到这些PED包括的多种通信接口，期望为飞机上的乘客提供 接入飞机的不同网络，例如，无线局域网(WLAN)。

PED通常包含包括近场通信(NFC)芯片和对应天线的NFC电路。NFC是一种 允许两个具有NFC功能的设备在几厘米的短距离上无线通信的无线技术。NFC是NFC 论坛规范中的国际化标准，且在例如ISO/IEC 18092、ISO/IEC 18000-3、ISO/IEC 21481、 ECMA-340、ISO 14443等中定义。NFC技术的主要应用领域是基于射频识别(RFID) 标准的非接触式短距离通信。NFC利用电磁感应使PED(例如，便携式电脑、移动电 话、智能电话、平板PC，等)之间的通信成为可能。

文献US 2010/0106870A1公开了一种包括连接到至少一个输入/输出单元的飞机 终端的飞机通信系统。该系统包括经由网络连接而连接至飞机终端的便携式资源。便 携式资源被装备有虚拟网络服务器，使得便携式资源能够在飞机终端上运行虚拟网络 客户端。

发明内容

本发明的一个目的是便于将飞机乘客的PED联接到飞机的各种接口，同时提高所 述飞机系统对外界入侵的安全性。

该目的通过一种飞机服务器系统来实现，所述飞机服务器系统包括：无线收发器， 被配置为在飞机的客舱中无线发射和接收射频信号；以及多个虚拟网络服务器单元， 各自被配置为远程控制无线连接至所述飞机服务器系统的多个个人电子设备PED中 之一上的一个或多个虚拟网络客户端。

此外，该目的通过一种飞机通信系统来实现，所述飞机通信系统包括：根据本发 明的飞机服务器系统；以及多个通信模块，用于将近场通信NFC与多个PED中的一 个接合。每个通信模块包括：感应式能量转移单元；转移驱动器，联接至所述感应式 能量转移单元且被配置为生成用于操作所述感应式能量转移单元的驱动器信号；以及 通信处理器，联接至所述转移驱动器且被配置为控制所述感应式能量转移单元以NFC 操作模式操作。

此外，该目的通过一种用于提供PED与飞机的飞机服务器系统之间的通信的方法 来实现，所述方法包括：发起所述PED与所述飞机的网络接入点之间的无线通信；通 过所述飞机服务器系统的虚拟网络服务器单元在所述PED上实例化虚拟网络客户端； 以及通过所述虚拟网络服务器单元远程控制所述PED上的所述虚拟网络客户端。

本发明的一个想法是提供飞机上的个人电子设备对无线飞机网络的飞机接口的无 线接入。为了实现安全且容易的接入，每个个人电子设备可绑定于所述飞机服务器系 统内的虚拟网络服务器，所述虚拟网络服务器托管相应的个人电子设备上的远程虚拟 客户端。然后，所述虚拟客户端可由所述虚拟网络服务器远程控制，使得所述个人电 子设备的用户能够接入所述网络和/或访问所述网络的内容和资源。

所述虚拟网络计算方法允许将访问控制驻留在所述飞机的服务器侧，这防止或至 少阻止通过无线连接至飞机网络的外部电子设备对飞机网络的任何恶意或破坏操控。

根据所述飞机服务器系统的实施例，所述虚拟网络服务器单元可被配置为经由所 述无线收发器向相应的PED发送远程控制信号，所述远程控制信号被配置为控制所述 PED的显示器上的桌面的图形显示。在具体实施例中，所述虚拟网络服务器单元可被 配置为经由所述无线收发器接收来自所述相应的PED的远程输入信号，所述远程输入 信号被配置为与所述桌面的所述图形显示的项目交互。这允许图形界面被显示在用户 的所述PED上，从而便于访问所述飞机服务器系统的内容。有利地，所述飞机服务器 系统可为机上娱乐或乘客服务系统，使得用户可在其PED上访问飞机的媒体内容、乘 客服务或类似的电子乘客商品。

根据所述飞机服务器系统的另一实施例，所述虚拟网络服务器单元可被配置为经 由所述无线收发器向安装在所述飞机内的座位显示器发送远程控制信号，所述远程控 制信号被配置为控制所述座位显示器上的桌面的图形显示。在具体实施例中，所述虚 拟网络服务器单元可被配置为经由所述无线收发器接收来自相应的座位显示器的远程 输入信号，所述远程输入信号被配置为与所述座位显示器上的所述桌面的所述图形显 示的项目交互。如果PED的用户在其飞机中的座位处被配备有固定安装的媒体设备， 例如观看所述飞机媒体设备的可能更大的显示器上的电影时，这是有好处的。所述座 位显示器和所述PED的显示器的所述桌面可互连，使得可容易地在所述两个桌面之间 交换由所述虚拟网络服务器单元提供的图形内容。

根据所述飞机通信系统的实施例，所述通信处理器进一步被配置为经由NFC访问 所述PED的无线通信单元。由于不管所述PED的当前操作模式，例如是主动操作或 是待机模式，均可利用近场通信NFC建立无线连接，因此NFC特别有利于发起与所 述PED的通信并建立所述PED与所述飞机服务器系统之间的无线连接。

在一个具体实施例中，所述飞机通信系统可进一步包括被设置在所述多个通信模 块中的相应一个的附近的一个或多个座位显示器，其中所述飞机服务器系统的所述虚 拟网络服务器单元被配置为经由所述无线收发器向安装在飞机中的座位显示器发送远 程控制信号，所述远程控制信号被配置为控制所述座位显示器上的桌面的图形显示。

根据所述方法的实施例，所述方法可进一步包括通过所述虚拟网络服务器单元向 所述相应的PED无线发送远程控制信号，所述远程控制信号被配置为控制所述PED 的显示器上的桌面的图形显示。

根据所述方法的另一实施例，所述方法可进一步包括：通过所述虚拟网络服务器 单元无线接收来自所述相应的PED的远程输入信号，所述远程输入信号被配置为与所 述桌面的所述图形显示的项目交互。

根据所述方法的又一实施例，所述方法可进一步包括：通过所述虚拟网络服务器 单元向安装在所述飞机内的座位显示器无线发送远程控制信号，所述远程控制信号被 配置为控制所述座位显示器上的桌面的图形显示。

根据所述方法的再一实施例，所述方法可进一步包括：通过所述虚拟网络服务器 单元无线接收来自所述相应的座位显示器的远程输入信号，所述远程输入信号被配置 为与所述座位显示器上的所述桌面的所述图形显示的项目交互。

附图说明

将参照附图中绘出的示例性实施例更详细地解释本发明。

附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被包含在本申请文件中且构 成本申请文件的一部分。各图图示出本发明的实施例，并且与描述一起用于解释 本发明的原理。由于通过参考下面详细的描述而变得更好理解，因此本发明的其 它实施例和本发明的许多预期的优势将被容易认识到。图中的元素不必是相对于 彼此按规定比例。相同的附图标记表示相应的类似部分。

图1示意性地图示出根据本发明实施例的具有座位的飞机内的客舱的一部分， 所述座位具有通信模块。

图2示意性地图示出根据本发明另一实施例的通信模块。

图3示意性地图示出根据本发明另一实施例的PED。

图4示意性地图示出根据本发明另一实施例的飞机服务器系统。

图5示意性地图示出根据本发明另一实施例的提供PED与飞机服务器系统之 间的通信的方法。

附图标记列表：

1     个人电子设备

1a    近场通信单元

1b    电池

1c    无线通信单元

1d    操作系统

1e    虚拟网络客户端

1f    通信应用

2     座位

4a    座位显示器

4b    座位显示器

7     扶手

8     网络接入点

8a    网络线路

9     无线电通信

10    通信模块

11    感应式能量转移单元

12    转移驱动器

13    通信处理器

14    充电处理器

15    控制处理器

16    容器

20    飞机服务器系统

21    通信收发器

22a   虚拟网络服务器

22n   虚拟网络服务器

23a   用户配置文件

23n   用户配置文件

24aa 虚拟桌面

24ak 虚拟桌面

24na 虚拟桌面

24nk 虚拟桌面

30   方法

31   方法步骤

32   方法步骤

33   方法步骤

34   方法步骤

35   方法步骤

36   方法步骤

37   方法步骤

100  客舱

具体实施方式

在图中，除非另有说明，否则相同的附图标记表示相同或功能相同的部件。 任意方向性术语，例如“顶部”、“底部”、“左边”、“右边”、“上方”、“下方”、“水平”、 “垂直”、“后”、“前”以及类似的术语，仅用于解释性目的，且不旨在用于将实施例 限定于图中示出的具体设置。

尽管本文已图示并描述了具体实施例，但本领域的普通技术人员应理解，各 种替代的和/或等同的实现方式可用于替换所示出并描述的具体实施例，而不超出 本发明的范围。通常，本申请旨在覆盖本文讨论的具体实施例的任意调整或变化。

本发明意义中的个人电子设备(PED)包括可用于娱乐、通信和/或办公目的 的所有电子设备。例如，PED可包括所有种类的终端，例如，便携式电脑、移动 电话、智能电话、手持设备、掌上电脑、平板PC、GPS设备、导航设备、像MP3 播放器这样的音频设备、便携式DVD或蓝光播放器、或数码相机。

本发明意义中的近场通信(NFC)包括位于彼此附近且能够通过预定的通信协 议短时交换信息或数据的两个通信终端之间的任意类型或种类的非接触式通信。 例如，通信终端之间的能够进行信息或数据交换的空间距离可在几厘米范围内， 例如，小于15cm，特别地小于10cm，更特别地小于5cm。本发明意义中的NFC 可通过RFID芯片、收发器天线、收发器螺线管或类似的发射/接收部件被赋予通 信终端。例如，NFC可在有源连接部件和无源部件之间传递，或在两个有源连接 部件之间传递，即，以所谓的对等操作模式传递。

本发明意义中的座位可包括用于在飞机的飞行期间容纳乘客的任意形式的结 构部件，座位为在飞行期间可由飞机的乘客个人地且至少暂时专有使用的位置。 本发明意义中的座位可为飞机座位，但也可为躺椅、扶手椅、床、头等舱或皇家 舱的房间、或类似的飞机内的座椅家具。

图1示意性地示出在具有多个座位2的飞机中的客舱100的一部分的图。每 个座位2可包括扶手7，通信模块10可设置在扶手7处。扶手7可例如包括铰链， 以将通信模块铰接地固定到扶手7。通信模块10可包括托盘或容器，托盘或容器 可被设置为绕铰链打开，并允许将PED 1放置在其中。关闭托盘或容器后，PED 1 可放到相对于通信模块10中的有源部件的充电及通信位置。当然，还可将通信模 块10设置在座位2的不同位置或座位2附近。例如，通信模块10还可集成到座 位2的靠背的托盘桌中。

PED 1可例如包括近场通信单元1a(NFC单元)，PED 1适当地位于通信模 块10的托盘或容器中时，可将NFC单元1a设置在通信模块10内的NFC螺线管 附近。

PED 1还可处于与飞机的无线网络的无线电通信9中。无线网络例如可经由网 络设备8访问，网络设备8例如路由器、接入点或类似及对应的网络线路8_a。无 线网络可例如为WiFi网络、无线局域WLAN网络、UMTS网络、GSM网络、 WiMax网络、ZigBee网络、以太网或合适无线通信的任意类似的网络类型。连接 至飞机的无线网络的乘客可例如经由他们的PED 1使用网络功能，例如，机上娱 乐(IFE)功能、电子邮件访问、因特网访问或飞机中设施的无线控制功能，例如， 呼叫乘务员、订购飞机商店的商品、远程调整座位，等等。

通信模块10各自可经由连接线路或可替代地无线连接至中央控制单元，中央 控制单元可例如设置在机舱地板、厨房设备或飞机内任意类似的合适地方中。中 央控制单元可被装备有电力线，以从飞机内部电源(例如，飞机的28VDC电力网) 获得电力，并将电力分配给单个通信模块10。中央控制单元还可包括数据线路， 控制信号、配置数据或数据信号可通过该数据线路被提供给单个通信模块10并且 可从单个通信模块10被提供。

还可以使用通信模块10与客舱地板下的非接触式供应系统之间的非接触式数 据和电力传输的系统。在这样的情况中，通信模块10可包括具有电压输入端口的 第一控制单元。非接触式供应系统可类似地包括具有电压输出端口的第二控制单 元。可利用通信模块10中第一核的初级绕组以及供应系统内第二核的次级绕组实 现转换器。第二控制单元可在电压输出端口处提供电压，该电压经由转换器通过 非接触式能量转移的方式转移到通信模块10。

使用同样的非接触式转移机制，数据和控制信号还可例如经由调频交流电压 被转移，数据和控制信号被转换成调频。因此，通过利用具有初级绕组和次级绕 组的转换器，可实现电力和数据的同时完全传输，而无需使用多个电磁转换器。 这样的数据调制和解调的系统可提供调制和解调的足够的鲁棒性和成本效益控 制。

图2示出通信模块10的示意图，例如，关于图1示出并解释的飞机的客舱100 中使用的通信模块10。

以表示其被容纳在通信模块10的托盘或容器16中的虚线示出的PED 1，可包 括NFC单元1a、电池1b以及无线通信单元1c。无线通信单元1c可例如为以太网 卡、蓝牙设备、火线接口终端、串行接口终端或任意其它接口设备，PED 1可根 据给定的通信协议通过这些接口设备建立与外部设备的通信。

PED 1可设置在容器16内，使得NFC单元1a位于通信模块10的感应式能量 转移单元11的附近。感应式能量转移单元11可例如为螺线管或线圈11。通信模 块10可被配置为执行感应式电力联接，以允许能量从通信模块10的电源向PED 1 的电池1b转移，而无需它们之间的有线连接。横过感应式能量转移单元11，可施 加振荡电位，振荡电位在螺线管11附近产生振荡磁场。振荡磁场可在被放置为接 近感应式能量转移单元11的NFC单元1c内的线圈中引起次级震荡电位，由此通 过电磁感应向NFC单元1c传输来自感应式能量转移单元11的电能，而无需螺线 管11和NFC单元1c的线圈之间的导电连接。感应式能量转移单元11可适于生成 适合于引起NFC单元1a的线圈中的电流的电磁场。

感应式能量转移单元11可由转移驱动器12驱动，转移驱动器12可依次由充 电处理器14控制。充电处理器14可适于通过向转移驱动器12发出相应的控制信 号而控制感应式能量转移单元11的充电功能。例如，充电处理器14可适于根据 Qi标准与PED 1通信，以发起无线充电过程。

同时，转移驱动器12还可由通信处理器13控制，通信处理器13可有助于通 信模块10与PED 1的近场通信。通信处理器可以被实现为包括计算处理器和存储 器元件的片上系统(SoC)部件。还可以将通信处理器实现为专用集成电路(ASIC)、 现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑设备(PLD)或任意其它合适的电路。

通信模块10可进一步包括控制处理器15，控制处理器15可联接至转移驱动 器12且可适于控制转移驱动器12将以充电模式驱动(即在充电处理器14的控制 下驱动)，还是以通信模式驱动(即在通信处理器12的控制下驱动)。控制处理 器15可为微控制器、FPGA、ASIC、PLD或被配置为检测转移驱动器12应在哪个 操作模式下操作的任意类似的电路。

通信模块10可各自被指定给图1中座位2的特定一个座位。具体地，座位2 的每个可被装备有通信模块10。座位到通信模块10的分配在安装通信模块10时 可被预定，并被硬编码到通信模块10的一个或多个处理器中。还可通过中央控制 单元动态地将座位2分配给通信模块10中的一个。

在PED 1发起经由NFC的与通信模块10的通信的同时，PED 1可利用通信 模块10来识别，并且被指派无线网络8的接入码或认证。具体地，到PED 1的无 线网络连接可通过通信处理器13已经被建立，通信处理器13可经由感应式能量 转移单元11和NFC单元1a访问PED 1中的相应网络部件。

PED 1还可经由无线通信直接接入网络设备8并建立无线网络链接，而不需要 通信模块10。在那样的情况下，PED 1可利用无线通信单元1c，以根据给定的通 信协议(例如，IEEE 802.11标准中的一个)建立与无线网络的无线网络链接。

具体地，关于PED 1的无线网络连接的分配可通过将相应的具有网络功能的 通信模块10分配给座位2中的一个而为座位绑定的。然后，无线网络连接可用于 例如从PED 1上的舱内娱乐服务(IFE)分流视频内容，或用于获得对飞机的机舱 对讲系统(CIDS)的接入。

图3示意性地图示出个人电子设备1PED，PED 1可例如用于图1的系统中且 与图2的通信模块10交互。

PED 1包括NFC单元1a以及无线通信单元1c。NFC单元1a可由PED 1的操 作系统1d控制，操作系统1d例如或任意其它合适的操作系统。无线通信单元1c可由PED 1的通信应用1f访问，通 信应用1f例如网页浏览器、电子邮件客户端、流媒体应用或PED 1上安装的任意 其它类型的软件应用。PED 1可进一步包括显示器1g，例如，图形触摸屏。

在PED 1已无线连接至飞机网络之后，虚拟网络客户端1e可通过飞机服务器 系统20的虚拟网络服务器在PED 1上实例化。虚拟网络客户端1e可联接至通信 应用1f，并提供虚拟网络计算地址以获得对飞机服务器系统20的内容的访问，内 容例如媒体内容(例如电影、音频文件或图像)、在线购物目录、电子邮件提供 商服务、因特网应用或任意类似的内容。

图4示意性地图示出可用于图1的飞机通信系统中的客舱100中的飞机服务 器系统20。飞机服务器系统20包括被配置为在飞机的客舱100中无线发射及接收 射频信号的无线收发器21。射频信号可经由网络线路8a被传输至网络的各种网络 设备8，以在客舱100内发射和接收。

飞机服务器系统20进一步包括多个虚拟网络服务器单元22a至22n。示例性 地，仅示出两个虚拟网络服务器单元22a和22n，但是，本领域技术人员显而易见 的，可在飞机服务器系统20中同等地实现任意给定数量的虚拟网络服务器单元。 虚拟网络服务器单元22a和22n中的每个被配置为远程控制无线连接至飞机服务 器系统20的多个PED 1中一个上的一个或多个虚拟网络客户端1e。对于每个虚拟 网络服务器单元22a至22n，可生成虚拟用户配置文件23a至23n，且虚拟用户配 置文件23a至23n中的每个可利用一个或多个虚拟桌面24aa、24ak、24na、24nk 被实例化。虚拟桌面24aa,、24ak、24na、24nk的数量被示例性地示出为每个虚拟 用户配置文件23a至23n两个，但是，本领域技术人员应显而易见的，可在飞机 服务器系统20中同等地实现任意给定数量的虚拟桌面。

虚拟桌面中的一个可用于相应被托管的PED 1的显示器1g上的图形显示，而 虚拟桌面中的另一个可用于图1中座位显示器4a、4b中之一上的图形显示。虚拟 网络服务器单元22a、22n被配置为经由无线收发器21向相应的PED 1发送远程 控制信号，远程控制信号被配置为控制PED 1或座位显示器4a、4b上的虚拟桌面 的图形显示。类似地，虚拟网络服务器单元22a、22n可被配置为经由无线收发器 21从相应的PED 1或座位显示器4a、4b接收远程输入信号，远程输入信号被配置 为与虚拟桌面的图形显示的项目(item)交互。例如，PED 1和/或座位显示器4a、 4b的用户可以通过触摸相应的显示器、按压PED 1或座位显示器4a、4b上的按钮 或利用其它输入设备生成来输入信号，其它输入设备例如鼠标、键盘、语音激活 的输入模块或被配置为生成控制信号的类似输入设备。

虚拟网络服务器单元22a、22n可例如使用远程帧缓冲RFB协议或远程桌面协 议RDP，以与虚拟网络客户端1e和/或座位显示器4a、4b通信。虚拟网络服务器 单元22a、22n可操作独立的平台，即，不管PED 1上使用的操作系统1d的类型 是什么，虚拟网络服务器单元22a、22n可实例化任意PED 1上的虚拟网络客户端 1e。

图5示出在飞机中与个人电子设备PED通信的方法的示意图，具体是利用图 1至4中示出的飞机服务器系统20、通信模块10以及PED 1。

方法30包括发起PED 1和飞机的网络接入点8之间的无线通信的第一步骤 31。在第二步骤，虚拟网络客户端1e可通过飞机服务器系统20的虚拟网络服务 器单元22a、22n在PED 1上实例化。最后，在第三步骤33，可由虚拟网络服务器 单元22a、22n远程控制PED 1上的虚拟网络客户端1e。

可选地，方法30可进一步包括步骤34：通过虚拟网络服务器单元22a、22n 向相应的PED 1无线发送远程控制信号，远程控制信号被配置为控制PED 1的显 示器1g上的桌面的图形显示。此外，方法30可包括步骤35：通过虚拟网络服务 器单元22a、22n无线接收来自相应的PED 1的远程输入信号，远程输入信号被配 置为与桌面的图形显示器1g的项目交互。

类似地，方法30可选地包括步骤36：通过虚拟网络服务器单元22a、22n向 安装在飞机中的座位显示器4a、4b无线发送远程控制信号，远程控制信号被配置 为控制座位显示器4a、4b上的桌面的图形显示。具体地，在步骤37，方法30可 选地包括：通过虚拟网络服务器单元22a、22n无线接收来自相应座位显示器4a、 4b的远程输入信号，远程输入信号被配置为与座位显示器4a、4b上桌面的图形显 示的项目交互。

在前面的详细描述中，为了使本公开简单化的目的，各种特征被分组在一个 或多个示例中。应理解，上面的描述旨在为说明性的而非限制的。旨在覆盖所有 替代方案、修改以及等同物。在回顾了上面的申请文件之后，许多其它示例对本 领域技术人员将是显而易见的。具体地，针对复合强化部件和结构元件所描述的 实施例和配置可以相应地应用于根据本发明的飞机或宇宙飞船以及根据本发明的 方法，反之亦然。

为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，选择并描述了实施例，从而使 得本领域的其他技术人员能够更好地利用本发明及具有适合所设想的特定使用的 各种修改的各种实施例。在所附的权利要求以及整个说明书中，术语“包括”和 “在…中”分别用作相应术语“包含”和“其中”的简单英语同义词。此外，在 目前的情况，“一种”或“一个”不排除多个。