CN108351408A - 由用于防止在飞行期间发生飞行器碰撞的***实施的用于控制消息发射功率的方法 - Google Patents

由用于防止在飞行期间发生飞行器碰撞的***实施的用于控制消息发射功率的方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种由用于防止在飞行期间发生飞行器碰撞的***实施的、用于控制消息发射功率的方法，所述***包括每架飞机都配备有的防碰撞装置(10)和应答器(20)。根据本发明，所述方法包括：‑用于至少测量表示由入侵飞行器的应答器(2)发射的载有响应消息(Rep)的射频信号的接收质量的量的、被称为质量值的值的测量步骤(E5)；‑用于根据以此方式测量的所述一个或多个质量值来控制载有所述响应消息(Rep)的所述射频信号的发射功率(Pt)的控制步骤(E27)。本发明还涉及一种用于防止在飞行期间发生飞行器碰撞的***。

Description

由用于防止在飞行期间发生飞行器碰撞的***实施的用于控 制消息发射功率的方法
本发明涉及一种由用于防止在飞行期间发生飞行器碰撞的***实施的用于控制消息发射功率的方法以及一种属于用于防止飞行器碰撞的那种类型的***。
本发明的领域是用于防止在飞行期间发生飞行器碰撞的***领域、并且更具体地被称为TCAS(Traffic Alert and Collision Avoidance System，交通警报和防撞***)的已知***。这种***可以在多种模式下操作、具体地所谓C/A模式和S模式。本发明被适配用于所述***在其S模式下的操作。
纯粹为了方便起见，这种***在本说明书中被称为防碰撞***。使用这种防碰撞***的任何飞行器都在一方面配备有名称通常与所述***的名称混淆并且同样出于方便起见在本说明书中被称为防碰撞装置的所谓TCAS设备，并且在另一方面配备有应答器，所述应答器可以用于不与本发明直接相关并且为此未进行描述的其他功能。
在图1中展示了这种防碰撞***在前述S模式下的操作。飞行中的任何飞行器都以规律的间隔发射具体地包含所述发射飞行器的地址的所谓“断续振荡器”信标信号Sq。如果飞行器1的防碰撞装置从也处于飞行中的另一飞行器2接收到这种信号Sq，则其向所述飞行器2发射请求消息Req。在接收到这种消息Req时，飞行器2的应答器发射响应Rep，所述响应当被飞行器1的防碰撞装置接收到时由所述设备用于确定飞行器1与飞行器2分开的距离(被称为航程)、这两个飞行器之间的相对速度(航程变化率)、可能的碰撞之前的估计时间(Tau)、以及飞行器1的方位与飞行器2的方向之间的角度(方位)等。在此响应的内容的基础上，飞行器1的防碰撞装置决定是否遵循具有跟踪现在被称为“入侵者”的飞行器2的阶段的此初步监视阶段。如果情况是这样，则飞行器1以规律的时间间隔向入侵飞行器2发射请求消息Req，后者以响应消息Rep对所述请求消息作出响应。由入侵飞行器2提供的响应使飞行器1的防碰撞装置能够预测可能的碰撞，并最重要的是，能够发射如交通咨询(TA)和/或决断咨询(RA)等警报。
为发射其对应消息、具体地消息Req和Rep，TCAS防碰撞***的防碰撞装置和应答器分别使用1030MHz和1090MHz的频带。除了由TCAS防碰撞***使用之外，应答器还被二次监视雷达(SSR)***用于根据如用于TCAS防碰撞***的同一机制来对来自后者的请求进行响应。此外，也在相同的频带中发射DME(距离测量设备)信号。对那些频带的各种使用可能在射频信号之间引起干扰，进而干扰所有这些***的操作。此外，飞行器交通密度增大以及由这些各种***发射的信息量增大具有增大以上所提到的频带的拥塞的效应，这使得在以上所提及的频带中发射的射频信号之间的干扰越来越频繁，并且因此，由TCAS碰撞***引起的问题之一是尽可能地减小这种干扰的问题。
为此，与用于避免碰撞和TCAS交通警报的***相关的DO-185BMOPS(MinimumOperational Performance Standards，最小操作性能标准)标准提出了两种已知的方法。这两种方法都包括控制从一架飞行器的防碰撞装置到另一架飞行器的应答器的请求消息Req的发射功率，特别是在以上所提及的跟踪阶段期间。根据在DO-185B标准中被称为功率编程的一种方法，这些消息以相对于预定最大功率P最大而减小某个量的发射功率P来发射，所述量根据所考虑的另一飞行器的接近度而增大。
根据DO-185B标准推荐的被称为干扰限制的第二方法，请求消息的发射功率仅是所考虑的飞行器周围的飞行器的数量的函数。
尽管当前这些方法是令人满意的，但是如果飞行器交通密度和待发射信息量增大，则这些方法可能证明不足以解决以上所提及的干扰问题。因此，需要其他测量。
因此，本发明的目的是提出一种由用于防止在飞行期间发生飞行器碰撞的***使用的、用于控制消息的发射功率的方法，所述***为包括每架飞行器都配备的防碰撞装置和应答器的类型，所述方法包括由第一飞行器的所述防碰撞装置执行的以下步骤：
-以载有请求消息的射频信号的形式发射所述消息的步骤，以及
-接收由所述应答器响应于所述请求消息而发射的载有响应消息的射频信号的步骤，
所述方法进一步包括由第二飞行器的所述应答器执行的以下步骤：
-接收由所述防碰撞装置发射的所述载有请求消息的射频信号的步骤，以及
-响应于请求消息而发射所述载有响应消息的射频信号的步骤，
根据本发明，所述方法进一步包括由所述第一飞行器的所述防碰撞装置执行的以下步骤：
-用于至少测量表示接收由所述应答器发射的所述载有响应消息的射频信号的质量的量值的、被称为质量值的值的测量步骤；以及将表示所述一个或多个质量值的数据封装在待由所述防碰撞装置发射的所述请求消息中的步骤。
根据本发明的一个方面，所述方法进一步包括由所述第二飞行器的所述应答器执行的以下步骤：
-用于根据封装在由所述第一飞行器的所述防碰撞装置发射的所述请求消息中的所述一个或多个质量值来控制载有所述响应消息的所述射频信号的发射功率的控制步骤。
在阅读以下对一个实施例的描述之后，将更加清楚地显示上文所提及的本发明的特征以及其他方面，所述描述参照附图给出，在附图中：
图1是展示了防碰撞***的操作的视图；
图2是根据本发明的第一实施例的包括防碰撞装置和应答器的防碰撞***的框图；
图3A是简图，展示了由根据本发明的防碰撞***的防碰撞装置执行的步骤；
图3B是简图，展示了由根据本发明的一个实施例的防碰撞***的应答器执行的步骤；
图3Bbis是简图，展示了由根据本发明的另一实施例的防碰撞***的应答器执行的步骤；
图4是根据本发明的第二实施例的防碰撞***的框图；并且
图5A和图5B是简图，展示了分别由根据图4实施例的防碰撞***的防碰撞装置和应答器执行的步骤。
在图2中表示了根据本发明的用于防止飞行器碰撞的***，所述***在本文中被称为例如TCAS类型的防碰撞***，所述***一方面包括如图1的飞行器1等第一飞行器配备的防碰撞装置10，并且另一方面包括如图1的入侵飞行器2等第二飞行器配备的应答器20。在图2中，防碰撞装置10与应答器20彼此通信。将清楚的是，任何飞行器通常都包括防碰撞***10和应答器20两者。
防碰撞装置10基本上包括带有其天线12的发射***11，所述发射***及其天线旨在发射载有请求消息Req的射频信号，所述请求消息由用于生成这种消息的单元13向所述发射***供应。所述防碰撞装置还包括带有其天线15的接收器14，所述接收器及其天线旨在接收载有响应消息Rep的射频信号，所述响应消息由另一飞行器(被称为入侵飞行器)的应答器20响应于之前由防碰撞装置10发射的请求消息Req而发射。接收器14连接至用于分析响应消息Rep的单元16，所述单元旨在以本身已知的方式递送咨询交通报(TA)或决断咨询(RA)。
关于应答器20，其基本上包括带有其天线22的接收***21，所述接收***及其天线用于接收由防碰撞装置10的发射***11发射的射频信号并且恢复所接收射频信号载有的请求消息Req。所述应答器还包括发射***23和天线24，所述发射***和天线用于向发射了由接收***21接收到的请求消息Req的防碰撞装置10发射载有响应消息Rep的射频信号。响应消息Rep由发生器单元25生成。
例如，由发射***11发射的射频信号具有1030MHz的频率，而由发射***23发射的射频信号具有1090MHz的频率。
根据本发明，防碰撞装置10进一步包括用于测量由接收***14接收到的射频信号的质量Q的单元17。此测量单元17递送与一个或多个所测量质量值Q相关的数据并且向用于生成请求消息Req的单元13供应这些数据以便其将所述数据封装在这些消息Req中。
关于应答器20，其进一步包括解封装单元26，所述解封装单元用于恢复与由防碰撞装置10的测量单元17测量的并且由防碰撞装置10借助于消息Req发射的所述一个或多个质量值Q相关的数据，并且控制发射***23以控制其发射功率Pt。
因此，防碰撞装置10经由其发射***11向应答器20发射载有请求消息Req的射频信号，所述应答器经由其接收***21接收这些射频信号，并且然后借助于其发生器单元25生成响应消息Rep。此响应消息Rep由发射***23以射频信号的形式向防碰撞装置10发射。防碰撞装置经由其接收器14接收这些射频信号并且借助于其测量单元17测量所述一个或多个质量值Q。以此方式测量的所述一个或多个质量值Q以数据的形式被封装在由发生器单元13生成的请求消息Req中并且被供应到发射***11。所述防碰撞装置向应答器20发射载有此请求消息Req的射频信号，之前已经接收到针对此请求消息的响应消息Rep。
在接收***21接收到此请求消息Req时，解封装单元26对包含在所接收请求消息Req中的数据进行解封装，并且从其中提取由所述数据表示的所述一个或多个所测量质量值Q。所测量质量值或每个所测量质量值Q被供应到应答器20的发射***23以调整下一响应消息Rep的发射功率Pt。
更确切地说，如果由测量单元17测量的质量值或每个质量值表示低质量，即，低于一个或多个质量阈值的质量，则解封装单元26命令发射***23使其发射功率Pt相对于之前的发射增大例如预定增量值、或者作为所述一个或多个所测量质量值的函数的值、或者作为所述一个或多个测量值与一个或多个阈值之差的函数的值。相反，如果由测量单元17测量的质量值或每个质量值表示高质量，即，大于一个或多个质量阈值的质量，则解封装单元26命令发射***23使其发射功率Pt相对于之前的发射减小例如预定减量值、作为所述一个或多个所测量质量值的函数的值、或者作为所述一个或多个测量值与一个或多个阈值之差的函数的值。
根据一个实施例，由测量单元17测量的射频信号的质量值是以下特征中的至少一个的值：
-由应答器20发射并且经由接收***14接收到的载有响应消息Rep的射频信号的接收功率Pr，
-由应答器20发射并且经由接收***14接收到的载有响应消息Rep的射频信号的信噪比S/N，
-由应答器20发射并且经由接收***14接收到的载有响应消息Rep的射频信号的比特误码率(BER)。
根据本发明的一个具体实施例，由测量单元17测量的射频信号的质量因此是经由接收***14接收到的载有响应消息Rep的射频信号的接收功率Pr。因此，如果接收功率Pr的测量值小于功率阈值Ps，则发射***23的发射功率Pt增大例如预定增量值、作为所测量接收功率Pr的函数的值、或者作为差值Pr–Ps的函数的值。相反，如果接收功率Pr的测量值大于功率阈值Ps，则发射***23的发射功率Pt减小例如预定减量值、作为所测量接收功率Pr的函数的值、或者作为差值Pr–Ps的函数的值。
根据本发明的另一具体实施例，由测量单元17测量的射频信号的质量是经由接收***14接收到的载有响应消息Rep的射频信号的信噪比S/N。因此，如果比率S/N的测量值小于阈值S/N，则发射***23的发射功率Pt增大，并且相反，如果测量值大于阈值S/N，则信号发射功率Pt减小。
根据本发明的进一步实施例，由测量单元17测量的射频信号的质量是如由接收***14接收并解码的载有响应消息Rep的射频信号的比特误码率(BER)。因此，如果比特误码率的测量值小于阈值BER，则发射***23的发射功率Pt减小，并且相反，如果测量值大于阈值BER，则发射***23的发射功率Pt增大。
图3A是简图，展示了根据本发明的由如图1的飞行器1等飞行器的防碰撞装置10实施的功率控制方法。
步骤E1是触发对如图1的飞行器2等入侵飞行器的跟踪的步骤。例如，此步骤E1在防碰撞装置10接收到由飞行器2发射的断续振荡器信标信号Sq以及决定将所述飞行器2考虑为待跟踪的入侵飞行器之后发生。此信标信号Sq进一步包含飞行器2的所述应答器20的地址。
此步骤E1可以同时触发多个过程，如本发明的功率控制方法，而且还可以触发导致发射交通咨询(TA)和/或决断咨询(RA)的轨迹研究过程。此处仅描述了根据本发明的控制对请求的响应消息的发射功率的过程。
将清楚的是，本发明的功率控制方法的所有步骤形成控制由入侵飞行器2发射的响应消息Rep的发射功率Pt的方法的一个实例，并且防碰撞装置10在给定时间实施的实例与在所述时间存在的入侵飞行器一样多。
步骤E2是例如由防碰撞装置10的发生器单元13生成到所述应答器20的请求消息Req的步骤。
步骤E3是例如由防碰撞装置10的发射***11以发射功率Pe发射载有在步骤E2中生成的请求消息Req的射频信号的步骤。
发射***11的发射消息Req的功率Pe符合例如DO-185B标准的功率编程方法，并且因此等于随着入侵飞行器2越来越靠近所考虑的飞行器1而相对于预定最大功率Pe最大逐渐减小的功率Pe。根据以下公式表示此发射功率Pe：
Pe＝Pe最大+20log(r/10)，
其中，r为所考虑的飞行器1与入侵飞行器2之间的距离(也被称为航程)，以海里表示。功率Pe最大为例如250瓦特。此公式仅适用于距离(航程)r小于10海里的情况。
步骤E4为接收对之前发射的请求消息Req进行响应的响应消息Rep的步骤。
如果在步骤E4中，由应答器20发射的响应消息Rep实际上已经被接收(选项“是”)，则执行测量所接收射频信号的质量的步骤E5，由所述步骤产生一个或多个质量值Q，所述质量值被供应到发生器步骤E2以便包括或不包括在步骤E2中生成的并且在步骤E3中发射的消息Req中。
在步骤E5之后，再次执行生成响应消息Rep的步骤E2以及发射这种消息Rep的步骤E3。
如果在步骤E4中，例如在预定时间结束时还未从应答器20接收到对之前由防碰撞装置10发射的请求消息Req的响应(选项“否”)，则执行将发射功率Pe重置为大于当前值的值(例如，重置为最大功率Pe最大)的步骤E6。
此步骤E6能够解决与这样一种事实相关的问题：应答器20没有响应的原因可能是飞行器1与飞行器2之间的发射条件恶化。将发射功率Pe增大为大于当前功率值的值或甚至高到最大功率Pe最大能够补偿这种恶化，并且通过促进重新建立与入侵飞行器2的联系而提供提高的安全性。
图3B是本发明方法的步骤的简图，所述步骤是在如图1的飞行器2等飞行器(当其被飞行器1视为入侵飞行器时)的应答器20中执行的。
步骤E21是接收由如图1的飞行器1等另一飞行器的防碰撞装置10发射的载有请求消息Req的射频信号的步骤。此步骤E21例如由应答器20的接收***21执行。
步骤E22是将发射功率Pt设置为高于当前值的值、例如设置为最大值Pt最大的步骤，如果接收步骤E21在预定时间期间没有从防碰撞装置10接收到任何请求消息Req，则使用所述最大值。
如果在接收步骤E21中实际上已经接收到请求消息Req，则执行作为(例如，由发生器单元25执行的)生成响应消息Rep的步骤的步骤E23；以及作为以射频信号的形式发射由步骤E23产生的响应消息Rep的步骤的步骤E24(此步骤E24例如由应答器20的发射***23执行)。
步骤E25是验证在步骤E21中接收到的消息Req包含与之前由防碰撞装置10发射并且由应答器20接收的载有请求消息Req的射频信号的质量Q相关的数据。如果情况不是这样(选项“否”)，则执行将待在步骤E24中发射的下一响应消息Rep的发射功率Pt设置为最大发射功率Pt最大(例如，250瓦特)的步骤E26。控制步骤E26控制发射步骤E24的发射功率Pt。
在已经发射请求消息Req的防碰撞装置10与现有技术一致并且因此不实施根据本发明的功率控制方法(消息Rep未封装质量数据Q)的情况下，经由验证步骤E25和控制步骤E26的此环路实现本发明的防碰撞***的兼容性。
如果在步骤E21中读取的并且在步骤E25中验证的消息Req包含与由防碰撞装置10接收并且由其测量单元17测量的射频信号的质量Q相关的数据(选项“是”)，则(例如，由图2的解封装单元26)执行控制步骤E27，所述控制步骤用于根据封装在由防碰撞装置10发射的请求消息Req中的所述一个或多个质量值来设置载有所述响应消息Rep的射频信号的发射功率Pt。
在所示实施例中，控制步骤E27包括(例如，由应答器20的解封装单元26执行的)提取质量数据Q的步骤E271，随后是将与所述质量值Q相关的所述一个或多个值与一个或多个阈值St进行比较的步骤E272。例如，此阈值或每个阈值St为预定值。
在步骤E272中，如果由质量数据Q表示的质量低于由所述一个或多个阈值St表示的质量，则执行增大待发射的下一响应消息Rep的发射功率Pt的步骤E273，并且相反，如果所述质量数据高于由所述一个或多个阈值St表示的质量，则执行减小待发射的下一响应消息Rep的发射功率Pt的步骤E274。
步骤E273和步骤E274两者都控制发射步骤E24的发射功率Pt。
图3Bbis是图3方法的变体步骤的简图，所述步骤是在如图1的飞行器2等飞行器(当其被飞行器1视为侵者飞行器时)的应答器20中执行的。此方法与参照图3B所描述的方法的不同之处在于：此方法进一步包括对然后在控制步骤E27中、并且具体地在所示实施例中在比较步骤E272中考虑的所述阈值或每个阈值St进行调整的步骤E28。
步骤E28例如在航空参数的基础上动态地调整所述阈值或每个阈值St。而且，这种调整适用于每个入侵飞行器。
例如，步骤E28根据所接收请求消息Req的性质而动态地调整阈值St的所述值或每个值，所述请求消息Req可以来自另一飞行器的防碰撞装置10(消息Req为UF＝0或UF＝16；UF＝上线链路格式的类型)或者来自二次监视雷达(SSR)***(则消息Req为UF＝4、UF＝20或UF＝21的类型)。例如，接收来自防碰撞装置10的消息Req的频率越低，这意味着这两架飞行器的相对位置很少被刷新，阈值St的值越高，以防止数据丢失后的影响太大。
再次，例如，如果防碰撞装置10的消息分析单元16已经发射了交通咨询TA或决断咨询RA并且所述交通咨询TA或决断咨询RA仍然活跃，则通过步骤E28上调阈值St。此防碰撞装置10可以是图1的飞行器1的防碰撞装置，但同样是飞行器2的防碰撞装置10。在前一种情况下，交通咨询TA或决断咨询RA借助于适当消息(UF＝16)而从飞行器1的防碰撞装置10发射。在后一种情况下，由飞行器2的防碰撞装置10发射的交通咨询TA或决断咨询RA被传递至同一飞行器2的应答器20(此程序由ARINC 735B标准涵盖)。
再次，例如，可以根据飞行器2的高度调整所述阈值或每个阈值St，更确切的说，如果高度降低，则向上调整。
在图4中表示了根据本发明的防碰撞***，所述防碰撞***是对图2中表示的防碰撞***的改进。此防碰撞***与后一防碰撞***的不同之处在于：其不仅能够根据如图2的***中的防碰撞装置10接收载有这些消息Rep的射频信号的质量来控制由应答器20发射的响应消息Rep的发射功率，而且还能够根据由应答器20接收载有这些请求消息Req的射频信号的质量来控制由防碰撞装置10发射请求消息Req的功率。
在此图4中，已经参照图2描述的元件具有相同的参考号并且不再次进行描述。因此，相对于图2的防碰撞***，图4的防碰撞***的应答器20进一步包括单元26，所述单元用于测量经由接收***21接收到的射频信号的质量Q’并且向封装单元25递送与所测量的所述一个或多个质量值Q’相关的数据，使得这些数据被封装在待经由发射***23发射到发射了所接收消息Req的防碰撞装置10的响应消息Rep中。
关于防碰撞装置10，其进一步包括控制单元18，所述控制单元被适配用于恢复与由测量单元25测量的所述一个或多个质量值Q’相关的数据并且用于控制发射***11的发射功率Pe。
因此，防碰撞装置10经由其发射***11向应答器20发射载有请求消息Req的射频信号，所述应答器经由其接收***21接收那些射频信号并且借助于其测量单元26测量所述射频信号的所述一个或多个质量值Q’。以此方式测量的所述质量值或每个质量值Q’以数据的形式封装在对之前接收到的请求消息Req的响应消息Rep中，并且所述消息Rep经由发射***23以射频信号的形式被发射到防碰撞装置10。所述防碰撞装置经由其接收器14接收这些射频信号，并且控制单元18解封装包含在所接收响应消息Rep中的数据，并且从其中提取由此数据表示的所述一个或多个所测量质量值Q’。控制单元18然后控制发射***11。
因此，如果由测量单元26测量的所述一个或多个质量值表示低质量，即，低于质量阈值Se之一，则发射功率Pe相对于之前的发射而增大例如预定增量值、或者作为所述一个或多个所测量质量值的函数的值、或者作为所述一个或多个测量值与一个或多个阈值Se之差的函数的值。相反，如果由测量单元26测量的所述一个或多个质量值表示高质量，即，高于一个或多个质量阈值Se的质量，则发射功率Pe相对于之前的发射而减小例如预定减量值、作为所述一个或多个所测量质量值的函数的值、或者作为所述一个或多个测量值与一个或多个阈值之差的函数的值。
根据一个实施例，由测量单元26测量的射频信号的质量值是以下特征中的至少一个的值：
-经由接收***21接收到的载有请求消息Req的射频信号的接收功率Pr’，
-经由接收***21接收到的载有请求消息Req的射频信号的信噪比S/N’，
-经由接收***21接收到的载有请求消息Req的射频信号的比特误码率BER’。
根据本发明的一个实施例，由测量单元26测量的射频信号的质量Q’是经由接收***21接收到的载有请求消息Req的射频信号的接收功率Pr’。因此，如果接收功率Pr’的测量值小于功率阈值Ps’，则发射功率Pe增大例如预定增量值、作为所测量接收功率Pr’的函数的值、或者作为差值Pr’–Ps’的函数的值。相反，如果接收功率Pr’的测量值大于阈值功率Ps’，则发射功率Pe减小例如预定减量值、或者作为所测量接收功率Pr’的函数的值、或者作为差值Pr’–Ps’的函数的值。
根据本发明的另一实施例，由测量单元26测量的射频信号的质量Q’是经由接收***21接收到的载有请求消息Req的射频信号的信噪比S/N’。因此，如果比率S/N’的测量值小于阈值S/N’，则控制信号Sp为使得发射功率Pe增大，并且相反，如果测量值大于阈值S/N’，则控制信号Sp为使得发射功率Pe减小。
根据本发明的另一实施例，由测量单元26测量的射频信号的质量是由接收***21接收并解码的载有请求消息Req的射频信号的比特误码率BER’。因此，如果比特误码率的测量值小于阈值BER’，则控制信号Sp为使得发射功率Pe减小，并且相反，如果测量值大于阈值BER’，则控制信号Sp为使得发射功率Pe增大。
图5A是简图，展示了由与图4的防碰撞***一致的防碰撞***实施的功率控制方法的、由如图1的飞行器1等飞行器的防碰撞装置10执行的步骤。与已经参照图3A描述的步骤相同的步骤具有相同的参考号并且不再次进行描述。
在这些步骤中，步骤E7是读取在步骤E4中接收到的响应消息Rep的内容的步骤，并且步骤E8是验证以此方式读取的消息Rep包含与应答器20之前接收到的射频信号的质量相关的数据的步骤。如果如现有技术中那样，情况不是这样，则执行控制待发射的下一请求消息Req的发射功率Pe的步骤E9，使得：
Pe＝Pe最大+20Log(r/10)。
r(航程)是配备有防碰撞装置10的飞行器1与配备有应答器20的飞行器2分开的距离。控制步骤E9之后是(例如，由发生器单元13)生成新请求消息Req的步骤E2以及以射频信号的形式(例如，经由发射***11)发射此消息Req的发射步骤E3。在已经对请求消息Req进行响应的应答器20与现有技术一致并且因此不实施根据本发明的功率控制方法的情况下，经由控制步骤E9的此环路实现本发明的防碰撞***的兼容性。
如果在步骤E7中读取的消息Rep包含与由应答器20接收、由其测量单元26测量的射频信号的质量相关的数据，则(例如，由图6的控制单元18)执行控制步骤E10，所述步骤用于根据封装在由所述应答器20发射的响应消息Rep中的所述一个或多个质量值来设置载有所述请求消息Req的射频信号的发射功率Pe。
例如，控制步骤E10可以包括将所述一个或多个质量值Q’与一个或多个阈值Se进行比较。因此，如果所述一个或多个质量值Q’小于一个或多个质量阈值Se，则发射功率Pe相对于之前的发射而增大例如预定增量值、或者作为质量的所述一个或多个测量值的函数的值、或者作为所述一个或多个测量值与一个或多个阈值之差的函数的值。相反，如果所述一个或多个质量值Q’大于一个或多个质量阈值Se，则发射功率Pe相对于之前的发射减小例如预定减量值、或者作为所述一个或多个所测量质量值的函数的值、或者作为所述一个或多个测量值与一个或多个阈值之差的函数的函数。
如果在步骤E4中，例如在预定时间结束时还未从应答器20接收到对之前由防碰撞装置10发射的请求消息Req的响应(选项“否”)，则执行如图3A的方法中的将发射功率Pe设置为大于当前值的值(例如，设置为最大功率Pe最大)的步骤E6。
还可以执行调整阈值Se的可选步骤E11。实际上，可能发生的情况是：当前阈值Se太低，并且因此发射功率Pe太低，这导致没有对请求消息Req的响应。调整步骤E11可以通过例如递增地增大阈值Se来解决此问题。
步骤E9和E11之后是生成新请求消息Req的步骤E2以及发射所述新消息的步骤E3。
步骤E12是确定如以下各项等航空数据的步骤：
-碰撞时间Tau，
-所考虑的飞行器与入侵飞行器之间的距离r(航程)，
-相对速度(航程变化率)Rr，其被定义为距离r在时间上的变化，以及
-方位B的精度，其被定义为由入侵飞行器的方向和所考虑的飞行器的方位形成的角度。
步骤E13是在步骤E12中确定的所述航空数据中的至少一个的基础上、相对于预定阈值或当前阈值而修改阈值Se的步骤。
例如，在所考虑的射频信号的质量是由应答器20进行的接收的功率Pr的情况下，阈值Se可以减小，条件是：
-距离r减小，
-碰撞时间Tau在时间上减小，
-相对速度Rr增大，
-方位在导航显示器ND上大幅振荡。
减小阈值Se的结果将是由防碰撞装置10进行的发射的功率Pe增大。
相比而言，如果距离r大于预定距离(例如，30nm)，则可以增大此阈值Se。阈值Se的这种增大的结果将是发射功率Pe减小。
图5B是简图，展示了由与图4的防碰撞***一致的防碰撞***实施的功率控制方法的、由如图1的飞行器2等飞行器的应答器20执行的步骤。与已经参照图3B和图3Bbis描述的步骤相同的步骤具有相同的参考号并且不再次进行描述。
步骤E29是测量在步骤E21中接收到的射频信号的质量的步骤，其结果是一个质量值或多个质量值Q’(此步骤E29例如在与图4一致的应答器20的测量单元26中实施)。此质量值或这些质量值Q’在生成步骤期间以数据的形式被封装在响应消息Rep中。

Claims (16)

1.一种由交通警报和防碰撞***使用的、控制消息的发射功率的方法，所述***为包括每架飞行器都配备的防碰撞装置(10)和应答器(20)的类型，所述方法包括由第一飞行器(1)的所述防碰撞装置(10)执行的以下步骤：
-以载有请求消息(Req)的射频信号的形式发射所述消息(Req)的步骤(E3)，以及
-接收由所述应答器(20)响应于所述请求消息(Req)而发射的载有响应消息(Rep)的射频信号的步骤(E4)，
所述方法进一步包括由第二飞行器(2)的所述应答器(20)执行的以下步骤：
-接收由所述防碰撞装置(10)发射的所述载有请求消息(Req)的射频信号的步骤(E21)，以及
-响应于请求消息(Req)而发射所述载有响应消息(Rep)的射频信号的步骤(E24)，
其特征在于，所述方法进一步包括由所述第一飞行器(1)的所述防碰撞装置(10)执行的以下步骤：
-用于至少测量表示接收由所述应答器(20)发射的所述载有响应消息(Rep)的射频信号的质量的量值的、被称为质量值的值的测量步骤(E5)；以及将表示所述一个或多个质量值的数据封装在待由所述防碰撞装置(10)发射的所述请求消息(Req)中的步骤(E2)，
并且在于，所述方法进一步包括由所述第二飞行器(2)的所述应答器(20)执行的以下步骤：
-用于根据封装在由所述第一飞行器(1)的所述防碰撞装置(10)发射的所述请求消息(Req)中的所述一个或多个质量值来控制载有所述响应消息(Rep)的所述射频信号的发射功率(Pt)的控制步骤(E27)。
2.根据权利要求1的所述的功率控制方法，其特征在于，所述方法进一步包括由所述应答器(20)执行的以下步骤：
-用于至少测量表示接收由防碰撞装置(10)发射的所述载有请求消息(Req)的射频信号的质量的量值的、被称为质量值的值的步骤(E29)，以及
-将表示所述一个或多个所测量质量值的所述数据封装在响应消息(Rep)中的步骤(E24)，
并且在于，所述方法包括由所述防碰撞装置(10)执行的以下步骤：
-用于根据封装在由所述应答器(20)发射的所述响应消息(Rep)中的所述一个或多个质量值来设置载有所述请求消息(Req)的所述射频信号的发射功率的控制步骤(E8)。
3.根据权利要求1或2所述的功率控制方法，其特征在于，在所述测量步骤(E5)或在所述步骤(E29)中测量的所述射频信号的所述质量值为以下特征中的至少一个的值：
-从应答器(20)接收到的载有响应消息Rep的所述射频信号的接收功率(Pr)，
-从应答器(20)接收到的载有响应消息Rep的所述射频信号的信噪比(S/N)，
-从应答器(20)接收到的载有响应消息Rep的所述射频信号的比特误码率(BER)。
4.一种由飞行器(2)的用于防止所述飞行器(2)在飞行中与另一飞行器(1)发生碰撞的交通警报和防碰撞***的应答器(20)实施的、控制消息的发射功率的方法，所述方法包括以下步骤：
-接收由所述另一飞行器(1)的防碰撞装置(10)发射的载有请求消息(Req)的射频信号的步骤(E21)，
-以载有响应消息(Rep)的射频信号的形式向所述防碰撞装置(10)发射所述消息(Req)的步骤(E24)，
其特征在于，所述方法包括用于根据封装在从所述防碰撞装置(10)接收到的所述请求消息(Req)中的一个或多个质量值来设置载有所述响应消息(Rep)的所述射频信号的发射功率(Pt)的控制步骤(E26)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的功率控制方法，其特征在于，所述控制步骤(E27)包括：
-将所述质量值或每个质量值Q与阈值(St)进行比较的步骤(E272)，
-如果由所述质量值或每个质量值(Q)表示的质量低于由所述阈值(St)表示的质量，则增大待发射的下一响应消息(Rep)的发射功率Pt的步骤(E273)，以及如果由所述质量值或每个质量值(Q)表示的质量高于所述阈值(St)的质量，则减小待发射的下一响应消息(Rep)的发射功率(Pt)的步骤(E274)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的功率控制方法，其特征在于，所述方法包括如果所述接收步骤(E21)在预定时间期间未接收到来自防碰撞装置(10)的任何请求消息(Req)，则将发射功率(Pt)的值设置为大于当前值的步骤(E26)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的功率控制方法，其特征在于，所述方法包括根据至少一个航空参数所取的值来动态调整所述阈值St的步骤(E28)。
8.根据权利要求7所述的功率控制方法，其特征在于，所述调整步骤(E28)根据所接收到的所述请求消息(Req)的性质动态地调整所述阈值St。
9.根据权利要求7所述的功率控制方法，其特征在于，如果交通咨询(TA)或决断咨询(RA)已经由防碰撞装置(10)发射，则所述调整步骤(E28)动态地上调所述阈值St。
10.根据权利要求7所述的功率控制方法，其特征在于，如果所述飞行器的高度降低，则所述调整步骤(E28)动态地上调所述阈值St。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的功率控制方法，其特征在于，所述方法包括将待发射的下一响应消息(Rep)的发射功率Pt设置为预定最大功率Pt最大的步骤(E26)，如果所述所接收请求消息(Req)不包含与之前由所述防碰撞装置(10)接收到的所述射频信号的所述质量值相关的数据，则执行所述控制步骤(E26)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的功率控制方法，其特征在于，所述方法进一步包括确定航空数据的步骤(E12)以及根据所述航空数据的值来修改所述阈值的步骤(E11)。
13.一种由飞行器的交通警报和防碰撞***的防碰撞装置(10)实施的功率控制方法，其特征在于，所述方法包括：
-生成请求消息(Req)的步骤(E2)，
-以射频信号的形式发射由所述步骤(E2)产生的所述请求消息(Req)的步骤(E3)，
-接收由另一飞行器(2)的应答器(20)响应于所述请求消息(Req)而发射的载有响应消息(Rep)的射频信号的步骤(E4)，以及
-测量从所述应答器(20)接收到的并且载有所述响应消息(Rep)的所述射频信号的质量的步骤(E5)，
表示所测量的所述一个或多个质量值(Q)的数据被封装在新请求消息(Req)中，所述新请求消息在生成请求消息(Req)的新步骤(E2)中生成。
14.一种用于防止第一飞行器(1)与第二飞行器(2)发生碰撞的交通警报和防碰撞***，所述***为包括所述第一飞行器(1)配备的防碰撞装置(10)和所述第二飞行器(2)配备的应答器(20)的类型，所述防碰撞装置(10)包括：
-发射***(13)，用于以载有请求消息(Req)的射频信号的形式发射所述消息(Req)，以及
-接收器(11)，用于接收由所述应答器(20)响应于所述请求消息(Req)而发射的载有响应消息(Rep)的射频信号，
所述应答器(20)包括：
-接收***(21)，用于接收由防碰撞装置(10)发射的载有请求消息(Req)的射频信号，以及
-发射器(23)，用于响应于请求消息(Req)而发射载有响应消息(Rep)的射频信号，
其特征在于，所述应答器(20)包括：测量单元(25)，用于至少测量表示由所述接收***(21)接收由防碰撞装置(10)发射的所述载有请求消息(Req)的射频信号的质量的量值的、被称为质量值的值；以及封装单元(26)，用于将所述一个或多个质量值封装在所述响应消息(Req)中，并且在于，所述防碰撞装置(10)包括控制单元(18)，用于根据封装在由所述应答器(20)发射的所述响应消息(Rep)中的所述一个或多个质量值来设置所述发射***(11)的发射功率。
15.根据权利要求14所述的用于防止第一飞行器与第二飞行器发生碰撞的***的防碰撞装置(10)，所述防碰撞装置(10)包括：发射***(13)，用于以载有请求消息(Req)的射频信号的形式向入侵飞行器的应答器(20)发射所述消息(Req)；以及接收器(11)，用于接收由所述应答器(20)响应于所述请求消息(Req)而发射的载有响应消息(Rep)的射频信号，其特征在于，所述防碰撞装置包括控制单元(18)，用于根据封装在由所述应答器(20)发射的所述响应消息(Req)中的一个或多个质量值来设置所述发射***(11)的发射功率。
16.根据权利要求15所述的用于防止第一飞行器(1)与第二飞行器(2)发生碰撞的***的应答器(20)，所述应答器(20)包括：接收***(21)，用于接收由防碰撞装置(10)发射的载有请求消息(Req)的射频信号；以及发射器(23)，用于响应于请求消息(Req)而发射载有响应消息(Rep)的射频信号，其特征在于，所述应答器包括：测量单元(25)，用于至少测量表示由所述接收***(21)接收由防碰撞装置(10)发射的所述载有请求消息(Req)的射频信号的质量的量值的、被称为质量值的值；以及封装单元(26)，用于将所述一个或多个质量值封装在所述响应消息(Rep)中。
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