用于空地?cái)?shù)據(jù)鏈路天線自校準(zhǔn)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]概括地說(shuō)，本發(fā)明的方面涉及空地通信系統(tǒng)，而更具體地說(shuō)，涉及適于結(jié)合機(jī)載移動(dòng)平臺(tái)使用的空地通信系統(tǒng)，其中當(dāng)該機(jī)載移動(dòng)平臺(tái)處于飛行時(shí)，完成蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的地面基站收發(fā)機(jī)之間的軟切換。
【背景技術(shù)】
[0002]為了提供諸如電話、視頻、數(shù)據(jù)、消息、廣播等等之類的各種通信服務(wù)，廣泛部署了無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。這些網(wǎng)絡(luò)通常是多址接入網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)共享可用的網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)支持多個(gè)用戶的通信。通常，這些網(wǎng)絡(luò)是基于地面網(wǎng)絡(luò)，但是在近年來(lái)，商業(yè)航空運(yùn)輸(例如，飛機(jī)和其它航空器)上的乘客可獲得公眾可訪問(wèn)的網(wǎng)絡(luò)。
[0003]這些服務(wù)通常稱為空地(ATG)通信服務(wù)，其可以提供諸如寬帶數(shù)據(jù)、語(yǔ)音通信之類的服務(wù)，以及諸如流電影或音樂(lè)之類的娛樂(lè)。雖然ATG服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)類似于當(dāng)前部署的地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)和其它無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，但ATG網(wǎng)絡(luò)也存在與這些網(wǎng)絡(luò)不相同的方面。
[0004]通常，隨著飛機(jī)飛越某個(gè)地理區(qū)域，各個(gè)飛機(jī)由特定的基站收發(fā)機(jī)(BTS)進(jìn)行服務(wù)，直到來(lái)自該BTS的信號(hào)質(zhì)量、信號(hào)強(qiáng)度或者可用帶寬不足夠?yàn)橹梗诖丝?，將服?wù)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)BTS。這種轉(zhuǎn)移通常稱為“切換”，其類似于當(dāng)蜂窩設(shè)備(手持裝置、PDA等等)在移動(dòng)時(shí)，在用于這些設(shè)備的地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的切換。
[0005]通常，飛機(jī)使用單一的收發(fā)機(jī)與BTS進(jìn)行通信，該收發(fā)機(jī)具有安裝在該飛機(jī)的起落架上的天線。但是，BTS天線模式通常被設(shè)計(jì)成服務(wù)于地面客戶，給定的BTS處的波束模式通常并沒(méi)有被安排為服務(wù)ATG通信業(yè)務(wù)。
[0006]此外，僅僅以全向模式復(fù)制飛機(jī)周圍的地面蜂窩波束模式，不能提供足夠的信號(hào)強(qiáng)度和容量來(lái)服務(wù)該ATG系統(tǒng)中的數(shù)千個(gè)航空器以及潛在的數(shù)十萬(wàn)用戶。
[0007]此外，典型的蜂窩和移動(dòng)設(shè)備使用在所有方向都發(fā)射功率的天線模式，并且當(dāng)這些天線具有足夠高的增益模式與地面BTS進(jìn)行直接通信時(shí)，這些傳輸將會(huì)對(duì)位于該蜂窩設(shè)備的視距傳輸之內(nèi)的所有BTS站點(diǎn)造成干擾。當(dāng)發(fā)射機(jī)/天線模式處于高海拔時(shí)，設(shè)備的視距傳輸將增加，因此其使干擾問(wèn)題進(jìn)一步復(fù)雜化。增加的干擾還減小數(shù)據(jù)帶寬，這導(dǎo)致在可以直接使用蜂窩電話和其它移動(dòng)設(shè)備的ATG系統(tǒng)中，產(chǎn)生更低的數(shù)據(jù)吞吐量。
[0008]因此，在ATG系統(tǒng)中使用的天線通常是“定向”天線，在該情況下，飛機(jī)上的天線以某些方向來(lái)指示外出的傳輸，BTS天線也指示傳輸功率位于在該BTS服務(wù)區(qū)域中飛機(jī)的方向。飛機(jī)天線接收來(lái)自機(jī)上的蜂窩電話的全向傳輸，飛機(jī)天線將這些傳輸指向特定的BTS天線，這樣做減少干擾和增加數(shù)據(jù)吞吐量。
[0009]一旦飛機(jī)開(kāi)始離開(kāi)特定的BTS服務(wù)區(qū)域，就將該飛機(jī)服務(wù)切換到另一個(gè)BTS以便維持與該飛機(jī)的機(jī)上設(shè)備的通信。應(yīng)當(dāng)在丟失與服務(wù)的BTS的通信之前就發(fā)生這種切換，以便確保機(jī)上設(shè)備獲得連續(xù)的通信信道。由于信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)質(zhì)量通常是未知的，因此在沒(méi)有飛機(jī)天線和BTS天線之間的交互的情況下，很難維持這些通信信道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明描述了用于改良天線的波束模式的方法、裝置和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)方面，描述了一種改良基站天線的波束模式，減少對(duì)來(lái)自基站的相鄰波束的干擾的方法，其中該基站天線被配置為與多個(gè)飛機(jī)進(jìn)行通信。該方法從這些飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)接收對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的測(cè)量的報(bào)告，所接收的對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的測(cè)量是由該基站發(fā)送的。此外，該方法還包括:對(duì)用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)天線發(fā)射單元的信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行調(diào)整以改良所述波束模式。該調(diào)整是至少部分地基于從這些飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)接收的對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的測(cè)量的報(bào)告。
[0012]在本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種方法改良基站天線的天線波束的波束模式，以減少該基站對(duì)于相鄰波束的干擾，其中所述基站天線被配置為利用波束與多個(gè)飛機(jī)進(jìn)行通信。該方法從這些飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)接收位置定位，接收這些飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)的姿態(tài)。該方法對(duì)這些飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)天線接收單元的信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行調(diào)整以改良所述波束模式。該調(diào)整是至少部分地基于對(duì)于所述多個(gè)飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)的:所接收的對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的測(cè)量、所接收的位置定位和/或姿態(tài)。。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的裝置改良基站天線的波束模式，其中該基站天線被配置為利用多個(gè)波束與多個(gè)飛機(jī)進(jìn)行通信。該裝置包括:用于從這些飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)接收位置定位的單元；用于接收這些飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)的姿態(tài)的單元。此外，該裝置還具有:用于從這些飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)接收對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的測(cè)量的單元，其中，所接收的對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的測(cè)量是基站發(fā)送的。此外，該裝置還具有:用于對(duì)驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)天線發(fā)射單元的信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行調(diào)整以改良所述波束模式的單元。該調(diào)整至少部分地基于對(duì)于所述多個(gè)飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)的:所接收的對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的測(cè)量、所接收的位置定位和/或姿態(tài)。
[0014]在本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種裝置改良基站天線的波束模式，其中該基站天線利用多個(gè)波束與多個(gè)飛機(jī)進(jìn)行通信。該裝置具有:發(fā)射機(jī)，其被配置為向這些飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)；接收機(jī)，其被配置為從這些飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)接收位置定位和這些飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)的姿態(tài)，從這些飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)接收對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的測(cè)量。此外，該裝置還具有耦合到所述發(fā)射機(jī)和所述接收機(jī)的控制器，其被配置為對(duì)用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)天線發(fā)射單元的信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行調(diào)整以改良所述波束模式。該調(diào)整至少部分地基于所述導(dǎo)頻測(cè)量值。此外，該調(diào)整還可以基于這些飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)的位置定位和/或姿態(tài)。
[0015]在本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品被配置為改良基站天線的波束模式，其中該基站天線被配置為利用多個(gè)波束與多個(gè)飛機(jī)進(jìn)行通信。所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括其上記錄有非臨時(shí)性程序代碼的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。所述非臨時(shí)性程序代碼具有:用于向飛機(jī)發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)的程序代碼；用于從這些飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)接收位置定位和這些飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)的姿態(tài)，從這些飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)接收所發(fā)送的對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的測(cè)量的程序代碼。此外，所述非臨時(shí)性程序代碼還具有:用于對(duì)驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)天線發(fā)射單元的信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行調(diào)整以改良波束模式的程序代碼。該調(diào)整是至少部分地基于對(duì)于所述多個(gè)飛機(jī)中的每一個(gè)飛機(jī)的:所接收的對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的測(cè)量、所述位置定位和/或姿
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[0016]在本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種方法改良波束模式，其在第一飛機(jī)處，從基站接收包含導(dǎo)頻信號(hào)的通信信號(hào)。在第一飛機(jī)處，對(duì)這些導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行測(cè)量；從第一飛機(jī)向所述基站發(fā)送導(dǎo)頻測(cè)量報(bào)告。在飛機(jī)處接收具有減少的干擾的另外通信信號(hào)，其中這種減少的干擾是源自于所述基站對(duì)驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)天線發(fā)射單元的信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行調(diào)整的。該調(diào)整是至少部分地基于從第一飛機(jī)發(fā)送的對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的測(cè)量報(bào)告的。
[0017]一種用于改良基站天線的波束模式的裝置(其中該基站天線被配置為使用多個(gè)波束在基站和多個(gè)飛機(jī)之間進(jìn)行通信)具有:飛機(jī)接收機(jī)，其被配置為在第一飛機(jī)處，從基站發(fā)射機(jī)接收包含導(dǎo)頻信號(hào)的通信信號(hào)。此外，該裝置還具有:耦合到所述接收機(jī)的處理器，其被配置為在第一飛機(jī)處，對(duì)所述導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行測(cè)量；耦合到所述處理器的飛機(jī)發(fā)射機(jī)，其被配置為從第一飛機(jī)向所述基站發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)測(cè)量報(bào)告。此外，該裝置還包括耦合到所述基站發(fā)射機(jī)的控制器，用于對(duì)驅(qū)動(dòng)所述基站發(fā)射機(jī)中的至少一個(gè)天線發(fā)射單元的信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行調(diào)整以改良所述波束模式。該調(diào)整是至少部分地基于從第一飛機(jī)發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)測(cè)量報(bào)告的報(bào)告的。
[0018]一種用于改良基站天線的波束模式的裝置(其中該基站天線被配置為使用多個(gè)波束在基站和多個(gè)飛機(jī)之間進(jìn)行通信)包括:接收單元，其被配置為在第一飛機(jī)處，從基站發(fā)射機(jī)接收包含導(dǎo)頻信號(hào)的通信信號(hào)。此外，該裝置還具有耦合到所述接收單元的、用于在所述第一飛機(jī)處對(duì)所述導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行測(cè)量的單元。此外，該裝置還包括:耦合到所述處理單元的、用于從第一飛機(jī)向所述基站發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)測(cè)量報(bào)告的單元；耦合到所述基站發(fā)射機(jī)的、用于對(duì)驅(qū)動(dòng)所述基站發(fā)射機(jī)中的至少一個(gè)天線發(fā)射單元的信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行調(diào)整以改良所述波束模式的單元。該調(diào)整是至少部分地基于從第一飛機(jī)發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)測(cè)量報(bào)告的報(bào)告的。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種被配置為改良基站天線的波束模式的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品(其中該基站天線被配置為利用多個(gè)波束與多個(gè)飛機(jī)進(jìn)行通信)包括:其上記錄有非臨時(shí)性程序代碼的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。所述非臨時(shí)性程序代碼具有:用于在第一飛機(jī)處，從所述基站接收包含導(dǎo)頻信號(hào)的通信信號(hào)的程序代碼；用于在第一飛機(jī)處，對(duì)所述導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行測(cè)量的程序代碼；用于從第一飛機(jī)向所述基站發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)測(cè)量報(bào)告的程序代碼；用于對(duì)驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)天線發(fā)射單元的信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行調(diào)整以改良所述波束模式的程序代碼。該調(diào)整是至少部分地基于從第一飛機(jī)發(fā)送的對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的測(cè)量報(bào)告的。
[0020]為了更好地理解下面的【具體實(shí)施方式】，上面對(duì)本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了相當(dāng)程度地總體概括。下面將描述本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。本