用于空地數據鏈路天線自校準的方法
【技術領域】
[0001]概括地說，本發(fā)明的方面涉及空地通信系統(tǒng)，而更具體地說，涉及適于結合機載移動平臺使用的空地通信系統(tǒng)，其中當該機載移動平臺處于飛行時，完成蜂窩網絡中的地面基站收發(fā)機之間的軟切換。
【背景技術】
[0002]為了提供諸如電話、視頻、數據、消息、廣播等等之類的各種通信服務，廣泛部署了無線通信網絡。這些網絡通常是多址接入網絡，通過共享可用的網絡資源來支持多個用戶的通信。通常，這些網絡是基于地面網絡，但是在近年來，商業(yè)航空運輸(例如，飛機和其它航空器)上的乘客可獲得公眾可訪問的網絡。
[0003]這些服務通常稱為空地(ATG)通信服務，其可以提供諸如寬帶數據、語音通信之類的服務，以及諸如流電影或音樂之類的娛樂。雖然ATG服務和網絡類似于當前部署的地面蜂窩網絡和其它無線網絡，但ATG網絡也存在與這些網絡不相同的方面。
[0004]通常，隨著飛機飛越某個地理區(qū)域，各個飛機由特定的基站收發(fā)機(BTS)進行服務，直到來自該BTS的信號質量、信號強度或者可用帶寬不足夠為止，在此刻，將服務轉移到另一個BTS。這種轉移通常稱為“切換”，其類似于當蜂窩設備(手持裝置、PDA等等)在移動時，在用于這些設備的地面蜂窩網絡中發(fā)生的切換。
[0005]通常，飛機使用單一的收發(fā)機與BTS進行通信，該收發(fā)機具有安裝在該飛機的起落架上的天線。但是，BTS天線模式通常被設計成服務于地面客戶，給定的BTS處的波束模式通常并沒有被安排為服務ATG通信業(yè)務。
[0006]此外，僅僅以全向模式復制飛機周圍的地面蜂窩波束模式，不能提供足夠的信號強度和容量來服務該ATG系統(tǒng)中的數千個航空器以及潛在的數十萬用戶。
[0007]此外，典型的蜂窩和移動設備使用在所有方向都發(fā)射功率的天線模式，并且當這些天線具有足夠高的增益模式與地面BTS進行直接通信時，這些傳輸將會對位于該蜂窩設備的視距傳輸之內的所有BTS站點造成干擾。當發(fā)射機/天線模式處于高海拔時，設備的視距傳輸將增加，因此其使干擾問題進一步復雜化。增加的干擾還減小數據帶寬，這導致在可以直接使用蜂窩電話和其它移動設備的ATG系統(tǒng)中，產生更低的數據吞吐量。
[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，飛機上的天線以某些方向來指示外出的傳輸，BTS天線也指示傳輸功率位于在該BTS服務區(qū)域中飛機的方向。飛機天線接收來自機上的蜂窩電話的全向傳輸，飛機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據吞吐量。
[0009]一旦飛機開始離開特定的BTS服務區(qū)域，就將該飛機服務切換到另一個BTS以便維持與該飛機的機上設備的通信。應當在丟失與服務的BTS的通信之前就發(fā)生這種切換，以便確保機上設備獲得連續(xù)的通信信道。由于信號強度和信號質量通常是未知的，因此在沒有飛機天線和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、裝置和計算機程序產品。
[0011]在本發(fā)明的一個方面，描述了一種改良基站天線的波束模式，減少對來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飛機進行通信。該方法從這些飛機中的每一個飛機接收對導頻信號的測量的報告，所接收的對導頻信號的測量是由該基站發(fā)送的。此外，該方法還包括:對用于驅動至少一個天線發(fā)射單元的信號的幅度和相位進行調整以改良所述波束模式。該調整是至少部分地基于從這些飛機中的每一個飛機接收的對導頻信號的測量的報告。
[0012]在本發(fā)明的另一個方面，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飛機進行通信。該方法從這些飛機中的每一個飛機接收位置定位，接收這些飛機中的每一個飛機的姿態(tài)。該方法對這些飛機中的每一個飛機發(fā)送的導頻信號進行測量，對用于驅動至少一個天線接收單元的信號的幅度和相位進行調整以改良所述波束模式。該調整是至少部分地基于對于所述多個飛機中的每一個飛機的:所接收的對導頻信號的測量、所接收的位置定位和/或姿態(tài)。。
[0013]根據本發(fā)明的另一個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波束與多個飛機進行通信。該裝置包括:用于從這些飛機中的每一個飛機接收位置定位的單元；用于接收這些飛機中的每一個飛機的姿態(tài)的單元。此外，該裝置還具有:用于從這些飛機中的每一個飛機接收對導頻信號的測量的單元，其中，所接收的對導頻信號的測量是基站發(fā)送的。此外，該裝置還具有:用于對驅動至少一個天線發(fā)射單元的信號的幅度和相位進行調整以改良所述波束模式的單元。該調整至少部分地基于對于所述多個飛機中的每一個飛機的:所接收的對導頻信號的測量、所接收的位置定位和/或姿態(tài)。
[0014]在本發(fā)明的另一個方面，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波束與多個飛機進行通信。該裝置具有:發(fā)射機，其被配置為向這些飛機中的每一個飛機發(fā)送導頻信號；接收機，其被配置為從這些飛機中的每一個飛機接收位置定位和這些飛機中的每一個飛機的姿態(tài)，從這些飛機中的每一個飛機接收對導頻信號的測量。此外，該裝置還具有耦合到所述發(fā)射機和所述接收機的控制器，其被配置為對用于驅動至少一個天線發(fā)射單元的信號的幅度和相位進行調整以改良所述波束模式。該調整至少部分地基于所述導頻測量值。此外，該調整還可以基于這些飛機中的每一個飛機的位置定位和/或姿態(tài)。
[0015]在本發(fā)明的另一個方面，一種計算機程序產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波束與多個飛機進行通信。所述計算機程序產品包括其上記錄有非臨時性程序代碼的非臨時性計算機可讀介質。所述非臨時性程序代碼具有:用于向飛機發(fā)送導頻信號的程序代碼；用于從這些飛機中的每一個飛機接收位置定位和這些飛機中的每一個飛機的姿態(tài)，從這些飛機中的每一個飛機接收所發(fā)送的對導頻信號的測量的程序代碼。此外，所述非臨時性程序代碼還具有:用于對驅動至少一個天線發(fā)射單元的信號的幅度和相位進行調整以改良波束模式的程序代碼。該調整是至少部分地基于對于所述多個飛機中的每一個飛機的:所接收的對導頻信號的測量、所述位置定位和/或姿
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[0016]在本發(fā)明的另一個方面，一種方法改良波束模式，其在第一飛機處，從基站接收包含導頻信號的通信信號。在第一飛機處，對這些導頻信號進行測量；從第一飛機向所述基站發(fā)送導頻測量報告。在飛機處接收具有減少的干擾的另外通信信號，其中這種減少的干擾是源自于所述基站對驅動至少一個天線發(fā)射單元的信號的幅度和相位進行調整的。該調整是至少部分地基于從第一飛機發(fā)送的對導頻信號的測量報告的。
[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波束在基站和多個飛機之間進行通信)具有:飛機接收機，其被配置為在第一飛機處，從基站發(fā)射機接收包含導頻信號的通信信號。此外，該裝置還具有:耦合到所述接收機的處理器，其被配置為在第一飛機處，對所述導頻信號進行測量；耦合到所述處理器的飛機發(fā)射機，其被配置為從第一飛機向所述基站發(fā)送導頻信號測量報告。此外，該裝置還包括耦合到所述基站發(fā)射機的控制器，用于對驅動所述基站發(fā)射機中的至少一個天線發(fā)射單元的信號的幅度和相位進行調整以改良所述波束模式。該調整是至少部分地基于從第一飛機發(fā)送的導頻信號測量報告的報告的。
[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波束在基站和多個飛機之間進行通信)包括:接收單元，其被配置為在第一飛機處，從基站發(fā)射機接收包含導頻信號的通信信號。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處對所述導頻信號進行測量的單元。此外，該裝置還包括:耦合到所述處理單元的、用于從第一飛機向所述基站發(fā)送導頻信號測量報告的單元；耦合到所述基站發(fā)射機的、用于對驅動所述基站發(fā)射機中的至少一個天線發(fā)射單元的信號的幅度和相位進行調整以改良所述波束模式的單元。該調整是至少部分地基于從第一飛機發(fā)送的導頻信號測量報告的報告的。
[0019]根據本發(fā)明的另一個方面，一種被配置為改良基站天線的波束模式的計算機程序產品(其中該基站天線被配置為利用多個波束與多個飛機進行通信)包括:其上記錄有非臨時性程序代碼的非臨時性計算機可讀介質。所述非臨時性程序代碼具有:用于在第一飛機處，從所述基站接收包含導頻信號的通信信號的程序代碼；用于在第一飛機處，對所述導頻信號進行測量的程序代碼；用于從第一飛機向所述基站發(fā)送導頻信號測量報告的程序代碼；用于對驅動至少一個天線發(fā)射單元的信號的幅度和相位進行調整以改良所述波束模式的程序代碼。該調整是至少部分地基于從第一飛機發(fā)送的對導頻信號的測量報告的。
[0020]為了更好地理解下面的【具體實施方式】，上面對本發(fā)明的特征和技術優(yōu)點進行了相當程度地總體概括。下面將描述本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。本