空對地與地對地蜂窩通信的無線沖突消除的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及基于無線網(wǎng)絡(luò)的機(jī)載用戶和地面用戶之間通信沖突消除。尤其本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種計(jì)算機(jī)化方法和系統(tǒng)，用于動態(tài)分配用于機(jī)載連接節(jié)點(diǎn)的地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)信號的時(shí)間片帶寬。本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步的涉及一種機(jī)載用戶上行鏈路和地面用戶上行鏈路與同一連接節(jié)點(diǎn)之間的頻率沖突消除的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地面無線網(wǎng)絡(luò)的地面用戶可能希望達(dá)到近100%的無干擾連接無線網(wǎng)絡(luò)的水平。雖然這樣的無干擾連接可能成為常態(tài)而不是例外，對于近100%水平的地面連接干擾的容忍度可能在用戶和客戶之間降到近于零。
[0003]潛在的機(jī)載用戶連接地面無線網(wǎng)絡(luò)可能遇到連接挑戰(zhàn)。第二機(jī)載用戶連接到地面無線網(wǎng)絡(luò)的干擾可能導(dǎo)致連接中斷，不完整連接，并且可能無法連接。
[0004]地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)幾乎無處不在遍及每個(gè)區(qū)域。無線網(wǎng)絡(luò)的建立在一些地區(qū)繼續(xù)并可能近于100%。世界各地的各種網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)可能提供包括碼分多址(CDMA)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)以及長期演進(jìn)(LTE)。這樣的地面無線網(wǎng)絡(luò)擁有的時(shí)間/頻譜的可用性可能高于目前地面用戶正在使用的。具體地說，網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)的最新進(jìn)展可能是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)增加每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間/頻譜有效吞吐量。
[0005]機(jī)載連接對地面網(wǎng)絡(luò)的要求在逐漸增加。在以前非生產(chǎn)力機(jī)載時(shí)代，機(jī)載用戶增加了網(wǎng)絡(luò)接入的使用，這可能增加了生產(chǎn)力。機(jī)載用戶可能占有地面網(wǎng)絡(luò)越來越多的接入點(diǎn)。
[0006]機(jī)載用戶希望連接到地面網(wǎng)絡(luò)可能有一定限制，從中選擇連接地面網(wǎng)絡(luò)。例如，基于無線網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星可能提供給機(jī)載用戶通過從地球傳輸?shù)叫l(wèi)星再傳輸?shù)胶娇掌鞯碾p向信號。同樣，雙向空對地射頻連接可能通過傳輸至專用射頻網(wǎng)絡(luò)的射頻信號允許機(jī)載用戶和地面網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)連接。
[0007]有時(shí)，這些機(jī)載用戶可能會遇到衛(wèi)星信號和當(dāng)前地面信號缺乏連接性。這種連接性的缺乏可能來于不同來源，這些來源可能包括用戶和接收天線之間的距離、現(xiàn)有連接方案固有的帶寬限制以及不正確的天線視角。這種連接性的缺乏可能降低網(wǎng)絡(luò)連接方法的價(jià)值以及減少機(jī)載用戶的連接選擇。
[0008]在空對地射頻傳輸過程中，機(jī)載無線電相對于地面無線電位于更有利的位置。利用相同功率，機(jī)載天線的傳輸模式相比于供應(yīng)商的地面天線的傳輸模式可能覆蓋更大的地理區(qū)域。機(jī)載用戶和地面用戶在相同的射頻帶和相同無線網(wǎng)絡(luò)的塔進(jìn)行連接，可能發(fā)生潛在的干擾。重新使用蜂窩地面塔是對于空對地概念具有吸引力的想法，對于上行鏈路，確定小的地理位置的機(jī)載天線的波束傳輸至一小套塔的是困難的(例如，從用戶傳輸至塔)。在700MHz蜂窩帶的更長的波長可能阻止空氣天線的開發(fā)，所述空氣天線具有一個(gè)低于18度方位角的分辨率。然而，在機(jī)載天線指向地平線時(shí)，這個(gè)小角可能使幾十個(gè)地面塔被照亮。
[0009]同樣的，一個(gè)機(jī)載無線電保持連接到多個(gè)地面無線電網(wǎng)路塔的挑戰(zhàn)。機(jī)載無線電保持潛在的實(shí)現(xiàn)連接多個(gè)地面無線網(wǎng)絡(luò)連接節(jié)點(diǎn)(塔)。在使用地面無線電時(shí)，由于安裝在飛行器上的機(jī)載無線電可以不受物理障礙的影響，因此保持到一個(gè)塔的連接是不可能的。此外，航空器飛行的速度可能需要漫游能力，不僅額外的無線網(wǎng)絡(luò)塔而且獨(dú)立運(yùn)營商擁有和管理的無線網(wǎng)絡(luò)塔也需要。
[0010]具有這樣問題的機(jī)對地鏈路存在技術(shù)可能性，即使少量的干擾可能超出現(xiàn)有地面網(wǎng)絡(luò)管理者和用戶的耐受性。任何干擾的增加可能不被接受，導(dǎo)致地面用戶無法撥打電話、未接電話以及較低的數(shù)據(jù)速率。天線波束幾何形狀的挑戰(zhàn)(光束的大小和指向的敏感度)可能沒有實(shí)際控制在更大的范圍內(nèi)。短距離的光束指向可能有助于限制塔“可見”機(jī)載天線的數(shù)量。然而塔間隔較大的區(qū)域需要較長量程，(例如在山上和少數(shù)人口區(qū)域，塔可能相隔超過100英里)，可能導(dǎo)致信號問題。在10000英尺的高度，以近水平線天線視角，具有固定橫向波束寬度的機(jī)載天線在130英里范圍內(nèi)可能超出40英里寬。波束寬度可能迫使多余的上行鏈路對間隔在6至12英里的在二維波束投影范圍內(nèi)的幾十個(gè)塔可見。在無線電范圍內(nèi)的每一個(gè)額外的塔可能受到這些干擾并且進(jìn)一步擴(kuò)大問題。
[0011]在機(jī)載源傳輸過程中，這一多余的上行鏈路在相同的射頻頻帶中是可見的，可能減少相對于其它機(jī)載和地面用戶在相鄰的相同頻帶運(yùn)行過程中的網(wǎng)絡(luò)容量。天線覆蓋角可能是干擾地面無線網(wǎng)絡(luò)的許多原因中的一種原因。
[0012]在和無線網(wǎng)絡(luò)連接的過程中，另一個(gè)具有增加功率或增加傳輸覆蓋的近端頻率的使用可能造成干擾。在相同頻帶的用戶可能干擾連接。無線服務(wù)提供商可以在資源庫或頻譜塊中操作。在這些頻譜塊中的操作阻止不同用戶之間的沖突消除。
[0013]不同的選擇降低了機(jī)載無線電和地面無線電之間的干擾。一個(gè)選擇可能包括專門配備的空中通信塔位置(例如，100英里間隔)?；谶@一距離可能提供每個(gè)這樣裝備的塔分裂服務(wù)(空/地)能力用于高山信噪比(S/N)以及和航空器的連接性。然而，對于地面用戶干擾/脫敏的問題仍然存在這是由于機(jī)載無線電可能通過非配備塔持續(xù)發(fā)送。無限制傳輸方向，地面上許多塔可能接收干擾的無線信號。
[0014]因此，一種新的積極化解地面無線網(wǎng)絡(luò)機(jī)載用戶和地面無線網(wǎng)絡(luò)地面用戶之間的信號沖突的方法是必要的。盡管通過精確和動態(tài)的分配地面蜂窩帶寬的時(shí)間片以利機(jī)載用戶使用，通過下行鏈路功率控制和頻率分離空中和地面之間的上行鏈路，機(jī)載用戶和地面用戶可通過地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)得到無干擾的高效連接。
[0015]前述的一般描述及接下來的詳細(xì)描述均為示范和解釋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]因此，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例涉及一種化解地面無線電和與地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信的機(jī)載無線電之間的射頻通信沖突的方法，包括:配置地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)的地面連接節(jié)點(diǎn)，通過一頻帶內(nèi)的多個(gè)射頻信號與地面無線電和機(jī)載無線電通信。該方法可能將頻帶劃分成多個(gè)時(shí)間/頻率段，通過頻率屏障將所述頻帶分成地面組段和空中組段，所述頻率屏障與所述頻帶的第一頻率相關(guān)聯(lián)，基于連接到地面連接節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前狀態(tài)分析，改變所述頻率屏障至所述頻帶的第二頻率。接著該方法可以調(diào)度用于所述地面組段內(nèi)的第一地面無線電的多個(gè)時(shí)間/頻率段的第一分配，調(diào)度用于所述地面組段內(nèi)的第二地面無線電的多個(gè)時(shí)間/頻率段的第二分配，調(diào)度用于所述空中組段內(nèi)的第一機(jī)載無線電的多個(gè)時(shí)間/頻率段的第三分配，調(diào)度用于所述空中組段的第二機(jī)載無線電的多時(shí)間/頻段的第四分配。基于上述調(diào)度，該方法最終可與所述第一地面無線電、所述第二地面無線電、所述第一機(jī)載無線電和所述第二機(jī)載無線電進(jìn)行通信。
[0017]本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及一種地面無線電和機(jī)載無線電之間的射頻(RF)通信消除沖突的方法。該方法的步驟包括:與地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信:與地面無線電通信，通過第一頻率向地面無線電發(fā)送第一無線電信號，所述第一頻率在第一頻帶內(nèi)，通過第二頻率從地面無線電接收第二無線電信號，第二頻率在第一頻帶內(nèi)。該方法可通過分裂頻段與機(jī)載無線電通信，包括:在地面連接節(jié)點(diǎn)配置一代理服務(wù)器，以利于其在機(jī)載無線電和地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)之間通信，通過第三頻率發(fā)送第三無線信號至機(jī)載無線電，第三頻率在第一頻帶內(nèi)，配置一與機(jī)載無線電相關(guān)聯(lián)的機(jī)載代理服務(wù)器，以利于機(jī)載無線電和地面連接節(jié)點(diǎn)之間通信，通過第四頻率從機(jī)載無線電接收一第四無線信號，第四頻率在第二頻帶內(nèi)。
[0018]應(yīng)當(dāng)理解，以上概述及以下詳述僅為本發(fā)明的