空对地与地对地蜂窝通信的无线冲突消除的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及基于无线网络的机载用户和地面用户之间通信冲突消除。尤其本发明的实施例涉及一种计算机化方法和系统，用于动态分配用于机载连接节点的地面蜂窝网络信号的时间片带宽。本发明的实施例进一步的涉及一种机载用户上行链路和地面用户上行链路与同一连接节点之间的频率冲突消除的方法。
【背景技术】
[0002]地面无线网络的地面用户可能希望达到近100%的无干扰连接无线网络的水平。虽然这样的无干扰连接可能成为常态而不是例外，对于近100%水平的地面连接干扰的容忍度可能在用户和客户之间降到近于零。
[0003]潜在的机载用户连接地面无线网络可能遇到连接挑战。第二机载用户连接到地面无线网络的干扰可能导致连接中断，不完整连接，并且可能无法连接。
[0004]地面蜂窝网络几乎无处不在遍及每个区域。无线网络的建立在一些地区继续并可能近于100%。世界各地的各种网络连接技术可能提供包括码分多址(CDMA)、全球移动通信系统(GSM)、通用移动通信系统(UMTS)以及长期演进(LTE)。这样的地面无线网络拥有的时间/频谱的可用性可能高于目前地面用户正在使用的。具体地说，网络连接技术的最新进展可能是现有网络增加每个网络的时间/频谱有效吞吐量。
[0005]机载连接对地面网络的要求在逐渐增加。在以前非生产力机载时代，机载用户增加了网络接入的使用，这可能增加了生产力。机载用户可能占有地面网络越来越多的接入点。
[0006]机载用户希望连接到地面网络可能有一定限制，从中选择连接地面网络。例如，基于无线网络的卫星可能提供给机载用户通过从地球传输到卫星再传输到航空器的双向信号。同样，双向空对地射频连接可能通过传输至专用射频网络的射频信号允许机载用户和地面网络之间的数据连接。
[0007]有时，这些机载用户可能会遇到卫星信号和当前地面信号缺乏连接性。这种连接性的缺乏可能来于不同来源，这些来源可能包括用户和接收天线之间的距离、现有连接方案固有的带宽限制以及不正确的天线视角。这种连接性的缺乏可能降低网络连接方法的价值以及减少机载用户的连接选择。
[0008]在空对地射频传输过程中，机载无线电相对于地面无线电位于更有利的位置。利用相同功率，机载天线的传输模式相比于供应商的地面天线的传输模式可能覆盖更大的地理区域。机载用户和地面用户在相同的射频带和相同无线网络的塔进行连接，可能发生潜在的干扰。重新使用蜂窝地面塔是对于空对地概念具有吸引力的想法，对于上行链路，确定小的地理位置的机载天线的波束传输至一小套塔的是困难的(例如，从用户传输至塔)。在700MHz蜂窝带的更长的波长可能阻止空气天线的开发，所述空气天线具有一个低于18度方位角的分辨率。然而，在机载天线指向地平线时，这个小角可能使几十个地面塔被照亮。
[0009]同样的，一个机载无线电保持连接到多个地面无线电网路塔的挑战。机载无线电保持潜在的实现连接多个地面无线网络连接节点(塔)。在使用地面无线电时，由于安装在飞行器上的机载无线电可以不受物理障碍的影响，因此保持到一个塔的连接是不可能的。此外，航空器飞行的速度可能需要漫游能力，不仅额外的无线网络塔而且独立运营商拥有和管理的无线网络塔也需要。
[0010]具有这样问题的机对地链路存在技术可能性，即使少量的干扰可能超出现有地面网络管理者和用户的耐受性。任何干扰的增加可能不被接受，导致地面用户无法拨打电话、未接电话以及较低的数据速率。天线波束几何形状的挑战(光束的大小和指向的敏感度)可能没有实际控制在更大的范围内。短距离的光束指向可能有助于限制塔“可见”机载天线的数量。然而塔间隔较大的区域需要较长量程，(例如在山上和少数人口区域，塔可能相隔超过100英里)，可能导致信号问题。在10000英尺的高度，以近水平线天线视角，具有固定横向波束宽度的机载天线在130英里范围内可能超出40英里宽。波束宽度可能迫使多余的上行链路对间隔在6至12英里的在二维波束投影范围内的几十个塔可见。在无线电范围内的每一个额外的塔可能受到这些干扰并且进一步扩大问题。
[0011]在机载源传输过程中，这一多余的上行链路在相同的射频频带中是可见的，可能减少相对于其它机载和地面用户在相邻的相同频带运行过程中的网络容量。天线覆盖角可能是干扰地面无线网络的许多原因中的一种原因。
[0012]在和无线网络连接的过程中，另一个具有增加功率或增加传输覆盖的近端频率的使用可能造成干扰。在相同频带的用户可能干扰连接。无线服务提供商可以在资源库或频谱块中操作。在这些频谱块中的操作阻止不同用户之间的冲突消除。
[0013]不同的选择降低了机载无线电和地面无线电之间的干扰。一个选择可能包括专门配备的空中通信塔位置(例如，100英里间隔)。基于这一距离可能提供每个这样装备的塔分裂服务(空/地)能力用于高山信噪比(S/N)以及和航空器的连接性。然而，对于地面用户干扰/脱敏的问题仍然存在这是由于机载无线电可能通过非配备塔持续发送。无限制传输方向，地面上许多塔可能接收干扰的无线信号。
[0014]因此，一种新的积极化解地面无线网络机载用户和地面无线网络地面用户之间的信号冲突的方法是必要的。尽管通过精确和动态的分配地面蜂窝带宽的时间片以利机载用户使用，通过下行链路功率控制和频率分离空中和地面之间的上行链路，机载用户和地面用户可通过地面蜂窝网络得到无干扰的高效连接。
[0015]前述的一般描述及接下来的详细描述均为示范和解释。
【发明内容】
[0016]因此，本发明的优选实施例涉及一种化解地面无线电和与地面蜂窝网络通信的机载无线电之间的射频通信冲突的方法，包括:配置地面蜂窝网络的地面连接节点，通过一频带内的多个射频信号与地面无线电和机载无线电通信。该方法可能将频带划分成多个时间/频率段，通过频率屏障将所述频带分成地面组段和空中组段，所述频率屏障与所述频带的第一频率相关联，基于连接到地面连接节点的当前状态分析，改变所述频率屏障至所述频带的第二频率。接着该方法可以调度用于所述地面组段内的第一地面无线电的多个时间/频率段的第一分配，调度用于所述地面组段内的第二地面无线电的多个时间/频率段的第二分配，调度用于所述空中组段内的第一机载无线电的多个时间/频率段的第三分配，调度用于所述空中组段的第二机载无线电的多时间/频段的第四分配。基于上述调度，该方法最终可与所述第一地面无线电、所述第二地面无线电、所述第一机载无线电和所述第二机载无线电进行通信。
[0017]本发明的另一实施例涉及一种地面无线电和机载无线电之间的射频(RF)通信消除冲突的方法。该方法的步骤包括:与地面蜂窝网络通信:与地面无线电通信，通过第一频率向地面无线电发送第一无线电信号，所述第一频率在第一频带内，通过第二频率从地面无线电接收第二无线电信号，第二频率在第一频带内。该方法可通过分裂频段与机载无线电通信，包括:在地面连接节点配置一代理服务器，以利于其在机载无线电和地面蜂窝网络之间通信，通过第三频率发送第三无线信号至机载无线电，第三频率在第一频带内，配置一与机载无线电相关联的机载代理服务器，以利于机载无线电和地面连接节点之间通信，通过第四频率从机载无线电接收一第四无线信号，第四频率在第二频带内。
[0018]应当理解，以上概述及以下详述仅为本发明的