空对地无线通信网络中的干扰抑制的制作方法

文档序号:9830200阅读:451来源:国知局
空对地无线通信网络中的干扰抑制的制作方法
【技术领域】
[0001]示例实施方式总体上涉及无线通信,并且尤其涉及用于无线空对地(ATG)网络的抑制技术。
[0002]在现代社会中,高速数据通信以及实现此类通信的装置已经普遍存在。这些装置使得许多用户能够与互联网和其它通信网络保持几乎连续的连接。虽然通过电话线、电缆调制解调器或具有物理有线连接的其它此类装置可实现这些高速数据连接,但无线连接已经彻底改变了我们保持连接的能力而不会牺牲移动性。
[0003]然而,尽管人们对在地面上保持持续连接至网络很熟悉,但人们普遍理解,一旦搭乘飞行器,简单和/或廉价的连接通常将停止。至少对于飞行器上的乘客来说,航空平台仍然无法轻易且廉价地连接到通信网络。尝试在空中保持连接通常是昂贵的,并且有带宽限制或高延迟的问题。此外,愿意承担飞行器通信能力所存在的费用和问题的乘客通常受限于设置于飞行器上的刚性通信架构所支持的非常特定的通信模式。
[0004]随着对网络基础设施做出改进以使得能够利用各种飞行中接收装置实现更好的通信,可能会遇到干扰问题。特别地,对于涉及大都市区上空开放频段通信的解决方案,可以合理预期到,分布在这些区域的WiFi发射器的存在可能会产生非常具有挑战性的通信环境。事实上,基于发射器的预期数目和密度,较大的大都市区的干扰量可能会相当大。

【发明内容】

[0005]无线技术的不断发展提供了新的机会以便在不同的高度为飞行器提供无线覆盖。一些示例实施方式可以提供干扰抑制技术,这些干扰抑制技术可以包含基于接收器的高度使用不同的频率与空中的接收器通信。因此,例如,可以定义高度带,并且可以针对与位于相应的不同高度带内的目标的通信规定不同的频率。
[0006]在一个示例实施方式中,提供了一种用于在各种蜂窝内提供空对地(ATG)无线通信的网络。该网络可以包括布置在飞行中的飞行器上的接收器站、多个基站以及与所述基站中的至少一个通信的控制模块,其中,每个基站定义了相应的辐射图案,使得这些基站彼此分隔地定位(例如,分隔放置)以限定至少部分重叠的覆盖区域。所述控制模块可以被配置成接收指示所述飞行器的高度的信息,并且基于所述高度选择用于在所述基站中的至少一个与所述接收器站之间进行通信的频率。
[0007]在另一示例实施方式中,提供了一种在ATG网络中进行通信的方法。该方法可以包括:接收至少指示飞行中的飞行器的高度的动态位置信息,基于所述动态位置信息确定所述飞行器所处的高度带,确定与所述飞行器所处的高度带相关联的频率,并且选择该频率以执行与所述飞行器上的资产的无线通信。
[0008]在另一示例实施方式中,提供了一种用于在各种蜂窝中提供ATG无线通信的网络。该网络可以包括基站阵列和空中蜂窝。所述基站阵列的每个基站限定了大致水平延伸的辐射图案。另外,所述基站阵列的基站彼此分隔地定位(例如,分隔放置)以限定至少部分重叠的覆盖区域。所述空中蜂窝包括圆极化天线阵列,该阵列限定了与所述基站阵列的基站的至少一个覆盖区域重叠的、大致垂直延伸的辐射图案。该网络被配置成基于接收器站的移动执行所述基站阵列的基站与空中蜂窝之间的飞行器上的接收器的切换。
【附图说明】
[0009]已这样概括地描述了本发明,现在将参照附图,附图不一定按比例绘制,且其中:
[0010]图1示出了根据示例实施方式的提供空对地(ATG)无线通信覆盖区域的示例网络部署的俯视图;
[0011]图2示出了根据示例实施方式的提供重叠的蜂窝覆盖区域以实现达到预定高度的覆盖的基站的示例网络部署的一个方面;
[0012]图3示出了根据示例实施方式的提供重叠的蜂窝覆盖区域和/或额外覆盖区域的基站的示例网络部署的一个方面;
[0013]图4示出了根据示例实施方式的垂直定向的蜂窝或“空中蜂窝”的覆盖区域的侧视图;
[0014]图5示出了可以采用波束形成控制模块的示例实施方式的ATG通信网络的功能框图;
[0015]图6示出了根据示例实施方式的波束形成控制模块的功能框图;
[0016]图7示出了根据示例实施方式的多个基站的侧视图,该多个基站对应于彼此相邻设置的空中蜂窝以提供可以实现干扰抑制的连续区域;
[0017]图8示出了可以包括与参考图1的网络所描述的结构类似的结构的网络的俯视图,不同的是图8的网络还包括示例实施方式的空中蜂窝;以及
[0018]图9示出了根据示例实施方式的在ATG网络中进行通信的方法的框图。
【具体实施方式】
[0019]下文将参照附图更充分地描述一些示例实施方式,在附图中,示出了一些而非全部示例实施方式。实际上,本文所描述和图示的示例不应被理解成是对本公开的范围、适用性或结构的限制。相反,提供这些示例实施方式使得本公开会满足适合的法律要求。可以使用类似的附图标记指代全文中类似的部件。此外,本文所使用的术语“或”应解释为如下逻辑运算符:当一个或多个操作对象为真时,其结果为真。
[0020]本文所描述的一些示例实施方式提供了用于改进的空对地(ATG)无线通信性能的架构。关于这一点,一些示例实施方式可以提供具有天线结构的基站,该基站有助于在具有足够高度的垂直和水平面中提供无线通信覆盖以与高海拔处的飞行器进行通信。多个基站可以被分布成提供对应的多个相邻的楔形蜂窝覆盖区域。每个楔形蜂窝可以限定在海拔上限与海拔下限之间延伸的覆盖区域,并且海拔上限和海拔下限可以随着与形成楔形蜂窝的发射器的距离增加而(基本上线性地)增加。每个楔形蜂窝中的多个扇区可以组合起来以形成楔形蜂窝。在一些情况下,可以采用六个扇区分别覆盖约30度,以通过各楔形蜂窝实现总共180度的方位覆盖。因此,蜂窝覆盖区域在水平平面中可以为大致半圆形并且可以由多个天线来提供,每个天线在半圆形方位的对应部分上提供楔形扇区。这些基站可以被部署为在第一方向上基本对齐而在第二方向上偏移。例如,这些基站还可以以第一距离部署在第一方向上以提供在海拔高度上重叠的覆盖以实现在预定海拔高度的覆盖,并且基于扇区的可实现的覆盖区域距离部署在第二方向上的第二距离以内。
[0021]图1示出了用于提供ATG无线通信覆盖的部署基站的网络100的俯视图。网络100包括提供大致半圆形的蜂窝覆盖区域的各种基站。蜂窝覆盖区域分别被示出为两个部分。例如,第一基站的蜂窝覆盖区域被示出为类似图案的部分102和104。部分102和104表示水平平面上的单个连续的蜂窝覆盖区域。但如本文进一步描述的,图1示出了另一蜂窝覆盖区域的中间部分108,其提供重叠的覆盖以实现达到预定海拔高度的连续覆盖。为了说明的目的,部分102被示出为代表自相应基站的位置向外任意距离的初始蜂窝覆盖区域。需要理解的是,该部分102还包括另一蜂窝覆盖区域的部分108的重叠的覆盖以在预定海拔高度处实现覆盖。此外,部分106和108所代表的覆盖区域可以延伸超出覆盖区域部分104的边界130;在本描述中,覆盖区域被限制成示出至少一个点,在该点处,毗邻的覆盖区域能够在预定海拔高度处提供ATG无线通信覆盖。此外,不是为了便于解释而示出了基站,但应该理解,基站可以被这样定位以提供由部分102和104、部分106和108、部分110和112等所表示的蜂窝覆盖区域。
[0022]蜂窝覆盖区域102/104和106/108可以由第一基站阵列中的相应基站来提供,其中,一个或多个基站阵列的基站在第一方向120上大致对齐(如代表性蜂窝覆盖区域所示)。如所示出的,蜂窝覆盖区域102/104和106/108投射在第一方向上定向并沿着第一方向从前至后对齐的定向辐射图案。可以通过大致对齐基站阵列中的基站实现这种对齐,以提供大致对齐的蜂窝覆盖区域、天线转动以在第一方向120上实现蜂窝覆盖区域内的对齐等等。如所描述的,就这点而言,提供蜂窝覆盖区域102/104的第一基站可能至少与第一方向120上在第一基站前方的第二基站的蜂窝覆盖区域106/108重叠。例如,基站或其天线可以提供由发射信号的天线采用的多个仰角所限定的楔形蜂窝覆盖区域,以通过距基站一定距离来实现预定高度。因而,在第一方向102上重叠蜂窝覆盖区域使得蜂窝覆盖区域106/108能够针对提供蜂窝覆盖区域102/104的基站与线130上蜂窝覆盖区域102/104实现预定高度的点之间的至少特定距离实现预定的高度。
[0023]另外,第一基站阵列中的提供蜂窝覆盖区域102/104和106/108的基站可以在第二方向122上与第二基站阵列的基站分隔开(S卩,以随机、固定或预定分隔定位),第二基站阵列可以提供在第一方向120上对齐的另外的蜂窝覆盖区域110/112、114/116等。第一和第二基站阵列可以在第一方向120上大致彼此平行地延伸。另外,第二基站阵列的基站可以在第一方向120上偏移第一基站阵列的基站(如代表性蜂窝覆盖区域所示)。在一个示例中,第二方向122可以大致垂直于第一方向120。在该示例中,第一和第二基站阵列可以偏移以提供相应蜂窝覆盖区域的偏移(例如,蜂窝覆盖区域102/104与蜂窝覆盖区域110/112之间的偏移)和在第一方向120上对齐的基站阵列的任何其它覆盖区域的偏移。
[0024]第一和第二基站阵列可以在第二方向122上以比相应阵列内的基站在第一方向120上分隔开的距离更大的距离而被分隔开。例如,可以根据提供蜂窝覆盖区域的基站的可实现覆盖距离将这些基站在第二方向122上分隔开。由于第一基站阵列中的提供蜂窝覆盖区域102/104和106/108的基站是在第一方向120上对齐使得蜂窝覆盖区域106/108给蜂窝覆盖区域102/104提供重叠的覆盖区域以实现预定的高度,因此可以基于相应的蜂窝覆盖区域102/104和110/112的可实现距离来分隔基站阵列自身。关于这一点,由于在第一方向120上对齐的基站阵列中的基站的蜂窝覆盖区域掩盖了相应基站附近的高度不足,相邻基站阵列的基站所提供的蜂窝覆盖区域102/104和110/112的边界之间不需要实质重叠来达到预定高度。
[0025]此外,使提供不同蜂窝覆盖区域的基站在第二方向122上偏移可以使得能够在第一方向120和/或第二方向122上进一步分隔开,这是因为水平平面中的一个蜂窝覆盖区域的终点部分可以毗邻来自相邻基站阵列中的基站的另一蜂窝覆盖区域的中间部分以使得蜂窝覆盖区域之间允许的距离最大化并同时保持连续的覆盖,这可以降低在给定区域上
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