用于空地数据链路天线自校准的方法
【技术领域】
[0001]概括地说，本发明的方面涉及空地通信系统，而更具体地说，涉及适于结合机载移动平台使用的空地通信系统，其中当该机载移动平台处于飞行时，完成蜂窝网络中的地面基站收发机之间的软切换。
【背景技术】
[0002]为了提供诸如电话、视频、数据、消息、广播等等之类的各种通信服务，广泛部署了无线通信网络。这些网络通常是多址接入网络，通过共享可用的网络资源来支持多个用户的通信。通常，这些网络是基于地面网络，但是在近年来，商业航空运输(例如，飞机和其它航空器)上的乘客可获得公众可访问的网络。
[0003]这些服务通常称为空地(ATG)通信服务，其可以提供诸如宽带数据、语音通信之类的服务，以及诸如流电影或音乐之类的娱乐。虽然ATG服务和网络类似于当前部署的地面蜂窝网络和其它无线网络，但ATG网络也存在与这些网络不相同的方面。
[0004]通常，随着飞机飞越某个地理区域，各个飞机由特定的基站收发机(BTS)进行服务，直到来自该BTS的信号质量、信号强度或者可用带宽不足够为止，在此刻，将服务转移到另一个BTS。这种转移通常称为“切换”，其类似于当蜂窝设备(手持装置、PDA等等)在移动时，在用于这些设备的地面蜂窝网络中发生的切换。
[0005]通常，飞机使用单一的收发机与BTS进行通信，该收发机具有安装在该飞机的起落架上的天线。但是，BTS天线模式通常被设计成服务于地面客户，给定的BTS处的波束模式通常并没有被安排为服务ATG通信业务。
[0006]此外，仅仅以全向模式复制飞机周围的地面蜂窝波束模式，不能提供足够的信号强度和容量来服务该ATG系统中的数千个航空器以及潜在的数十万用户。
[0007]此外，典型的蜂窝和移动设备使用在所有方向都发射功率的天线模式，并且当这些天线具有足够高的增益模式与地面BTS进行直接通信时，这些传输将会对位于该蜂窝设备的视距传输之内的所有BTS站点造成干扰。当发射机/天线模式处于高海拔时，设备的视距传输将增加，因此其使干扰问题进一步复杂化。增加的干扰还减小数据带宽，这导致在可以直接使用蜂窝电话和其它移动设备的ATG系统中，产生更低的数据吞吐量。
[0008]因此，在ATG系统中使用的天线通常是“定向”天线，在该情况下，飞机上的天线以某些方向来指示外出的传输，BTS天线也指示传输功率位于在该BTS服务区域中飞机的方向。飞机天线接收来自机上的蜂窝电话的全向传输，飞机天线将这些传输指向特定的BTS天线，这样做减少干扰和增加数据吞吐量。
[0009]一旦飞机开始离开特定的BTS服务区域，就将该飞机服务切换到另一个BTS以便维持与该飞机的机上设备的通信。应当在丢失与服务的BTS的通信之前就发生这种切换，以便确保机上设备获得连续的通信信道。由于信号强度和信号质量通常是未知的，因此在没有飞机天线和BTS天线之间的交互的情况下，很难维持这些通信信道。
【发明内容】
[0010]本发明描述了用于改良天线的波束模式的方法、装置和计算机程序产品。
[0011]在本发明的一个方面，描述了一种改良基站天线的波束模式，减少对来自基站的相邻波束的干扰的方法，其中该基站天线被配置为与多个飞机进行通信。该方法从这些飞机中的每一个飞机接收对导频信号的测量的报告，所接收的对导频信号的测量是由该基站发送的。此外，该方法还包括:对用于驱动至少一个天线发射单元的信号的幅度和相位进行调整以改良所述波束模式。该调整是至少部分地基于从这些飞机中的每一个飞机接收的对导频信号的测量的报告。
[0012]在本发明的另一个方面，一种方法改良基站天线的天线波束的波束模式，以减少该基站对于相邻波束的干扰，其中所述基站天线被配置为利用波束与多个飞机进行通信。该方法从这些飞机中的每一个飞机接收位置定位，接收这些飞机中的每一个飞机的姿态。该方法对这些飞机中的每一个飞机发送的导频信号进行测量，对用于驱动至少一个天线接收单元的信号的幅度和相位进行调整以改良所述波束模式。该调整是至少部分地基于对于所述多个飞机中的每一个飞机的:所接收的对导频信号的测量、所接收的位置定位和/或姿态。。
[0013]根据本发明的另一个方面的装置改良基站天线的波束模式，其中该基站天线被配置为利用多个波束与多个飞机进行通信。该装置包括:用于从这些飞机中的每一个飞机接收位置定位的单元；用于接收这些飞机中的每一个飞机的姿态的单元。此外，该装置还具有:用于从这些飞机中的每一个飞机接收对导频信号的测量的单元，其中，所接收的对导频信号的测量是基站发送的。此外，该装置还具有:用于对驱动至少一个天线发射单元的信号的幅度和相位进行调整以改良所述波束模式的单元。该调整至少部分地基于对于所述多个飞机中的每一个飞机的:所接收的对导频信号的测量、所接收的位置定位和/或姿态。
[0014]在本发明的另一个方面，一种装置改良基站天线的波束模式，其中该基站天线利用多个波束与多个飞机进行通信。该装置具有:发射机，其被配置为向这些飞机中的每一个飞机发送导频信号；接收机，其被配置为从这些飞机中的每一个飞机接收位置定位和这些飞机中的每一个飞机的姿态，从这些飞机中的每一个飞机接收对导频信号的测量。此外，该装置还具有耦合到所述发射机和所述接收机的控制器，其被配置为对用于驱动至少一个天线发射单元的信号的幅度和相位进行调整以改良所述波束模式。该调整至少部分地基于所述导频测量值。此外，该调整还可以基于这些飞机中的每一个飞机的位置定位和/或姿态。
[0015]在本发明的另一个方面，一种计算机程序产品被配置为改良基站天线的波束模式，其中该基站天线被配置为利用多个波束与多个飞机进行通信。所述计算机程序产品包括其上记录有非临时性程序代码的非临时性计算机可读介质。所述非临时性程序代码具有:用于向飞机发送导频信号的程序代码；用于从这些飞机中的每一个飞机接收位置定位和这些飞机中的每一个飞机的姿态，从这些飞机中的每一个飞机接收所发送的对导频信号的测量的程序代码。此外，所述非临时性程序代码还具有:用于对驱动至少一个天线发射单元的信号的幅度和相位进行调整以改良波束模式的程序代码。该调整是至少部分地基于对于所述多个飞机中的每一个飞机的:所接收的对导频信号的测量、所述位置定位和/或姿
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[0016]在本发明的另一个方面，一种方法改良波束模式，其在第一飞机处，从基站接收包含导频信号的通信信号。在第一飞机处，对这些导频信号进行测量；从第一飞机向所述基站发送导频测量报告。在飞机处接收具有减少的干扰的另外通信信号，其中这种减少的干扰是源自于所述基站对驱动至少一个天线发射单元的信号的幅度和相位进行调整的。该调整是至少部分地基于从第一飞机发送的对导频信号的测量报告的。
[0017]一种用于改良基站天线的波束模式的装置(其中该基站天线被配置为使用多个波束在基站和多个飞机之间进行通信)具有:飞机接收机，其被配置为在第一飞机处，从基站发射机接收包含导频信号的通信信号。此外，该装置还具有:耦合到所述接收机的处理器，其被配置为在第一飞机处，对所述导频信号进行测量；耦合到所述处理器的飞机发射机，其被配置为从第一飞机向所述基站发送导频信号测量报告。此外，该装置还包括耦合到所述基站发射机的控制器，用于对驱动所述基站发射机中的至少一个天线发射单元的信号的幅度和相位进行调整以改良所述波束模式。该调整是至少部分地基于从第一飞机发送的导频信号测量报告的报告的。
[0018]一种用于改良基站天线的波束模式的装置(其中该基站天线被配置为使用多个波束在基站和多个飞机之间进行通信)包括:接收单元，其被配置为在第一飞机处，从基站发射机接收包含导频信号的通信信号。此外，该装置还具有耦合到所述接收单元的、用于在所述第一飞机处对所述导频信号进行测量的单元。此外，该装置还包括:耦合到所述处理单元的、用于从第一飞机向所述基站发送导频信号测量报告的单元；耦合到所述基站发射机的、用于对驱动所述基站发射机中的至少一个天线发射单元的信号的幅度和相位进行调整以改良所述波束模式的单元。该调整是至少部分地基于从第一飞机发送的导频信号测量报告的报告的。
[0019]根据本发明的另一个方面，一种被配置为改良基站天线的波束模式的计算机程序产品(其中该基站天线被配置为利用多个波束与多个飞机进行通信)包括:其上记录有非临时性程序代码的非临时性计算机可读介质。所述非临时性程序代码具有:用于在第一飞机处，从所述基站接收包含导频信号的通信信号的程序代码；用于在第一飞机处，对所述导频信号进行测量的程序代码；用于从第一飞机向所述基站发送导频信号测量报告的程序代码；用于对驱动至少一个天线发射单元的信号的幅度和相位进行调整以改良所述波束模式的程序代码。该调整是至少部分地基于从第一飞机发送的对导频信号的测量报告的。
[0020]为了更好地理解下面的【具体实施方式】，上面对本发明的特征和技术优点进行了相当程度地总体概括。下面将描述本发明的其它特征和优点。本