接收单元中的每一个所列举的功能。所述用于调整的单元可以是天线控制器210，其被配置为执行调整单元的功能。在另一个方面，前述的单元可以是被配置为执行前述单元所列举的功能的设备或其它装置。
[0048]在另一种配置中，本发明的装置包括:用于从基站发射机接收包含导频信号的通信信号的单元。此外，该装置还包括:用于在第一飞机处对导频信号进行测量的单元；以及用于向基站发送导频信号测量报告的单元。此外，该装置还包括用于对驱动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的单元。在一个方面，用于接收通信信号的单元可以是接收机216，其被配置为执行接收单元所列举的功能。所述用于测量的单元可以是处理器212，其被配置为执行测量单元的功能。所述用于发送的单元可以是发射机213，其被配置为执行发送单元的功能。所述用于调整的单元可以是天线控制器210，其被配置为执行调整单元的功能。在另一个方面，前述的单元可以是被配置为执行这些前述单元所列举的功能的设备或其它装置。
[0049]天线系数的调整的影响
[0050]图3根据本公开内容的方面，示出了可以在空地宽带通信系统中部署的方位天线模式。
[0051]在使用相控阵天线来提供天线增益的通信系统中，如果系统只使用一个波束，则幅度和相位系数的精确调整并不关键。当通信系统使用可能用在相控阵天线的多种波束时，并且这些波束向系统的多个用户提供空间复用时，这些系数的调整将变得更加重要。这种系数的精确调整称为相控阵的校正。
[0052]在图3中，水平轴300指示水平面的角度，垂直轴302指示该方向的信号幅度304。预定目标(例如，飞机102或者替代地BTS 104和/或BTS 106)处于该图的中心(其具有O度的角度)，其还称为天线视轴。
[0053]在图3中，将天线的相控阵系数校准成适当的值。对于该例子而言，在视轴处，信号幅度峰值增益是35dB。换言之，当天线200的平面中心指向预定目标时，该天线向进入天线200的信号提供35dB的增益。
[0054]天线200的第一旁瓣308呈现与主瓣偏离近似正负15度，并具有22dB的增益。这意味着与位于视轴的角度相比，从该天线发射的信号在第一旁瓣308的角度处更弱13dB。也就是说，与预定目标接收的功率相比，与预定目标偏离十度的区域(例如，其它飞机和/或其它BTS)接收功率更低13dB的信号(如果天线200指向正确的话)。其它旁瓣310位于与视轴偏离更远的角度间隔处。
[0055]图4示出了可以在空地宽带通信系统中部署的方位天线模式。
[0056]图4示出了被配置成相控阵的天线200，其在相位上具有正负10度，在幅度上具有正负百分之15的随机误差。在感兴趣频率处，存在着相当小的误差，其中，如果随着温度变化和天线结构上的机械应力改变(例如，由于大风所造成的变化)，不进行频率调整的话，就不能使该相当小的误差减到最小。
[0057]在上述系数中引入随机误差的情况下，主瓣400关于图3的主瓣306只具有非常轻微的衰减，其中主瓣400的峰值增益下降大约ldB。但是，旁瓣402和404从低于峰值增益13dB急剧地增加到仅仅低9dB。这使得向不同于预定目标的位置所发射的功率增加了超过50%，其减少了用于数据传输的功率，增加了泄漏的功率(其中泄漏的功率向其它波束和其它目标产生了干扰)。
[0058]图5示出了图3和图4的天线模式之间的比较。模式500(实线)示出为来自于图3，模式502(虚线)示出为来自于图4。
[0059]图6示出了多付天线同时与一付天线进行通信的示例性天线模式。
[0060]在图6中，波束模式600-604示出了三个紧密间隔的目标(例如，飞机102)的天线模式，其中这三个目标同时地与BTS 104和/或BTS 106进行通信。波束模式600-604指示使用三个独立的波束来提供空间复用，使得波束模式600-604中的每一个波束模式的主瓣指向不同的方向，这允许每个目标(例如，飞机102)能辨别这些模式。这种空间辨别允许BTS 104和/或BTS 106中的给定一个进行频率信道重用。虽然示出了三个波束模式600-604，但在本发明的保护范围和精神之内，也可以使用更大或者更少数量的波束模式600-604。
[0061]波束模式600-604中的每一个波束模式的旁瓣允许信号泄漏到相邻的波束。随着波束模式600-604中的每一个波束模式的旁瓣和主瓣之间的干扰增加，波束模式600-604中的每一个波束模式的旁瓣和主瓣之间的功率的差值变得更加重要。
[0062]在图6中，在主瓣峰值功率和旁瓣功率之间存在13dB的差值。随着使用更多的波束，其它的旁瓣也将信号泄漏到相邻的波束。结果，另外的波束进一步降低了系统的信号与干扰比。由于波束模式600-604在主瓣和旁瓣功率比之间的差值方面受到限制，因此固有功率电平的任何下降都会严重地影响系统100的性能。
[0063]如图6中所示，当不存在系数或相位误差时，主瓣和旁瓣功率电平之间的13dB的功率差值是可分辨的。通常，标准接收机能够以这种信号与干扰比进行操作。
[0064]图7示出了具有引入的系数和相位误差的图6的示例波束配置。
[0065]图7示出了波束模式700-704，其中，在用于形成天线波束的系数中，引入了相位具有正负10度和幅度具有正负百分之15的随机误差。峰值增益与干扰的旁瓣之比从13dB减少到8dB，其大于相邻波束干扰的两倍。这种下降造成了数据传输中的错误，降低了数据吞吐量，增加了在系统100中丢失通信信道的可能性。
[0066]位置/姿态信息和反馈
[0067]通过通信链路110和/或通信链路112 (例如，空地(ATG)通信链路)与BTS 104和/或BTS 106进行通信的飞机102通常处于公知的位置，并跨越BTS 104和/或BTS 106所服务的地理区域进行移动。飞机接收机216 (通过处理器212或者该飞机102处的其它测量设备)可以测量BTS天线114和BTS天线116 (例如，天线200)所发送的信号，并通过通信链路110将这些测量值发送回BTS 104和BTS 106。飞机102执行的这些测量允许对BTS 104和BTS 106的更精确的反馈，以校正天线控制器210驱动天线200 (例如，BTS天线114和/或BTS天线116)的天线单元202-208所使用的相位和幅度系数。可以结合对BTS104/BTS 106波束模式的改变来进行这些测量，或者可以与BTS 104/BTS 106波束模式的改变同时地进行这些测量，或者以下面的任意组合来执行这些测量:并发地或者结合波束模式的改变。
[0068]此外，飞机102可以通过通信链路110发送精确的飞机位置和姿态信息224，该信息可以包括信息强度测量的时间和/或位置/姿态测量的时间。随后，BTS 104和BTS 106可以使用来自任何一个、任何多个或者所有可用的飞机的信号和飞机位置和姿态信息224，来计算用于天线200的发射波束模式，并通过天线控制器210或者其它系统进行任何幅度和相位调整，以校正上行链路波束。
[0069]此外，BTS 104和/或BTS 106还可以使用通信链路110的下行链路信号(例如，来自发射机213和天线108的传输)与飞机位置和姿态信息224，来帮助校准BTS 104和BTS 106接收机天线阵列。尽管基站发射天线和接收天线可以是相同物理阵列的天线单元202-208，但用于形成发射波束的相位和幅度参数可以与用于形成通信链路110的接收波束的相位和幅度参数不同。此外，当校准BTS 104和BTS 106、BTS天线114和BTS天线106时，BTS 104-106还可以利用在测量通信链路110的上行链路和下行链路信号时的飞机位置和姿态信息224，以便去除天线模式的影响。可以结合对BTS 104波束模式的改变来执行这些测量，或者可以与BTS 104波束模式的改变同时地进行这些测量，或者以下面的任意组合来进这些测量:并发地或者结合波束模式的改变。
[0070]图8根据本发明的一个方面，示出了用于改良基站天线的发射波束的波束模式的方法800。如方框802中所示，BTS从多个飞机中的每一个飞机接收导频信号的测量报告，所接收导频信号的的测量是所述基站发送的。如方框804中所示，基站收发机(BTS)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波束模式，其中，该调整是至少部分地基于从所述多个飞机中的每一个飞机接收的导频信号的测量报告。
[0071]图9根据本发明的另一个方面，示出了用于改良基站天线的天线波束的波束模式的方法900。在方框902中，BTS从多个飞机接收位置定位和这些位置的时间。在方框904中，BTS接收这些飞机中的每一个飞机的姿态。在方框906中，BTS从这些飞机中的每一个飞机接收对导频信号的测量，其中这些导频信号是基站发送的。在方框908中，BTS至少部分