[发明专利]空对地网络和地面网络使用同时频谱的架构

说明书

一种用于在各种单元中提供空对地(ATG)无线通信的网络可包括含有天线组件的飞行中的飞机、多个ATG基站，以及多个地面基站。ATG基站中的每个均限定相对应的辐射图，并且所述ATG基站彼此间隔开，以限定至少部分地重叠的覆盖区域，以与限定在第一海拔高度和第二海拔高度之间的ATG通信层中的天线组件通信。地面基站配置为主要在所述第一海拔高度下方的地面通信层中通信。地面基站和ATG基站各自配置为分别在地面通信层和ATG通信层中使用相同的射频(RF)频谱通信。

技术领域

示例性实施例一般涉及无线通信，更具体地涉及由无线空对地(ATG)网络和地面网络在同一地理区域实现频谱的双重使用的技术。

背景技术

高速数据通信和实现这种通信的设备在现代社会中已经变得普遍存在。这些设备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。虽然这些高速数据连接可以通过电话线、电缆调制解调器或具有物理有线连接的其它设备实现，但是无线连接革命性地赋予我们在不牺牲移动性的情况下保持连接的能力。

然而，尽管人们熟知在地面上与网络保持持续连接，但人们普遍认为，一旦登乘飞机，将会停止便捷和/或实惠的连接。至少对于登机的乘客而言，航空平台仍然无法便捷且实惠地连接到通信网络。在空中尝试保持连接通常是昂贵的，并且具有带宽限制或高延迟问题。此外，即使乘客愿意承担由飞机通信能力产生的费用和问题，通常又局限于由飞机上提供的刚性通信架构支持的非常特殊的通信模式。

随着网络基础设施的改进以实现与各种飞行中的接收设备更好地通信，可以构想的一个愿景就是将一定数量的射频(RF)频谱应用于飞行中的通信。然而，RF频谱由于其资源相对有限但需求巨大，而非常昂贵。因此，将RF频谱的一部分专门指定为飞行中的通信的替代性方案可能是令人感兴趣的。

发明内容

无线技术的不断进步为飞机在飞行中提供了无线覆盖的新机会，而无需将RF频谱专用于此类覆盖。就这方面而言，例如，通过采用各种干扰减轻策略，可以进行频谱重用。一些示例性实施例提供可以允许在给定区域内重用频谱的干扰减轻技术，使得地面网络和空对地(ATG)网络可以在相同的地理区域内共存，并采用相同的频谱。

在一个示例性实施例中，提供了一种用于在各种通信量或单元中提供空对地(ATG)无线通信的网络。该网络可包括含有天线组件的飞行中的飞机、多个ATG基站，以及多个地面基站。每个ATG基站均限定相应的辐射图，并且ATG基站彼此间隔开以限定至少部分重叠的覆盖区域，以在第一海拔高度和第二海拔高度之间限定的ATG通信层中与天线组件通信。地面基站配置为主要在第一海拔高度以下的地面通信层中通信，以独立于ATG基站或与ATG基站协同提供服务。地面基站和ATG基站各自配置为分别在地面通信层和ATG通信层中使用相同的射频(RF)频谱通信。

在另一个示例性实施例中，提供了一种选择用于在ATG网络中通信并补偿飞机的运动(例如俯仰和横滚)的天线组件的天线元件的方法。该方法可包括确定ATG基站相对于飞行中的飞机的预期相对位置、基于该预期的相对位置选择用于与ATG基站通信的天线元件、接收改变动态位置信息(例如，指示飞机的俯仰或横滚中的至少一种变化)的指示，以及调整所选择的天线元件以补偿该动态位置信息的改变。

在另一个示例性实施例中，提供了一种用于飞机的天线组件。该天线组件能够与ATG无线通信网络的ATG基站通信。天线组件可包括多个天线元件，其中至少一个是可倾斜的，以便使天线组件保持朝向响应于飞机的飞行中的机动的聚焦区域定向。

附图说明

由此已经概括地描述了本发明，现在将参照附图，这些附图不一定按比例绘制，并且其中：

图1示出了根据一个示例性实施例的提供空对地(ATG)无线通信覆盖区域的一个示例性网络部署的俯视图；

图2示出了根据一个示例性实施例的提供重叠单元(cell)覆盖区域以实现高达预定海拔高度覆盖的基站的示例性网络部署的一个方面；