[发明专利]基于无线通信系统中有源天线的虚拟同心小区

说明书

用于在各小区中提供ATG无线通信的网络内的基站可以包括第一天线阵列、基站单元和设置在基站单元和第一天线阵列之间的远程无线电头。第一天线阵列限定多个第一扇区，所述多个第一扇区具有以方位角限定的相应宽度。第一扇区中的每个包括处于相应仰角处的第一扇区底层和第一扇区顶层，使得第一扇区底层和第一扇区顶层的组合创建以第一基站为中心的相应第一基站圆锥小区的至少一部分。第一基站被配置为在第一扇区底层和第一扇区顶层之间的相应仰角处限定另外的第一基站圆锥小区。远程无线电头接收指示飞机的位置的位置信息，以使远程无线电头能够在朝向飞机的第一天线阵列处形成在方位角和仰角中的可控波束。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年5月20日提交的美国临时申请号为62/339,229的申请的优先权，该申请的全部内容通过引用整体并入本文。

技术领域

示例实施例通常涉及无线通信，并且更特别地涉及采用有源天线在虚拟同心的通信小区中的各种距离和高度处提供连续无线通信。

背景技术

高速数据通信和实现这种通信的设备已经在现代社会中普遍存在。这些设备使许多用户能够保持与互联网和其他通信网络的几乎连续的连接。尽管这些高速数据连接能够通过电话线、电缆调制解调器或其它具有物理有线连接的设备获得，但无线连接已经彻底改变了我们在不牺牲移动性的情况下保持连接的能力。

然而，尽管人们对在地面上持续连接到网络的熟悉程度仍然存在，但人们普遍认为，一旦登上飞机，容易和/或廉价的连接将趋于停止。至少对于机上乘客而言，航空平台仍然没有变得容易和廉价地连接到通信网络。试图在空中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，愿意接受由飞机通信能力带来的费用和问题的乘客通常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。

传统的基于地面的无线通信系统使用垂直天线来为集中在地面附近的设备连接提供覆盖。然而，飞机在远离地面上方延伸的三维空间中运行。因此，可以理解的是，需要进行重大改变以能够为高达45,000英尺巡航高度的飞机提供三维覆盖。

发明内容

无线技术的不断发展给使用安装在某些站点的多个天线为在不同高度处的飞机提供无线覆盖提供了新的机会。

在一个示例实施例中，提供了一种用于在各小区中提供空对地(ATG)无线通信的网络。该网络包括第一基站和第二基站。第一基站可以包括第一天线阵列，第一天线阵列限定多个第一扇区，该多个第一扇区具有以方位角限定的相应宽度。每个第一扇区可以包括处于相应仰角处的第一扇区顶层和第一扇区底层，以使得第一扇区底层和第一扇区顶层的组合产生以第一基站为中心的相应第一基站圆锥小区的至少一部分。第一基站可以被配置为在第一扇区底层和第一扇区顶层之间的相应仰角处限定另外的第一基站圆锥小区。第二基站可以包括第二天线阵列，第二天线阵列限定多个第二扇区，所述多个第二扇区具有以方位角限定的相应宽度。每个第二扇区可以包括处于相应仰角处的第二扇区顶层和第二扇区底层，以使得第二扇区底层和第二扇区顶层的组合产生以第二基站为中心的相应第二基站圆锥小区的至少一部分。第二基站可以被配置为在第二扇区底层和第二扇区顶层之间的相应仰角处限定另外的第二基站圆锥小区。第一基站和第二基站可以设置为沿第一方向彼此偏移地定位。能够在第一扇区和第二扇区中的每个内形成可控波束。基于在第一基站的第一远程无线电头和第二基站的第二远程无线电头中的相应的一个处执行的波束控制，可控波束在方位角和仰角上都是可控的。