[发明专利]空对地与地对地蜂窝通信的无线冲突消除

说明书

本发明公开了一种地面无线电和机载无线电之间消除冲突的方法和系统，当两个无线电与地面蜂窝网络通过相同的地面连接节点或者塔进行无线数据通信时，该方法及系能能够化解地面无线电和机载无线电之间的冲突。通过动态设置频率屏障将正交多时间/频率段分为一段地面组频率段和一段空中组频率段。通过两个组之间和各组内的多时间/频率段的动态分配，无线连接相同塔的无线电可以共同存在并进行抗干扰的通信。此外，当塔到机载无线电的下行链路保持在第一频率内时，上行链路（从机载无线电到塔）的频率可能被转移到第二频带，即远频带，以化解其与被分配给地面无线电的上行链路和下行链路第一频率之间的冲突。

技术领域

本发明总体涉及基于无线网络的机载用户和地面用户之间通信冲突消除。尤其本发明的实施例涉及一种计算机化方法和系统，用于动态分配用于机载连接节点的地面蜂窝网络信号的时间片带宽。本发明的实施例进一步的涉及一种机载用户上行链路和地面用户上行链路与同一连接节点之间的频率冲突消除的方法。

背景技术

地面无线网络的地面用户可能希望达到近100%的无干扰连接无线网络的水平。虽然这样的无干扰连接可能成为常态而不是例外，对于近100%水平的地面连接干扰的容忍度可能在用户和客户之间降到近于零。

潜在的机载用户连接地面无线网络可能遇到连接挑战。第二机载用户连接到地面无线网络的干扰可能导致连接中断，不完整连接，并且可能无法连接。

地面蜂窝网络几乎无处不在遍及每个区域。无线网络的建立在一些地区继续并可能近于100%。世界各地的各种网络连接技术可能提供包括码分多址（CDMA）、全球移动通信系统（GSM）、通用移动通信系统（UMTS）以及长期演进（LTE）。这样的地面无线网络拥有的时间/频谱的可用性可能高于目前地面用户正在使用的。具体地说，网络连接技术的最新进展可能是现有网络增加每个网络的时间/频谱有效吞吐量。

机载连接对地面网络的要求在逐渐增加。在以前非生产力机载时代，机载用户增加了网络接入的使用，这可能增加了生产力。机载用户可能占有地面网络越来越多的接入点。

机载用户希望连接到地面网络可能有一定限制，从中选择连接地面网络。例如，基于无线网络的卫星可能提供给机载用户通过从地球传输到卫星再传输到航空器的双向信号。同样，双向空对地射频连接可能通过传输至专用射频网络的射频信号允许机载用户和地面网络之间的数据连接。

有时，这些机载用户可能会遇到卫星信号和当前地面信号缺乏连接性。这种连接性的缺乏可能来于不同来源，这些来源可能包括用户和接收天线之间的距离、现有连接方案固有的带宽限制以及不正确的天线视角。这种连接性的缺乏可能降低网络连接方法的价值以及减少机载用户的连接选择。

在空对地射频传输过程中，机载无线电相对于地面无线电位于更有利的位置。利用相同功率，机载天线的传输模式相比于供应商的地面天线的传输模式可能覆盖更大的地理区域。机载用户和地面用户在相同的射频带和相同无线网络的塔进行连接，可能发生潜在的干扰。重新使用蜂窝地面塔是对于空对地概念具有吸引力的想法，对于上行链路，确定小的地理位置的机载天线的波束传输至一小套塔的是困难的（例如，从用户传输至塔）。在700MHz蜂窝带的更长的波长可能阻止空气天线的开发，所述空气天线具有一个低于18度方位角的分辨率。然而，在机载天线指向地平线时，这个小角可能使几十个地面塔被照亮。

同样的，一个机载无线电保持连接到多个地面无线电网路塔的挑战。机载无线电保持潜在的实现连接多个地面无线网络连接节点（塔）。在使用地面无线电时，由于安装在飞行器上的机载无线电可以不受物理障碍的影响，因此保持到一个塔的连接是不可能的。此外，航空器飞行的速度可能需要漫游能力，不仅额外的无线网络塔而且独立运营商拥有和管理的无线网络塔也需要。