[发明专利]空对地通信系统中的服务小区选择

说明书

有效地选择空对地通信系统中的服务小区并且最大限度地知晓前向和返回链路信道条件允许最大化用户在任何时间点可用的吞吐量，特别是在存在高干扰的情况下。基于飞行和基于地面的系统可以收集前向和返回链路信道条件，并开发要由基于飞行器和地面的收发器使用的用户容量估计。可以在分布式空对地网络之间共享这样的用户容量估计，以确保最新的信道条件可用于服务小区选择决策。

相关申请的交叉引用

本申请要求对2016年11月15日提交的且题为“Servicing Cell Selection InAir To Ground Communication Systems（空对地通信系统中的服务小区选择）”的美国专利申请No.15/352,255的优先权和权益，其要求对2016年7月5日提交的且题为“HybridAir-to-Ground Network Incorporating Unlicensed Bands（并入了未许可频带的混合空对地网络）”的美国临时专利申请No.62/358,437的优先权和权益，藉此通过引用将其全部公开内容并入本文。

技术领域

本公开一般涉及用于在空对地通信系统中选择服务小区的装置、方法和制品，并且更具体地，涉及在存在高干扰的情况下最大化空对地通信系统的用户可用的吞吐量。

背景技术

鉴于分配的无线电频谱的稀缺性，空对地（ATG）通信系统的供应商可以次要使用已经分配的频谱（例如在14千兆赫（GHz）范围内）或使用未许可频带（例如在2.4 GHz范围内），而同时提供ATG服务。不幸的是，射频（RF）频谱调查显示，RF噪声和干扰源随时间推移而增多，并且预期未来会继续增多。对2.4 GHz频段的一些示例调查观察到，在短时间内噪声上升约30dB。噪声调查还显示噪声水平随时间或空间的不均匀分布。这样的高干扰水平能够使无线电链路的质量和可用数据带宽显著降级，特别是在目标是要提供满足客户和行业期望的一致且可靠的数据速率的情况下。

鉴于存在高RF噪声和/或干扰，在给定时间处，可以找到其处的噪声或干扰足够低以保障可接受的数据速率的特定位置。例如，对于给定的飞行器位置，建立具有可接受的数据速率的连接可以利用如下方案：在考虑到来自多个候选服务小区位置的噪声水平的情况下选择服务小区。

网络运营商可以使用其现有设备和分配的频谱来建立与飞行器的用于控制信息的主通信，并使用有噪声的2.4 GHz频谱主要用于数据通信量。主飞行中通信网络可能需要地面与飞行器之间的可靠连接性，而辅助飞行中通信网络可以在有噪声的射频频谱上进行操作。主网络的一些示例可以包括在许可频谱上操作的卫星网络或其他ATG网络。

在ATG服务小区当中选择在高干扰频带中最大化在前向和返回方向上到给定飞行器的吞吐量的服务小区的方案可以在连接的稳定性、可用带宽和等待时间方面提供显著的性能优势。

发明内容

一个示例性实施例包括一种包括处理器可执行指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令当由部署在飞行中的飞行器内的计算机处理器执行时，使得所述计算机处理器命令被安装在所述飞行器上的定向天线和被部署在所述飞行器内的收发器测量针对地面上的第一位置处的第一通信信道的第一信噪比；命令所述定向天线和所述收发器测量针对地面上的第二位置处的第二通信信道的第二信噪比；使用针对第一通信信道的第一信噪比来计算第一前向链路用户容量估计；使用针对第二通信信道的第二信噪比来计算第二前向链路用户容量估计；以及使用第一前向链路用户容量估计和第二前向链路容量估计来计算前向链路用户容量矩阵。