用于遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端的裝置、機(jī)載設(shè)備、方法以及計(jì)算機(jī)程序的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及移動(dòng)通信，更具體地但并非排除性地涉及用于向飛機(jī)提供無(wú)線服務(wù)的通信網(wǎng)絡(luò)。
【背景技術(shù)】
[0002]航空公司當(dāng)前正在尋求為其乘客提供寬帶連接的解決方案。候選方案例如為諸如長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)的商業(yè)系統(tǒng)，所述長(zhǎng)期演進(jìn)作為通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)的后繼者已被標(biāo)準(zhǔn)化。對(duì)于下行鏈路傳輸，即從例如NodeB或eNodeB的基站(BS)向移動(dòng)終端或用戶設(shè)備(UE)的方向，LTE利用正交頻分多址(OFDMA)作為物理層技術(shù)，其允許高數(shù)據(jù)速率傳輸，尤其在頻率選擇性衰落情境中。由于以較低的成本提供了較高的帶寬，LTE作為陸地蜂窩直接空對(duì)地(DA2G)通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)與衛(wèi)星解決方案相比而言成為航空公司大陸機(jī)群的首選。同樣的考慮可以適用于鐵道公司。
[0003]LTE空中接口針對(duì)陸地蜂窩網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化。在陸地環(huán)境中，由于存在建筑物和其他障礙物，存在移動(dòng)通信信道的大量衰減并且傳播損耗通常也比自由空間嚴(yán)重得多。在直接空對(duì)地情境中，其中針對(duì)位于飛機(jī)中的移動(dòng)終端和位于地面的基站之間的通信使用了陸地移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，一些局部衰減仍然會(huì)發(fā)生，但是其通常將遠(yuǎn)不如位于地面的陸地用戶設(shè)備(UE)所遇到的衰減嚴(yán)重。相反，DA2G情境其特征在于具有支配視距(LOS)組件的無(wú)線通信信道。
[0004]然而，取決于天線在飛機(jī)機(jī)體上的位置以及與地面上的關(guān)聯(lián)基站的方向，可能出現(xiàn)由于飛機(jī)機(jī)體、機(jī)翼等引起的遮蔽。因此傳統(tǒng)的系統(tǒng)利用在飛機(jī)上的不同位置處的多個(gè)天線來(lái)克服可能的遮蔽。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]各實(shí)施例基于這樣一種發(fā)現(xiàn)，即期望為飛機(jī)內(nèi)部和地面站之間的無(wú)線通信提供技術(shù)手段。此外，還發(fā)現(xiàn)可能期望通信系統(tǒng)或其飛機(jī)組件具有較低數(shù)目的組件從而使得設(shè)備的成本和重量以及系統(tǒng)的安裝和維護(hù)保持為低，但同時(shí)提供到地面的無(wú)線鏈路的良好性會(huì)K。
[0006]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)系統(tǒng)可能會(huì)在飛機(jī)的腹部使用兩個(gè)DA2G機(jī)身天線，例如一個(gè)在機(jī)翼的前方且一個(gè)在機(jī)翼的后方。這些天線可以避免在各種飛行條件或飛機(jī)位置下由于機(jī)翼或引擎引起的不容忽視的無(wú)線鏈路遮蔽。通過(guò)天線的這種布置，DA2G機(jī)身天線中的一個(gè)可以始終具有通暢的到地面基站的視距傳播路徑。此外，遮蔽可能對(duì)整體性能具有嚴(yán)重的影響，因?yàn)檎诒吻闆r可能持續(xù)幾分鐘，并且由于大的小區(qū)具有高達(dá)150km的半徑，附加的損失可能將在飛機(jī)和地面基站二者處所接收到的功率水平推到低于所需的最低水平。
[0007]進(jìn)一步還發(fā)現(xiàn)在這種飛機(jī)應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)使用盡可能少的組件。因此實(shí)施例基于這樣一種發(fā)現(xiàn)，即取代使用多個(gè)射頻功率等級(jí)而連同開(kāi)關(guān)一起使用單一射頻功率等級(jí)，用于在發(fā)射天線之間進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的切換。實(shí)施例因此提供一種用于遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端的裝置。遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端是包括典型高頻或射頻組件的組件，典型高頻或射頻組件例如功率放大器、一個(gè)或更多個(gè)濾波器、一個(gè)或更多個(gè)用于發(fā)射和/或接收天線的連接器、振蕩器等。這種遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端因此可以提供用于處理無(wú)線電信號(hào)的高頻或射頻組件。換句話說(shuō)，所述裝置適于用于或包括在遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端中。進(jìn)一步的實(shí)施例還提供包括用于遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端的裝置的遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端。
[0008]遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端可操作為與中央單元傳遞信息。所述中央單元是包括例如在一個(gè)或更多個(gè)處理器、一個(gè)或更多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)等方面中的寬帶處理裝置的單元。也就是說(shuō)，中央單元可以執(zhí)行遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端不執(zhí)行的信號(hào)處理。遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端和中央單元共同可以形成移動(dòng)站收發(fā)器、基站收發(fā)器或中繼站收發(fā)器。例如，當(dāng)被安裝在飛機(jī)中時(shí)，從飛機(jī)內(nèi)部的移動(dòng)收發(fā)器的角度來(lái)看，遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端和中央單元可以表現(xiàn)為基站收發(fā)器，這也可以取決于在飛機(jī)內(nèi)部所使用的接入技術(shù)，例如它們可以表現(xiàn)為接入點(diǎn)。從地面網(wǎng)絡(luò)的角度來(lái)看，遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端和中央單元可以表現(xiàn)為與飛機(jī)一起移動(dòng)的移動(dòng)收發(fā)器。從整體角度來(lái)看，遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端和中央單元可以表現(xiàn)為在地面網(wǎng)絡(luò)的基站收發(fā)器和飛機(jī)內(nèi)部的移動(dòng)收發(fā)器之間傳遞信息的中繼站。遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端可操作為利用兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)射天線將發(fā)射信號(hào)發(fā)射到移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站收發(fā)器。
[0009]所述裝置和上述的組件因此可以為移動(dòng)通信系統(tǒng)的一部分。所述移動(dòng)通信系統(tǒng)可以例如對(duì)應(yīng)于由第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)標(biāo)準(zhǔn)化的移動(dòng)通信系統(tǒng)中的一個(gè)，如全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)、增強(qiáng)數(shù)據(jù)率的GSM演進(jìn)(EDGE)、GSM EDGE無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)(GERAN)、高速分組接入(HSPA)、通用陸地?zé)o線電接入網(wǎng)(UTRAN)或演進(jìn)型UTRAN (E-UTRAN)、長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)或先進(jìn)LTE(LTE-A)、或具有不同標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)通信系統(tǒng)，例如微波存取全球互通(WIMAX) IEEE802.16或無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN) IEEE802.11，通常為基于時(shí)分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、正交頻分多址(OFDMA)、碼分多址(CDMA)等的任何系統(tǒng)。在下述中，術(shù)語(yǔ)移動(dòng)通信系統(tǒng)和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為同義而使用。
[0010]移動(dòng)通信系統(tǒng)可以包括多個(gè)傳輸點(diǎn)或基站收發(fā)器，該多個(gè)傳輸點(diǎn)或基站收發(fā)器可操作為與移動(dòng)收發(fā)器傳遞無(wú)線電信號(hào)，這可以間接通過(guò)遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端和中央單元來(lái)完成。也就是說(shuō)，移動(dòng)收發(fā)器可以設(shè)置在飛機(jī)或火車中并且可以訪問(wèn)中央單元，中央單元反過(guò)來(lái)可以利用遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端與地面基站進(jìn)行通信。換句話說(shuō)，中央單元和遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端可以建立中繼站收發(fā)器，中繼站收發(fā)器在例如飛機(jī)或火車內(nèi)部的移動(dòng)收發(fā)器和移動(dòng)通信系統(tǒng)之間傳遞信號(hào)或信息。術(shù)語(yǔ)中繼站收發(fā)器應(yīng)當(dāng)指的是在飛機(jī)或火車內(nèi)部的移動(dòng)收發(fā)器和飛機(jī)或火車外部的基站收發(fā)器之間傳遞信息。在一些實(shí)施例中，當(dāng)對(duì)內(nèi)部通信和外部通信進(jìn)行比較時(shí)，實(shí)際的通信接口，例如空中接口可能有所不同。例如，DA2G調(diào)制解調(diào)器可以實(shí)施在中央單元中，這可以終止LTE協(xié)議堆棧。因此在一些實(shí)施例中，LTE信號(hào)可以不接收自飛機(jī)內(nèi)部而是可以使用任何其他技術(shù)來(lái)在飛機(jī)內(nèi)部傳送信息并且然后可以接著利用LTE兼容信號(hào)將所述信息傳遞到地面。在中央單元中的DA2G調(diào)制解調(diào)器可以接著接收因特網(wǎng)協(xié)議(IP)業(yè)務(wù)并且在LTE鏈路上發(fā)射該IP業(yè)務(wù)。在實(shí)施例中，移動(dòng)通信系統(tǒng)可以包括移動(dòng)收發(fā)器、中繼站收發(fā)器和基站收發(fā)器。所述中繼站收發(fā)器和基站收發(fā)器可以由一個(gè)或更多個(gè)中央單元和一個(gè)或更多個(gè)遠(yuǎn)程單元組成。
[0011]移動(dòng)收發(fā)器可以對(duì)應(yīng)于智能電話、蜂窩電話、用戶設(shè)備(UE)、膝上電腦、筆記本、個(gè)人計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、通用串行總線(USB)棒、汽車等。移動(dòng)收發(fā)器或終端也可以指的是符合3GPP術(shù)語(yǔ)的UE或用戶?；臼瞻l(fā)器可以位于網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)的固定或靜止部分中?；臼瞻l(fā)器可以對(duì)應(yīng)于遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端、傳輸點(diǎn)、接入點(diǎn)、宏小區(qū)、小小區(qū)、微小區(qū)、家庭基站(femto cell)、多載波基站(metro cell)等?；臼瞻l(fā)器可以是有線網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線接口，其實(shí)現(xiàn)無(wú)線電信號(hào)到UE或移動(dòng)收發(fā)器的發(fā)射和接收。這種無(wú)線電信號(hào)可以遵從例如由3GPP標(biāo)準(zhǔn)化的或通常符合上面列舉的系統(tǒng)中的一個(gè)或更多個(gè)的無(wú)線電信號(hào)。這樣，基站收發(fā)器可以對(duì)應(yīng)于NobeB、eNobeB、BTS、接入點(diǎn)等。中繼站收發(fā)器可以對(duì)應(yīng)于在基站收發(fā)器和移動(dòng)站收發(fā)器之間的通信路徑中的中間網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，例如在上述的飛機(jī)或火車情境中。中繼站收發(fā)器可以分別將接收自移動(dòng)收發(fā)器的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給基站收發(fā)器并將接收自基站收發(fā)器的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)站收發(fā)器。
[0012]移動(dòng)通信系統(tǒng)因此可以是蜂窩網(wǎng)絡(luò)。術(shù)語(yǔ)小區(qū)指的是分別由傳輸點(diǎn)、遠(yuǎn)程單元、遠(yuǎn)程頭端、遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端、基站收發(fā)器或NodeB、eNodeB提供的無(wú)線電服務(wù)的覆蓋區(qū)域。在一些實(shí)施例中，小區(qū)可以對(duì)應(yīng)于扇區(qū)。例如，扇區(qū)可以通過(guò)利用扇區(qū)天線來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述扇區(qū)天線提供用于覆蓋圍繞基站收發(fā)器或遠(yuǎn)程單元的角度扇區(qū)的特性。在一些實(shí)施例中，基站收發(fā)器或遠(yuǎn)程單元可以例如分別操作三個(gè)或六個(gè)覆蓋120°扇區(qū)(三個(gè)小區(qū)的情況下)、60°扇區(qū)(六個(gè)小區(qū)的情況下)的小區(qū)。移動(dòng)收發(fā)器可以向小區(qū)注冊(cè)或與小區(qū)關(guān)聯(lián)，即其可以關(guān)聯(lián)到小區(qū)使得在相關(guān)聯(lián)的小區(qū)的覆蓋區(qū)域中可以利用專用信道、鏈路或連接在移動(dòng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)之間交換數(shù)據(jù)。
[0013]在實(shí)施例中，遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端裝置即用于遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端的裝置包括開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)可操作為在兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)射天線之間切換發(fā)射信號(hào)。通過(guò)在此的實(shí)施例可以提供利用開(kāi)關(guān)可以選擇發(fā)射天線中的一個(gè)天線用于發(fā)射的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，為了生成發(fā)射信號(hào)僅需要單一功率等級(jí)。相較于傳統(tǒng)的使用兩個(gè)遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端或遠(yuǎn)程單元的概念而言，可以節(jié)約一個(gè)遠(yuǎn)程單元，同時(shí)仍然能夠從兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)射天線中選擇至少一個(gè)天線。節(jié)約一個(gè)功率等級(jí)降低了成本、重量并且改善了系