与上行链路同步相关的长期演进(LTE)空对地通信增强制造技术

技术编号:15257631 阅读:61 留言:0更新日期:2017-05-03 04:24
一种用于空对地上行链路同步的方法包括:发起飞机上的用户设备与地面基站的下行链路同步;基于下行链路路径损耗计算到基站的行程;基于所述行程从一组预定时间提前(TA)值中选择初始TA值;以及在同步上行链路信号并把用户设备附接到网络的第一尝试中,以所述初始TA值向地面基站发送第一随机接入信道(RACH)请求。如果用户设备附接失败,则在同步上行链路信号并把用户设备附接到网络的下一尝试中,以下一TA值向地面基站发送下一RACH请求。如果用户设备再次附接失败,则重复所述方法直到用户设备附接到所述网络。

Long term evolution associated with synchronous uplink (LTE) to enhance communication

Includes a method for an uplink synchronization: downlink user equipment initiated on the aircraft and ground station synchronization; downlink path loss calculation based on the base station to travel; the trip based on a predetermined set ahead of time (TA) to select the initial value TA value; and in the uplink signal and the first attempt to user equipment attached to the network, to a ground station to send the first random access channel to the initial TA value (RACH) request. If the user device attachment fails, the next TA value sends the next RACH request to the ground base station in the next attempt to synchronize the uplink signal and attach the user device to the network. If the user device is attached again, the method is repeated until the user device is attached to the network.

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
长期演进(LTE)是在吞吐量和延时方面相对于之前各代移动无线蜂窝标准提供更优性能的4G无线标准。此外,与SATCOM移动互联网协议(IP)连接相比,LTE大约比SATCOMIP服务少花费一个数量级。使用LTE在大陆块上方提供基于空对地(飞机对地面)IP的连接引起了多个技术挑战,其中一个挑战是通过随机接入信道(RACH)实现的上行链路同步。RACH被设计用于地对地通信,因此,根据往返时间(RTT)延迟,行程被限制到大约100km。设想如下情况:由于更有利的视线(LOS)条件,用于空对地的LTE小区可以为150km到200km那么大。因此,对于空对地(ATG),需要用于上行链路传输定时的解决方案以在实际小区直径的情况下起作用。
技术实现思路
提供了一种用于空对地上行链路同步的方法。在一个实施例中,所述方法包括:发起飞机上的用户设备与地面基站的下行链路同步;基于下行链路路径损耗计算到地面基站的行程;基于所计算的行程从一组预定时间提前值中选择初始时间提前值;以及在同步上行链路信号并把用户设备附接到网络的第一尝试中,以所述初始时间提前值向地面基站发送第一随机接入信道(RACH)请求。如果用户设备附接到网络失败,则在同步上行链路信号并把用户设备附接到网络的下一尝试中,以来自所述一组预定时间提前值中的下一时间提前值向地面基站发送下一RACH请求。如果用户设备再次附接到网络失败,则重复所述方法直到用户设备以当前时间提前值附接到所述网络。附图说明根据参考附图的下面的描述,本专利技术的特征对于本领域技术人员将变得显而易见。应当理解,附图仅仅描绘典型实施例并且因此不被认为在范围上进行限制,通过使用附图,将以附加的明确性和细节来描述本专利技术,附图中:图1是依照一个实施例的空对地通信系统的框图;图2是依照一个实施例的针对空对地上行链路同步的方法的流程图;以及图3是依照另一实施例的针对空对地上行链路同步的方法的流程图。具体实施方式在下面的详细描述中,足够详细地描述各实施例,以使得本领域技术人员能够实现本专利技术。应当理解的是,可以在不脱离本专利技术范围的情况下利用其他实施例。因此,下面的详细描述并不以限制的意义被理解。提供了一种方法和系统,其用于与上行链路同步相关的长期演进(LTE)空对地(ATG)通信增强。LTE地面站基于典型的陆地地面使用来假设定时。本方法和系统预补偿ATG传输定时,使得数据信号以正确的定时到达地面站,即使进行传输的飞机在远处。本方法实现对在用户设备中采用的消息分组的定时提前或者时间提前(TA)的适配。用户设备中的本专利技术TA实现方式将允许地面基站软件是常规的,并且并不需要针对ATG应用对基站软件进行特别修改。下面描述时间提前概念的第一示例。假设来自传输机的消息必须在T0到T1的时间窗口期间到达接收机。传输机不能位于比第一距离d1更远处,其中,d1=T1*c,其中c是光速。再次,假设来自传输机的消息必须在T0到T1的时间窗口期间到达接收机。如果消息从d1/2距离处被传输,则该消息将在T0到T1时间窗口内的时间T1/2处到达接收机。下面描述时间提前概念的第二示例。假设来自传输机的消息必须在T0到T1的时间窗口期间到达接收机。如果消息从距离2*d1被传输,那么如果在T0发送,则消息将在晚些的(2*T1)到达。再次,假设来自传输机的消息必须在T0到T1的时间窗口期间到达接收机。如果从距离2*d1传输消息,那么如果在早些的T=-1.5*T发送消息,则消息将在时间T1/2到达。本方法在LTEATG通信系统中利用时间提前的概念用于用户设备进行的上行链路同步。通常,该方法将时间提前应用到由用户设备做出的随机接入信道(RACH)请求,使得RACH请求在可接受时间窗口内到达地面基站或演进的节点B(eNB)。换言之,如果用户设备远离基站,则用户设备使用时间提前来早些发送RACH请求,使得RACH请求在正确的时间或者在时间窗口内到达基站。例如,如果用户设备到基站的距离在0-15km,将不需要时间提前(TA),因此TA=0。在15-30km的距离,使用时间提前TA=15km/光速=50μs;对于30-45km的距离,使用TA=30km/光速=100μs;以此类推直到高达最大小区半径。用户设备所使用的TA将在RACH响应中以及在随后的上行链路传输中被添加到从基站接收的TA命令。在一个实施例中,用户设备基于将影响RACH请求的下行链路信号路径损耗来估算/确定时间提前。基于用户设备和基站之间的距离估算下行链路信号路径损耗。在另一实施例中,用户设备通过以不同时间提前值发送RACH请求来进行上行链路同步的连续尝试。该方法以具有最大时间提前值的RACH请求开始并且在连续尝试中减小时间提前值。下面参考附图描述本方法和系统的进一步细节。图1图示了依照一个实施例的LTEATG通信系统10,该系统能够实现这里描述的上行链路同步方法。通常,通信系统10包括飞机20上的用户设备12、14。用户设备可以是终端用户用来通信的任何器件,诸如移动电话、智能电话、平板计算机、膝上型计算机等。用户设备12、14与飞机20上的飞机WiFi系统22可操作地通信。WiFi系统22中的飞机WiFi调制解调器以及可选地,路由器可操作地连接到LTE接入网关(AGW)30,该网关30包括LTE网关调制解调器32以及LTE协议栈的一终端。AGW30经由一组无线电设备和天线34、36对地面基站40(诸如演进节点B(eNB))无线地进行通信。地面站40也具有无线电设备和天线,以及LTE协议栈的另一终端。可以经由LTE多输入和多输出(MIMO)方法发生该无线通信。基站40还与互联网50可操作地通信。在实现这里所描述的方法时,当飞机20处于距基站40需要合适时间提前的距离处时,早些发送RACH请求,使得RACH请求在正确的时间窗口内到达基站40。图2是依照一个实施例的针对空对地LTE上行链路同步的方法100的流程图。最初,使飞机上的用户设备上电(块110)。用户设备然后连接到机载飞机WiFi(块112),机载飞机WiFi连接到LTEAGW(块114)。然后执行用户设备与地面基站的下行链路同步(块120)。然后基于下行链路路径损耗计算从地面基站到飞机的行程(块130)。下面描述用于根据下行链路路径损耗估算行程的技术。使用初始时间提前(TA)值,方法100经由RACH请求进行同步上行链路信号的第一尝试(块140),RACH请求被发送到地面基站以便将用户设备附接到网络。基于所计算的行程从预定的一组TA值中选择初始TA值。如果用户设备附接到网络失败,则方法100等待下一可用窗口以进行另一尝试(块142)。在下一可用窗口,从所述一组TA值中选择下一TA值(块144),并且在140经由下一RACH请求进行同步上行链路信号的另一尝试。如果用户设备再次附接到网络失败,则在可用窗口期间针对每次尝试利用下一TA值重复同步尝试(N次尝试),直到用户设备成功附接到网络。在用户设备成功附接到网络之后(块150),方法100继续使用下面的公式更新TA(功率和信噪比(S/N)):NTA,new=NTA,old+(TA-31)*16其中,NTA是针对6位TA的TA=0、1、2……63的整数索引值,通过NTA=本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于空对地上行链路同步的方法,所述方法包括:(a)发起飞机上的用户设备与地面基站的下行链路同步;(b)基于下行链路路径损耗计算到所述地面基站的行程;(c)基于所计算的行程从一组预定时间提前值中选择初始时间提前值;(d)在同步上行链路信号并把用户设备附接到网络的第一尝试中,以所述初始时间提前值向所述地面基站发送第一随机接入信道(RACH)请求;(e)如果用户设备附接到网络失败,则在同步上行链路信号并把用户设备附接到网络的下一尝试中,以来自所述一组预定时间提前值的下一时间提前值向所述地面基站发送下一RACH请求;以及(f)如果用户设备再次附接到网络失败,则重复步骤(e)直到用户设备以当前时间提前值附接到所述网络。

【技术特征摘要】
2015.10.15 US 14/8845611.一种用于空对地上行链路同步的方法,所述方法包括:(a)发起飞机上的用户设备与地面基站的下行链路同步;(b)基于下行链路路径损耗计算到所述地面基站的行程;(c)基于所计算的行程从一组预定时间提前值中选择初始时间提前值;(d)在同步上行链路信号并把用户设备附接到网络的第一尝试中,以所述初始时间提前值向所述地面基站发送第一随机接入信道(RACH)请求;(e)如果用户设备附接到网络失败,则在同步上行链路信号并把用户设备附接到网络的下一尝试中,以来自所述一组预定时间提前值的下一时间提前值向所述地面基站发送下一RACH请求;以及(f)如果用户设备再次附接到网络失败,则重复步骤(e)直到用户设备以当前时间提前值附接到所述网络。2.一种用于空对地上行链路同步的系统,所述系统包括:飞机上的处理器;以及非瞬态计算机可读介质,具有存储在其上的指令,所述指令可由所述处理器执行以执行一种方法,所述方法包括:(a)发起飞机上的用户设备与地面基站的下行链路同步;(b)基于下行链路路径损耗计算到所述地面基站的行程;(c)基于所计算的行程从一组预定时间提前值中选择初始时间提前值;(d)在同步上行链路信号并把用户设备附接到网络的第一尝试中,以所述初始时间提前值向所...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·罗兰
申请(专利权)人:霍尼韦尔国际公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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