用于空运移动蜂窝通信设备的小区选择制造技术

蜂窝电信系统中的网络节点将服务于无线通信设备的职责从服务小区切换到目标小区，其中无线通信设备位于飞行中的第一飞行器中。确定飞行器位置、飞行器速度和飞行器方向。对于多个候选小区的每个候选小区，预测将由从候选小区指向第一飞行器的波束引起的波束失真等级。通过识别候选小区的哪个具有预测波束失真的最小量来从候选小区中选择目标小区。然后发信号通知目标小区，以准备服务于无线通信设备的职责的切换。

Cell selection for airborne mobile cellular communications equipment

The network node in the cellular telecommunication system switches the responsibility of the wireless communication device from the service cell to the target cell, in which the wireless communication device is located in the first flight of the flight vehicle. Determine the position, speed and direction of the aircraft. For each candidate cell of a plurality of candidate cells, the beam distortion level caused by the beam from the candidate cell to the first aircraft is predicted. The target cell is selected from the candidate cell by identifying which candidate cell has the minimum amount of predicted beam distortion. The target cell is then signaled to prepare for switching to the responsibilities of the wireless communication device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于空运移动蜂窝通信设备的小区选择
本专利技术涉及陆基蜂窝通信系统与位于空运飞行器中的移动蜂窝通信设备之间的连接性，以及更具体来说涉及在空运时通过移动蜂窝通信设备的小区选择。
技术介绍
世界正变得越来越联通，并且这已经使消费者具有不管时间和位置而能够在线并且体验至少适度数据率的增加预期。作为对这些预期的一个响应，下一代移动技术（所谓的IMT-2020（5G））将高速移动性瞄准为一个目标。所研究的示范情形是高速列车和高速公路上的车辆，但是跟随近来的趋势，期望对于飞机的陆地飞行中宽带服务将在范围中—作为用户设备（UE）与基站之间的直接通信或者经由飞行器机载的接入点（AP），所述AP聚合某个数量的UE的业务并且保持到基站的链路。在2013年，联邦通信委员会（FCC）设法通过为飞行中空对地宽带连接指派14GHz射频（RF）带中的500MHz宽子带，来使能更好的连接性。FCC的预期在于，到2021年，将存在对于向其乘客提供高速宽带连接性的15000次飞行的需求。相比之下，在2013年的可用性是全球3000架飞机，并且这伴随被消费者认为太慢并且迄今过于昂贵的连接。本行业已经注意到，当今的航线旅客预期与在地面可用的相同等级的宽带服务。已经执行了在典型用于常规蜂窝网络的更低频带中提供陆地网络覆盖的若干试验。航空管理方面的最近进步将（如果正确利用的话）极大地增强和简化基于陆地网络的飞行中宽带服务。用于保持地面上的移动通信设备的覆盖的原理是众所周知的。所谓的无线电基站部署在各种地理位置，以及对于给定移动通信设备，“最适合”基站被选择作为到通信系统中的连接的点。当移动通信设备改变其位置时，与服务基站的它的无线电连接的质量可恶化到进行重选的程度，由此更适合基站接管为服务基站。能够看到，在常规电信系统（其集中于与地面上的移动装置的通信）中，基站的部署设计成在每个地理位置（当然除了在其中发生服务从一个基站到另一个基站的切换的小区边缘之外）提供单个宏小区覆盖。为了实现与在天空中的飞行器上的通信设备的成本有效通信，期望将现有电信系统的宏网格再用于那个通信。然而，这种再使用不是直截了当的事情，因为由地面上的移动设备用于小区选择和重选的现有策略当那个设备在空运时不是有用的。原因在于，地面上的小区选择大体上依靠与路径损耗相关的信号测量，并且在地面上，这基本上与地理相关，因为例如建筑和地形使得它是富散射环境。在大多数情况下，对于地面上的设备的最适合宏小区将是移动通信设备在物理上最靠近的宏小区。但是在空中，视线（LoS）条件获胜—基本上不存在周围散射—并且因此从多个基站所接收的信号全部具有大致相同的路径损耗。因此，典型用于现有系统中的小区选择/重选的信号测量和策略在应用于空运设备时不是有用的。因此，存在对于允许空运移动通信设备从部署在地面上的地理上多样的位置的多个潜在基站之中选择/重选服务小区的技术的需要。
技术实现思路
应当强调的是，在本说明书中使用时，术语“包括（comprise和comprising）”用来指定所陈述的特征、整体、步骤或组件的存在；但是这些术语的使用并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、组件或者其组的存在或添加。此外，在一些实例中（例如在权利要求书和概述中）可提供附图标记，以促进对各种步骤和/或元件的识别。但是，附图标记的使用不打算归于或建议这样引用的步骤和/或元件要按照任何特定顺序来执行或操作。根据本专利技术的一个方面，上述和其它目的采用在蜂窝电信系统中将服务于无线通信设备的职责从服务小区切换到目标小区的技术来实现，其中无线通信设备位于飞行中的第一飞行器中。这涉及确定飞行器位置、飞行器速度和飞行器方向。对于多个候选小区的每个候选小区，进行关于将由从候选小区指向第一飞行器的波束引起的通过切换的波束失真等级的预测。通过识别多个候选小区的哪个具有通过切换的预测波束失真的最小量来从多个候选小区中选择目标小区。发信号通知目标小区，以准备服务于无线通信设备的职责的切换。在一些但不一定全部实施例的方面，确定飞行器位置、飞行器速度和飞行器方向包括经由飞行器导航广播接收器周期地采集从第一飞行器所传送的所采集导航信息，其中所采集导航信息包括第一飞行器的位置、第一飞行器的高度以及指示何时确定第一飞行器的位置的时间值。速度和方向从周期采集的导航信息来确定。在一些但不一定全部实施例的方面，预测将由从候选小区指向第一飞行器的波束引起的波束失真等级包括预测将由从候选小区指向第一飞行器的波束引起的多普勒位移等级。在一些但不一定全部实施例的方面，通过识别多个候选小区的哪个具有通过切换的预测波束失真的最小量来从多个候选小区中选择目标小区包括稳定通过切换的多普勒位移。在一些但不一定全部实施例的方面，预测将由从候选小区指向第一飞行器的波束引起的通过切换的波束失真等级包括对于给定将来时刻预测表示第一飞行器的轨迹的第一向量与第一飞行器和候选小区天线间的第二向量之间的波束角，其中第一和第二向量是欧几里德（Euclidean）三维空间中的向量。此外，通过识别多个候选小区的哪个具有通过切换的预测波束失真的最小量来从多个候选小区中选择目标小区包括确定候选小区的哪个具有最接近与第一飞行器方向垂直的波束角。在一些但不一定全部实施例的方面，预测将由从候选小区指向第一飞行器的波束引起的通过切换的波束失真等级包括对于给定将来时刻预测表示第一飞行器的轨迹的第一向量与第一飞行器和候选小区天线间的第二向量之间的波束角，其中第一和第二向量是欧几里德三维空间中的向量。此外，通过识别多个候选小区的哪个具有通过切换的预测波束失真的最小量来从多个候选小区中选择目标小区包括确定候选小区的哪个具有最接近与第一飞行器方向正切的波束角。在一些但不一定全部实施例的方面，预测将由从候选小区指向第一飞行器的波束引起的通过切换的波束失真等级包括对于给定将来时刻预测表示第一飞行器的轨迹的第一向量与第一飞行器和服务小区天线间的第二向量之间的第一角；以及对于给定将来时刻预测表示第一飞行器的轨迹的第一向量与第一飞行器和候选小区天线间的第三向量之间的第二角，其中第一、第二和第三向量是欧几里德三维空间中的向量。此外，通过识别多个候选小区的哪个具有通过切换的预测波束失真的最小量来从多个候选小区中选择目标小区包括识别多个候选小区的哪个具有与第一角最相似的第二角。在一些但不一定全部实施例的方面，预测将由从候选小区指向第一飞行器的波束引起的通过切换的波束失真等级包括对于给定将来时刻预测从候选小区到第一飞行器的波束的方位角和方向，以及对于给定将来时刻预测从候选小区到具有需要蜂窝通信系统服务的机载无线通信设备的第二飞行器的波束的方位角和方向。在从候选小区到第一飞行器的波束的预测方位角和方向与从候选小区到第二飞行器的波束的预测方位角和方向之间计算相似度，并且相似度被用作波束失真等级的指示符。在一些但不一定全部实施例的方面，预测将由从候选小区指向第一飞行器的波束引起的通过切换的波束失真等级包括对于将来时刻预测由除了候选小区之外的小区所服务的第二飞行器将进入来自候选小区的波束的覆盖区域。附图说明通过阅读以下结合附图的详细描述，将会理解本专利技术的目的和优点，其中：图1示出ADS-B部署。图2示出通过ADS-B广播和4G最大小区大小的覆盖的差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在蜂窝电信系统中将服务于无线通信设备的职责从服务小区切换到目标小区的方法，其中，所述无线通信设备位于飞行中的第一飞行器中，其中所述方法由所述蜂窝电信系统的网络节点来执行，所述方法包括：确定飞行器位置、飞行器速度和飞行器方向；对于多个候选小区的每个候选小区，预测将由从所述候选小区指向所述第一飞行器的波束引起的通过切换的波束失真等级；通过识别所述多个候选小区的哪个具有通过所述切换的预测波束失真的最小量来从所述多个候选小区中选择所述目标小区；以及发信号通知所述目标小区，以准备服务于所述无线通信设备的职责的切换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.09 US 14/9633981.一种在蜂窝电信系统中将服务于无线通信设备的职责从服务小区切换到目标小区的方法，其中，所述无线通信设备位于飞行中的第一飞行器中，其中所述方法由所述蜂窝电信系统的网络节点来执行，所述方法包括：确定飞行器位置、飞行器速度和飞行器方向；对于多个候选小区的每个候选小区，预测将由从所述候选小区指向所述第一飞行器的波束引起的通过切换的波束失真等级；通过识别所述多个候选小区的哪个具有通过所述切换的预测波束失真的最小量来从所述多个候选小区中选择所述目标小区；以及发信号通知所述目标小区，以准备服务于所述无线通信设备的职责的切换。2.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述飞行器位置、所述飞行器速度和所述飞行器方向包括：经由飞行器导航广播接收器周期地采集从所述第一飞行器所传送的所采集导航信息，其中所采集导航信息包括：所述第一飞行器的所述位置；所述第一飞行器的高度；以及指示何时确定所述第一飞行器的所述位置的时间值；以及从所周期采集的导航信息来确定所述速度和所述方向。3.如权利要求1所述的方法，其中，预测将由从所述候选小区指向所述第一飞行器的所述波束引起的通过所述切换的所述波束失真等级包括：预测将由从所述候选小区指向所述第一飞行器的所述波束引起的多普勒位移等级。4.如权利要求1所述的方法，其中，通过识别所述多个候选小区的哪个具有通过所述切换的预测波束失真的所述最小量来从所述多个候选小区中选择所述目标小区包括稳定通过所述切换的多普勒位移。5.如权利要求1所述的方法，其中：预测将由从所述候选小区指向所述第一飞行器的所述波束引起的通过所述切换的所述波束失真等级包括：对于给定将来时刻，预测表示所述第一飞行器的所述轨迹的第一向量与所述第一飞行器和候选小区天线间的第二向量之间的波束角，其中所述第一和第二向量是欧几里德三维空间中的向量；以及通过识别所述多个候选小区的哪个具有通过所述切换的预测波束失真的所述最小量来从所述多个候选小区中选择所述目标小区包括：确定所述候选小区的哪个具有最接近与所述第一飞行器方向垂直的所述波束角。6.如权利要求1所述的方法，其中：预测将由从所述候选小区指向所述第一飞行器的所述波束引起的通过所述切换的所述波束失真等级包括：对于给定将来时刻，预测表示所述第一飞行器的所述轨迹的第一向量与所述第一飞行器和候选小区天线间的第二向量之间的波束角，其中所述第一和第二向量是欧几里德三维空间中的向量；以及通过识别所述多个候选小区的哪个具有通过所述切换的预测波束失真的所述最小量来从所述多个候选小区中选择所述目标小区包括：确定所述候选小区的哪个具有最接近与所述第一飞行器方向正切的所述波束角。7.如权利要求1所述的方法，其中：预测将由从所述候选小区指向所述第一飞行器的所述波束引起的通过所述切换的所述波束失真等级包括：对于给定将来时刻，预测表示所述第一飞行器的所述轨迹的第一向量与所述第一飞行器和服务小区天线间的第二向量之间的第一角；以及对于所述给定将来时刻，预测表示所述第一飞行器的所述轨迹的所述第一向量与所述第一飞行器和候选小区天线间的第三向量之间的第二角，其中所述第一、第二和第三向量是欧几里德三维空间中的向量；以及通过识别所述多个候选小区的哪个具有通过所述切换的预测波束失真的所述最小量来从所述多个候选小区中选择所述目标小区包括：识别所述多个候选小区的哪个具有与所述第一角最相似的所述第二角。8.如权利要求1所述的方法，其中，预测将由从所述候选小区指向所述第一飞行器的所述波束引起的通过所述切换的所述波束失真等级包括：对于给定将来时刻，预测从所述候选小区到所述第一飞行器的波束的方位角和方向；对于所述给定将来时刻，预测从所述候选小区到具有需要蜂窝通信系统服务的机载无线通信设备的第二飞行器的波束的方位角和方向；确定从所述候选小区到所述第一飞行器的所述波束的所预测方位角和方向与从所述候选小区到所述第二飞行器的所述波束的所预测方位角和方向之间的相似度；以及使用所述相似度作为所述波束失真等级的指示符。9.如权利要求1所述的方法，其中，预测将由从所述候选小区指向所述第一飞行器的所述波束引起的通过所述切换的所述波束失真等级包括：对于将来时刻，预测由除了所述候选小区之外的小区所服务的第二飞行器将进入来自所述候选小区的波束的覆盖区域。10.一种用于在蜂窝电信系统中将服务于无线通信设备的职责从服务小区切换到目标小区的装置，其中，所述无线通信设备位于飞行中的第一飞行器中，其中装置与所述蜂窝电信系统的网络节点关联，所述装置包括：配置成确定飞行器位置、飞行器速度和飞行器方向的电路；配置成对于多个候选小区的每个候选小区预测将由从所述候选小区指向所述第一飞行器的波束引起的通过切换的波束失真等级的电路；配置成通过识别所述多个候选小区的哪个具有通过所述切换的预测波束失真的最小量来从所述多个候选小区中选择所述目标小区的电路；以及配置成发信号通知所述目标小区以准备服务于所述无线通信设备的职责的切换的电路。11.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：P阿力森，B林多夫，B艾克伦德，J艾森蒙，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE