在多个小区中提供空到地无线通信的网络制造技术

本文描述的各方面涉及用于通过多个小区提供空到地无线通信的网络。该网络包括第一基站阵列，其每个基站包括定义朝向第一方向的定向辐射图的相应第一天线阵列，其中所述第一基站阵列的每个基站与所述第一基站阵列的另一个基站沿所述第一方向间隔第一距离设置。该网络还包括类似的第二基站阵列，其中第二基站阵列基本平行于第一基站阵列延伸，并与第一基站阵列间隔第二距离，以在第一和第二基站阵列的相应基站之间形成连续且至少部分重叠的小区覆盖区。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
示例性实施例一般地涉及无线通信，更具体而言，涉及采用楔形小区在不同距离和高度提供连续的无线通信。
技术介绍
在现代社会中，高速数据通信和能够进行这种通信的装置已经普及。这些装置使大量用户能够保持与因特网或其他通信网络的接近连续的连接。尽管这些高速数据连接可以通过电话线、电缆调制解调器或具有物理有线连接的其他这种装置实现，但无线连接已经使我们保持连接而不牺牲移动性的能力发生了革命性进步。不过，不论人们在地面上多么熟悉保持连续连接到网络，人们通常认为，一旦登上飞机，容易和/或便宜的连接往往会停止。至少对于飞机上的乘客而言，航空平台仍未变得容易且便宜地连接到通信网络。试图在空中保持连接通常成本高昂，并具有带宽限制或延迟高等问题。此外，用户应对飞机通信能力带来的费用和问题的意愿常常限于由飞机上提供的刚性通信体系结构支持的非常特定的通信模式。常规地基无线通信系统使用垂直天线以提供用于装置连接的覆盖。地表体系中使用的天线通常在宽度为65到90度的方位角或水平平面中提供覆盖。高度或垂直图案通常更窄，以便在水平平面中最大化天线的性能，这能够实现更大的覆盖面积，提高信号强度或覆盖区域中的清晰度等等。不过，由于关注水平平面，这些现有天线可能无法为覆盖区高度上方行进的飞机提供连接。
技术实现思路
无线技术的持续进展提供了新的机会，以利用安装在特定场所的多个天线为处于不同高度的飞机提供无线覆盖。基站的多个天线均能够发射具有在两个仰角之间定义的辐射图的信号，导致增大垂直波束宽度和较小的方位角以形成楔形扇区。这些楔形扇区然后可能彼此重叠以在高度方向上累进建立，用于在高的高度处提供具有连续覆盖的通信。在一个示例中，在基站处配置多个天线，使得对应的楔形扇区在水平平面中相邻，以在水平平面中实现基本半圆的覆盖区，该覆盖区在距基站预定距离之内至少到达预定高度。此外，多个部署的基站可以在大体上沿第一方向对齐，同时在大体上沿第二方向偏移。此外，在第一方向上所部署基站之间的距离可以小于在第二方向上基站之间的距离，以便于基于楔形扇区提供直到预定高度的连续覆盖。在第一方向中，所述基站可以被在一定距离处对齐和部署，使得第一基站的楔形扇区可以被沿第一方向在第一基站后方的第二基站的楔形扇区重叠。这允许第二基站的扇区在第一基站的位置处覆盖的高度达到预定的高度，并从第一基站在第一方向上延伸超过预定的距离，直到第一基站的扇区达到预定高度。在第二方向中，基站可以在一定距离处被偏移和部署，从而允许基于扇区的水平平面覆盖区来进行连续覆盖，因为在第一方向上补偿了覆盖区的高度不足，于是可以不需要由第二方向的相邻覆盖区进行补偿。在一个示例性实施例中，提供了一种用于在多个小区中提供空到地(ATG)无线通信的网络。该网络包括第一基站阵列，其每个基站包括定义朝向第一方向的定向辐射图的相应第一天线阵列，其中所述第一基站阵列的每个基站与所述第一基站阵列的另一个基站沿所述第一方向间隔第一距离设置。该网络还包括第二基站阵列，其每个基站均包括定义朝向所述第一方向中的定向辐射图的相应第二天线阵列，其中所述第二基站阵列的每个基站与所述第二基站阵列的另一个基站沿所述第一方向间隔所述第一距离设置，并且其中所述第二基站阵列基本平行于所述第一基站阵列延伸，并且与所述第一基站阵列间隔第二距离，以在所述第一和第二基站阵列的相应基站之间形成连续且至少部分重叠的小区覆盖区。所述第一基站阵列和所述第二基站阵列的基站设置成沿所述第一方向彼此偏移第三距离，且其中所述第一距离小于所述第二距离。在另一个示例性实施例中，提供了一种用于在多个小区中提供ATG无线通信的网络。该网络包括具有第一天线阵列的第一基站，所述第一天线阵列提供朝向第一方向的定向辐射图，所述定向辐射图在沿以所述第一方向为中心的方位角的预定范围上延伸，并且在至少预定距离上在第一仰角和第二仰角之间延伸，以定义基本楔形的辐射图。该网络还包括在所述第一方向上与所述第一基站分隔第一距离部署的第二基站，所述第二基站具有第二天线阵列，所述第二天线阵列与所述第一天线阵列具有相同的定向辐射图，使得所述第一和第二天线阵列的覆盖区在沿所述第一方向从所述第二基站移动的不同高度范围处重叠。该网络还包括在所述第一方向上与所述第二基站分隔所述第一距离部署的第三基站，所述第三基站具有第三天线阵列，所述第三天线阵列与所述第一和第二天线阵列具有相同的定向辐射图，使得所述第一、第二和第三天线阵列的覆盖区在沿所述第一方向从所述第三基站移动的不同高度范围处重叠，以实现达到预定高度的连续覆盖。【附图说明】已经这样概括地描述了本专利技术，现在将参考附图，附图未必是按比例绘制的，其中:图1示出了提供空到地(ATG)无线通信覆盖区的示例网络部署的顶视图；图2示出了提供重叠小区覆盖区以实现高达预定高度的覆盖的基站的示例网络部署的一个方面；图3示出了提供重叠小区覆盖区和/或额外覆盖区的基站的示例网络部署的一个方面；图4不出了不例性实施例基站的功能方框图；以及图5示出了用于部署基站以在预定高度提供ATG无线通信的示例方法。【具体实施方式】现在将参考附图在下文中更充分地描述一些示例性实施例，在附图中示出了一些，但并非全部示例性实施例。实际上，不应将本文描述和示出的示例理解为限制本公开的范围、适用性或配置。相反，这些示例性实施例被提供以使本公开满足适用的法律要求。可以在整个说明书中使用相似的附图标记指示相似元件。此外，如这里使用的，术语“或”要理解为逻辑运算符，只要其操作数中的一个或多个为真，其结果就为真。本文描述的一些示例性实施例提供了用于改进空到地(ATG)无线通信性能的架构。就此而言，一些示例性实施例可以提供具有天线结构的基站，其便于在高度足够高的垂直和水平平面上提供无线通信覆盖，以与高的高度的飞机通信。基站能够在垂直平面中提供楔形小区覆盖区，其在距基站预定距离之内的预定高度处实现覆盖以方便ATG无线通信。小区覆盖区在水平平面中可以基本为半圆，并可以由多个天线提供，每个天线均在半圆方位角的一部分上提供楔形扇区。基站可以被部署为基本沿第一方向对齐，同时在第二方向上偏移。例如，基站还可被部署在第一方向上的第一距离处以提供高度上的覆盖重叠来实现预定高度上的覆盖，并且基于扇区的可实现覆盖区距离在第二方向上的第二距离之内。图1示出了用于提供ATG无线通信覆盖的被部署基站的网络100的顶视图。网络100包括提供基本半圆小区覆盖区的多个基站。小区覆盖区均被示为两个部分。例如，用于第一基站的小区覆盖区被示为图案类似的部分102和104。部分102和104代表水平平面上的单个连续小区覆盖区；不过，如本文中进一步所述，图1示出了另一小区覆盖区的插入(intervening)部分108，其提供重叠的覆盖以实现高达预定高度的连续覆盖。出于例示的目的，部分102被示为代表从对应基站的位置到任意距离的初始小区覆盖区；应指出这个部分102还包括另一小区覆盖区的部分108的重叠覆盖以在预定高度实现覆盖。此外，部分106和108代表的覆盖区可以延伸超过覆盖区部分104的边界130 ;在描述中覆盖区被限制以例示边界覆盖区能够在预定高度提供ATG无线通信覆盖的至少一个点。此外，为了便于解释未示出基站，但应指出基站可以被定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在多个小区中提供空到地(ATG)无线通信的网络，包括：第一基站阵列，其中每个基站包括定义朝向第一方向的定向辐射图的相应第一天线阵列，其中所述第一基站阵列的每个基站与所述第一基站阵列的另一个基站沿所述第一方向间隔第一距离设置；以及第二基站阵列，其中每个基站包括定义朝向所述第一方向的定向辐射图的相应第二天线阵列，其中所述第二基站阵列的每个基站与所述第二基站阵列的另一个基站沿所述第一方向间隔所述第一距离设置，并且其中所述第二基站阵列基本平行于所述第一基站阵列延伸，并且与所述第一基站阵列间隔第二距离，以在所述第一和第二基站阵列的相应基站之间形成连续且至少部分重叠的小区覆盖区，其中所述第一基站阵列和所述第二基站阵列的基站被设置成沿所述第一方向彼此偏移第三距离，并且其中所述第一距离小于所述第二距离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·希斯洛普，A·P·卡普兰，M·多德森，
申请(专利权)人：智天网络有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US