[發明專利]基于飛行器的空對地通信系統與現有對地靜止衛星服務之間的頻譜共享

有效

• 申請號: 201280032486.6
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN103636143B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: J·M·克魯茲;P·J·沃爾什;J·A·托賓;T·喬伊斯;Y·劉;A·K·查里;I·科斯塔尼奇;H·G·塞勒卡
• 申請（專利權）人: GOGO有限責任公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 張揚;王英

相關申請的交叉引用

本申請要求于2011年6月29日遞交的美國專利申請No.13/172,539的優先權。于2011年6月29日遞交的美國專利申請No.13/172,539是于2008年6月12日遞交的美國專利申請No.12/137,995的部分接續申請；其是于2003年12月7日遞交的美國專利申請No.10,730,329、現在于2006年9月26日發布的美國專利No.7,113,780的部分接續申請；也是于2006年7月24日遞交的美國專利申請No.11/492,545、現在于2010年7月6日發布的美國專利No.7,751,815的部分接續申請；其是于2003年12月7日遞交的美國專利申請No.10,730,329、現在于2006年9月26日發布的美國專利No.7,113,780的接續申請。于2011年6月29日遞交的美國專利申請No.13/172,539還是于2009年4月14日遞交的美國專利申請No.12/423,555的部分接續申請，其是于2003年12月7日遞交的美國專利申請No.10,730,329、現在于2006年9月26日發布的美國專利No.7,113,780的接續申請，。前述申請據此以引用方式合并到相同的程度，如同在本文中充分公開。

技術領域

概括地說，本發明涉及空對地（ATG）通信，具體地說，本發明涉及提供通信設備的通信系統，所述通信設備由位于飛行器上的通信網絡來服務，通過重新使用目前由飛行器在其中進行操作的空間的量中尚存的、對地靜止衛星服務的射頻頻譜而具有高速空對地通信服務。

背景技術

在空對地（ATG）通信（諸如在飛行器和ATG地面站之間）的領域中，提供足夠的帶寬以攜帶通信設備（其由位于飛機上的通信網絡（有線的或無線的）來服務）和ATG地面站（其被連接到陸地通信網絡）之間的通信是個難題。用于這個目的的ATG地面站的集合實現傳統的蜂窩網絡，其中每個ATG地面站包括“小區站點”。存在可用于這個目的的有限的頻譜選擇，這些選擇也受限于用于在飛行器上實現相應的射頻天線的能力。

典型的ATG蜂窩通信網絡包括多個陸地（地面）ATG基站，它們中的每一個在預定的空間的量內提供射頻覆蓋區域，輻射狀地在小區站點周圍安排發射和接收天線。這種陸地基站使用天線方向圖，所述天線方向圖對接收源自地面或地面反射的信號較不敏感，以及其天線方向圖主要地聚焦于地平線與天頂之間的區域。陸地基站是地理上分布的，通常跟隨著典型的蜂窩通信網絡布局。陸地基站也可以在機場附近共處在一地，以當飛行器在地面時啟用網絡覆蓋；這種情況下，天線方向圖是針對位于陸地的飛行器來優化的。每個陸地基站的覆蓋區域的邊界基本上與鄰居站點的邊界是鄰接的，以使ATG蜂窩通信網絡中所有陸地基站的復合覆蓋通常提供在目標區域上的覆蓋。陸地基站可以使用與單個發射和接收天線系統相關聯的收發機來提供單個全小區的覆蓋，或者在站點的覆蓋區域內的多個扇區，每個扇區具有相關聯的收發機和相關聯的發射和接收天線。每個陸地基站具有多個扇區的后一種安排的優勢是允許在所述陸地基站的覆蓋區域中提供增強的呼叫和數據流量的處理容量。

可用于這個目的的當前的射頻頻譜限制了在任何單個小區中的總的可用流量處理容量。因此，在飛行器與ATG蜂窩通信網絡的陸地基站之間的射頻通信鏈路已經限制了容量，以及，隨著乘客使用飛行器網絡來進行因特網瀏覽和寬帶文件下載，信道容量會在需求整體被滿足之前耗盡。更多有優勢的頻譜選擇目前是不可用的，因為它們專門用于早已存在的用途，諸如衛星通信。

發明內容

通過基于飛機的空對地通信系統與現有的對地靜止衛星服務之間目前的頻譜共享（在本文中被稱為“頻譜共享系統”）解決了上述問題以及獲得了在本領域中的技術改進，其實現了基于飛機的空對地（ATG）通信系統與對地靜止衛星服務系統之間的頻譜重新使用。這是通過管理在飛行器在其中操作的空間的量中的射頻傳輸來完成的，其中通過在公共頻譜中實現顛倒的上行鏈路和下行鏈路射頻路徑減少了頻譜共享系統與對地靜止衛星服務系統之間的干擾。頻譜共享系統還避免干擾對地靜止衛星服務的地球站，所述地球站通過依靠地球站的高指向性天線方向圖和頻譜共享系統地面站天線方向圖的組合來指向衛星的軌道弧，以及通過確保頻譜共享系統地面站在所述方向上輻射的功率電平低于將生成干擾的電平，來避免干擾在它們的軌道弧中的衛星。