[發明專利]高空通信系統、方法及裝置

有效

• 申請號: 201611265788.4
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN108271118B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 王鎧堯;劉永俊
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04W4/021
• 分類號: H04W4/021;H04W4/029;H04W16/28;H04W84/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明實施例提供一種空中和地面間的通信控制方法，所述方法應用于地面網絡和至少一層空中網絡組成的分層網絡中，所述方法包括：地面平臺接收高空平臺發送的所述高空平臺的位置信息；所述無地面平臺位于地面網絡中，所述高空平臺位于所述空中網絡中，且覆蓋所述地面平臺；根據地面平臺的位置信息和所述高空平臺的位置信息確定波束方向；在所述波束方向上向所述高空平臺發送波束寬度信息；所述波束寬度信息用于調整所述高空平臺的位置信息發送周期。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，特別涉及一種高空通信系統、方法及裝置。

背景技術

國際電聯(ITU)的報告顯示，目前世界上仍有近2/3的人口沒有聯網，主要分布在偏遠、人口密度低的地區。通過地面基站為這些地區進行網絡覆蓋，成本會非常高。利用空中平臺(氣球、飛艇、無人機)提供面向偏遠地區的廣覆蓋網絡是一種新的手段。通常，高空平臺位于距離地面高度18～25km的平流層。平流層這一層一般具有較小的風速(例如，5到40m/s之間的風速)和相對較小的湍流。另外，18km以上的高度通常超過了商業飛機指定的最大高度。因此，當高空平臺部署在18km至25km之間時，對商業飛機不會造成太大干擾。

在相關技術中，例如谷歌氣球，高空平臺攜帶基站(包括BBU、RRU、天線等通信設備)升到平流層，高空基站與地面核心網利用無線回傳進行通信。高空平臺需要對通信設備做低溫、低壓、低濕度及散熱等保護措施，避免對設備造成影響。高空平臺通過太陽電池供電。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

高空平臺的載重與平臺大小、成本成正比。將基站搬移到高空平臺上，基站的體積、重量、保溫、散熱及功耗等問題對高空平臺的有效載荷和供電能力提出非常高的要求。

通常，高空設備在高空不是固定在某一個位置，而是不斷的移動。在風速穩定情況下，高空設備可以通過飛行控制系統，控制以某個位置為中心，大致沿著半徑R的軌跡進行飛行。但在風速不穩定的情況下，例如遇到大氣湍流等，風速和風向會發生變化，從而導致高空設備的對地面移動速率發生變化，導致高空設備可能飛出波束覆蓋范圍，從而導致高空設備與地面設備之間的自由空間鏈路不穩定，甚至中斷。

發明內容

為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種高空通信系統、方法及裝置。所述技術方案如下：

一方面，本發明實施例提供一種空中和地面間的通信控制方法，所述方法應用于地面網絡和至少一層空中網絡組成的分層網絡中，所述方法包括：

地面設備獲得對高空設備的波束覆蓋半徑，所述波束覆蓋半徑是根據所述高空設備的當前對地移動速度或所述高空設備的飛行軌跡半徑計算得到的；所述高空設備的飛行軌跡半徑根據所述高空設備位置信息計算得到的；所述地面設備位于所述地面網絡中，所述高空設備位于所述空中網絡中，且覆蓋所述地面設備；

根據所述地面設備的位置信息確定所述地面設備到所述高空設備的波束方向；

根據所述波束覆蓋半徑確定所述地面設備到所述高空設備的波束寬度；

根據所述波束方向和所述波束寬度控制所述地面設備對所述高空設備的波束。

可選地，根據所述地面設備的位置信息確定所述地面設備到所述高空設備的波束方向，包括：

根據所述高空設備的位置信息，計算所述高空設備的移動軌跡的中心位置坐標；

根據所述移動軌跡的中心位置坐標和所述地面設備的位置信息，計算所述波束方向。

可選地，所述根據所述波束覆蓋半徑確定所述地面設備到所述高空設備的波束寬度，包括：

根據所述高空設備的位置信息，計算所述高空設備的移動軌跡的中心位置坐標；