專利名稱：高速移動(dòng)下地空寬帶通信的切換方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線寬帶地空通信領(lǐng)域和航空信息管理領(lǐng)域，特別涉及實(shí)現(xiàn)無(wú)線地空通信切換和高帶寬通信的系統(tǒng)及切換方法。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)不只滿足于地面通信，通信業(yè)務(wù)對(duì)其他場(chǎng)合例如空域的覆蓋需求日益凸顯。如何將移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用在航空系統(tǒng)中并在其中實(shí)現(xiàn)寬帶地空通信業(yè)務(wù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。而其中如何解決高速移動(dòng)的終端在飛行過(guò)程中的切換問(wèn)題是地空通信系統(tǒng)寬帶業(yè)務(wù)，尤其是實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)質(zhì)量保證的關(guān)鍵。而現(xiàn)有的地 面蜂窩系統(tǒng)在解決切換問(wèn)題上沒(méi)有考慮航空通信的特殊性，比如在特定工作頻段下，降雨等天氣因素會(huì)帶來(lái)較嚴(yán)重的信號(hào)衰落，飛機(jī)飛行姿態(tài)變化引起的飛機(jī)機(jī)體對(duì)天線信號(hào)的遮擋會(huì)導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量20-30dB的嚴(yán)重衰落問(wèn)題。當(dāng)遇到出現(xiàn)持續(xù)的覆蓋不足的問(wèn)題時(shí)，地面移動(dòng)通信系統(tǒng)通常通過(guò)增加基站或直放站的布設(shè)來(lái)解決。而在地空通信場(chǎng)景下，要增加基站數(shù)目，則會(huì)增加基站數(shù)量、以及增加布站的站址，這些方式因?yàn)榈乜胀ㄐ耪局愤x擇困難、成本高等原因無(wú)法實(shí)施。在這種情況下，如果僅僅通過(guò)判斷信號(hào)質(zhì)量作為切換判決的條件，容易引起誤切換和甚至產(chǎn)生頻繁往返切換的“乒乓效應(yīng)”。另一方面，現(xiàn)有技術(shù)中在信號(hào)質(zhì)量下降時(shí)開始對(duì)鄰居基站進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致切換時(shí)間點(diǎn)過(guò)晚，業(yè)務(wù)質(zhì)量下降嚴(yán)重；測(cè)量時(shí)間過(guò)短則很難排除瞬間干擾因素，弓丨起誤切換和乒乓效應(yīng)。因此，需要改進(jìn)技術(shù)，從而準(zhǔn)確判斷切換時(shí)機(jī)，保證在當(dāng)前鏈路質(zhì)量下降之前及時(shí)切換到信號(hào)較好的相鄰小區(qū)，以保證業(yè)務(wù)質(zhì)量的平穩(wěn)性。再則，當(dāng)前地面通信系統(tǒng)采用的終端在與當(dāng)前基站通信過(guò)程中需不斷測(cè)量相鄰小區(qū)信號(hào)質(zhì)量，以便生成一個(gè)候選的鄰區(qū)切換基站列表，使得終端可以及時(shí)切換到表中相應(yīng)的目標(biāo)小區(qū)，但是這種方法需要終端不斷測(cè)量鄰居基站信道。這種方法測(cè)量持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)量帶來(lái)的計(jì)算開銷大，不太適合具有確定終端(飛機(jī))位置信息與姿態(tài)信息的地空通信系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種實(shí)現(xiàn)地空寬帶通信的系統(tǒng)及方法，用來(lái)實(shí)現(xiàn)高速地空寬帶通信下的機(jī)載設(shè)備的寬帶無(wú)線通信和網(wǎng)絡(luò)的快速平穩(wěn)切換。根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了一種高速移動(dòng)下地空寬帶通信的切換方法，包括以下步驟A、當(dāng)前基站從所述機(jī)載終端設(shè)備獲得飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息；B、機(jī)載終端設(shè)備測(cè)量和上報(bào)當(dāng)前基站的信號(hào)質(zhì)量；C、機(jī)載終端設(shè)備根據(jù)當(dāng)前基站的信號(hào)質(zhì)量或者當(dāng)前基站發(fā)送的切換測(cè)量請(qǐng)求，啟動(dòng)對(duì)鄰居基站發(fā)射信號(hào)的測(cè)量，并上報(bào)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量；D、當(dāng)前基站根據(jù)飛機(jī)姿態(tài)變化信息、當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量和鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，進(jìn)行從所述當(dāng)前基站到鄰居基站的越區(qū)切換。上述步驟A可以通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)Al、機(jī)載終端設(shè)備通過(guò)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS獲得飛機(jī)位置信息和飛機(jī)速度信息；A2、機(jī)載終端設(shè)備把所述飛機(jī)位置信息和速度信息上報(bào)給當(dāng)前基站，當(dāng)前基站通過(guò)速度信息計(jì)算得到飛機(jī)姿態(tài)變化信息；或者機(jī)載終端設(shè)備把所述飛機(jī)位置信息和通過(guò)速度信息計(jì)算得到的飛機(jī)姿態(tài)變化信息上報(bào)給所述當(dāng)前基站。上述步驟A還可以通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)Al’、機(jī)載終端設(shè)備利用定位系統(tǒng)獲得飛機(jī)位置信息，利用姿態(tài)傳感器獲得飛機(jī)姿 態(tài)變化信息；A2’、機(jī)載終端設(shè)備把所述飛機(jī)位置信息和姿態(tài)變化信息上報(bào)給當(dāng)前基站。其中，所述姿態(tài)傳感器可以是陀螺儀。其中，所述步驟C包括Cl、機(jī)載終端設(shè)備將當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量與預(yù)定門限值進(jìn)行比較；C2、當(dāng)比較結(jié)果為所述當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量低于或等于預(yù)定門限值時(shí)，自行啟動(dòng)對(duì)鄰居基站信號(hào)的測(cè)量，并上報(bào)基于自行啟動(dòng)測(cè)量的鄰居基站測(cè)量報(bào)告。其中，所述步驟C包括C3、若在當(dāng)前基站根據(jù)所述飛機(jī)位置信息確定飛機(jī)從當(dāng)前基站近點(diǎn)區(qū)域進(jìn)入當(dāng)前基站遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域的時(shí)刻，未收到基于自行啟動(dòng)測(cè)量的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，則向機(jī)載終端設(shè)備發(fā)送切換測(cè)量請(qǐng)求；C4、所述機(jī)載終端設(shè)備響應(yīng)所述切換測(cè)量請(qǐng)求，啟動(dòng)對(duì)鄰居基站信號(hào)的測(cè)量，并上報(bào)基于請(qǐng)求啟動(dòng)測(cè)量的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量。其中，所述步驟D包括D1、當(dāng)前基站收到所述鄰居基站信號(hào)質(zhì)量后，判斷飛機(jī)姿態(tài)變化信息的變化值是否大于門限值；D2、若變化值大于門限值，則暫停切換；D3、若變化值小于門限值，則進(jìn)一步判斷鄰居基站信號(hào)質(zhì)量是否高于當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量，若鄰居基站信號(hào)質(zhì)量高于當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量且兩者差值大于一定值，則通知機(jī)載終端設(shè)備進(jìn)行切換，反之則暫停切換。上述步驟D具體為D1’、當(dāng)前基站收到機(jī)載終端設(shè)備上報(bào)的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量后，判斷機(jī)載終端設(shè)備上報(bào)的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量啟動(dòng)屬性；D2’、若判斷鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量屬于自行啟動(dòng)，則判斷飛行姿態(tài)變化信息的變化值是否超過(guò)門限值，并在所述變化值超過(guò)門限值時(shí)，則本次測(cè)量值不計(jì)入平均值，反之，將本次測(cè)量值計(jì)入平均，并通過(guò)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量與當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量的比較進(jìn)行切換；D3’、若判斷鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量屬于依請(qǐng)求啟動(dòng)，則判斷飛行姿態(tài)變化信息的變化值是否超過(guò)門限值，并在所述變化值超過(guò)門限值時(shí)，則本次測(cè)量值不計(jì)入平均值，反之，將本次測(cè)量值計(jì)入平均，并通過(guò)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量與當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量的比較進(jìn)行切換。其中，步驟D2’所述的通過(guò)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量與當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量的比較進(jìn)行切換包括若鄰居基站信號(hào)質(zhì)量高于當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量且差值大于第一預(yù)定值，則通知機(jī)載終端設(shè)備進(jìn)行切換；反之，則暫停切換。其中，步驟D3’所述的通過(guò)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量與當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量的比較進(jìn)行切換包括若鄰居基站信號(hào)質(zhì)量高于當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量且差值大于第二預(yù)定值，則通知機(jī)載終端設(shè)備進(jìn)行切換；反之，則暫停切換；其中所述第一預(yù)定值大于所述第二預(yù)定值。其中，所述鄰居基站信號(hào)質(zhì)量和當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量均包括信號(hào)強(qiáng)度或信號(hào)干擾噪聲比；在此情況下，所述鄰居基站信號(hào)質(zhì)量高于當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量包括鄰居基站的信號(hào)強(qiáng)度大于當(dāng)前基站的信號(hào)強(qiáng)度，或者鄰居基站的信號(hào)干擾噪聲比大于當(dāng)前基站的信號(hào)干擾噪聲比。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種高速移動(dòng)下地空寬帶通信的切換系統(tǒng)，包括飛機(jī)位置和姿態(tài)檢測(cè)裝置，用于通過(guò)檢測(cè)飛機(jī)的位置和姿態(tài)，得到飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息；位于飛機(jī)上的機(jī)載終端設(shè)備，用于上報(bào)所述飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息，測(cè)量和上報(bào)當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量，并根據(jù)當(dāng)前基站的信號(hào)質(zhì)量或者當(dāng)前基站發(fā)送的切換測(cè)量請(qǐng)求，啟動(dòng)對(duì)鄰居基站發(fā)射信號(hào)的測(cè)量，并上報(bào)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量；地面基站設(shè)備，用于接收所述機(jī)載終端設(shè)備上報(bào)的飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息以及當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量和鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，根據(jù)飛機(jī)位置信息向機(jī)載終端設(shè)備發(fā)送所述切換測(cè)量請(qǐng)求，并根據(jù)飛機(jī)姿態(tài)變化信息、當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量和鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，進(jìn)行從所述當(dāng)前基站到鄰居基站的越區(qū)切換。其中，所述機(jī)載終端設(shè)備包括當(dāng)前基站信號(hào)測(cè)量和比較模塊，用于測(cè)量當(dāng)前基站的信號(hào)質(zhì)量，并將當(dāng)前基站的信號(hào)質(zhì)量與預(yù)定門限值進(jìn)行比較；鄰居基站信號(hào)測(cè)量模塊，用于在當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量低于或等于預(yù)定門限值時(shí)，自行啟動(dòng)對(duì)鄰居基站信號(hào)的測(cè)量，或者根據(jù)所述切換測(cè)量請(qǐng)求，啟動(dòng)對(duì)鄰居基站信號(hào)的測(cè)量，并上報(bào)基于自行啟動(dòng)測(cè)量或基于請(qǐng)求啟動(dòng)測(cè)量的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量。其中,所述地面基站設(shè)備包括基站收發(fā)模塊，用于接收機(jī)載終端設(shè)備上報(bào)的飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息以及當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量和鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，并發(fā)送切換測(cè)量請(qǐng)求；切換測(cè)量請(qǐng)求發(fā)送模塊，根據(jù)所述飛機(jī)位置信息確定飛機(jī)從當(dāng)前基站近點(diǎn)區(qū)域進(jìn)入當(dāng)前基站遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域的切換準(zhǔn)備時(shí)刻，并在該切換準(zhǔn)備時(shí)刻之前未收到基于自行啟動(dòng)測(cè)量的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的情況下，向機(jī)載終端設(shè)備發(fā)送切換測(cè)量請(qǐng)求。其中，所述地面基站設(shè)備還包括測(cè)量啟動(dòng)屬性判斷模塊，用于判斷機(jī)載終端設(shè)備上報(bào)的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量啟動(dòng)屬性；切換模塊，當(dāng)判斷鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量屬于自行啟動(dòng)，則進(jìn)一步判斷飛行姿態(tài)信息變化值是否超過(guò)門限值，并在飛行姿態(tài)信息變化值超過(guò)門限值時(shí)暫停切換，反之，則通知機(jī)載終端設(shè)備進(jìn)行切換；當(dāng)判斷鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量屬于依請(qǐng)求啟動(dòng)，則比較鄰居基站信號(hào)質(zhì)量和當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量，并且當(dāng)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量高于當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量時(shí)，通知機(jī)載終端設(shè)備進(jìn)行切換。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)效果是基站可以根據(jù)飛機(jī)的位置信息和姿態(tài)信息做出有效的切換判斷命令，避免了飛機(jī)由于處于轉(zhuǎn)彎，氣流顛簸引起的不穩(wěn)定狀態(tài)導(dǎo)致的乒乓效應(yīng)，并且可以避免因切換決策過(guò)晚引起的通信質(zhì)量下降，保證了及時(shí)、有效、快速、平滑的切換，提高了性能的穩(wěn)定性，從而有效的保證了地空寬帶通信的服務(wù)質(zhì)量。


圖I是本發(fā)明的地空寬帶通信系統(tǒng)示意圖；圖2a是本發(fā)明的切換系統(tǒng)的功能模塊示意圖；
圖2b是圖2a中的機(jī)載終端設(shè)備的功能模塊示意圖；圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)功能模塊中姿態(tài)信息計(jì)算模塊的處理流程；圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)功能模塊中基站切換模塊處理流程圖；圖5是本發(fā)明的飛機(jī)飛行近點(diǎn)與遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域示意圖；圖6是本發(fā)明的飛機(jī)在飛行過(guò)程中的切換示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合

本發(fā)明的實(shí)施方式。圖I是本發(fā)明的地空寬帶通信系統(tǒng)示意圖，所示發(fā)明的系統(tǒng)中，GNSS系統(tǒng)I和機(jī)載終端設(shè)備2安裝于飛機(jī)3上，地面基站4和地面基站5以及位置服務(wù)器6和7、位置服務(wù)器位于地面，基站4或基站5分別通過(guò)無(wú)線通信鏈路8與飛機(jī)上機(jī)載終端設(shè)備2進(jìn)行通信，基站4和基站5之間通過(guò)地面核心網(wǎng)9進(jìn)行信息交互，基站和位置服務(wù)器通過(guò)通信鏈路10進(jìn)行信息交互。飛機(jī)上的機(jī)載終端設(shè)備2通常僅與一個(gè)地面基站進(jìn)行通信，比如與地面基站4進(jìn)行通信，本發(fā)明將當(dāng)前與機(jī)載終端設(shè)備2進(jìn)行通信的地面基站4稱之為當(dāng)前基站，而將未進(jìn)行通信的地面基站5稱之為鄰居基站。下面結(jié)合圖I說(shuō)明本發(fā)明的一種高速移動(dòng)下地空寬帶通信的切換方法。當(dāng)前基站4從所述機(jī)載終端設(shè)備2獲得飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息；機(jī)載終端設(shè)備2實(shí)時(shí)測(cè)量和上報(bào)含有當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量報(bào)告，該信號(hào)質(zhì)量是機(jī)載終端設(shè)備2通過(guò)對(duì)當(dāng)前基站4發(fā)送的無(wú)線信號(hào)測(cè)量得到的，并且通過(guò)測(cè)量報(bào)告發(fā)送給當(dāng)iu基站4 ；機(jī)載終端設(shè)備根據(jù)所測(cè)量當(dāng)前基站的信號(hào)質(zhì)量或者當(dāng)前基站4發(fā)送的切換測(cè)量請(qǐng)求，啟動(dòng)對(duì)鄰居基站發(fā)射信號(hào)的測(cè)量，并通過(guò)測(cè)量報(bào)告上報(bào)的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，啟動(dòng)對(duì)鄰居基站信號(hào)測(cè)量就意味著進(jìn)入越區(qū)切換階段，本發(fā)明根據(jù)兩種情況啟動(dòng)對(duì)鄰居基站信號(hào)測(cè)量其一是，當(dāng)前基站信號(hào)突然變差，其二是，飛機(jī)從當(dāng)前基站近點(diǎn)區(qū)域進(jìn)入當(dāng)前基站遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域，以便確保機(jī)載終端設(shè)備通過(guò)切換，始終與信號(hào)質(zhì)量最好的基站進(jìn)行通信；當(dāng)前基站4根據(jù)飛機(jī)姿態(tài)變化信息、當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量和鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，進(jìn)行從所述當(dāng)前基站到鄰居基站的越區(qū)切換。
本發(fā)明可機(jī)載終端設(shè)備可以通過(guò)衛(wèi)星定位系統(tǒng)(如GPS或GNSS)獲得飛機(jī)位置信息，通過(guò)飛機(jī)姿態(tài)傳感器得到飛機(jī)姿態(tài)信息(如利用陀螺儀得到三軸姿態(tài)信息)，然后通過(guò)與當(dāng)前飛機(jī)姿態(tài)信息進(jìn)行比較，得到飛機(jī)姿態(tài)變化信息，然后機(jī)載終端設(shè)備2將飛機(jī)位置信息和姿態(tài)變化信息上報(bào)給當(dāng)前基站4，使當(dāng)前基站4得到飛機(jī)位置信息和姿態(tài)變化信息。另一方面，本發(fā)明也可以利用飛機(jī)上的GNSS獲得飛機(jī)位置信息和姿態(tài)變化信息，具體操作步驟如下機(jī)載終端設(shè)備2通過(guò)機(jī)載衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS獲得飛機(jī)三個(gè)方向上的位置信息和速度信息；機(jī)載終端設(shè)備2把所述飛機(jī)位置信息和速度信息上報(bào)給當(dāng)前基站4，當(dāng)前基站4通過(guò)速度信息計(jì)算得到飛機(jī)姿態(tài)變化信息，使當(dāng)前基站4得到飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息。當(dāng)然，機(jī)載終端設(shè)備2也可以先用速度信息計(jì)算出飛機(jī)姿態(tài)變化信息，然后再把 飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息上報(bào)給所述當(dāng)前基站4。圖3顯示了利用飛機(jī)速度信息計(jì)算姿態(tài)變化信息的流程。如圖3所示，位置服務(wù)器6從當(dāng)前基站4得到機(jī)載終端設(shè)備2上報(bào)的飛機(jī)的速度信息32，這里的速度是指東向、北向和上向速度觀測(cè)值4、匕、I，之后用卡爾曼濾波對(duì)東向、北向和上向數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立濾波得到東向、北向、向上速度和加速度最優(yōu)估值33的4、毛，%、I、毛，
33作為偽姿態(tài)計(jì)算的輸入，34的偽姿態(tài)根據(jù)每次卡爾曼濾波得到的最優(yōu)速度、加速度估
(ν λ
值計(jì)算出偽偏航角、偽俯仰角、偽滾動(dòng)/滾轉(zhuǎn)角Ψ8、0S、其中Ts=arctan i，
\VE J
Λ
= arctan , Vu ，
Ιλ/^J
, .f L-P^ . f (LEi +LJ+ LuZc)-(PEi +PJ)) . f LePe+LnPn ]￠). = arcsin , ,, , = arcsin -——,_ ^- = arcsin ,J—
UlIIpIJ I V4+4+4V^2+^2 JJ
，P代表水平參考矢量，由重力加速度矢量和速度矢量叉乘得到，L代表提升加速度矢量。35的t-T時(shí)刻姿態(tài)信息保存為Ψ3。1(1，Θ s old, Φ3。1(1，然后在36進(jìn)行差值計(jì)算得到姿態(tài)變化值ΔΨ8, Δ θ8, ΔΦ8ο具體計(jì)算方法參見(jiàn)《劉瑞華張鵬張磊基于單天線GPS的偽姿態(tài)測(cè)量算法研究期刊論文中國(guó)民航大學(xué)學(xué)報(bào)2009》、《蔡青春王惠南單天線GPS接收機(jī)載體姿態(tài)測(cè)定分析期刊論文南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)2002》。如上所述，若當(dāng)前基站信號(hào)突然變差，本發(fā)明將自行啟動(dòng)對(duì)鄰居基站5的信號(hào)質(zhì)量測(cè)量，具體操作步驟如下機(jī)載終端設(shè)備2實(shí)時(shí)將當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量與預(yù)定門限值進(jìn)行比較；當(dāng)比較結(jié)果為當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量低于或等于預(yù)定門限值時(shí)，自行啟動(dòng)對(duì)鄰居基站信號(hào)的測(cè)量，并上報(bào)基于自行測(cè)量啟動(dòng)的鄰居基站測(cè)量報(bào)告。該自行測(cè)量啟動(dòng)通常與飛機(jī)的位置無(wú)關(guān)，無(wú)論飛機(jī)位于當(dāng)前基站近點(diǎn)區(qū)域還是位于當(dāng)前基站遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域，只要機(jī)載終端設(shè)備接收的當(dāng)前基站信號(hào)變差，機(jī)載終端設(shè)備都會(huì)自行啟動(dòng)對(duì)鄰居基站信號(hào)的測(cè)量。此外，當(dāng)前基站也將會(huì)根據(jù)基站終端設(shè)備上報(bào)的位置信息確定飛機(jī)是否已經(jīng)從當(dāng)前基站近點(diǎn)區(qū)域進(jìn)入當(dāng)前基站遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域。如果在當(dāng)前基站確定飛機(jī)從當(dāng)前基站近點(diǎn)區(qū)域進(jìn)入當(dāng)前基站遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域的時(shí)刻，未收到基于自行啟動(dòng)測(cè)量的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，則當(dāng)前基站向機(jī)載終端設(shè)備2發(fā)送切換測(cè)量請(qǐng)求。機(jī)載終端設(shè)備2響應(yīng)該切換測(cè)量請(qǐng)求，啟動(dòng)對(duì)鄰居基站信號(hào)的測(cè)量，并上報(bào)基于請(qǐng)求啟動(dòng)測(cè)量的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，本發(fā)明將這種對(duì)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量稱之為依請(qǐng)求測(cè)量。本發(fā)明根據(jù)飛機(jī)姿態(tài)變化信息、位置信息、當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量和鄰居基站信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行從當(dāng)前基站到鄰居基站的切換，其操作步驟為當(dāng)前基站收到所述鄰居基站信號(hào)質(zhì)量后，判斷飛機(jī)姿態(tài)變化信息的變化值是否大于門限值；若變化值大于門限值，則暫停切換；若變化值小于門限值，則進(jìn)一步判斷鄰居基站信號(hào)質(zhì)量是否高于當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量，若鄰居基站信號(hào)質(zhì)量高于當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量且兩者差值大于一定值，則通知機(jī)載終端設(shè)備進(jìn)行切換，反之則暫停切換。 在一個(gè)具體實(shí)施例中，可以通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)從當(dāng)前基站到鄰居基站的切換當(dāng)前基站收到機(jī)載終端設(shè)備上報(bào)的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量后，判斷機(jī)載終端設(shè)備上報(bào)的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量啟動(dòng)屬性，即判斷鄰居基站信號(hào)質(zhì)量屬于機(jī)載終端設(shè)備自行啟動(dòng)測(cè)量還是屬于基站發(fā)送的切換測(cè)量請(qǐng)求；若判斷鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量屬于自行啟動(dòng)，則判斷飛行姿態(tài)變化信息的變化值是否超過(guò)門限值，并在所述變化值超過(guò)門限值時(shí)，暫停切換，反之，則通過(guò)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量與當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量的比較進(jìn)行切換；若判斷鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量屬于依切換測(cè)量請(qǐng)求啟動(dòng)，則通過(guò)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量與當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量的比較進(jìn)行切換。在鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量屬于自行啟動(dòng)的情況下，上述的通過(guò)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量與當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量的比較進(jìn)行切換的步驟包括若鄰居基站信號(hào)質(zhì)量高于當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量且差值大于第一預(yù)定值，則通知機(jī)載終端設(shè)備進(jìn)行切換；反之，則暫停切換。在鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量屬于依切換測(cè)量請(qǐng)求啟動(dòng)的情況下，上述的通過(guò)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量與當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量的比較進(jìn)行切換的步驟包括若鄰居基站信號(hào)質(zhì)量高于當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量且差值大于第二預(yù)定值，則通知機(jī)載終端設(shè)備進(jìn)行切換；反之，則暫停切換；其中所述第一預(yù)定值大于所述第二預(yù)定值。判斷機(jī)載終端設(shè)備上報(bào)的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量啟動(dòng)屬性可以通過(guò)以下兩種方式實(shí)現(xiàn)方式一，在收到機(jī)載終端設(shè)備上報(bào)的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量后，當(dāng)前基站從日志中查找切換測(cè)量請(qǐng)求記錄，若查找到記錄，則判斷該鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量屬于依切換測(cè)量請(qǐng)求啟動(dòng)；若未查找到，則判斷該鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量屬于自行啟動(dòng)；方式二，在收到機(jī)載終端設(shè)備上報(bào)的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量后，檢測(cè)其屬性標(biāo)識(shí)，由于機(jī)載終端設(shè)備賦予這兩種鄰居基站信號(hào)質(zhì)量不同的屬性標(biāo)識(shí)，因此可以根據(jù)檢測(cè)的屬性標(biāo)識(shí)確定鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量屬于依切換測(cè)量請(qǐng)求啟動(dòng)還是屬于自行啟動(dòng)。如上所述，鄰居基站信號(hào)質(zhì)量和當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量均通過(guò)相應(yīng)的測(cè)量報(bào)告?zhèn)鬏數(shù)疆?dāng)前基站，測(cè)量報(bào)告可以包括測(cè)量啟動(dòng)標(biāo)識(shí)，基站標(biāo)識(shí)(比如，當(dāng)前基站標(biāo)識(shí)，鄰居基站標(biāo)識(shí))，基站信號(hào)質(zhì)量?；拘盘?hào)質(zhì)量包括信號(hào)強(qiáng)度或信號(hào)干擾噪聲比，因此，上述的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量高于當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量通常存在兩種情況，第一、鄰居基站的信號(hào)強(qiáng)度大于當(dāng)前基站的信號(hào)強(qiáng)度；第二、鄰居基站的信號(hào)干擾噪聲比大于當(dāng)前基站的信號(hào)干擾噪聲比。圖2a顯示了本發(fā)明的高速移動(dòng)下地空寬帶通信的切換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。如圖2a所示，本發(fā)明的高速移動(dòng)下地空寬帶通信的切換系統(tǒng)包括飛機(jī)位置和姿態(tài)檢測(cè)裝置1，用于通過(guò)飛機(jī)上的GNSS系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)飛機(jī)的位置和姿態(tài)，得到飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息；位于飛機(jī)上的機(jī)載終端設(shè)備2，用于上報(bào)所述飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息，測(cè)量和上報(bào)當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量，并根據(jù)當(dāng)前基站的信號(hào)質(zhì)量或者當(dāng)前基站發(fā)送的切換測(cè)量請(qǐng)求，啟動(dòng)對(duì)鄰居基站發(fā)射信號(hào)的測(cè)量，并上報(bào)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量；
地面基站設(shè)備，用于接收所述機(jī)載終端設(shè)備上報(bào)的飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息以及當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量和鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，根據(jù)飛機(jī)位置信息向機(jī)載終端設(shè)備發(fā)送所述切換測(cè)量請(qǐng)求，并根據(jù)飛機(jī)姿態(tài)變化信息、當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量和鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，進(jìn)行從所述當(dāng)前基站到鄰居基站的越區(qū)切換。圖2b顯示了機(jī)載終端設(shè)備2的結(jié)構(gòu)，如圖2b所示，機(jī)載終端設(shè)備2包括當(dāng)前基站信號(hào)測(cè)量模塊21，用于測(cè)量和上報(bào)當(dāng)前基站的信號(hào)質(zhì)量；鄰居基站信號(hào)測(cè)量模塊22，用于在當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量低于或等于預(yù)定門限值時(shí)，自行啟動(dòng)對(duì)鄰居基站信號(hào)的測(cè)量，或者根據(jù)所述切換測(cè)量請(qǐng)求，啟動(dòng)對(duì)鄰居基站信號(hào)的測(cè)量，并上報(bào)基于自行啟動(dòng)測(cè)量或基于請(qǐng)求啟動(dòng)測(cè)量的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量；以及機(jī)載終端設(shè)備收發(fā)模塊23，用于上報(bào)來(lái)自當(dāng)前基站信號(hào)測(cè)量模塊21和鄰居基站信號(hào)測(cè)量模塊22的當(dāng)前基站和鄰居基站的信號(hào)質(zhì)量，將當(dāng)前基站4發(fā)送的切換測(cè)量請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給鄰居基站信號(hào)測(cè)量模塊22。如圖2a所示,地面基站設(shè)備包括基站收發(fā)模塊41，用于接收機(jī)載終端設(shè)備I上報(bào)的飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息以及當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量和鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，發(fā)送切換測(cè)量請(qǐng)求；切換測(cè)量請(qǐng)求發(fā)送模塊42，根據(jù)所述飛機(jī)位置信息確定飛機(jī)從當(dāng)前基站近點(diǎn)區(qū)域進(jìn)入當(dāng)前基站遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域的切換準(zhǔn)備時(shí)刻，并在該切換準(zhǔn)備時(shí)刻之前未收到鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的情況下，向機(jī)載終端設(shè)備發(fā)送切換測(cè)量請(qǐng)求，也就是說(shuō)，只有在基站收發(fā)模塊41未收到鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的情況下，該模塊42才能夠生成并發(fā)送切換測(cè)量請(qǐng)求。地面基站設(shè)備還包括測(cè)量啟動(dòng)屬性判斷模塊43、基站切換模塊44和位置服務(wù)器
6。測(cè)量啟動(dòng)屬性判斷模塊43用于判斷所述鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量啟動(dòng)屬性?；厩袚Q模塊44用于當(dāng)判斷鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量屬于自行啟動(dòng)，進(jìn)一步判斷飛行姿態(tài)信息變化值是否超過(guò)門限值，并在飛行姿態(tài)信息變化值超過(guò)門限值時(shí)暫停切換，反之，則通知機(jī)載終端設(shè)備進(jìn)行切換；當(dāng)判斷鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量屬于依請(qǐng)求啟動(dòng)，則比較鄰居基站信號(hào)質(zhì)量和當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量，并且當(dāng)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量高于當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量時(shí)，通知機(jī)載終端設(shè)備進(jìn)行切換。位置服務(wù)器6通過(guò)基站收發(fā)模塊41得到機(jī)載終端設(shè)備上報(bào)的位置和速度信息，并通過(guò)速度信息算出飛機(jī)姿態(tài)變化信息。圖4顯示了本發(fā)明的基站切換模塊44的處理流程?；臼盏浇K端上報(bào)的鄰居基站測(cè)量報(bào)告41后，從位置服務(wù)器6讀取姿態(tài)變化值ΛΨ8，Λ Θ8,ΔΦ8 42，分別與門限值Ψ1，Θ I, Φ1進(jìn)行比較43，若其中任一值超過(guò)門限值50，則認(rèn)為飛機(jī)姿態(tài)當(dāng)前處于不穩(wěn)定狀態(tài)，不對(duì)測(cè)量值進(jìn)行平均處理。否則對(duì)上報(bào)的測(cè)量結(jié)果值進(jìn)行平均44。如果此時(shí)飛機(jī)上報(bào)是由基站主動(dòng)發(fā)起45，則表明處于近點(diǎn)區(qū)域進(jìn)入遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域階段，則將測(cè)量結(jié)果平均值與門限值Diff2進(jìn)行比較46，大于門限值則進(jìn)行切換48，低于門限則不進(jìn)行切換49 ;否則表明飛機(jī)此時(shí)仍處于近點(diǎn)區(qū)域，將測(cè)量結(jié)果平均值與門限值Diffl進(jìn)行比較47，大于門限值則進(jìn)行切換48，低于門限值則不進(jìn)行切換49。圖5是本發(fā)明的飛機(jī)飛行近點(diǎn)與遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域示意圖。外面的圓形區(qū)域51表明了基站信號(hào)的覆蓋范圍。里面的灰色區(qū)域52為基站的近點(diǎn)區(qū)域?；靖采w范圍內(nèi)，除了近點(diǎn)區(qū)域以外的區(qū)域?yàn)檫h(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域53。鄰基站在空中某個(gè)位置的功率值等于本基站在此位置處的功率值(Pa = Pb)，這個(gè)基站與鄰基站功率值相等的位置到本基站的距離為L(zhǎng)。近點(diǎn)區(qū)域?yàn)閐in = λ *L(59)，其中λ為不大于I的常數(shù)。，飛機(jī)的飛行軌跡可以分為四種情況飛機(jī)由 遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域進(jìn)入近點(diǎn)區(qū)域54，飛機(jī)由近點(diǎn)區(qū)域進(jìn)入遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域55，飛機(jī)在近點(diǎn)區(qū)域內(nèi)飛行56，飛機(jī)在遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)飛行57。圖6是本發(fā)明的飛機(jī)在飛行過(guò)程中的切換示意圖。帶箭頭的實(shí)線為飛機(jī)飛行的軌跡和方向61。當(dāng)飛機(jī)在位置62時(shí)，與基站a建立連接63。之后飛機(jī)先后經(jīng)歷①?gòu)腶基站遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域進(jìn)入a基站近點(diǎn)區(qū)域64，和③在a基站近點(diǎn)區(qū)域飛行65。當(dāng)飛機(jī)飛到位置67時(shí)，基站a通過(guò)接收的位置信息發(fā)現(xiàn)飛機(jī)離開基站a的近點(diǎn)區(qū)域，進(jìn)入基站a的遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域68，因此基站a向終端發(fā)送切換測(cè)量請(qǐng)求，要求終端對(duì)鄰基站進(jìn)行測(cè)量。終端測(cè)量后將測(cè)量報(bào)告發(fā)給基站a，當(dāng)基站a判斷基站b的信號(hào)較強(qiáng)且比a高diff2時(shí)，通知終端切換到基站b，并將終端的信息通過(guò)地面核心網(wǎng)發(fā)給基站b。終端與a斷開鏈接，與基站b建立連接69。如果飛機(jī)在飛行過(guò)程中信號(hào)質(zhì)量下降并且低于門限值，則終端開始對(duì)鄰基站進(jìn)行測(cè)量，并且向當(dāng)前基站發(fā)送測(cè)量報(bào)告，基站收到后，訪問(wèn)位置服務(wù)器得到飛機(jī)的飛行姿態(tài)信息，如果飛機(jī)姿態(tài)變化值超過(guò)門限值，則暫時(shí)不進(jìn)行切換；否則，如果計(jì)算出基站b的信號(hào)較強(qiáng)且比a高diffl，則通知終端切換到基站b。綜上所述，本發(fā)明提出了一種實(shí)現(xiàn)高速地空寬帶通信的切換系統(tǒng)，包括沿航線分布在地面安裝N個(gè)基站，所述N為大于2的整數(shù)常量；基站之間通過(guò)地面核心網(wǎng)進(jìn)行通信；相互鄰近的所述基站的無(wú)線信號(hào)覆蓋區(qū)域部分重疊。地面同時(shí)安裝有位置服務(wù)器，和基站相連接。機(jī)載無(wú)線通信終端安裝于飛機(jī)的機(jī)艙內(nèi)，飛機(jī)上同時(shí)安裝有GNSS定位導(dǎo)航系統(tǒng)。GNSS能實(shí)時(shí)獲得飛機(jī)的位置信息，并通過(guò)機(jī)上的機(jī)載無(wú)線通信終端發(fā)送給地面基站，基站將其轉(zhuǎn)發(fā)給位置信息服務(wù)器，位置服務(wù)器上的姿態(tài)計(jì)算模塊根據(jù)收到的飛機(jī)位置信息計(jì)算出飛機(jī)的姿態(tài)變化信息。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)地空寬帶通信切換的基本原理是飛機(jī)上的機(jī)載終端設(shè)備2與當(dāng)前基站4以正常狀態(tài)保持通信連接并周期測(cè)量當(dāng)前基站發(fā)過(guò)來(lái)信號(hào)的強(qiáng)度，當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前信號(hào)質(zhì)量下降并低于信號(hào)質(zhì)量門限值時(shí)，終端開始對(duì)鄰居基站5進(jìn)行測(cè)量，并向當(dāng)前連接基站報(bào)告鄰居基站測(cè)量結(jié)果，測(cè)量結(jié)果包含鄰居基站ID號(hào)，信號(hào)強(qiáng)度RSSI，信號(hào)干擾噪聲比CINR等信息。當(dāng)前基站4以時(shí)間周期T訪問(wèn)位置服務(wù)器，獲得飛機(jī)當(dāng)前的飛行姿態(tài)變化及位置信息。根據(jù)信號(hào)強(qiáng)弱將基站的覆蓋范圍劃分為近點(diǎn)區(qū)域和遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域，當(dāng)基站檢測(cè)到飛機(jī)位置信息顯示從近點(diǎn)區(qū)域進(jìn)入遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域，但沒(méi)有收到飛機(jī)的切換測(cè)量報(bào)告，則主動(dòng)向終端發(fā)送測(cè)量請(qǐng)求，要求終端切換到目標(biāo)小區(qū)，終端開始對(duì)鄰居基站信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，并向基站發(fā)送切換測(cè)量報(bào)告。當(dāng)前基站4收到鄰居基站測(cè)量報(bào)告后，對(duì)各個(gè)相鄰基站的信號(hào)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行平均。并從位置服務(wù)器中讀取飛機(jī)當(dāng)前的姿態(tài)變化信息，如果姿態(tài)信變化息顯示飛機(jī)正處于在轉(zhuǎn)彎或者傾斜等不穩(wěn)定狀態(tài)，則不作出切換判決。否則基站從位置服務(wù)器中讀取飛機(jī)當(dāng)前的位置信息，計(jì)算出與終端的相對(duì)距離。如果基站與終端的相對(duì)距離小于D1，則認(rèn)為終端處于基站的近點(diǎn)區(qū)域，此時(shí)如果測(cè)量結(jié)果中顯示有小區(qū)比當(dāng)前小區(qū)的平均信號(hào)干擾噪聲比CINR高Diffl，則基站決定將終端切換到CINR平均值最強(qiáng)小區(qū)；否則如果終端與基站的相對(duì)距離大于D1，則認(rèn)為終端處于基站的遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域，此時(shí)如果當(dāng)前基站收到的測(cè)量報(bào)告是終端對(duì)基站主動(dòng)測(cè)量請(qǐng)求的反饋，且測(cè)量結(jié)果顯示存在鄰居基站比當(dāng)前基站的CINR強(qiáng)Diff2,則當(dāng)前基站要求終端切換到CINR平均值最強(qiáng)的基站對(duì)應(yīng)的小區(qū)。其中Dl，Diffl, Diff2均為大于零的實(shí)數(shù)常量。本發(fā)明能讓基站根據(jù)飛機(jī)的位置信息和姿態(tài)信息做出有效的切換判斷命令，避免了飛機(jī)由于處于轉(zhuǎn)彎，氣流顛簸引起的不穩(wěn)定狀態(tài)導(dǎo)致的乒乓效應(yīng)，并且可以避免因切換決策過(guò)晚引起的通信質(zhì)量下降，保證了及時(shí)、有效、快速、平滑的切換，提高了切換的穩(wěn)定性，從而有效的保證了地空寬帶通信的服務(wù)質(zhì)量。盡管上文對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行各種修改。因此，凡按照本發(fā)明原理所作的修改，都應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種高速移動(dòng)下地空寬帶通信的切換方法，包括以下步驟 A、當(dāng)前基站從所述機(jī)載終端設(shè)備獲得飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息； B、機(jī)載終端設(shè)備測(cè)量和上報(bào)當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量； C、機(jī)載終端設(shè)備根據(jù)當(dāng)前基站的信號(hào)質(zhì)量或者當(dāng)前基站發(fā)送的切換測(cè)量請(qǐng)求，啟動(dòng)對(duì)鄰居基站發(fā)射信號(hào)的測(cè)量，并上報(bào)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量； D、當(dāng)前基站根據(jù)飛機(jī)姿態(tài)變化信息、飛機(jī)位置信息、當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量和鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，進(jìn)行從所述當(dāng)前基站到鄰居基站的越區(qū)切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述步驟A包括 Al、機(jī)載終端設(shè)備通過(guò)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS獲得飛機(jī)位置信息和飛機(jī)速度信息； A2、機(jī)載終端設(shè)備把所述飛機(jī)位置信息和速度信息上報(bào)給當(dāng)前基站，當(dāng)前基站通過(guò)速度信息計(jì)算得到飛機(jī)姿態(tài)變化信息；或者機(jī)載終端設(shè)備把所述飛機(jī)位置信息和通過(guò)速度信息計(jì)算得到的飛機(jī)姿態(tài)變化信息上報(bào)給所述當(dāng)前基站。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述步驟A包括 Al’、機(jī)載終端設(shè)備利用定位系統(tǒng)獲得飛機(jī)位置信息，利用姿態(tài)傳感器獲得飛機(jī)姿態(tài)變化信息； A2’、機(jī)載終端設(shè)備把所述飛機(jī)位置信息和姿態(tài)變化信息上報(bào)給當(dāng)前基站。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的方法，其中，所述步驟C包括 Cl、機(jī)載終端設(shè)備將當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量與預(yù)定門限值進(jìn)行比較； C2、當(dāng)比較結(jié)果為所述當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量低于或等于預(yù)定門限值時(shí)，自行啟動(dòng)對(duì)鄰居基站信號(hào)的測(cè)量，并上報(bào)基于自行啟動(dòng)測(cè)量的鄰居基站測(cè)量報(bào)告。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述步驟C包括 C3、若在當(dāng)前基站根據(jù)所述飛機(jī)位置信息確定飛機(jī)從當(dāng)前基站近點(diǎn)區(qū)域進(jìn)入當(dāng)前基站遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域的時(shí)刻，未收到基于自行啟動(dòng)測(cè)量的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，則向機(jī)載終端設(shè)備發(fā)送切換測(cè)量請(qǐng)求； C4、所述機(jī)載終端設(shè)備響應(yīng)所述切換測(cè)量請(qǐng)求，啟動(dòng)對(duì)鄰居基站信號(hào)的測(cè)量，并上報(bào)基于請(qǐng)求啟動(dòng)測(cè)量的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述步驟D包括 D1、當(dāng)前基站收到所述鄰居基站信號(hào)質(zhì)量后，判斷飛機(jī)姿態(tài)變化信息的變化值是否大于門限值； D2、若變化值大于門限值，則暫停切換； D3、若變化值小于門限值，則進(jìn)一步判斷鄰居基站信號(hào)質(zhì)量是否高于當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量，若鄰居基站信號(hào)質(zhì)量高于當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量且兩者差值大于一定值，則通知機(jī)載終端設(shè)備進(jìn)行切換，反之則暫停切換。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述鄰居基站信號(hào)質(zhì)量和當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量均包括信號(hào)強(qiáng)度或信號(hào)干擾噪聲比； 所述鄰居基站信號(hào)質(zhì)量高于當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量包括鄰居基站的信號(hào)強(qiáng)度大于當(dāng)前基站的信號(hào)強(qiáng)度，或者鄰居基站的信號(hào)干擾噪聲比大于當(dāng)前基站的信號(hào)干擾噪聲比。
8.一種高速移動(dòng)下地空寬帶通信的切換系統(tǒng)，包括 飛機(jī)位置和姿態(tài)檢測(cè)裝置，用于通過(guò)檢測(cè)飛機(jī)的位置和姿態(tài)，得到飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息； 位于飛機(jī)上的機(jī)載終端設(shè)備，用于上報(bào)所述飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息，測(cè)量和上報(bào)當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量，并根據(jù)當(dāng)前基站的信號(hào)質(zhì)量或者當(dāng)前基站發(fā)送的切換測(cè)量請(qǐng)求，啟動(dòng)對(duì)鄰居基站發(fā)射信號(hào)的測(cè)量，并上報(bào)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量； 地面基站設(shè)備，用于接收所述機(jī)載終端設(shè)備上報(bào)的飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息以及當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量和鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，根據(jù)飛機(jī)位置信息向機(jī)載終端設(shè)備發(fā)送所述切換測(cè)量請(qǐng)求，并根據(jù)飛機(jī)姿態(tài)變化信息、飛機(jī)位置信息、當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量和鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，進(jìn)行從所述當(dāng)前基站到鄰居基站的越區(qū)切換。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述機(jī)載終端設(shè)備包括 當(dāng)前基站信號(hào)測(cè)量和比較模塊，用于測(cè)量當(dāng)前基站的信號(hào)質(zhì)量，并將當(dāng)前基站的信號(hào)質(zhì)量與預(yù)定門限值進(jìn)行比較； 鄰居基站信號(hào)測(cè)量模塊，用于在當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量低于或等于預(yù)定門限值時(shí)，自行啟動(dòng)對(duì)鄰居基站信號(hào)的測(cè)量，或者根據(jù)所述切換測(cè)量請(qǐng)求，啟動(dòng)對(duì)鄰居基站信號(hào)的測(cè)量，并上報(bào)基于自行啟動(dòng)測(cè)量或基于請(qǐng)求啟動(dòng)測(cè)量的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述地面基站設(shè)備包括 基站收發(fā)模塊，用于接收機(jī)載終端設(shè)備上報(bào)的飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息以及當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量和鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，并發(fā)送切換測(cè)量請(qǐng)求； 切換測(cè)量請(qǐng)求發(fā)送模塊，根據(jù)所述飛機(jī)位置信息確定飛機(jī)從當(dāng)前基站近點(diǎn)區(qū)域進(jìn)入當(dāng)前基站遠(yuǎn)點(diǎn)區(qū)域的切換準(zhǔn)備時(shí)刻，并在該切換準(zhǔn)備時(shí)刻之前未收到基于自行啟動(dòng)測(cè)量的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的情況下，向機(jī)載終端設(shè)備發(fā)送切換測(cè)量請(qǐng)求。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述地面基站設(shè)備還包括 測(cè)量啟動(dòng)屬性判斷模塊，用于判斷機(jī)載終端設(shè)備上報(bào)的鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量啟動(dòng)屬性； 切換模塊，當(dāng)判斷鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量屬于自行啟動(dòng)，則進(jìn)一步判斷飛行姿態(tài)信息變化值是否超過(guò)門限值，并在飛行姿態(tài)信息變化值超過(guò)門限值時(shí)暫停切換，反之，則通知機(jī)載終端設(shè)備進(jìn)行切換；以及當(dāng)判斷鄰居基站信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量屬于依請(qǐng)求啟動(dòng)，則比較鄰居基站信號(hào)質(zhì)量和當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量，并且當(dāng)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量高于當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量時(shí)，通知機(jī)載終端設(shè)備進(jìn)行切換。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高速移動(dòng)下地空寬帶通信的切換方法及系統(tǒng)，所述方法包括當(dāng)前基站從所述機(jī)載終端設(shè)備獲得飛機(jī)位置信息和飛機(jī)姿態(tài)變化信息；機(jī)載終端設(shè)備測(cè)量和上報(bào)當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量；機(jī)載終端設(shè)備根據(jù)當(dāng)前基站的信號(hào)質(zhì)量或者當(dāng)前基站發(fā)送的切換測(cè)量請(qǐng)求，啟動(dòng)對(duì)鄰居基站發(fā)射信號(hào)的測(cè)量，并上報(bào)鄰居基站信號(hào)質(zhì)量；當(dāng)前基站根據(jù)飛機(jī)姿態(tài)變化信息、當(dāng)前基站信號(hào)質(zhì)量和鄰居基站信號(hào)質(zhì)量，進(jìn)行從所述當(dāng)前基站到鄰居基站的越區(qū)切換。本發(fā)明利用飛機(jī)的位置信息和姿態(tài)信息，在終端接收的信號(hào)強(qiáng)度變?nèi)鯐r(shí)做出有效的切換判決，避免乒乓效應(yīng)和切換決策過(guò)晚引起的性能下降，實(shí)現(xiàn)及時(shí)、有效、快速、平滑的切換，最終保證地空寬帶業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04W36/24GK102892163SQ20111020399
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者張劭潔, 黎超, 焦現(xiàn)軍, 段世平 申請(qǐng)人:北京為邦遠(yuǎn)航無(wú)線技術(shù)有限公司