用于遠程無線電頭端的裝置、機載設備、方法以及計算機程序的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明的實施例涉及移動通信，更具體地但并非排除性地涉及用于向飛機提供無線服務的通信網(wǎng)絡。
【背景技術】
[0002]航空公司當前正在尋求為其乘客提供寬帶連接的解決方案。候選方案例如為諸如長期演進(LTE)的商業(yè)系統(tǒng)，所述長期演進作為通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)的后繼者已被標準化。對于下行鏈路傳輸，即從例如NodeB或eNodeB的基站(BS)向移動終端或用戶設備(UE)的方向，LTE利用正交頻分多址(OFDMA)作為物理層技術，其允許高數(shù)據(jù)速率傳輸，尤其在頻率選擇性衰落情境中。由于以較低的成本提供了較高的帶寬，LTE作為陸地蜂窩直接空對地(DA2G)通信系統(tǒng)的技術基礎與衛(wèi)星解決方案相比而言成為航空公司大陸機群的首選。同樣的考慮可以適用于鐵道公司。
[0003]LTE空中接口針對陸地蜂窩網(wǎng)絡進行了優(yōu)化。在陸地環(huán)境中，由于存在建筑物和其他障礙物，存在移動通信信道的大量衰減并且傳播損耗通常也比自由空間嚴重得多。在直接空對地情境中，其中針對位于飛機中的移動終端和位于地面的基站之間的通信使用了陸地移動通信網(wǎng)絡，一些局部衰減仍然會發(fā)生，但是其通常將遠不如位于地面的陸地用戶設備(UE)所遇到的衰減嚴重。相反，DA2G情境其特征在于具有支配視距(LOS)組件的無線通信信道。
[0004]然而，取決于天線在飛機機體上的位置以及與地面上的關聯(lián)基站的方向，可能出現(xiàn)由于飛機機體、機翼等引起的遮蔽。因此傳統(tǒng)的系統(tǒng)利用在飛機上的不同位置處的多個天線來克服可能的遮蔽。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]各實施例基于這樣一種發(fā)現(xiàn)，即期望為飛機內(nèi)部和地面站之間的無線通信提供技術手段。此外，還發(fā)現(xiàn)可能期望通信系統(tǒng)或其飛機組件具有較低數(shù)目的組件從而使得設備的成本和重量以及系統(tǒng)的安裝和維護保持為低，但同時提供到地面的無線鏈路的良好性會K。
[0006]進一步發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)系統(tǒng)可能會在飛機的腹部使用兩個DA2G機身天線，例如一個在機翼的前方且一個在機翼的后方。這些天線可以避免在各種飛行條件或飛機位置下由于機翼或引擎引起的不容忽視的無線鏈路遮蔽。通過天線的這種布置，DA2G機身天線中的一個可以始終具有通暢的到地面基站的視距傳播路徑。此外，遮蔽可能對整體性能具有嚴重的影響，因為遮蔽情況可能持續(xù)幾分鐘，并且由于大的小區(qū)具有高達150km的半徑，附加的損失可能將在飛機和地面基站二者處所接收到的功率水平推到低于所需的最低水平。
[0007]進一步還發(fā)現(xiàn)在這種飛機應用中應當使用盡可能少的組件。因此實施例基于這樣一種發(fā)現(xiàn)，即取代使用多個射頻功率等級而連同開關一起使用單一射頻功率等級，用于在發(fā)射天線之間進行實質(zhì)性的切換。實施例因此提供一種用于遠程無線電頭端的裝置。遠程無線電頭端是包括典型高頻或射頻組件的組件，典型高頻或射頻組件例如功率放大器、一個或更多個濾波器、一個或更多個用于發(fā)射和/或接收天線的連接器、振蕩器等。這種遠程無線電頭端因此可以提供用于處理無線電信號的高頻或射頻組件。換句話說，所述裝置適于用于或包括在遠程無線電頭端中。進一步的實施例還提供包括用于遠程無線電頭端的裝置的遠程無線電頭端。
[0008]遠程無線電頭端可操作為與中央單元傳遞信息。所述中央單元是包括例如在一個或更多個處理器、一個或更多個數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)等方面中的寬帶處理裝置的單元。也就是說，中央單元可以執(zhí)行遠程無線電頭端不執(zhí)行的信號處理。遠程無線電頭端和中央單元共同可以形成移動站收發(fā)器、基站收發(fā)器或中繼站收發(fā)器。例如，當被安裝在飛機中時，從飛機內(nèi)部的移動收發(fā)器的角度來看，遠程無線電頭端和中央單元可以表現(xiàn)為基站收發(fā)器，這也可以取決于在飛機內(nèi)部所使用的接入技術，例如它們可以表現(xiàn)為接入點。從地面網(wǎng)絡的角度來看，遠程無線電頭端和中央單元可以表現(xiàn)為與飛機一起移動的移動收發(fā)器。從整體角度來看，遠程無線電頭端和中央單元可以表現(xiàn)為在地面網(wǎng)絡的基站收發(fā)器和飛機內(nèi)部的移動收發(fā)器之間傳遞信息的中繼站。遠程無線電頭端可操作為利用兩個或更多個發(fā)射天線將發(fā)射信號發(fā)射到移動通信系統(tǒng)的基站收發(fā)器。
[0009]所述裝置和上述的組件因此可以為移動通信系統(tǒng)的一部分。所述移動通信系統(tǒng)可以例如對應于由第三代合作伙伴計劃(3GPP)標準化的移動通信系統(tǒng)中的一個，如全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、增強數(shù)據(jù)率的GSM演進(EDGE)、GSM EDGE無線電接入網(wǎng)絡(GERAN)、高速分組接入(HSPA)、通用陸地無線電接入網(wǎng)(UTRAN)或演進型UTRAN (E-UTRAN)、長期演進(LTE)或先進LTE(LTE-A)、或具有不同標準的移動通信系統(tǒng)，例如微波存取全球互通(WIMAX) IEEE802.16或無線局域網(wǎng)(WLAN) IEEE802.11，通常為基于時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、正交頻分多址(OFDMA)、碼分多址(CDMA)等的任何系統(tǒng)。在下述中，術語移動通信系統(tǒng)和移動通信網(wǎng)絡作為同義而使用。
[0010]移動通信系統(tǒng)可以包括多個傳輸點或基站收發(fā)器，該多個傳輸點或基站收發(fā)器可操作為與移動收發(fā)器傳遞無線電信號，這可以間接通過遠程無線電頭端和中央單元來完成。也就是說，移動收發(fā)器可以設置在飛機或火車中并且可以訪問中央單元，中央單元反過來可以利用遠程無線電頭端與地面基站進行通信。換句話說，中央單元和遠程無線電頭端可以建立中繼站收發(fā)器，中繼站收發(fā)器在例如飛機或火車內(nèi)部的移動收發(fā)器和移動通信系統(tǒng)之間傳遞信號或信息。術語中繼站收發(fā)器應當指的是在飛機或火車內(nèi)部的移動收發(fā)器和飛機或火車外部的基站收發(fā)器之間傳遞信息。在一些實施例中，當對內(nèi)部通信和外部通信進行比較時，實際的通信接口，例如空中接口可能有所不同。例如，DA2G調(diào)制解調(diào)器可以實施在中央單元中，這可以終止LTE協(xié)議堆棧。因此在一些實施例中，LTE信號可以不接收自飛機內(nèi)部而是可以使用任何其他技術來在飛機內(nèi)部傳送信息并且然后可以接著利用LTE兼容信號將所述信息傳遞到地面。在中央單元中的DA2G調(diào)制解調(diào)器可以接著接收因特網(wǎng)協(xié)議(IP)業(yè)務并且在LTE鏈路上發(fā)射該IP業(yè)務。在實施例中，移動通信系統(tǒng)可以包括移動收發(fā)器、中繼站收發(fā)器和基站收發(fā)器。所述中繼站收發(fā)器和基站收發(fā)器可以由一個或更多個中央單元和一個或更多個遠程單元組成。
[0011]移動收發(fā)器可以對應于智能電話、蜂窩電話、用戶設備(UE)、膝上電腦、筆記本、個人計算機、個人數(shù)字助理(PDA)、通用串行總線(USB)棒、汽車等。移動收發(fā)器或終端也可以指的是符合3GPP術語的UE或用戶。基站收發(fā)器可以位于網(wǎng)絡或系統(tǒng)的固定或靜止部分中?；臼瞻l(fā)器可以對應于遠程無線電頭端、傳輸點、接入點、宏小區(qū)、小小區(qū)、微小區(qū)、家庭基站(femto cell)、多載波基站(metro cell)等?；臼瞻l(fā)器可以是有線網(wǎng)絡的無線接口，其實現(xiàn)無線電信號到UE或移動收發(fā)器的發(fā)射和接收。這種無線電信號可以遵從例如由3GPP標準化的或通常符合上面列舉的系統(tǒng)中的一個或更多個的無線電信號。這樣，基站收發(fā)器可以對應于NobeB、eNobeB、BTS、接入點等。中繼站收發(fā)器可以對應于在基站收發(fā)器和移動站收發(fā)器之間的通信路徑中的中間網(wǎng)絡節(jié)點，例如在上述的飛機或火車情境中。中繼站收發(fā)器可以分別將接收自移動收發(fā)器的信號轉(zhuǎn)發(fā)給基站收發(fā)器并將接收自基站收發(fā)器的信號轉(zhuǎn)發(fā)給移動站收發(fā)器。
[0012]移動通信系統(tǒng)因此可以是蜂窩網(wǎng)絡。術語小區(qū)指的是分別由傳輸點、遠程單元、遠程頭端、遠程無線電頭端、基站收發(fā)器或NodeB、eNodeB提供的無線電服務的覆蓋區(qū)域。在一些實施例中，小區(qū)可以對應于扇區(qū)。例如，扇區(qū)可以通過利用扇區(qū)天線來實現(xiàn)，所述扇區(qū)天線提供用于覆蓋圍繞基站收發(fā)器或遠程單元的角度扇區(qū)的特性。在一些實施例中，基站收發(fā)器或遠程單元可以例如分別操作三個或六個覆蓋120°扇區(qū)(三個小區(qū)的情況下)、60°扇區(qū)(六個小區(qū)的情況下)的小區(qū)。移動收發(fā)器可以向小區(qū)注冊或與小區(qū)關聯(lián)，即其可以關聯(lián)到小區(qū)使得在相關聯(lián)的小區(qū)的覆蓋區(qū)域中可以利用專用信道、鏈路或連接在移動設備和網(wǎng)絡之間交換數(shù)據(jù)。
[0013]在實施例中，遠程無線電頭端裝置即用于遠程無線電頭端的裝置包括開關，該開關可操作為在兩個或更多個發(fā)射天線之間切換發(fā)射信號。通過在此的實施例可以提供利用開關可以選擇發(fā)射天線中的一個天線用于發(fā)射的優(yōu)勢。同時，為了生成發(fā)射信號僅需要單一功率等級。相較于傳統(tǒng)的使用兩個遠程無線電頭端或遠程單元的概念而言，可以節(jié)約一個遠程單元，同時仍然能夠從兩個或更多個發(fā)射天線中選擇至少一個天線。節(jié)約一個功率等級降低了成本、重量并且改善了系