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特許7187295空対地のデータリンクアンテナ自己較正(AIR-TO-GROUND DATA LINK ANTENNA SELF CALIBRATION)のための方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-02
(45)【発行日】2022-12-12
(54)【発明の名称】空対地のデータリンクアンテナ自己較正(AIR-TO-GROUND DATA LINK ANTENNA SELF CALIBRATION)のための方法
(51)【国際特許分類】
   H04B 7/06 20060101AFI20221205BHJP
【FI】
H04B7/06 956
【請求項の数】 11
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2018239910
(22)【出願日】2018-12-21
(62)【分割の表示】P 2015552827の分割
【原出願日】2014-01-10
(65)【公開番号】P2019075804
(43)【公開日】2019-05-16
【審査請求日】2019-01-21
【審判番号】
【審判請求日】2021-11-22
(31)【優先権主張番号】13/740,248
(32)【優先日】2013-01-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】595020643
【氏名又は名称】クゥアルコム・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】QUALCOMM INCORPORATED
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100158805
【弁理士】
【氏名又は名称】井関 守三
(74)【代理人】
【識別番号】100112807
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 貴志
(72)【発明者】
【氏名】ロイ・ハワード・デイビス
【合議体】
【審判長】角田 慎治
【審判官】寺谷 大亮
【審判官】土居 仁士
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2012/109484(WO,A1)
【文献】特表2013-501480(JP,A)
【文献】特開2009-81696(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04B7/02-7/12
H04L1/02-1/06
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のビームを使用して複数の航空機と通信するように構成される基地局アンテナのビームパターンを精製する方法であって、基地局からの隣接するビームへの干渉は、低減され、
前記複数の航空機の各々から、パイロット信号の測定値のレポートと、位置決定、および姿勢とを受信することと、前記パイロット信号は、ペンシルビームを通じて前記基地局によって送信され、前記複数の航空機の各々で測定されており、
前記ビームパターンを精製するために、少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する送信信号の送信振幅および送信位相を調整することと、前記調整することは、前記複数の航空機の各々からのパイロット信号の測定値の前記受信されたレポートに少なくとも部分的に基づき、
前記ビームパターンを精製するために、前記位置決定、前記姿勢、および/または前記パイロット信号の前記測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記基地局アンテナの少なくとも1つのアンテナ受信要素を駆動する受信信号の受信振幅および受信位相を調整することと、前記受信振幅および前記受信位相は、前記送信振幅および前記送信位相とは異なるパラメータを有する、
を備える、方法。
【請求項2】
前記複数の航空機の各々の少なくとも1つの位置決定を受信することと、前記複数の航空機の各々の前記少なくとも1つの位置決定に少なくとも部分的に基づいて前記少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記送信信号の前記送信振幅および前記送信位相をさらに調整することとをさらに備える、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記複数の航空機の各々の前記受信された位置決定の時間を受信することと、前記複数の航空機の各々の前記受信された位置決定の前記時間に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記送信振幅および前記送信位相をさらに調整することとをさらに備える、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記姿勢に少なくとも部分的に基づいて前記少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記送信信号の前記送信振幅および前記送信位相をさらに調整することをさらに備える、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
基地局から隣接するビームへの干渉を低減するために、複数のビームで複数の航空機と通信するように構成される基地局アンテナのアンテナビームのビームパターンを精製する方法であって、
前記複数の航空機の各々から位置決定を受信することと、
前記複数の航空機の各々の姿勢を受信することと、
パイロット信号の測定値を受信することと、前記パイロット信号は、ペンシルビームを通じて前記基地局アンテナによって送信され、前記測定値は、前記複数の航空機の各々で起こり、前記複数の航空機の各々から送信され、
前記ビームパターンを精製するために、少なくとも1つのアンテナ受信要素を駆動する受信信号の受信振幅および受信位相を調整することと、前記調整することは、前記複数の航空機の各々の前記姿勢、前記受信された位置決定、および/またはパイロット信号の前記受信された測定値に少なくとも部分的に基づく、
前記ビームパターンを精製するために、前記位置決定、前記姿勢、および/または前記パイロット信号の前記測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記基地局アンテナの少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する送信信号の送信振幅および送信位相を調整することと、前記受信振幅および前記受信位相は、前記送信振幅および前記送信位相とは異なるパラメータを有する
を備える、方法。
【請求項6】
前記複数の航空機の各々の前記受信された位置決定の時間を受信することと、前記複数の航空機の各々の前記受信された位置決定の前記時間に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのアンテナ受信要素を駆動する前記受信信号の前記受信振幅および前記受信位相を調整することとをさらに備える、請求項に記載の方法。
【請求項7】
複数のビームで複数の航空機と通信するように構成される基地局アンテナのビームパターンを精製するための装置であって、
前記複数の航空機の各々から位置決定を受信するための手段と、
前記複数の航空機の各々の姿勢を受信するための手段と、
前記複数の航空機の各々からパイロット信号の測定値を受信するための手段と、前記パイロット信号は、ペンシルビームを通じて基地局によって送信され、前記複数の航空機の各々で測定されており、
前記ビームパターンを精製するために、少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する送信信号の送信振幅および送信位相を調整するための手段と、前記調整することは、前記複数の航空機の各々の前記姿勢、前記受信された位置決定、および/または前記パイロット信号の前記測定値に少なくとも部分的に基づき、
前記ビームパターンを精製するために、前記位置決定、前記姿勢、および/または前記パイロット信号の前記測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記基地局アンテナの少なくとも1つのアンテナ受信要素を駆動する受信信号の受信振幅および受信位相を調整するための手段と、前記受信振幅および前記受信位相は、前記送信振幅および前記送信位相とは異なるパラメータを有する
を備える、装置。
【請求項8】
前記複数の航空機の各々の前記受信された位置決定の時間を受信するための手段と、前記複数の航空機の各々の前記受信された位置決定の前記時間に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記送信信号の前記送信振幅および前記送信位相を調整するための手段とをさらに備える、請求項に記載の装置。
【請求項9】
複数のビームで複数の航空機と通信するように構成される基地局アンテナのビームパターンを精製するための装置であって、
前記複数の航空機の各々にペンシルビームを通じてパイロット信号を送信するように構成される送信機と、
前記複数の航空機の各々からの位置決定、ならびに前記複数の航空機の各々の姿勢および前記複数の航空機の各々で測定された前記パイロット信号の測定値を受信するように構成される受信機と、
前記ビームパターンを精製するために、少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する送信信号の送信振幅および送信位相を調整するように構成され、前記送信機および前記受信機にプロセッサを通じて結合される、コントローラと、前記調整することは、前記複数の航空機の各々の前記姿勢、前記位置決定、および/または前記パイロット信号の前記測定値に少なくとも部分的に基づき、
前記コントローラは、前記ビームパターンを精製するために、前記位置決定、前記姿勢、および/または前記パイロット信号の前記測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記基地局アンテナの少なくとも1つのアンテナ受信要素を駆動する受信信号の受信振幅および受信位相を調整するようにさらに構成され、前記受信振幅および前記受信位相は、前記送信振幅および前記送信位相とは異なるパラメータを有する
を備える、装置。
【請求項10】
前記受信機は、前記複数の航空機の各々の前記位置決定の時間を受信するようにさらに構成され、前記コントローラは、前記複数の航空機の各々の前記位置決定の前記時間に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記送信信号の前記送信振幅および前記送信位相を調整するように構成される、請求項に記載の装置。
【請求項11】
プログラムコードを備えるコンピュータプログラムであって、前記プログラムコードは、基地局アンテナのビームパターンを精製するために基地局でプロセッサによって実行され、
複数の航空機にペンシルビームを通じてパイロット信号を送信するためのプログラムコードと、
前記複数の航空機の各々から位置決定、ならびに前記複数の航空機の各々の姿勢および前記複数の航空機の各々で測定された前記パイロット信号の測定値を受信するためのプログラムコードと、
前記ビームパターンを精製するために、少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する送信信号の送信振幅および送信位相を調整するためのプログラムコードと、前記調整は、前記複数の航空機の各々の前記姿勢、前記位置決定、および/または前記パイロット信号の前記測定値に少なくとも部分的に基づき、
前記ビームパターンを精製するために、前記位置決定、前記姿勢、および/または前記パイロット信号の前記測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記基地局アンテナの少なくとも1つのアンテナ受信要素を駆動する受信信号の受信振幅および受信位相を調整するためのプログラムコードと、前記受信振幅および前記受信位相は、前記送信振幅および前記送信位相とは異なるパラメータを有する
を備える、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[0001] 本開示の態様は、空対地の通信システムに、より具体的に、モバイルプラットフォームが空中にある間に、セルラネットワークの中の地上の基地トランシーバ局間でソフトハンドオフを達成するエアボーンモバイルプラットフォーム(airborne mobile platform)とともに使用するために適している空対地の通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
[0002] ワイヤレス通信ネットワークは、電話(telephony)、ビデオ、データ、メッセージング、ブロードキャスト、等のような多様な通信サービスを提供するために広く展開されている。そのようなネットワークは、通常、多元接続ネットワークであり、利用可能なネットワークリソースを共有することによって多数のユーザのための通信をサポートする。主として、そのようなネットワークは、地上ベースのネットワークであるが、近年、公にアクセス可能なネットワークは、商用の航空輸送、例えば、飛行機および他の航空機、上の乗客に利用されている。
【0003】
[0003] そのようなサービスは、空対地の(ATG)通信サービスとして一般的に知られており、ブロードバンドデータ、音声通信、および映画または音楽を流すようなエンターテイメントのようなサービスを提供し得る。ATGサービスおよびネットワークは、現在展開されている地上のセルラ(terrestrial cellular)および他のワイヤレスネットワークと似ているが、これらのネットワークとは異なるATGネットワークの態様がある。
【0004】
[0004] 一般的に、航空機が地理的領域を越えて飛行するとき、各航空機は、特定の基地トランシーバ局(BTS)からの信号の質、信号強度、または利用可能な帯域幅が不足するまで、そのBTSによってサービスされ、その時にサービスは、別のBTSに転送される。そのような転送は、「ハンドオフ」と一般的に呼ばれており、セルラデバイス(ハンドセット、PDA、等)が可動式であるとき、そのようなデバイスに関する地上のセルラネットワークで発生するハンドオフに似ている。
【0005】
[0005] 航空機は、BTSと通信するために航空機の着陸装置(undercarriage)に取り付けられるアンテナを有する単一のトランシーバを一般的に使用する。しかしながら、BTSアンテナパターンは通常、地上の顧客にサービスするために設計され、所与のBTSでのビームパターンは通常、ATG通信トラヒックにサービスするために配置されていない。
【0006】
[0006] さらに、無指向性パターン(omnidirectional pattern)に航空機の周りの地上のセルラビームパターンを単に複製することは、そのようなATGシステムの何千もの航空機および潜在的に何十万ものユーザにサービスするために不十分な信号強度および容量を提供することとなる。
【0007】
[0007] さらに、典型的なセルラおよびモバイルデバイスは、四方八方にパワーを送信するアンテナパターンを使用し、そのようなアンテナが、地上のBTSと直接通信するのに十分高い利得パターン(high enough gain patterns)を有した場合、そのような送信は、セルラデバイスの送信の見通し線(line of sight)内のすべてのBTSサイトに干渉を引き起こすこととなる。デバイスへの見通し線の送信は、送信機/アンテナパターンが、高所にあるとき増加し、したがって干渉の問題をさらに複雑にしている。増加した干渉はまた、データの帯域幅を低減し、それは、直接セルラ電話および他のモバイルデバイスを使用することができるATGシステムの中でより低いデータスループットを作成する(create)。
【0008】
[0008] そのようなものとして、ATGシステムの中で使用されるアンテナは、一般的に「指向性」アンテナであり、この場合、航空機におけるアンテナは、ある方向に下り送信(outgoing transmission)を向け(direct)、BTSアンテナもまた、BTSサービスエリアの中で航空機の方向に送信パワーを向ける。航空機アンテナは、搭乗中のセルラ電話からの無指向性送信を受信し、航空機アンテナは、特定のBTSアンテナにこれらの送信を向け、それは、干渉を低減させ、データスループットを増加させる。
【0009】
[0009] いったん航空機が、特定のBTSサービスエリアから離れ始めると、航空機サービスは、その航空機に搭乗中のデバイスとの通信を維持するために別のBTSにハンドオフされる。そのようなハンドオフは、搭乗中のデバイスへの連続的な通信チャネル(continuous communication channel)を確実にするためのサービングBTSとの通信が失われる前に発生するべきである。そのような通信チャネルは、信号強度および信号の質が一般的に知られていないため、航空機アンテナとBTSアンテナ間の相互作用なしに維持することは難しい。
【発明の概要】
【0010】
[0010] 本開示は、アンテナのビームパターンを精製する(refining)ための方法、装置、およびコンピュータプログラム製品を説明する。
【0011】
[0011] 本開示の1つの態様では、基地局から隣接するビーム(adjacent beam)への干渉が低減される、多数の航空機と通信するように構成される基地局アンテナのビームパターンを精製する方法が、説明された。方法は、航空機の各々からパイロット信号の測定値のレポートを受信し、パイロット信号の受信された測定値は、基地局によって送信されていた。方法は、ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整することをさらに含む。調整は、航空機の各々からのパイロット信号の測定値の受信されたレポートに少なくとも部分的に基づく。
【0012】
[0012] 本開示の別の態様では、方法は、基地局から隣接するビームへの干渉を低減するためにビームで多数の航空機と通信するように構成される基地局アンテナのアンテナビームのビームパターンを精製する。方法は、航空機の各々から位置決定(position location)を受信し、および航空機の各々の姿勢(attitude)を受信する。方法は、航空機の各々から送信されたパイロット信号を測定し、ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ受信要素(antenna receive element)を駆動する信号の振幅および位相を調整する。調整は、航空機の各々の姿勢、受信された位置決定、および/またはパイロット信号の受信された測定値に少なくとも部分的に基づく。
【0013】
[0013] 本開示の別の態様にしたがって、装置は、多数のビームで多数の航空機と通信するように構成される基地局アンテナのビームパターンを精製する。装置は、航空機の各々から位置決定を受信するための手段、および航空機の各々の姿勢を受信するための手段を含む。装置は、航空機の各々からパイロット信号の測定値を受信するための手段をさらに有し、この場合、パイロット信号の受信された測定値は、基地局によって送信される。装置はまた、ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整するための手段を有する。調整は、航空機の各々の姿勢、受信された位置決定、および/またはパイロット信号の受信された測定値に少なくとも部分的に基づく。
【0014】
[0014] 本開示のさらに別の態様では、装置は、多数のビームで多数の航空機と通信する基地局アンテナのビームパターンを精製する。装置は、航空機の各々にパイロット信号を送信するように構成される送信機、ならびに航空機の各々から位置決定も、航空機の各々の姿勢および航空機の各々からパイロット信号の測定値も受信するように構成される受信機を有する。装置はまた、ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整するように構成される、送信機および受信機に結合される、コントローラを有する。調整は、パイロット測定値に少なくとも部分的に基づく。調整は、航空機の各々の姿勢、および/または位置決定にさらに基づき得る。
【0015】
[0015] 本開示の別の態様では、コンピュータプログラム製品は、多数のビームで多数の航空機と通信するように構成される基地局アンテナのビームパターンを精製するために構成される。コンピュータプログラム製品は、非一時的プログラムコードを記録した非一時的コンピュータ可読媒体を含む。非一時的プログラムコードは、航空機にパイロット信号を送信するためのプログラムコード、航空機の各々から位置決定、ならびに航空機の各々の姿勢および航空機の各々から送信されたパイロット信号の測定値を受信するためのプログラムコードを有する。非一時的プログラムコードはまた、ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整するためのプログラムコードを有する。調整は、複数の航空機の各々の姿勢、位置決定、および/またはパイロット信号の受信された測定値に少なくとも部分的に基づく。
【0016】
[0016] 本開示の別の態様では、方法は、基地局から第1の航空機でパイロット信号を含有する受信通信信号のビームパターンを精製する。パイロット信号は、第1の航空機で測定され、パイロット測定レポートは、基地局に第1の航空機から送信される。さらに、低減された干渉を持つ通信信号は、少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整する基地局から生じ、航空機で受信される。調整は、第1の航空機から送信されたパイロット信号の測定値のレポートに少なくとも部分的に基づく。
【0017】
[0017] 多数のビームを使用して基地局と多数の航空機間で通信するように構成される基地局アンテナのビームパターンを精製するための装置は、第1の航空機で基地局送信機からパイロット信号を含有する通信信号を受信するように構成される航空機受信機を有する。装置はまた、第1の航空機でパイロット信号を測定するように構成される、受信機に結合される、プロセッサ、および基地局に第1の航空機からパイロット信号測定レポートを送信するように構成される、プロセッサに結合される、航空機送信機を有する。装置は、ビームパターンを精製するために基地局送信機の中の少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整するための、基地局送信機に結合される、コントローラをさらに含む。調整は、第1の航空機から送信されたパイロット信号測定レポートのレポートに少なくとも部分的に基づく。
【0018】
[0018] 多数のビームを使用して基地局と多数の航空機間で通信するように構成される、基地局アンテナのビームパターンを精製するための装置は、第1の航空機で基地局送信機からパイロット信号を含有する通信信号を受信するように構成される、受信するための手段を含む。装置はまた、第1の航空機でパイロット信号を測定するための、受信手段に結合される、手段を有する。装置はまた、基地局に第1の航空機からパイロット信号測定レポートを送信するための、処理手段に結合される、手段ならびに、ビームパターンを精製するために基地局送信機の中の少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整するための、基地局送信機に結合される、手段を含む。調整は、第1の航空機から送信されたパイロット信号測定レポートのレポートに少なくとも部分的に基づく。
【0019】
[0019] 本開示の別の態様にしたがって多数のビームで多数の航空機と通信するように構成される基地局アンテナのビームパターンを精製するために構成されるコンピュータプログラム製品は、非一時的プログラムコードを記録した非一時的コンピュータ可読媒体を含む。非一時的プログラムコードは、基地局から第1の航空機でパイロット信号を含有する通信信号を受信するためのプログラムコード、第1の航空機でパイロット信号を測定するためのプログラムコード、基地局に第1の航空機からパイロット測定レポートを送信するためのプログラムコード、およびビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整するためのプログラムコードを有する。調整は、第1の航空機から送信されたパイロット信号の測定値のレポートに少なくとも部分的に基づく。
【0020】
[0020] これは、続く詳細な説明がより良く理解され得るように、本開示の特徴および技術的利点を、やや広く、概説している。本開示のさらなる特徴および利点が、以下に説明されることとなる。この開示が、本開示の同じ目的を実行するために他の構造を変更または設計するための基礎として容易に利用され得ることは、当業者によって理解されるべきである。また、そのような等価の構成(equivalent construction)が、添付の特許請求の範囲に記載の本開示の教示から逸脱しないことも、当業者によって理解されるべきである。さらなる目的および利点とともに、その構成および動作の方法の両方について、本開示の特徴であると考えられる新規な特徴は、添付図面に関連して考慮されるとき、以下の説明からより良く理解されるであろう。しかしながら、図面の各々は例示および説明のためだけに提供されており、本開示の限定の定義として意図されていないことが、明確に理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0021】
[0021] 本開示のより完全な理解のために、添付図面と共に考慮される以下の説明をここで参照する。
図1】[0022] 図1は、空対地の遠隔通信システムの例の図を例示する。
図2】[0023] 図2は、本開示の1つ以上の態様にしたがって基地送信局アンテナを例示する。
図3】[0024] 図3は、本開示の態様にしたがって空対地のブロードバンド通信システムの中で展開され得るアジマスアンテナパターン(azimuth antenna pattern)を例示する。
図4】[0025] 図4は、本開示の1つ以上の態様にしたがって空対地のブロードバンド通信システムの中で展開され得るアジマスアンテナパターンを例示する。
図5】[0026] 図5は、図3と4のアンテナパターン間の比較を例示する。
図6】[0027] 図6は、多数のアンテナがアンテナと同時に通信する例示的なアンテナパターンを例示する。
図7】[0028] 図7は、導入された位相誤差(phase error)および係数を持つ図6の例示的なビーム構成(beam configuration)を例示する。
図8】[0029] 図8は、本開示の1つの態様にしたがって基地局アンテナの送信ビームのビームパターンを精製する方法を例示する。
図9】[0030] 図9は、本開示の別の態様にしたがって基地局アンテナの送信ビームのビームパターンを精製する方法を例示する。
図10】[0031] 図10は、本開示の別の態様にしたがって基地局アンテナの送信ビームのビームパターンを精製する方法を例示する。
【発明を実施するための形態】
【0022】
[0032] 添付の図面に関連して、以下に明記される詳細な説明は、多様な構成の説明として意図され、ここに説明される概念が、実現され得る、唯一の構成を表すように意図されていない。詳細な説明は、多様な概念の完全な理解を提供する目的で特定の詳細を含む。しかしながら、これらの概念が、これらの特定の詳細なしに実現され得ることは、当業者に明らかであろう。いくつかの事例では、周知の構造およびコンポーネントが、そのような概念をあいまいにすることを避けるために、ブロック図形式で示される。ここで説明される場合、「および/または(and/or)」という用語の使用は、「包括的論理和(inclusive OR)」を表すように意図され、「または(or)」という用語の使用は、「排他的論理和(exclusive OR)」を表すように意図されている。
【0023】
空対地の通信
[0033] 図1は、空対地の遠隔通信システムの例の図を例示する。
【0024】
[0034] システム100は、示されるように、航空機102および多数の基地送信局(BTS)104-106を含む。航空機102、BTS104およびBTS106だけが、明確さのために示されるが、任意の数の航空機およびBTSが、本開示の範囲内で実装されることができる。
【0025】
[0035] 航空機102は、BTSアンテナ114および/またはBTSアンテナ116を介して通信リンク110および/または通信リンク112を介して、BTS104およびBTS106のうちの1つ以上との通信のために使用されるアンテナ108を有する。
【0026】
[0036] 航空機102が、調節された高度で(at regulated altitude)あらかじめ定義された経路を介して高くに飛ぶとき、航空機102は、BTS104および/またはBTS106、ならびに地理的に近接したエリアの中の任意の他のBTSに関するサービスエリアに入るおよび離れることとなる。一般的に、ATGサービスに適している地上のセルラシステムは、アンテナ108を介して航空機102にサービスするために広いビーム幅を使用する(例えば、BTSアンテナ114および/またはBTSアンテナ116)。広いビーム幅は、航空機102の搭乗中のセルラ電話または他のモバイルデバイス(示されていない)へ音声および低速データサービスを提供しようとして使用される。しかしながら、そのようなアプローチは、航空機102またはBTS104および/またはBTS106に関する地理的なサービスエリアの中の他の航空機にサービスするために通信リンク110または通信リンク112を適切に維持するための十分な帯域幅またはパワーを一般的に有さない。
【0027】
[0037] 本開示の態様は、BTS104および/またはBTS106から航空機102に提供される帯域幅を増加させるためのより高い周波数によって通信リンク110および通信リンク112のためにサポートを提供する。より高い周波数は、航空機102、ならびにBTS104および/またはBTS106に関する地理的なサービスエリアの中の他の航空機へのより高いデータレートサービスを可能にする。
【0028】
[0038] 図2は、本開示の1つ以上の態様に従って基地局送信アンテナを例示する。
【0029】
[0039] アンテナ200(図1において、BTSアンテナ114および/またはBTSアンテナ116として例示される)は、可動ビームアンテナ(steerable beam antenna)であることができ、多数のアンテナ要素202-208を有するフェーズドアレーアンテナ(phased array antenna)として実施されることができる。トラッキングアンテナ(tracking antenna)のような、他の可動ビームアンテナは、本開示の範囲内として想定される。
【0030】
[0040] 本開示のシステム100は、小型地球局(very small aperture terminal)(VSAT)アップリンクで現在使用されているマイクロ波スペクトルを使用することができ、それは、約12-14GHzでKuバンドの周波数(Ku-band of frequencies)の中に一般的に存在するが、本開示の範囲から逸脱することなしに他の周波数幅(frequency range)および帯域の中に存在することもできる。他のシステムにおけるVSAT周波数、例えば、マリタイムVSAT(maritime VSAT)、他の既に展開されているVSATシステム等、の他の使用を低下させることなしにこのスペクトル再利用を可能にするために、本開示の態様は、システム100とVSATシステム間の干渉を低減するためにBTSアンテナ114およびBTSアンテナ116のアンテナパターン、ならびにアンテナ108のアンテナパターンを制御する。
【0031】
[0041] システム100をさらに可能にするために、BTSアンテナ114および/またはBTSアンテナ116は、「ペンシル」ビームと時には呼ばれている、とても狭い送信ビームを使用する。ペンシルビームは、VSATスペクトルが、各BTS104-106からの多数の航空機のために再利用される空間多重化利得をサポートするためにおよそ1度から2度まで(1 degree by 2 degrees)であるビームパターンのメインパワーローブを有し得る。この空間多重化は、システム100内であるビームから任意の他のビームへの干渉を低減することによってこれらの厳密に定義されたビーム(these very well defined beam)、「ブリードオーバー(bleed over)」とも称される、を利用する。BTSは、航空機へ通信信号を送信するために、および航空機からの通信信号を受信するためにこれらのビームを使用する。
【0032】
[0042] それらが、BTSアンテナ114-116の視野(field of view)を越えて動く際に多数の航空機(例えば、航空機102)をトラックする(track)ために、航空機102の各々は、アンテナ要素202-208によって形成される狭いペンシルビームで照射される(illuminated)。これらのビームは、通信リンク110(または通信リンク112)を確立するために使用され、これらのリンクは、アンテナコントローラ210によって維持される。この構成では、アンテナコントローラ210は、通信リンク110のために使用されるビームを形成する、および操作するためにアンテナ要素202-208の各々を駆動する信号の位相および振幅係数を制御する。プロセッサ212は、BTS104-106でアンテナコントローラ210、送信機222、および受信機220に結合される。プロセッサ212は、BTS104および/またはBTS106で受信されている所与の信号、あるいは送信されるための所与の信号、に関する振幅および位相係数に依存して通信リンク110にわたって多くのビームの形成を向け得る。それらのビームに含有される信号は、基準信号を含み、それらは、送信機および受信機の両方によって知られる。基準信号は、信号の測定を可能にするように意図されている。これらの基準信号は、パイロットまたはパイロット信号としても知られている。
【0033】
[0043] 航空機102は、同様に動作し、そのため通信リンクの信号は、アンテナ108で感知され、航空機受信機216で受信される。これらの信号は、プロセッサ212によって処理され、それは、BTS104および/またはBTS106でプロセッサ212と類似のまたは異なるプロセッサであることができ、それから送信機213によって航空機102で送信される。内部アンテナ214は、セルラ電話およびPDAデバイスのような、ユーザ機器218(UE)にこれらの信号を送信し、それは次に、また内部アンテナ214へ送信する。これらの信号は次に、送信機213によって受信され、プロセッサ212によって処理され、それから、またBTS104および/またはBTS106へアンテナ108を通して送信機213によって再送される。
【0034】
[0044] 本質的に、アンテナ200は、それが動く際に航空機102を追うために特定の位相および振幅構成でエネルギーを与えられた多数のアンテナ要素202-208で構成されるアンテナ200(例えば、フェーズドアレー)の使用を通してペンシルビームを作成する。機械的応力(mechanical stress)、熱および周辺散乱効果(thermal and local scattering effects)は、通信リンク110および通信リンク112に影響を及ぼす。これらの効果はまた、アンテナ200によって作成されるアンテナビームのサイドローブの中のパワーを増加させることによってシステム100のパフォーマンスを低減するアンテナ200のビームパターンを歪める(distort)。アンテナ200からのビームが、アンテナ200からかなりの距離(considerable distance)、アンテナ200のビームの高い利得のため典型的にアンテナ200それ自身から数メートル、でのみ完全に形成され、測定可能であるため、アンテナに近い(例えば、近距離(near field)の中の)ビームをサンプリングすること(sampling)は、問題がある。
【0035】
[0045] さらに、BTS104-106と航空機102のアンテナ108間の大気の条件(atmospheric condition)は、それに、決定された経路からそらせて(diverge from)、または歪めさせて、ビームに影響を及ぼすことができ、それは、通信リンク110のパフォーマンスに影響を及ぼす。歪みまたは発散効果(divergence effects)は、ビームスクイント、ビームサイズの歪み、または他の効果を含むことができ、それらのうちのいずれかは、BTS104-106とアンテナ108間のデータ/音声送信のための利用可能な帯域幅を低減する。アンテナ200は、アンテナ要素202-208の各々に駆動の位相および振幅を調整することによってこれらの効果を補正する(compensate for)ことができるが、アンテナから適切な距離でアンテナ200によって形成されるビームの形状を決定するためのいくつかの機能(ability)があるときのみである。
【0036】
[0046] 1つの構成では、本開示の装置は、複数の航空機の各々から位置決定を受信するための手段を含む。装置はさらに、複数の航空機の各々の姿勢を受信するための手段、および複数の航空機の各々からパイロット信号の測定値を受信するための手段を含む。装置はまた、ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整するための手段を含む。1つの態様では、複数の航空機の各々の姿勢を受信するための手段、および測定値を受信するための手段は、受信手段の各々によって記載された機能を実行するように構成される、受信機220であり得る。調整するための手段は、調整手段の機能を実行するように構成される、アンテナコントローラ210であり得る。別の態様では、前述の手段は、前述の手段によって記載された機能を実行するように構成されるデバイスまたは他の装置であり得る。
【0037】
[0047] 別の構成では、本開示の装置は、基地局送信機から、パイロット信号を含有する通信信号を受信するための手段を含む。装置は、第1の航空機でパイロット信号を測定するための手段、および基地局にパイロット信号測定レポートを送信するための手段をさらに含む。装置は、基地局送信機の中の少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整するための手段をさらに含む。1つの態様では、通信信号を受信するための手段は、受信手段によって記載された機能を実行するように構成される、受信機216であり得る。測定するための手段は、測定手段の機能を実行するように構成される、プロセッサ212であり得る。送信するための手段は、送信手段の機能を実行するように構成される送信機213であり得る。調整するための手段は、調整手段の機能を実行するように構成される、アンテナコントローラ210であり得る。別の態様では、前述の手段は、前述の手段によって記載された機能を実行するように構成されるデバイスまたは他の装置であり得る。
【0038】
アンテナ係数の調整の効果
[0048] 図3は、本開示の態様にしたがって空対地のブロードバンド通信システムの中で展開され得るアジマスアンテナパターンを例示する。
【0039】
[0049] アンテナ利得を提供するためにフェーズドアレーアンテナを使用する通信システムでは、システムが1つのビームだけを用いる場合、振幅および位相係数の正確な調整は、重要ではない。通信システムが、フェーズドアレーアンテナでできる限り多数のビームを使用し、ビームが、システムの多数のユーザに空間多重化を提供するとき、係数の調整は、より重要になる。係数のこの正確な調整は、フェーズドアレーの較正として知られている。
【0040】
[0050] 図3では、水平軸300は、水平面(horizontal plane)における角度を示し、垂直軸302は、その方向における信号振幅304を示す。意図されたターゲット(例えば、航空機102または、代わりに、BTS104および/またはBTS106)は、0度の角度で図の中心に存在し、それは、アンテナボアサイト(antenna bore sight)とも称される。
【0041】
[0051] 図3では、アンテナに関するフェーズドアレー係数は、適した値に較正される。この例では、信号振幅ピーク利得(signal amplitude peak gain)は、ボアサイトで35dBである。言い換えれば、アンテナ200の面の中心が、意図されたターゲットに向けられるとき、アンテナは、アンテナ200に入る信号に利得の35dBを提供する。
【0042】
[0052] アンテナ200の第1のサイドローブ308は、メインビームから約プラスおよびマイナス15度離れて現れ、22dBの利得を有する。これは、このアンテナから送信された信号が、ボアサイトの角度でより、第1のサイドローブ308の角度で13dB弱いこととなることを意味する。すなわち、アンテナ200が正確に向けられる場合、意図されたターゲットから10度離れたエリア(例えば、他の航空機および/または他のBTS)は、意図されたターゲットが受信するより13dB低いパワーである信号を受信する。さらなるサイドローブ310は、ボアサイトからさらに離れた角度の間隔でスペースを置かれる。
【0043】
[0053] 図4は、空対地のブロードバンド通信システムの中で展開され得るアジマスアンテナパターンを例示する。
【0044】
[0054] 図4は、位相でプラスおよびマイナス10度、ならびに振幅でプラスおよびマイナス15パーセントのランダム誤りをもつフェーズドアレーとして構成されるアンテナ200を例示する。関心周波数(frequency of interest)で、これらは、例えば強風からの、アンテナ構造において機械的応力が変更する、および気温が変化すると、頻繁な調整なしに最小化されることができない非常に小さい誤差である。
【0045】
[0055] 係数に導入されたランダム誤りを持つ、メインローブ400は、図3のメインローブ306に関して、約1dB下がるメインローブ400のピーク利得を持つ、ごくマイナーな低下(only very minor degradation)を有する。サイドローブ402および404は、しかしながら、ピーク利得より13dB少ないからたったの9dB少ないに劇的に増加した。これは、意図されたターゲット以外のロケーションに送信されるパワーが、50%を超えて増加したことを表し、それは、データ送信のために使用されるパワーを減少させ、他のビームおよび他のターゲットとの干渉を作成するブリードオーバーするパワーを増加させる。
【0046】
[0056] 図5は、図3および4のアンテナパターン間の比較を例示する。パターン500(実線)は、図3から示され、パターン502(破線)は、図4から示される。
【0047】
[0057] 図6は、多数のアンテナがアンテナと同時に通信する例示的なアンテナパターンを例示する。
【0048】
[0058] 図6では、ビームパターン600-604は、BTS104および/またはBTS106と同時に通信することができる3つの近接してスペースを置かれるターゲット(例えば、航空機102)のアンテナパターンを例示する。ビームパターン600-604の各々のメインローブが、各ターゲット(例えば、航空機102)に、パターン間で識別することを可能にする、異なる方向に向けられるように、3つの別個のビームが、空間多重化を提供するために使用されることを、ビームパターン600-604は示す。そのような空間識別(spatial discrimination)は、BTS104および/またはBTS106のうちの所与の1つからの周波数チャネルの再利用を可能にする。3つのビームパターン600-604が示されるが、より大きい、またはより少ない数のビームパターン600-604は、本開示の範囲および主旨内で使用されることができる。
【0049】
[0059] ビームパターン600-604の各々のサイドローブは、信号に、隣接するビームにあふれ出る(spill over)ことを可能にする。ビームパターン600-604の各々に関するサイドローブおよびメインローブ間の干渉が増加すると、ビームパターン600-604の各々のサイドローブおよびメインローブ間のパワーにおける差は、より重要になる。
【0050】
[0060] 図6では、メインローブピークパワーとサイドローブパワー間に13dBの差がある。より多くのビームが使用されると、さらなるサイドローブが、隣接するビームに信号をあふれさせる。結果として、さらなるビームは、システムの信号対干渉電力比(signal-to-interference ratio)をさらに低減する。ビームパターン600-604は、メインローブとサイドローブのパワー比間の差に関して限定されるため、固有のパワーレベルの任意の低下は、システム100のパフォーマンスにひどく影響を与える。
【0051】
[0061] 図6に示されるように、係数または位相誤差がないとき、メインローブとサイドローブのパワーレベル間のパワーにおける13dBの差は、認識できる。標準の受信機(standard receivers)は、そのような信号対干渉電力比で動作することが一般的に可能である。
【0052】
[0062] 図7は、導入された位相誤差および係数を持つ図6の例示的なビーム構成を例示する。
【0053】
[0063] 図7は、位相においてプラスおよびマイナス10度、振幅においてプラスおよびマイナス15パーセントのランダム誤りが、アンテナビームを形成するために使用される係数に導入されるビームパターン700-704を例示する。ピーク利得対干渉するサイドローブ比(peak gain to interfering side lobes ratio)は、13dBから8dBへ低減され、隣接するビーム干渉の2倍より大きい。そのような低下は、データ転送において誤差を導入し、データスループットを低減し、システム100の中の失われる通信チャネルの可能性を増加させる。
【0054】
ポジション/姿勢情報およびフィードバック
[0064] 通信リンク110および/または通信リンク112(例えば、空対地の(ATG)通信リンク)を介してBTS104および/またはBTS106と通信している航空機102は、一般的によく知られているポジションにおいて存在し、BTS104および/またはBTS106によってサービスされる地理的領域を越えて動く。航空機受信機216は、航空機102で、プロセッサ212か、または他の測定デバイスを介して、BTSアンテナ114およびBTSアンテナ116(例えば、アンテナ200)によって送信される信号を測定することができ、ならびに通信リンク110を介してまたBTS104およびBTS106へこれらの測定値を送ることができる。航空機102によるそのような測定は、アンテナ200(例えば、BTSアンテナ114および/またはBTSアンテナ116)のアンテナ要素202-208を駆動するためにアンテナコントローラ210によって使用される位相および振幅係数を補正する(correct)ためのBTS104およびBTS106へのより正確なフィードバックを可能にする。そのような測定は、BTS104/BTS106のビームパターンへの変更とともになされることができ、または、BTS104/BTS106のビームパターンへの変更と同時でなされることができ、またはビームパターンへの変更とともに、または変更と同時の、任意の組み合わせでなされることができる。
【0055】
[0065] さらに、航空機102は、通信リンク110を介して、正確な航空機ポジションおよび姿勢情報224を送ることができ、それは、信号強度の測定の時間および/またはポジション/姿勢の測定の時間を含み得る。BTS104およびBTS106は次に、アンテナ200への送信ビームパターンを計算するために、任意の1つの、任意の複数の、またはすべての利用可能な航空機からの信号ならびに航空機ポジションおよび姿勢情報224を使用することができ、アンテナコントローラ210またはアップリンクビームを補正するための他のシステムを介して任意の振幅および位相の調整をすることができる。
【0056】
[0066] BTS104および/またはBTS106は、BTS104およびBTS106受信機のアンテナアレーを較正するのを助けるために航空機ポジションおよび姿勢情報224、ならびに通信リンク110のダウンリンク信号(例えば、送信機213およびアンテナ108からの送信)を使用することもできる。基地局送信および受信アンテナは、アンテナ要素202-208のものと同じ物理的アレー(physical array)であり得るが、送信ビームを形成するために使用される位相および振幅パラメータは、通信リンク110の受信ビームを形成するために使用される位相および振幅パラメータと異なり得る。BTS104-106はまた、BTS104およびBTS106、BTSアンテナ114、ならびにBTSアンテナ116を較正するとき、アンテナパターンの効果を取り除くために通信リンク110のアップリンクもダウンリンク信号も測定するとき、航空機ポジションおよび姿勢情報224を使用することができる。そのような測定は、BTS104のビームパターンへの変更とともになされることができ、または、BTS104のビームパターンへの変更と同時でなされることができ、またはビームパターンへの変更とともに、または変更と同時の、任意の組み合わせでなされることができる。
【0057】
[0067] 図8は、本開示の1つの態様にしたがって基地局アンテナの送信ビームのビームパターンを精製する方法800を例示する。ブロック802に示されるように、BTSは、複数の航空機の各々からパイロット信号の測定値のレポートを受信し、パイロット信号の受信された測定値は、基地局によって送信されていた。ブロック804に示されるように、基地トランシーバ局(BTS)は、ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整し、調整することは、複数の航空機の各々からのパイロット信号の測定値の受信されたレポートに少なくとも部分的に基づく。
【0058】
[0068] 図9は、本開示の別の態様にしたがって基地局アンテナのアンテナビームのビームパターンを精製する方法900を例示する。ブロック902では、BTSは、多数の航空機から位置決定およびポジションの時間を受信する。ブロック904では、BTSは、航空機の各々の姿勢を受信する。ブロック906では、BTSは、航空機の各々からパイロット信号の測定値を受信し、そこにおいて、パイロット信号は、基地局によって送信される。ブロック908では、BTSは、航空機の姿勢、位置決定、およびパイロット測定値に少なくとも部分的に基づいてアンテナビームを改善するためにアンテナ受信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整する。
【0059】
[0069] 図10は、本開示の別の態様にしたがって基地局アンテナのアンテナビームのビームパターンを精製する方法1000を例示する。ブロック1002は、基地局から複数の航空機の中の第1の航空機でパイロットを含有する通信信号を受信することを例示する。ブロック1004は、第1の航空機でパイロットを測定することを例示する。ブロック1006は、基地局に第1の航空機からパイロット測定レポートを送信することを例示する。ブロック1008は、ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整して基地局から生じる複数の航空機の中の少なくとも1つの航空機で低減された干渉を持つさらなる通信信号を受信することと、調整することは、第1の航空機から送信されたパイロット信号の測定値のレポートに少なくとも部分的に基づく、を例示する。
【0060】
[0070] プロセッサ212と説明されたが、本開示のシステムは、並行してまたは順番に作動する、多数のプロセッサを組み込むことができ、バスアーキテクチャで実施され得る。バスは、全体の設計制約および処理システムの特定のアプリケーションに依存して、任意の数の相互接続するバスおよびブリッジを含み得る。バスは、プロセッサ212によって代表される、1つ以上のプロセッサおよび/またはハードウェアモジュールを含む多様な回路を結合する。
【0061】
[0071] プロセッサ212は、コンピュータ可読媒体250に結合され得る、または含み得る。プロセッサ212は、コンピュータ可読媒体250に記憶されたソフトウェアの実行を含む一般的な処理を担う。ソフトウェアが、プロセッサ212によって実行されるとき、任意の特定の装置に関して説明されたような多様な機能を実行する。コンピュータ可読媒体250はまた、ソフトウェアを実行するとき、プロセッサ212によって操作されるデータを記憶するために使用され得る。
【0062】
[0072] さらに、多様な装置および方法に関連して説明されていた、プロセッサ212は、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはそれらの任意の組み合わせを使用して実施され得る。そのようなプロセッサがハードウェアまたはソフトウェアとして実装されるか否かは、システムに課される全体の設計の制約および特定のアプリケーションに依存することとなる。例として、プロセッサ、任意の一部のプロセッサ、またはこの開示で提示されたプロセッサの任意の組み合わせは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレー(FPGA)、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、ステートマシン、ゲート論理、ディスクリートハードウェア回路、およびこの開示全体にわたって説明された多様な機能を実行するように構成される他のふさわしい処理コンポーネントで実施され得る。プロセッサ、任意の一部のプロセッサ、またはこの開示で提示されたプロセッサの任意の組み合わせの機能性は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、DSP、または他のふさわしいプラットフォームによって実行されるソフトウェアで実施され得る。
【0063】
[0073] ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、または別の方法で称されるか否かに関わらず、命令、命令のセット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、プロシージャ、関数等を意味すると広く解釈されるものとする。ソフトウェアは、コンピュータ可読媒体に存在し得る。コンピュータ可読媒体は、例として、磁気記憶デバイス(例えば、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップ)、光学ディスク(例えば、コンパクトディスク(CD)、デジタル多用途ディスク(DVD))、スマートカード、フラッシュメモリデバイス(例えば、カード、スティック、キードライブ)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取専用メモリ(ROM)、プログラマブルROM(PROM)、消去可能なPROM(EPROM)、電気的に消去可能なPROM(EEPROM(登録商標))、レジスタ、またはリムーバブルディスクのようなメモリを含み得る。メモリは、この開示全体にわたって提示される多様な態様の中のプロセッサから離れて示されるが、メモリは、プロセッサ(例えば、キャッシュまたはレジスタ)の内部に存在し得る。
【0064】
[0074] コンピュータ可読媒体250は、コンピュータプログラム製品で具現化され得る。例として、コンピュータプログラム製品は、パッケージ材料の中のコンピュータ可読媒体を含み得る。当業者は、システム全体に課される全体の設計制約および特定のアプリケーションに依存して、この開示の全体にわたって提示された説明された機能性をどのように実施するのが最善かを認識するだろう。
【0065】
[0075] 開示された方法におけるステップの特定の順序または階層が、例示的なプロセスの例示であることは理解されるべきである。設計の優先性に基づいて、これらの方法におけるステップの特定の順序または階層は並べ替えられ得ることが理解される。付随の方法の請求項は、サンプルの順序で様々なステップの要素を提示し、そこに明確に記載されていない限り、提示された特定の順序または階層に限定されるように意図されない。
【0066】
[0067] 先の説明は、当業者に、本明細書に説明された多様な態様を実現することを可能にするために提供されている。これらの態様への多様な変更は、当業者に容易に明らかであり、本明細書に定義される包括的な原理は、他の態様に適用され得る。したがって、特許請求の範囲は、明細書に示された態様に限定されるように意図されず、特許請求の範囲の文言と一致するすべての範囲を与えられるべきであり、そこにおいて、単数形での要素への言及は、そうであると明確に記載されない限り、「1つ、および1つだけ」を意味するように意図せず、むしろ「1つ以上」を意味するように意図している。そうでないと明確に記載されない限り、「いくつかの」という用語は、1つ以上を指す。項目のリスト「のうちの少なくとも1つ」を指す表現は、単一のメンバを含む、それらの項目の任意の組み合わせを指す。例として、「a、b、またはcのうちの少なくとも1つ」は、「a、b、c、aおよびb、aおよびc、bおよびc、ならびにa、b、およびc」をカバーするように意図される。当業者に周知の、または後に周知となる、この開示全体にわたって説明された多様な態様の要素と構造的および機能的に同等な物はすべて、参照によって本明細書に明確に組み込まれ、特許請求の範囲によって包含されるように意図される。さらに、本明細書で開示されたものが、特許請求の範囲の中に明示的に記載されているか否かに関わらず、公に捧げられるように意図していない。要素が、「するための手段」という表現を使用して明確に記載されていない限り、または方法の請求項の場合、要素が、「するためのステップ」という表現を使用して記載されていない限り、請求項の要素はいずれも合衆国法典第35巻§112、第6段落の規定のもとで解釈されるべきではない。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1] 複数のビームを使用して複数の航空機と通信するように構成される基地局アンテナのビームパターンを精製する方法であって、そこにおいて、基地局から隣接するビームへの干渉は、低減され、
前記複数の航空機の各々からパイロット信号の測定値のレポートを受信することと、パイロット信号の前記受信された測定値は、前記基地局によって送信されており、
前記ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整することと、前記調整することは、前記複数の航空機の各々からのパイロット信号の測定値の前記受信されたレポートに少なくとも部分的に基づく、
を備える、上記方法。
[C2] 前記複数の航空機の各々の少なくとも1つの位置決定を受信することと、前記複数の航空機の各々の前記少なくとも1つの位置決定に少なくとも部分的に基づいて前記少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相をさらに調整することとをさらに備える、C1に記載の方法。
[C3] ハンドオフのために別の基地局に前記複数の航空機のうちの少なくとも1つの前記受信された位置決定のうちの少なくとも1つを順方向送信することをさらに備える、C2に記載の方法。
[C4] 前記複数の航空機の各々の前記受信された位置決定の時間を受信することと、前記複数の航空機の各々の前記受信された位置決定の前記時間に少なくとも部分的に基づいて前記少なくとも1つのアンテナ送信要素の前記振幅および前記位相を駆動する前記信号をさらに調整することとをさらに備える、C2に記載の方法。
[C5] 前記複数の航空機の各々の姿勢を受信することと、前記複数の航空機の各々の前記姿勢に少なくとも部分的に基づいて前記少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相をさらに調整することとをさらに備える、C1に記載の方法。
[C6] ハンドオフのために別の基地局に前記複数の航空機のうちの少なくとも1つの前記姿勢を順方向送信することをさらに備える、C5に記載の方法。
[C7] 大気の条件に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整することをさらに備える、C1に記載の方法。
[C8] 前記複数の航空機の各々から受信された信号に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整することをさらに備える、C1に記載の方法。
[C9] 前記基地局アンテナの少なくとも1つのアンテナ受信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整することをさらに備える、C8に記載の方法。
[C10] 複数のビームで複数の航空機と通信するように構成される基地局アンテナのアンテナビームのビームパターンを精製する方法であって、基地局から隣接するビームへの干渉を低減することは、
前記複数の航空機の各々から位置決定を受信することと、
前記複数の航空機の各々の姿勢を受信することと、
前記複数の航空機の各々から送信されたパイロット信号を測定することと、
前記ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ受信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整することと、前記調整することは、前記複数の航空機の各々の前記姿勢、前記受信された位置決定、および/またはパイロット信号の前記受信された測定値に少なくとも部分的に基づく、
を備える、上記方法。
[C11] 前記複数の航空機の各々の前記受信された位置決定の時間を受信することと、前記複数の航空機の各々の前記受信された位置決定の前記時間に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのアンテナ受信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整することとをさらに備える、C10に記載の方法。
[C12] 大気の条件に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのアンテナ受信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整することをさらに備える、C11に記載の方法。
[C13] 前記複数の航空機の各々から受信された信号に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのアンテナ受信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整することをさらに備える、C11に記載の方法。
[C14] 前記基地局アンテナの少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整することをさらに備える、C10に記載の方法。
[C15] ハンドオフのために別の基地局に前記複数の航空機のうちの少なくとも1つの前記受信された位置決定および前記姿勢を順方向送信することをさらに備える、C10に記載の方法。
[C16] 複数のビームで複数の航空機と通信するように構成される基地局アンテナのビームパターンを精製するための装置であって、
前記複数の航空機の各々から位置決定を受信するための手段と、
前記複数の航空機の各々の姿勢を受信するための手段と、
前記複数の航空機の各々からパイロット信号の測定値を受信するための手段と、前記パイロット信号の前記測定値は、基地局によって送信されており、
前記ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整するための手段と、前記調整することは、前記複数の航空機の各々の前記姿勢、前記受信された位置決定、および/または前記パイロット信号の前記測定値に少なくとも部分的に基づく、
を備える、上記装置。
[C17] 前記複数の航空機の各々の前記受信された位置決定の時間を受信するための手段と、前記複数の航空機の各々の前記受信された位置決定の前記時間に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整するための手段とをさらに備える、C16に記載の装置。
[C18] 大気の条件に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整するための手段をさらに備える、C17に記載の装置。
[C19] 前記複数の航空機の各々から受信された信号に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整するための手段をさらに備える、C17に記載の装置。
[C20] 前記基地局アンテナの少なくとも1つのアンテナ受信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整するための手段をさらに備える、C19に記載の装置。
[C21] ハンドオフのために別の基地局に前記複数の航空機のうちの少なくとも1つの前記受信された位置決定および前記姿勢を順方向送信するための手段をさらに備える、C17に記載の装置。
[C22] 複数のビームで複数の航空機と通信するように構成される基地局アンテナのビームパターンを精製するための装置であって、
前記複数の航空機の各々にパイロット信号を送信するように構成される送信機と、
前記複数の航空機の各々から位置決定、ならびに前記複数の航空機の各々の姿勢および前記複数の航空機の各々から前記パイロット信号の測定値を受信するように構成される受信機と、
前記ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整するように構成され、前記送信機および前記受信機に結合される、コントローラと、前記調整することは、前記複数の航空機の各々の前記姿勢、前記位置決定、および/または前記パイロット信号の前記測定値に少なくとも部分的に基づく、
を備える、上記装置。
[C23] 前記受信機は、前記複数の航空機の各々の前記位置決定の時間を受信するようにさらに構成され、前記コントローラは、前記複数の航空機の各々の前記位置決定の前記時間に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整するように構成される、C22に記載の装置。
[C24] 前記コントローラは、大気の条件に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整するようにさらに構成される、C23に記載の装置。
[C25] 前記コントローラは、前記複数の航空機の各々から受信された信号に少なくとも部分的に基づいて少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整するようにさらに構成される、C23に記載の装置。
[C26] 前記コントローラは、前記基地局アンテナの少なくとも1つのアンテナ受信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整するようにさらに構成される、C23に記載の装置。
[C27] 前記送信機は、ハンドオフのために別の基地局に前記複数の航空機のうちの少なくとも1つの前記姿勢および前記位置決定を順方向送信するように構成される、C22に記載の装置。
[C28] 複数のビームで複数の航空機と通信するように構成される基地局アンテナのビームパターンを精製するために構成されるコンピュータプログラム製品であって、
プログラムコードを記録した非一時的コンピュータ可読媒体を備え、前記プログラムコードは、
前記複数の航空機にパイロット信号を送信するためのプログラムコードと、
前記複数の航空機の各々から位置決定、ならびに前記複数の航空機の各々の姿勢および前記複数の航空機の各々からの前記パイロット信号の測定値を受信するためのプログラムコードと、
前記複数の航空機の各々の前記姿勢、前記位置決定、および/または前記パイロット信号の前記測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整するためのプログラムコードと、
を備える、上記コンピュータプログラム製品。
[C29] 複数のビームを使用して基地局と複数の航空機間で通信するように構成される基地局アンテナのビームパターンの精製を援助する方法であって、
前記基地局からパイロット信号を含有する通信信号を受信することと、
前記パイロット信号を測定することと、
前記基地局にパイロット測定レポートを送信することと、
前記ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整して前記基地局から生じる低減された干渉を持つさらなる通信信号を受信することと、前記調整することは、前記送信されたパイロット測定レポートに少なくとも部分的に基づく、
を備える、上記方法。
[C30] 位置決定を送信することと、前記ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整して前記基地局から生じる低減された干渉を持つさらなる通信信号を受信することと、前記調整することは、前記送信された位置決定に少なくとも部分的に基づく、
をさらに備える、C29に記載の方法。
[C31] 姿勢を送信することと、前記ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整して前記基地局から生じる低減された干渉を持つさらなる通信信号を受信することと、前記調整することは、前記送信された姿勢に少なくとも部分的に基づく、
をさらに備える、C29に記載の方法。
[C32] 複数のビームを使用して基地局と複数の航空機間で通信するように構成される基地局アンテナのビームパターンを精製するための装置であって、
基地局送信機からパイロット信号を含有する通信信号を受信するように構成される航空機受信機と、
前記パイロット信号を測定するように構成される、前記受信機に結合される、プロセッサと、
前記基地局にパイロット信号測定レポートを送信するように構成される、前記プロセッサに結合される、航空機送信機と、
前記ビームパターンを精製するために前記基地局送信機の中の少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整するための、前記基地局送信機に結合される、コントローラと、前記調整することは、前記送信されたパイロット信号測定レポートに少なくとも部分的に基づく、
を備える、上記装置。
[C33] 前記送信機は、位置決定を送信するようにさらに構成され、前記コントローラは、第1の航空機から送信された前記位置決定に少なくとも部分的に基づく低減された干渉を持つさらなる通信信号を送信するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整するようにさらに構成される、C32に記載の装置。
[C34] 前記送信機は、第1の航空機の姿勢を送信するようにさらに構成され、前記コントローラは、低減された干渉を持つさらなる通信信号を送信するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整するようにさらに構成され、前記調整することは、前記送信された姿勢に少なくとも部分的に基づく、C32に記載の装置。
[C35] 複数のビームを使用して基地局と複数の航空機間で通信するように構成される基地局アンテナのビームパターンを精製するための装置であって、
基地局送信機からパイロット信号を含有する通信信号を受信するための手段と、
第1の航空機で前記パイロット信号を測定するための、前記受信手段に結合される、手段と、
前記基地局にパイロット信号測定レポートを送信するための、処理手段に結合される、手段と、
前記ビームパターンを精製するために前記基地局送信機の中の少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整するための、前記基地局送信機に結合される、手段と、前記調整することは、前記送信されたパイロット信号測定レポートに少なくとも部分的に基づく、
を備える、上記装置。
[C36] 前記送信するための手段は、位置決定をさらに送信し、前記調整するための手段は、前記送信された位置決定に少なくとも部分的に基づく低減された干渉を持つさらなる通信信号を送信するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整する、C35に記載の装置。
[C37] 前記送信するための手段は、前記第1の航空機の姿勢をさらに送信し、前記調整するための手段は、低減された干渉を持つさらなる通信信号を送信するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する前記信号の前記振幅および前記位相を調整し、前記調整することは、前記送信された姿勢に少なくとも部分的に基づく、C35に記載の装置。
[C38] 複数のビームで複数の航空機と通信するように構成される基地局アンテナのビームパターンを精製するために構成されるコンピュータプログラム製品であって、
プログラムコードを記録した非一時的コンピュータ可読媒体を備え、前記プログラムコードは、
前記基地局からパイロット信号を含有する通信信号を受信するためのプログラムコードと、
前記パイロット信号を測定するためのプログラムコードと、
前記基地局にパイロット信号測定レポートを送信するためのプログラムコードと、
前記ビームパターンを精製するために少なくとも1つのアンテナ送信要素を駆動する信号の振幅および位相を調整するためのプログラムコードと、前記調整することは、前記送信されたパイロット信号測定レポートに少なくとも部分的に基づく、
を備える、上記コンピュータプログラム製品。

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