[发明专利]机载无线电话通信系统

说明书

本申请是申请日为1995年7月7日、申请号为95193991.2、发明名称与本申请相同的发明专利申请的分案申请。

(1)技术领域

本发明涉及通信领域。尤其，本发明涉及飞机与地面站之间的蜂窝式无线电话通信。

(2)背景技术

当前的通信技术可使飞机乘客从任何适当装备的飞机上向世界各地电话呼叫。大型民用客机和较小的普通军用飞机都可装备无线电话设备。

无线电话的对话一般是通过首先输入要呼叫的电话号码以及支付该呼叫的信用卡信息来实现的。然后，无线电话与地面上的70-80个无线电话基站中的一个相连，这些基站也称为蜂窝区(cell)。无线电话所连接的蜂窝区决定于呼叫开始时飞机最接近哪一个基站。每个蜂窝区都与公共交换电话网(PSTN)相连，它们覆盖了美国大陆的大部分，因此几乎可从任何地方的飞机上进行电话呼叫。

但是，飞机无线电话有许多问题。首先，机载无线电话并不在地面系统中登记。因此，地面系统不知道机载无线电话的位置。这限制了飞机无线电话只能进行呼叫；由于地面系统不知道将呼叫发向何处，所以机载无线电话不能接收呼叫。

另一个问题是，当无线电话到达蜂窝区的边缘时，机载无线电话系统不能象地面蜂窝式无线电话系统中所实行的那样，在各蜂窝区之间进行越区切换。当飞机到达蜂窝覆盖区的边界时，这将使来自机载无线电话的呼叫丢失。由此，需要提供一种机载无线电话系统，它能与地面蜂窝式无线电话系统相适应。换句话说，需要提供一种机载无线电话系统，它除了能够在飞机到达蜂窝覆盖区的边缘时将来自机载无线电话的呼叫切换至另一个蜂窝区，而且能使机载无线电话接收到地面发出的电话呼叫。

(3)发明内容

本发明的系统具有一个机载通信系统，它包括一地面子系统和一机载子系统。机载子系统包括一个用于发射和接收无线电信号的无线电设备，以及一个用于将来自机载无线电设备的无线电信号转发给地面子系统的机载无线电中继器。无线电中继器还将来自地面子系统的无线电信号转发给机载无线电设备。地面子系统包括一个与公共交换电话(PSTN)耦合的基站，用于发射PSTN发出的信号并接收转发的无线电信号。基站至少具有一个向上辐射的天线，用于辐射和接收无线电信号。

(4)附图说明

图1示出了本发明的机载无线电通信系统。

图2示出了本发明的机载子系统。

图3示出了本发明过程的流程图。

图4示出了本发明另一实施例的方框图。

(5)具体实施方式

图1示出了本发明的机载无线电话通信系统。该系统包括两个子系统：地面子系统(105)和机载子系统(125)。

在本较佳实施例中，地面子系统(105)是码分多址(CDMA)蜂窝式无线电话系统。另一个实施例中使用了时分多址系统。还有一个实施例使用了当前高级移动电话系统(AMPS)。Gilhousen等人发明的美国专利第4,901,307号较详细地讨论了典型的CDMA无线电话系统，该专利已转让给Qualcomm股份有限公司。

地面无线电话系统包括一个基站(120)，它也称作蜂窝站，与移动交换中心(115)耦合，而移动交换中心与公共交换电话网(PSTN)(110)耦合。基站(120)与移动电话通信并将来自无线电话的信号转换至移动交换中心(115)。基站(120)还为无线电话提供合适的信道，从而使其能与基站通信。移动交换中心(115)将来自基站(120)的信号转换至PSTN(110)，反之亦然。

每个基站(120)都与一个接收并发射CDMA无线电话信号的天线(150)耦合。在本较佳实施例中，天线(150)与本领域熟练技术人员所知的一般蜂窝站天线相同。另一个实施例使用了向上辐射的天线。该向上的辐射在地面上方形成一个蜂窝区，可使机载无线电话与地面移动无线电话穿越地面蜂窝区一样穿越高空蜂窝区。形成这种类型高空蜂窝区的天线是本领域中众所周知的典型的方向性天线。

图2示出了本发明机载子系统的方框图。该子系统用CDMA型无线电话(205)与无线电话信号中继器(210)通信，中继器在飞机上装有一根天线。在本较佳实施例中，中继器(210)还具有一个放大器，可以提高与中继器通信的信号增益。

中继器(210)从飞机内的个人无线电话(205)接收信号，并将它们转发给安装在飞机外部的天线(215)。外部天线(215)将信号转发给地面基站。该子系统可以在例如小型飞机中拥有一个无线电话，或者例如在民用客机中拥有多个无线电话。