[发明专利]在多个小区中提供空到地无线通信的通信网络

说明书

本文描述的各方面涉及用于通过多个小区提供空到地无线通信的网络。该网络包括第一基站阵列，其每个基站包括定义朝向第一方向的定向辐射图的相应第一天线阵列，其中所述第一基站阵列的每个基站与所述第一基站阵列的另一个基站沿所述第一方向间隔第一距离设置。该网络还包括类似的第二基站阵列，其中第二基站阵列基本平行于第一基站阵列延伸，并与第一基站阵列间隔第二距离，以在第一和第二基站阵列的相应基站之间形成连续且至少部分重叠的小区覆盖区。

本申请是2015年11月12日提交的发明名称为“无线通信系统中的楔形小区(已变更为：在多个小区中提供空到地无线通信的网络)”(申请号201480027257.4、申请日2014年2月20日)的发明专利申请的分案申请。

技术领域

示例性实施例一般地涉及无线通信，更具体而言，涉及采用楔形小区在不同距离和高度提供连续的无线通信。

背景技术

在现代社会中，高速数据通信和能够进行这种通信的装置已经普及。这些装置使大量用户能够保持与因特网或其他通信网络的接近连续的连接。尽管这些高速数据连接可以通过电话线、电缆调制解调器或具有物理有线连接的其他这种装置实现，但无线连接已经使我们保持连接而不牺牲移动性的能力发生了革命性进步。

不过，不论人们在地面上多么熟悉保持连续连接到网络，人们通常认为，一旦登上飞机，容易和/或便宜的连接往往会停止。至少对于飞机上的乘客而言，航空平台仍未变得容易且便宜地连接到通信网络。试图在空中保持连接通常成本高昂，并具有带宽限制或延迟高等问题。此外，用户应对飞机通信能力带来的费用和问题的意愿常常限于由飞机上提供的刚性通信体系结构支持的非常特定的通信模式。

常规地基无线通信系统使用垂直天线以提供用于装置连接的覆盖。地表体系中使用的天线通常在宽度为65到90度的方位角或水平平面中提供覆盖。高度或垂直图案通常更窄，以便在水平平面中最大化天线的性能，这能够实现更大的覆盖面积，提高信号强度或覆盖区域中的清晰度等等。不过，由于关注水平平面，这些现有天线可能无法为覆盖区高度上方行进的飞机提供连接。

发明内容

无线技术的持续进展提供了新的机会，以利用安装在特定场所的多个天线为处于不同高度的飞机提供无线覆盖。基站的多个天线均能够发射具有在两个仰角之间定义的辐射图的信号，导致增大垂直波束宽度和较小的方位角以形成楔形扇区。这些楔形扇区然后可能彼此重叠以在高度方向上累进建立，用于在高的高度处提供具有连续覆盖的通信。在一个示例中，在基站处配置多个天线，使得对应的楔形扇区在水平平面中相邻，以在水平平面中实现基本半圆的覆盖区，该覆盖区在距基站预定距离之内至少到达预定高度。此外，多个部署的基站可以在大体上沿第一方向对齐，同时在大体上沿第二方向偏移。此外，在第一方向上所部署基站之间的距离可以小于在第二方向上基站之间的距离，以便于基于楔形扇区提供直到预定高度的连续覆盖。

在第一方向中，所述基站可以被在一定距离处对齐和部署，使得第一基站的楔形扇区可以被沿第一方向在第一基站后方的第二基站的楔形扇区重叠。这允许第二基站的扇区在第一基站的位置处覆盖的高度达到预定的高度，并从第一基站在第一方向上延伸超过预定的距离，直到第一基站的扇区达到预定高度。在第二方向中，基站可以在一定距离处被偏移和部署，从而允许基于扇区的水平平面覆盖区来进行连续覆盖，因为在第一方向上补偿了覆盖区的高度不足，于是可以不需要由第二方向的相邻覆盖区进行补偿。