[发明专利]通过陆地网络进行飞行器无线通信的方法和机载系统

权利要求书

1.一种用于空对地通信的方法，所述方法包括由位于飞行器中的电子系统执行的以下步骤：

a)与陆地蜂窝通信网络的地面基站建立通信；

b)在保持所述飞行器的天线阵列的波束指向所述地面基站的同时，使用所述天线阵列的几个波束沿不同空间方向扫描空间；

c)基于作为所述扫描的结果从属于所述陆地蜂窝通信网络或属于不同的陆地蜂窝通信网络的地面基站接收到的信号的一个或更多个信号参数来选择候选基站以进行切换；

d)在至少基于从所述地面基站接收到的所述信号的信号参数被确定的时刻，使连接从所述地面基站切换至所选择的候选基站；

其中，通过由所述系统应用于所述天线阵列的N个辐射元件的数字波束成形技术来生成所述波束，其中，N是设计参数，N1。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，对于由所述系统从任何地面基站接收到的信号，所述系统计算所接收到的信号的多普勒频移并且根据所计算的多普勒频移来校正所接收到的信号中的频移；以及

对于要从所述系统被发送至所述地面基站的信号，所述系统估计所述信号在被相应的地面基站接收到时要经历的多普勒频移，并且所述系统对要发送的这样的信号进行频移以预补偿所估计的多普勒频移；

其中，至少基于以下中的一个来进行所述多普勒频移的计算和估计：飞行器速度、飞行器位置和相应的地面基站位置。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对于要从所述飞行器发送至任何地面基站的信号，由所述系统基于所述飞行器位置和所述相应的地面基站位置来校正时间提前。

4.根据前述权利要求2至3中任一项所述的方法，其中，根据所述天线阵列的波束指向所述相应的地面基站的指向角度来估计所述相应的地面基站的位置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤a)之前，执行不同空间方向上的扫描，以基于作为所述扫描的结果从所述不同空间方向上的不同基站接收到的信号的信号参数来选择所述地面基站。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于由所述飞行器估计的或存储在所述飞行器中的数据库中的地面基站的位置来确定所扫描的空间方向。

7.根据前述权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所扫描的空间方向从所述飞行器覆盖所有朝向地面的空间方向，其中在所扫描的空间方向之间具有一定的预建立的间隔。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当切换触发事件发生时，开始步骤b)的扫描。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述切换触发事件基于由服务基站接收到的信号的质量低于某个阈值。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤b)包括：

b1)从每个扫描的空间方向上的一个或更多个基站接收一个或更多个信号；

b2)对来自每个基站的每个接收到的信号执行多普勒频移校正；

b3)对在b2)中获得的每个信号进行解调和解码；

并且其中，步骤c)包括：对于在b3)中获得的每个信号，基于所测量的信号参数的比较，来测量来自每个信号的一个或更多个信号参数并且选择最佳候选基站以进行切换。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少基于从所述地面基站接收的信号的信号参数与从所述候选基站接收的信号的信号参数的比较来确定要执行所述切换的时刻。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电子系统包括软件定义的无线电设备。