DE102006050354A1

DE102006050354A1 - Verfahren und Anordnung zur Leistungssteuerung

Info

Publication number: DE102006050354A1
Application number: DE102006050354A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Hofmann; Josef Kolbinger
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Provenance Asset Group LLC
Priority date: 2006-10-25
Filing date: 2006-10-25
Publication date: 2008-04-30
Also published as: CN101689915A; US20100311460A1; CN101689915B; US8738064B2; WO2008049803A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Leistungssteuerung für eine Funkkommunikation innerhalb einer flugfähigen Einrichtung, bei der die Funkkommunikation zwischen einer zentralen Einheit der flugfähigen Einrichtung und einem Funkkommunikationsendgerät erfolgt. Dabei wird durch die zentrale Einheit eine Einstellung der Sendeleistung für die Funkkommunikation gesteuert. Erfindungsgemäß erfolgt die Einstellung der Sendeleistung in Abhängigkeit von einer Flughöhe der flugfähigen Einrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Leistungssteuerung für eine Funkkommunikation innerhalb einer flugfähigen Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Es sind räumliche Bereiche bekannt, in denen eine Verwendung von Funkkommunikationsendgeräten oder von mobilen Funkkommunikationsendgeräten durch private Teilnehmer nicht erwünscht ist, bzw. in denen die Verwendung von Funkkommunikationsendgeräten reglementiert werden muss.
Zu diesen räumlichen Bereichen gehören beispielsweise sensible Bereiche in Krankenhäusern, bei denen eine Beeinflussung von lebenswichtigen Gerätefunktionen durch Funkwellenausbreitung bzw. durch gewählte Sendeleistungen bei Durchführung einer Funkkommunikation möglich wäre.
Ebenso gehören dazu Flugzeuginnenräume, bei denen eine Störbeeinflussung der Navigationselektronik durch eine an Bord erfolgende Funkkommunikation möglich wäre.
Beispielsweise bestehen für Flugzeuge spezielle Anforderungen bezüglich der im Flugzeug-Innenraum verwendeten Sendeleistungen von Funkkommunikationsendgeräten, um eine Verbindung mit einer bordeigenen Zentralstelle herzustellen. Die Zentralstelle stellt dann eine Verbindung des Funkkommunikationsendgeräts eines Teilnehmers zur Außenwelt über eine Funkanlage des Flugzeugs her.
Die Flugzeug-Zentralstelle kann beispielsweise als Basisstation eines Funkkommunikationssystems ausgestaltet sein, um dem Teilnehmer eine Verwendung seines eigenen, privaten oder geschäftlich genutzten Funkkommunikationsendgeräts im Flugzeug zu ermöglichen.
Da eine Flugzeug-Basisstation in diesem Fall standardisierte Funkübertragungsressourcen und Funkübertragungsverfahren verwendet, müssen Störungen von terrestrischen Funkkommunikationssystemen beim Überfliegen vermieden werden. Diese Störungen sind insbesondere in Flughöhen unter 3000 Metern messbar.
Ein weiteres Problem entsteht dadurch, dass ein Funkkommunikationsendgerät beispielsweise bei einer Flughöhe unter 3000 Metern eine Funkverbindung zu einem terrestrischen Funknetz. aufbauen kann, ohne die bordeigene Basisstation bzw. Zentralstelle verwenden zu müssen. Dabei wird das Funkkommunikationsendgerät mit sehr hohem oder mit maximalem Sendeleistungspegel senden, um die Distanz zur terrestrischen Basisstation zu überbrücken, wodurch eine Störung von Flugzeuggeräten insbesondere während des Starts oder der Landung möglich ist.
Um derartige Probleme zu vermeiden, ist der Betrieb eines Funkkommunikationsendgeräts im Flugzeuginnenraum erst oberhalb einer Mindestflughöhe vorgesehen.
Zusätzlich ist es notwendig, im Flugzeuginnenraum eine Sendeleistungsbegrenzung bei den dort befindlichen Funkkommunikationsendgeräten und der bordeigenen Basisstation durchzuführen, um einerseits Funkverbindungen zwischen den Funkkommunikationsendgeräten im Fluginnenraum und einer dafür vorgesehenen bordeigenen Zentralstelle bzw. bordeigenen Basisstation zu ermöglichen und um andererseits Störungen von terrestrischen Funkkommunikationsnetzen zu vermeiden bzw. zu minimieren.
Andererseits ist eine Erhöhung der Sendeleistungen der Funkkommunikationsendgeräte sowie der Flugzeug-Basisstation im Flugzeuginnenraum vorteilhaft, um eine robustere Sprach- oder Datenübertragung sicherzustellen oder den Durchsatz bei Datendiensten zu erhöhen.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zur Leistungssteuerung für eine Funkkommunikation im Inneren einer flugfähigen Einrichtung anzugeben, mit der Funkverbindungen mit einer dafür vorgesehenen Zentralstelle unter Vermeidung bzw. Reduzierung von Störungen ermöglicht werden und mit der eine möglichst hohe Robustheit der Funkkommunikation bzw. ein möglichst hoher Datendurchsatz sichergestellt wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 12 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Bei der erfindungsgemäßen Leistungssteuerung für eine Funkkommunikation innerhalb einer flugfähigen Einrichtung erfolgt die Funkkommunikation zwischen einer zentralen Einheit der flugfähigen Einrichtung und einem Funkkommunikationsendgerät. Dabei wird durch die zentrale Einheit eine Einstellung der Sendeleistung für die Funkkommunikation gesteuert. Erfindungsgemäß erfolgt die Einstellung der Sendeleistung in Abhängigkeit von der Flughöhe der flugfähigen Einrichtung.
In einer vorteilhaften Weiterbildung werden weitere Geländeinformationen, z.B. Geographieeigenschaften, Morphologie und Bevölkerungsdichte, sowie die Kenntnis von Positionen terrestrischer Funkkommunikations-Basisstationen bzw. von terrestrischen Stationen benutzt, um eine maximale bzw. aktuelle Sendeleistung des Funkkommunikationsgeräts und/oder der zentralen Einheit im Innenraum der flugfähigen Einrichtung zu bestimmen.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt 1 auf einer horizontalen Achse eine als "altitude above ground" bezeichnete Flughöhe an.
Auf einer vertikalen Achse ist eine Sendeleistung "Transmit Power" für eine als Uplink UL bezeichnete Verbindung von einem Funkkommunikationsendgerät MS zu einer zentralen Ein heit BTS und eine Sendeleistung "Transmit Power" für eine als Downlink DL bezeichnete Verbindung von der zentralen Einheit BTS zum Funkkommunikationsendgerät MS aufgetragen.
Die zentrale Einheit BTS ist dabei als Basisstation ausgestaltet, während das Funkkommunikationsendgerät MS als mobiles Teilnehmerendgerät ausgestaltet ist.
Nachfolgend wird beispielhaft und ohne Einschränkung ein Flugzeug als "flugfähige Einrichtung" betrachtet.
Bei einer ersten, hier minimalen, Flughöhe von beispielsweise 3000 m wird an Bord des Flugzeugs als "flugfähige Einrichtung" eine minimale Sendeleistung von 0 dBm für Funkkommunikationen zwischen der zentralen Einheit BTS und dem Funkkommunikationsendgerät MS eingestellt und verwendet. Diese erste Sendeleistung wird als "Minimum TX Power" bezeichnet und während der als "minimum altitude" bezeichneten Flughöhe beibehalten.
Ab einer zweiten Flughöhe von beispielsweise 6000 m wird an. Bord des Flugzeugs eine schrittweise erfolgende Sendeleistungserhöhung um 6dB gegenüber der oben genannten "Minimum TX Power" vorgenommen und bis zu einer Flughöhe von 10.000 m beibehalten. Diese zweite Sendeleistung wird als "Intermediate TX Power" bezeichnet und während der als "Intermediate altitude" bezeichneten Flughöhe beibehalten.
Ab einer dritten Flughöhe von beispielsweise 10.000 m wird an Bord des Flugzeugs eine schrittweise erfolgende Sendeleistungserhöhung um 10 dB gegenüber der "Minimum TX Power" vorgenommen und bis zu einer maximalen Flughöhe beibehalten. Diese dritte Sendeleistung wird als "Maximum TX Power" be zeichnet und während der als "Cruising altitude" bezeichneten Reise-Flughöhe beibehalten.
Um eine Störeinwirkung auf nicht störfeste Einrichtungen im Flugzeug zu begrenzen, kann zusätzlich eine Obergrenze der Sendeleistungen flugzeugspezifisch definiert werden, die nicht überschritten werden darf.
Sinngemäß wird die oben beschriebene Leistungsregelung in umgekehrter Richtung für den Sinkflug des Flugzeugs vorgenommen, so dass die Sendeleistung von 10 dB (bei Flughöhen von größer als 10.000 m) wieder schrittweise auf 0 dBm bei der Flughöhe von 3000 m verringert wird.
Vorteilhafterweise kann die Leistungssteuerung in Abhängigkeit von der Flughöhe in Form einer Hysteresekurve ausgestaltet werden. Dann erfolgt im Bereich der Reise-Flughöhe die schrittweise Erhöhung bzw. Erniedrigung der Sendeleistung nicht aufgrund von absoluten Flughöhen sondern unter Verwendung von vorbestimmten Abständen.
Beispielsweise erfolgt im Steigflug die schrittweise Erhöhung um 10 dB gegenüber dem "Minimum TX Power" bei einer Flughöhe von 10100 m um im nachfolgenden Sinkflug eine schrittweise Erniedrigung auf 6dB gegenüber dem "Minimum TX Power" bei einer Flughöhe von 10000 m durchzuführen. Damit wird einer Instabilität der Leistungssteuerung bei leichten Schwankungen der Flughöhe wirksam entgegengewirkt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Netzwerkkontrolleinheit im Flugzeug installiert, die bei Betrieb der Flugzeug-Basisstation einen Rauschpegel im Empfangsband der Funkkommunikationsendgeräte im Flugzeuginnenraum erzeugt. Damit wird ein Empfang von als Broadcast-Kanälen bezeichneten Rundsendekanälen terrestrischer Kommunikationsnetze verhindert.
Vorteilhaft kann nun auch der Rauschpegel in Abhängigkeit der Flughöhe und damit in Abhängigkeit einer Distanz des Flugzeugs zu den terrestrischen Basisstationen eingestellt werden. Beispielsweise wird der Rauschpegel bei zunehmender Flughöhe in gleicher Weise verringert, wie die oben beschriebene Sendeleistung erhöht wird.
Dies wirkt sich positiv auf Signal-Rauschabstände von Funkkommunikationsverbindungen im Flugzeuginnenraum aus, so dass deren Robustheit erhöht wird bzw. so dass der Datendurchsatz erhöht wird.

Claims

Verfahren zur Leistungssteuerung für eine Funkkommunikation innerhalb einer flugfähigen Einrichtung, – bei dem die Funkkommunikation zwischen einer zentralen Einheit der flugfähigen Einrichtung und einem Funkkommunikationsendgerät erfolgt, – bei dem durch die zentrale Einheit eine Einstellung der Sendeleistung für die Funkkommunikation gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, – dass die Einstellung der Sendeleistung in Abhängigkeit von einer Flughöhe der flugfähigen Einrichtung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Sendeleistung in zusätzlicher Abhängigkeit von Eigenschaften einer überflogenen Umgebung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Umgebungseigenschaften deren Geografieeigenschaften und/oder deren Bevölkerungsdichte verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Umgebungseigenschaften geographische Positionen von terrestrischen Stationen, insbesondere von terrestrischen Funkkommunikations-Basisstationen, verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistung schrittweise variiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistung im Steig- und Sinkflug unter Verwendung einer Hysterese in Abhängigkeit von der Flughöhe bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass eine erste Sendeleistung für eine Funkkommunikation von der zentralen Einheit zum Funkkommunikationsendgerät und/oder – dass eine zweite Sendeleistung für eine Funkkommunikation vom Funkkommunikationsendgerät zur zentralen Einheit eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zentrale Einheit eine Basisstation eines Funkkommunikationssystems verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass eine mit der zentralen Einheit verbundene Netzwerkkontrolleinheit verwendet wird, um mit Hilfe einer Rauschleistung den Empfang terrestrischer Rundsendekanäle am Ort der Funkkommunikationsendgeräte im Innenraum der flugfähigen Einrichtung zu verhindern, und – dass die Rauschleistung in Abhängigkeit von der Flughöhe eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauschleistung in zusätzlicher Abhängigkeit von den Eigenschaften der überflogenen Umgebung eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauschleistung der Netzwerkkontrolleinheit oberhalb einer Mindestflughöhe bei zunehmender Flughöhe. fortlaufend schrittweise erniedrigt wird.
Anordnung zur Leistungssteuerung für eine Funkkommunikation, – mit einer flugfähigen Einrichtung, – mit einer der flugfähigen Einrichtung zugeordneten zentralen Einheit und einem Funkkommunikationsendgerät, zwischen denen eine Funkkommunikation durchgeführt wird, – bei der die zentrale Einheit eine Steuerung aufweist, mit der eine Sendeleistung zur Durchführung der Funkkommunikation einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die zentrale Einheit ein erstes Einstellmittel beinhaltet, mit dem die Einstellung der Sendeleistung in Abhängigkeit von einer Flughöhe der flugfähigen Einrichtung durchgeführt wird.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Einheit ein zweites Einstellmittel beinhaltet, mit dem die Einstellung der Sendeleistung von Eigenschaften einer überflogenen Umgebung durchgeführt wird.
Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Einstellmittel zur schrittweisen Variation der Sendeleistung ausgestaltet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Einheit als Basisstation ausgestaltet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, – dass die zentrale Einheit mit einer Netzwerkkontrolleinheit verbunden ist, wobei die Netzwerk-Kontroll-Einheit mit Informationen zur Flughöhe und/oder zur überflogenen Umgebung versorgt wird.
Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, – dass die Netzwerkkontrolleinheit zur Einstellung der Rauschleistung im Empfangsband der Funkkommunikationsendgeräte ausgestaltet ist, oder – dass die zentrale Einheit zur Bestimmung der Rauschleistung ausgestaltet ist, wobei die einzustellende Rauschleistung an die Netzwerkkontrolleinheit zur Ausführung der Rauschleistungseinstellung übermittelt wird.