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Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung befasst
sich allgemein mit einem luftfahrzeuggestützten Kommunikationssystem.
Insbesondere zielt die vorliegende Erfindung auf ein System und
eine Technik zur Implementierung einer Flugzeug-zu-Flugzeug-Umschaltung
in einem luftfahrzeuggestützten
System zur kabellosen Kommunikation.
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Diskussion Das steigende Bedürfnis nach kabellosen
Netzwerken und Kommunikationsmöglichkeiten
in abgelegenen und geographisch verschiedenen Örtlichkeiten hat eine große Nachfrage nach
kabellosen Systemen und Trägern
für kabellose Dienste
geschaffen. Viele dieser neuen Träger haben verständlicherweise
ihre Ressourcen auf das Erbauen von so vielen Masten und die Installierung.
und die Inbetriebnahme von so vielen terrestrisch gestützten Stationen
wie möglich
fokussiert. Diese Strategie vergrößert den Abdeckbereich für den Kommunikationsdienst
des Systems und erzeugt Erträge
für den kabellosen
Systemoperator mit einer Rate, die durch den Betrag der notwendigen
Zeit zur Konstruktion und Inbetriebnahme dieser Basisstationseinrichtungen
begrenzt ist. Dennoch ist die Ausbaurate für Basisstationen nach wie vor
langsam und teuer.
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Es gibt viele geographische Regionen,
die keinen durch Antennenmasten und terrestrische Basisstationen
implementierten kabellosen Kommunikationsdienst (Dienst zur kabellosen
Kommunikation) aufweisen. Solche Gebiete werden oft als Funklöcher bezeichnet
("green field areas"). Mehrere Möglichkeiten
existieren, um Teilnehmer innerhalb dieser Funklöcher mit kabellosen Kommunikationsdiensten
zu versorgen, die den Aufbau von Masten und terrestrischen Basisstationen
einschließen,
sich aber nicht darauf beschränken,
die Kommunikationsdienste von einem oberhalb fliegenden Luftfahrzeug
zur Verfügung
stellen und die Kommunikationsdienste von einer Satellitenkonstellation
zur Verfügung
stellen. Zum Beispiel beschreibt die EP-A-0 837 567 eine verwendete
Gruppe von luftgestützten
Fahrzeugen ("airborne
vehicles")(AV),
die Luftfahrzeuge für
die Verwendung zur Kommunikation zwischen mehreren Kunden einschließt, die
ein kostengünstiges,
einfach aufrechtzuerhaltendes, schnell einsetzbares Kommunikationssystem
einsetzt, das für
Breitband und Netzwerkkommunikation in verschiedenen Umgebungen
geeignet ist.
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Luftfahrzeuggestützte kabellose Kommunikationssysteme
werden aufgrund ihrer geringeren Investition in kapitalintensiver
Ausrüstung
und ihrer reduzierten Vorbereitungszeit für die vollständige Implementatierung
ernsthaft in Erwägung
gezogen. Luftfahrzeuggestützte,
kabellose Kommunikationssysteme haben gegenüber antennenmastgestützten terrestrischen
Systemen einen bedeutenden Vorteil darin, dass ein einziges Luftfahrzeug
und eine Basisstation viele Antennenmasten ersetzen kann und weiterhin
ein großes
geographisches Gebiet abdeckt. Ein Luftfahrzeug kann ferner eine
Sichtlinien-Kommunikationsverbindung mit fast jedem Teilnehmer innerhalb
des Kommunikationsstrahlabdeckgebietes aufrechterhalten. Ein Nachteil
bei einem luftfahrzeuggestützten,
kabellosen Kommunikationssystem ist aber, dass das Luftfahrzeug
nur für
eine beschränkte
Zeitdauer die Abdeckung für
das Servicegebiet zur Verfügung
stellen kann, da die meisten Luftfahrzeuge wieder getankt und die
Flugbesatzung gewechselt werden muss.
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Im Hinblick auf die bekannten Herausforderungen
an terrestrisch gestützte,
kabellose Kommunikationssysteme ist es wünschenswert, ein luftfahrzeuggestütztes, kabelloses
Kommunikationssystem zur Verfügung
zu stellen, das die Notwendigkeit für zusätzliche und kostenintensive
terrestrisch gestützte
Antennensysteme beseitigt. Es ist außerdem wünschenswert, ein luftfahrzeuggestütztes, kabelloses Kommunikationssystem
zur Verfügung
zu stellen, das kompatibel mit den bestehenden Basis-Transceiver-Stationen
von kabellosen Kommunikationssystemen ist. Um das obige Ziel zu
erreichen, ist es wünschenswert
für die
Durchführung
einer Umschaltung der Echtzeitkommunikationssitzungen von einem Dienstluftfahrzeug
zu einem anderen Ersatzluftfahrzeug, während sich beide Luftfahrzeuge
im Flug befinden, ein System und eine Technik zu implementieren.
Dementsprechend ist es ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, die
unterbrochenen Anrufe und Unterbrechungen der Dienste, die von Teilnehmern bodengestützter Systeme
während
der Durchführung des
Flugzeugzu-Flugzeug-Umschalt-Protokolls erfahren werden, zu minimieren.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die vorliegenden Erfindung stellt
ein luftfahrzeuggestütztes
Kommunikationssystem nach Anspruch 1 zur Verfügung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die verschiedenen Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden für
einen Fachmann offensichtlich, indem er die folgenden Spezifizierungen
und angefügten
Ansprüche
liest und indem er auf die folgenden Zeichnungen zurückgreift,
in denen:
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1 ein
Diagramm ist, das die Komponenten eines kabellosen Kommunikationssystems
der vorliegenden Erfindung während
des normalen, gleichförmigen
Betriebes zeigt;
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2 ein
Diagramm ist, das das erfindungsgemäße kabellose Kommunikationssystem
während der
Vorbereitung für
die Kommunikations-Umschaltung von dem Dienstluftfahrzeug zu dem
Ersatzluftfahrzeug darstellt;
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3 ein
Diagramm ist, das das erfindungsgemäße kabellose Kommunikationssystem
während der
Durchführung
des Kommunikations-Umschalt-Protokolls zeigt;
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4 ein
Diagramm ist, das das erfindungsgemäße kabellose Kommunikationssystem
nach der vollständigen
Durchführung
des Kommunikations-Umschalt-Protokolls zeigt;
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5 ein
Flussdiagramm ist, das die Schritte zur Durchführung des Kommunikations-Umschalt-Protokolls
darstellt; und
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6 ein
Blockdiagramm ist, das die Kommunikationshardware zeigt, die die
Ladung von jedem Luftfahrzeug umfasst.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
Mit Bezug auf 1 wird
ein luftfahrzeuggestütztes
Kommunikationssystem 10 in Übereinstimmung mit einer bevorzugten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Kommunikationssystem 10 ist
ein auf Zellen basiertes, vorzugsweise als kabelloses Kommunikationssystem
bezeichnetes Kommunikationssystem. Das kabellose Kommunikationssystem 10 schließt, wie
gezeigt, ein primäres
oder Dienstluftfahrzeug 12 ein, das mit einer geeigneten
Kommunikationshardware zum Übertragen
von Kommunikationssignalen 16 in eine vorbestimmte geographische
Region 20 ausgestattet ist. Vorzugsweise ist das Kommunikationssignal 16 ein kabelloses
Kommunikationsstrahlmuster, das eine Vielzahl von genau fokussierten
individuellen Strahlen 22 umfasst. Die Strahlen 22 können durch
eine Vielzahl von kabellosen Kommunikationsvorrichtungen, wie zum
Beispiel kabellose Handgeräte 24, empfangen
werden.
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In Bezug auf 2 schließt das Kommunikationssystem 10 auch
ein sekundäres
oder Ersatzluftfahrzeug 14 ein, das ebenfalls zur Sendung
eines Kommunikationssignals 18 in eine vorbestimmte geographische
Region 20 geeignet ist. Das Kommunikationssignal 18 ist
ebenfalls vorzugsweise ein kabelloses Kommunikationsstrahlmuster;
das eine Vielzahl von genau fokussierten individuellen Strahlen 22 umfasst,
welche auch durch ein oder mehrere kabellose Handgeräte 24 empfangen
werden können.
Das primäre
Kommunikationssignal 16 wird als ein Strahlungsmuster von
Kreisen 26 mit durchgehender Linie dargestellt, und das
sekundäre
Kommunikationssignal 18 wird als ein Muster von Kreisen 28 mit
einer gestrichelten Linie dargestellt.
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Mit Bezug auf 1 und 2 stellt
das bodengestützte
Kommunikationssystem 30 die existierende Kommunikationshardware
dar, die mit den meisten bodenstationierten kabellosen Kommunikationssystemen
in Verbindung gebracht wird. Wie abgebildet, schließt das Kommunikationssystem 30 eine
Basis-Transceiver-Station (BTS) 32 ein, die einen Hauptempfänger 34,
einen Diversity-Empfänger 36 und
einen Sender 38 aufweist. Die BTS 32 fungiert als
Kommunikations-Gateway zwischen dem Luftfahrzeug 12, 14 und
einem terrestrisch gestützten Kommunikationsnetzwerk,
wie zum Beispiel ein öffentliches
Telefon- und/oder ein Datennetzwerk. Ein Hochgeschwindigkeits-Datenkonverter 40 sieht
eine Hochgeschwindigkeits-Datenverbindung zu dem Luftfahrzeug 12, 14 vor.
Deshalb empfängt
der Hochgeschwindigkeits-Datenkonverter Signale von dem Sender 38 und
stellt umgewandelte Signale dem Hauptempfänger 34 und dem Diversity-Empfänger 36 der
BTS 32 zur Verfügung.
Eine Vielzahl von Datenkonvertern kann mit dem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem
verwendet werden. Während
ein C-Band-Konverter bevorzugt wird, können auch andere Konverter
wie zum Beispiel ein K-Bandund ein S-Band-Konverter verwendet werden.
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Der C-Band-Konverter 40 ist
auch über
einen in zwei Richtungen arbeitenden Kommunikationspfad 42 mit
einer primären
Antenne 44 verbunden. Der C-Band-Konverter 40 ist auch über eine
in zwei Richtungen arbeitende Kommunikationsverbindung 46 mit
einer sekundären
Antenne 48 verbunden. Während
zwei separate Antennen 44, 48 gezeigt sind, liegt
es im Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung, eine einzelne
gemultiplexte Antenne für
die Kommunikation mit dem Luftfahrzeug 12, 14 zu
verwenden. Das bodengestützte
Kommunikationssystem 30 ist vorzugsweise ein bestehendes
kabelloses Kommunikationssystem mit 800 MHz oder 1900 MHz, das unter
einem kabellosen Kommunikationsstandard IS-95 oder IS-136 operiert.
Während eines
der oben genannten kabellosen Systeme bevorzugt ist, kann das erfindungsgemäße Flugzeug-zu-Flugzeug-Umschalt-Protokoll
mit vielen anderen Typen der kabellosen Kommunikationssysteme und
Standards verwendet werden.
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Es wird kurz auf die 6 Bezug genommen; es wird die Nutzlast 80 des
Dienstluftfahrzeuges 12 in Form eines Blockdiagramms gezeigt.
Es versteht sich, dass das Ersatzluftfahrzeug 14 auch eine ähnliche
Nutzlast 80 einschließt.
Wie dargestellt, schließt
die die Nutzlast 80 bildende Kommunikationshardware einen
Signalverstärker 82 ein,
der weiterhin eine Signalsteuerungs- und Bearbeitungshardware einschließt. Der
Signalverstärker 82 kommuniziert
bidirektional mit einem C-Band-Signalgenerator 84, der
mit einer geeigneten C-Band-Antenne 86 verbunden ist. Der
Signalverstärker 82 kommuniziert
auch bidirektional mit einem kabellosen Strahlsignalerzeuger 88,
der mit einer geeigneten kabellosen Strahlungsantennenanlage 90 verbunden
ist. Wie erkannt worden sein wird, kommuniziert die C-Band-Antenne 86 mit
den Antennen 44, 48, die mit dem bodenstationierten
C-Band-Konverter 40 verbunden
sind, und die kabellose Strahlungsantennenanlage 90 ist
besonders für
die Sendung von kabellosen Kommunikationsstrahlmustern 16, 18 geeignet. Weil
die C-Bandantenne 86 und die kabellose Strahlungsantennenanlage 90 extern
an jedem Luftfahrzeug 12, 14 angebracht sind,
werden sie vorzugsweise durch eine aerodynamische Verkleidung 92 abgedeckt.
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Unter Bezug auf 1 wird der gleichförmige Betrieb des Kommunikationssystems 10 detaillierter
beschrieben. Während
des gleichförmigen
Betriebes wird der kabellose Kommunikationsdienst durch ein einziges
Luftfahrzeug, wie zum Beispiel das Dienstluftfahrzeug 12,
zur Verfügung
gestellt. Vorzugsweise fliegen die Luftfahrzeuge 12, 14 über dem Gebiet
mit kabellosem Dienst in einer Höhe
von 30.000 bis 50.000 Fuß.
Ein Fachmann wird aber sofort erkennen, dass das Luftfahrzeug 12, 14 je
nach Systemimplementation und Luftfahrzeugfähigkeiten in verschiedenen
Höhen fliegen
kann. Während
des gleichmäßigen Betriebes
des kabellosen Kommunikationssystems wird eine der beiden C-Band-Bodenantennen 44, 48 als
Zubringerverbindung 56 zwischen dem bodengestützten Kommunikationssystem 30 und
dem Dienstluftfahrzeug 12 verwendet. Wie in 1 dargestellt, wird die
primäre
Antenne 44 verwendet. Auch dargestellt ist, dass das Ersatzluftfahrzeug 14 sich
auf dem Weg von einem Flughafen 50 zu dem vorbestimmten
geographischen Gebiet 20 befindet. Während des gleichmäßigen Betriebes empfängt die
BTS 32 das verstärkte
Signal von dem sich im Betrieb befindenden Luftfahrzeug 12 auf
dem Haupt-Empfängerpfad 34.
Ein kabelloser Dienstteilnehmer 24 innerhalb des geographischen
Gebietes 20 nimmt einen einzigen HF-Kommunikationspfad wahr.
Demnach ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass ein bestehender
kabelloser Dienstteilnehmer 24 mit dem Luftfahrzeug 12, 14 ohne
irgendwelche Modifikationen an seinem kabellosen Telefon- oder Datengerät kommunizieren
kann. Zusätzlich kann
die im Luftfahrzeug 12, 14 mitgeführte Kommunikationshardware
mit den existierenden terrestrisch gestützten Telefon- oder Datennetzwerken
kommunizieren.
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Mit Bezug auf 2 wird die Vorbereitung zur Durchführung eines
Flugezeug-zu-Flugzeug-Kommunikations-Umschalt-Protokolls gezeigt. Während der
Umschaltvorbereitung bewegt sich das Ersatzluftfahrzeug 14 in
eine Position entlang eines Flugpfades in der Nähe zu dem primären Dienstluftfahrzeug 12.
Das Ersatzluftfahrzeug 14 wiederholt das Kommunikationssignal 16,
das durch das Dienstluftfahrzeug 12 als kabelloses Kommunikationsstrahlmuster 18 gesendet
worden ist. Dieses Kommunikationssignal 18 wird von dem
Ersatzluftfahrzeug 14 bei niedriger Leistung zum Boden
gesendet und wird in einer solchen Weise gesendet, dass das kabellose
Kommunikationsstrahlmuster 18 im Wesentlichen mit dem bestehenden
kabellosen Kommunikationsstrahlmuster 16 überlappt.
Die Überlappung zwischen
den Kommunikationsstrahlmustern 16, 18 ist vorzugsweise
größer als
80 %. Wenn zum Beispiel die Überlappung
weniger als 80 % wird, wird eine Vielzahl von Teilnehmern gezwungen
sein, die Verbindung zu einem anderen Strahl umzuschalten. Ein Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, die Anzahl der Verbindungsumschaltungen
während
der Durchführung
der Flugzeug-zu-Flugzeug-Umschaltung
zu minimieren.
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Als Teil des Umschalt-Vorbereitung-Protokolls
werden beide Bodenantennen 44, 48 für die Sendung
und den Empfang der Versorgungsverbindungs-Kommunikationssignale 56, 58 zu/von
dem Luftfahrzeug 12, 14 verwendet. Die Luftfahrzeuge 12, 14 fungieren
als Signalverstärker
für die
Kommunikation zwischen der BTS 32 und der vorbestimmten
geographischen Region 20. Die BTS 32 empfängt ein starkes
Signal auf dem Hauptempfänger 34 über die primäre Antenne 44 und
ein schwächeres,
gebeugtes Signal auf dem Diversity-Empfänger 36 über die sekundäre Antenne 48.
Während
der Umschaltvorbereitung nimmt der kabellose Teilnehmer 24 innerhalb
der geographischen Region 20 eine Mehrfachpfad-Empfangsbedingung
wahr, weil das Kommunikationssignal 16 und das Kommunikationssignal 18 innerhalb,
eines gebräuchlichen
Frequenzbandes gesendet werden. Für kabellose Handgeräte, wie zum
Beispiel ein CDMA-Handgerät,
fungiert der im Handgerät
enthaltene RAKE-Empfänger,
um die Mehrfachpfadsignale aufzulösen. Wie aus der Technik bekannt
ist, hat der RAKE-Empfänger
eines kabellosen CDMA-Handgerätes
die Fähigkeit,
Mehrfachpfadsignale (zwei Signale auf derselben Frequenz) abzutrennen
und zu empfangen.
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Mit Bezug auf 3 wird die Umschaltungsprozedur gezeigt.
Während
der Umschaltung steigert das Ersatzluftfahrzeug 14 die
Leistung seines Steuersignals 18 auf normale Amplitudenniveaus,
und das Dienstluftfahrzeug 12 detektiert das Leistungsniveau
seines Steuersignals 16, bis das Steuersignal nicht länger detektiert
werden kann. Das Leistungsniveau des Steuersignals 18 kann
auf seinem Leistungsniveau im normalen Betrieb angehoben werden,
bevor die Leistungsstärke
des Steuersignals 16 geschwächt wird. Alternativ kann das
Leistungsniveau des Steuersignals 18 angehoben werden,
während
simultan die Leistungsstärke
des Steuersignals 16 abgesenkt wird. In diesem Zusammenhang
bezieht sich die Bezeichnung Steuersignal kollektiv auf Sprachverkehr-
und Steuersignalinformation. Die Änderungen der Leistungsstärken der
Steuersignale kann durch die in dem jeweiligen Luftfahrzeug 12, 14 transportierte
Hardware durchgeführt
werden. Alternativ können
die Änderungen
der Leitungsstärken der
Steuersignale durch den bodenstationierten C-Band-Konverter 40 durchgeführt werden.
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An diesem Punkt werden beide Bodenantennen 44, 48 für die Versorgungsverbindung
verwendet, innerhalb der geographischen Region 20 zu/von den
kabellosen Teilnehmern 24 gesendet/empfangen wird. Es ist
bevorzugt, dass die Teilnehmerverbindungen von jedem Luftfahrzeug 12, 14 zu
den kabellosen Teilnehmern 24 bei derselben Frequenz derart gesendet
werden, dass sie den Teilnehmer identisch zur Schaffung oder Simulation
einer Mehrfachpfadbedingung in der Weise erscheinen, dass sie gleichzeitig
bei einem einzigen Handgerät-Empfänger empfangen
werden können.
Auch empfangen und verstärken
an diesem Punkt beide Luftfahrzeuge Signale von den kabellosen Teilnehmern 24 zurück zu den
Bodenantennen 44, 48. Weiter empfangen beide Empfänger 34, 36 der
BTS 32 die Mehrfachpfadsignale von dem Luftfahrzeug 12, 14.
Mit der Abnahme der Leistung des Steuersignals von dem Dienstluftfahrzeug 12 und
der Zunahme der Leistung des Steuersignals von dem Ersatzluftfahrzeug 14,
schaltet die BTS 32 den Empfang von dem Hauptempfänger 34 zu
dem Diversity-Pfad-Empfänger 36,
und die Kommunikationssitzungen werden in wirksamer Weise von dem
Dienstluftfahrzeug 12 zu dem Ersatzluftfahrzeug 14 übertragen
oder umgeschaltet. An diesem Punkt gibt es eine minimale Frequenz-
und Zeitverschiebung des Steuersignals, das durch die BTS 24 empfangen
wird. Auch aus der Sicht des kabellosen Teilnehmers gibt es eine
minimale Frequenz und Zeitverschiebung der Steuersignale. Insbesondere bedeutet
das, dass die Flugzeug-zu-Flugzeug-Umschaltung für das Handgerät 24 transparent
ist und ein kabelloser Teilnehmer innerhalb der vorbestimmten geographischen
Region 20 nicht in der Lage ist, die Umschaltung von einem
Hauptempfänger 34 zu dem
Diversity-Pfad-Empfänger 36 wahrzunehmen.
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In Bezug auf 4 wird das Ende des Flugzeug-zu-Flugzeug-Kommunikations-Umschalt-Protokolls
gezeigt. Nachdem das Umschalt-Protokoll von dem Dienstluftfahrzeug 12,
zu dem Ersatzluftfahrzeug 14 vollständig abgeschlossen ist, wird
das Ersatzluftfahrzeug 14 als primäres Betriebs- und Kommunikationsflugzeug
betrachtet. An diesem Punkt hat der Betrieb wieder den Anschein,
ein gleichförmiger
Betrieb zu sein. Die BTS 32 empfängt den Steuerkanal 56 auf
der sekundären
Antenne 48. Nachdem das Umschalt-Protokoll wollständig durchgeführt ist,
kann die BTS 32 den Empfang von Signalen auf dem Diversity-Pfad-Empfänger 36 fortsetzen oder,
wie gezeigt, kann der C-Band-Konverter 40 den Signalempfang
von dem Diversity-Empfänger 36 zu dem
Hauptempfänger 34 umschalten.
Diese Kommunikationsverbindung von dem Luftfahrzeug 14 zu der
Antenne 48 ist als durchgehende Linie 56 abgebildet
und die Kommunikationsverbindung von der Antenne 48 bis
zum Hauptempfänger 34 der
BTS 32 als gestrichelte Linie 54. Zusätzlich hat,
wie gezeigt, die Verantwortlichkeit für das Tragen der Versorgungsverbindung 56 von
der primären
Antenne 44 zu der sekundären Antenne 48 umgeschaltet.
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Während
die vorliegende Erfindung im Kontext eines Zwei-Luftfahrzeug-Systems
beschrieben worden ist, wird ein Fachmann sofort erkennen, dass ein
einziges Luftfahrzeug 12 für die Versorgung des Kommunikationsservices
zu den Teilnehmern 24 innerhalb des Servicegebietes 20 benutzt
werden kann. Für
das Luftfahrzeug 12 ist vorgesehen, jeglichen Typ von Luftfahrzeug
einzuschließen,
das geeignet ist, die Abdeckung über
das Servicegebiet 20 aufrechtzuerhalten, was ein unbemanntes
Flugzeug mit Wieder-Betankungsmöglichkeiten
im Flug, ein lenkbares Luftschiff und ein Ballon einschließt, sich aber
nicht darauf beschränkt.
Zusätzlich
kann das erfindungsgemäße Umschalt-Protokoll
zwischen verschiedenen Typen von Luftfahrzeugen erstellt werden.
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Mit Bezug auf 5 ist die relative Zeitanordnung der
Ereignisse gezeigt, die das erfindungsgemäße Flugzeugzu-Flugzeug-Umschalt-Protokoll bilden.
In Block 60 kommt das Ersatzluftfahrzeug 14 an
der Station an, bereit, den kabellosen Betrieb zu beginnen. In Block 62 sendet
die BTS 32 die gleichen Vorwärts-Verbindungs-Signale 56, 58 (was
die Steuersignalinformation einbezieht) zu den beiden (jeweiligen)
Luftfahrzeugen 12, 14. Die Information zu dem Ersatzluftfahrzeug 14 wird
durch den C-Band-Konverter 40 abgeschwächt. In Block 64 senden
beide Luftfahrzeuge 12, 14 wieder die Vorwärts-Verbindungs-Signale
(oder Teilnehmer-Verbindungs-Signale)
in das geographische Gebiet 20. Gleichfalls empfangen beide
Luftfahrzeuge 12, 14 die Aufwärts-Verbindungssignale von
einem kabellosen Teilnehmer und senden diese Signale wieder zu der
BTS 32. In Block 66 empfängt das kabellose Handgerät 24 Signale
von beiden Luftfahrzeugen 12, 14 und verwendet
seinen Mehrfachpfadauflöser
(RAKE-Empfänger),
um die Signale zu bearbeiten und die Mehrfachpfadbedingung aufzulösen. Das
Handgerät überträgt in normaler
Weise und benötigt
keine Modifikation.
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In Block 68 empfängt die
BTS 32 Signale von beiden Luftfahrzeugen 12, 14 und
verwendet die BTS-Diversity-Eingaben 34, 36,
um die Signale zu bearbeiten. In Block 70 ändert der
C-Band-Konverter 40 langsam die relative Leis tung der übertragenen Signale,
wobei er die Amplitude des Signals von dem Dienstluftfahrzeug 12 reduziert
und die Amplitude des Signals von dem Ersatzluftfahrzeug 14 anhebt. Alternativ
kann die Änderung
der relativen Leistung durch die Signalsteuer- und Bearbeitungshardware 82 durchgeführt werden,
die in jedem Luftfahrzeug 12, 14 mitgeführt ist.
Mit der Fortsetzung mit Block 72 modifiziert das Handgerät seine
Mehrfachpfad-Auflöseinrichtung,
so wie sich die relativen Signalniveaus ändern. Wenn der Steuerkanal
(Vorwärts-Verbindungssignal)
von einem anderen Strahl, der durch das Ersatzluftfahrzeug 14 gesendet
wird, stärker
als der Steuerkanal von dem sich im Betrieb befindenden Luftfahrzeug 12 wird,
ist eine Strahl-zu-Strahl-Verbindungs-Umschaltung erforderlich.
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In Block 74 ändert der
bodengestützte C-Band-Konverter 40 die
relative Amplitude langsam genug, um die Verbindungs-Umschaltungs-Anfrage zu
bewilligen. Wo es eine große
Differenz zwischen Signalstärken
der zwei Luftfahrzeuge gibt, hört
der Konverter 40 auf, zu dem ursprünglichen sich im Betrieb befindenden
Luftfahrzeug 12 zu senden. Schließlich ist in Block 76 der
Flugzeug-zu-Flugzeug-Umschalt-Prozess
komplett. Das ursprünglich sich
in Betrieb befindende Luftfahrzeug 12 hört auf, das Aufwärts-Verbindungssignal
zu der BTS 32 zu senden und hört auch auf, das Vorwärts-Verbindungssignal
zu dem geographischen Gebiet 20 zu senden.
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Die vorliegende Erfindung verwendet
Diversity-Eingaben in einem Standard-BTS, um die zwei Kommunikationseingaben
von zwei verschiedenen Luftfahrzeugen zu handhaben. Das Kommunikations-Umschalt-Protokoll,
das mit der vorliegenden Erfindung assoziiert ist, erlaubt die langsame Änderung der relativen
Leistungen zu dem BTS, so dass auf diese Weise transparente Umschaltungen
von dem/der alten Strahlungsmuster oder Strahlungsstruktur zu dem/der
neuen Strahlungsmuster oder Strahlungsstruktur erzwungen werden.
Das Kommunikationsprotokoll der vorliegenden Erfindung erlaubt auch
die Übertragung
von beiden Signalen zu dem Luftfahrzeug in verschiedenen Polarisationen.
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Die vorliegende Erfindung erlaubt
einem Dienstprovider schnell eine große geographische Region abzudecken,
ohne mehrere Basisstationen über
diese Region einsetzen zu müssen.
Dies ermöglicht
einen frühen
Eintritt in neue Märkte
und eine einfache Systemexpansion nach anfänglicher Einsetzung. Dies kann
ohne irgendwelche Änderungen
in der kabellosen Infrastruktur oder dem Teilnehmerhandset bewerkstelligt
werden. Die vorliegende Erfindung stellt eine Abdeckung über ein
weites geographisches Gebiet zur Verfügung, indem sie die kabellose
Infrastruktur auf dem Boden mit einem Höhenverstärker, der von einem Luftfahrzeug
mitgeführt wird,
verbindet. Als Teil der vorliegenden Erfindung wird eine Technik
zur Minimierung der Auswirkung von unterbrochenen Anrufen von Flugzeug-zu-Flugzeug-Umschaltungen
in luftfahrzeuggestützten
kabellosen Kommunikationssystemen beschrieben. Wie oben dargelegt,
involviert die Technik das simultane Übertragen von Steuerkanälen von
beiden Flugzeugen während
des Änderns
der relativen Leistungs- (Amplituden-)Niveaus der Steuersignale.
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Die großgebietige Abdeckung, die durch
die vorliegende Erfindung vorgesehen ist, spart Grundausgaben, indem
die Infrastrukturausrüstung
des kabellosen Kommunikationssystems in einem einzigen Zentrum angeordnet
wird. Der Serviceprovider muss keinen Grund, keine Gebäude und
keine Mas ten kaufen, um Hunderte von Basis-Transceiver-Stationsen (BTSs)
zu installieren und das Gebiet abzudecken. Stattdessen installiert
der kabellose Operator ein mobiles Umschaltungsbüro und eine reduzierte Menge an
BTS-Ausrüstung,
die für
den terrestrischen Einsatz benötigt
wird.
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Die zentrale Anordnung der gesamten
kabellosen Infrastrukturausrüstung
in der vorliegenden Erfindung ermöglicht es dem kabellosen Operator,
das System mit einer kleineren Besatzung zu betreiben und zu warten.
Außerdem
spart der kabellose Operator alle aufwendigen Kosten (LKWs, Testausrüstung, etc.)
und alle die wiederkehrenden Kosten (Personal, um die Standorte
zu besuchen), die erforderlich wären,
um geographisch verstreute Einrichtungen zu betreiben und zu warten.
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Das kabellose Kommunikationssystem
der vorliegenden Erfindung ergänzt
eine terrestrische Abdeckung, indem sie einige indem terrestrischen Einsatz übriggebliebene
Funklöcher
auffüllt
und indem sie die Abdeckung auf städtische und ländliche Gebiete,
wo ein Standorteinsatz nicht ökonomisch ist,
ausdehnt. In einem neuen System sieht die vorliegende Erfindung
eine unverzügliche
Abdeckung von einem gesamten Servicegebiet vor, verglichen mit der
langsamen Ausbreitung von Standorten, die typisch für terrestrische
Stationierungen ist.
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Die vorliegende Erfindung kann auch
Dienste für
andere digitale kabellose Technologien, wie zum Beispiel Personal
Communication Service (PCS) 1900, IS-95 Code Division Multiple Access (CDMA),
IS-136 Time Division Multiple Access (TDMA), Global System for Mobiles
(GSM) und Integrated Digital Enhanced Network (IDEN) vorsehen. Zusätzlich kann
die vorliegende Erfindung für
kabellose Systeme der dritten Ge neration, wie zum Beispiel Universal
Mobil Telecommunications System (UMTS) oder CDMA-2000 als auch ein
Breitbanddatensystem, wie zum Beispiel Local Multipoint Distribution
Systems (LMDS), verwendet werden.
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Die vorangehende Diskussion offenbart
und beschreibt beispielhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung.
Ein Fachmann wird sofort anhand der Diskussion und der begleitenden
Abbildungen und Ansprüche
erkennen, dass verschiedene Änderungen,
Modifikationen und Variationen darin durchgeführt werden können ohne
von dem Umfang der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen festgelegt, abzuweichen.