[go: up one dir, main page]

KR20170015296A - 항공기의 공대지 통신을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

항공기의 공대지 통신을 위한 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170015296A
KR20170015296A KR1020167032901A KR20167032901A KR20170015296A KR 20170015296 A KR20170015296 A KR 20170015296A KR 1020167032901 A KR1020167032901 A KR 1020167032901A KR 20167032901 A KR20167032901 A KR 20167032901A KR 20170015296 A KR20170015296 A KR 20170015296A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
aircraft
base station
terrestrial base
antenna
ground
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020167032901A
Other languages
English (en)
Inventor
페테르 홈머
조르그 리베
Original Assignee
루프트한자 시스템즈 게엠바하 앤 코. 카게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 루프트한자 시스템즈 게엠바하 앤 코. 카게 filed Critical 루프트한자 시스템즈 게엠바하 앤 코. 카게
Publication of KR20170015296A publication Critical patent/KR20170015296A/ko
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18502—Airborne stations
    • H04B7/18506—Communications with or from aircraft, i.e. aeronautical mobile service
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/10—Polarisation diversity; Directional diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H04W64/003—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management locating network equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0453—Resources in frequency domain, e.g. a carrier in FDMA
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/046—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource the resource being in the space domain, e.g. beams

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 항공기와 적어도 하나의 지상 기지국 간의 데이터 전송을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 공대지 통신을 위한 장치는, 항공기(12) 및 지상 기지국(20)은 각각 지향성 무선 데이터 전송(14)을 위한 안테나(16, 18)들을 포함하고, 데이터 전송(14)은 60 내지 90GHz의 주파수 대역에서 수행되고, 지상 기지국(20)의 안테나(18)는 수평면(22)에 대하여 상방향으로 적어도 5도의 각도(α) 범위에서만 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 공대지 통신을 위한 장치를 제공함에 기술적 특징이 있다.

Description

항공기의 공대지 통신을 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR AIR-TO-GROUND COMMUNICATION OF CRAFT}
본 발명은 항공기와 적어도 하나의 지상 기지국 간의 데이터 전송을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
항공기와 지상 기지국 간의 데이터 전송은 상업용 항공 분야에 있어서 특히 중요하다. 항공기 승객들이 전화 통화를 하거나 인터넷 서핑을 할 수 있도록 하는 데이터 전송 기법들에 대한 수요가 증가하고 있다. 본 명세서에서, 항공기는 특히, 비행기, 헬리콥터 및 우주 비행체를 포함하는 것으로 이해할 것이다.
지상 기지국과 항공기 간의 데이터 통신에 있어서, 다수의 승객들이 충분한 대역폭으로 데이터 통신을 수행하도록 하는 것은 어렵다.
본 발명의 목적은 적어도 하나의 기지와 항공기 간의 데이터 전송을 위한 개선된 장치를 제공하고, 이에 해당하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적은, 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 공대지 통신을 위한 장치로서, 상기 항공기(12) 및 지상 기지국(20)은 각각 지향성 무선 데이터 전송(14)을 위한 안테나(16, 18)들을 포함하고, 상기 데이터 전송(14)은 60 내지 90GHz의 주파수 대역에서 수행되고, 상기 지상 기지국(20)의 안테나(18)는 수평면(22)에 대하여 상방향으로 적어도 5도의 각도(α) 범위에서만 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 공대지 통신을 위한 장치에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 지상 기지국(20)과 항공기(12) 간의 데이터 전송을 위한 방법으로서, 상기 지상 기지국(20) 및 항공기(12)는 각각 이들 간의 지향성 무선 데이터 전송을 위한 무선 안테나가 제공되고, 상기 지상 기지국(20)은 수평면(22)에 대하여 적어도 5도의 각도(α) 미만으로 데이터를 전송하지 않으며, 상기 지상 기지국(20) 및 항공기(12)의 안테나(16, 18)들 간의 데이터 전송은 60 내지 90GHz의 주파수 대역에서만 수행되는 것을 특징으로 하는 지상 기지국(20)과 항공기(12) 간의 데이터 전송을 위한 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 목적은 적어도 하나의 기지와 항공기 간의 데이터 전송을 위한 개선된 장치를 제공하고, 이에 해당하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예를 도시하는 개략도이다.
항공기와 지상 기지국 간의 데이터 전송은 60 내지 90GHz의 주파수 대역에서 무선으로 수행된다. 이와 관련하여, 지상 기지국이 최소 상방향으로 5도로 전파를 송수신하는 것이 특히 중요하며, 5도 미만의 각도로는 전파를 송수신하는 것이 허용되지 않는다. 이와 같이, 비행 중, 항공기는 지상 기지국의 수신 범위 내에 있음에도, 동일한 주파수 범위를 사용하는 지표면에 가장 근접한 사용자들이 지상 기지국으로부터 데이터를 수신하거나, 지상 기지국으로 데이터 연결을 할 수 없다. 결과적으로, 수평면에 대하여 5도 이하로 각 범위에서는, 지상 기지국으로부터 데이터를 수신할 수 없으며, 지상 기지국으로 데이터를 전송할 수 없다.
본 발명은 항공기와 지상 기지국 간의 지향성 광대역 무선 데이터 전송을 위한 기본적인 개념에 기초한다. 항공기와 지상 기지국 간의 공대지 통신을 위한 본 발명의 장치는 서로 통신하는, 항공기에 부착된 항공기국(aircraft station) 및 지상 기지국을 포함한다. 광대역 데이터 전송은 60 내지 90GHz의 주파수 대역에서 가능하나, 동일한 주파수 범위 내에 지상에 근접한 사용자들과의 혼신이 방지된다. E-밴드로도 언급되는 이러한 주파수 대역에서, 인터넷 사용을 위한 충분한 대역폭으로 다수의 항공기 탑승객들을 위한 데이터 전송이 가능하다. 이와 같이, 공대지 통신을 위하여, 먼저 항공기에서 30GHz의 밴드폭 범위, 즉, 현재 일반적으로 무선 통신에 사용되는 정확히 0 내지 30GHz의 주파수 범위만큼 큰 대역폭이 이용 가능하다.
단지 1GHz 및 스펙트럼 효율 1의 공대지(ATG) 통신을 위한 채널폭으로, 항공기당 초당 1기가비트(Gbit/s)의 데이터 전송 속도가 이용 가능하다. 항공기의 승객들 가운데 200명의 사용자들을 가정할 때, 이는 승객 중 이용자에 대하여 초당 50메가비트(Mbit/s)의 데이터 전송 속도가 나온다.
지상 기지국과 항공기 간의 데이터 전송이 직접 수행되므로, 위성 통신으로 인한 지연은 발생하지 않는다. 데이터 전송은 펜슬 빔(pencil beam; 펜슬 빔 특성)의 방식으로 수행된다. 펜슬 빔 지향 특성은 주요 조사 방향(radiation direction) 주변으로 +0.5 내지 -0.5의 각 범위의 다발적 지향 특성(bundled directional charateristics)으로 이해될 수 있다. 이는 지향 특성의 메인 로브(main lobe)가 이러한 각 범위 내에 있음을 의미한다. 결과적으로, 지상 기지국 안테나의 지향 특성의 메인 로브는 수평면에 대하여 5도 이하의 각도로 회전될 수 없다.
지상 기지국 및/또는 항공기의 안테나의 주요 송수신 방향의 회전(pivoting)은 바람직하게는 전자적 빔형성(electronic beamforming)에 의해 가능하다. 상기 주요 송수신 방향이 임의의 바람직한 방식으로 수직축에 대하여 회전될 수 있다면 유리할 수 있다. 또한, 수평축에 대하여 회전하는 것이 유리할 수 있으며, 지상 기지국의 안테나에 있어서, 수평선에 대하여 5도 미만의 각도로 회전하는 것은 가능하지 않을 수 있다. 해당 방식에 있어서, 항공기 안테나의 주요 송수신 방향이 하방으로 수평축에 대하여 -5 내지 -90도의 각 범위인 경우에만 가능하다는 점이 유리하다.
본 발명에서 제안된 바와 같이 60 내지 90GHz의 주파수 대역을 사용하는 핵심 이점은 이러한 주파수 범위에서 라이센스의 사용과 가용성이 종래 20GHz 또는 30GHz 이하의 주파수 범위에 사용된 경우에 비하여 많이 용이하다는 점이다. E-밴드의 사용을 위한 안테나들은 종래의 안테나들에 비해, 특히, 새트콤(Satcom) 기술과 관련하여, 더욱 간단하며, 비용이 절감되고, 쉽게 설치 가능하다. 약 20ms의 데이터 전송은 약 600ms의 새트콤 기술보다 더욱 빠르다. E-밴드의 대역폭이 더욱 크며, 전자적 빔포밍에 의해, E-밴드의 지상 기지국들 또는 지상에 근접한 사용자들 간의 간섭 또는 혼선이 방지될 수 있다.
바람직하게는, E-밴드 통신은 70 내지 80GHz(E-밴드)의 주파수 대역 내에서 발생한다. 이러한 주파수 대역은, 펜슬 빔이 MM 스펙트럼에서 동작하기 위한 전제 조건이므로, 고유의 무혼신(intrinsic non-interference), 내재적 도청 내성(inherent eavesdrop immunity) 및 무제한적 스펙트럼 재사용 가능성(unlimited spectrum reusablity)을 특징으로 한다.
주요 이점들은 이들 더 높은 주파수에서 사용 가능한 훨씬 더 큰 대역폭과, 그에 따른 제공 가능한 데이터 전송 속도의 증가이다. 추가적으로, E-밴드 주파수에서의 전송은, 지향성의 좁은 펜슬 빔 전송에 강하게 의존하므로, 혼신의 위험이 매우 낮다. 70 내지 80GHz에서의 스펙트럼 할당으로, E-밴드는 주파수 검토(frequency review) 및 혼신 방지(interference protection)를 향상시키는 펜슬 비밍(pencil beaming)을 포함하는 여러 장점들을 제공한다. 지향성 안테나를 이용한 고이득 협소 빔(high gain narrow beam)은 혼신 방지를 달성하기 위한 핵심이며, 광범위한 이용 가능한 스펙트럼 대역폭으로 다가갈 수 있도록 한다. 펜슬 빔 특성은 공대지 연결의 배치에 있어서 고도의 주파수 검토를 용이하게 하며, 전자기장에의 사용자의 노출을 감소시킨다. 이는 통제의 관점에서 명확하게 유리하며, 이는 다른 시스템들과의 주파수 공유가 당연하고, 그에 따라 통제의 주체가 신속하게 공대지 권한을 제공할 것으로 기대되기 때문이다. E-밴드 스펙트럼은 비용이 저렴하고 빠른 라이선스 가용성(license availability)을 특징으로 한다. 연결(link)은 "라이트 라이선스(light license)" 과정하에서 허용되며, 이에 따라, 라이선스를 저비용으로 신속하게 얻을 수 있다. 이러한 라이선스들은 매우 적은 비용과 적용 시간으로, 전통적인 스펙트럼 라이선스의 충분한 이점들을 제공한다.
지상 기지국은 각각 방위각 및/또는 고도에서 360도의 1/n을 커버하는 n(자연수)개의 개별 무선 세그먼트들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 4 또는 8개의 개별 무선 세그먼트들은 방위각에서 90도(4개의 세그먼트) 또는 45도(8개의 세그먼트) 중 어느 하나와, 고도에서 90도를 커버할 수 있다. 기지국은 90도 또는 45도 세그먼트 구성 중 어느 하나를 처리할 수 있다. 기지국은 소프트웨어에 의하여 제어되며, 그 구성은 부팅시 로딩될 수 있다. 기지국은 한 번의 분석에서 무선 모듈 및 위상 배열 안테나 모듈(phased array antenna module)을 수용한다. 이는 채널당 약 1Gbit/s에 해당하는 하나 이상의 E-밴드 채널들을 관리한다. 동일한 스펙트럼이 그 밖의 다른 기지국들에 의해 재사용될 수 있다. 각각의 개별 무선 위상 배열 안테나는 다수의 안테나 요소들을 포함하여, 전자적으로 조종 가능한 펜슬 빔을 형성할 수 있다. 4 또는 8 섹터 기지국 구성의 롤아웃(roll-out)을 위한 결정은 영공 내의 예상되는 항공기 밀도에 의존한다. 각각의 기지국은 TDD 빔 스위칭을 이용하여 8개에 이르는 항공기국들을 관장할 수 있다. 이는 총합으로, 8개의 개별 무선 세그먼트들을 갖는 기지국당 64개의 항공기국에 이른다.
항공기국은 기본 지향성에 대하여 4개의 스위칭이 가능한 안테나 섹터들을 가질 수 있다. 안테나 섹터들은 저소음 증폭기 및 위상 배열 안테나를 수용한다. 전자적으로 조종 가능한 위상 배열 안테나는 방위각과 피치(pitch)에서 90도를 커버할 수 있다. 각각의 안테나 섹터는 64개의 위상 배열 요소들을 가질 수 있다. 4개의 안테나 조립체들이 항공기 동체의 하측 상에 설치될 수 있다.
항공기국은, 모든 기지국들의 지리적 좌표(해발고도, 경도, 및 위도)들을 갖는 지도가 저장된 기억장치를 구비할 수 있다. 이러한 지도는 부팅시 로딩될 수 있다. 항공기국은 그 자신(항공기)의 좌표(해발고도, 경도, 및 위도)를 인지할 수 있다. 항공기국은 항공기의 ARNIC(Aeronautical Radio, Incorporated) 버스에 연결되며, 버스의 영속적으로 업데이트되는 위치 정보를 판독한다.
최초 대상의 포착을 위하여, 항공기 관성 항법 시스템 (INS)이 영공 내 항공기의 실제의 위치, 가속 및 감속을 판단할 수 있다. 관성 항법 시스템은 ARINC 버스에 연결되며, 버스에 영속적으로 업데이트되는 위치 정보를 기록할 수 있다. 위치, 가/감속 정보를 이용하여, 항공기국은 항공기의 궤적을 계산한다. 대상 포착은 항공기국에 의해 개시될 수 있다.
활성화된 기지국이 없는 경우, 항공기국은 매 30ms마다 가장 가까운 기지국으로 무선 핑(radio ping)을 전송한 후, 소정 기지국 방향으로부터만 수신하는 수신 모드로 전환된다. 핑은 10초 동안 지속하여 반복 수행된다. 10초 간의 핑 주기 동안 수신이 없는 경우, 무선을 수신한 항공기국 범위내의 그 다음으로 인접한 기지국으로 핑 송신이 계속되며, 이는 기지국이 항공기국과 관련된 TDD 연결을 수립하는 동안 지속된다. 핑은 항공기국의 실제의 위치와 궤적을 포함하는 것으로 구성된다. 기지국은 50ms의 지속시간 동안 매초마다 하우스 키핑(house keeping) 사이클로 전환한다. 기지국은 하우스 키핑 사이클 동안 전방향 수신 모드(omni-directional receive mode)로 전환될 수 있다. 기지국이 항공기국의 무선핑을 수신하고 등록하는 경우, 항공기국은 위치 및 궤적 정보를 읽을 수 있다. 기지국은 항공기국의 예상 위치를 향한 펜슬 빔을 생성함으로써 항공기국과의 TDD 무선 연결을 수립할 수 있다. 연결 수립 후에는, 하우스 키핑 사이클은 기지국과 항공기국을 가로질러 동기화될 수 있다.
기지국 변환을 위하여, 모든 기지국들은, 필요한 경우 연결을 최적화하고 재정렬하는, 중앙 모니터 제어 시스템(central monitor and control system; CMCS)에 연결될 수 있다. 중앙 모니터 제어 시스템(CMCS)은 모든 기지국들 및 연결된 항공기의 3차원 지도를 생성할 수 있다. 상기 중앙 모니터 제어 시스템은 개별 기지국들에 기초하여, 모든 기지국들의 연결 및 부하 배분을 최적화할 수 있다. 이러한 변환 절차는 중앙 모니터 제어 시스템에 의해 개시된다는 점을 제외하면, 초기 대상 포착에 대하여 동일하다.
대상을 추적하는데 있어서, TDD 연결 수립 후, 항공기국은 지속적으로 업데이트된 위치 및 궤적 정보를 기지국에 송신할 수 있다. 기지국은 정확한 정렬을 위하여 항공기국의 업데이트된 위치 및 궤적 정보에 따라서 빔 위치(beam position)를 조정할 수 있다. 기지국은 항공기국에 의해 수신된 바대로, 업데이트된 위치 정보를 중앙 모니터 제어 시스템으로 전달할 수 있다. 항공기국의 궤도 정보의 인수분해로 도플러 편이 보상 및 회피가 수행된다. 중앙 모니터 제어 시스템은 기지국을 통해 수신된 항공기국의 위치 및 궤도 정보로부터 항공 교통의 3차원 공역(airspace) 지도를 계산할 수 있다. 상기 중앙 모니터 제어 시스템은 개별 기지국들에 기초하여, 모든 기지국들의 연결 및 부하 배분을 최적화할 수 있다.
주어진 영공에서의 모든 항공기들이 본 발명의 E-밴드 공대지(air-to-ground) 시스템에 참여하는 경우, 모든 항공기들과 이들의 궤도가 지도에 나타나고 표시될 수 있으므로, 항공기의 3차원 영공 지도가 항공기 교통을 제어하기 위한 항공 관제를 위하여 사용될 수 있다.
추가로, 본 발명의 공대지 통신 채널은 지상으로부터 항공기를 제어하기 위하여 자격을 갖춘 자에 의하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 항공기 승무원이 무력화되거나 또는 항공기가 납치된 경우와 같은 비상시에 사용될 수 있다. 공대지 항공 무선은 ARINC 버스를 통해 비행 관리 시스템(flight management system; FMS) 또는 자동 조정 장치(autopilot; AP)로 연결될 수 있다. 또한, 쉽게 변경 조작할 수 없는 직접 연결을 위하여 직접적인 케이블 연결이 가능할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예를 도시하는 개략도이다.
예시적인 실시예에서 항공기(12)는 수백 명의 탑승객을 태운 여객기이며, 승객들은 각각, 예컨대, 스마트 폰 또는 태블릿 PC 등을 사용하며, 이를 통해 항공기(12)의 안테나(16)와 지상 기지국(20)의 안테나(18) 간의 무선 데이터 연결 상태에 있다. 안테나(16 및 18)는, 전자적 빔포밍을 통해 주요 송/수신 방향이 가변적인 E-밴드 안테나일 수 있다. 항공기(12)에 탑승한 승객들은, 안테나(16)를 통해서 수취된 데이터를 자신의 단말기와 예컨대 WLAN을 통해서 수신할 수 있다. 데이터 전송(14)은 E-밴드, 즉, 60 내지 90GHz의 주파수 범위에서 수행된다.
지상 기지국(20)의 안테나(18)는 수평면으로부터 약 30도의 각도로 데이터 전송(14)의 데이터를 송수신할 수 있다. 본 발명에 따르면, 각도는 약 5도보다 작을 수 없다. 주된 송신 방향이 5도 미만의 각도(α)인 경우, 지상 기지국(20)의 안테나(18)는 데이터를 송수신할 수 없을 것이다. 전자적 빔포밍의 의하면, 지상 안테나(18) 및 항공기 안테나(16)의 주요 송/수신 방향은, 항공기(12)가 이동하는 동안, 직접 연결이 존재하여 안테나(16 및 18)들 사이에 유지될 수 있도록 하는 방식으로 자동으로 서로를 향해 조절될 수 있다. 도 1에서, 항공기(12)의 안테나(16)는 수평면(24)에 대하여 -20도(주요 전송 방향)의 각도(β)로 데이터 전송을 수행할 수 있다. 상기 각도(α 및 β)들은 엇각으로 서로 대응할 수 있다. 항공기(12)가 지상 기지국 상공을 이동하는 동안, 전자적 빔 제어는 안테나(16 및 18)들의 메인 로브들 및 지향성 특성의 자동 추적을 수행하여, 직접적인 데이터 연결(14)을 유지할 수 있다.
12:항공기
16, 18:안테나
20:지상 기지국

Claims (23)

  1. 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 공대지 통신을 위한 장치로서,
    상기 항공기(12) 및 상기 지상 기지국(20)은 각각 지향성 무선의 데이터 전송(14)을 위한 안테나(16, 18)를 포함하고,
    상기 데이터 전송(14)은 60 내지 90GHz의 주파수 대역에서 수행되고, 상기 지상 기지국(20)의 안테나(18)는 수평면(22)에 대하여 상방향으로 적어도 5도의 각도(α) 범위에서만 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 공대지 통신을 위한 장치.
  2. 청구항 1항에 있어서,
    상기 지상 기지국(20) 및 상기 항공기(12)의 상기 안테나(16, 18)들의 지향성 특성은 전자적 빔포밍에 의해 가변되는 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 공대지 통신을 위한 장치.
  3. 청구항 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 지상 기지국(20)의 안테나(18)의 메인 로브는 수직축에 대하여 회전 가능하고, 수평축에 대하여 상기 5도의 각도(α) 미만이 되지 않도록 회전 가능한 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 공대지 통신을 위한 장치.
  4. 청구항 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 항공기(12)의 안테나(16)의 메인 로브는 수직축에 대하여 회전 가능한 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 공대지 통신을 위한 장치.
  5. 청구항 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 항공기(12)의 안테나(16)의 메인 로브는 수평면에 대하여 -5 내지 -90도의 각도(β) 범위에서만 회전 가능한 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 공대지 통신을 위한 장치.
  6. 청구항 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 전송(14)은 E-밴드에서만 수행되는 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 공대지 통신을 위한 장치.
  7. 청구항 1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지상 기지국(20) 및 상기 항공기(12)의 안테나(16, 18)들은 각각 펜슬 빔으로 전파를 전송하도록 설계된 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 공대지 통신을 위한 장치.
  8. 청구항 1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지상 기지국(20) 및 상기 항공기(12)는 상기 지상 기지국(20) 및 상기 항공기(12)의 안테나(16, 18)들 간의 직접 데이터 전송을 위해 설계된 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 공대지 통신을 위한 장치.
  9. 청구항 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 항공기(12) 및 상기 지상 기지국(20)의 안테나(16, 18)들은 n개의 세그먼트로 분할되고, 상기 세그먼트 각각은 방위각 및/또는 고도에 대하여 360도의 1/n을 커버하는 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 공대지 통신을 위한 장치.
  10. 청구항 1항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 항공기(12)의 데이터 기억 장치를 포함하고, 상기 데이터 기억 장치는 복수의 상기 지상 기지국(20)의 지리학적 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 공대지 통신을 위한 장치.
  11. 청구항 1항 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    중앙 모니터 및 제어 시스템을 더 포함하고, 상기 중앙 모니터 및 제어 시스템은 복수의 상기 지상 기지국(20) 및, 상기 중앙 모니터 및 제어 시스템과 무선으로 통신하는, 적어도 하나의 항공기(12)의 3차원 지도를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 공대지 통신을 위한 장치.
  12. 지상 기지국(20)과 항공기(12) 간의 데이터 전송을 위한 방법으로서,
    상기 지상 기지국(20) 및 상기 항공기(12)는 각각 이들 간의 지향성 무선 데이터 전송을 위한 무선 안테나가 제공되고,
    상기 지상 기지국(20)은 수평면(22)에 대하여 적어도 5도의 각도(α) 미만으로 데이터를 전송하지 않으며, 상기 지상 기지국(20) 및 상기 항공기(12)의 안테나(16, 18)들 간의 데이터 전송은 60 내지 90GHz의 주파수 대역에서만 수행되는 것을 특징으로 하는 지상 기지국(20)과 항공기(12) 간의 데이터 전송을 위한 방법.
  13. 청구항 12항에 있어서,
    상기 지상 기지국(20) 및 상기 항공기(12)는 각각 E-밴드에서의 데이터 전송을 위하여 설계된 것을 특징으로 하는 지상 기지국(20)과 항공기(12) 간의 데이터 전송을 위한 방법.
  14. 청구항 12항 또는 13항에 있어서,
    상기 지상 기지국(20) 및/또는 상기 항공기(12)의 안테나(16, 18)들의 송수신 방향은 수직축에 대하여 회전 가능한 것을 특징으로 하는 지상 기지국(20)과 항공기(12) 간의 데이터 전송을 위한 방법.
  15. 청구항 12항 내지 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지상 기지국(20)의 안테나(18)의 송수신 방향은 수평축에 대하여 상기 5도의 각도(α) 미만이 되지 않도록 회전 가능한 것을 특징으로 하는 지상 기지국(20)과 항공기(12) 간의 데이터 전송을 위한 방법.
  16. 청구항 12항 내지 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 항공기(12)의 안테나(16)의 송수신 방향은 수평면에 대하여 -5 내지 -90도의 각도(β) 범위에서만 회전 가능한 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 데이터 전송을 위한 방법.
  17. 청구항 12항 내지 16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 항공기(12)의 안테나(16)와 상기 지상 기지국(20)의 안테나(18) 간의 데이터 전송은 직접 수행되는 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 데이터 전송을 위한 방법.
  18. 청구항 12항 내지 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지상 기지국(20)의 송수신 범위를 벗어난 후, 상기 항공기(12)는 자신이 위치한 송수신 범위 내의 다른 지상 기지국을 자동으로 탐색하여 연결하는 것을 특징으로 하는 지상 기지국(20)과 항공기(12) 간의 데이터 전송을 위한 방법.
  19. 청구항 12항 내지 18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 항공기(12) 및 상기 지상 기지국(20)의 안테나(16, 18)들은 n개의 위상 배열 안테나 세그먼트들을 포함하고, 상기 위상 배열 안테나 세그먼트 각각은 방위각 및/또는 고도에 대하여 360도의 1/n을 커버하는 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 데이터 전송을 위한 방법.
  20. 청구항 12항 내지 19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 항공기(12)는 복수의 상기 지상 기지국(22)의 지리학적 위치가 저장된 데이터 기억 장치를 포함하고, 상기 항공기(12) 내의 중앙 모니터 및 제어 시스템은 상기 지상 기지국(22) 및 상기 항공기(12)의 위치를 포함하는 지도를 생성하는 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 데이터 전송을 위한 방법.
  21. 청구항 12항 내지 20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중앙 모니터 및 제어 시스템은 복수의 지상 기지국(20) 및 적어도 하나의 항공기(16)의 위치를 보여주는 3차원 영공 지도를 계산하고, 상기 지도는 지도 내 도시된 항공기의 항공 교통 관제에 사용되는 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 데이터 전송을 위한 방법.
  22. 청구항 12항 내지 21항 중 어느 한 항에 있어서,
    지상으로부터 상기 항공기(12)를 원격 제어하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 데이터 전송을 위한 방법.
  23. 청구항 12항 내지 22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 항공기(12)의 안테나(16) 및/또는 상기 지상 기지국(20)의 안테나(18)의 메인 로브는 상기 중앙 모니터 및 제어 시스템 내에 저장되고 지속적으로 업데이트되는 상기 항공기(12) 및 상기 지상 기지국(20)의 위치 및 궤적 정보를 이용하여 각각의 항공기 안테나(16) 또는 지상 안테나(18)의 방향으로 조종되는 것을 특징으로 하는 항공기(12)와 지상 기지국(20) 간의 데이터 전송을 위한 방법.
KR1020167032901A 2014-05-28 2015-05-21 항공기의 공대지 통신을 위한 장치 및 방법 Withdrawn KR20170015296A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014210204.9A DE102014210204A1 (de) 2014-05-28 2014-05-28 Vorrichtung und Verfahren zur Luft-Boden-Kommunikation von Luftfahrzeugen
DE102014210204.9 2014-05-28
PCT/EP2015/061273 WO2015181045A1 (en) 2014-05-28 2015-05-21 Device and method for air-to-ground communication of aircraft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170015296A true KR20170015296A (ko) 2017-02-08

Family

ID=53269466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167032901A Withdrawn KR20170015296A (ko) 2014-05-28 2015-05-21 항공기의 공대지 통신을 위한 장치 및 방법

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9991945B2 (ko)
EP (1) EP3149868A1 (ko)
JP (1) JP6573665B2 (ko)
KR (1) KR20170015296A (ko)
CN (1) CN106664134B (ko)
AU (1) AU2015266183B2 (ko)
CA (1) CA2948730A1 (ko)
DE (1) DE102014210204A1 (ko)
MX (1) MX359581B (ko)
RU (1) RU2691741C2 (ko)
WO (1) WO2015181045A1 (ko)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9014704B2 (en) 2013-03-15 2015-04-21 Smartsky Networks LLC Concentric cells in a wireless communication system
EP4180898B1 (en) * 2014-12-31 2024-10-09 SZ DJI Technology Co., Ltd. Vehicle altitude restrictions and control
US9813969B2 (en) 2015-11-03 2017-11-07 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) In-flight cellular communications system coverage of mobile communications equipment located in aircraft
US9954598B2 (en) 2015-11-03 2018-04-24 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) High capacity cellular communications system coverage of airborne mobile communications equipment
WO2017172796A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Brocade Communications Systems, Inc. Accessing multiple access point names by airborne radio system for optimal routing to gateways along a flight path
WO2017172804A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Brocade Communications Systems, Inc. Airborne radio system that uses nearest sae-gw for anchoring new connections along the flight paght and tunnels existing connections
US10547373B2 (en) 2016-10-28 2020-01-28 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Wireless communication links between airborne and ground-based communications equipment
US10249948B2 (en) * 2016-12-09 2019-04-02 The Boeing Company Phased array antennas for high altitude platforms
US11297623B2 (en) 2017-09-08 2022-04-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. System and method for air-to-ground communication involving an aircraft
JP7054860B2 (ja) 2017-10-04 2022-04-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 基地局装置、通信システムおよび通信制御方法
US10873388B2 (en) * 2018-06-12 2020-12-22 Bombardier Inc. System, device and method for switching air-to-ground antennas
EP3954063A4 (en) * 2019-08-16 2022-12-21 AVX Antenna, Inc. D/B/A Ethertronics, Inc. Method for estimating a transmit signal channel quality indicator based on a receive signal channel quality indicator
CN110719596B (zh) * 2019-09-19 2022-07-12 北京长焜科技有限公司 一种大幅提高地空通讯信号覆盖质量的基站天线设计方法
CN113055895B (zh) * 2019-12-27 2023-01-31 成都鼎桥通信技术有限公司 频谱资源的共享方法及设备
US11076372B1 (en) * 2020-02-24 2021-07-27 Gogo Business Aviation Llc Systems and methods for accessing an air-to-ground network
JP2022135374A (ja) * 2021-03-05 2022-09-15 株式会社光電製作所 移動体
CN117426059A (zh) * 2021-06-09 2024-01-19 高通股份有限公司 用于无线空对地通信的专用同步信号块设计
US11616565B2 (en) 2021-06-30 2023-03-28 Gogo Business Aviation Llc Beam pointing fine tuning for vehicle-based antennas
CN114664124B (zh) * 2022-04-15 2023-05-02 四川九洲空管科技有限责任公司 一种航空器机载综合防撞系统及其实现方法
CN116506910B (zh) * 2023-06-27 2023-09-08 中国电信股份有限公司 空地通信方法及装置、存储介质及电子设备

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4298877A (en) * 1979-01-26 1981-11-03 Solar Energy Technology, Inc. Offset-fed multi-beam tracking antenna system utilizing especially shaped reflector surfaces
JPS61147622A (ja) * 1984-12-21 1986-07-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 移動通信方式
US6108539A (en) * 1992-03-06 2000-08-22 Aircell, Incorporated Non-terrestrial cellular mobile telecommunication station
US5884166A (en) * 1992-03-06 1999-03-16 Aircell, Incorporated Multidimensional cellular mobile telecommunication system
US5878345A (en) * 1992-03-06 1999-03-02 Aircell, Incorporated Antenna for nonterrestrial mobile telecommunication system
US6259415B1 (en) * 1996-06-03 2001-07-10 Bae Systems Advanced Systems Minimum protrusion mechanically beam steered aircraft array antenna systems
CA2224420C (en) * 1997-02-26 2000-10-10 Amsc Subsidiary Corporation Computer architecture for service preemption for mobile terminals in a mobile satellite communications system
DE19751122A1 (de) * 1997-11-19 1999-05-20 Cit Alcatel Antennenanlage und Verfahren zum Betreiben einer Antennenanlage
AU2001249960A1 (en) * 2000-04-10 2001-10-23 Aerovironment Inc. Communications system
US6735438B1 (en) * 2000-08-14 2004-05-11 Sprint Spectrum, L.P. Antenna for air-to-ground communication
US6356239B1 (en) * 2000-08-23 2002-03-12 The Boeing Company Method for maintaining instantaneous bandwidth for a segmented, mechanically augmented phased array antenna
US6701126B1 (en) * 2000-11-13 2004-03-02 Space Resource International Ltd. System and method for implementing a constellation of non-geostationary satellites that does not interfere with the geostationary satellite ring
GB0030932D0 (en) * 2000-12-19 2001-01-31 Radiant Networks Plc Antenna apparatus, communications apparatus and method of transmission
US7680516B2 (en) * 2001-05-02 2010-03-16 Trex Enterprises Corp. Mobile millimeter wave communication link
US20050271125A1 (en) * 2004-06-02 2005-12-08 Richard Chedester Millimeter wave communications link
US7801521B2 (en) * 2005-05-18 2010-09-21 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) System and method for communicating with aircraft through cellular base station towers
US7848698B2 (en) * 2005-07-22 2010-12-07 Appareo Systems Llc Flight training and synthetic flight simulation system and method
FR2900008B1 (fr) * 2006-04-18 2008-05-30 Airbus France Sas Procede et dispositif de communication sur une liaison de communication entre un aeronef et une station sol
US8041333B2 (en) * 2007-06-14 2011-10-18 Broadcom Corporation Method and system for 60 GHz antenna adaptation and user coordination based on base station beacons
US20110169688A1 (en) * 2007-10-18 2011-07-14 Gregory Thane Wyler Apparatus and methods for satelite communication
US8045977B2 (en) * 2007-11-01 2011-10-25 Honeywell International Inc. Method for maintaining datalink network throughput by delaying lower priority messages
US20090186611A1 (en) * 2007-12-18 2009-07-23 Voyant International Corporation Aircraft broadband wireless system and methods
CA2722690C (en) * 2008-05-08 2014-12-09 Hexion Specialty Chemicals, Inc. Analysis of radar ranging data from a down hole radar ranging tool for determining width, height, and length of a subterranean fracture
DE102009019995A1 (de) * 2009-05-05 2010-11-11 Airbus Deutschland Gmbh Verfahren zur gerichteten digitalen Datenübertragung zwischen einen Luftfahrzeug und einer Bodenstation
US20110034190A1 (en) * 2009-08-06 2011-02-10 Leabman Michael A System and Methods for Simultaneous Wireless Broadband Communication Between Multiple Base Stations
US9035839B2 (en) * 2009-09-03 2015-05-19 Troll Systems Corporation Multi-feed diversity receive system and method
US8656162B2 (en) * 2009-10-22 2014-02-18 Honeywell International Inc. Aeronautical security management over broadband air/ground network
RU2427078C1 (ru) * 2010-04-12 2011-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" Система радиосвязи с подвижными объектами
US20120200458A1 (en) * 2011-02-09 2012-08-09 Qualcomm Incorporated Ground station antenna array for air to ground communication system
US8791853B2 (en) * 2011-04-20 2014-07-29 Rockwell Collins, Inc. Air-to-ground antenna
US9136611B2 (en) * 2011-04-20 2015-09-15 Rockwell Collins, Inc. Blade antenna array
US9882630B2 (en) * 2011-08-16 2018-01-30 Qualcomm Incorporated Overlaying an air to ground communication system on spectrum assigned to satellite systems
US8928542B2 (en) * 2011-08-17 2015-01-06 CBF Networks, Inc. Backhaul radio with an aperture-fed antenna assembly
US9319172B2 (en) * 2011-10-14 2016-04-19 Qualcomm Incorporated Interference mitigation techniques for air to ground systems
US9425888B2 (en) * 2012-08-08 2016-08-23 Asia Satellite Telecommunications Company Limited Methods and systems for providing high-speed connectivity to aircraft
US10470095B2 (en) * 2013-01-13 2019-11-05 Qualcomm Incorporated Method for air-to-ground data link antenna self calibration
US9941600B2 (en) * 2013-05-02 2018-04-10 Qualcomm Incorporated Ultra low profile conformal antenna system
US10103428B2 (en) * 2013-05-02 2018-10-16 Qualcomm Incorporated Low cost high performance aircraft antenna for advanced ground to air internet system
US9680234B2 (en) * 2013-08-28 2017-06-13 Harris Corporation Dual polarization ground-based phased array antenna system for aircraft communications and associated methods
US10332405B2 (en) * 2013-12-19 2019-06-25 The United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa Unmanned aircraft systems traffic management
US9887456B2 (en) * 2014-02-19 2018-02-06 Kymeta Corporation Dynamic polarization and coupling control from a steerable cylindrically fed holographic antenna
WO2015172292A1 (zh) * 2014-05-12 2015-11-19 华为技术有限公司 一种天线系统
US9491635B2 (en) * 2015-01-13 2016-11-08 Smartsky Networks LLC Architecture for simultaneous spectrum usage by air-to-ground and terrestrial networks

Also Published As

Publication number Publication date
MX359581B (es) 2018-10-03
AU2015266183B2 (en) 2019-03-28
US20170155442A1 (en) 2017-06-01
US9991945B2 (en) 2018-06-05
JP2017523742A (ja) 2017-08-17
AU2015266183A1 (en) 2016-11-24
MX2016015253A (es) 2017-03-23
RU2691741C2 (ru) 2019-06-18
WO2015181045A9 (en) 2017-01-05
EP3149868A1 (en) 2017-04-05
CA2948730A1 (en) 2015-12-03
CN106664134B (zh) 2020-09-18
WO2015181045A1 (en) 2015-12-03
DE102014210204A1 (de) 2015-12-03
RU2016148222A (ru) 2018-06-28
RU2016148222A3 (ko) 2018-11-14
CN106664134A (zh) 2017-05-10
JP6573665B2 (ja) 2019-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170015296A (ko) 항공기의 공대지 통신을 위한 장치 및 방법
ES2751723T3 (es) Sistema y método para satélites fraccionados de alto rendimiento (HTFS) que usan formaciones de vuelo de satélites pequeños o muy pequeños para su conectividad directa a y desde dispositivos y terminales del usuario final
US10547373B2 (en) Wireless communication links between airborne and ground-based communications equipment
US10103803B2 (en) Ground terminal and gateway beam pointing toward an unmanned aerial vehicle (UAV) for network access
US20190363784A1 (en) Multi-channel communications system using mobile airborne platforms
EP1961133B1 (en) Point-to-multipoint communications system and method
CN107431508B (zh) 用于与用户天线进行通信的过程和装置
CN107431519B (zh) 一种用于改进数据传送的过程和装置
CN107431509B (zh) 用于类似多个波束的生成和使用的方法和装置
CN107431528B (zh) 用于提高数据传送速率的方法
Miura et al. Preliminary flight test program on telecom and broadcasting using high altitude platform stations
RU2729607C2 (ru) Система, использующая сети сотовой телефонной связи для эксплуатации беспилотных летательных аппаратов и дистанционно пилотируемых летательных аппаратов, а также для управления подобными летательными аппаратами и связи с ними
US9621850B1 (en) Instant on video conferencing system and related method
CN113055062A (zh) 航线通信方法、系统、计算机可读存储介质及电子设备
Kitanozono et al. Development of high altitude platform station backhaul system using 38GHz band frequency
RU2530015C2 (ru) Система радиосвязи с подвижными объектами
US9065564B2 (en) World-wide, wide-band, low-latency, mobile internet and system therefor
RU2692696C1 (ru) Система радиосвязи с подвижными объектами с применением радиофотонных элементов
US20230370153A1 (en) Multi-beam multi-band protected communication system
EP4572182A1 (en) Aircraft datalink based on a terrestrial to leo satellite cellular transceiver and associated spectrum
RU2118055C1 (ru) Низкоорбитальная система региональной связи
US20250132813A1 (en) Satellite with interference avoidance between satellite systems using common spectrum
CN116707606A (zh) 一种无人机远程宽带通信系统及方法
Ambroziak et al. Comparative Analysis of the Two Polish Hyperbolic Systems AEGIR
Jaeckel et al. Deliverable D3.

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20161124

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination