CN108476057B - 位于航空器中的移动通信设备的飞行中蜂窝通信***覆盖 - Google Patents

位于航空器中的移动通信设备的飞行中蜂窝通信***覆盖 Download PDF

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Abstract

陆地蜂窝***的网络节点向在空中航空器中的用户设备（UE）提供电信服务。从航空器传送的导航信息被定期获取，包括航空器身份、位置、海拔高度和确定航空器位置的时间。通过传送波束偏转的、多普勒位移补偿的下行链路信号，并且通过执行上行链路信号的波束偏转的接收，在网络节点与UE之间保持链路。基于导航信息，波束偏转被指引朝向航空器。多普勒位移补偿被适配以补偿多普勒位移，使得UE在接收来自天线节点的传送时体验到标称载波频率。从第一到第二覆盖区域的切换包括在第二覆盖区域中使用与在第一覆盖区域中所使用的相同小区标识符和相同频率分配。

Description

位于航空器中的移动通信设备的飞行中蜂窝通信***覆盖
背景技术
本发明涉及在基于陆地的蜂窝通信***与位于在空中飞行器中的用户设备之间的连接性。
世界正变得越来越多地相连，并且这已经使得消费者对无论在什么时间和地点，能够保持在线和体验到至少适中数据率的期望日益增大。作为对这些期望的一种响应，下一代移动技术，所谓的IMT-2020（5G）将高速移动性作为一个目标。研究的示范情形是高速列车和高速公路上的车辆，但追随近来的趋势，被预期的是用于飞机的陆地飞行中宽带服务将在范畴之中 - 或者作为用户设备（UE）与基站之间的直接通信，或者经由聚合UE的一定数量的业务并保持到基站的链路的航空器上机载的接入点（AP）。
在2013年，联邦通信委员会（FCC）通过将在14GH射频（RF）带中500MHz宽子带指派用于飞行中空对地宽带连接，来采取步骤以使更好的连接性能实现。FCC的预期是到2021年将存在向其乘客提供高速宽带连接性的15000个航班的需求。通过比较，在2013年的可用性是全球3000架飞机，并且这是采用消费者认为太慢并且至今为止太贵的连接进行的。业界已注意到今天的航空乘客期望与在地面可用的相同级别的宽带服务。
已执行了若干尝试，在典型地用于常规蜂窝网络的更低频率带中提供陆地网络覆盖。如果经适当利用，在航空的管制侧上的最近发展将大幅增强和简化基于陆地网络的飞行中宽带服务。
当今针对空对地通信在使用中的两个主要***是：
·航空器通信寻址和报告***（ACARS），以及
·未来空中导航***（FANS），
在这两个***中，FANS是更现代化的，并且将替代ACARS，例如通过航空电信网络（ATN）提供基于互联网协议（IP）的空中交通控制器导频数据链路通信（CPDLC）。
空对地通信是朝向地面站或者在缺少覆盖的情况下朝向卫星。
存在用于提供对陆地无线电***的航空器承载装置接入的常规技术。例如，US8914022B2公开了将RF波束指引朝向航空器以提供与现有ACARS链路并行的陆地单向或双向宽带数据链路。另外，取决于数据传送在上行链路上还是在下行链路上繁忙，能够与负载成比例地拆分上行链路和下行链路无线电频谱资源。如果存在由RF波束服务的不止一个数据链路，其中可在一小区中存在几个，则能够使用时分双工（TDM）仲裁和共享无线电资源。然而，这要求已经有双向ACARS链路（短消息链路），通过它能够发起并行数据链路的建立。
存在与US8914022B2所描述的技术关联的缺陷。例如，陆地网络运营商必须依赖由第三方操作的ACARS通信链路。很可能的是，陆地网络运营商还必须至少在最初依赖由相同第三方提供的定位信息，之后相同的信息能够通过陆地网络运营商的链路被输送；否则，波束将必须始终在所有方向上是活跃的，以允许进入覆盖的飞机识别网络和执行随机接入。
另举一例，US9008669B2教导的是能够在地面无线电接入网络中使用自适应波束成形，使得覆盖跟踪飞机移动。另外，教导的是出于估计和补偿多普勒位移的目的，可在飞机上从导航***向无线通信装置提供GPS信息或定位信息，无线通信装置可另外输送此类信息到地面站。
存在与在US9008669B2中描述的技术关联的缺陷。例如，提议的是有关位置、海拔高度和速率的信息要由无线通信装置提供到在地面上的基站。但问题是在链路已被建立前，没有此类信息能够被输送。至少对于飞机的初始定位，陆地网络运营商必须依赖第三方，否则，波束将必须始终在所有方向上是活跃的，以允许进入覆盖的飞机识别网络和执行随机接入。
常规技术因此遭受至少以下问题：
·牵涉到第三方使用于陆地运营商的商务模型变得复杂，并且可引起不必要的支出，诸如每建立的链路或接收的定位信息的支付。第三方也可拒绝提供陆地网络运营商所请求的服务。
·始终在所有方向上提供覆盖以允许进入覆盖区域的飞机识别陆地网络和执行随机接入是能量效率低的。
因此，存在对于通过某种技术陆地网络运营商不取决于第三方的该技术的需要。进一步存在对于在其中波束只朝向存在的飞机进行传送的技术的需要。还进一步需要采用在广泛的地理区域上提供无缝覆盖的方式来提供蜂窝通信服务到空中收发器设备，而不要求收发器设备执行任何特殊操作以适应其速度和空中位置。
发明内容
应强调的是，术语“包括（comprise和comprising）”在本说明书中使用时被采取来指定所陈述的特征、整体、步骤或组件的存在；但使用这些术语不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、组件或其的群组。
另外，参考标号可在一些实例中（例如，在权利要求和摘要中）被提供以促进对各种步骤和/或元件的标识。然而，参考标号的使用不旨在意指或暗示如此参考的步骤和/或元件要以任何特定顺序执行或操作。
根据本发明的一个方面，在由陆地蜂窝电信***的第一网络节点向位于在飞行中的第一航空器中的用户设备提供蜂窝电信***服务的技术中实现了前述和其它目标。这牵涉到经由航空器导航广播接收器，定期获取从第一航空器传送的获取的导航信息，其中获取的导航信息包括第一航空器的身份、第一航空器的位置、第一航空器的海拔高度及指示何时确定第一航空器的位置的时间值。通过传送波束偏转的、多普勒位移补偿的下行链路信号，并且通过执行上行链路信号的波束偏转的接收，在第一网络节点与用户设备之间保持第一链路。基于定期获取的导航信息，波束偏转被指引朝向第一航空器。多普勒位移补偿是基于对在第一航空器和与第一网络节点关联的一个或多个第一天线节点之间的相对速度的一个或多个确定，并且被适配成补偿用户设备体验到的多普勒位移，使得用户设备在接收来自所述一个或多个第一天线节点的传送时体验到标称载波频率。该技术能检测到第一航空器将离开由所述一个或多个第一天线节点所服务的第一覆盖区域，并且将进入由一个或多个第二天线节点所服务的第二覆盖区域，并且随后通过促使所述一个或多个第二天线节点使用与在被用于第一链路的相同的小区标识符和到用户设备的相同的频率分配，在用户设备与所述一个或多个第二天线节点之间提供第二链路来做出响应，使得在不通知用户设备的情况下执行从所述一个或多个第一天线节点到所述一个或多个第二天线节点的切换。
在一些但不必是全部实施例的一方面中，提供覆盖包括通过为上行链路接收使用两个部分重叠的波束，并且从中确定第一航空器的位置和海拔高度的预测的准确度是否能够被改进，来微调用于下行链路传送的波束成形。
在一些备选实施例中，提供覆盖包括通过以受控方式扰乱第一航空器的位置和海拔高度的当前预测且检测上行链路接收是改进还是降级，以及基于所述检测调整波束成形预测模型，来微调用于下行链路传送的波束成形。
在一些但不必是全部实施例的另一方面中，提供覆盖包括经由第三链路服务位于在飞行中的第二航空器中的第二用户设备，其中第三链路由全部指向第二航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的波束所支持，并且其中第三链路使用相比在被用于第一链路的不同的小区标识符。这些实施例的一些但不必是全部实施例进一步包括响应于指向第二航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的波束被定向在与指向第一航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的波束相同的方向上，而采用载波聚合技术，其中：
·指向所述第一航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的波束与第一组谱资源关联；
·指向所述第二航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的波束与不同于所述第一组谱资源的第二组谱资源关联；
·所述第一组谱资源作为主小区资源被分配到所述第一航空器上机载的所述用户设备，并且作为辅小区资源被分配到所述第二航空器上机载的所述用户设备；以及
· 所述第二组谱资源作为主小区资源被分配到所述第二航空器上机载的用户设备，并且作为辅小区资源被分配到所述第一航空器上机载的用户设备。
在一些但不必是全部实施例的另一方面中，提供覆盖包括在激活波束偏转的、多普勒位移补偿的下行链路信号的传送前，经由所述航空器导航广播接收器定期获取从所述第一航空器传送的初始获取的导航信息；以及从所述初始获取的导航信息预测所述航空器将在预测的时间进入在所述网络节点的控制下的所述覆盖区域的外边界。在预测的时间激活第一链路的保持。在这些实施例中的一些但不必是全部实施例中，在所述预测的时间激活对所述第一链路的所述保持包括：使用所述第一航空器的所述身份来确定所述第一航空器在跨过在所述网络节点的控制下的所述覆盖区域的所述外边界时是否要被服务。
在一些但不必是全部实施例的另一方面中，提供覆盖包括从朝向所述一个或多个第一天线节点的所述第一航空器的所述相对速度确定预测的由所述一个或多个第一天线节点在接收由所述用户设备传送的信号时将体验到的多普勒位移；以及对从所述用户设备接收的随机接入前置码应用多普勒位移补偿，其中所应用的多普勒位移补偿是基于预测的由所述一个或多个第一天线节点在接收由所述用户设备传送的信号时将体验到的所述多普勒位移。
在一些但不必是全部实施例的另一方面中，提供覆盖包括检测在从所述用户设备接收的随机接入前置码中多普勒位移的量；以及对从所述用户设备接收的所述随机接入前置码应用多普勒位移补偿，其中所应用的多普勒位移补偿是基于在从所述用户设备接收的所述随机接入前置码中所检测到的多普勒位移的量。
在一些但不必是全部实施例的仍有的另一方面中，提供覆盖包括响应于以下的一项或多项，停止对第一链路的保持：
所述第一网络节点检测到所述第一航空器已离开在所述第一网络节点的控制下的所述覆盖区域的所述外边界；以及
第一网络节点不再接收来自航空器的导航信息。
在一些但不必是全部实施例的仍有的另一方面中，提供覆盖包括经由第二链路服务位于在飞行中的第二航空器中的第二用户设备，其中所述第二链路由全部指向所述第二航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的波束所支持，以及其中：
·全部指向所述第二航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的所述波束与指向所述第一航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的波束不重叠；以及
· 被用于所述第一链路的小区标识符与被用于所述第二链路的小区标识符是相同的。
附图说明
通过结合附图阅读下面的详细描述，将理解本发明的目标和优点，其中：
图1图示了ADS-B部署。
图2图示了在通过ADS-B广播的覆盖与通过4G最大小区大小的覆盖中的差别。
图3图示了“外边界”- 航班被认为进入（或备选，离开）网络覆盖区域所在的点。
图4图示了根据发明性实施例的一方面，节点对航空器位置和海拔高度的获取。
图5图示了结合本发明的实施例使用的导航术语。
图6描绘了配置成执行本发明的方面的设备的一示范实施例。
图7A到7E描绘了根据一些示范实施例，由波束控制电路***执行的功能性。
图8A和8B图示了根据示范实施例的RRM电路***的功能性。
图9是根据与本发明一致的一些但不必是全部示范实施例，由电路***执行的步骤/过程的流程图。
具体实施方式
现在将参照图描述本发明的各种特征，在图中通过相同的参考字符来标识类似的部分。
现在将结合多个示范实施例，更详细地描述本发明的各种方面。为便于理解本发明，根据由计算机***的元件或能够执行编程指令的其它硬件所执行的动作序列描述本发明的许多方面。将认识到，在每个实施例中各种动作能由专用电路（例如，被互连以执行专用功能的模拟和/或离散逻辑门），由编程有适合的指令集的一个或多个处理器，或者由两者的组合执行。配置成执行一个或多个描述的动作的术语“电路***”在本文中用于指任何此类实施例（即，单独的一个或多个专用电路或与一个或多个编程的处理器的组合）。另外，本发明能够另外被视为完全体现在任何形式的非暂态计算机可读载体内，诸如含有将促使处理器执行本文中描述的技术的计算机指令的适当集的固态存储器、磁盘或光盘。因此，本发明的各种方面可体现在许多不同的形式中，并且所有此类形式被设想为在本发明的范畴内。对于本发明的各种方面的每个方面，如上所述的实施例的任一此类形式可在本文中被称为配置成执行描述的动作的“逻辑”，或备选为执行描述的动作的“逻辑”。
关于本文中使用的术语，在一些实施例中使用了非限制性术语UE。本文中的UE能够是能通过无线电信号与网络节点或另一UE通信的任何类型的无线装置。UE也可以是无线电通信装置、目标装置、装置对装置UE、机器类型UE或能进行机器对机器通信的UE、配有UE的传感器、平板、移动终端、智能电话、膝上型嵌入式设备（LEE）、膝上型安装式设备（LME）、USB软件狗、客户场所设备（CPE）等。
此外，在一些实施例中，使用了通用术语“无线电网络节点”或简称为“网络节点（NW节点）”。这能够是任何种类的网络节点，其可包括以下中的任何一项或多项：基站、无线电基站、基站收发信台、基站控制器、网络控制器、演进节点B（eNB）、节点B、无线电网络控制器（RNC）、中继节点、定位节点、演进服务移动地点中心（E-SMLC）、地点服务器、转发器、接入点（AP）、无线电接入点、远程无线电单元（RRU）、远程无线电头端（RRH）、远程天线单元（RAU）、诸如在分布式天线***（DAS）中的MSR BS节点的多标准无线电（MSR）无线电节点、SON节点、操作和维护（O&M）节点、OSS、MDT节点、核心网络节点、移动性管理实体（MME）等。
进一步，在一些实例中，实施例的描述可使用术语“飞机”。然而，这无意于以任何方式限制本发明，并且任何此类使用应从更广义上来解释，例如好像已使用术语“航空器”（其不但涵盖飞机，而且涵盖其它飞行器）一样。
在一些实施例中，采用在单频网络（SFN）中被利用的方面。在SFN中，多个网络节点在相同载波频率上传送相同信息，并且在可比单个节点能够覆盖的更宽的区域中使用相同小区身份。虽然传统上在用于多播广播的长期演进（LTE）部署中被使用，但该术语已在由第三代合作伙伴项目（3GPP）进行的最近5G研究中被扩展成也包括在可由几个网络节点以协作方式管理的小区中的专用通信，其中无线通信装置只知道是在特定小区中，并且不知道它在与哪个网络节点通信。SFN可牵涉到几个eNodeB。
在一些实施例中，方面牵涉到组合小区的使用，组合小区是包括带有含完全或部分重叠覆盖的多个天线节点的网络节点的小区。在其最简单的形式中，组合小区对应于带有从所有天线节点传送的相同信息的SFN，并且在更详述的形式中，时间和频率资源可例如在空间分集复用方案中被再使用。组合小区可以是具有仅一个eNodeB管理SFN小区的SFN的特殊情况。
在本文中描述的技术的一方面中，观察到被称为“广播发送式自动相关监视”（ADS-B OUT）的新标准已在全球的几个地区被采纳或马上要被采纳，以实现替换由空中交通控制（ATC）使用的二次监视雷达（SSR）的目的。现有***SSR是基于使雷达站ping航空器应答机（传送器-响应器），由此应答机通过发送有关航空器的身份、海拔高度等等的信息来做出响应。这允许ATC跟踪航空器，并且引导它们以避免冲突。
更新的***ADS-B OUT不同于SSR，表现在信息是从飞机定期被广播，而不是先由雷达脉冲触发。在广播中包含的信息包括（但不限于）：
·飞机身份和呼号
·基于GPS的位置（纬度，经度）
·海拔高度
·确定位置和海拔高度所在的基于GPS的时间
地面站和邻近的飞机接收广播，并且将它们中继到负责该空域的ATC设施。由于不需要雷达站，该***没有SSR昂贵，并且更准确高达200倍，产生相对于位置的5.1米的容差。广播信号到达一直到280公里。飞机在地面滑行时，该***也能够被使用。
ADS-B OUT的使用已经在加拿大和澳大利亚空域被强制要求，并且在欧洲空域中从2015年起对于大型航空器和从2017年起对于所有航空器被强制要求使用，以及从2020年起在美国空域中被强制要求使用。它已经针对在新加坡、越南和印度尼西亚中的一些或所有空中航线被强制要求，并且尝试已在诸如中国的一些国家中被执行。目前不清楚它何时将在整个亚太地区被强制要求，但尽管不是强制性的，ADS-B的使用通常是被允许的。所有的主要航空器供应商现在供应的航空器备有用于安装ADS-B设备的布线和到机载的航班导航***的连接以及经认证的全球定位***（GPS）接收器。
图1图示了ADS-B部署。每个飞机101-1、101-2基于从卫星收到的信号来确定其位置，卫星是诸如美国的NAVSTAR GPS和俄罗斯的GLONASS的全球导航卫星***（GNSS）的一部分。指示飞机的身份、位置、海拔高度和确定坐标所在的时间的信息被定期广播并且由地面站105（并且也由附近飞机）接收。一旦被地面站105接收到，信息便被路由（例如，通过通信网络107）到负责该部分空域的ATC设施109。
ADS-B OUT广播能够由航空爱好者通过使用不昂贵的设备接收；所需的全部是DVB-T USB软件狗和开放源软件，成本不到20€。含税大约800€能够取得专业级ADS-B OUT接收器。相当便宜的设备已使得遍布全球有许多ADS-B OUT接收器，并且通过与服务器共享数据，全球实时跟踪是可能的。最出名的服务是Flightradar24，其在瑞典成立并且依赖7000名志愿者在国际上馈送收到的ADS-B OUT信息到中央服务器。简短地说，接收和解码航班信息容易被进行，并且只要求便宜的设备。能够为配有ADS-B OUT的任何飞机确定身份、位置和海拔高度，ADS-B OUT很快将在全球空域的大部分中成为一项要求。
在一个方面中，本文中描述的各种实施例接收通过诸如（但不限于）ADS-B OUT的***被使得可用的航空器身份、位置和海拔高度信息，并且使用它向位于在飞行中的第一航空器中的用户设备提供蜂窝电信***服务。为便于讨论，各种实施例的描述参照ADS-BOUT，但无意于将本发明的范畴限制到此特定***。可采用从空中航空器提供类似信息的任何技术。
与本发明一致的实施例的概述包括以下特征：
·陆地网络基站接收ADS-B OUT信息，并且由此检测将被服务的飞机何时接近覆盖区域。
·当航空器在用于陆地网络覆盖的范围内时，基站指引波束朝向它，并且开始强制性信号的传送，从而允许航空器机载的无线通信装置（例如，接入点 - “AP”或UE）执行随机接入规程，由此建立陆地链路。
·基站持续跟踪航空器，并且使用此信息来偏转其波束，以及还确定1）在下行链路上的传送前要应用的多普勒补偿和2）在上行链路上接收到的信号上要应用的多普勒补偿。
·当航空器将离开覆盖时，陆地基站可取决于回程支持，而发起到邻居小区的切换（切换可对于航空器机载的无线通信装置是“不可见的”，如下文进一步所描述的），通过***信息重定向到邻居小区，在无***信息的情况下重定向到邻居小区，或者释放连接。
·在航空器的移动使得将服务从一个或多个天线的一个群组切换到另一群组是必需的时候，通过例如在天线的两个群组中采用相同射频分配和相同小区ID，此切换变得对航空器机载的无线通信装置是不可见的。
·改进的定位信息允许更精确的波束成形，并且这进而允许增大的容量（即，更多波束和更精确的形式能够在相同频谱中被使用，因此，更多飞机能够由相同地面站服务）。
现在将进一步详细地描述这些和其它方面。
如上所提及的，实施例利用从航空器广播的导航信息，其中导航信息包括航空器的身份、航空器的位置、航空器的海拔高度和指示何时确定了航空器的位置的时间值（例如，GPS时间值）。此类广播能够在离航空器多达大约280到400公里被接收到，由此超过100公里的最大支持4G小区半径。因此，基站（或另一网络节点）能够在航空器进入该基站（或另一网络节点）在其中能够提供网络覆盖的区域前很好地检测到航空器。图2图示了在通过ADS-B广播201（本文中被称为地带I）的覆盖与通过4G最大小区大小203（本文中被称为地带II）的覆盖中的差别。在地带I中的基站205将能在航空器位于该地带203内时向航空器提供网络覆盖。但该基站205将不能向不在地带I中而在地带II中别处的航空器207提供网络覆盖。但由于ADS-B OUT广播的范围原因，基站205将接收来自航空器207的ADS-B广播，并且能因此确定航空器是否将进入地带I，并且如果是，确定何时进入。
图3图示了本文中所称为的“外边界”301 - 航班被认为进入（或备选，离开）网络覆盖区域所处的点。外边界301的配置是由网络运营商做出的网络部署选择，并且是基于小区的预期覆盖来被确定。从小区外部跨过外边界与基站303（或另一网络节点）动作关联，诸如指引上行链路接收（ULRX）和下行链路传送（DLTX）波束朝向航空器303并等待来自航空器305的随机接入信令。从内部向外部跨过外边界301与基站（或另一网络节点）303动作关联，诸如关闭波束。
也有内边界307，其在从小区内部被跨过时，触发基站（或另一网络节点）303采取与切换或移交有关的动作。如果存在一个或多个毗邻邻居小区（例如，由第二基站309所服务的小区），则在内边界与外边界之间的地带（本文中称为过渡地带，诸如在图3中描绘的过渡地带311）是切换应在其中进行的地带，因此，相邻目标小区应具有部分重叠的此类地带。
图4中图示了关于节点对航空器的位置和海拔高度的获取的发明性实施例的方面。每个航空器接收来自是GNSS***103的一部分的卫星的GPS（或类似）时间信息，并且使用此信息来确定海拔高度和位置。该时间、海拔高度和位置信息被包括在来自每个航空器的ADS-B广播中，并且那些广播由基站或类似节点（在图中图示为eNodeB 401）接收。为使此接收能实现，eNodeB 401配置成包括航空器导航广播接收器，其在此特定示例中是ADS-BOUT接收器403。eNodeB 401配置成另外接收来自GNSS***103的卫星的GPS时间、海拔高度和位置，并且能因此确定相对于航空器的其自己的位置。当今的宏小区通常已经配置成具有GPS接收器以便实现控制定时的目的，因此，发明性方面不施加额外的要求。作为备选，eNodeB的精确地点能够在安装时被确定，并且此位置信息通过eNodeB 401在本地被存储。在刚提及的备选方案中，不同源（即，与GPS不同）必须被用作用于所有组件的定时参考以控制宏小区的定时。
使用经由航空器的ADS-B广播从该航空器接收到的位置、海拔高度和时戳，基站（或另一网络节点；例如，eNodeB 401）能够确定到飞机的方位角、方位和距离。使用两个或更多的ADS-B广播（即，在不同时间接收的），基站能够将飞机的3D航线例如确定为水平速度、垂直速度和航向。在图5中，对相对于eNodeB 503的航空器501图示了这些和其它术语。知道如经由eNodeB 503中GPS接收器获取的在由航空器501提供的海拔高度和位置的几个解（fix）之间时间上的差以及当前（或将来）时间，eNodeB能够对于接下来的几秒预测航空器501的位置。在它经由ADS-B接收到更新的信息（取决于底层***，位置被每秒广播一次或两次）时，eNodeB 503调整其预测模型。
使用有关航空器位置和海拔高度的预测的信息，基站指引用于下行链路传送（DLTX）的至少一个波束（主波瓣）朝向航空器和用于上行链路接收的至少一个波束。使用的波束的数量可例如取决于在小区中将支持哪些传送模式。
在另一方面中，由于基站也知道相对于基站的航空器的速度，因此，其能够在下行链路传送中提前预补偿多普勒位移，使得无线通信装置在接收下行链路信号时体验到标称载波频率。类似地，基站能够提前计算在上行链路上从空中无线通信装置接收到的传送中它将体验到哪个多普勒位移，并且因此能够在接收的信号中补偿它而不必先从接收的信号检测多普勒位移，尽管此类实施例并未被排除在外。因此，航空器机载的无线通信装置不需要多普勒位移补偿，尽管此类实施例并未被排除在外。
在一些实施例的另一方面中，为微调下行链路传送波束的定向，基站可有时使用用于上行链路接收的两个部分重叠的波束来确定有关飞机的位置和海拔高度的预测是否在提供最佳连接，或者是否需要进行调整。基站可备选地有时以受控方式扰乱预测的位置和海拔高度以查看上行链路接收是改进还是降级，并且相应地调整预测模型（此处由于它是视线通信，因此，使用了有关上行链路和下行链路之间互易性的假设）。
网络可被实现为开放的公共网络，其允许到漫游伙伴的订户进行连接；或者网络可以是私有的，允许仅由封闭订户群组（例如，经认证的无线通信装置，诸如航空器机载的接入点）的连接变成被连接的，这是要防止有太多装置发起随机接入规程。
在一些实施例的另一方面，基站可被预配置有其被准许服务的呼号或航空器身份。未广播那些呼号或航空器身份之一的任何航空器随后将在它们通过该区域时被忽略。在备选实施例中，基站指引波束朝向当前在其覆盖区域中的任何或所有飞机，而不考虑呼号或航空器身份。
图6描绘了配置成执行本发明的方面的设备600的一示范实施例。示范设备600能够被安装为基站（或其他网络节点）的一部分。为清晰起见，常规且与本发明的方面不相关的基站（或其他网络节点）的其它组件未被描绘。
设备600包括负责跟踪在外边界内部的飞机的航班***电路***（FT）601、负责计算波束成形权重和/或波束控制参数的波束控制电路***（BC）603、负责资源分配的无线电资源管理（RRM）电路***605、负责基带处理（整个栈L1-L3）并有能力并行处理数量N个的通信链路（其中每个链路包括至少一个上行链路和一个下行链路波束）的基带处理单元（BP）607、负责对波束的多达N个组进行整形的收发器电路***（TC）609，每组波束为下行链路传送使用一定数量M的传送天线元件（MTX个天线元件）并且将来自M个上行链路接收器天线元件（MRX个天线元件）的输入组合到N个通信链路中。设备进一步包括带有用于下行链路传送的MTX个天线元件611和用于上行链路传送的MRX个天线元件613的天线节点。N个通信链路在空间上被分开，但在时间和频率中彼此重叠（类似于多用户多输入多输出 - “MU-MIMO”的空间分集）。此处，MRX≥N，并且MTX≥N，因为在其它情况下不可能在接收器侧上分开N个通信链路。
在一些备选实施例中，方位角和/或方位的调整可包括物理上更改每个天线节点的位置，诸如更改倾斜度和/或定向以追踪航空器。在仍有的其它实施例中，它可以是物理节点位置更改和对由不同天线元件收到或传送的信号的振幅和/或相位的修改的组合。另外，未排除一个设备600对多个天线节点的使用。
航班***电路***601、波束控制电路***603、RRM电路***605、基带处理电路***607和收发器电路***609它们自身包括如在图6中示出的各种电路组件。
波束控制电路***603配置成执行如图7A到7E中描绘的功能性。先参见图7A，波束控制电路***的方位角、方位和距离计算器701预测对于特定无线电帧（例如，对于特定时间T）的航空器的位置（步骤703），并且计算到在被跟踪的航空器的更新的方位角、方位和距离（步骤705）。波束控制电路***的多普勒补偿计算器707计算在航空器与节点的天线之间的相对速度（步骤709），并且确定将被用于与航空器通信的多普勒位移补偿（步骤711）。波束控制电路***的波束偏转器713确定将被用于传送（下行链路）的波束成形权重（和/或波束偏转控制参数值）以及被用于接收（上行链路）的权重（步骤715）。比较用于各种航空器的计算的权重（判定框717），并且如果它标识两个航空器具有重叠波束（判定框717外的“是”路径），则它也确定用于所述两个航空器的补偿多普勒位移是否兼容（即，它们不超过某一预确定的“可接受”差别）（判定框719）。
如果没有重叠波束（判定框717外的“否”路径），则该多普勒补偿值和波束成形权重被更新成新计算的值和权重。但在其它情况下，波束偏转器713向RRM电路***605指示由于所述两个航空器体验到不同多普勒位移而存在资源冲突（判定框719外的“否”路径），否则在所述两个波束之间的资源共享应被实现（判定框719外的“是”路径）（即，在对于一个波束所需要的多普勒补偿与另一波束相比，之间存在可接受的小差别时）。
现在参见图7B和7C，波束控制电路***的波束偏转器713进一步对来自航班***电路***601的与对波束的需要有关的指示做出反应。在图7B中示出的示例中，波束偏转器713接收来自航班***电路***601的需要新波束的指示（步骤727）（例如，由于新航空器进入外边界301）。作为响应，波束偏转器713激活用于新的被跟踪对象的波束（步骤729），并且向RRM电路***605发送指示，指示有新的被跟踪对象（步骤731）。
在图7C中示出的示例中，波束偏转器713接收来自航班***电路***601的当前被跟踪对象（目前在覆盖区域中）正在离开覆盖区域的指示（步骤733）。作为响应，波束偏转器713向RRM电路***605发送指示，指示航空器正在离开内边界（步骤735）。在备选实施例中，RRM电路***605配置成接收直接来自航班***电路***601的当前被跟踪对象（目前在覆盖区域中）正在离开覆盖区域的指示。
在另一方面中，波束控制电路***601需要确保它仍准确地将波束对准航空器。这在图7D中图示，在其中波束偏转器713计算自航空器的最后位置更新被生成以来已过去多长时间（步骤737）。比较时间的该计算量与预确定的可接受阈值量（判定框739）。如果最新近位置不太旧（判定框739外的“否”路径），则无需采取动作（步骤741）。但如果最新近位置太旧（判定框739外的“是”路径），则波束偏转器713向RRM电路***605发送指示，指示跟踪已被丢失（步骤743）。
在另一方面中，波束控制电路***601接收被跟踪对象已被移交的指示（步骤745）。（RRM将响应上面讨论的在步骤735中由波束偏转器735发送的指示而已执行切换。）。作为响应，波束偏转器713停用与被跟踪对象关联的波束（步骤747）。
RRM电路***605处理支持飞行中呼叫所需要的无线电资源和基带处理资源。现在将参考图8A和8B，描述RRM电路***605的功能性。在一个方面中，RRM电路***605配置成执行小区间功能性801。在一个实例中，RRM电路***605接收来自波束控制电路***604的有新的被跟踪对象的前面被提及的指示（步骤803）。作为响应，RRM电路***605分配用于新的被跟踪对象的基带资源（步骤805），激活用于对象的波束，并且开始传送强制性信号，该强制性信号为航空器机载的无线通信装置提供借助于随机接入规程发起到小区的连接所必需的信息（步骤807）。
RRM电路***605随后监视接收到的信号以检测随机接入信号是否已被接收到（判定框809）。监视继续（判定框809外的“否”路径），直至随机接入信号已被检测到为止（判定框809外的“是”路径）。作为响应，可适用的无线电接入网络（RAN）规程被激活（步骤811）。
在小区间规程的另一实例中，RRM电路***605接收（来自波束控制电路***603的）需要进行现有连接的切换的前面所提及的指示（步骤813）。作为响应，RRM电路***605确定适合的邻居（目标）小区，这是基于航空器的被跟踪航线进行的（步骤815）。RRM电路***605随后遵循用于切换（HO）或重定向的RAN规程（步骤817）。作为可选步骤（由图中的虚线指示），RRM电路***605为切换的完成进行测试（判定框819），并且只要切换仍在进行便保持在此状态中（判定框819外的“否”路径）。一旦切换已完成（判定框819外的“是”路径），或者如果等待切换完成被跳过，则RRM电路***605便停用波束并释放用于该对象的基带资源，并且随后向基带控制电路***603指示被跟踪对象已被移交。
在另一方面中，RRM电路***605配置成执行小区内功能性825。在一个实例中，RRM电路***605接收来自波束控制电路***604的对象的跟踪已被丢失的前面所提及的指示（步骤827）。作为响应，RRM电路***605基于RAN报告，确定对象事实上是否仍被覆盖（步骤829和判定框831）。如果回答为“是”（判定框831外的“是”路径），则无需采取进一步动作。但如果对象未被覆盖（判定框831外的“否”路径），则RRM电路***605便停用对象的波束并且释放对象的基带资源（步骤833）。RRM电路***605随后向波束控制电路***603发送前面提及的指示，指示被跟踪对象已被移交（步骤835）。
在RRM的小区内规程的另一方面中，RRM电路***605接收来自波束控制电路***603的存在资源冲突的前面所提及的指示（步骤837）（即，如果支持相应不同连接的不同波束将重叠，例如，由于不同航空器的地点）。RRM电路***605通过将在每个涉及的波束中的小区拆分成更小带宽的两个小区来做出响应（即，使用了频分复用（FDM）策略和/或时分复用（TDM）策略）（步骤839）。这允许使得多普勒补偿对于每个航空器是唯一的。
为避免使图形杂乱，它们未描绘与“资源冲突的结束”对应的规程。然而，将理解的是，这在几个航空器的波束不再彼此冲突时被检测到，响应于此而被采取的动作基本上是在这里相对于处理资源冲突情况所描述的动作的反转。每个航空器获得对其自己的波束的完全和独占使用。
在RRM的小区内规程825的另一方面中，RRM电路***605接收来自波束控制电路***603的在两个被跟踪对象之间的资源共享应被采用的前面提及的指示（步骤841）。作为响应，通过在两个重叠波束中并且向两个航空器传送相同信息（例如，相同小区标识符），并且以与在服务于陆地设备时所使用的方式类似的方式共享无线电资源（即，在非重叠时间或/和频率中给予它们每个单独的分配），RRM电路***605服务于重叠波束（步骤843）。
将小区拆分成两个小区要求采取特定步骤以将无线通信装置从一个带宽转移到另一带宽。这可通过例如类似于使用***信息（SI）的重定向的规程来完成，但随后带来相当大的开销。备选方案是例如采取载波聚合，并且具有例如各自为10 MHz的两个小区。在无冲突时，航空器被调度成利用两个小区，但在有冲突时，航空器仅在其主小区中被调度，留下另一小区供冲突航空器使用。
现在转到装置600的其它方面，除了在下行链路上传送前以及还在上行链路上处理接收到的样本前预补偿多普勒位移的能力之外，基带处理电路***607类似于在本技术领域中以前使用的遗留组件。容量（即，数量N）取决于要同时服务于多少个航空器。基本上，N个通信链路每个充当单独的小区。
收发器电路***609将与通信链路关联的每组下行链路信号分发到MTX个传送天线元件611（包括在一个或多个天线节点中）。对于上行链路接收，收发器电路***609将来自MRX个接收天线元件613的信号组合成N组上行链路信号，每组与特定的通信链路关联。
讨论现在将集中在与在基于陆地的网络和空中无线通信装置之间的连接的切换有关的进一步方面。由于行进的速率原因，无线通信装置从一个节点（例如，天线节点，eNodeB或其它）的覆盖区域穿过到另一节点的覆盖区域比在地面上行进的装置更快得多，因此，切换被更频繁得多地要求进行。由于无线通信装置按常规参与切换过程，因此，它们将发现自己面临与在空中时频繁切换有关的更大得多的开销活动。出于这个原因，值得期望的是以使得切换完全由网络处理的方式来执行切换，而空中无线通信装置不知道切换在进行。
相应地，此问题和/或有关问题在与本发明一致的实施例的一方面中得以解决。这些实施例针对空中连接利用单频网络（SFN）的特性，作为示例SFN被用于向许多接收者基于陆地的无线通信装置广播信息。将被认识到的是，尽管使用SFN的动机按常规一直是充分利用无线电资源来向许多地理上分散的通信装置分发相同信息，但当前的发明者已认识到，SFN原理（和其它一起）能够被适配以使空中无线通信装置在其从一个覆盖区域穿过到另一覆盖区域时能体验到无缝连接性，其中全都不知道切换在进行。
单频网络（SFN）（即在其中多个小区同时传送信息的陆地网络）已在诸如LTE的***中被使用。但常规SFN不足以支持到空中无线装置的链路，因为来自不同地面站点的传送需要独立调整以下项：
·多普勒预补偿，
·传送定时，
·传送功率
·波束方向，
·波束方位角，
这一切是基于航空器到每个相应基站或站点的相对位置和相对速度。类似的适配需要被用于接收。如上所提及的，示范实施例的一方面是航空器机载的无线装置将不知道从一个站点被切换到另一站点 - 对装置而言，这将转而显得是它始终是在相同小区中，并且这只不过是在新波束被使用时弹出的带有在循环前缀（4.7us）内的定时的新路径。这降低了与切换有关的信令开销。
在一些实施例中，SFN在每航空器基础上被实现，使得不同航空器看到不同小区身份。
在一些但不必是全部实施例的一方面中，相同小区身份被用于所有波束，这在类似于多用户MIMO的某些方面中进行：航空器在空间上被分开并且因此由不同波束服务，因此，相同时间频率资源能够同时由所有波束使用。
较早前提及了在服务于几个航空器的相应航空器的波束被定向在相同方向和方位角中时能够引发冲突。为处理此冲突，取决于如下的情形，每个波束的资源能够以不同方式在不同航空器之间被划分：
·如果类似的多普勒补偿正在单独的波束中被使用，则技术通过分配相同谱资源（例如，带宽和频率）给在两个航空器中的用户来共享资源。
·如果单独波束使用不同多普勒补偿量，则技术将总带宽分解成例如主小区（PCell）和辅小区（SCell），并且采用载波聚合策略，其中在波束中有两个航空器时的时间期间，它停止在SCell中调度无线通信装置活动。进一步地，用于一个航空器机载的无线通信装置的SCell因而是用于另一航空器机载的无线通信装置的PCell，且反之亦然。一个航空器机载的无线通信装置将需要获得媒体接入控制（MAC）信令以在某一时间点更改PCell和SCell的顺序。
在另一方面中，在几个基站、eNodeB或类似节点参与切换（认识到的是，在一些实施例中，切换能够在全部由相同基站、eNodeB或类似节点控制的不同天线节点之间进行）时，这些节点经由GPS使其时钟同步（~33ns准确度），并且因此具有共同参考时间。源节点向目标节点发送信息，信息指示要被服务的航空器的特定航空器身份，并且发送有关无线电帧的开始的信息。源节点可也发送如由外环链路自适应所确定的指示预测航线的参数、与传送功率设置有关的参数（在针对距离的补偿之上）、信道质量索引（CQI）偏移及诸如此类。目标节点可也接收来自源节点的有关在由该波束服务的无线装置的其它信息。
响应于从源节点接收到的信息，目标节点开始跟踪被标识的航空器，并且在被源节点发信号通知时，目标指引波束朝向航空器。此波束将看上去刚好像源节点的信号的新路径，带有相同多普勒位移、接近另一波束的定时的定时、以及类似的功率。因此，航空器机载的无线装置将不会认识到此为切换。
在一些但不必是全部实施例的还有的其它方面中，关于在物理下行链路共享信道（PDSCH）上数据的传送，可使用不同方案。在一个实施例中，采用联合传送，由此数据同时被从两个节点发送。此方案的可行性取决于在所述两个节点之间的***定义的X2接口的容量和其上的负载。
在一不同实施例中，源节点停止传送数据，并且将数据流重定向到目标节点，目标节点随后开始传送重定向的数据流。益处是通过X2接口的数据的转发能够得以避免。
在仍有的另一实施例中，是否联合地传送数据或者是否一次只从一个节点传送的策略不时地取决于在X2接口上的当前负载而动态地被判定。
现在将参考图9，描述实施例的其它方面，该图在一个方面中是根据与本发明一致的一些但不必是全部示范实施例的，由电路***执行的步骤/过程的流程图。在另一方面中，图9能够被视为描绘包括配置成执行所描述的功能的各种图示的电路***（例如，硬布线和/或适当编程的处理器）的示范部件900。
图9中图示的功能性由陆地蜂窝电信***的第一网络节点执行，并且是用于向位于在飞行中的第一航空器中的用户设备提供蜂窝电信***服务。在一个方面中，第一网络节点经由航空器导航广播接收器，定期获取从第一航空器传送的获取的导航信息（步骤501），其中获取的导航信息包括：
第一航空器的身份；
第一航空器的位置；
第一航空器的海拔高度；以及
指示何时第一航空器的位置被确定的时间值。
第一网络节点进一步保持在第一网络节点与用户设备之间的第一链路（步骤903）。这包括传送波束偏转的、多普勒位移补偿的下行链路信号（步骤905）。它进一步包括执行上行链路信号的波束偏转的接收（步骤907）。基于定期获取的导航信息，波束偏转被指引朝向第一航空器，并且其中多普勒位移补偿是基于对在第一航空器和与第一网络节点关联的一个或多个第一天线节点之间的相对速度的一个或多个确定，并且被适配来补偿用户设备体验到的多普勒位移，使得用户设备在接收来自所述一个或多个第一天线节点的传送时体验到标称载波频率。
在另一方面中，如果第一网络节点检测到第一航空器将离开由所述一个或多个第一天线节点所服务的第一覆盖区域，并且将进入由一个或多个第二天线节点所服务的第二覆盖区域（判定框909外的“是”路径），则它通过促使所述一个或多个第二天线节点使用与被用于第一链路的相同的小区标识符和到用户设备的相同的频率分配，来在用户设备与所述一个或多个第二天线节点之间提供第二链路而做出响应，使得从所述一个或多个第一天线节点到所述一个或多个第二天线节点的切换在不通知用户设备的情况下被执行（步骤911）。
各种实施例提供与常规技术相比的多个优点。这些优点包括：
·陆地网络运营商变得独立于第三方。仅存在两方：陆地网络运营商（频谱拥有者）和航空运营商。
·由于陆地节点在监视何时和何处波束将是活跃的，因此，节省了能量。如果在覆盖区域中无航空器，则小区能够是完全静默的。
·能够保持低的无线通信装置（例如，航空器机载的AP和/或一个或多个UE）的复杂性，因为到其它***（诸如导航***）的连接和多普勒补偿不是必需的。因此，为航空器配备此类无线通信装置变得不那么昂贵。
·更准确的定位允许更窄的波束，其可通过允许使用单独波束来服务于附近航空器，并且通过允许更多波束共享相同频谱来增大容量。
本发明已参考特定实施例被描述。然而，本领域的技术人员将容易明白，可能采用与上述实施例的那些形式不同的特定形式来实施本发明。
例如，在一些实施例中，通过为上行链路接收使用两个部分重叠的波束，并且从中确定第一航空器的位置和海拔高度的预测的准确度是否能够被改进，能够微调用于下行链路传送的波束成形。此功能性有点类似于现有技术，其中宽带码分多址（WCDMA）UE报告两个或更多预编码器选项，其中选择是基于哪个选项是最佳的（如由某一预定义的度量所指示的）。
因此，描述的实施例只是说明性的，并且不应以任何方式被视为是限制性的。本发明的范畴由随附权利要求而不是只由前面的描述进一步说明，并且落在权利要求的范围内的所有变化和等同物旨在被涵盖其中。

Claims (23)

1.一种向位于在飞行中的第一航空器（501）中的用户设备提供蜂窝电信***服务的方法（900），其中所述方法由陆地蜂窝电信***的第一网络节点（503）执行，所述方法包括：
经由航空器导航广播接收器，定期获取（901）从所述第一航空器传送的获取的导航信息，其中所述获取的导航信息包括：
所述第一航空器的身份；
所述第一航空器的位置；
所述第一航空器的海拔高度；以及
指示何时所述第一航空器的所述位置被确定的时间值；
使用所述获取的导航信息来确定所述第一航空器进入与所述第一网络节点关联的第一覆盖区域；
当确定所述第一航空器进入与所述第一网络节点关联的所述第一覆盖区域时，指引波束朝向所述第一航空器以在所述第一网络节点与所述用户设备之间建立第一链路；
通过传送（905）波束偏转的、多普勒位移补偿的下行链路信号，并且通过执行（907）上行链路信号的波束偏转的接收，在所述第一网络节点与所述用户设备之间保持（903）所述第一链路，其中基于所述定期获取的导航信息，波束偏转被指引朝向所述第一航空器，并且其中多普勒位移补偿是基于对在所述第一航空器和与所述第一网络节点关联的一个或多个第一天线节点之间的相对速度的一个或多个确定，并且被适配以补偿所述用户设备体验到的多普勒位移，使得所述用户设备在接收来自所述一个或多个第一天线节点的传送时体验到标称的载波频率；
检测（909）所述第一航空器将离开由所述一个或多个第一天线节点所服务的所述第一覆盖区域，并且将进入由一个或多个第二天线节点所服务的第二覆盖区域，并且通过促使所述一个或多个第二天线节点使用与被用于所述第一链路的相同的小区标识符和到所述用户设备的相同的频率分配，在所述用户设备与所述一个或多个第二天线节点之间提供第二链路来做出响应（911），使得在不通知所述用户设备的情况下执行从所述一个或多个第一天线节点到所述一个或多个第二天线节点的切换。
2.如权利要求1所述的方法，包括：
通过为上行链路接收使用两个部分重叠的波束，并且从中确定所述第一航空器的位置和海拔高度的预测的准确度是否能够被改进，来微调用于下行链路传送的波束成形。
3.如权利要求1所述的方法，包括：
通过以受控方式扰乱所述第一航空器的位置和海拔高度的当前预测，并且检测上行链路接收是改进还是降级，以及基于所述检测，调整波束成形预测模型，来微调用于下行链路传送的波束成形。
4.如权利要求1所述的方法，包括：
经由第三链路服务位于在飞行中的第二航空器中的第二用户设备，其中所述第三链路由全部指向所述第二航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的波束所支持，以及
其中所述第三链路使用相比被用于所述第一链路的不同的小区标识符。
5.如权利要求4所述的方法，包括：
响应于指向所述第二航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的所述波束被定向在与指向所述第一航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的波束相同的方向上，而采用载波聚合技术，其中：
指向所述第一航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的所述波束与第一组谱资源关联；
指向所述第二航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的所述波束与不同于所述第一组谱资源的第二组谱资源关联；
所述第一组谱资源作为主小区资源被分配到所述第一航空器上机载的所述用户设备，并且作为辅小区资源被分配到所述第二航空器上机载的所述用户设备；以及
所述第二组谱资源作为主小区资源被分配到所述第二航空器上机载的用户设备，并且作为辅小区资源被分配到所述第一航空器上机载的用户设备。
6.如权利要求1所述的方法，包括：
在激活波束偏转的、多普勒位移补偿的下行链路信号的传送前，经由所述航空器导航广播接收器定期获取从所述第一航空器传送的初始获取的导航信息；
从所述初始获取的导航信息预测所述航空器将在预测的时间进入在所述网络节点的控制下的所述覆盖区域的外边界；以及
在所述预测的时间激活对所述第一链路的所述保持。
7.如权利要求6所述的方法，其中在所述预测的时间激活对所述第一链路的所述保持包括：
使用所述第一航空器的所述身份来确定所述第一航空器在跨过在所述网络节点的控制下的所述覆盖区域的所述外边界时是否要被服务。
8.如权利要求1所述的方法，包括：
从朝向所述一个或多个第一天线节点的所述第一航空器的所述相对速度确定预测的由所述一个或多个第一天线节点在接收由所述用户设备传送的信号时将体验到的多普勒位移；以及
对从所述用户设备接收的随机接入前置码应用多普勒位移补偿，其中所应用的多普勒位移补偿是基于预测的由所述一个或多个第一天线节点在接收由所述用户设备传送的信号时将体验到的所述多普勒位移。
9.如权利要求1所述的方法，包括：
检测在从所述用户设备接收的随机接入前置码中多普勒位移的量；以及
对从所述用户设备接收的所述随机接入前置码应用多普勒位移补偿，其中所应用的多普勒位移补偿是基于在从所述用户设备接收的所述随机接入前置码中所检测到的多普勒位移的量。
10.如权利要求1所述的方法，包括：
响应于以下的一项或多项，停止对所述第一链路的保持：
所述第一网络节点检测到所述第一航空器已离开在所述第一网络节点的控制下的所述覆盖区域的外边界；以及
所述第一网络节点不再接收来自所述航空器的导航信息。
11.如权利要求1所述的方法，包括：
经由第三链路服务位于在飞行中的第二航空器中的第二用户设备，其中所述第三链路由全部指向所述第二航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的波束所支持，以及
其中：
全部指向所述第二航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的所述波束与指向所述第一航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的波束不重叠；以及
被用于所述第一链路的小区标识符与被用于所述第三链路的小区标识符是相同的。
12.一种用于由陆地蜂窝电信***的第一网络节点（503）向位于在飞行中的第一航空器（501）中的用户设备提供蜂窝电信***服务的设备（900），所述设备包括：
配置成经由航空器导航广播接收器，定期获取从所述第一航空器传送的获取的导航信息的电路***（901），其中所述获取的导航信息包括：
所述第一航空器的身份；
所述第一航空器的位置；
所述第一航空器的海拔高度；以及
指示何时所述第一航空器的所述位置被确定的时间值；
配置成使用所述获取的导航信息来确定所述第一航空器进入与所述第一网络节点关联的第一覆盖区域的电路***；
配置成当确定所述第一航空器进入与所述第一网络节点关联的所述第一覆盖区域时，指引波束朝向所述第一航空器以在所述第一网络节点与所述用户设备之间建立第一链路的电路***；
配置成通过传送（905）波束偏转的、多普勒位移补偿的下行链路信号，并且通过执行（907）上行链路信号的波束偏转的接收，在所述第一网络节点与所述用户设备之间保持所述第一链路的电路***（903），其中基于所述定期获取的导航信息，波束偏转被指引朝向所述第一航空器，并且其中多普勒位移补偿是基于对在所述第一航空器和与所述第一网络节点关联的一个或多个第一天线节点之间的相对速度的一个或多个确定，并且被适配以补偿所述用户设备体验到的多普勒位移，使得所述用户设备在接收来自所述一个或多个第一天线节点的传送时体验到标称的载波频率；
配置成检测所述第一航空器将离开由所述一个或多个第一天线节点所服务的所述第一覆盖区域，并且将进入由一个或多个第二天线节点所服务的第二覆盖区域的电路***（909），并且该电路***（909）配置成通过促使（911）所述一个或多个第二天线节点使用与被用于所述第一链路的相同的小区标识符和到所述用户设备的相同的频率分配，在所述用户设备与所述一个或多个第二天线节点之间提供第二链路来做出响应，使得在不通知所述用户设备的情况下执行从所述一个或多个第一天线节点到所述一个或多个第二天线节点的切换。
13.如权利要求12所述的设备，包括：
配置成通过为上行链路接收使用两个部分重叠的波束，并且从中确定所述第一航空器的位置和海拔高度的预测的准确度是否能够被改进，来微调用于下行链路传送的波束成形的电路***。
14.如权利要求12所述的设备，包括：
配置成通过以受控方式扰乱所述第一航空器的位置和海拔高度的当前预测，并且检测上行链路接收是改进还是降级，以及基于所述检测，调整波束成形预测模型，来微调用于下行链路传送的波束成形的电路***。
15.如权利要求12所述的设备，包括：
配置成经由第三链路服务位于在飞行中的第二航空器中的第二用户设备的电路***，其中所述第三链路由全部指向所述第二航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的波束所支持，以及
其中所述第三链路使用相比被用于所述第一链路的不同的小区标识符。
16.如权利要求15所述的设备，包括：
配置成通过采用载波聚合技术，来响应于指向所述第二航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的所述波束被定向在与指向所述第一航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的波束相同的方向上的电路***，其中：
指向所述第一航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的所述波束与第一组谱资源关联；
指向所述第二航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的所述波束与不同于所述第一组谱资源的第二组谱资源关联；
所述第一组谱资源作为主小区资源被分配到所述第一航空器上机载的所述用户设备，并且作为辅小区资源被分配到所述第二航空器上机载的所述用户设备；以及
所述第二组谱资源作为主小区资源被分配到所述第二航空器上机载的用户设备，并且作为辅小区资源被分配到所述第一航空器上机载的用户设备。
17.如权利要求12所述的设备，包括：
在激活波束偏转的、多普勒位移补偿的下行链路信号的传送前可操作的、并且配置成经由所述航空器导航广播接收器定期获取从所述第一航空器传送的初始获取的导航信息的电路***；
配置成从所述初始获取的导航信息预测所述航空器将在预测的时间进入在所述网络节点的控制下的所述覆盖区域的外边界的电路***；以及
配置成在所述预测的时间激活对所述第一链路的所述保持的电路***。
18.如权利要求17所述的设备，包括：
配置成通过使用所述第一航空器的所述身份来确定所述第一航空器在跨过在所述网络节点的控制下的所述覆盖区域的所述外边界时是否要被服务，来在所述预测的时间激活对所述第一链路的所述保持的电路***。
19.如权利要求12所述的设备，包括：
配置成从朝向所述一个或多个第一天线节点的所述第一航空器的所述相对速度确定预测的由所述一个或多个第一天线节点在接收由所述用户设备传送的信号时将体验到的多普勒位移的电路***；以及
配置成对从所述用户设备接收的随机接入前置码应用多普勒位移补偿的电路***，其中所应用的多普勒位移补偿是基于预测的由所述一个或多个第一天线节点在接收由所述用户设备传送的信号时将体验到的所述多普勒位移。
20.如权利要求12所述的设备，包括：
配置成检测在从所述用户设备接收的随机接入前置码中多普勒位移的量的电路***；以及
配置成对从所述用户设备接收的所述随机接入前置码应用多普勒位移补偿的电路***，其中所应用的多普勒位移补偿是基于在从所述用户设备接收的所述随机接入前置码中所检测到的多普勒位移的量。
21.如权利要求12所述的设备，包括：
配置成响应于以下的一项或多项，停止对所述第一链路的保持的电路***：
所述第一网络节点检测到所述第一航空器已离开在所述第一网络节点的控制下的所述覆盖区域的外边界；以及
所述第一网络节点不再接收来自所述航空器的导航信息。
22.如权利要求12所述的设备，包括：
配置成经由第三链路服务位于在飞行中的第二航空器中的第二用户设备的电路***，其中所述第三链路由全部指向所述第二航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的波束所支持，以及
其中：
全部指向所述第二航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的所述波束与指向所述第一航空器的上行链路传送的波束偏转的接收和下行链路传送的波束不重叠；以及
被用于所述第一链路的小区标识符与被用于所述第三链路的小区标识符是相同的。
23.一种包括程序指令的非暂态计算机可读存储介质，所述指令在由一个或多个处理器执行时，促使所述一个或多个处理器执行向位于在飞行中的第一航空器（501）中的用户设备提供蜂窝电信***服务的方法，其中所述方法由陆地蜂窝电信***的第一网络节点（503）执行，所述方法包括：
经由航空器导航广播接收器，定期获取（901）从所述第一航空器传送的获取的导航信息，其中所述获取的导航信息包括：
所述第一航空器的身份；
所述第一航空器的位置；
所述第一航空器的海拔高度；以及
指示何时所述第一航空器的所述位置被确定的时间值；
使用所述获取的导航信息来确定所述第一航空器进入与所述第一网络节点关联的第一覆盖区域；
当确定所述第一航空器进入与所述第一网络节点关联的所述第一覆盖区域时，指引波束朝向所述第一航空器以在所述第一网络节点与所述用户设备之间建立第一链路；
通过传送（905）波束偏转的、多普勒位移补偿的下行链路信号，并且通过执行（907）上行链路信号的波束偏转的接收，在所述第一网络节点与所述用户设备之间保持（903）所述第一链路，其中基于所述定期获取的导航信息，波束偏转被指引朝向所述第一航空器，并且其中多普勒位移补偿是基于对在所述第一航空器和与所述第一网络节点关联的一个或多个第一天线节点之间的相对速度的一个或多个确定，并且被适配以补偿所述用户设备体验到的多普勒位移，使得所述用户设备在接收来自所述一个或多个第一天线节点的传送时体验到标称的载波频率；
检测（909）所述第一航空器将离开由所述一个或多个第一天线节点所服务的所述第一覆盖区域，并且将进入由一个或多个第二天线节点所服务的第二覆盖区域，并且通过促使所述一个或多个第二天线节点使用与被用于所述第一链路的相同的小区标识符和到所述用户设备的相同的频率分配，在所述用户设备与所述一个或多个第二天线节点之间提供第二链路来做出响应（911），使得在不通知所述用户设备的情况下执行从所述一个或多个第一天线节点到所述一个或多个第二天线节点的切换。
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