CN113711504A - 校正通信链路中的频率和/或相位 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于校正通信链路中的频率和/或相位的方法、通信网络、和复用和相位补偿单元。用于校正通信链路中的频率和/或相位的方法包括接收至少一个通过无线通信链路传送的参考传输；通过识别参考传输的至少一个特征来提供至少一个识别特征；将识别特征与至少一个预期特征进行比较；以及基于识别特征和预期特征之间的差异校正通过通信链路传送的至少一个通信信号的频率和/或相位的偏移。

Description

校正通信链路中的频率和/或相位
技术领域
本发明涉及一种用于校正通信链路中的相移的方法和装置。特别地，但非排他地，本发明涉及一种用于校正陆基站与例如高空平台(HAP)之类的航空载具之间的通信链路中的频率和/或相位的方法。
背景技术
多年来一直建议使用航空载具来提供高带宽无线通信。航空载具的一个例子是HAP。有各种类型的HAP，例如系留气球或有人驾驶飞机或无人驾驶飞机。HAPs可以被部署在平流层，高度范围为15-22公里。用户设备(UE)和蜂窝网络基础设施(核心网络)之间的通信链路通过HAPs覆盖的视距(LoS)范围比地面通信链路要广阔得多，同时避免了卫星通信链路经历的容量和传播延迟限制。例如，地球同步卫星的位置比HAPs距地球表面远约1800倍。
HAP和UE之间的通信链路，以下称为前传(FH)通信链路，与覆盖小区(cells)相关联，覆盖小区定义了在分配的频带上支持UE-HAP通信的区域。小区内的UE可以被分配频率以在分配的频带内传输通信。小区由安装在HAPs上的定向天线元件的波束支持。定向天线元件可以可选地由相控天线阵提供。相控天线阵的一个例子是低频阵列，它可以在～2GHz的频率下运转，可选地每个小区被分配～100MHz的带宽。
随着公众对连通性需求的增长，支持高容量FH通信链路需要增加频率带宽。因此，为了给FH通信链路提供足够带宽，需要具有足够带宽的回程(BH)通信链路来支持FH通信链路。BH通信链路描述了HAPs和陆基站之间网络的一部分；位于地面并与核心网络相连。如果BH通信链路在与FH通信链路使用的频带相似的频带上被提供，则从HAPs支持多个小区将需要每个FH通信链路配一个陆基站。在这种情况下，安装和运行支持FH通信链路所需的陆基站数量将是费用很大的。因此，更高频率的传输被用于BH通信链路以提供更大的带宽，从而减少为FH通信链路提供足够带宽所需的陆基站数量。例如，48GHz频带可以被分配给BH通信链路。
用BH通信链路的更高频率的传输来分配低频FH通信链路增加的带宽需要频率转换。这样的过程将最小化传输波束相干性的任何损失。
HAP的有效载荷有限，限制了可在空中支撑的通信设备的质量，从而限制了可在空中支撑的通信设备的有效重量。最小化HAP上设备的一种方法是使用“弯管”法将高频BH通信信号转换为低频FH通信信号。该弯管法是将输入频段上的RF波形转移到输出频段的过程。这种方法的结果是每个HAP表现的有点像一面镜子，反射陆基站和UE之间的信号。使用这种方法的一个好处是可以最小化需要安装在HAP上的通信设备的数量。这使得HAP协议上的通信设备独立。
数据通信***通常通过将符号编码到RF信号上来运行。每个符号通过使用相位和幅度的组合来对若干数据位进行编码，以尽可能多地使用香农极限(Shannon limit)，因为适用于任何给定的RF链路质量和带宽。例如，LTE通信最多使用256-QAM(正交幅度调制)，或每符号8位，需要在1ms的相干时间内具有非常精确的相位稳定性。这种精度很难在例如～48GHz的高频下实现。为了毫米波频率下有效的带宽，信号格式在转化到这个频段时没有变化。
当从BH通信链路转化为FH通信链路时，例如通过HAPs从核心网络向UE发送信息时，控制通信通道的稳定性尤其具有挑战性。在通过HAPs从陆基站到UE进行通信的这种示例中，未知相位变化对高频BH链路信号的影响被转移到低频FH链路的信号上。在一个示例中，低频下～6mm波长的信号中的相位变化转化为～15cm波长中的等效相位变化。这表示与2GHz相比，在48GHz的情况下保持正确相位所需的信号传播时间或距离精度增加了约24倍。
HAPs的运动会导致从地面接收到的信号的相位同步的损失。恒定运动可以导致可预测的相位差，该相位差可以很容易被解释，例如多普勒频移，但是校正由于HAPs的加速度、方向变化、固有振动和大气抖动引起的相移更加困难。
为了通过弯管***保留想要的信号，如上所述，对所有上述影响的校正需要被实时执行，沿着传输路径有最小延迟。使用外部位置测量、传送位置然后足够快地实时校正信号以校正信号完整性是非常困难的。
发明内容
本发明的目的是至少部分地克服一个或多个上述问题。
本发明的某些实施例的目的是提供电信网络。
本发明的某些实施例的目的是提供一种使用带内导频信号校正高频通信链路中的频率和/或相位的方法。
本发明的某些实施例的目的是提供至少一个复用和相位校正(MPC)单元，用于使用例如导频信号来校正高频通信链路的相位。
本发明的某些实施例的目的是提供具有足够带宽以支持多个FH通信链路的BH通信链路。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于校正通信链路中的频率和/或相位的方法，包括：接收至少一个通过无线通信链路传送的参考传输；通过识别参考传输的至少一个特征来提供至少一个识别特征；将所述识别特征与至少一个预期特征进行比较；以及基于识别特征和预期特征之间的差异校正通过通信链路传送的至少一个通信信号的频率和/或相位的偏移。
适当地，参考传输具有在高达10MHz的高频带宽内的频率范围。
适当地，所述参考传输包括以下中的一个或组合；至少一个导频符号、至少一个导频音和/或导频复合波形。
适当地，所述至少一个特征包括以下中的一个或组合；频率、时间、相位、符号、波形和/或调制。
适当地，所述至少一个预期特征包括以下中的一个或组合：频率、时间、相位、符号、波形和/或调制。
适当地，所述通信链路包括至少一个宽带宽通信链路。
适当地，所述通信信号是毫米波频率。
根据本发明的第二方面，提供了一种通信网络，包括：与至少一个陆基站相连的核心网络；在陆基站和至少一个航空载具之间的至少一个第一通信链路；在航空载具和用户设备之间的至少一个射频通信链路，其中所述至少一个第一通信链路传送通信信号和参考传输。
适当地，所述至少一个第一通信链路包括至少一个宽带宽通信链路。
适当地，所述至少一个第一通信链路包括至少一个毫米波通信链路。
适当地，所述通信网络进一步包括至少一个至少一个相位补偿元件。
适当地，所述通信网络进一步包括至少一个复用元件。
适当地，所述通信网络进一步包括至少一个解复用元件。
适当地，所述通信网络进一步包括时钟。
适当地，所述通信网络进一步包括至少一个参考传输发生器。
适当地，所述通信网络进一步包括混频器。
适当地，所述至少一个陆基站包括至少一个复用和相位补偿单元。
适当地，所述至少一个航空载具包括至少一个复用和相位补偿单元。
适当地，所述至少一个航空载具包括至少一根定向天线。
根据本发明的第三方面，提供了一种复用和相位补偿单元，包括：至少一个复用元件；至少一个解复用元件；至少一个相位补偿元件；时钟；以及至少一个参考传输发生器。
适当地，所述至少一个参考传输发生器用于向所述至少一个复用元件提供信号。
适当地，所述时钟用于向所述至少一个相位补偿元件提供参考传输的至少一种预期特征。
适当地，所述复用和相位补偿单元进一步包括以下中的至少一个或组合；发射器元件、接收器元件和收发器元件。
适当地，所述复用和相位补偿单元进一步包括混频器。
适当地，所述复用和相位补偿单元进一步包括：至少一个模数转换器；以及至少一个数模转换器。
根据本发明的第四方面，提供了一种用于校正与通信链路相关联的至少一个参数的方法，包括：接收至少一个通过无线通信链路传送的参考传输；通过识别参考传输的至少一个特征来提供至少一个识别特征；将所述识别特征与至少一个预期特征进行比较；以及基于识别特征和预期特征之间的差异校正与通过通信链路传送的至少一个通信信号相关联的至少一个参数的偏移。
适当地，所述至少一个参数包括频率和/或相位。
根据本发明进一步的方面，提供了一种存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机指令，当在至少一个基于处理器的设备上执行时，导致所述至少一个基于处理器的设备来校正通信链路中的相位。适当地，使基于处理器的设备：接收至少一个通过无线通信链路传送的参考传输，通过识别参考传输的至少一个特征来提供至少一个识别特征，将识别特征与至少一个预期特征进行比较，并且基于识别特征和预期特征之间的差异校正通过通信链路传送的至少一个通信信号的频率和/或相位的偏移。
适当地，所述相位的偏移是由与与无线通信链路相关联的通信通道相关联的所不被希望的或不受控制的影响导致的，并且这些偏移可以被校正。
根据本发明的某些方面，在MPC中生成的导频信号可以包括来自时钟的时间信息。生成的导频信号可以被馈送到MPC的发射路径中。
适当地，所述导频信号可以被馈送入MPC的发射路径上的复用元件。
或者，可以有一个通道，可以不需要复用和解复用。
适当地，当在MPC的接收路径上接收导频信号时，可以使用来自接收MPC的时钟的时间信息作为对接收到的导频信号中的时间信息的参考。
适当地，来自接收MPC的时钟的频率和相位信息可以用于作为对接收到的导频信号中的频率和相位信息的参考。
适当地，MPC单元可以进一步包括一个或多个混频器，用于从基带频率信号转换为更高或更低频率的信号。
根据本发明的某些实施例，提供了一种电信网络，包括：与至少一个地面陆基站相连的核心网络；在所述至少一个陆基站和至少一个HAP之间的至少一个BH通信链路；以及至少一个HAP和至少一个UE之间的至少一个FH通信链路，其中所述至少一个BH通信链路提供足够的带宽以支持所述至少一个FH通信链路。
适当地，所述至少一个陆基站包括能够复用和/或解复用在至少一个陆基站和至少一个HAP之间收发的通信信号和/或导频信号的MPC单元。
适当地，所述至少一个陆基站可以可选地包括没有复用和/或解复用能力的MPC单元。
适当地，所述至少一个HAP包括能够复用和/或解复用在至少一个陆基站和至少一个HAP之间收发的通信信号和/或例如导频信号或导频符号的参考传输，和在至少一个HAP和至少一个UE之间收发的通信信号的MPC单元。
适当地，BH通信链路通过以更宽的带宽和可选地以高于FH通信链路的频率的频率运行来提供足够的带宽以支持多个FH通信链路。
适当地，所述至少一个BH通信链路在毫米波频带上运行。
根据本发明的某些实施例，例如导频信号的参考传输可以是已知频率和形式的信号。例如，信号的频率和相位在链路的每一端都是已知的。可以使用的导频信号的示例包括通过用于通信链路的频谱传播的导频音或导频符号。在指定带宽中传播的不同频率上传输音调有助于解决与频率相关的失真。可以在本发明的实施例中使用的导频符号的一些示例可以包括波形、时间和/或调制。参考传输可以周期性地和/或连续地和/或重复地和/或在预定时间或伪随机时间发生。
根据本发明某些实施例，MPC单元可以包括至少一个复用元件或至少一个解复用元件或复用元件和解复用元件的组合。MPC单元可以进一步包括发射路径和接收路径。可选地，MPC单元可以包括至少一个***，用于在单个通道被连通的情况下分别绕过发射路径和/或接收路径上的至少一个复用元件和/或至少一个解复用元件。MPC单元可以进一步包括发射器、接收器或收发器中的至少一个或组合。本发明的MPC单元可以进一步包括时钟。在本发明的某些实施例中，导频信号可以在MPC内生成。根据本发明的某些实施例，发射器、接收器和/或收发器中的至少一个或组合与MPC单元分离或与MPC单元集成。
根据本发明的某些实施例，提供了一种用于调整与无线通信链路相关联的相位的方法。所述方法包括在基于计算的设备处接收至少一个导频信号并且识别与所述导频信号相关联的至少一个特征。所述识别特征可以与接收到的导频信号的至少一个预定的或预期的特征进行比较。无线通信信号(可选地可以是高频通信信号)的相位偏移基于识别特征与至少一个预期或预定特征之间的差异被校正。
附图说明
现在将仅以示例的方式参考附图来描述实施例，其中：
图1示出了多个HAPs通过来自所述HAPs的各个波束的投影在地面上提供小区；
图2示出了用于在陆基站和支持低频天线阵的HAP之间建立高频通信链路以支持UE和核心网络之间的通信的示例***配置的零件；
图3示出了用于基于HAP的复用和相位补偿(MPC)单元的示例配置；
图4示出了用于陆基的复用和相位补偿(MPC)单元的示例配置；以及
图5示出了高频链路上预期信号的示例，使用48GHz频段显示。在附图中，相同的参考数字指代相同的零件。
具体实施方式
本发明的某些实施例提供了一种用于通过高空平台(HAPs)将用户设备(UE)与陆基站相连的方法和***。所述UE可以是移动电话、笔记本电脑、PDAs等。UE通信由HAP波束提供的小区支持。图1示出了电信网络100的零件，包括一个或多个(示出了三个)航空载具。所示的航空载具是HAPs 1101-3。所述HAPs 1101-3通过具有预定频率(例如～2GHz)的相应波束130支持覆盖小区120。所述波束在图1中被示意性地显示出并且通过相应的箭头被示出。这种布置概述了前传通信链路的示例。每个波束通过定向天线1401-3产生。喇叭天线或多元件相控天线阵列等可以被使用。
图2示出了用于建立回程通信链路(图1中未示出)的装置。***200可以包括与至少一个互联网服务提供商和/或互联网相连的核心网络205。陆基基站210与所述核心网络相连。无线通信链路215为陆基站210和HAP 110或其他此类航空载具之间的回程通信链路提供。可选地，所述无线通信链路215可以在毫米波频率上运行以提供宽带宽通信链路。可选地，所述无线通信链路215可以是第一通信链路。
适当地，所述陆基站是回程地面站(BGS)210。所述BGS是用于使用至少一个回程链路通过MPC使至少一个HAP与至少一个eNodeB相连的陆基站。所述BGS提供为回程链路转换和/或生成波形所需的发射器、接收器和/或处理元件。所述波形可以在毫米波频带中被发射和接收。对于下行链路，从HAP到BGS的信号，在被至少一个eNodeB接收之前，接收到的波形由BGS处理并馈送到MPC进行解复用和相位校正。
陆基站210可以包括复用和相位校正单元220(MPC-G)，以及在这个示例中，每个都支持对应于地面上为了FH通信链路的小区的对应波束到UE的eNodeB接口22512n。所述路基站210可以进一步包括混频器(未示出)以将传输从基带频率转换为高频，反之亦然。所述路基站210进一步包括收发器装置227，用于在例如回程通信链路(例如所述至少一个无线通信链路215)上向和/或从至少一个高空平台(HAP)110发射和/或接收复用信号。可选地，可以使用替代波长通信链路。
在HAP 110，在无线通信链路215上接收的信号可以由至少一个复用和相位校正单元MPC-H 230处理，其中接收的信号可以被相位校正和解复用来从安装在HAP 110上的低频天线阵140发射解复用信号。MPC-H 230可以包括收发器装置232，用于在例如毫米波通信链路215上发射和/或接收复用信号。可选地，其中单通道信号被接收，所述接收到的信号可能不会在MPC-H 230的接收路径上被解复用。
在这个实施例中以1GHz为中心的300MHz示例通道宽度通过图形235示出，同时更高频率下的相同通道宽度通过图2的中下部图形240示出，表明更高频率下的相同通道宽度消耗的可用总带宽更少。右下角的图形245示出了转换回再次以1GHz为中心的300MHz带宽的波形，并呈现给MPC-G进行校正和解复用，准备好通过定向天线140在FH通信链路上传输。
图3中更详细地示出了基于HAP的复用和相位校正单元(MPC-H)230的示例实施例。所述示例MPC-H单元230包括发射路径305和接收路径310。发射路径305包括复用单元315和可选的数模转换器(DAC)320。所述示例的MPC-H的接收路径310包括可选的模数转换器(ADC)325；相位补偿单元330和解复用单元335。可选地，可以在MPC-H的发射路径和/或接收路径上分别提供至少一个复用元件和解复用元件的旁路。
需要复用单元315和解复用单元335来管理eNodeB和UE之间的通信通道。沿着发射路径305，复用单元315通过数字链路340从低频阵列接收信号。数字链路被可选地使用以允许在数字域中进行复用和相位补偿。所述复用单元315还接收在导频信号发生器345中生成的导频信号。生成的导频信号可以可选地包括诸如时间的信息，由时钟350提供。
所述复用单元315可以将来自n个FH通信通道的信号复用为通过毫米波收发器232发射的单个信号。低频信号到高频信号的转换可以通过混频器来实现。所述收发器232可以可选地与MPC-H 230分离或集成。可选地，导频信号发生器345生成的导频信号可以通过复用器315在宽带宽通信链路上分布在频带之间。可选地，高频段可以只需要一个导频信号。数模转换可以在传输之前通过DAC 320在复用器(multiplexer)315形成的信号实现。
所述导频信号发生器345可以生成包括导频音和导频符号中的一个或组合的导频信号。导频音包括具有包括已知频率和/或已知相位中的一个或组合的特征的信号。导频符号包括具有包括已知符号、已知波形、已知时间和/或已知调制中的一个或组合的特征的信号。导频信号可以在BH通信链路上使用的整个频率范围内生成，以便校正与频率相关的失真。可选地，在更高频率带宽内可以只需要一个导频信号。导频信号生成器是生成参考传输的参考传输生成器的示例。这种参考传输可以是具有至少一种预定特征的导频音或导频符号或导频波形。
沿着接收路径310，相位补偿单元330从毫米波收发器232接收信号。可选地，可以在相位补偿之前使用ADC 325。在示例实施例中，可以使用频率来校正相位补偿。MPC-H 230的时钟350可以向相位补偿单元330提供相位和频率信息。可以通过比较导频信号的至少一个识别特征来执行相位校正，例如从接收到的相位和/或频率信息。相位校正可以通过比较导频信号的至少一个识别特征(例如从收发器232接收的相位和/或频率信息)与导频信号的至少一个预期特征(例如从时钟350接收的相位和/或频率信息)来执行。知道发射导频信号的频率和相位允许相位补偿单元330来校正接收的导频信号的相位。
在MPC-H230处被接收的高频信号的校正确保解复用信号通过低频阵列以与eNodeB发射的信号相同的频率和相对相位被发射。一旦接收到的信号已经被相位补偿单元330校正，那些信号就被解复用单元335解复用，其中一个高频复用信号被解复用为n个低频基带信号，来让低频阵列发射。
图4示出了地面复用和相位校正单元(MPC-G)220的示例实施例。示例MPC-G单元220包括发射路径405和接收路径410。发射路径405包括多路复用单元415和可选的数模转换器(DAC)420。示例MPC-H220的接收路径410包括可选的模数转换器(ADC)425，相位补偿单元430和解复用单元435。
一个或多个eNodeB 225生成的基带信号在复用单元415处通过一个或多个eNodeB接口4401-n被接收。复用单元415将基带频率信号复用为高频信号。可选地，低频信号到高频信号的转换可以通过混频器(未示出)来实现，混频器可以与复用单元415分离或集成。复用单元415也可以从导频信号发生器445接收导频信号。那些导频信号可以包括导频音和/或导频符号中的一个或组合。产生的导频信号可以可选地包括例如时间的信息，由时钟450提供。导频信号可以在BH通信链路上使用的整个频率范围内生成，以便校正与频率相关的失真。可选地，在高频带宽内可以只需要一个导频信号。复用信号然后可以由毫米波收发器227发射。收发器227可以可选地与MPC-G 220分离或集成。收发器227可以可选地是发射器、接收器和/或收发器中的至少一个或组合。可选地，至少一个DAC 420可以被实现以在数字域和模拟域之间进行转换，本领域技术人员清楚其任何好处。
沿着接收路径410，相位补偿单元430从毫米波收发器227接收信号。可选地，可以在相位补偿之前使用ADC 425。在示例实施例中，MPC-G 220的时钟450可以向相位补偿单元430提供相位和频率信息。相位校正可以通过比较导频信号的至少一个识别特征(例如从收发器227接收的相位和/或频率信息)与导频信号的至少一个预期特征(例如从时钟450接收的相位和/或频率信息)来执行。知道发射导频信号的频率和相位允许相位补偿单元430来校正接收的导频信号的相位。
在MPC-H220处被接收的高频信号的校正确保解复用信号通过eNodeB以与UE发射的信号相同的频率和相对相位被接收。一旦接收到的信号已经被相位补偿单元430校正，那些信号就被解复用单元435解复用，其中一个高频复用信号被解复用为n个低频基带信号，来让eNodeB 225接收。
可选地，MPC单元220、230可以不包括复用和/或解复用能力。例如，在MPC中有一个通道要处理的情况下，信号可能不需要复用。或者，在MPC中有一个通道要处理的示例中，信号可以可选地绕过MPC单元220、230的复用和/或解复用单元。
图5描述了BH通信链路上使用的高频波束的某些示例。示例带宽内的频带划分在频谱500中被图示。高频可以提供更宽的带宽。可选的，高频可以是2GHz至80GHz范围内的频率。图5顶部所示的第一频谱510示出了用于HAP到地面波束的高频带宽度内的导频信号和低频带的频带分配。另一个频谱520描述了用于地面到HAP波束的高频带宽度内的导频信号和低频带的频率分配。频谱500图示了在低频带540之间布置导频信号530。每个高频带宽度可以只需要一个导频信号频率。在整个频率带宽内布置导频信号的好处是可以在不解码信号的情况下校正信号，导致对每个HAP的最少处理，从而减少每个HAP的有效载荷。在整个频率带宽上设置导频信号的另一个好处是可以增加导频信号的信噪比，并且因此可以提高相位校正的精度。每个带宽的多个导频信号当然可以被使用。
本发明的某些实施例从而利用由天线元件的许多“瓦片”和它们相关联的信号处理组成的大型相控阵天线。低频阵列在大约2GHz，带宽高达大约100MHz的低频下运行。这直接提供了和用户设备的用户的通信链路。本发明的某些实施例将信号从回程转移到低频阵列。这是通过将输入频段上的RF波形转移到输出频段来实现的。这提供了具有频率转化的有效的RF镜子。因此，低频阵列上使用的总带宽可用于高频阵列。使用非常高的频率(例如分配给HAPs的48GHz频段)的一个优势是每个回程波束有宽得多的可用带宽。这有助于减少为低频阵列运行提供足够的集成带宽所需的许多波束。
本发明的某些实施例利用带内导频信号对高频RF链路的相位进行前向纠错。适当地，带内导频信号用于校正将航空载具与地面相连的高频链路。
MPC单元可用于将来自eNodeB的许多信号复用到回程毫米波链路到航空载具。最佳地或替代地，MPC单元可用于在航空载具(例如HAP)处解复用通道以使以作为地面上的小区进行传输的低频阵列通过。可选地或替代地，MPC单元可以用于校正由飞机运动导致的毫米波通道上的相位误差。
适当地可以使用两个MPC。一个设在陆基站到RF链路上，另一个基于航空载具，以将毫米波链路连接到低频阵列。
适当地，本发明提供了一种存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机指令，当在至少一个基于处理器的设备上执行时，使所述至少一个基于处理器的设备校正通信信号的相位。基于处理器的设备接收至少一个导频信号，识别所述导频信号的至少一个特征，将该特征与至少一个预定或预期的特征进行比较，并引起相位校正，从而基于识别特征与预定/预期特征之间的差异校正频率和相位的偏移。
在这个详细说明的整个说明书和权利要求中，词语“包括”和“包含”及其变体的意思是“包括但不限于”，并且它们不打算(也不)排除其他部分、添加剂、组分、整体或步骤。在这个详细说明的整个说明书和权利要求中，除非上下文另有要求，否则单数包含复数。特别的是，在使用不定冠词的情况下，除非上下文另有要求，否则详细说明应理解为考虑复数和单数。
结合本发明的特定方面、实施例或示例描述的特性、整体、特征或组应理解为适用于本文描述的任何其他方面、实施例或示例，除非与其不相容。本详细说明(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤可以以任何组合方式组合，除非组合中的特征和/或步骤中至少一些是相互排斥的。本发明不限于任何前述实施例的任何细节。本发明扩展到详细说明(包括任何随附的权利要求、摘要和附图)中公开的特征的任何新颖的一个或新颖的组合，或扩展到如此公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖的一个或任何新颖的组合。
读者的注意力集中在与本申请相关的与本详细说明同时提交或在此之前提交的所有论文和文件，这些论文和文件对本详细说明公开供公众查阅，以及所有这些论文和文件的内容通过引用并入本文。

Claims (25)

1.一种用于校正通信链路中的频率和/或相位的方法，包括：
接收至少一个通过无线通信链路传送的参考传输；
通过识别所述参考传输的至少一个特征来提供至少一个识别特征；
将所述识别特征与至少一个预期特征进行比较；以及
基于所述识别特征和所述预期特征之间的差异，校正通过所述通信链路传送的至少一个通信信号的频率和/或相位的偏移。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述参考传输具有在高达10MHz的高频带宽内的频率范围。
3.如权利要求1和2中任一项所述的方法，其中所述参考传输包括以下中的一个或组合；
至少一个导频符号、至少一个导频音和/或导频复合波形。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述至少一个特征包括以下中的一个或组合；
频率、时间、相位、符号、波形和/或调制。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述至少一个预期特征包括以下中的一个或组合；
频率、时间、相位、符号、波形和/或调制。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述通信链路包括至少一个宽带宽通信链路。
7.如权利要求1和6所述的方法，其中所述通信信号是毫米波频率。
8.一种通信网络，包括：
与至少一个陆基站相连的核心网络；
在所述陆基站和至少一个航空载具之间的至少一个第一通信链路；以及
在所述航空载具和用户设备之间的至少一个射频通信链路，其中所述至少一个第一通信链路传送通信信号和参考传输。
9.如权利要求8所述的通信网络，其中所述至少一个第一通信链路包括至少一个宽带宽通信链路。
10.如权利要求8和9中任一项所述的通信网络，其中所述至少一个第一通信链路包括至少一个毫米波通信链路。
11.如权利要求8至10中任一项所述的通信网络，进一步包括：
至少一个至少一个相位补偿元件。
12.如权利要求8至11中任一项所述的通信网络，进一步包括：
至少一个复用元件。
13.如权利要求8至12中任一项所述的通信网络，进一步包括：
至少一个解复用元件。
14.如权利要求8至13中任一项所述的通信网络，进一步包括：
时钟。
15.如权利要求8至14中任一项所述的通信网络，进一步包括：
至少一个参考传输发生器。
16.如权利要求8至15中任一项所述的通信网络，进一步包括：
混频器。
17.如权利要求8至10中任一项所述的通信网络，其中所述至少一个陆基站包括：
至少一个复用和相位补偿单元。
18.如权利要求8至10和17中任一项所述的通信网络，其中所述至少一个航空载具包括：
至少一个复用和相位补偿单元。
19.如权利要求8至10和权利要求17以及18中任一项所述的通信网络，其中所述至少一个航空载具包括：
至少一根定向天线。
20.一种复用和相位补偿单元，包括：
至少一个复用元件；
至少一个解复用元件；
至少一个相位补偿元件；
时钟；以及
至少一个参考传输发生器。
21.如权利要求20所述的复用与相位补偿单元，其中所述至少一个参考传输发生器用于向所述至少一个复用元件提供信号。
22.如权利要求20和21中任一项所述的复用和相位补偿单元，其中所述时钟用于向所述至少一个相位补偿元件提供参考传输的至少一个预期特征。
23.如权利要求20至22中任一项所述的复用与相位补偿单元，其中进一步包括以下中的至少一个或组合：
发射器元件，接收器元件和收发器元件。
24.如权利要求20至23中任一项所述的复用和相位补偿单元，进一步包括混频器。
25.如权利要求20至24中任一项所述的复用和相位补偿单元，进一步包括：
至少一个模数转换器；
至少一个数模转换器。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2582652A (en) 2019-03-29 2020-09-30 Stratospheric Platforms Ltd Phase determination

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5455964A (en) * 1993-03-26 1995-10-03 Claircom Communications Group, Inc. Stabilization of frequency and power in an airborne communication system
US6675013B1 (en) * 2000-06-26 2004-01-06 Motorola, Inc. Doppler correction and path loss compensation for airborne cellular system
US20130070677A1 (en) * 2011-09-21 2013-03-21 Spatial Digital Systems Concurrent airborne communication methods and systems
CN105375957A (zh) * 2014-08-27 2016-03-02 空间数码***公司 一种透过无人机的通讯***

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6937684B2 (en) * 2001-10-02 2005-08-30 Silicon Integrated Systems Corporation Phase discriminator with a phase compensation circuit
US8718021B2 (en) * 2008-07-07 2014-05-06 Apple Inc. Uplink control signal design for wireless system
GB0823593D0 (en) 2008-12-30 2009-01-28 Astrium Ltd Calibration apparatus and method
US8385223B2 (en) 2009-07-08 2013-02-26 Viasat, Inc. Interference resistant satellite link power control using downlink beacon
US8238492B2 (en) * 2010-04-13 2012-08-07 Sigma Designs, Inc. Method and apparatus for packet detection via cross-correlation in the presence of frequency offset
US9596024B2 (en) * 2012-09-21 2017-03-14 Spatial Digital Systems, Inc. Multi-channel communication optimization methods and systems
CN110098889B (zh) * 2015-08-07 2021-06-08 三菱电机株式会社 发送装置、接收装置以及发送方法
EP3360247B1 (en) * 2015-10-08 2020-12-09 Ariel-University Research and Development Company Ltd. Method and system for controlling phase of a signal
US9642107B1 (en) 2016-08-01 2017-05-02 Space Systems/Loral, Inc. Multi-channel satellite calibration
US9992011B1 (en) * 2017-03-17 2018-06-05 Aireon Llc Receiver with coherent matched filter
JP7269179B2 (ja) * 2017-07-01 2023-05-08 インテル コーポレイション ビークル無線通信のための方法および装置
US10728913B2 (en) * 2018-05-25 2020-07-28 Qualcomm Incorporated Multi-transmission/reception point (multi-TRP) transmission with dynamic TRP clusters
US11134509B2 (en) * 2018-10-29 2021-09-28 Qualcomm Incorporated Uplink (UL) transmission with flexible starting positions for new radio-unlicensed (NR-U)
GB2580294A (en) * 2018-11-09 2020-07-22 Stratospheric Platforms Ltd Communication network and method of wireless communication
GB2582652A (en) 2019-03-29 2020-09-30 Stratospheric Platforms Ltd Phase determination
US20220104223A1 (en) * 2020-09-25 2022-03-31 Qualcomm Incorporated Techniques for reference signal patterns
US11924011B2 (en) * 2021-09-15 2024-03-05 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Communication of information using guard band of a communication channel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5455964A (en) * 1993-03-26 1995-10-03 Claircom Communications Group, Inc. Stabilization of frequency and power in an airborne communication system
US6675013B1 (en) * 2000-06-26 2004-01-06 Motorola, Inc. Doppler correction and path loss compensation for airborne cellular system
US20130070677A1 (en) * 2011-09-21 2013-03-21 Spatial Digital Systems Concurrent airborne communication methods and systems
CN105375957A (zh) * 2014-08-27 2016-03-02 空间数码***公司 一种透过无人机的通讯***

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