CN111034070A - 用于飞行器的定向波束网状网络 - Google Patents

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Abstract

本文提供了用于在飞行期间使用高带宽定向通信波束建立飞行器到飞行器网状网络的过程的技术。第一飞行器可以能够利用关于第二飞行器的飞行数据来减少用于在飞行器到飞行器网状网络中建立定向通信波束的波束发现过程的计算成本。例如，第一飞行器可以使用空中交通控制系统来接收飞行数据(例如，位置信息、航向、高度等)。第一飞行器可以基于飞行数据来确定第二飞行器的一个或多个预测位置。第一飞行器可以使用预测位置来将定向发现波束仅发送到第二飞行器可能所在的那些位置。在接收到定向发现波束中的至少一个定向发现波束时，第二飞行器和第一飞行器可以建立飞行器到飞行器网状网络的通信链路。

Description

用于飞行器的定向波束网状网络
交叉引用
本专利申请要求享受以下申请的权益：由Li等人于2018年7月23日提交的、名称为“Directional Beam Mesh Network For Aircraft”的美国专利申请第16/042,599号；由Miller等人于2017年8月8日提交的、名称为“Sharing Critical Flight InformationUsing Mesh Network”的美国临时专利申请第62/542,719号；以及由Li等人于2017年8月2日提交的、名称为“Directional Beam Mesh Network For Aircraft”的美国临时专利申请第62/540,495号；上述申请中的每一个申请被转让给本申请的受让人。
技术领域
概括而言，下文涉及无线通信，并且更具体地，下文涉及用于飞行器的定向波束网状网络。
背景技术
无线通信系统被广泛地部署以提供诸如语音、视频、分组数据、消息传送、广播等各种类型的通信内容。这些系统可以能够通过共享可用的系统资源(例如，时间、频率和功率)来支持与多个用户的通信。这样的多址系统的示例包括第四代(4G)系统(诸如长期演进(LTE)系统或改进的LTE(LTE-A)系统)和第五代(5G)系统(其可以被称为新无线电(NR)系统)。这些系统可以采用诸如以下各项的技术：码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多址(OFDMA)或者离散傅里叶变换扩频OFDM(DFT-S-OFDM)。无线多址通信系统可以包括多个基站或网络接入节点，每个基站或网络接入节点同时支持针对多个通信设备(其可以另外被称为用户设备(UE))的通信。
可以在多种不同的场景中采用自组织网状网络。取决于场景，可以使用不同的过程来建立或维护网络。一些网状网络可以使用毫米波频谱带中的定向通信波束来在节点之间建立高容量通信链路。
发明内容
所描述的技术涉及支持用于飞行器的定向波束网状网络的改进的方法、系统、设备或装置。概括而言，所描述的技术提供了用于使用高带宽定向通信波束的飞行器的网状网络的过程。飞行器到飞行器网状网络的过程可以被配置为利用与飞行器的飞行有关的特定优势。在航空领域，空中交通控制系统对飞行器的飞行进行跟踪，以确保安全和对空中资源的正确共享。第一飞行器可以能够利用关于第二飞行器的飞行数据来减少网状网络中的一些过程的计算成本。例如，第一飞行器可以接收飞行数据(例如，位置信息、航向、高度等)，并且基于飞行数据来确定第二飞行器的一个或多个预测位置。第一飞行器可以使用该信息来将定向发现波束发送到第二飞行器可能所在的那些位置。与盲发现过程相比，这种过程可以使用更少的计算资源，并且因此可以具有明显的优势。
描述了一种无线通信的方法。所述方法可以包括：在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路来接收第二飞行器的飞行数据；至少部分地基于所述飞行数据来确定发现模式，所述发现模式具有将用于发现所述第二飞行器的至少一个波束方向；在所述发现模式的至少一个波束方向上发送至少一个定向发送波束；以及至少部分地基于所发送的至少一个定向发送波束来直接在所述第一飞行器与所述第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路。
描述了一种用于无线通信的装置。所述装置可以包括：用于在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路来接收第二飞行器的飞行数据的单元；用于至少部分地基于所述飞行数据来确定发现模式的单元，所述发现模式具有将用于发现所述第二飞行器的至少一个波束方向；用于在所述发现模式的至少一个波束方向上发送至少一个定向发送波束的单元；以及用于至少部分地基于所发送的至少一个定向发送波束来直接在所述第一飞行器与所述第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路的单元。
描述了另一种用于无线通信的装置。所述装置可以包括处理器、与所述处理器进行电子通信的存储器、以及被存储在所述存储器中的指令。所述指令可以可操作为使得所述处理器进行以下操作：在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路来接收第二飞行器的飞行数据；至少部分地基于所述飞行数据来确定发现模式，所述发现模式具有将用于发现所述第二飞行器的至少一个波束方向；在所述发现模式的至少一个波束方向上发送至少一个定向发送波束；以及至少部分地基于所发送的至少一个定向发送波束来直接在所述第一飞行器与所述第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路。
描述了一种用于无线通信的非暂时性计算机可读介质。所述非暂时性计算机可读介质可以包括可操作为使得处理器进行以下操作的指令：在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路来接收第二飞行器的飞行数据；至少部分地基于所述飞行数据来确定发现模式，所述发现模式具有将用于发现所述第二飞行器的至少一个波束方向；在所述发现模式的至少一个波束方向上发送至少一个定向发送波束；以及至少部分地基于所发送的至少一个定向发送波束来直接在所述第一飞行器与所述第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路。
在上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中，所述第二无线网络可以是无线网状网络。
在上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中，在所述第一无线网络中使用的第一射频频谱带可以不同于在所述第二无线网络中使用的第二射频频谱带。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：至少部分地基于所述第二飞行器的所述飞行数据来确定所述第二飞行器的多个预测位置，其中，确定所述发现模式可以是至少部分地基于确定所述多个预测位置的。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：确定所述第一飞行器的当前位置和当前矢量，其中，确定所述发现模式可以是至少部分地基于所述第一飞行器的所述当前位置和所述当前矢量的。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：接收与所述第二飞行器相关联的环境条件信息，其中，确定所述发现模式可以是至少部分地基于所述环境条件信息的。
在上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中，所述飞行数据包括所述第二飞行器的位置信息和矢量信息，其中，确定所述发现模式可以是至少部分地基于所述位置信息和所述矢量信息的。
在上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中，所述飞行数据包括所述第二飞行器的未来飞行路径信息，其中，确定所述发现模式可以是至少部分地基于所述未来飞行路径信息的。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：使用第三通信链路来从第三飞行器接收数据，所述第三通信链路是无线网状网络的一部分。上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：将所述第二飞行器识别为所述数据的预期接收者。上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：至少部分地基于将所述第二飞行器识别为所述数据的所述预期接收者，来使用所述第二通信链路向所述第二飞行器发送所述数据。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：向所述第二飞行器发送消息，所述消息指示所述第一飞行器可以是所述第二无线网络的通信路径中的节点。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：使用所述第一无线网络的所述第一通信链路从地面服务器接收路由信息，所述路由信息指示在所述第一飞行器与可能在所述第一飞行器的覆盖区域之外的其它飞行器之间使用所述第二无线网络的一个或多个通信路径。上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：至少部分地基于所述路由信息来向所述其它飞行器中的一个飞行器发送数据。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：使用所述第二通信链路来从所述第二飞行器接收所述第二飞行器的经更新的飞行数据。上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：至少部分地基于从所述第二飞行器接收的所述经更新的飞行数据来发起波束细化过程。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：使用指向具有至少一个波束方向的监听模式的至少一个波束方向的至少一个定向接收波束来接收由所述第二飞行器发送的定向发送波束，其中，直接在所述第一飞行器与所述第二飞行器之间建立所述第二通信链路可以是至少部分地基于从所述第二飞行器接收所述定向发送波束的。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：至少部分地基于所述第二飞行器的所述飞行数据来确定所述监听模式，其中，从所述第二飞行器接收所述定向发送波束可以是至少部分地基于所述监听模式的。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：识别所述第二无线网络的要在发现过程期间使用的多个通信资源，其中，所述通信资源的第一集合可以用于发送定向发送波束，并且所述通信资源的第二集合可以用于监听发送波束，并且其中，发送所述至少一个定向发送波束可以是在所述通信资源的所述第一集合期间完成的。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：使用所述第一通信链路来从地面服务器接收对所述多个通信资源的指示，其中，识别所述多个通信资源可以是至少部分地基于接收所述指示的。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：作为发现过程的一部分，朝着所述第二飞行器发送定向发送波束的突发，所述定向发送波束的突发中的至少一个定向发送波束与所述发现模式中的多个波束方向中的一个波束方向相关联。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：作为所述发现过程的一部分，发送定向发送波束的突发，其中，直接建立所述第二通信链路可以是至少部分地基于所述定向发送波束的突发的。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：使用所述第二通信链路来从所述第二飞行器接收遇险信号。上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：至少部分地基于接收到所述遇险信号，来使对来自所述第二飞行器的关键飞行信息的接收优先于通过所述第二无线网络与其它飞行器的通信。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：使用所述第一通信链路来接收多个飞行器的飞行数据。上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：至少部分地基于所述第一飞行器接近于所述多个飞行器中的每个飞行器，来选择所述多个飞行器的、要尝试使用所述第二通信链路与之进行通信的子集。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：使用所述第一通信链路来向地面服务器发送所述第一飞行器的当前位置和当前矢量。
在上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中，所述第一飞行器的所述第一通信链路可以是与地面单元的地面-飞行器通信链路。或者所述第一飞行器的所述第一通信链路可以是与卫星的卫星-飞行器通信链路。
描述了一种无线通信的方法。所述方法可以包括：在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路来接收第二飞行器的飞行数据；至少部分地基于所述第二飞行器的所述飞行数据来确定具有至少一个波束方向的监听模式；使用指向所述监听模式的至少一个波束方向的至少一个定向接收波束来接收由所述第二飞行器发送的定向发送波束；以及至少部分地基于从所述第二飞行器接收到所述定向发送波束，来直接在所述第一飞行器与所述第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路。
描述了一种用于无线通信的装置。所述装置可以包括：用于在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路来接收第二飞行器的飞行数据的单元；用于至少部分地基于所述第二飞行器的所述飞行数据来确定具有至少一个波束方向的监听模式的单元；用于使用指向所述监听模式的至少一个波束方向的至少一个定向接收波束来接收由所述第二飞行器发送的定向发送波束的单元；以及用于至少部分地基于从所述第二飞行器接收到所述定向发送波束，来直接在所述第一飞行器与所述第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路的单元。
描述了另一种用于无线通信的装置。所述装置可以包括处理器、与所述处理器进行电子通信的存储器、以及被存储在所述存储器中的指令。所述指令可以可操作为使得所述处理器进行以下操作：在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路来接收第二飞行器的飞行数据；至少部分地基于所述第二飞行器的所述飞行数据来确定具有至少一个波束方向的监听模式；使用指向所述监听模式的至少一个波束方向的至少一个定向接收波束来接收由所述第二飞行器发送的定向发送波束；以及至少部分地基于从所述第二飞行器接收到所述定向发送波束，来直接在所述第一飞行器与所述第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路。
描述了一种用于无线通信的非暂时性计算机可读介质。所述非暂时性计算机可读介质可以包括可操作为使得处理器进行以下操作的指令：在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路来接收第二飞行器的飞行数据；至少部分地基于所述第二飞行器的所述飞行数据来确定具有至少一个波束方向的监听模式；使用指向所述监听模式的至少一个波束方向的至少一个定向接收波束来接收由所述第二飞行器发送的定向发送波束；以及至少部分地基于从所述第二飞行器接收到所述定向发送波束，来直接在所述第一飞行器与所述第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路。
在上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中，所述第二无线网络可以是无线网状网络。
在上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中，在所述第一无线网络中使用的第一射频频谱带可以不同于在所述第二无线网络中使用的第二射频频谱带。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：至少部分地基于所述监听模式来确定所述至少一个定向接收波束的波束特性。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：至少部分地基于所述第二飞行器的所述飞行数据来确定所述第二飞行器的多个预测位置，其中，确定所述监听模式可以是至少部分地基于确定所述多个预测位置的。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：确定所述第一飞行器的当前位置和当前矢量，其中，确定所述监听模式可以是至少部分地基于所述第一飞行器的所述当前位置和所述当前矢量的。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：接收与所述第二飞行器相关联的环境条件信息，其中，确定所述监听模式可以是至少部分地基于所述环境条件信息的。
在上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中，所述飞行数据包括所述第二飞行器的位置信息和矢量信息，其中，确定所述监听模式可以是至少部分地基于所述位置信息和所述矢量信息的。
在上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中，所述飞行数据包括所述第二飞行器的未来飞行路径信息，其中，确定所述监听模式可以是至少部分地基于所述未来飞行路径信息的。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：使用所述第一通信链路来向地面服务器发送所述第一飞行器的当前位置和当前矢量。
在上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中，所述第一飞行器的所述第一通信链路可以是与地面单元的地面-飞行器通信链路。或者所述第一飞行器的所述第一通信链路可以是与卫星的卫星-飞行器通信链路。
描述了一种无线通信的方法。所述方法可以包括：使用无线网络来从多个飞行器接收空中交通信息；从所述多个飞行器中识别第一飞行器作为用于直接与所述多个飞行器中的至少一个飞行器建立第二无线网络的一个或多个第二通信链路的节点；至少部分地基于以下项来从所述多个飞行器中识别供所述第一飞行器尝试与之进行通信的第二飞行器：所述第一飞行器和所述第二飞行器的位置；以及使用所述第一无线网络的第一通信链路来向所述第一飞行器发送所述第二飞行器的飞行数据。
描述了一种用于无线通信的装置。所述装置可以包括：用于使用无线网络来从多个飞行器接收空中交通信息的单元；用于从所述多个飞行器中识别第一飞行器作为用于直接与所述多个飞行器中的至少一个飞行器建立第二无线网络的一个或多个第二通信链路的节点的单元；用于至少部分地基于以下项来从所述多个飞行器中识别供所述第一飞行器尝试与之进行通信的第二飞行器的单元：所述第一飞行器和所述第二飞行器的位置；以及用于使用所述第一无线网络的第一通信链路来向所述第一飞行器发送所述第二飞行器的飞行数据的单元。
描述了另一种用于无线通信的装置。所述装置可以包括处理器、与所述处理器进行电子通信的存储器、以及被存储在所述存储器中的指令。所述指令可以可操作为使得所述处理器进行以下操作：使用无线网络来从多个飞行器接收空中交通信息；从所述多个飞行器中识别第一飞行器作为用于直接与所述多个飞行器中的至少一个飞行器建立第二无线网络的一个或多个第二通信链路的节点；至少部分地基于以下项来从所述多个飞行器中识别供所述第一飞行器尝试与之进行通信的第二飞行器：所述第一飞行器和所述第二飞行器的位置；以及使用所述第一无线网络的第一通信链路来向所述第一飞行器发送所述第二飞行器的飞行数据。
描述了一种用于无线通信的非暂时性计算机可读介质。所述非暂时性计算机可读介质可以包括可操作为使得处理器进行以下操作的指令：使用无线网络来从多个飞行器接收空中交通信息；从所述多个飞行器中识别第一飞行器作为用于直接与所述多个飞行器中的至少一个飞行器建立第二无线网络的一个或多个第二通信链路的节点；至少部分地基于以下项来从所述多个飞行器中识别供所述第一飞行器尝试与之进行通信的第二飞行器：所述第一飞行器和所述第二飞行器的位置；以及使用所述第一无线网络的第一通信链路来向所述第一飞行器发送所述第二飞行器的飞行数据。
在上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中，所述第二无线网络可以是无线网状网络。
在上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例中，在所述第一无线网络中使用的第一射频频谱带可以不同于在所述第二无线网络中使用的第二射频频谱带。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：从所述第一飞行器接收包括源自所述第二飞行器的数据的消息，其中，源自所述第二飞行器的所述数据是使用第二通信链路被发送给所述第一飞行器的。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：使用所述第一无线网络的所述第一通信链路来向所述第一飞行器发送路由信息，所述路由信息被配置为由所述第一飞行器用来与可能在所述第二无线网络的针对所述第一飞行器的覆盖区域之外的其它飞行器进行通信。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：至少部分地基于所述第一飞行器和所述第二飞行器的所述飞行数据，来确定用于所述第一飞行器的具有第一多个波束方向的发现模式。上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：使用所述第一无线网络的所述第一通信链路来向所述第一飞行器发送指示所述发现模式的消息。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：至少部分地基于所述第一飞行器和所述第二飞行器的所述飞行数据，来确定用于所述第一飞行器的具有第二多个波束方向的监听模式，其中，所述消息使用所述第一无线网络的所述第一通信链路来向所述第一飞行器指示所述监听模式。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：至少部分地基于所述第一飞行器和所述第二飞行器的所述飞行数据，来确定具有第一多个波束方向的监听模式。上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：使用所述第一无线网络的第二通信链路来向所述第二飞行器发送指示所述监听模式的消息。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：至少部分地基于所述第一飞行器和所述第二飞行器的所述飞行数据，来确定用于所述第二飞行器的具有第二多个波束方向的发现模式，其中，所述消息使用所述第一无线网络的所述第二通信链路来向所述第二飞行器指示所述发现模式。
上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：识别所述第二无线网络的供所述第一飞行器和所述第二飞行器用来执行波束发现过程的通信资源。上述方法、装置和非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括用于进行以下操作的过程、特征、单元或指令：使用所述第一无线网络的所述第一通信链路和所述第二通信链路来向所述第一飞行器和所述第二飞行器发送指示所识别的通信资源的消息。
附图说明
图1示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线通信系统的示例；
图2示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线通信系统的示例；
图3示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的定向网状网络的示例；
图4示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的定向网状网络中的发现过程的示例；
图5示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的通信方案的示例；
图6示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的定向网状网络的网络拓扑的示例；
图7示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的通信方案的示例；
图8示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的网络拓扑的示例；
图9至11示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线设备的方块图；
图12示出了根据本公开内容的各方面的包括支持用于飞行器的定向波束网状网络的设备的系统的方块图；
图13至15示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线设备的方块图；
图16示出了根据本公开内容的各方面的包括支持用于飞行器的定向波束网状网络的设备的系统的方块图；
图17至19示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线设备的方块图；
图20示出了根据本公开内容的各方面的包括支持用于飞行器的定向波束网状网络的设备的系统的方块图；
图21至23示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线设备的方块图；
图24示出了根据本公开内容的各方面的包括支持用于飞行器的定向波束网状网络的设备的系统的方块图；
图25至27示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线设备的方块图；
图28示出了根据本公开内容的各方面的包括支持用于飞行器的定向波束网状网络的设备的系统的方块图；以及
图29至33示出了根据本公开内容的各方面的用于飞行器的定向波束网状网络的方法。
具体实施方式
飞行器到飞行器网状网络可以用于在飞行期间在飞行器之间传送信息。当两个飞行器在飞行中时，由于在某些高度缺少干扰源，经常可能进行视线通信。另外，已经使用空中交通控制系统管理和传送了关于飞行中的飞行器的信息。飞行器到飞行器网状网络的过程可以被配置为利用与飞行器的飞行有关的特定特性。
本文提供了用于在飞行期间使用高带宽定向通信波束建立飞行器到飞行器网状网络的过程的技术。第一飞行器可以能够利用关于第二飞行器的飞行数据来减少用于在飞行器到飞行器网状网络中建立定向通信波束的波束发现过程的计算成本。例如，第一飞行器可以使用空中交通控制系统来接收飞行数据(例如，位置信息、航向、高度等)。第一飞行器可以基于飞行数据来确定第二飞行器的一个或多个预测位置。第一飞行器可以使用诸如预测位置之类的信息来将定向发现波束发送到第二飞行器可能所在的那些位置。在接收到定向发现波束中的至少一个定向发现波束时，第二飞行器和第一飞行器可以建立飞行器到飞行器网状网络的通信链路。与在一些替代应用中使用的其它低吞吐量网络相比，该网状网络可能具有优势。在一些示例中，飞行器与地面服务器之间的通信链路可以使用与飞行器之间或飞行器与一个或多个其它设备之间的网状通信链路不同的频带。在一些情况下，飞行器与地面服务器之间的通信链路可能具有与网状通信链路相比更低的容量。
首先在无线通信系统的背景下描述了本公开内容的各方面。在网络、过程和通信方案的背景下描述了本公开内容的各方面。本公开内容的各方面进一步通过涉及用于飞行器的定向波束网状网络的装置图、系统图和流程图来示出并且参考这些图来描述。
图1示出了根据本公开内容的各个方面的无线通信系统100的示例。无线通信系统100包括基站105、UE 115以及核心网络130。在一些示例中，无线通信系统100可以是长期演进(LTE)网络、改进的LTE(LTE-A)网络、或新无线电(NR)网络。在一些情况下，无线通信系统100可以支持增强型宽带通信、超可靠(例如，任务关键)通信、低时延通信或者与低成本且低复杂度设备的通信。
基站105可以经由一个或多个基站天线与UE 115无线地进行通信。本文描述的基站105可以包括或可以被本领域技术人员称为基站收发机、无线电基站、接入点、无线电收发机、节点B、演进型节点B(eNB)、下一代节点B或千兆节点B(任一项可以被称为gNB)、家庭节点B、家庭演进型节点B、或某种其它适当的术语。无线通信系统100可以包括不同类型的基站105(例如，宏小区基站或小型小区基站)。本文描述的UE 115可以能够与各种类型的基站105和网络设备(包括宏eNB、小型小区eNB、gNB、中继基站等)进行通信。
每个基站105可以与在其中支持与各个UE 115的通信的特定地理覆盖区域110相关联。每个基站105可以经由通信链路125为相应的地理覆盖区域110提供通信覆盖，并且在基站105和UE 115之间的通信链路125可以利用一个或多个载波。在无线通信系统100中示出的通信链路125可以包括：从UE 115到基站105的上行链路传输、或者从基站105到UE 115的下行链路传输。下行链路传输还可以被称为前向链路传输，而上行链路传输还可以被称为反向链路传输。
可以将针对基站105的地理覆盖区域110划分为扇区，所述扇区仅构成地理覆盖区域110的一部分，并且每个扇区可以与小区相关联。例如，每个基站105可以提供针对宏小区、小型小区、热点、或其它类型的小区、或其各种组合的通信覆盖。在一些示例中，基站105可以是可移动的，并且因此，提供针对移动的地理覆盖区域110的通信覆盖。在一些示例中，与不同的技术相关联的不同的地理覆盖区域110可以重叠，并且与不同的技术相关联的重叠的地理覆盖区域110可以由相同的基站105或不同的基站105来支持。无线通信系统100可以包括例如异构LTE/LTE-A或NR网络，其中不同类型的基站105提供针对各个地理覆盖区域110的覆盖。
术语“小区”指代用于与基站105的通信(例如，在载波上)的逻辑通信实体，并且可以与用于对经由相同或不同载波来操作的相邻小区进行区分的标识符(例如，物理小区标识符(PCID)、虚拟小区标识符(VCID))相关联。在一些示例中，载波可以支持多个小区，并且不同的小区可以是根据不同的协议类型(例如，机器类型通信(MTC)、窄带物联网(NB-IoT)、增强型移动宽带(eMBB)或其它协议类型)来配置的，所述不同的协议类型可以为不同类型的设备提供接入。在一些情况下，术语“小区”可以指代逻辑实体在其上进行操作的地理覆盖区域110的一部分(例如，扇区)。
UE 115可以遍及无线通信系统100来散布，并且每个UE 115可以是静止的或移动的。UE 115还可以被称为移动设备、无线设备、远程设备、手持设备、或订户设备、或某种其它适当的术语，其中，“设备”还可以被称为单元、站、终端或客户端。UE 115也可以是个人电子设备，诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、平板计算机、膝上型计算机或个人计算机。在一些示例中，UE 115还可以指代无线本地环路(WLL)站、物联网(IoT)设备、万物联网(IoE)设备或MTC设备等，其可以是在诸如电器、运载工具、仪表等的各种物品中实现的。
一些UE 115(诸如MTC或IoT设备)可以是低成本或低复杂度设备，并且可以提供机器之间的自动化通信(例如，经由机器到机器(M2M)通信)。M2M通信或MTC可以指代允许设备在没有人为干预的情况下与彼此或基站105进行通信的数据通信技术。在一些示例中，M2M通信或MTC可以包括来自集成有传感器或计量仪以测量或捕获信息并且将该信息中继给中央服务器或应用程序的设备的通信，所述中央服务器或应用程序可以利用该信息或者将该信息呈现给与该程序或应用进行交互的人类。一些UE115可以被设计为收集信息或者实现机器的自动化行为。针对MTC设备的应用的示例包括智能计量、库存监控、水位监测、设备监测、医疗保健监测、野生生物监测、气候和地质事件监测、车队管理和跟踪、远程安全感测、物理访问控制、以及基于事务的业务计费。
一些UE 115可以被配置为采用减小功耗的操作模式，诸如半双工通信(例如，一种支持经由发送或接收的单向通信而不是同时进行发送和接收的模式)。在一些示例中，半双工通信可以是以减小的峰值速率来执行的。针对UE 115的其它功率节约技术包括：当不参与活动的通信或者在有限的带宽上操作(例如，根据窄带通信)时，进入功率节省的“深度睡眠”模式。在一些情况下，UE 115可以被设计为支持关键功能(例如，任务关键功能)，并且无线通信系统100可以被配置为提供用于这些功能的超可靠通信。
在一些情况下，UE 115还可以能够与其它UE 115直接进行通信(例如，使用对等(P2P)或设备到设备(D2D)协议)。利用D2D通信的一组UE 115中的一个或多个UE 115可以在基站105的地理覆盖区域110内。这样的组中的其它UE 115可以在基站105的地理覆盖区域110之外，或者以其它方式无法从基站105接收传输。在一些情况下，经由D2D通信来进行通信的多组UE 115可以利用一到多(1:M)系统，其中，每个UE 115向组中的每个其它UE 115进行发送。在一些情况下，基站105促进对用于D2D通信的资源的调度。在其它情况下，D2D通信是在UE 115之间执行的，而不涉及基站105。
基站105可以与核心网络130进行通信以及彼此进行通信。例如，基站105可以通过回程链路132(例如，经由S1或其它接口)与核心网络130以接口方式连接。基站105可以在回程链路134上(例如，经由X2或其它接口)上直接地(例如，直接在基站105之间)或间接地(例如，经由核心网络130)彼此进行通信。
核心网络130可以提供用户认证、接入授权、跟踪、互联网协议(IP)连接、以及其它接入、路由或移动性功能。核心网络130可以是演进分组核心(EPC)，其可以包括至少一个移动性管理实体(MME)、至少一个服务网关(S-GW)和至少一个分组数据网络(PDN)网关(P-GW)。MME可以管理非接入层(例如，控制平面)功能，诸如针对由与EPC相关联的基站105服务的UE 115的移动性、认证和承载管理。用户IP分组可以通过S-GW来传输，所述S-GW本身可以连接到P-GW。P-GW可以提供IP地址分配以及其它功能。P-GW可以连接到网络运营商IP服务。运营商IP服务可以包括对互联网、内联网、IP多媒体子系统(IMS)或分组交换(PS)流服务的接入。
网络设备中的至少一些网络设备(诸如基站105)可以包括诸如接入网络实体之类的子组件，其可以是接入节点控制器(ANC)的示例。每个接入网络实体可以通过多个其它接入网络传输实体(其可以被称为无线电头端、智能无线电头端或发送/接收点(TRP))来与UE115进行通信。在一些配置中，每个接入网络实体或基站105的各种功能可以是跨越各个网络设备(例如，无线电头端和接入网络控制器)分布的或者合并到单个网络设备(例如，基站105)中。
无线通信系统100可以使用一个或多个频带(通常在300MHz到300GHz的范围中)来操作。通常，从300MHz到3GHz的区域被称为特高频(UHF)区域或分米频带，因为波长范围在长度上从近似一分米到一米。UHF波可能被建筑物和环境特征阻挡或重定向。然而，波可以足以穿透结构，以用于宏小区向位于室内的UE 115提供服务。与使用频谱的低于300MHz的高频(HF)或甚高频(VHF)部分的较小频率和较长的波的传输相比，UHF波的传输可以与较小的天线和较短的距离(例如，小于100km)相关联。
无线通信系统100还可以在使用从3GHz到30GHz的频带(还被称为厘米频带)的超高频(SHF)区域中操作。SHF区域包括诸如5GHz工业、科学和医疗(ISM)频带之类的频带，其可以由能够容忍来自其它用户的干扰的设备机会性地使用。
无线通信系统100还可以在频谱的极高频(EHF)区域(例如，从30GHz到300GHz)(还被称为毫米频带)中操作。在一些示例中，无线通信系统100可以支持UE 115与基站105之间的毫米波(mmW)通信，并且与UHF天线相比，相应设备的EHF天线可以甚至更小并且间隔得更紧密。在一些情况下，这可以促进在UE 115内使用天线阵列。然而，与SHF或UHF传输相比，EHF传输的传播可能遭受到甚至更大的大气衰减和更短的距离。可以跨越使用一个或多个不同的频率区域的传输来采用本文公开的技术，并且对跨越这些频率区域的频带的指定使用可以根据国家或管理机构而不同。
在一些情况下，无线通信系统100可以利用经许可和免许可射频频谱带两者。例如，无线通信系统100可以采用免许可频带(诸如5GHz ISM频带)中的许可辅助接入(LAA)、LTE免许可(LTE-U)无线电接入技术或NR技术。当在免许可射频频谱带中操作时，无线设备(诸如基站105和UE 115)可以在发送数据之前采用先听后说(LBT)过程来确保频率信道是空闲的。在一些情况下，免许可频带中的操作可以基于结合在经许可频带(例如，LAA)中操作的CC的CA配置。免许可频谱中的操作可以包括下行链路传输、上行链路传输、对等传输或这些项的组合。免许可频谱中的双工可以基于频分双工(FDD)、时分双工(TDD)或这两者的组合。
在一些示例中，基站105或UE 115可以被配备有多个天线，其可以用于采用诸如发射分集、接收分集、多输入多输出(MIMO)通信或波束成形之类的技术。例如，无线通信系统可以在发送设备(例如，基站105)和接收设备(例如，UE 115)之间使用传输方案，其中，发送设备被配备有多个天线，以及接收设备被配备有一个或多个天线。MIMO通信可以采用多径信号传播，以通过经由不同的空间层来发送或接收多个信号(这可以被称为空间复用)来提高频谱效率。例如，发送设备可以经由不同的天线或者天线的不同组合来发送多个信号。同样，接收设备可以经由不同的天线或者天线的不同组合来接收多个信号。多个信号中的每个信号可以被称为分离的空间流，并且可以携带与相同的数据流(例如，相同的码字)或不同的数据流相关联的比特。不同的空间层可以与用于信道测量和报告的不同的天线端口相关联。MIMO技术包括单用户MIMO(SU-MIMO)(其中，多个空间层被发送给相同的接收设备)和多用户MIMO(MU-MIMO)(其中，多个空间层被发送给多个设备)。
波束成形(其还可以被称为空间滤波、定向发送或定向接收)是一种如下的信号处理技术：可以在发送设备或接收设备(例如，基站105或UE115)处使用该技术，以沿着在发送设备和接收设备之间的空间路径来形成或引导天线波束(例如，发送波束或接收波束)。可以通过以下操作来实现波束成形：对经由天线阵列的天线元件传送的信号进行组合，使得在相对于天线阵列的特定朝向上传播的信号经历相长干涉，而其它信号经历相消干涉。对经由天线元件传送的信号的调整可以包括：发送设备或接收设备向经由与该设备相关联的天线元件中的每个天线元件携带的信号应用某些幅度和相位偏移。可以由与特定朝向(例如，相对于发送设备或接收设备的天线阵列，或者相对于某个其它朝向)相关联的波束成形权重集合来定义与天线元件中的每个天线元件相关联的调整。
在一个示例中，基站105可以使用多个天线或天线阵列，来进行用于与UE 115的定向通信的波束成形操作。例如，基站105可以在不同的方向上将一些信号(例如，同步信号、参考信号、波束选择信号或其它控制信号)发送多次，所述一些信号可以包括根据与不同的传输方向相关联的不同的波束成形权重集合发送的信号。不同的波束方向上的传输可以用于(例如，由基站105或接收设备(诸如UE 115))识别用于基站105进行的后续发送和/或接收的波束方向。基站105可以在单个波束方向(例如，与接收设备(诸如UE 115)相关联的方向)上发送一些信号(诸如与特定的接收设备相关联的数据信号)。
在一些示例中，与沿着单个波束方向的传输相关联的波束方向可以是至少部分地基于在不同的波束方向上发送的信号来确定的。例如，UE 115可以接收基站105在不同方向上发送的信号中的一个或多个信号，并且UE115可以向基站105报告对其接收到的具有最高信号质量或者以其它方式可接受的信号质量的信号的指示。虽然这些技术是参考基站105在一个或多个方向上发送的信号来描述的，但是UE 115可以采用类似的技术来在不同方向上多次发送信号(例如，用于识别用于UE 115进行的后续发送或接收的波束方向)或者在单个方向上发送信号(例如，用于向接收设备发送数据)。
当从基站105接收各种信号(诸如同步信号、参考信号、波束选择信号或其它控制信号)时，接收设备(例如，UE 115，其可以是mmW接收设备的示例)可以尝试多个接收波束。例如，接收设备可以通过经由不同的天线子阵列来进行接收，通过根据不同的天线子阵列来处理接收到的信号，通过根据向在天线阵列的多个天线元件处接收的信号应用的不同的接收波束成形权重集合来进行接收，或者通过根据向在天线阵列的多个天线元件处接收的信号应用的不同的接收波束成形权重集合来处理接收到的信号(以上各个操作中的任何操作可以被称为根据不同的接收波束或接收方向的“监听”)，来尝试多个接收方向。在一些示例中，接收设备可以使用单个接收波束来沿着单个波束方向进行接收(例如，当接收数据信号时)。单个接收波束可以在至少部分地基于根据不同的接收波束方向进行监听而确定的波束方向(例如，至少部分地基于根据多个波束方向进行监听而被确定为具有最高信号强度、最高信噪比、或者以其它方式可接受的信号质量的波束方向)上对准。
在一些情况下，基站105或UE 115的天线可以位于一个或多个天线阵列内，所述一个或多个天线阵列可以支持MIMO操作或者发送或接收波束成形。例如，一个或多个基站天线或天线阵列可以共置于天线组件处，诸如天线塔。在一些情况下，与基站105相关联的天线或天线阵列可以位于不同的地理位置上。基站105可以具有天线阵列，所述天线阵列具有基站105可以用于支持对与UE 115的通信的波束成形的多行和多列的天线端口。同样，UE115可以具有可以支持各种MIMO或波束成形操作的一个或多个天线阵列。
在一些情况下，无线通信系统100可以是根据分层协议栈来操作的基于分组的网络。在用户平面中，在承载或分组数据汇聚协议(PDCP)层处的通信可以是基于IP的。在一些情况下，无线电链路控制(RLC)层可以执行分组分段和重组以在逻辑信道上进行通信。介质访问控制(MAC)层可以执行优先级处理和逻辑信道到传输信道的复用。MAC层还可以使用混合自动重传请求(HARQ)来提供在MAC层处的重传，以改善链路效率。在控制平面中，无线电资源控制(RRC)协议层可以提供在UE 115与基站105或核心网络130之间的RRC连接(其支持针对用户平面数据的无线电承载)的建立、配置和维护。在物理(PHY)层处，传输信道可以被映射到物理信道。
在一些情况下，UE 115和基站105可以支持对数据的重传，以增加数据被成功接收的可能性。HARQ反馈是一种增加数据在通信链路125上被正确接收的可能性的技术。HARQ可以包括错误检测(例如，使用循环冗余校验(CRC))、前向纠错(FEC)和重传(例如，自动重传请求(ARQ))的组合。HARQ可以在差的无线电状况(例如，信号与噪声状况)下改进MAC层处的吞吐量。在一些情况下，无线设备可以支持相同时隙HARQ反馈，其中，该设备可以在特定时隙中提供针对在该时隙中的先前符号中接收的数据的HARQ反馈。在其它情况下，该设备可以在后续时隙中或者根据某个其它时间间隔来提供HARQ反馈。
可以以基本时间单位(其可以例如指代Ts＝1/30,720,000秒的采样周期)的倍数来表示LTE或NR中的时间间隔。可以根据均具有10毫秒(ms)的持续时间的无线电帧对通信资源的时间间隔进行组织，其中，帧周期可以表示为Tf＝307,200Ts。无线电帧可以通过范围从0到1023的系统帧编号(SFN)来标识。每个帧可以包括编号从0到9的10个子帧，并且每个子帧可以具有1ms的持续时间。可以进一步将子帧划分成2个时隙，每个时隙具有0.5ms的持续时间，并且每个时隙可以包含6或7个调制符号周期(例如，这取决于在每个符号周期前面添加的循环前缀的长度)。排除循环前缀，每个符号周期可以包含2048个采样周期。在一些情况下，子帧可以是无线通信系统100的最小调度单元，并且可以被称为传输时间间隔(TTI)。在其它情况下，无线通信系统100的最小调度单元可以比子帧短或者可以是动态选择的(例如，在缩短的TTI(sTTI)的突发中或者在所选择的使用sTTI的分量载波中)。
在一些无线通信系统中，可以将时隙进一步划分成包含一个或多个符号的多个微时隙。在一些实例中，微时隙的符号或者微时隙可以是最小调度单元。每个符号在持续时间上可以根据例如子载波间隔或操作的频带而改变。此外，一些无线通信系统可以实现时隙聚合，其中，多个时隙或微时隙被聚合在一起并且用于在UE 115和基站105之间的通信。
术语“载波”指代具有用于支持在通信链路125上的通信的所定义的物理层结构的射频频谱资源集合。例如，通信链路125的载波可以包括射频频谱带中的根据用于给定无线电接入技术的物理层信道来操作的部分。每个物理层信道可以携带用户数据、控制信息或其它信令。载波可以与预定义的频率信道(例如，E-UTRA绝对射频信道号(EARFCN))相关联，并且可以根据信道栅格来放置以便被UE 115发现。载波可以是下行链路或上行链路(例如，在FDD模式中)，或者可以被配置为携带下行链路和上行链路通信(例如，在TDD模式中)。在一些示例中，在载波上发送的信号波形可以由多个子载波构成(例如，使用诸如OFDM或DFT-s-OFDM之类的多载波调制(MCM)技术)。
针对不同的无线电接入技术(例如，LTE、LTE-A、NR等)，载波的组织结构可以是不同的。例如，可以根据TTI或时隙来组织载波上的通信，所述TTI或时隙中的每一者可以包括用户数据以及用于支持对用户数据进行解码的控制信息或信令。载波还可以包括专用捕获信令(例如，同步信号或系统信息等)和协调针对载波的操作的控制信令。在一些示例中(例如，在载波聚合配置中)，载波还可以具有捕获信令或协调针对其它载波的操作的控制信令。
可以根据各种技术在载波上对物理信道进行复用。例如，可以使用时分复用(TDM)技术、频分复用(FDM)技术或混合TDM-FDM技术来在下行链路载波上对物理控制信道和物理数据信道进行复用。在一些示例中，在物理控制信道中发送的控制信息可以以级联的方式分布在不同的控制区域之间(例如，在公共控制区域或公共搜索空间与一个或多个特定于UE的控制区域或特定于UE的搜索空间之间)。
载波可以与射频频谱的特定带宽相关联，并且在一些示例中，载波带宽可以被称为载波或无线通信系统100的“系统带宽”。例如，载波带宽可以是针对特定无线电接入技术的载波的多个预定带宽中的一个带宽(例如，1.4、3、5、10、15、20、40或80MHz)。在一些示例中，每个被服务的UE 115可以被配置用于在载波带宽的部分或全部带宽上进行操作。在其它示例中，一些UE 115可以被配置用于使用与载波内的预定义的部分或范围(例如，子载波或RB的集合)相关联的窄带协议类型进行的操作(例如，窄带协议类型的“带内”部署)。
在采用MCM技术的系统中，资源元素可以由一个符号周期(例如，一个调制符号的持续时间)和一个子载波组成，其中，符号周期和子载波间隔是逆相关的。每个资源元素携带的比特的数量可以取决于调制方案(例如，调制方案的阶数)。因此，UE 115接收的资源元素越多并且调制方案的阶数越高，针对UE 115的数据速率就可以越高。在MIMO系统中，无线通信资源可以指代射频频谱资源、时间资源和空间资源(例如，空间层)的组合，并且对多个空间层的使用可以进一步增加用于与UE 115的通信的数据速率。
无线通信系统100的设备(例如，基站105或UE 115)可以具有支持特定载波带宽上的通信的硬件配置，或者可以可配置为支持载波带宽集合中的一个载波带宽上的通信。在一些示例中，无线通信系统100可以包括基站105和/或UE，其能够支持经由与一个以上的不同载波带宽相关联的载波进行的同时通信。
无线通信系统100可以支持在多个小区或载波上与UE 115的通信(一种可以被称为载波聚合(CA)或多载波操作的特征)。根据载波聚合配置，UE 115可以被配置有多个下行链路CC和一个或多个上行链路CC。可以将载波聚合与FDD和TDD分量载波两者一起使用。
在一些情况下，无线通信系统100可以利用增强型分量载波(eCC)。eCC可以由包括以下各项的一个或多个特征来表征：较宽的载波或频率信道带宽、较短的符号持续时间、较短的TTI持续时间或经修改的控制信道配置。在一些情况下，eCC可以与载波聚合配置或双连接配置相关联(例如，当多个服务小区具有次优的或非理想的回程链路时)。eCC还可以被配置用于在免许可频谱或共享频谱中使用(例如，其中允许一个以上的运营商使用频谱)。由宽载波带宽表征的eCC可以包括可以被无法监测整个载波带宽或以其它方式被配置为使用有限载波带宽(例如，以节省功率)的UE115使用的一个或多个片段。
在一些情况下，eCC可以利用与其它CC不同的符号持续时间，这可以包括使用与其它CC的符号持续时间相比减小的符号持续时间。较短的符号持续时间可以与在相邻子载波之间的增加的间隔相关联。利用eCC的设备(诸如UE 115或基站105)可以以减小的符号持续时间(例如，16.67微秒)来发送宽带信号(例如，根据20、40、60、80MHz等的频率信道或载波带宽)。eCC中的TTI可以由一个或多个符号周期组成。在一些情况下，TTI持续时间(例如，TTI中的符号周期的数量)可以是可变的。
除此之外，无线通信系统(诸如NR系统)可以利用经许可、共享和免许可频谱带的任意组合。eCC符号持续时间和子载波间隔的灵活性可以允许跨越多个频谱来使用eCC。在一些示例中，NR共享频谱可以提高频谱利用率和频谱效率，尤其是通过对资源的动态垂直(例如，跨越频率)和水平(例如，跨越时间)共享。
本文提供了用于使用高带宽定向通信波束(在一些示例中，在飞行期间)建立飞行器到飞行器网状网络的过程的技术。第一飞行器可以能够利用关于第二飞行器的飞行数据来减少用于在飞行器到飞行器网状网络中建立定向通信波束的波束发现过程的计算成本。例如，第一飞行器可以使用空中交通控制系统来接收飞行数据(例如，位置信息、航向、高度等)。第一飞行器可以基于飞行数据来确定第二飞行器的一个或多个预测位置。第一飞行器可以使用预测位置来将定向发现波束发送到与第二飞行器有关或在指定时间第二飞行器可能所在的那些位置中的一个或多个位置。在接收到定向发现波束中的至少一个定向发现波束之后，第二飞行器和第一飞行器可以建立飞行器到飞行器网状网络的通信链路。
图2示出了根据本公开内容的各个方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线通信系统200的示例。在一些示例中，无线通信系统200可以实现无线通信系统100的各方面。
无线通信系统200可以被配置为使用受管网络215和飞行器到飞行器毫米波(mmW)网状网络245两者将飞行器205连接到一个或多个地面服务器210和/或其它飞行器。网状网络245可以包括直接在不同飞行器205之间的高带宽定向通信链路250。这种通信链路250可以用于在飞行器205之间交换大量信息，包括诸如飞行记录器数据、座舱语音数据、飞行器诊断数据和/或互联网业务之类的关键飞行信息。
飞行器205可以包括被设计用于空中飞行的任何运载工具。飞行器205的示例可以包括有人驾驶运载工具、无人飞行器(UAV)、无人机、单引擎活塞飞行器、喷气机、商用班轮、水上飞机、直升机、倾转旋翼、超轻型飞机、多引擎活塞飞行器、涡轮螺旋桨飞机、双翼飞机、滑翔机、旋翼飞机、飞艇、飞船、热气球、个人喷气背包、滑翔机、动力降落伞或其它类型的飞行器。在一些情况下，飞行器205可以被称为UE 115，并且可以包括UE 115的许多相同特征。无线设备可以直接集成到飞行器205中，或者可以由飞行器205用来与一个或多个网络进行通信。
飞行器205可以收集和存储关于飞行器205进行的任何给定飞行的数据。在一些示例中，所收集的数据被存储在飞行记录器(例如，黑匣子设备)中。收集和存储的数据类型可以包括飞行数据、语音数据或飞行器操作数据等。飞行数据可以包括相对于飞行器205的飞行而言飞行器205的位置、航向、空速、高度和/或其它信息。语音数据可以包括飞行员、驾驶舱中的人、其它机组成员、飞行器205上的乘客、飞行器205的其它操作(例如，机械系统)的语音记录。飞行器操作数据可以包括关于飞行器205如何运行的信息、关于飞行器的各种功能的传感器数据、飞行器诊断数据、燃料读数和/或其它信息。互联网业务可以包括由飞行器205或飞行器中的人与诸如互联网之类的外部网络进行通信的数据。这样的互联网业务可以包括浏览网页、流式多媒体内容、发送/接收电子邮件和/或其它活动。
在一些示例中，地面服务器210可以是较大的空中交通控制系统的一部分。地面服务器210可以跟踪空中的各种飞行器205的飞行并且存储关于那些各种飞行器205的数据。在大多数示例中，地面服务器210可以是基于地面的，但是在一些示例中，服务器可以是机载空中交通控制系统的一部分。
地面服务器210可以被配置为辅助飞行器205建立网状网络245的飞行器到飞行器定向通信链路250。mmW网络的挑战之一是定向信号服务于相对有限的地理区域。这样的特征可能使得发现定向网状网络中的其它设备更加困难。另外，当网状网络245中的UE移动(例如，飞行器205四处飞行)时，定向波束可能变得未对准，并且可能发生无线电链路故障或其它问题。
为了解决这些问题中的一些问题，可以将地面服务器210配置为向发现飞行器205传送与其它飞行器有关的飞行数据。例如，发现飞行器205可以尝试与其它飞行器205建立定向通信链路250。地面服务器210可以向发现飞行器205提供关于其它飞行器205的第一飞行器205位置信息和/或矢量信息。使用该信息和/或关于其自己的位置和矢量的信息，发现飞行器205可以生成被定制以找到特定飞行器205的一个或多个定向波束的发现模式，而不是在所有方向上寻找其它飞行器。
地面服务器210和飞行器205可以使用受管网络215来传送这种飞行数据和其它数据。受管网络215可以是现有空中交通控制网络或数据网络的示例。例如，受管网络215可以是使用空中频带或为民用航空中的无线电通信分配的射频频谱带的无线网络。受管网络215也可以是其它类型的网络，诸如LTE、3G或Wi-Fi。受管网络215还可以包括卫星通信的各方面，并且可以使用与卫星通信相关联的射频频谱带。受管网络215可以使用基于竞争或无竞争的无线电接入技术(RAT)来与飞行器和其它设备进行通信。
受管网络215可以包括无线通信链路和/或有线通信链路。无线通信链路220可以用于在与地面服务器210相关联的基站230与飞行器205之间传送信息(例如，地面-飞行器通信链路)。无线通信链路220可以用于在与地面服务器210相关联的卫星235与飞行器之间传送信息(例如，卫星-飞行器通信链路)。在卫星通信的一些示例中，地面服务器210可以使用基于地面的碟形卫星天线240或其它天线来建立到卫星235的无线回程链路。这种回程链路可以是高容量链路。地面服务器210可以使用回程链路225与基站230或蝶形卫星天线240通信。回程链路225可以是有线的或无线的。基站230可以是参考图1描述的基站105的示例。回程链路225可以是参考图1描述的回程链路134的示例。
网状网络245可以由多个飞行器到飞行器定向通信链路250形成。定向通信链路250可以在飞行器205之间提供高带宽或高容量连接。定向波束可以使与地理区域中的其它信号的干扰最小化，因此允许更多设备使用相同的频谱带。因此，每个射频频谱带的容量增加，因为竞争相同资源的设备的数量减少了。在一些情况下，网状网络245可以使用与受管网络215所使用的射频频谱带不同的射频频谱带。
网状网络245可以用于在飞行期间传送飞行器205的关键飞行信息。其它飞行器205可以存储该关键飞行信息。在紧急情况或其它场景中，这种数据共享提供了额外的冗余。当飞行器坠毁时，调查人员不能总是立即定位飞行记录器并且恢复关键信息以调查坠毁。如果关键飞行信息的部分被存储在其它飞行器205上，则可以收集并且聚集那些分布的关键飞行信息片段，以辅助调查坠毁或其它问题。
在一些示例中，飞行器与地面服务器之间的通信链路(例如，直接地、通过卫星或其它中间点)可以使用与飞行器之间(或飞行器与一个或多个其它设备之间的)网状通信链路不同的频带。在一些情况下，飞行器与地面服务器之间的通信链路可能具有与网状通信链路相比更低的容量。因此，与地面服务器的通信链路可以用于第一类型的传输(例如，控制消息)，而网状通信链路可以用于第二类型的传输(例如，数据业务)。
在一些示例中，需要多种不同的操作来建立和维护网状网络245。例如，可以配置波束发现过程，以使得第一飞行器可以发现第二飞行器，并且可以建立定向通信链路。可以配置路由过程，以向飞行器通知到其它飞行器和到不直接链接到第一飞行器的网关飞行器(例如，有时使用回程链路具有到外部网络的可靠连接的飞行器)的通信路径。可以配置波束细化过程，以调整波束参数来避免无线电链路故障事件。另外，可以配置数据共享过程，以在遇险情况和正常情况两者期间共享和分发关键飞行信息。
图3示出了根据本公开内容的各个方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的定向网状网络300的示例。在一些示例中，定向网状网络300可以实现无线通信系统100或200的各方面。
定向网状网络300示出了在发送飞行器305-a与接收飞行器305-b之间建立的定向通信链路310的示例。飞行器305可以是参考图2描述的飞行器205的示例。定向通信链路310可以是参考图2描述的通信链路250的示例。
定向通信链路310可以包括定向发送波束315和定向接收波束320。在网状网络245中，发送飞行器305-a可以使用波束成形技术来形成定向发送波束。类似地，接收飞行器305-b可以使用波束成形技术来形成定向接收波束。在一些示例中，定向监听可以包括激活相控阵天线的一些元件而不激活其它元件。在一些示例中，接收飞行器305-b可以使用全向监听或广域监听，并且仍然接收定向发送波束315。
定向发送波束315和定向接收波束320两者都可以包括多个波束特性。这样的波束特性可以包括波束目标、波束宽度、波束功率或其组合。波束目标可以是指定向波束指向的方向。在飞行器到飞行器网状网络245中，波束目标将包括方向参数(指南针方向)和高度参数。波束宽度可以是指在水平面中具有有用的传输特性的距离。在一些示例中，当引用主瓣的峰值有效辐射功率时，波束宽度可以是主瓣的半功率(-3dB)点之间的角度。对于水平面，可以以度为单位来表达波束宽度。
图4示出了根据本公开内容的各个方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的定向网状网络中的发现过程400的示例。在一些示例中，发现过程400可以实现无线通信系统100或200的各方面。
发现过程400示出了可以由网状网络245的节点或设备(例如，飞行器405)用来建立与其它飞行器405的定向通信链路的多种不同因素。这样的因素可以包括在发现过程中涉及的飞行器405的飞行数据、在发现过程中涉及的飞行器405的环境数据、和/或在发现过程中涉及的飞行器405的预测数据。飞行器405可以是参考图2和3描述的飞行器205、305的示例。
在发现过程400期间，发现飞行器405-a可以基于从地面服务器410获得的信息来缩小其针对目标飞行器405-b的搜索模式。在飞行时，与其它网状网络相比，飞行器到飞行器网状网络245具有多种优势。地面网状网络必须应对许多变化的干扰源。例如，建筑物被建造和拆除，树木生长，实体干扰地面单元，网状网络的节点可移动，节点之间的视线由于移动或变化而受到干扰等。相反，在飞行中，飞行器405具有到网状网络245中的其它节点(例如，目标飞行器405-b)的视线畅通。此外，与导致更多零星运动模式的运载工具到万物网状网络中相比，飞行器405的行进更受管制且更可预测。在飞行器到飞行器网状网络245中，与其它网状网络相比，发现过程400可以被配置为利用视线通信和可预测的运动模式来降低网状网络245的过程的复杂度。
地面服务器410可以从飞行器405接收空中交通数据。空中交通数据可以包括飞行数据，但是还可以包括空中交通控制系统所使用的其它数据。地面服务器410可以识别用于执行波束发现过程的发现飞行器405-a。地面服务器410可以识别发现飞行器405-a将尝试与之建立通信的其它飞行器(例如，目标飞行器405-b)。地面服务器410可以使用无线通信链路425来向发现飞行器405-a发送关于目标飞行器405-b的飞行数据。地面服务器410可以是参考图2描述的地面服务器210的示例。无线通信链路425可以是参考图2描述的通信链路220、225的示例。
发现飞行器405-a可以使用目标飞行器405-b的飞行数据和其自身的飞行数据(其是发现飞行器405-a已经知道的)确定发现模式415。发现模式415可以包括以特定方式布置的多个波束方向420。波束方向420被配置为增加目标飞行器405-b从发现飞行器405-a接收至少一个定向发送波束的可能性。为了实现这些结果中的一些结果，发现飞行器405-a可以将关于发现飞行器405-a和目标飞行器405-b的位置和速度信息考虑在内，以确定目标飞行器405-b的一个或多个预测位置。波束方向420可以是基于目标飞行器405-b的一个或多个预测位置和/或当前位置的。
发现模式415可以包括其它模式特性，诸如在特定方向上的波束传输顺序，将在特定波束方向上发送波束多少次，其中发现飞行器405-a在发现模式415的每个波束方向420上发送单个波束的波束扫描，可以执行波束扫描的次数或其它因素。
发现飞行器405-a可以使用各种不同的因素来确定发现模式415的模式特性。发现飞行器405-a可以使用飞行器405中的一者或两者的位置信息(例如，纬度、经度、高度)。发现飞行器405-a可以使用飞行器405中的一者或两者的矢量信息(例如，航向、速度、空速、地面速度)。发现飞行器405-a可以使用与飞行器405中的一者或两者相关联的环境信息(例如，风速430、风暴、降水、云层)。发现飞行器405-a可以使用与飞行器405中的一者或两者相关联的出发机场435信息和/或目的地机场440。发现飞行器405-a可以使用飞行路径信息。一条飞行路径可能包括一个或多个航段。发现飞行器405-a可以使用关于飞行器405中的一者或两者的飞行路径的当前航段445的信息。发现飞行器405-a可以使用关于飞行器405中的一者或两者的飞行路径的未来航段450的信息。
类似地，发现飞行器405-a可以使用这些相同的因素来确定发现飞行器405-a是否甚至想要尝试与目标飞行器405-b通信。在一些示例中，两个飞行器405的不同飞行路径可能使建立通信链路不切实际。例如，发现飞行器405-a可以基于这些因素来确定预测接触时间。预测接触时间可以是指在其期间能够维持两个飞行器405之间的可靠通信(例如，不太可能发生无线电链路故障事件)的持续时间。如果预测接触时间不满足门限，则发现飞行器405-a可以确定不建立接触。然而，如果预测的接触确实满足门限，则发现飞行器405-a可以发起用于目标飞行器405-b的波束发现过程。
在发现过程期间，发现飞行器405-a可以在由发现模式415指示的每个波束方向420上发送至少一个定向发送波束。在一些示例中，发现飞行器405-a可以发送定向发送波束的突发。定向发送波束的突发可以包括在有限的通信资源时段期间发送设定数量的定向发送波束。发现过程可以包括定向发送波束的多个突发。在一些情况下，定向发送波束的突发可以包括在每个方向上发送单个波束。在其它情况下，定向发送波束的突发可以包括在指定时间段内发送波束。在一些情况下，发现飞行器405-a可以发送定向发送波束的突发，直到从目标飞行器405-b接收到确认或者定时器到期为止。
定向发送波束可以是包括与波束发现过程有关的信息的发现波束。例如，定向发送可以包括发现飞行器405-a的飞行数据、关于建立通信链路的请求、与通信链路有关的其它数据、或其组合。
在发现过程400的一些示例中，目标飞行器405-b可以从地面服务器410接收与波束发现过程有关的信息。例如，目标飞行器405-b可以接收发现飞行器405-a的飞行数据。使用该飞行数据和/或其自身的飞行数据，目标飞行器405-b可以以与如何形成发现模式类似的方式来确定具有多个模式特性(包括监听方向)的监听模式。另外，目标飞行器405-b可以基于预测接触时间参数来决定避免(例如，不尝试)与发现飞行器405-a进行通信。
在一些示例中，为了建立双向通信链路，每个飞行器405可能需要发现其它飞行器。因此，发现过程400可以包括分配一些通信资源以用于向发现飞行器405-a和目标飞行器405-b进行发送以及对两者进行监听。在这样的发现过程400中，每个飞行器在不同时间可以是发现飞行器或目标飞行器。通信资源的布置可以被配置为使得将存在其中飞行器405-a是发送方并且飞行器405-b是接收方的至少一个时间段以及其中飞行器405-a是接收方并且飞行器405-b是发送方的至少一个时间段。
在一些示例中，可以基于两个飞行器之间的单个成功传输来建立双向通信链路。在这样的示例中，在接收到定向发送波束时，目标飞行器405-b可以能够与发现飞行器405-a建立定向通信链路。在一些示例中，在接收到定向发送波束时，目标飞行器405-b可以发起其自己的波束发现过程，并且可以反转两个飞行器的角色。在这样的示例中，网状网络245的通信资源可能不被协调用于监听和接收。而是，一旦一个发现过程成功，另一波束发现过程就可以开始。在一些示例中，两个飞行器405之间的通信链路可以是单向的，其中飞行器405之一未能发现另一飞行器或者决定不与另一飞行器进行通信。
在一些示例中，地面服务器410可以与飞行器405协调对网状网络245的通信资源的使用。地面服务器410可以向飞行器405中的一者或两者指示发现过程的开始时间、飞行器在发现过程中的角色(例如，发现者或目标)、要在发现过程中使用的通信资源(例如，频率资源和/或时间资源)、两个飞行器405进行的监听和/或发现的模式、监听模式、发现模式或其组合。在一些情况下，地面服务器410可以确定在发现过程中将涉及哪个飞行器405。在一些情况下，飞行器405可以传送用于波束发现过程的期望目标，并且地面服务器410可以基于那些消息来发起波束发现过程。地面服务器410可以向飞行器405发送具有与发现过程有关的任何信息的一个或多个消息。
图5示出了根据本公开内容的各个方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的通信方案500的示例。在一些示例中，通信方案500可以实现无线通信系统100或200的各方面。
通信方案500可以示出与波束发现过程有关的示例。通信方案500可以是参考图4描述的发现过程400的示例。因此，通信方案500可以包括参考图4描述的特征和功能。通信方案500示出了发现飞行器505、目标飞行器510和地面服务器515的功能和通信。发现飞行器505可以是参考图2-4描述的飞行器205、305、405的示例。目标飞行器510可以是参考图2-4描述的飞行器205、305、405的示例。地面服务器515可以是参考图2和4描述的地面服务器210和410的示例。
地面服务器515可以从飞行器505、510中的一者或两者接收空中交通信息520。空中交通信息520可以包括飞行数据，诸如位置信息、矢量信息、环境信息、飞行路径信息或其组合。空中交通信息520还可以包括与空中交通控制系统有关的其它类型的数据。例如，空中交通信息还可以包括飞行员和控制器之间的语音通信交换、飞行器操作数据或其它类型的数据。
在方块525处，地面服务器515可以从多个飞行器中识别用于执行发现过程以及使用飞行器到飞行器网状网络(例如，网状网络245)来与其它飞行器中的一些飞行器建立定向通信链路的一个飞行器。在一些情况下，地面服务器515基于从发现飞行器505接收的请求(有时被包括在空中交通信息520中)来识别飞行器。在一些情况下，地面服务器515可以基于预定的发现过程时间表来识别飞行器，其中，由于网状网络的拓扑总是在变化，所以飞行器周期性地执行发现过程。
在方块530处，地面服务器515可以识别可以尝试与发现飞行器505进行通信的目标飞行器510。地面服务器515可以基于目标飞行器接近于发现飞行器505来识别针对发现飞行器505的目标飞行器集合。地面服务器515可以对飞行器505、510中的每个飞行器的位置进行比较。地面服务器515可以将飞行器505、510中的每个飞行器的位置之间的距离与门限进行比较。如果满足门限，则地面服务器515可以将飞行器识别为目标飞行器510。
在一些情况下，地面服务器515可以确定发现过程或飞行器505、510要执行的任何其它过程的一个或多个参数。例如，地面服务器515可以确定一个或多个发现模式、一个或多个监听模式、要在该过程中使用的一个或多个通信资源、飞行器的发送/监听时间表、本文描述的其它信息或其组合。
地面服务器515可以向第一飞行器发送飞行数据535，飞行数据535与其它飞行器相关联。例如，地面服务器515可以向发现飞行器505发送与目标飞行器510相关联的飞行数据535-a。地面服务器515可以向目标飞行器510发送与发现飞行器505相关联的飞行数据535-b。地面服务器515还可以向飞行器505、510发送与网状网络过程的一个或多个参数相关联的数据。飞行数据535可以是参考图2-4描述的其它飞行数据的示例。
在方块540处，发现飞行器505可以基于从地面服务器515接收的飞行数据535-a来确定发现模式(例如，发现模式415)。作为确定发现模式的一部分，发现飞行器505可以确定目标飞行器510的预测位置，确定与目标飞行器510的预测接触时间，确定与目标飞行器510相关联的环境条件，确定发现飞行器的当前飞行数据，确定目标飞行器510的飞行路径信息或其组合。发现模式可以是基于这些确定的任何组合的。发现飞行器505可以确定发现模式的一个或多个模式特性。模式特性之一可以包括多个波束方向，其中发现飞行器505可以在波束发现过程期间针对这些波束方向来发送定向发送波束。在一些情况下，发现飞行器505可以识别飞行器到飞行器网状网络的要用于在发现过程期间发送定向发送波束的通信资源。
在方块545处，目标飞行器510可以基于从地面服务器515接收的飞行数据535-b来确定监听模式。作为确定监听模式的一部分，目标飞行器510可以确定发现飞行器505的预测位置，确定与发现飞行器505的预测接触时间，确定与发现飞行器505相关联的环境条件，确定发现飞行器的当前飞行数据，确定发现飞行器505的飞行路径信息或其组合。监听模式可以是基于这些确定的任何组合的。目标飞行器510可以确定监听模式的一个或多个模式特性。模式特性之一可以包括多个波束方向，其中目标飞行器510可以在波束发现过程中针对这些波束方向来形成定向接收波束。在一些情况下，目标飞行器510可以识别飞行器到飞行器网状网络的要用于在发现过程期间形成定向接收波束的通信资源。
在方块550处，发现飞行器505可以确定要在波束发现过程期间发送的定向发送波束的发送波束特性。波束特性可以包括波束方向、波束宽度和/或波束功率。
在方块555处，目标飞行器510可以确定要在波束发现过程期间形成的定向接收波束的接收波束特性。波束特性可以包括波束方向、波束宽度和/或波束功率，以及其它特性。
发现飞行器505可以在发现过程期间在发现模式的每个波束方向上发送一个或多个定向发送波束560。在一些情况下，发现飞行器505可以发送定向发送波束560的突发或定向发送波束560的扫描。在一些情况下，发现飞行器505可以发送定向发送波束560的多个突发或扫描。
目标飞行器510可以在发现过程期间在监听模式的每个波束方向上形成一个或多个定向接收波束。在一些情况下，目标飞行器510可以形成定向接收波束的突发或定向接收波束的扫描。在一些情况下，目标飞行器510可以发送定向接收波束的多个突发或扫描。
在方块565处，在成功地解码来自发现飞行器505的至少一个定向发送波束560时，目标飞行器510可以识别发现飞行器505。定向发送波束560可以包括标识发送节点或设备的信息。定向发送波束560还可以包括与发现飞行器505相关联的飞行数据。
在方块570、575处，发现飞行器505和目标飞行器510可以建立飞行器到飞行器网状网络(例如，网状网络245)的定向通信链路。建立通信链路可以包括同步设备的时序，交换特定于设备的信息和控制信息，周期性地执行波束细化过程以避免由于两个飞行器的相对运动而导致的无线电链路故障事件，与建立通信链路相关联的其它功能或其组合。在一些情况下，目标飞行器510可以不建立通信链路，并且该链路可以是单向的。在一些情况下，目标飞行器510可以在成功地解码定向发送波束560时执行其自己的波束发现过程。在这样的情况下，目标飞行器510可以改变角色成为发现飞行器，而发现飞行器505可以改变角色成为目标飞行器。在这样的过程中，目标飞行器510可以使用在定向发送波束560中找到的飞行数据来确定发现模式。
一旦建立了定向通信链路，发现飞行器505和/或目标飞行器510就可以彼此传送信息。可以传送的信息中的一些信息是关键飞行信息。例如，目标飞行器510可以存储由发现飞行器505共享的关键飞行信息，作为存储在发现飞行器505的飞行记录器中的关键飞行信息的冗余备份。以这种方式，恢复飞行记录器对于调查飞行器坠毁或其它事故可能并不重要。
在一些情况下，一旦建立了通信链路，飞行器505、510就可以周期性地发起波束细化过程。当飞行器在空间中移动时，飞行器到飞行器网状网络的定向波束可能变得未对准。波束细化过程可以被配置为调整通信链路的定向波束的一个或多个特性，以防止无线电链路故障事件。在一些情况下，飞行器505、510可以使用定向通信链路来交换经更新的飞行数据以调整波束。在一些情况下，波束细化过程可以包括发送一个或多个定向发送波束，以基于接收功率经验地确定应当使用哪个新波束方向。
图6示出了根据本公开内容的各个方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的定向网状网络的网络拓扑600的示例。在一些示例中，网络拓扑600可以实现无线通信系统100或200的各方面。
网络拓扑600可以示出已经使用多个定向通信链路建立的飞行器到飞行器网状网络(例如，网状网络245)的特性。在一些示例中，网络拓扑600可以使用发送飞行器605作为参考点，根据该参考点来定义其它节点、实体、设备和飞行器。例如，所连接的飞行器610是具有与发送飞行器605的直接通信链路的飞行器，而其它通信飞行器630是具有到发送飞行器605的间接通信路径(例如，通过多个网状网络通信链路)的飞行器。网络拓扑600还示出了分离度615、635、640，其可以示出飞行器与发送飞行器605进行通信所需的定向通信链路的数量。例如，在第一分离度615中，每个所连接的飞行器610使用单个网状网络通信链路(例如，通信链路620)来与发送飞行器605进行通信。在第N分离度(例如，第二分离度635、第三分离度640等)中，每个其它通信飞行器630使用两个或更多个网状网络通信链路(例如，通信链路620)来与发送飞行器605进行通信。在一些示例中，分离度615、635、640可以与网络动态有关，而与物理位置无关。在其它示例中，网络拓扑600可以比此处示出的更复杂或不如此处示出的复杂。
发送飞行器605、所连接的飞行器610和其它通信飞行器630可以是参考图2-5描述的飞行器205、305、405、505、510的示例。通信链路620可以是参考图1-5描述的通信链路125、250、310的示例。
网络拓扑600示出了发送飞行器605可以与所连接的飞行器610的子集进行通信。例如，发送飞行器605可以与所连接的飞行器610-a的集合交换消息。因此，发送飞行器605和所连接的飞行器610-a的集合可以使用一个或多个定向通信链路620(例如，发送波束或接收波束)来交换信息(例如，信息580)。发送飞行器605可以选择要与所连接的飞行器610中的哪个飞行器610进行通信。在一些示例中，发送飞行器605可以向所连接的飞行器610-a的集合发送其关键飞行信息的部分。发送飞行器605还可以接收飞行器610-a的关键飞行信息的部分，以存储在其存储器或其飞行记录器中。
发送飞行器605还可以使用包括多个通信链路620并且使用飞行器610、630作为中间节点的通信路径来与其它通信飞行器630中的一些通信飞行器630进行通信。在一些示例中，发送飞行器605的关键飞行信息可以包括接收飞行器(例如，所连接的飞行器610-a)要向其它通信飞行器630中的一者或多者重传关键飞行信息的指令。以这种方式，关键飞行信息可以通过被存储在另外的飞行器上而具有另外的冗余。
网络拓扑600还可以指示哪个飞行器可以充当网关节点645。一些飞行器具有到外部网络(例如，互联网)的稳健的通信链路，有时被称为回程链路。例如，其它通信飞行器630-a中的一者可以具有到地面服务器650或某个其它服务器的高带宽通信链路。网络拓扑600可以指示哪些飞行器充当网关节点645以及哪些外部网络可以由特定的网关节点645访问。
发送飞行器605可以执行路由信息过程，以确定具有与发送飞行器605的直接和间接通信链路的飞行器。在一些示例中，发送飞行器605可以维护发送飞行器已知的飞行器表(所连接的飞行器610和其它通信飞行器630两者)、作为通信路径一部分的中继段、以及作为通信的一部分的中间节点(其它飞行器)。在一些情况下，路径消息通过飞行器到飞行器网状网络进行渗透，以跟踪它们通过网络的路径。接收到路径消息的任何飞行器都可以识别可能有用的各种通信路径，并且可以重传路径消息。
使用路由信息，发送飞行器605可以能够与其它通信飞行器630中的一者(诸如网关节点飞行器645)进行通信。存在发送飞行器605可以通过其与网关节点飞行器645进行通信的两条独立的通信路径。两条路径都使用单个所连接的飞行器610作为中间节点。由发送设备发送的消息可以包括用于指示以下各项的信息：接收到该消息的所连接的飞行器610不是预期接收者，并且所连接的飞行器610将向接近预期接收者(就网络拓扑而言)的节点重传该消息。在一些情况下，中间节点可以(例如，针对关键飞行信息)在重传该消息之前存储所发送的消息。在一些情况下，飞行器(例如，飞行器630-a)可以向地面服务器(例如，650)重传接收到的消息(例如，关键飞行信息)，以为该消息提供进一步的冗余。
尽管网络拓扑将发送飞行器605示为网络的中心，但是在其它情况下，发送飞行器605可以用作中间节点。飞行器到飞行器网状网络可以被配置为提供针对关键飞行信息的冗余。这样，通常仅存储在发送飞行器605的飞行记录器上的信息可以被存储在其它飞行器610、630和/或地面服务器650的存储器设备上。
图7示出了根据本公开内容的各个方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的通信方案700的示例。在一些示例中，通信方案700可以实现无线通信系统100或200的各方面。
通信方案700示出了与跨越飞行器到飞行器网状网络将发送飞行器705的关键飞行信息传送到一个或多个接收飞行器710或地面服务器715有关的特征和功能。发送飞行器705和接收飞行器710可以是参考图2-6描述的飞行器205、305、405、505、510、605、610、630的示例。地面服务器715可以是参考图2和4-6描述的地面服务器210、410、515、650的示例。
关键飞行信息可以是指可以指示飞行器问题原因的任何信息。关键飞行信息可以包括飞行记录器数据、语音记录器数据、飞行器操作数据、飞行数据、语音数据、位置数据、航向数据、空速数据、高度数据、地面速度数据、飞行员的语音记录、驾驶舱中的人的语音记录、其它机组成员的语音记录、发送飞行器705上的乘客、发送飞行器705的其它操作(例如，机械系统)的声音记录、驾驶舱、乘客舱或货舱的声音记录、关于发送飞行器705如何运行的信息、关于发送飞行器705的各种功能的传感器数据、飞行器诊断数据、燃料读数、其它信息或其组合。
在方块720和725处，发送飞行器705和接收飞行器710可以建立飞行器到飞行器网状网络(例如，网状网络245)的定向通信链路。建立通信链路可以包括同步设备的时序，交换特定于设备的信息和控制信息，周期性地执行波束细化过程以避免由于两个飞行器的相对运动而导致的无线电链路故障事件，与建立通信链路相关联的其它功能或其组合。可以使用本文论述的波束发现过程来建立单向或双向通信链路。
在方块730处，发送飞行器705可以从多个所连接的飞行器中选择要与之进行通信的飞行器集合。如图6所示，发送飞行器705可以经由飞行器到飞行器网状网络的定向通信链路来与少于其与之连接的所有飞行器进行通信。发送飞行器705可以在选择用于接收其关键飞行信息的飞行器之前分析多种因素。
发送飞行器705可以识别多个所连接的飞行器的每个已建立的无线通信链路的可用带宽，并且基于每个已建立的无线通信链路的可用带宽来选择接收飞行器710。例如，发送飞行器705可以应用相对标准并且可以选择具有最佳带宽连接的多个飞行器。在另一示例中，发送飞行器705可以确定可用带宽是否满足门限，并且与满足该门限的所有飞行器传送关键飞行信息。
发送飞行器705可以识别多个所连接的飞行器中的每个飞行器与地面服务器715的可用带宽，并且基于接收飞行器710具有的与地面服务器715的可用带宽来选择接收飞行器710。发送飞行器705可以应用相对标准，并且可以选择与地面服务器715具有最佳带宽连接的多个飞行器。在一些示例中，发送飞行器705可以确定与地面服务器715的可用带宽是否满足门限，并且与满足该门限的所有飞行器传送关键飞行信息。
发送飞行器705可以向所连接的飞行器的集合发送查询，以询问每个飞行器是否能够存储发送飞行器705的关键飞行信息。发送飞行器705可以基于从所连接的飞行器接收的响应来选择接收飞行器710。
发送飞行器705可以基于以下各项来选择接收飞行器710：连接到多个所连接的飞行器中的每个飞行器的飞行器数量、多个所连接的飞行器中的每个飞行器的存储容量、多个所连接的飞行器中的每个飞行器的目的地、多个所连接的飞行器中的每个飞行器的飞行路径、多个所连接的飞行器中的每个飞行器相对于第一飞行器的行进方向、第一飞行器与多个所连接的飞行器中的每个飞行器之间的预测接触时间、或其组合。
在方块735处，发送飞行器705可以使用一个或多个传感器来收集关键飞行信息。关键飞行信息可以被存储在飞行记录器中。在一些示例中，关键飞行信息可以被存储在比飞行记录器更可访问的不同存储器中。在一些情况下，关键飞行信息被存储在飞行记录器和/或另一存储器中。在一些情况下，接收飞行器710可能在不确定的时间量内不可用(例如，通信链路被中断)。在这样的时间期间，在已经恢复到接收飞行器710的通信链路之后，发送飞行器705可以缓冲关键飞行信息并且发送所缓冲的数据。在一些示例中，发送飞行器705可以评估无线通信链路的质量参数。如果质量参数未能满足质量门限，则发送飞行器705可以暂停使用无线通信链路的任何传输。在确定用于无线通信链路的质量参数满足质量门限时，发送飞行器705可以再次发起传输，包括发送所缓冲的数据。相对于网络功能，关键飞行信息的收集可以在之前、期间，之后、连续地或在离散时间完成。在一些情况下，发送飞行器705在飞行中始终收集关键飞行信息。
在一些示例中，发送飞行器705可以在飞行期间维护回溯到之前某一时间量的关键飞行信息的缓冲器。所缓冲的关键飞行信息可以在发送飞行器705识别遇险状况时被发送。因此，如果发送飞行器705坠毁或经历事故，则一个或多个接收飞行器710可能已经存储了导致事故发生的关键飞行信息。
在方块740处，发送飞行器705可以识别要向一个或多个接收飞行器710发送的第一组关键飞行信息。如果发送飞行器705收集的所有关键飞行信息都被发送，则可能淹没被要求携带其的任何无线通信系统的数据传输容量。发送飞行器705可以被配置为基于情况来向接收飞行器710发送不同级别或不同组的关键飞行信息。例如，如果飞行是正常的，则发送飞行器705可以发送第一级别的关键飞行信息，或者如果飞行经历暴风雨，则发送第二级别的关键飞行信息，其中第二级别可以包括比第一级别更多的信息。所发送的关键信息的不同级别或不同数量可以是基于情况的。这种情况可以是基于天气(晴天或暴风雨)、飞行器操作(正常、关于潜在状况的警告、关于现有状况的警报)、燃料水平、遇险状况、紧急状态的手动致动、其它因素或其组合。应当认识到的是，在情况因素的任何组合期间，可以使用任何级别的关键飞行信息量。
发送飞行器705可以基于情况因素来识别第一组关键飞行信息。当情况为“正常”时(例如，当不存在对飞行器担忧、环境担忧、飞行器操作担忧等的指示时)，第一组关键飞行信息可以包括相对少的信息。当情况为“关键”时(例如，当存在对担忧的指示时)，第一组关键飞行信息可以包括更多信息。在一些示例中，最不担忧的级别可以指示没有关键飞行信息将被发送(例如，第一组包括零信息)。在一些示例中，极端担忧的级别可以指示所有关键信息都将被发送(例如，第一组包括所有关键飞行信息)。
在一些示例中，不同级别的关键飞行信息共享还可以指示接收飞行器710应当重传关键飞行信息的次数。以这种方式，关键飞行信息被存储在更多的飞行器和更远的飞行器上(在网络拓扑中，例如三个分离度而不是两个分离度)。
在方块745处，发送飞行器705可以将第一组关键飞行信息划分成要发送到多个接收飞行器710的部分。在一些情况下，发送飞行器705可以与多个接收飞行器710传送关键飞行信息。在这样的情况下，发送飞行器705可以将第一组关键飞行信息的第一部分发送到第一接收飞行器，并且将第二部分发送到第二接收飞行器。该信息可以被划分成任意数量的部分，并且可以被发送到任意数量的接收飞行器。这些部分可以是互斥的，或者这些部分可以具有与其它部分重叠的信息。可以使用任何可用方法来划分第一组关键飞行信息。
发送飞行器705可以向一个或多个接收飞行器710发送第一组关键飞行信息。在一些示例中，发送飞行器705可以向地面服务器715发送第一组关键飞行信息。
在方块755处，接收飞行器710可以将关键飞行信息存储在其飞行记录器中和/或接收飞行器的单独的存储器设备中(例如，本地存储空间中)。在一些情况下，接收飞行器710还可以向地面服务器715或其它接收飞行器重传关键飞行信息760。
在一些情况下，接收飞行器710可以在机场降落之后向地面服务器715发送关键飞行信息。在到达机场时，接收飞行器710可以将其关于其它飞行器(例如，发送飞行器705)的所有数据传送到地面服务器715。
在方块765处，地面服务器715可以聚集来自多个不同源的每个飞行器的关键飞行信息。关键飞行信息可以被标记有关于始发飞行器的信息。地面服务器715可以使用标记信息来将不同的信息编译成单个记录。
在方块770处，接收飞行器710可以从其存储器设备中清除关于发送飞行器705的关键飞行信息。接收飞行器710可以基于来自地面服务器715的关于数据被成功接收的消息来清除数据。
在一些情况下，接收飞行器710可以查询发送飞行器705的飞行是否存在任何事故。如果不存在事故，则接收飞行器710可以清除关键飞行信息而不将其发送到任何服务器。在一些情况下，关键信息可以在某一时间量过去之后被清除。
图8示出了根据本公开内容的各个方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的定向网状网络的网络拓扑800的示例。在一些示例中，网络拓扑800可以实现无线通信系统100或200的各方面。
网络拓扑800示出了当关键飞行信息的级别大于最不担忧的级别时可能发生什么。例如，网络拓扑800可以示出当发送飞行器805检测到遇险状况时发生什么。网络拓扑800可以是参考图6描述的网络拓扑600的示例。因此，对网络拓扑800的许多特征的描述在此不再重复。可以通过将网络拓扑800与网络拓扑600进行比较来识别对关键飞行信息的共享之间的差异。
发送飞行器805可以检测遇险状况。遇险状况可以是基于天气(晴天或暴风雨)、飞行器操作(正常、关于潜在状况的警告、关于现有状况的警报)、燃料水平、遇险状况、紧急状态的手动致动、其它因素或其组合。当检测到遇险状况时，发送飞行器805可以增加正在发送的关键飞行信息的数量，增加接收飞行器的数量，尝试增加所连接的飞行器的数量，增加对共享的关键信息的重传次数，或者其组合。通过共享另外的关键飞行信息，在确实发生事故的情况下，发送飞行器805正在制作该信息的另外的冗余副本。
在检测到遇险状况时，发送飞行器805可以使用飞行器到飞行器网状网络的通信链路820的定向传输825来将对遇险状况的指示发送到一个或多个飞行器。该指示可以是遇险消息或遇险信号的示例。该指示可以被嵌入其它信息的传输(例如，关键飞行信息的传输)中。
在检测到遇险状况时，发送飞行器805可以识别第二组关键信息，该第二组关键信息包括比第一组关键飞行信息更多的信息。被选择为要发送的一组关键飞行信息可以是基于事故发生的预测可能性的。当不太可能发生飞行器事故或故障时，可以共享较少的信息。当很可能发生飞行器事故或故障时，可以共享较多的信息。
在检测到遇险状况时，发送飞行器805也可以发送一些经缓冲的数据。对经缓冲的数据的传输可以提供关于遇险状况如何发生的更多上下文。
在一些情况下，在检测到遇险状况时，发送飞行器805可以尝试增加其与其它飞行器830之间的直接通信链路的数量。从而将其它通信飞行器830改变为所连接的飞行器810。在一些情况下，在检测到遇险状况时，发送飞行器805可以尝试选择另外的飞行器作为接收飞行器。在一些情况下，在检测到遇险状况时，发送飞行器805可以尝试使用通信链路855或网关节点845来与地面服务器850进行通信。在一些情况下，在检测到遇险状况时，发送飞行器805可以尝试发现到发送飞行器805当前未知的另外的其它飞行器830的另外的通信路径。在一些情况下，在检测到遇险状况时，发送飞行器805可以指示应当接收关键飞行信息的N个分离度815、835、840。在一些情况下，在检测到遇险状况时，发送飞行器805可以在第二组关键飞行信息中包括用于接收飞行器810-a重传第二组关键飞行信息的指令。在一些情况下，该指令包括用于要重传的第二组的最大中继段数量。
图9示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线设备905的方块图900。无线设备905可以是如本文描述的UE 115的各方面的示例。无线设备905可以是如本文描述的发现飞行器405、505的各方面的示例。在一些情况下，无线设备905可以与飞行器205集成在一起。无线设备905可以包括接收机910、发现飞行器通信管理器915和发射机920。无线设备905还可以包括处理器。这些组件中的每一个组件可以彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
接收机910可以接收诸如分组、用户数据或与各种信息信道(例如，与用于飞行器的定向波束网状网络相关的控制信道、数据信道以及信息等)相关联的控制信息之类的信息。可以将信息传递给该设备的其它组件。接收机910可以是参考图12描述的收发机1235的各方面的示例。接收机910可以利用单个天线或一组天线。
发现飞行器通信管理器915可以是参考图12描述的发现飞行器通信管理器1215的各方面的示例。发现飞行器通信管理器915和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任意组合中实现。如果在由处理器执行的软件中实现，则发现飞行器通信管理器915和/或其各个子组件中的至少一些子组件的功能可以由被设计为执行本公开内容中描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或其任意组合来执行。
发现飞行器通信管理器915和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以在物理上位于各个位置处，包括被分布以使得由一个或多个物理设备在不同的物理位置处实现功能中的部分功能。在一些示例中，根据本公开内容的各个方面，发现飞行器通信管理器915和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以是分离且不同的组件。在其它示例中，根据本公开内容的各个方面，发现飞行器通信管理器915和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以与一个或多个其它硬件组件(包括但不限于I/O组件、收发机、网络服务器、另一计算设备、本公开内容中描述的一个或多个其它组件、或其组合)进行组合。
发现飞行器通信管理器915可以是使用第一无线网络的第一通信链路的第一飞行器的一部分。发现飞行器通信管理器915可以进行以下操作：接收第二飞行器的飞行数据；基于飞行数据来确定发现模式，该发现模式具有将用于发现第二飞行器的至少一个波束方向；以及基于所发送的至少一个定向发送波束来直接在第一飞行器与第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路。
发射机920可以发送该设备的其它组件所生成的信号。在一些示例中，发射机920可以与接收机910共置于收发机模块中。例如，发射机920可以是参考图12描述的收发机1235的各方面的示例。发射机920可以利用单个天线或一组天线。发射机920可以在发现模式的至少一个波束方向上发送至少一个定向发送波束。
图10示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线设备1005的方块图1000。无线设备1005可以是如参考图9描述的无线设备905、发现飞行器405、505、飞行器205或UE 115的各方面的示例。无线设备1005可以包括接收机1010、发现飞行器通信管理器1015和发射机1020。无线设备1005还可以包括处理器。这些组件中的每一个组件可以彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
接收机1010可以接收诸如分组、用户数据或与各种信息信道(例如，与用于飞行器的定向波束网状网络相关的控制信道、数据信道以及信息等)相关联的控制信息之类的信息。可以将信息传递给该设备的其它组件。接收机1010可以是参考图12描述的收发机1235的各方面的示例。接收机1010可以利用单个天线或一组天线。
发现飞行器通信管理器1015可以是参考图12描述的发现飞行器通信管理器1215的各方面的示例。发现飞行器通信管理器1015还可以包括飞行数据管理器1025、模式管理器1030以及网状链路管理器1035。发现飞行器通信管理器1015可以是使用第一无线网络的第一通信链路的第一飞行器的一部分或者被包括在该第一飞行器中。第一飞行器的第一通信链路可以是与卫星的卫星-飞行器通信链路。或者第一飞行器的第一通信链路可以是与地面单元的地面-飞行器通信链路。
飞行数据管理器1025可以接收第二飞行器的飞行数据。在一些情况下，飞行数据包括第二飞行器的位置信息和矢量信息。在这样的情况下，确定发现模式是基于位置信息和矢量信息的。在一些情况下，飞行数据包括第二飞行器的未来飞行路径信息。在这样的情况下，确定发现模式是基于未来飞行路径信息的。
模式管理器1030可以基于飞行数据来确定发现模式，该发现模式具有将用于发现第二飞行器的至少一个波束方向。模式管理器1030可以基于第二飞行器的飞行数据来确定监听模式。从第二飞行器接收定向发送波束可以是基于监听模式的。
网状链路管理器1035可以基于所发送的至少一个定向发送波束来直接在第一飞行器与第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路。网状链路管理器1035可以识别第二无线网络的要在发现过程期间使用的通信资源的集合。通信资源的第一集合可以用于发送定向发送波束，并且通信资源的第二集合可以用于监听发送波束。发送至少一个定向发送波束可以是在通信资源的第一集合期间完成的。在一些情况下，网状链路管理器1035可以使用第一通信链路来从地面服务器接收对通信资源的集合的指示。在这样的情况下，识别通信资源的集合可以是基于接收该指示的。在一些情况下，第二无线网络是无线网状网络。在一些情况下，在第一无线网络中使用的第一射频频谱带不同于在第二无线网络中使用的第二射频频谱带。
发射机1020可以发送该设备的其它组件所生成的信号。在一些示例中，发射机1020可以与接收机1010共置于收发机模块中。例如，发射机1020可以是参考图12描述的收发机1235的各方面的示例。发射机1020可以利用单个天线或一组天线。
图11示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的发现飞行器通信管理器1115的方块图1100。发现飞行器通信管理器1115可以是参考图9、10和12描述的发现飞行器通信管理器915、发现飞行器通信管理器1015或发现飞行器通信管理器1215的各方面的示例。发现飞行器通信管理器1115可以包括飞行数据管理器1120、模式管理器1125、网状链路管理器1130、位置管理器1135、环境管理器1140、重传管理器1145、路由管理器1150、细化管理器1155、监听管理器1160、突发管理器1165、遇险管理器1170、配对管理器1175和飞行管理器1180。这些模块中的每一个模块可以直接或间接地彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
飞行数据管理器1120可以(例如，在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路)接收第二飞行器的飞行数据。在一些情况下，第一飞行器的第一通信链路可以是与地面单元的地面-飞行器通信链路。或者第一飞行器的第一通信链路可以是与卫星的卫星-飞行器通信链路。在一些情况下，飞行数据包括第二飞行器的位置信息和矢量信息。在这样的情况下，确定发现模式可以是基于位置信息和矢量信息的。在一些情况下，飞行数据包括第二飞行器的未来飞行路径信息。在这样的情况下，确定发现模式可以是基于未来飞行路径信息的。
模式管理器1125可以基于飞行数据来确定发现模式，该发现模式具有将用于发现第二飞行器的至少一个波束方向。模式管理器1125可以基于第二飞行器的飞行数据来确定监听模式。从第二飞行器接收定向发送波束可以是基于监听模式的。
网状链路管理器1130可以基于所发送的至少一个定向发送波束来直接在第一飞行器与第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路。在一些情况下，第二无线网络是无线网状网络。网状链路管理器1130可以识别第二无线网络的要在发现过程期间使用的通信资源的集合。通信资源的第一集合可以用于发送定向发送波束，并且通信资源的第二集合可以用于监听发送波束。在一些情况下，发送至少一个定向发送波束是在通信资源的第一集合期间完成的。在一些情况下，网状链路管理器1130可以使用第一通信链路来从地面服务器接收对通信资源的集合的指示。在这样的情况下，识别通信资源的集合是基于接收该指示的。在一些情况下，在第一无线网络中使用的第一射频频谱带不同于在第二无线网络中使用的第二射频频谱带。
位置管理器1135可以基于第二飞行器的飞行数据来确定第二飞行器的预测位置集合。确定发现模式可以是至少部分地基于确定预测位置集合的。位置管理器1135可以确定第一飞行器的当前位置和当前矢量。确定发现模式可以是基于第一飞行器的当前位置和当前矢量的。
环境管理器1140可以接收与第二飞行器相关联的环境条件信息。确定发现模式可以是基于环境条件信息的。
重传管理器1145可以使用第三通信链路来从第三飞行器接收数据，第三通信链路是无线网状网络的一部分。重传管理器1145可以将第二飞行器识别为数据的预期接收者。重传管理器1145可以基于将第二飞行器识别为数据的预期接收者，来使用第二通信链路向第二飞行器发送数据。
路由管理器1150可以向第二飞行器发送消息，该消息指示第一飞行器是第二无线网络的通信路径中的节点。路由管理器1150可以使用第一无线网络的第一通信链路从地面服务器接收路由信息。路由信息可以指示在第一飞行器与在第一飞行器的覆盖区域之外的其它飞行器之间使用第二无线网络的一个或多个通信路径。路由管理器1150可以基于路由信息来向其它飞行器中的一个飞行器发送数据。
细化管理器1155可以使用第二通信链路来从第二飞行器接收第二飞行器的经更新的飞行数据，并且基于从第二飞行器接收的经更新的飞行数据来发起波束细化过程。
监听管理器1160可以使用指向具有至少一个波束方向的监听模式的至少一个波束方向的至少一个定向接收波束来接收由第二飞行器发送的定向发送波束。直接在第一飞行器与第二飞行器之间建立第二通信链路可以是基于从第二飞行器接收定向发送波束的。
突发管理器1165可以进行以下操作：作为发现过程的一部分，朝着第二飞行器发送定向发送波束的突发，定向发送波束的突发中的至少一个定向发送波束与所述发现模式中的波束方向集合中的一个波束方向相关联；以及作为发现过程的一部分，发送定向发送波束的突发。直接建立第二通信链路可以是基于定向发送波束的突发的。
遇险管理器1170可以使用第二通信链路来从第二飞行器接收遇险信号，并且基于接收到遇险信号，来使对来自第二飞行器的关键飞行信息的接收优先于通过第二无线网络与其它飞行器的通信。
配对管理器1175可以使用第一通信链路来接收飞行器集合的飞行数据，并且基于第一飞行器接近于飞行器集合中的每个飞行器，来选择飞行器集合中的、要尝试使用第二通信链路进行通信的子集。
飞行管理器1180可以使用第一通信链路来向地面服务器发送第一飞行器的当前位置和当前矢量。
图12示出了根据本公开内容的各方面的包括支持用于飞行器的定向波束网状网络的设备1205的系统1200的图。设备1205可以是如上所述的无线设备905、无线设备1005、发现飞行器405、505或UE 115的示例或者包括这些设备的组件。设备1205可以包括用于双向语音和数据通信的组件，包括用于发送和接收通信的组件，包括：发现飞行器通信管理器1215、处理器1220、存储器1225、软件1230、收发机1235、天线1240以及I/O控制器1245。这些组件可以经由一个或多个总线(例如，总线1210)进行电子通信。设备1205可以与一个或多个飞行器205、一个或多个地面服务器210、一个或多个基站230和/或一个或多个卫星235进行无线通信。
处理器1220可以包括智能硬件设备(例如，通用处理器、DSP、中央处理单元(CPU)、微控制器、ASIC、FPGA、可编程逻辑设备、分立门或晶体管逻辑组件、分立硬件组件或其任意组合)。在一些情况下，处理器1220可以被配置为使用存储器控制器来操作存储器阵列。在其它情况下，存储器控制器可以集成到处理器1220中。处理器1220可以被配置为执行存储在存储器中的计算机可读指令，以执行各种功能(例如，支持用于飞行器的定向波束网状网络的功能或任务)。
存储器1225可以包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。存储器1225可以存储包括指令的计算机可读、计算机可执行软件1230，所述指令在被执行时使得处理器执行本文描述的各种功能。在一些情况下，除此之外，存储器1225还可以包含基本输入/输出系统(BIOS)，所述BIOS可以控制基本硬件或软件操作(诸如与外围组件或设备的交互)。
软件1230可以包括用于实现本公开内容的各方面的代码，包括用于支持用于飞行器的定向波束网状网络的代码。软件1230可以被存储在非暂时性计算机可读介质(诸如，系统存储器或其它存储器)中。在一些情况下，软件1230可以不是由处理器直接可执行的，而是可以使得计算机(例如，当被编译和被执行时)执行本文所描述的功能。
收发机1235可以经由如上所述的一个或多个天线、有线或无线链路双向地进行通信。例如，收发机1235可以表示无线收发机，并且可以与另一无线收发机双向地通信。收发机1235还可以包括调制解调器，用于对分组进行调制并且将经调制的分组提供给天线以用于传输，以及对从天线接收到的分组进行解调。
在一些情况下，无线设备可以包括单个天线1240。然而，在一些情况下，该设备可以具有一个以上的天线1240，其可以是能够同时发送或者接收多个无线传输的。
I/O控制器1245可以管理针对设备1205的输入和输出信号。I/O控制器1245还可以管理没有集成到设备1205中的外围设备。在一些情况下，I/O控制器1245可以表示到外部外围设备的物理连接或端口。在一些情况下，I/O控制器1245可以利用诸如
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的操作系统或者另一已知的操作系统。在其它情况下，I/O控制器1245可以表示以下各项或与以下各项进行交互：调制解调器、键盘、鼠标、触摸屏或类似设备。在一些情况下，I/O控制器1245可以被实现为处理器的一部分。在一些情况下，用户可以经由I/O控制器1245或经由I/O控制器1245所控制的硬件组件与设备1205进行交互。
图13示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线设备1305的方块图1300。无线设备1305可以是如本文描述的UE 115的各方面的示例。无线设备1305可以是如本文描述的目标飞行器405、510的各方面的示例。在一些情况下，无线设备1305可以与飞行器205集成在一起。无线设备1305可以包括接收机1310、目标飞行器通信管理器1315和发射机1320。无线设备1305还可以包括处理器。这些组件中的每一个组件可以彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
接收机1310可以接收诸如分组、用户数据或与各种信息信道(例如，与用于飞行器的定向波束网状网络相关的控制信道、数据信道以及信息等)相关联的控制信息之类的信息。可以将信息传递给该设备的其它组件。接收机1310可以是参考图16描述的收发机1635的各方面的示例。接收机1310可以利用单个天线或一组天线。
在一些情况下，接收机1310可以使用指向监听模式的至少一个波束方向的至少一个定向接收波束来接收由第二飞行器发送的定向发送波束。
目标飞行器通信管理器1315可以是参考图16描述的目标飞行器通信管理器1615的各方面的示例。目标飞行器通信管理器1315和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任意组合中实现。如果在由处理器执行的软件中实现，则目标飞行器通信管理器1315和/或其各个子组件中的至少一些子组件的功能可以由被设计为执行本公开内容中描述的功能的通用处理器、DSP、ASIC、FPGA或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或其任意组合来执行。
目标飞行器通信管理器1315和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以在物理上位于各个位置处，包括被分布以使得由一个或多个物理设备在不同的物理位置处实现功能中的部分功能。在一些示例中，根据本公开内容的各个方面，目标飞行器通信管理器1315和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以是分离且不同的组件。在其它示例中，根据本公开内容的各个方面，目标飞行器通信管理器1315和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以与一个或多个其它硬件组件(包括但不限于I/O组件、收发机、网络服务器、另一计算设备、本公开内容中描述的一个或多个其它组件、或其组合)进行组合。
目标飞行器通信管理器1315可以在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路来接收第二飞行器的飞行数据。目标飞行器通信管理器1315可以基于第二飞行器的飞行数据来确定具有至少一个波束方向的监听模式。目标飞行器通信管理器1315可以基于从第二飞行器接收到定向发送波束，来直接在第一飞行器与第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路。
发射机1320可以发送该设备的其它组件所生成的信号。在一些示例中，发射机1320可以与接收机1310共置于收发机模块中。例如，发射机1320可以是参考图16描述的收发机1635的各方面的示例。发射机1320可以利用单个天线或一组天线。发射机1320可以使用第一通信链路来向地面服务器发送第一飞行器的当前位置和当前矢量。
图14示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线设备1405的方块图1400。无线设备1405可以是如本文描述的无线设备1305、目标飞行器405、510、飞行器205或UE 115的各方面的示例。无线设备1405可以包括接收机1410、目标飞行器通信管理器1415和发射机1420。无线设备1405还可以包括处理器。这些组件中的每一个组件可以彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
接收机1410可以接收诸如分组、用户数据或与各种信息信道(例如，与用于飞行器的定向波束网状网络相关的控制信道、数据信道以及信息等)相关联的控制信息之类的信息。可以将信息传递给该设备的其它组件。接收机1410可以是参考图16描述的收发机1635的各方面的示例。接收机1410可以利用单个天线或一组天线。
目标飞行器通信管理器1415可以是参考图16描述的目标飞行器通信管理器1615的各方面的示例。目标飞行器通信管理器1415还可以包括飞行数据管理器1425、模式管理器1430以及网状链路管理器1435。
飞行数据管理器1425可以在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路来接收第二飞行器的飞行数据。在一些情况下，第一飞行器的第一通信链路是与地面单元的地面-飞行器通信链路。在一些情况下，第一飞行器的第一通信链路是与卫星的卫星-飞行器通信链路。在一些情况下，飞行数据包括第二飞行器的位置信息和矢量信息。在这样的情况下，确定监听模式可以是基于位置信息和矢量信息的。在一些情况下，飞行数据包括第二飞行器的未来飞行路径信息。在这样的情况下，确定监听模式是基于未来飞行路径信息的。
模式管理器1430可以基于第二飞行器的飞行数据来确定具有至少一个波束方向的监听模式。
网状链路管理器1435可以基于从第二飞行器接收到定向发送波束，来直接在第一飞行器与第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路。在一些情况下，第二无线网络是无线网状网络。在一些情况下，在第一无线网络中使用的第一射频频谱带不同于在第二无线网络中使用的第二射频频谱带。
发射机1420可以发送该设备的其它组件所生成的信号。在一些示例中，发射机1420可以与接收机1410共置于收发机模块中。例如，发射机1420可以是参考图16描述的收发机1635的各方面的示例。发射机1420可以利用单个天线或一组天线。
图15示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的目标飞行器通信管理器1515的方块图1500。目标飞行器通信管理器1515可以是参考图13、14和16描述的目标飞行器通信管理器1615的各方面的示例。目标飞行器通信管理器1515可以包括飞行数据管理器1520、模式管理器1525、网状链路管理器1530、定向波束管理器1535、位置管理器1540和环境管理器1545。这些模块中的每一个模块可以直接或间接地彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
飞行数据管理器1520可以在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路来接收第二飞行器的飞行数据，或者第一飞行器的第一通信链路是与卫星的卫星-飞行器通信链路。在一些情况下，飞行数据包括第二飞行器的位置信息和矢量信息。在这样的情况下，确定监听模式可以是基于位置信息和矢量信息的。在一些情况下，飞行数据包括第二飞行器的未来飞行路径信息。在这样的情况下，确定监听模式可以是基于未来飞行路径信息的。在一些情况下，第一飞行器的第一通信链路是与地面单元的地面-飞行器通信链路。
模式管理器1525可以基于第二飞行器的飞行数据来确定具有至少一个波束方向的监听模式。确定监听模式可以是至少部分地基于确定预测位置集合的。确定监听模式可以是基于第一飞行器的当前位置和当前矢量的。确定监听模式可以是基于环境条件信息的。
网状链路管理器1530可以基于从第二飞行器接收到定向发送波束，来直接在第一飞行器与第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路。在一些情况下，第二无线网络是无线网状网络。在一些情况下，在第一无线网络中使用的第一射频频谱带不同于在第二无线网络中使用的第二射频频谱带。
定向波束管理器1535可以基于监听模式来确定至少一个定向接收波束的波束特性。
位置管理器1540可以基于第二飞行器的飞行数据来确定第二飞行器的预测位置集合。位置管理器1540可以确定第一飞行器的当前位置和当前矢量。
环境管理器1545可以接收与第二飞行器相关联的环境条件信息。
图16示出了根据本公开内容的各方面的包括支持用于飞行器的定向波束网状网络的设备1605的系统1600的图。设备1605可以是如上所述的目标飞行器405、510或UE 115的示例或者包括这些设备的组件。设备1605可以包括用于双向语音和数据通信的组件，包括用于发送和接收通信的组件，包括：目标飞行器通信管理器1615、处理器1620、存储器1625、软件1630、收发机1635以及I/O控制器1645。这些组件可以经由一个或多个总线(例如，总线1610)进行电子通信。设备1605可以与一个或多个飞行器205、一个或多个地面服务器210、一个或多个基站230和/或一个或多个卫星235进行无线通信。
处理器1620可以包括智能硬件设备(例如，通用处理器、DSP、CPU、微控制器、ASIC、FPGA、可编程逻辑设备、分立门或晶体管逻辑组件、分立硬件组件或其任意组合)。在一些情况下，处理器1620可以被配置为使用存储器控制器来操作存储器阵列。在其它情况下，存储器控制器可以集成到处理器1620中。处理器1620可以被配置为执行存储在存储器中的计算机可读指令，以执行各种功能(例如，支持用于飞行器的定向波束网状网络的功能或任务)。
存储器1625可以包括RAM和ROM。存储器1625可以存储包括指令的计算机可读、计算机可执行软件1630，所述指令在被执行时使得处理器执行本文描述的各种功能。在一些情况下，除此之外，存储器1625还可以包含BIOS，所述BIOS可以控制基本硬件或软件操作(诸如与外围组件或设备的交互)。
软件1630可以包括用于实现本公开内容的各方面的代码，包括用于支持用于飞行器的定向波束网状网络的代码。软件1630可以被存储在非暂时性计算机可读介质(诸如，系统存储器或其它存储器)中。在一些情况下，软件1630可以不是由处理器直接可执行的，而是可以使得计算机(例如，当被编译和被执行时)执行本文所描述的功能。
收发机1635可以经由如上所述的一个或多个天线、有线或无线链路双向地进行通信。例如，收发机1635可以表示无线收发机，并且可以与另一无线收发机双向地通信。收发机1635还可以包括调制解调器，用于对分组进行调制并且将经调制的分组提供给天线以用于传输，以及对从天线接收到的分组进行解调。
在一些情况下，无线设备可以包括单个天线1640。然而，在一些情况下，该设备可以具有一个以上的天线1640，其可以是能够同时发送或者接收多个无线传输的。
I/O控制器1645可以管理针对设备1605的输入和输出信号。I/O控制器1645还可以管理没有集成到设备1605中的外围设备。在一些情况下，I/O控制器1645可以表示到外部外围设备的物理连接或端口。在一些情况下，I/O控制器1645可以利用诸如
Figure BDA0002379620240000521
Figure BDA0002379620240000522
的操作系统或者另一已知的操作系统。在其它情况下，I/O控制器1645可以表示以下各项或与以下各项进行交互：调制解调器、键盘、鼠标、触摸屏或类似设备。在一些情况下，I/O控制器1645可以被实现为处理器的一部分。在一些情况下，用户可以经由I/O控制器1645或经由I/O控制器1645所控制的硬件组件与设备1605进行交互。
图17示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线设备1705的方块图1700。无线设备1705可以是如本文描述的基站105或UE 115的各方面的示例。无线设备1705可以是如本文描述的地面服务器210的各方面的示例。无线设备1705可以包括接收机1710、地面服务器通信管理器1715和发射机1720。无线设备1705还可以包括处理器。这些组件中的每一个组件可以彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
接收机1710可以接收诸如分组、用户数据或与各种信息信道(例如，与用于飞行器的定向波束网状网络相关的控制信道、数据信道以及信息等)相关联的控制信息之类的信息。可以将信息传递给该设备的其它组件。接收机1710可以是参考图20描述的收发机2035的各方面的示例。接收机1710可以利用单个天线或一组天线。
地面服务器通信管理器1715可以是参考图20描述的地面服务器通信管理器2015的各方面的示例。地面服务器通信管理器1715和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任意组合中实现。如果在由处理器执行的软件中实现，则地面服务器通信管理器1715和/或其各个子组件中的至少一些子组件的功能可以由被设计为执行本公开内容中描述的功能的通用处理器、DSP、ASIC、FPGA或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或其任意组合来执行。
地面服务器通信管理器1715和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以在物理上位于各个位置处，包括被分布以使得由一个或多个物理设备在不同的物理位置处实现功能中的部分功能。在一些示例中，根据本公开内容的各个方面，地面服务器通信管理器1715和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以是分离且不同的组件。在其它示例中，根据本公开内容的各个方面，地面服务器通信管理器1715和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以与一个或多个其它硬件组件(包括但不限于I/O组件、收发机、网络服务器、另一计算设备、本公开内容中描述的一个或多个其它组件、或其组合)进行组合。
地面服务器通信管理器1715可以使用无线网络来从飞行器集合接收空中交通信息。地面服务器通信管理器1715可以从飞行器集合中识别第一飞行器作为用于直接与飞行器集合中的至少一个飞行器建立第二无线网络的一个或多个第二通信链路的节点。地面服务器通信管理器1715可以基于以下项来从飞行器集合中识别供第一飞行器尝试与之进行通信的第二飞行器：第一飞行器和第二飞行器的位置。
发射机1720可以发送该设备的其它组件所生成的信号。在一些示例中，发射机1720可以与接收机1710共置于收发机模块中。例如，发射机1720可以是参考图20描述的收发机2035的各方面的示例。发射机1720可以利用单个天线或一组天线。发射机1720可以使用第一无线网络的第一通信链路来向第一飞行器发送第二飞行器的飞行数据。
图18示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线设备1805的方块图1800。无线设备1805可以是无线设备1705、基站105、UE 115或地面服务器210的各方面的示例。无线设备1805可以包括接收机1810、地面服务器通信管理器1815和发射机1820。无线设备1805还可以包括处理器。这些组件中的每一个组件可以彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
接收机1810可以接收诸如分组、用户数据或与各种信息信道(例如，与用于飞行器的定向波束网状网络相关的控制信道、数据信道以及信息等)相关联的控制信息之类的信息。可以将信息传递给该设备的其它组件。接收机1810可以是参考图20描述的收发机2035的各方面的示例。接收机1810可以利用单个天线或一组天线。
地面服务器通信管理器1815可以是参考图20描述的地面服务器通信管理器2015的各方面的示例。地面服务器通信管理器1815还可以包括空中交通管理器1825和发现模式管理器1830。
空中交通管理器1825可以使用无线网络来从飞行器集合接收空中交通信息。
发现模式管理器1830可以从飞行器集合中识别第一飞行器作为用于直接与飞行器集合中的至少一个飞行器建立第二无线网络的一个或多个第二通信链路的节点。发现模式管理器1830可以基于以下项来从飞行器集合中识别供第一飞行器尝试与之进行通信的第二飞行器：第一飞行器和第二飞行器的位置。
发现模式管理器1830可以识别第二无线网络的供第一飞行器和第二飞行器用来执行波束发现过程的通信资源。发现模式管理器1830可以使用第一无线网络的第一通信链路和第二通信链路来向第一飞行器和第二飞行器发送指示所识别的通信资源的消息。在一些情况下，第二无线网络是无线网状网络。在一些情况下，在第一无线网络中使用的第一射频频谱带不同于在第二无线网络中使用的第二射频频谱带。
发射机1820可以发送该设备的其它组件所生成的信号。在一些示例中，发射机1820可以与接收机1810共置于收发机模块中。例如，发射机1820可以是参考图20描述的收发机2035的各方面的示例。发射机1820可以利用单个天线或一组天线。
图19示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的地面服务器通信管理器1915的方块图1900。地面服务器通信管理器1915可以是参考图17、18和20描述的地面服务器通信管理器2015的各方面的示例。地面服务器通信管理器1915可以包括空中交通管理器1920、发现模式管理器1925、重传管理器1930、路由管理器1935和模式管理器1940。这些模块中的每一个模块可以直接或间接地彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
空中交通管理器1920可以使用无线网络来从飞行器集合接收空中交通信息。
发现模式管理器1925可以从飞行器集合中识别第一飞行器作为用于直接与飞行器集合中的至少一个飞行器建立第二无线网络的一个或多个第二通信链路的节点。发现模式管理器1925可以基于以下项来从飞行器集合中识别供第一飞行器尝试与之进行通信的第二飞行器：第一飞行器和第二飞行器的位置。发现模式管理器1925可以识别第二无线网络的供第一飞行器和第二飞行器用来执行波束发现过程的通信资源。发现模式管理器1925可以使用第一无线网络的第一通信链路和第二通信链路来向第一飞行器和第二飞行器发送指示所识别的通信资源的消息。在一些情况下，第二无线网络是无线网状网络。在一些情况下，在第一无线网络中使用的第一射频频谱带不同于在第二无线网络中使用的第二射频频谱带。
重传管理器1930可以从第一飞行器接收包括源自第二飞行器的数据的消息，其中，源自第二飞行器的数据是使用第二通信链路被发送给第一飞行器的。
路由管理器1935可以使用第一无线网络的第一通信链路来向第一飞行器发送路由信息，该路由信息被配置为由第一飞行器用来与在第二无线网络的针对第一飞行器的覆盖区域之外的其它飞行器进行通信。
模式管理器1940可以基于第一飞行器和第二飞行器的飞行数据，来确定用于第一飞行器的具有第一波束方向集合的发现模式。模式管理器1940可以使用第一无线网络的第一通信链路来向第一飞行器发送指示发现模式的消息。模式管理器1940可以基于第一飞行器和第二飞行器的飞行数据，来确定用于第一飞行器的具有第二波束方向集合的监听模式，其中，该消息使用第一无线网络的第一通信链路来向第一飞行器指示监听模式。模式管理器1940可以基于第一飞行器和第二飞行器的飞行数据，来确定具有第一波束方向集合的监听模式。模式管理器1940可以使用第一无线网络的第二通信链路来向第二飞行器发送指示监听模式的消息。模式管理器1940可以基于第一飞行器和第二飞行器的飞行数据，来确定用于第二飞行器的具有第二波束方向集合的发现模式，其中，该消息使用第一无线网络的第二通信链路来向第二飞行器指示发现模式。
图20示出了根据本公开内容的各方面的包括支持用于飞行器的定向波束网状网络的设备2005的系统2000的图。设备2005可以是如上所述的地面服务器210的示例或者包括地面服务器210的组件。设备2005可以是如上文例如参考图1描述的基站105或UE 115的示例或者包括这些设备的组件。设备2005可以包括用于双向语音和数据通信的组件，包括用于发送和接收通信的组件，包括：地面服务器通信管理器2015、处理器2020、存储器2025、软件2030、收发机2035、天线2040以及I/O控制器2045。这些组件可以经由一个或多个总线(例如，总线2010)进行电子通信。设备2005可以与一个或多个飞行器205、一个或多个基站230和/或一个或多个卫星235进行无线通信。
处理器2020可以包括智能硬件设备(例如，通用处理器、DSP、CPU、微控制器、ASIC、FPGA、可编程逻辑设备、分立门或晶体管逻辑组件、分立硬件组件或其任意组合)。在一些情况下，处理器2020可以被配置为使用存储器控制器来操作存储器阵列。在其它情况下，存储器控制器可以集成到处理器2020中。处理器2020可以被配置为执行存储在存储器中的计算机可读指令，以执行各种功能(例如，支持用于飞行器的定向波束网状网络的功能或任务)。
存储器2025可以包括RAM和ROM。存储器2025可以存储包括指令的计算机可读、计算机可执行软件2030，所述指令在被执行时使得处理器执行本文描述的各种功能。在一些情况下，除此之外，存储器2025还可以包含BIOS，所述BIOS可以控制基本硬件或软件操作(诸如与外围组件或设备的交互)。
软件2030可以包括用于实现本公开内容的各方面的代码，包括用于支持用于飞行器的定向波束网状网络的代码。软件2030可以被存储在非暂时性计算机可读介质(诸如，系统存储器或其它存储器)中。在一些情况下，软件2030可以不是由处理器直接可执行的，而是可以使得计算机(例如，当被编译和被执行时)执行本文所描述的功能。
收发机2035可以经由如上所述的一个或多个天线、有线或无线链路双向地进行通信。例如，收发机2035可以表示无线收发机，并且可以与另一无线收发机双向地通信。收发机2035还可以包括调制解调器，用于对分组进行调制并且将经调制的分组提供给天线以用于传输，以及对从天线接收到的分组进行解调。
在一些情况下，无线设备可以包括单个天线2040。然而，在一些情况下，该设备可以具有一个以上的天线2040，其可以是能够同时发送或者接收多个无线传输的。
I/O控制器2045可以管理针对设备2005的输入和输出信号。I/O控制器2045还可以管理没有集成到设备2005中的外围设备。在一些情况下，I/O控制器2045可以表示到外部外围设备的物理连接或端口。在一些情况下，I/O控制器2045可以利用诸如
Figure BDA0002379620240000571
Figure BDA0002379620240000572
的操作系统或者另一已知的操作系统。在其它情况下，I/O控制器2045可以表示以下各项或与以下各项进行交互：调制解调器、键盘、鼠标、触摸屏或类似设备。在一些情况下，I/O控制器2045可以被实现为处理器的一部分。在一些情况下，用户可以经由I/O控制器2045或经由I/O控制器2045所控制的硬件组件与设备2005进行交互。
图21示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线设备2105的方块图2100。无线设备2105可以是如本文描述的UE 115的各方面的示例。无线设备2105可以是如本文描述的发送飞行器705的各方面的示例。在一些情况下，无线设备2105可以与飞行器205集成在一起。无线设备2105可以包括接收机2110、发送飞行器通信管理器2115和发射机2120。无线设备2105还可以包括处理器。这些组件中的每一个组件可以彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
接收机2110可以接收诸如分组、用户数据或与各种信息信道(例如，与用于飞行器的定向波束网状网络相关的控制信道、数据信道以及信息等)相关联的控制信息之类的信息。可以将信息传递给该设备的其它组件。接收机2110可以是参考图24描述的收发机2435的各方面的示例。接收机2110可以利用单个天线或一组天线。
发送飞行器通信管理器2115和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任意组合中实现。如果在由处理器执行的软件中实现，则发送飞行器通信管理器2115和/或其各个子组件中的至少一些子组件的功能可以由被设计为执行本公开内容中描述的功能的通用处理器、DSP、ASIC、FPGA或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或其任意组合来执行。发送飞行器通信管理器2115可以是参考图24描述的发送飞行器通信管理器2415的各方面的示例。
发送飞行器通信管理器2115和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以在物理上位于各个位置处，包括被分布以使得由一个或多个物理设备在不同的物理位置处实现功能中的部分功能。在一些示例中，根据本公开内容的各个方面，发送飞行器通信管理器2115和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以是分离且不同的组件。在其它示例中，根据本公开内容的各个方面，发送飞行器通信管理器2115和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以与一个或多个其它硬件组件(包括但不限于I/O组件、收发机、网络服务器、另一计算设备、本公开内容中描述的一个或多个其它组件、或其组合)进行组合。
发送飞行器通信管理器2115可以是第一飞行器的一部分，并且可以直接与第二飞行器建立无线通信链路。发送飞行器通信管理器2115可以识别要在第一飞行器的飞行期间向第二飞行器发送的第一组关键飞行信息。
发射机2120可以发送该设备的其它组件所生成的信号。在一些示例中，发射机2120可以与接收机2110共置于收发机模块中。例如，发射机2120可以是参考图24描述的收发机2435的各方面的示例。发射机2120可以利用单个天线或一组天线。发射机2120可以使用无线通信链路来向第二飞行器发送第一组关键飞行信息。
图22示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线设备2205的方块图2200。无线设备2205可以是无线设备2105、发送飞行器705、飞行器205或UE 115的各方面的示例。无线设备2205可以包括接收机2210、发送飞行器通信管理器2215和发射机2220。无线设备2205还可以包括处理器。这些组件中的每一个组件可以彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
接收机2210可以接收诸如分组、用户数据或与各种信息信道(例如，与用于飞行器的定向波束网状网络相关的控制信道、数据信道以及信息等)相关联的控制信息之类的信息。可以将信息传递给该设备的其它组件。接收机2210可以是参考图24描述的收发机2435的各方面的示例。接收机2210可以利用单个天线或一组天线。
发送飞行器通信管理器2215可以是参考图24描述的发送飞行器通信管理器2415的各方面的示例。发送飞行器通信管理器2215还可以包括网状链路管理器2225和飞行信息管理器2230。
网状链路管理器2225可以是第一飞行器的一部分，并且可以直接与第二飞行器建立无线通信链路。在一些情况下，无线通信链路是飞行器到飞行器网状网络的无线网状网络通信链路。在一些情况下，无线网状网络通信链路包括至少一个定向发送波束，并且第一组关键飞行信息是使用无线网状网络通信链路的至少一个定向发送波束被发送给第二飞行器的。
飞行信息管理器2230可以识别要在第一飞行器的飞行期间向第二飞行器发送的第一组关键飞行信息。在一些情况下，关键飞行信息包括飞行记录器数据、驾驶舱语音记录器数据、指示第一飞行器的操作的飞行器操作数据、或其组合。
发射机2220可以发送该设备的其它组件所生成的信号。在一些示例中，发射机2220可以与接收机2210共置于收发机模块中。例如，发射机2220可以是参考图24描述的收发机2435的各方面的示例。发射机2220可以利用单个天线或一组天线。
图23示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的发送飞行器通信管理器2315的方块图2300。发送飞行器通信管理器2315可以是参考图21、22和24描述的发送飞行器通信管理器2415的各方面的示例。发送飞行器通信管理器2315可以包括网状链路管理器2320、飞行信息管理器2325、离散传输管理器2330、数据管理器2335、重传管理器2340、配对管理器2345、带宽管理器2350、数据划分管理器2355、遇险管理器2360、缓冲器管理器2365和通信路径管理器2370。这些模块中的每一个模块可以直接或间接地彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
网状链路管理器2320可以是第一飞行器的一部分，并且可以直接与第二飞行器建立无线通信链路。在一些情况下，无线通信链路是飞行器到飞行器网状网络的无线网状网络通信链路。在一些情况下，无线网状网络通信链路包括至少一个定向发送波束，并且第一组关键飞行信息是使用无线网状网络通信链路的至少一个定向发送波束被发送给第二飞行器的。
飞行信息管理器2325可以识别要在第一飞行器的飞行期间向第二飞行器发送的第一组关键飞行信息。在一些情况下，关键飞行信息包括飞行记录器数据、驾驶舱语音记录器数据、指示第一飞行器的操作的飞行器操作数据、或其组合。
离散传输管理器2330可以向第二飞行器发送第一组关键飞行信息。发送第一组关键飞行信息可以包括在离散时间发送第一组关键飞行记录器信息的离散子集。
数据管理器2335可以将第一组关键飞行信息存储在包括飞行记录器的本地存储空间中。
重传管理器2340可以从本地存储空间取得第一组关键飞行信息，以使用无线通信链路将其发送给第二飞行器。
配对管理器2345可以识别已经与第一飞行器建立了无线通信链路的所连接的飞行器的集合。配对管理器2345可以从所连接的飞行器的集合中选择要与其共享关键飞行信息的飞行器集合。配对管理器2345可以向飞行器集合发送查询，以询问飞行器集合中的每个飞行器是否能够存储第一飞行器的关键飞行信息。在一些情况下，飞行器集合是基于以下各项来选择的：连接到所连接的飞行器的集合中的每个飞行器的飞行器数量、所连接的飞行器的集合中的每个飞行器的存储容量、所连接的飞行器的集合中的每个飞行器的目的地、所连接的飞行器的集合中的每个飞行器的飞行路径、所连接的飞行器的集合中的每个飞行器相对于第一飞行器的行进方向、第一飞行器与所连接的飞行器的集合中的每个飞行器之间的预测接触时间、或其组合。
带宽管理器2350可以识别所连接的飞行器的集合的每个已建立的无线通信链路的可用带宽。当带宽管理器2350识别所连接的飞行器的集合的每个已建立的无线通信链路的可用带宽时，选择飞行器集合可以是基于每个已建立的无线通信链路的可用带宽的。带宽管理器2350可以识别所连接的飞行器的集合中的每个飞行器与地面服务器的可用带宽。当带宽管理器2350识别所连接的飞行器的集合中的每个飞行器与地面服务器的可用带宽时，选择飞行器集合可以是基于与地面服务器的可用带宽的。
数据划分管理器2355可以将第一组关键飞行信息划分成不同部分，并且使用无线通信链路集合将第一组关键飞行信息的每个部分发送到与第一飞行器通信地耦合的不同飞行器。第二飞行器可以是接收第一组关键飞行信息的一部分的不同飞行器中的一个飞行器。
遇险管理器2360可以使用无线通信链路来识别第一飞行器的遇险状况。遇险管理器2360可以向具有与第一飞行器的已建立的无线通信链路的所连接的飞行器的集合发送对遇险状况的指示。遇险管理器2360可以基于识别遇险状况来识别要在第一飞行器的飞行期间向第二飞行器发送的不同于第一组关键飞行信息的第二组关键飞行信息。遇险管理器2360可以使用无线通信链路来向第二飞行器发送第二组关键飞行信息，并且基于识别遇险状况来直接与一个或多个另外的飞行器建立一个或多个另外的无线通信链路。在一些情况下，第二组关键飞行信息包括基于识别遇险状况将第二组关键飞行信息发送到未通过无线通信链路与第一飞行器连接的另一飞行器的指令。在一些情况下，该指示与关键飞行信息的传输包括在一起。
缓冲器管理器2365可以基于识别遇险状况，来使用无线通信链路向第二飞行器发送经缓冲的关键飞行信息。
通信路径管理器2370可以包括关于网状网络的不直接与发送飞行器连接的其它节点的信息。在一些情况下，第一组关键飞行信息包括用于存储第一组关键飞行信息并且将第一组关键飞行信息发送到未使用第二无线通信链路与第一飞行器连接的另一飞行器的指令。
图24示出了根据本公开内容的各方面的包括支持用于飞行器的定向波束网状网络的设备2405的系统2400的图。设备2405可以是如上所述的发送飞行器705或UE 115的示例或者包括这些设备的组件。设备2405可以包括用于双向语音和数据通信的组件，包括用于发送和接收通信的组件，包括：发送飞行器通信管理器2415、处理器2420、存储器2425、软件2430、收发机2435以及I/O控制器2440。这些组件可以经由一个或多个总线(例如，总线2410)进行电子通信。设备2405可以与一个或多个飞行器205、一个或多个地面服务器210、一个或多个基站230和/或一个或多个卫星235进行无线通信。
处理器2420可以包括智能硬件设备(例如，通用处理器、DSP、CPU、微控制器、ASIC、FPGA、可编程逻辑设备、分立门或晶体管逻辑组件、分立硬件组件或其任意组合)。在一些情况下，处理器2420可以被配置为使用存储器控制器来操作存储器阵列。在其它情况下，存储器控制器可以集成到处理器2420中。处理器2420可以被配置为执行存储在存储器中的计算机可读指令，以执行各种功能(例如，支持用于飞行器的定向波束网状网络的功能或任务)。
存储器2425可以包括RAM和ROM。存储器2425可以存储包括指令的计算机可读、计算机可执行软件2430，所述指令在被执行时使得处理器执行本文描述的各种功能。在一些情况下，除此之外，存储器2425还可以包含BIOS，所述BIOS可以控制基本硬件或软件操作(诸如与外围组件或设备的交互)。
软件2430可以包括用于实现本公开内容的各方面的代码，包括用于支持用于飞行器的定向波束网状网络的代码。软件2430可以被存储在非暂时性计算机可读介质(诸如，系统存储器或其它存储器)中。在一些情况下，软件2430可以不是由处理器直接可执行的，而是可以使得计算机(例如，当被编译和被执行时)执行本文所描述的功能。
收发机2435可以经由如上所述的一个或多个天线、有线或无线链路双向地进行通信。例如，收发机2435可以表示无线收发机，并且可以与另一无线收发机双向地通信。收发机2435还可以包括调制解调器，用于对分组进行调制并且将经调制的分组提供给天线以用于传输，以及对从天线接收到的分组进行解调。
在一些情况下，无线设备可以包括单个天线2440。然而，在一些情况下，该设备可以具有一个以上的天线2440，其可以是能够同时发送或者接收多个无线传输的。
I/O控制器2445可以管理针对设备2405的输入和输出信号。I/O控制器2445还可以管理没有集成到设备2405中的外围设备。在一些情况下，I/O控制器2445可以表示到外部外围设备的物理连接或端口。在一些情况下，I/O控制器2445可以利用诸如
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的操作系统或者另一已知的操作系统。在其它情况下，I/O控制器2445可以表示以下各项或与以下各项进行交互：调制解调器、键盘、鼠标、触摸屏或类似设备。在一些情况下，I/O控制器2445可以被实现为处理器的一部分。在一些情况下，用户可以经由I/O控制器2445或经由I/O控制器2445所控制的硬件组件与设备2405进行交互。
图25示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线设备2505的方块图2500。无线设备2505可以是如本文描述的UE 115的各方面的示例。无线设备2505可以是如本文描述的接收飞行器710的各方面的示例。在一些情况下，无线设备2505可以与飞行器205集成在一起。无线设备2505可以包括接收机2510、接收飞行器通信管理器2515和发射机2520。无线设备2505还可以包括处理器。这些组件中的每一个组件可以彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
接收机2510可以接收诸如分组、用户数据或与各种信息信道(例如，与用于飞行器的定向波束网状网络相关的控制信道、数据信道以及信息等)相关联的控制信息之类的信息。可以将信息传递给该设备的其它组件。接收机2510可以是参考图28描述的收发机2835的各方面的示例。接收机2510可以利用单个天线或一组天线。接收器2510可以在第一飞行器的飞行期间使用无线通信链路从第二飞行器接收关键飞行信息。
接收飞行器通信管理器2515可以是参考图28描述的接收飞行器通信管理器2815的各方面的示例。接收飞行器通信管理器2515和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任意组合中实现。如果在由处理器执行的软件中实现，则接收飞行器通信管理器2515和/或其各个子组件中的至少一些子组件的功能可以由被设计为执行本公开内容中描述的功能的通用处理器、DSP、ASIC、FPGA或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或其任意组合来执行。接收飞行器通信管理器2515和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以在物理上位于各个位置处，包括被分布以使得由一个或多个物理设备在不同的物理位置处实现功能中的部分功能。
在一些示例中，根据本公开内容的各个方面，接收飞行器通信管理器2515和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以是分离且不同的组件。在其它示例中，根据本公开内容的各个方面，接收飞行器通信管理器2515和/或其各个子组件中的至少一些子组件可以与一个或多个其它硬件组件(包括但不限于I/O组件、收发机、网络服务器、另一计算设备、本公开内容中描述的一个或多个其它组件、或其组合)进行组合。
接收飞行器通信管理器2515可以是第一飞行器的一部分，并且可以直接与第二飞行器建立无线通信链路，并且将关键飞行信息存储到第一飞行器的存储器中。
发射机2520可以发送该设备的其它组件所生成的信号。在一些示例中，发射机2520可以与接收机2510共置于收发机模块中。例如，发射机2520可以是参考图28描述的收发机2835的各方面的示例。发射机2520可以利用单个天线或一组天线。
图26示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的无线设备2605的方块图2600。无线设备2605可以是如参考图25描述的无线设备2505、接收飞行器710、飞行器205或UE 115的各方面的示例。无线设备2605可以包括接收机2610、接收飞行器通信管理器2615和发射机2620。无线设备2605还可以包括处理器。这些组件中的每一个组件可以彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
接收机2610可以接收诸如分组、用户数据或与各种信息信道(例如，与用于飞行器的定向波束网状网络相关的控制信道、数据信道以及信息等)相关联的控制信息之类的信息。可以将信息传递给该设备的其它组件。接收机2610可以是参考图28描述的收发机2835的各方面的示例。接收机2610可以利用单个天线或一组天线。
接收飞行器通信管理器2615可以是参考图28描述的接收飞行器通信管理器2815的各方面的示例。接收飞行器通信管理器2615还可以包括网状链路管理器2625和数据管理器2630。
网状链路管理器2625可以通过第一飞行器直接与第二飞行器建立无线通信链路。数据管理器2630可以将关键飞行信息存储到第一飞行器的存储器中。
发射机2620可以发送该设备的其它组件所生成的信号。在一些示例中，发射机2620可以与接收机2610共置于收发机模块中。例如，发射机2620可以是参考图28描述的收发机2835的各方面的示例。发射机2620可以利用单个天线或一组天线。
图27示出了根据本公开内容的各方面的支持用于飞行器的定向波束网状网络的接收飞行器通信管理器2715的方块图2700。接收飞行器通信管理器2715可以是参考图25、26和28描述的接收飞行器通信管理器2815的各方面的示例。接收飞行器通信管理器2715可以包括网状链路管理器2720、数据管理器2725、遇险管理器2730、重传管理器2735、服务器管理器2740和清除管理器2745。这些模块中的每一个模块可以直接或间接地彼此通信(例如，经由一个或多个总线)。
网状链路管理器2720可以是第一飞行器的一部分，并且可以直接与第二飞行器建立无线通信链路。数据管理器2725可以将关键飞行信息存储到第一飞行器的存储器中。遇险管理器2730可以使用无线通信链路来接收对第二飞行器的遇险状况的指示。
重传管理器2735可以基于接收到指示，来使用第二无线通信链路向不同于第二飞行器的第三飞行器发送关键飞行信息。在完成飞行之后，服务器管理器2740可以向地面服务器发送第二飞行器的关键飞行信息。
清除管理器2745可以识别第二飞行器在没有遇险状况的情况下完成了其飞行，并且基于识别第二飞行器在没有遇险状况的情况下完成了其飞行来从第一飞行器的存储器中清除关键飞行信息。
图28示出了根据本公开内容的各方面的包括支持用于飞行器的定向波束网状网络的设备2805的系统2800的图。设备2805可以是如上所述的接收飞行器710或UE 115的示例或者包括这些设备的组件。设备2805可以包括用于双向语音和数据通信的组件，包括用于发送和接收通信的组件，包括：接收飞行器通信管理器2815、处理器2820、存储器2825、软件2830、收发机2835以及I/O控制器2840。这些组件可以经由一个或多个总线(例如，总线2810)进行电子通信。设备2805可以与一个或多个飞行器205、一个或多个地面服务器210、一个或多个基站230和/或一个或多个卫星235进行无线通信。
处理器2820可以包括智能硬件设备(例如，通用处理器、DSP、CPU、微控制器、ASIC、FPGA、可编程逻辑设备、分立门或晶体管逻辑组件、分立硬件组件或其任意组合)。在一些情况下，处理器2820可以被配置为使用存储器控制器来操作存储器阵列。在其它情况下，存储器控制器可以集成到处理器2820中。处理器2820可以被配置为执行存储在存储器中的计算机可读指令，以执行各种功能(例如，支持用于飞行器的定向波束网状网络的功能或任务)。
存储器2825可以包括RAM和ROM。存储器2825可以存储包括指令的计算机可读、计算机可执行软件2830，所述指令在被执行时使得处理器执行本文描述的各种功能。在一些情况下，除此之外，存储器2825还可以包含BIOS，所述BIOS可以控制基本硬件或软件操作(诸如与外围组件或设备的交互)。
软件2830可以包括用于实现本公开内容的各方面的代码，包括用于支持用于飞行器的定向波束网状网络的代码。软件2830可以被存储在非暂时性计算机可读介质(诸如，系统存储器或其它存储器)中。在一些情况下，软件2830可以不是由处理器直接可执行的，而是可以使得计算机(例如，当被编译和被执行时)执行本文所描述的功能。
收发机2835可以经由如上所述的一个或多个天线、有线或无线链路双向地进行通信。例如，收发机2835可以表示无线收发机，并且可以与另一无线收发机双向地通信。收发机2835还可以包括调制解调器，用于对分组进行调制并且将经调制的分组提供给天线以用于传输，以及对从天线接收到的分组进行解调。
在一些情况下，无线设备可以包括单个天线2840。然而，在一些情况下，该设备可以具有一个以上的天线2840，其可以是能够同时发送或者接收多个无线传输的。
I/O控制器2845可以管理针对设备2805的输入和输出信号。I/O控制器2845还可以管理没有集成到设备2805中的外围设备。在一些情况下，I/O控制器2845可以表示到外部外围设备的物理连接或端口。在一些情况下，I/O控制器2845可以利用诸如
Figure BDA0002379620240000671
Figure BDA0002379620240000672
的操作系统或者另一已知的操作系统。在其它情况下，I/O控制器2845可以表示以下各项或与以下各项进行交互：调制解调器、键盘、鼠标、触摸屏或类似设备。在一些情况下，I/O控制器2845可以被实现为处理器的一部分。在一些情况下，用户可以经由I/O控制器2845或经由I/O控制器2845所控制的硬件组件与设备2805进行交互。
图29示出了说明根据本公开内容的各方面的用于飞行器的定向波束网状网络的方法2900的流程图。方法2900的操作可以由如本文描述的发现飞行器405、505或其组件来实现。例如，方法2900的操作可以由如参考图9至12描述的发现飞行器通信管理器来执行。在一些示例中，发现飞行器405、505可以执行代码集以控制设备的功能元件以执行下文描述的功能。另外或替代地，发现飞行器405、505可以使用专用硬件执行下文描述的功能的各方面。
在方块2905处，该方法可以包括：在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路来接收第二飞行器的飞行数据。方块2905的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块2905的操作的各方面可以由如参考图9至12描述的飞行数据管理器来执行。
在方块2910处，该方法可以包括：至少部分地基于飞行数据来确定发现模式，该发现模式具有将用于发现第二飞行器的至少一个波束方向。方块2910的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块2910的操作的各方面可以由如参考图9至12描述的模式管理器来执行。
在方块2915处，该方法可以包括：在发现模式的至少一个波束方向上发送至少一个定向发送波束。方块2915的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块2915的操作的各方面可以由如参考图9至12描述的发射机来执行。
在方块2920处，该方法可以包括：至少部分地基于所发送的至少一个定向发送波束来直接在第一飞行器与第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路。方块2920的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块2920的操作的各方面可以由如参考图9至12描述的网状链路管理器来执行。
图30示出了说明根据本公开内容的各方面的用于飞行器的定向波束网状网络的方法3000的流程图。方法3000的操作可以由如本文描述的目标飞行器405、510或其组件来实现。例如，方法3000的操作可以由如参考图13至16描述的目标飞行器通信管理器来执行。在一些示例中，目标飞行器405、510可以执行代码集以控制设备的功能元件以执行下文描述的功能。另外或替代地，目标飞行器405、510可以使用专用硬件执行下文描述的功能的各方面。
在方块3005处，该方法可以包括：在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路来接收第二飞行器的飞行数据。方块3005的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块3005的操作的各方面可以由如参考图13至16描述的飞行数据管理器来执行。
在方块3010处，该方法可以包括：至少部分地基于第二飞行器的飞行数据来确定具有至少一个波束方向的监听模式。方块3010的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块3010的操作的各方面可以由如参考图13至16描述的模式管理器来执行。
在方块3015处，该方法可以包括：使用指向监听模式的至少一个波束方向的至少一个定向接收波束来接收由第二飞行器发送的定向发送波束。方块3015的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块3015的操作的各方面可以由如参考图13至16描述的接收机来执行。
在方块3020处，该方法可以包括：至少部分地基于从第二飞行器接收到定向发送波束，来直接在第一飞行器与第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路。方块3020的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块3020的操作的各方面可以由如参考图13至16描述的网状链路管理器来执行。
图31示出了说明根据本公开内容的各方面的用于飞行器的定向波束网状网络的方法3100的流程图。方法3100的操作可以由如本文描述的地面服务器210或其组件来实现。例如，方法3100的操作可以由如参考图17至20描述的地面服务器通信管理器来执行。在一些示例中，地面服务器210可以执行代码集以控制设备的功能元件以执行下文描述的功能。另外或替代地，地面服务器210可以使用专用硬件执行下文描述的功能的各方面。
在方块3105处，该方法可以包括：使用无线网络来从多个飞行器接收空中交通信息。方块3105的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块3105的操作的各方面可以由如参考图17至20描述的空中交通管理器来执行。
在方块3110处，该方法可以包括：从多个飞行器中识别第一飞行器作为用于直接与多个飞行器中的至少一个飞行器建立第二无线网络的一个或多个第二通信链路的节点。方块3110的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块3110的操作的各方面可以由如参考图17至20描述的发现模式管理器来执行。
在方块3115处，该方法可以包括：至少部分地基于以下项来从多个飞行器中识别供第一飞行器尝试与之进行通信的第二飞行器：第一飞行器和第二飞行器的位置。方块3115的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块3115的操作的各方面可以由如参考图17至20描述的发现模式管理器来执行。
在方块3120处，该方法可以包括：使用第一无线网络的第一通信链路来向第一飞行器发送第二飞行器的飞行数据。方块3120的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块3120的操作的各方面可以由如参考图17至20描述的发射机来执行。
图32示出了说明根据本公开内容的各方面的用于飞行器的定向波束网状网络的方法3200的流程图。方法3200的操作可以由如本文描述的发送飞行器705或其组件来实现。例如，方法3200的操作可以由如参考图21至24描述的发送飞行器通信管理器来执行。在一些示例中，发送飞行器705可以执行代码集以控制设备的功能元件以执行下文描述的功能。另外或替代地，发送飞行器705可以使用专用硬件执行下文描述的功能的各方面。
在方块3205处，该方法可以包括：通过第一飞行器直接与第二飞行器建立无线通信链路。方块3205的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块3205的操作的各方面可以由如参考图21至24描述的网状链路管理器来执行。
在方块3210处，该方法可以包括：识别要在第一飞行器的飞行期间向第二飞行器发送的第一组关键飞行信息。方块3210的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块3210的操作的各方面可以由如参考图21至24描述的飞行信息管理器来执行。
在方块3215处，该方法可以包括：使用无线通信链路来向第二飞行器发送第一组关键飞行信息。方块3215的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块3215的操作的各方面可以由如参考图21至24描述的发射机来执行。
图33示出了说明根据本公开内容的各方面的用于飞行器的定向波束网状网络的方法3300的流程图。方法3300的操作可以由如本文描述的接收飞行器710或其组件来实现。例如，方法3300的操作可以由如参考图25至28描述的接收飞行器通信管理器来执行。在一些示例中，接收飞行器710可以执行代码集以控制设备的功能元件以执行下文描述的功能。另外或替代地，接收飞行器710可以使用专用硬件执行下文描述的功能的各方面。
在方块3305处，该方法可以包括：通过第一飞行器直接与第二飞行器建立无线通信链路。方块3305的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块3305的操作的各方面可以由如参考图25至28描述的网状链路管理器来执行。
在方块3310处，该方法可以包括：在第一飞行器的飞行期间使用无线通信链路从第二飞行器接收关键飞行信息。方块3310的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块3310的操作的各方面可以由如参考图25至28描述的接收机来执行。
在方块3315处，该方法可以包括：将关键飞行信息存储到第一飞行器的存储器中。方块3315的操作可以根据本文描述的方法来执行。在某些示例中，方块3315的操作的各方面可以由如参考图25至28描述的数据管理器来执行。
应当注意的是，上文描述的方法描述了可能的实现方式，并且操作和步骤可以被重新排列或者以其它方式修改，并且其它实现方式是可能的。此外，来自两种或更多种方法的各方面可以被组合。例如，来自参考图29、30、31、32或33描述的方法2900、3000、3100、3200或3300中的两种或更多种方法的各方面可以被组合。
本文描述的技术可以用于各种无线通信系统，诸如码分多址(CMDA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)和其它系统。CDMA系统可以实现诸如CDMA2000、通用陆地无线电接入(UTRA)等的无线电技术。CDMA2000涵盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。IS-2000版本通常可以被称为CDMA2000 1X、1X等。IS-856(TIA-856)通常被称为CDMA2000 1xEV-DO、高速分组数据(HRPD)等。UTRA包括宽带CDMA(WCDMA)和CDMA的其它变型。TDMA系统可以实现诸如全球移动通信系统(GSM)之类的无线电技术。
OFDMA系统可以实现诸如超移动宽带(UMB)、演进型UTRA(E-UTRA)、电气与电子工程师协会(IEEE)802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、闪速-OFDM等的无线电技术。UTRA和E-UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。LTE和LTE-A是UMTS的使用E-UTRA的版本。在来自名称为“第3代合作伙伴计划”(3GPP)的组织的文档中描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A、NR和GSM。在来自名称为“第3代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文档中描述了CDMA2000和UMB。本文中描述的技术可以用于上文提及的系统和无线电技术以及其它系统和无线电技术。虽然可能出于举例的目的，描述了LTE或NR系统的各方面，并且可能在大部分的描述中使用了LTE或NR术语，但是本文中描述的技术可以适用于LTE或NR应用之外的范围。
宏小区通常覆盖相对大的地理区域(例如，半径为若干千米)，并且可以允许由具有与网络提供商的服务订制的UE 115进行的不受限制的接入。相比于宏小区，小型小区可以与较低功率的基站105相关联，并且小型小区可以在与宏小区相同或不同(例如，经许可、免许可等)的频带中操作。根据各个示例，小型小区可以包括微微小区、毫微微小区和微小区。例如，微微小区可以覆盖小的地理区域，并且可以允许由具有与网络提供商的服务订制的UE 115进行的不受限制的接入。毫微微小区也可以覆盖小的地理区域(例如，住宅)，并且可以提供由与该毫微微小区具有关联的UE 115(例如，封闭用户组(CSG)中的UE 115、针对住宅中的用户的UE 115等)进行的受限制的接入。针对宏小区的eNB可以被称为宏eNB。针对小型小区的eNB可以被称为小型小区eNB、微微eNB、毫微微eNB或家庭eNB。eNB可以支持一个或多个(例如，两个、三个、四个等)小区，以及还可以支持使用一个或多个分量载波的通信。
本文中描述的无线通信系统100或多个系统可以支持同步或异步操作。对于同步操作，基站105可以具有相似的帧时序，并且来自不同基站105的传输可以在时间上近似对齐。对于异步操作，基站105可以具有不同的帧时序，并且来自不同基站105的传输可以不在时间上对齐。本文中描述的技术可以用于同步或异步操作。
本文中描述的信息和信号可以使用各种不同的技术和方法中的任何技术和方法来表示。例如，可能遍及上文描述所提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。
结合本文的公开内容描述的各种说明性的方块和模块可以利用被设计为执行本文所述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件(PLD)、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或者其任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是在替代方式中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合(例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合、或者任何其它这种配置)。
本文中所描述的功能可以在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任意组合中实现。如果在由处理器执行的软件中实现，所述功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过其进行发送。其它示例和实现方式在本公开内容和所附权利要求的范围之内。例如，由于软件的性质，上文描述的功能可以使用由处理器执行的软件、硬件、固件、硬接线或这些项中的任意项的组合来实现。实现功能的特征还可以在物理上位于各个位置处，包括被分布为使得功能中的各部分功能在不同的物理位置处实现。
计算机可读介质包括非暂时性计算机存储介质和通信介质二者，通信介质包括促进将计算机程序从一个地方传送到另一个地方的任何介质。非暂时性存储介质可以是能够由通用计算机或专用计算机访问的任何可用介质。通过举例而非限制的方式，非暂时性计算机可读介质可以包括RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪速存储器、压缩光盘(CD)ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能够用于以指令或数据结构的形式携带或存储期望的程序代码单元以及能够由通用或专用计算机、或通用或专用处理器访问的任何其它非暂时性介质。此外，任何连接适当地被称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送的，则同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术被包括在介质的定义内。如本文中所使用的，磁盘和光盘包括CD、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中，磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则利用激光来光学地复制数据。上文的组合也被包括在计算机可读介质的范围内。
如本文所使用的(包括在权利要求中)，如项目列表(例如，以诸如“……中的至少一个”或“……中的一个或多个”之类的短语结束的项目列表)中所使用的“或”指示包含性列表，使得例如A、B或C中的至少一个的列表意指A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即A和B和C)。此外，如本文所使用的，短语“基于”不应当被解释为对封闭的条件集合的引用。例如，在不脱离本公开内容的范围的情况下，被描述为“基于条件A”的示例性步骤可以基于条件A和条件B两者。换句话说，如本文所使用的，应当以与解释短语“至少部分地基于”相同的方式来解释短语“基于”。
本文所描述的功能可以在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任意组合中实现。如果在由处理器执行的软件中实现，则所述功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过其进行传输。其它示例和实现方式在本公开内容和所附的权利要求的范围和精神内。例如，由于软件的特性，所以可以使用由处理器执行的软件、硬件、固件、硬连线或这些中的任意项的组合来实现以上描述的功能。用于实现功能的特征还可以在物理上位于各个位置，包括被分布以使得在不同的物理位置上实现功能中的部分功能。如本文所使用的(包括在权利要求书中)，当在具有两个或更多个项目的列表中使用术语“和/或”时，其意指所列出的项目中的任何一个项目可以被其本身所采用，或者所列出的项目中的两个或更多个项目的任意组合可以被采用。例如，如果将组成描述为包含组成部分A、B和/或C，则该组成可以包含：单独的A；单独的B；单独的C；A和B的组合；A和C的组合；B和C的组合；或者A、B和C的组合。此外，如本文所使用的(包括在权利要求书中)，项目列表(例如，以诸如“……中的至少一个”或“……中的一个或多个”的短语结束的项目列表)中所使用的“或”指示包含性列表，使得例如提及项目列表中的“……中的至少一个”的短语是指那些项目的任意组合，包括单个成员。作为一个示例，“A、B或C中的至少一个”旨在涵盖：A、B、C、A-B、A-C、B-C和A-B-C、以及与相同元素的倍数的任意组合(例如，A-A、A-A-A、A-A-B、A-A-C、A-B-B、A-C-C、B-B、B-B-B、B-B-C、C-C和C-C-C、或A、B和C的任何其它排序)。
在附图中，相似的组件或特征可以具有相同的附图标记。此外，相同类型的各种组件可以通过在附图标记后跟随有破折号和第二标记进行区分，所述第二标记用于在相似组件之间进行区分。如果在说明书中仅使用了第一附图标记，则描述适用于具有相同的第一附图标记的相似组件中的任何一个组件，而不考虑第二附图标记或其它后续附图标记。
本文结合附图阐述的描述对示例配置进行了描述，而不表示可以实现或在权利要求的范围内的所有示例。本文所使用的术语“示例性”意味着“用作示例、实例或说明”，而不是“优选的”或者“比其它示例有优势”。出于提供对所描述的技术的理解的目的，详细描述包括具体细节。但是，可以在没有这些具体细节的情况下实施这些技术。在一些实例中，公知的结构和设备以方块图的形式示出，以便避免使所描述的示例的概念模糊不清。
为使本领域技术人员能够实现或者使用本公开内容，提供了本文中的描述。对于本领域技术人员来说，对本公开内容的各种修改将是显而易见的，并且在不脱离本公开内容的范围的情况下，本文中定义的总体原理可以应用于其它变型。因此，本公开内容不限于本文中描述的示例和设计，而是要符合与本文中公开的原理和新颖特征相一致的最广泛的范围。

Claims (30)

1.一种用于无线通信的方法，包括：
在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路来接收第二飞行器的飞行数据；
至少部分地基于所述飞行数据来确定发现模式，所述发现模式具有将用于发现所述第二飞行器的至少一个波束方向；
在所述发现模式的至少一个波束方向上发送至少一个定向发送波束；以及
至少部分地基于所发送的至少一个定向发送波束来直接在所述第一飞行器与所述第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第二无线网络是无线网状网络。
3.根据权利要求2所述的方法，其中：
在所述第一无线网络中使用的第一射频频谱带不同于在所述第二无线网络中使用的第二射频频谱带。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
至少部分地基于所述第二飞行器的所述飞行数据来确定所述第二飞行器的多个预测位置，其中，确定所述发现模式是至少部分地基于确定所述多个预测位置的。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述第一飞行器的当前位置和当前矢量，其中，确定所述发现模式是至少部分地基于所述第一飞行器的所述当前位置和所述当前矢量的。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
接收与所述第二飞行器相关联的环境条件信息，其中，确定所述发现模式是至少部分地基于所述环境条件信息的。
7.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述飞行数据包括所述第二飞行器的位置信息和矢量信息，其中，确定所述发现模式是至少部分地基于所述位置信息和所述矢量信息的。
8.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述飞行数据包括所述第二飞行器的未来飞行路径信息，其中，确定所述发现模式是至少部分地基于所述未来飞行路径信息的。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使用第三通信链路来从第三飞行器接收数据，所述第三通信链路是无线网状网络的一部分；
将所述第二飞行器识别为所述数据的预期接收者；以及
至少部分地基于将所述第二飞行器识别为所述数据的所述预期接收者，来使用所述第二通信链路向所述第二飞行器发送所述数据。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括：
向所述第二飞行器发送消息，所述消息指示所述第一飞行器是所述第二无线网络的通信路径中的节点。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使用所述第一无线网络的所述第一通信链路从地面服务器接收路由信息，所述路由信息指示在所述第一飞行器与在所述第一飞行器的覆盖区域之外的其它飞行器之间使用所述第二无线网络的一个或多个通信路径；以及
至少部分地基于所述路由信息来向所述其它飞行器中的一个飞行器发送数据。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使用所述第二通信链路来从所述第二飞行器接收所述第二飞行器的经更新的飞行数据；以及
至少部分地基于从所述第二飞行器接收的所述经更新的飞行数据来发起波束细化过程。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使用指向具有至少一个波束方向的监听模式的至少一个波束方向的至少一个定向接收波束来接收由所述第二飞行器发送的定向发送波束，其中，直接在所述第一飞行器与所述第二飞行器之间建立所述第二通信链路是至少部分地基于从所述第二飞行器接收所述定向发送波束的。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
至少部分地基于所述第二飞行器的所述飞行数据来确定所述监听模式，其中，从所述第二飞行器接收所述定向发送波束是至少部分地基于所述监听模式的。
15.根据权利要求1所述的方法，还包括：
识别所述第二无线网络的要在发现过程期间使用的多个通信资源，其中，所述通信资源的第一集合用于发送定向发送波束，并且所述通信资源的第二集合用于监听发送波束，并且其中，发送所述至少一个定向发送波束是在所述通信资源的所述第一集合期间完成的。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
使用所述第一通信链路来从地面服务器接收对所述多个通信资源的指示，其中，识别所述多个通信资源是至少部分地基于接收所述指示的。
17.根据权利要求1所述的方法，还包括：
作为发现过程的一部分，朝着所述第二飞行器发送定向发送波束的突发，所述定向发送波束的突发中的至少一个定向发送波束与所述发现模式中的多个波束方向中的一个波束方向相关联。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
作为所述发现过程的一部分，发送定向发送波束的突发，其中，直接建立所述第二通信链路是至少部分地基于所述定向发送波束的突发的。
19.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使用所述第二通信链路来从所述第二飞行器接收遇险信号；以及
至少部分地基于接收到所述遇险信号，来使对来自所述第二飞行器的关键飞行信息的接收优先于通过所述第二无线网络与其它飞行器的通信。
20.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使用所述第一通信链路来接收多个飞行器的飞行数据；以及
至少部分地基于所述第一飞行器接近于所述多个飞行器中的每个飞行器，来选择所述多个飞行器的、要尝试使用所述第二通信链路与之进行通信的子集。
21.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使用所述第一通信链路来向地面服务器发送所述第一飞行器的当前位置和当前矢量。
22.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一飞行器的所述第一通信链路是与地面单元的地面-飞行器通信链路；或者
所述第一飞行器的所述第一通信链路是与卫星的卫星-飞行器通信链路。
23.一种用于无线通信的方法，包括：
在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路来接收第二飞行器的飞行数据；
至少部分地基于所述第二飞行器的所述飞行数据来确定具有至少一个波束方向的监听模式；
使用指向所述监听模式的至少一个波束方向的至少一个定向接收波束来接收由所述第二飞行器发送的定向发送波束；以及
至少部分地基于从所述第二飞行器接收到所述定向发送波束，来直接在所述第一飞行器与所述第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路。
24.根据权利要求23所述的方法，其中：
所述第二无线网络是无线网状网络。
25.根据权利要求24所述的方法，其中：
在所述第一无线网络中使用的第一射频频谱带不同于在所述第二无线网络中使用的第二射频频谱带。
26.根据权利要求23所述的方法，还包括：
至少部分地基于所述监听模式来确定所述至少一个定向接收波束的波束特性。
27.根据权利要求23所述的方法，还包括：
至少部分地基于所述第二飞行器的所述飞行数据来确定所述第二飞行器的多个预测位置，其中，确定所述监听模式是至少部分地基于确定所述多个预测位置的。
28.根据权利要求23所述的方法，还包括：
确定所述第一飞行器的当前位置和当前矢量，其中，确定所述监听模式是至少部分地基于所述第一飞行器的所述当前位置和所述当前矢量的。
29.一种用于无线通信的方法，包括：
使用无线网络来从多个飞行器接收空中交通信息；
从所述多个飞行器中识别第一飞行器作为用于直接与所述多个飞行器中的至少一个飞行器建立第二无线网络的一个或多个第二通信链路的节点；
至少部分地基于以下项来从所述多个飞行器中识别供所述第一飞行器尝试与之进行通信的第二飞行器：所述第一飞行器和所述第二飞行器的位置；以及
使用所述第一无线网络的第一通信链路来向所述第一飞行器发送所述第二飞行器的飞行数据。
30.一种用于无线通信的装置，包括：
用于在第一飞行器处使用第一无线网络的第一通信链路来接收第二飞行器的飞行数据的单元；
用于至少部分地基于所述飞行数据来确定发现模式的单元，所述发现模式具有将用于发现所述第二飞行器的至少一个波束方向；
用于在所述发现模式的至少一个波束方向上发送至少一个定向发送波束的单元；以及
用于至少部分地基于所发送的至少一个定向发送波束来直接在所述第一飞行器与所述第二飞行器之间建立第二无线网络的第二通信链路的单元。
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