ES2930584T3 - Reducción de interferencias provocadas por vehículos aéreos - Google Patents

Abstract

La presente invención proporciona un método para reducir la interferencia causada por un vehículo aéreo en un sistema de comunicaciones móviles, comprendiendo el método disponer que el vehículo aéreo dirija las transmisiones de radio cuando el vehículo aéreo está en el aire de modo que la dirección de las transmisiones se ajuste para ser dirigida. verticalmente hacia abajo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Reducción de interferencias provocadas por vehículos aéreos

La presente invención se refiere a técnicas para reducir la interferencia en un sistema de comunicación con móviles causada por vehículos aéreos, en particular vehículos aéreos no tripulados, comúnmente denominados ''drones''.

Durante el Plenario 3GPP RAN #75 en marzo de 2017, se describió y se aprobó un nuevo elemento de estudio sobre "soporte mejorado para vehículos aéreos" para los grupos de trabajo de RAN. La motivación para llevar este elemento de estudio al 3GPP se basa en el creciente número de drones (o vehículos aéreos no tripulados, UAV) que están equipados (o pueden estar equipados) con dispositivos de comunicación móvil (equipo de usuario, UE). La tendencia está causada por dos tipos de drones, a saber, los drones que permiten a las personas conectarles teléfonos móviles normales y los drones disponibles en el mercado que están equipados con módems celulares integrados.

Especialmente, se espera que crezcan rápidamente los casos de uso de drones para la entrega de paquetes, búsqueda y rescate, supervisión de infraestructura crítica, conservación de la vida silvestre, cámaras volantes y vigilancia. Y es probable que surjan casos de uso similares en los próximos años. Muchos de los casos de uso mencionados anteriormente podrían beneficiarse de la conexión de drones a sistemas de comunicación celular (por ejemplo, a redes LTE) como un UE. Esto da como resultado situaciones futuras en las que una gran población de drones con módems celulares complementará la población de UE antiguos en (o cerca) de tierra. Por lo tanto, algunos operadores de redes móviles ven la necesidad de preparar mejor sus redes de comunicación celular actuales para el próximo crecimiento del tráfico de datos causado por drones que estén equipados con módems celulares.

Por ejemplo, en altitudes bajas, un dron equipado con un UE generalmente se comporta como un UE convencional, pero en altitudes más altas, las características de propagación de radio cambian y la señal en el enlace ascendente, UL, de un dron puede resultar problemática, ya que se vuelve más visible para múltiples células debido a las condiciones de propagación de la línea de visión.

La señal en el UL transmitida desde un dron volante de este tipo aumenta drásticamente la interferencia en la señal en el UL recibida de las células vecinas, como se muestra en la figura 1. Por lo tanto, la señal en el UL de un dron tiene un impacto negativo en otros UE que residen o están desplegados en tierra (por ejemplo, teléfono inteligente, dispositivo loT, etc.).

La principal diferencia entre las señales en el UL de los drones volantes y los UE convencionales de altitud cero es que el patrón de radiación es muy diferente y, por lo tanto, un patrón de radiación supuesto durante la fase de planificación de la red es incorrecto. Esto se debe principalmente al hecho de que en las posiciones más altas hay menos obstáculos atenuantes entre el UE (dron) y las células vecinas. Bien puede ser que un dron volante atendido por una célula interfiera en una segunda o tercera célula siguiente, lo que se supuso que no era posible para los UE de altitud cero. En otras palabras, la predicción de qué célula es interferida por los UE atendidos por otras células es bastante diferente para los UE volantes y los UE de altitud cero y, como resultado, la planificación de la célula no puede ser óptima y, por lo tanto, las conexiones en el enlace ascendente sufrirán mucho con los UE que operan a grandes altitudes. Estos hechos han sido estudiados y son el motivo de los documentos 3GPP a los que se hace referencia, por lo que los operadores de red tomarán en serio los impactos aquí descritos.

Además, la señal en el UL ampliamente visible de un dron también puede ser problemática para la comunicación de enlace lateral (SL) (por ejemplo, en el ámbito de D2D o V2V), ya que todo el tráfico PC5 (interfaz UE a UE) se define para tener lugar en los recursos en el UL, es decir, en las mismas frecuencias portadoras en el enlace ascendente que se especifican para las transmisiones en el enlace ascendente en el caso de LTE-FDD, y en las mismas sub tramas en el enlace ascendente que se especifican para las transmisiones en el enlace ascendente en el caso de LTE-TDD. La figura 2 muestra la interferencia causada por las señales en el UL de un dron en el canal SL establecido entre dos UE involucrados en el funcionamiento D2D (o V2V) en una célula vecina.

Actualmente, las estaciones base LTE (eNB) tienen dos medidas para limitar o evitar las interferencias en el enlace ascendente causadas por los UE que reciben servicio de una célula vecina, un indicador de sobrecarga, OI, y una indicación de alta interferencia, HII.

Un eNB, que detecta un alto nivel de interferencia en cualquier recurso en el enlace ascendente, puede transmitir un "indicador de sobrecarga", OI, a las células vecinas. El mensaje incluye una indicación de los recursos de radio interferidos. Las células vecinas intentarán entonces asignar diferentes recursos al UE que actualmente utiliza este recurso.

Un eNB que esté a punto de asignar recursos en el enlace ascendente que se transmitirán con alta potencia puede transmitir una indicación de alta interferencia, HII, a las células vecinas con una identificación de los recursos de radio afectados. Las células vecinas receptoras intentarán entonces evitar la asignación de estos recursos.

Otra medida para evitar interferencias con los métodos más avanzados es la aplicación de métodos de formación del haz, es decir, dirigir el haz de transmisión del UE conectado a un dron en dirección al eNB de la célula servidora. Este es un método más sofisticado que requerirá una adaptación frecuente de las antenas adaptativas ya que la dirección del haz debe ajustarse permanentemente mientras el dron se mueve. Además, se requiere un intercambio periódico de información de control entre el UE y el eNB. Las siguientes definiciones se utilizan en el contexto de la formación de haces:

haz eNB-Tx: una configuración de transmisión en el enlace descendente orientada en el eNB que se utiliza para transmitir señales desde la torre al teléfono con una ganancia de antena mejorada.

haz eNB-Rx: una configuración de recepción en el enlace ascendente orientada en el eNB que se utiliza para recibir señales transmitidas desde el teléfono a la torre con una ganancia de antena mejorada.

haz UE-Tx: una configuración de transmisión en el enlace ascendente orientada en el UE que se utiliza para transmitir señales desde el teléfono a la torre con una ganancia de antena mejorada.

haz UE-Rx: una configuración de recepción en el enlace descendente orientada en el UE que se utiliza para recibir señales transmitidas desde la torre al teléfono con una ganancia de antena mejorada.

enlace descendente dirigido: una conexión en el enlace descendente formada por un haz TRP-Tx y un haz UE-RX.

Enlace Ascendente Dirigido: una conexión en el enlace ascendente compuesta por un haz UE-TX y un haz TRP-RX.

De la literatura de patentes, se conoce el ajuste de la inclinación del haz de una antena (US 20120015684 A1) y el ancho del haz (JP 2004229220A) en una estación base en función de la altitud de la propia antena de la estación base o de un terminal (UE). La adaptación de la antena se realiza para dirigir el haz de la antena hacia el UE y reducir la interferencia con otros dispositivos o células. La literatura de patentes no proporciona una adaptación de un ancho del haz de forma autónoma en un UE, es decir, sin señalización dedicada por parte de una estación base. Además, el tamaño de célula estimado no se considera para el cálculo del ancho del haz. Además, se desconoce el proceso de ajuste paso a paso.

Además, de la literatura de patentes EP 2994958 A1 se conoce un método en el que la anchura del haz de un haz orientado hacia tierra se ajusta dinámicamente en función de la altitud del vehículo volante (un globo) que transporta el dispositivo de comunicación. También para esta patente, el tamaño de célula estimado de la célula servidora no se considera para el cálculo del ancho del haz.

El documento US 2007/0161347 A1 describe un sistema de comunicación móvil montado en una aeronave que actúa como un repetidor para los UE dentro de la aeronave. Se monta una antena en el vientre de la aeronave para apuntar verticalmente hacia abajo en vuelo horizontal, pero la dirección no se puede controlar en relación con la orientación de la aeronave. No se proporciona dirección de transmisiones de radio. El documento US 5.699.069 también describe un sistema de comunicación montado en un avión. El sistema incluye múltiples antenas orientadas en diferentes direcciones para proporcionar haces electromagnéticos en diferentes orientaciones para brindar cobertura de área amplia. No hay indicios de que los haces individuales sean orientables.

El documento WO 2016/028767 A1 describe un sistema de comunicación aerotransportado que tiene múltiples nodos aerotransportados para brindar cobertura a los usuarios en tierra. Se indica que los nodos aerotransportados transmiten verticalmente hacia abajo, pero no hay indicios de que esto se logre mediante la dirección del haz en lugar de una orientación adecuada de una antena de transmisión.

El documento US 2017/0013476 A1 describe una radio transportada por un dron que actúa como un emplazamiento celular móvil. El dron tiene una antena direccional que puede orientarse hacia tierra, pero no hay indicios de que el haz de radiación sea orientable.

Un aspecto de esta invención se refiere a una compensación de los efectos causados por cambios de inclinación del dron durante el vuelo, que afectarán la dirección del haz de las antenas direccionales. La posición lateral y/o la velocidad de un dron pueden controlarse manteniendo y/o ajustando la salida a una o más unidades de propulsión del dron. La velocidad de rotación de uno o más rotores del dron puede afectar el movimiento lateral del dron. Por ejemplo, el dron puede inclinarse en una dirección en particular para moverse en esa dirección y la velocidad de los rotores del dron puede afectar la velocidad del movimiento lateral y/o la trayectoria del movimiento. Cuando el dron se inclina para cambiar su posición lateral y/o velocidad, el sistema de antena del UE unido o incrustado dentro del dron también se inclina (en la mayoría de los casos) de tal manera que la orientación del haz ya no es apuntando directamente (es decir, perpendicular) a la superficie de la tierra. Por lo tanto, otro aspecto de la presente invención es una función de control autónomo de UE para el ajuste de su orientación del haz en el enlace ascendente dirigido (es decir, el haz de UE-Tx) y/o la orientación del haz de enlace descendente dirigido (es decir, el haz de UE-Rx).

Las medidas actualmente disponibles para la cancelación de interferencias OI y HII no resolverán el problema de las interferencias causadas por los UE operados en altitudes elevadas, ya que es probable que las células directamente vecinas no estén sirviendo al UE que causa la interferencia. En cambio, la siguiente célula segunda o tercera (y así sucesivamente) puede estar dando servicio a este UE y, por lo tanto, la célula servidora no recibe ni el OI ni el HII. Una extensión obvia de OI y HII al siguiente nivel de células vecinas complicará demasiado las técnicas de cancelación de interferencia existentes.

Otra razón por la que OI y HII fallarán es el diferente nivel de potencia de los UE de los drones en comparación con los UE de altitud cero que causarán interferencias. En algunos casos, el Dron UE utiliza una potencia de transmisión en el enlace ascendente que está por debajo del umbral para activar la transmisión de HII. Por lo tanto, HII no se envía pero, sin embargo, el Dron UE provoca interferencias. Entonces, el eNB interferido puede usar el OI, pero es posible que la interferencia ya haya ocurrido y que los datos probablemente ya se hayan perdido.

Debido a la naturaleza de los drones, las células que se vieron afectadas por las interferencias en el UL y los UE afectados por las interferencias de SL cambiarán dinámicamente. Por lo tanto, se requiere una gran cantidad de señalización para transmitir HII y OI.

Además de esto, los medios para eliminar las interferencias en el UL, HII y OI no son adecuados para eliminar la interferencia de enlace lateral.

El uso de técnicas de formación del haz reducirá las interferencias, pero a un alto costo: .El ajuste de la dirección del haz requiere una señalización de control periódica entre el dron UE y el eNB servidor. La tasa de adaptación aumenta con el aumento de la velocidad del dron. Por lo tanto, no es adecuado en los casos en que el dron se mueve rápido e incluso en el caso de que el dron no se mueva en absoluto, se requiere una gran cantidad de cálculos y señalización para mantener la dirección correcta del haz.

Las soluciones conocidas que utilizan un haz UE-tx orientado hacia abajo (por ejemplo, en EP 2994958 A1), no están adaptando el ancho del haz de acuerdo con el rango de la célula servidora. Por lo tanto, el ancho del haz seleccionado es sub óptimo después de un traspaso a una nueva célula servidora. Esto conducirá a una mayor potencia de interferencia, si el ancho del haz es demasiado grande, o a una mala calidad de conexión, si el ancho del haz es demasiado bajo.

La presente invención proporciona un método para reducir la interferencia causada por un vehículo aéreo en un sistema de comunicaciones móviles según la reivindicación 1. La invención proporciona además un vehículo aéreo que incluye un módulo de equipo de usuario según la reivindicación 5.

Es ventajosa una disposición autónoma que no requiera señalización desde una estación base para controlar la dirección del haz.

Un UE conectado a un dron está equipado con antenas adaptables, que pueden adaptar de forma autónoma el ancho y la dirección del haz de UE-Tx (y/o el haz de UE-Rx) sin señalización de control hacia la estación base, mientras que la dirección del haz se ajusta para mirar perpendicularmente a tierra, independientemente de la inclinación del dron mediante una función de plomada y el ancho del haz se calcula en función del alcance estimado de la célula servidora para conducir a un área de cobertura en tierra que es igual al alcance de la célula servidora. .

El beneficio de la formación de haces adaptable es que se evitan las interferencias provocadas por el funcionamiento del UE en altitudes elevadas, ya que la intensidad de la señal recibida se reduce en las células vecinas. Por lo tanto, el usuario y la red se beneficiarán de una conexión más fiable y un mayor rendimiento del sistema. Además, la cantidad de señalización y el esfuerzo relacionado para generar los mensajes para los métodos de cancelación de interferencia basados en la red OI y HII se reducen significativamente y, por lo tanto, se ahorran recursos de cálculo y comunicación. En la mayoría de los casos, OI y HII ya no son necesarios para los dron UE.

Se propone dirigir activamente el haz en dirección vertical hacia tierra. Este método es muy simple de ejecutar y no tiene impacto en la red móvil o el eNB. No se requiere señalización. Por lo tanto, este método ahorra recursos de batería y recursos de radio.

El ancho del haz se controla en función de la altitud medida sobre tierra y en función de un rango de huella (FPR), específico para la célula servidora. El sistema de antena del dron UE se puede ajustar de tal manera que el ancho del haz de transmisión (y, si es necesario, también del haz UE-Rx) se reduce gradualmente a medida que vuela el dron. El objetivo aquí es limitar la huella del haz UL del dron en tierra. Del mismo modo, cuando se reduce la altura del dron sobre el nivel de tierra, el haz UL del dron (y, si es necesario, también el haz UE-Rx) puede ampliarse gradualmente de nuevo.

El dron podría derivar la altitud, mediante diferentes medidas, por ejemplo:

basándose en el análisis de imágenes tomadas por una cámara montada en el dron, que en la mayoría de los casos de uso de todos modos tomará una vista desde el dron y, por lo tanto, solo se requieren algunos cálculos adicionales para determinar la altura de las imágenes.

basándose en uno o más sensores de sonar como los que suelen utilizar los drones.

basándose en señales o información de sistemas de comunicación terrestres, por ejemplo, midiendo el ángulo de llegada de las señales de los transmisores (incluidas las estaciones base celulares como los eNB) con ubicaciones conocidas.

basándose en la diferencia de presión de aire medida. Por lo tanto, se adjunta un sensor de presión de aire al dron, que mide la presión a nivel de tierra (por ejemplo, antes o al inicio de los rotores) y periódicamente durante el vuelo. La altitud podría calcularse utilizando la "fórmula barométrica" suponiendo que la presión cae aproximadamente 11,3 Pa por metro en los primeros 1000 metros sobre el nivel del mar.

basándose en sistemas de navegación por satélite como GPS, GLONASS, Galileo o Beidou.

Ahora se describirán realizaciones preferidas de la invención, sólo a modo de ejemplo, con referencia al dibujo adjunto en el que

La figura 1 ilustra una situación en la que un dron puede causar interferencia en una célula vecina;

la figura 2 ilustra una situación en la que un dron puede causar interferencia de enlace lateral para los UE que operan en una célula vecina;

la figura 3 ilustra la variación de la anchura del haz con la altura;

la figura 4 ilustra el control de la huella de un dron de acuerdo con un rango

células;

la figura 5 ilustra el control de la huella de un dron de acuerdo con un rango

transmisión máximo; la figura 6 ilustra la variación de un ancho del haz según un parámetro de potencia de la señal recibida;

la figura 7 ilustra los pasos realizados según un método de la invención; y

La figura 8 ilustra la variación de la dirección del haz con la altitud del dron.

En una primera realización, se calcula un rango de huella (FPR) utilizando una indicación del rango de transmisión (= radio de célula) de la célula servidora, como se ilustra en la figura 4. Luego, el ancho del haz se ajusta en función de la altitud del dron para entregar un rango de huella casi igual al radio de la célula. Por ejemplo, en LTE, el radio de la célula podría estimarse a partir de la "potencia de la señal de referencia" (PRef). Este parámetro es la potencia de transmisión de las señales de referencia en el enlace descendente específicas de la célula. Es transmitido por cada célula en el bloque de información del sistema (SIB) tipo 2 y el rango de valores es de -60dBm a 50dBm. La ecuación (1) podría usarse para calcular el valor de FPR. Considera los cálculos de pérdida de ruta a partir de un modelo de pérdida de ruta como el que se describe en www.wirelesscommunication.nl/reference/chaptr03/pel/loss.htm:

,1,

dónde

FPR es el rango de huella cubierto por el haz de transmisión del dron UE

D⁰ es un factor constante de 748 [1/m2*Megahercio]

PRef es la potencia de la señal de referencia emitida por el eNB

fe es la frecuencia portadora en el enlace descendente en MHz como lo indica el eNB

BDL es la estimación en el enlace descendente para una potencia de transmisión de 24 dBm calculado según un método descrito en una enciclopedia LTE en línea en https://sites.google.com/site/lteencyclopedia/lte-radio-linkbudgeting-and-rf-planning. Típicamente, el UE no conoce todos los parámetros requeridos para el cálculo de la estimación en el enlace. En este caso, se supone que los parámetros que faltan son los mismos que se utilizan en el ejemplo de la enciclopedia LTE. Si no se conoce ningún parámetro o si se considera suficiente una estimación aproximada en aras de la simplicidad, se podría utilizar el valor de 165,5 dBm para B^dl (cf. Tabla 1) C^dl es un factor constante en el rango de [0,1 a 10] utilizado para adaptar el FPR en relación con el rango de células. El valor "1" significa que el FPR es igual al rango de células. El valor está pre configurado en el UE o señalizado por la red móvil al UE.

En un segundo ejemplo, el rango de huella (FPR) del dron se calcula para que sea menor o igual al rango de transmisión máximo de los UE de altitud cero, como se ilustra en la figura 5. El rango de transmisión máximo de los UE de altitud cero para una determinada célula servidora podría estimarse, por ejemplo, en LTE desde el parámetro "Pmáx". Esta es la potencia máxima de transmisión del UE específica de la célula. Es transmitida por cada célula en SIB1. La ecuación (2) podría usarse para calcular el valor de FPR. Considera los cálculos de pérdida de ruta a partir de un modelo de pérdida de ruta como el que se describe en www.wirelesscommunication.nl/reference/chaptr03/pel/loss.htm

dónde

FPR es el rango de huella cubierto por el haz de transmisión del dron UE

D⁰ es un factor constante de 748 [1/m2*Megahercio]

Pmáx. es la potencia máxima de transmisión del UE transmitida por el eNB

fC es la frecuencia portadora en el enlace ascendente en MHz según lo indicado por el eNB

Bul es la estimación en el enlace ascendente para una potencia de transmisión de 24 dBm calculado de la manera descrita en la enciclopedia LTE mencionada anteriormente. Típicamente, el UE no conoce todos los parámetros requeridos para el cálculo de la estimación en el enlace. En este caso, se supone que los parámetros que faltan son los mismos que se utilizan en el ejemplo de la enciclopedia LTE. Si no se conoce ningún parámetro o si se considera suficiente una estimación aproximada en aras de la simplicidad, se podría utilizar el valor de 149,5 dBm para B^ul. (cf. Tabla 2. En lugar de la velocidad de datos de 64 kbps, se utiliza 1 Mbps para obtener condiciones similares a las supuestas para el enlace descendente).

Cul es un factor constante en el rango de [0,1 a 10] utilizado para adaptar el FPR en relación con el rango de transmisión máximo de los UE de altitud cero. El valor "1" significa que el FPR es igual al rango de transmisión de los UE de altitud cero. El valor está pre configurado en el UE o señalizado por la red móvil al UE.

En la primera realización y en el segundo ejemplo, el FPR se calcula individualmente para cada célula. En un tercer ejemplo, el FPR es un valor semi estático, que es conocido previamente por el dron UE y que opcionalmente puede ser configurable por la red. El ancho del haz (BW) podría calcularse según la ecuación (3). El principio se representa en la figura 3.

Es típico para la realización uno y los ejemplos dos y tres, que solo se requiere una tasa de adaptación lenta para el ancho del haz del sistema de antena adaptable, por ejemplo, si el dron mantiene una cierta altitud, es posible que solo se requiera una adaptación del ancho del haz después de un traspaso a otra célula, si la nueva célula usa un radio de célula diferente. Alternativamente, no se requiere ninguna adaptación hasta que el dron abandone un cierto corredor de altitud. Esto es para el caso en que no se usa una adaptación de ancho del haz específica de célula, o donde el radio de célula es el mismo para la nueva célula. Por lo tanto, el método es más adecuado para drones que normalmente vuelan a ciertas altitudes, como drones de reparto, pero también para cualquier otro tipo de drones. Los costos (por ejemplo, consumo de batería y recursos del procesador) del método son muy bajos.

En un cuarto ejemplo, el ancho del haz del haz de UE-Tx se ajusta de acuerdo con la potencia de la señal recibida desde las células servidoras o vecinas. Por lo tanto, el dron UE realiza mediciones de la potencia de la señal recibida desde la estación base seleccionada.

En el caso de una estación base LTE (eNB), podría usarse el valor RSRP (cf. 3GPP TS 36.214). En caso de que se deba utilizar una célula vecina, selecciona la mejor célula vecina (por ejemplo, la célula con la potencia recibida de la señal de referencia más alta (RSRP)). Para esta medición, el dron UE utiliza un amplio ancho del haz UE-Rx, que asegura que la célula medida esté dentro de este haz. Luego, el dron UE repite la medición en la célula seleccionada con un ancho del haz reducido. Realiza mediciones adicionales con un ancho del haz aún más reducido, hasta que el RSRP medido es aproximadamente un cierto desplazamiento más pequeño (por ejemplo, 3dB) en comparación con la medición inicial (que aplica el haz ancho). El ancho del haz UE-Rx de la última medición se usa para el haz UE-Tx del dron UE siempre que la recepción de la estación base servidora no se vea afectada (esto se puede asegurar realizando estas mediciones muy rápido, por ejemplo, dentro de unos segundos). Periódicamente procederá con la medición RSRP y adaptará el ancho del haz en consecuencia. En caso de que se requieran mediciones de células vecinas, se realizarán utilizando un haz ancho. Además, podría definirse una relación R fija o configurable (por ejemplo., en el rango entre 0,6 y 1,0) entre los anchos del haz UE-Tx y el haz UE-Rx, por ejemplo según la fórmula (4).

En un quinto ejemplo, el ancho del haz se controla y ajusta como se describe en los ejemplos anteriores.

Además, el haz no se dirige verticalmente a tierra sino que se dirige hacia la estación base. Esto asegura que se utilice la ganancia máxima de la antena del haz en la comunicación con la estación base, lo que puede reducir la potencia de transmisión necesaria y, por lo tanto, disminuir la interferencia en otras células. El ángulo de desviación puede estimarse a partir de un ángulo de llegada medido o de estimaciones de ubicación geográfica del UE con respecto a la estación base.

En una realización de la presente invención, el dron está equipado con medios para mantener de forma autónoma la orientación del haz durante varias maniobras de vuelo verticalmente a tierra, compensando así los movimientos de inclinación que pueda sufrir el dron en momentos de aceleración o desaceleración, o movimientos laterales en general. Esta función, que denominamos función de "plomada", utilizada para derivar la dirección del haz, puede realizarse mediante sensores de inercia, giroscopios, magnetómetros u otros tipos de sensores, de modo que los drones puedan mantener un ángulo a entre una orientación del sistema de antena y la plomada virtual hacia abajo lo más pequeña posible como se ilustra en la figura 8.

Cabe señalar que el ancho del haz descrito anteriormente está relacionado con las antenas utilizadas para la transmisión, es decir, se genera un haz UE-Tx. En la mayoría de los casos, la misma característica de la antena también se puede utilizar para la recepción, es decir, los parámetros calculados se podrían reutilizar para configurar las antenas utilizadas en el receptor del UE (haz UE-Rx). Esto puede no ser útil en los casos en que se utilizan diferentes estaciones base en diferentes ubicaciones para el enlace ascendente y el enlace descendente y, en algunos casos, si el desplazamiento de frecuencia entre el enlace descendente y el enlace ascendente es muy grande. Además, las mediciones en el enlace descendente pueden conducir a resultados inesperados, si se utiliza una característica de antena dirigida. Por lo tanto, se prefiere una característica omnipolar para fines de medición.

En el siguiente ejemplo, se supone que una red móvil basada en LTE está sirviendo al dron UE. No obstante, los principios de la invención también son aplicables si se utiliza otro tipo de sistema de comunicación móvil, p. GSM, UMTS o cualquier tipo nuevo como 5G.

Un dron está equipado con un UE, mientras que las antenas están diseñadas para enviar un haz dirigido hacia tierra. El ancho del haz es configurable entre 10 y 180 grados y "omnidireccional".

Un procedimiento para configurar el ancho del haz se describe a continuación. La trayectoria de vuelo del dron para este ejemplo se muestra en la figura 7. Los números dentro de un círculo en las figuras corresponden a la numeración de los pasos a continuación.

1. El dron (incluido el dron UE) está conectado. El dron UE se conecta a la red móvil a través del eNB A. Obtiene la potencia de la señal de referencia PRef de eNB A y utiliza una característica de antena omnidireccional para transmisión y recepción.

2. El dron despega. Comienza a controlar la altitud (por ejemplo, mediante el uso de un sensor de sonar). Previamente estaba configurado con un umbral de altitud Altmin (ya sea previamente almacenada en el UE o, configurada por la red). En este ejemplo Altmin, célula_A = 20m fue señalado por el eNB A al dron UE. Eso significa que, en este ejemplo, cada célula puede elegir configurar el dron UE con un valor diferente para el parámetro Altmin . El dron UE utilizará la característica de antena omnidireccional hasta que se supere este umbral.

3. El dron gana altura aún más. Después de la detección de que Altmin se excedió, comienza a utilizar la función de control de ancho del haz, es decir, calcula el valor de FPR de acuerdo con la fórmula (1), que es válida para la célula servidora actual, es decir, no se requerirá un nuevo cálculo hasta el próximo traspaso. Además, calcula el ancho del haz "BW célula a" con la altitud actual y el FPR de acuerdo con la ecuación (3). Esto se hace periódicamente (por ejemplo, una vez por segundo) o por eventos si la diferencia entre la altitud actual y la altitud utilizada para el cálculo anterior excede un cierto valor. Este último es más eficiente si el dron mantiene una cierta altitud.

4. Durante el vuelo, el dron UE realiza mediciones de células vecinas como es habitual para un UE. Dichas mediciones se realizarán utilizando la característica de antena omnidireccional.

5. En algún momento, estas mediciones indican la necesidad de un traspaso a la célula B. Por lo tanto, el dron UE realiza el traspaso a la célula B como de costumbre. Y además, el dron UE deriva los valores PRef y Altmin,célula_B de eNB B.

6. El dron UE aplica el parámetro PRef recién recibido para calcular FPR y el ancho del haz "BW célula ^b". En el ejemplo de la figura 7, PRef de la célula B y, por lo tanto, el rango de células es mucho más grande que PRef de la célula A. Por lo tanto, el FPR será mucho mayor después del traspaso.

7. El dron se acerca al área de aterrizaje y comienza a disminuir la altitud.

8. El dron UE detecta que la altitud actual cae por debajo de Altmin,célula_B. Por lo tanto, deja de usar la función de control de ancho del haz. Utilizará ahora una característica de antena omnidireccional.

9. El dron ha aterrizado y se desconecta.

Tabla 1

Estimación en el enlace descendente (= "Pérdida máxima de ruta") para 1 Mbps con terminal receptor de antena dual (de la "Enciclopedia LTE").

Tabla 2

Estimación en el enlace ascendente (= "Pérdida máxima de ruta") para 64 kbps con estación base receptora de antena dual (de "LTE Enciclopedia").

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Un método para reducir la interferencia causada en una célula vecina (eNB B) por un vehículo aéreo (Dron _A, Dron_B) en un sistema de comunicaciones móviles, comprendiendo el método las transmisiones de radio para la dirección del vehículo aéreo cuando el vehículo aéreo está en el aire para compensar una inclinación del vehículo aéreo de tal manera que la dirección de las transmisiones de radio se ajusta para que se dirija verticalmente hacia abajo y adaptando el vehículo aéreo un ancho del haz (BW_A, BW_B) de las transmisiones de radio caracterizado por que el ancho del haz se adapta utilizando una medida de altitud (Alt_A, Alt_B) del vehículo aéreo sobre tierra de manera que la huella del haz en tierra se controla en relación con el tamaño de célula de una estación base (eNB A) que se comunica con el vehículo aéreo.

2. El método según la reivindicación 1, en el que se usa un parámetro de potencia de la señal de referencia recibida para determinar un valor para el tamaño de célula.

3. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se usa una medición de la actitud de vuelo del vehículo aéreo para controlar la dirección de la dirección de transmisión.

4. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las transmisiones de radio se dirigen una vez que el vehículo aéreo supera una altura predeterminada sobre tierra.

5. Un vehículo aéreo que incluye un módulo de equipo de usuario en el que el vehículo aéreo está adaptado para realizar el método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores.