KR20150028853A - 위성 시스템들에 할당된 스펙트럼 상에 에어-지상 통신 시스템을 오버레잉 - Google Patents

위성 시스템들에 할당된 스펙트럼 상에 에어-지상 통신 시스템을 오버레잉 Download PDF

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Abstract

에어-지상 통신 시스템은 지상 기지국들로부터 항공기에 대한 인터넷 액세스를 제공한다. 에어-지상 시스템은 위성 통신 스펙트럼의 업링크 부분들과 스펙트럼을 공유한다. 간섭 완화 기법들은 지상 기반 통신들과 위성 통신들 사이의 간섭을 회피하기 위해 사용된다. 페이드 완화 기법들은 우천 시에 낮은 앙각들로 항공기에 통신을 제공하기 위해 사용된다.

Description

위성 시스템들에 할당된 스펙트럼 상에 에어-지상 통신 시스템을 오버레잉{OVERLAYING AN AIR TO GROUND COMMUNICATION SYSTEM ON SPECTRUM ASSIGNED TO SATELLITE SYSTEMS}
본 개시내용의 양상들은 무선 통신을 위한, 그리고 더 구체적으로는 항공기에 대한 인터넷 통신을 제공하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다.
2개의 주요 방식들이 항공기들에 대한 인터넷 액세스를 제공하기 위해 사용되었다. 한가지 방식에서, 에어-지상(ATG) 시스템은 지상 위로 비행하는 항공기에 대한 인터넷 액세스를 제공하기 위해 셀룰러 통신 기법들을 사용하는 육상 지상 기지국들(GBS)을 사용한다. 미국본토에 걸쳐 운용되는 현재 사용되는 ATG 시스템은 3MHz 스펙트럼만을 사용한다. 이 시스템이 상업적으로 실행가능해질 수 있지만, 제한된 스펙트럼은 항공기에 대한 인터넷 컨텐츠의 스트리밍과 같은 인터넷 서비스들에 대한 증가하는 요구를 수용하기에는 부적합할 수 있다. 또다른 방식에서, 위성 링크들은 항공기에 대한 인터넷 서비스를 제공한다. 위성 기반 시스템들은 더 큰 이용가능한 스펙트럼을 가지지만, 그 비용이 과도하다.
항공기 인터넷 통신을 위해 위성 링크들을 사용하는 것의 과도한 비용으로 인해, 지상 기반 ATG 시스템들을 이용하는 것이 바람직하였다. ATG를 위해 이용가능한 스펙트럼을 증가시키고, 이러한 시스템들로 하여금 실질적으로 증가하는 비용 없이 항공기 인터넷 서비스에 대한 증가하는 요구를 수용하게 할 기법들을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 개시내용의 양상들은 지상 기지국이 항공기 트랜시버를 이용하여 위성 업링크 대역 상에서 신호들을 전송 및 수신하도록 구성될 수 있는 무선 통신을 위한 시스템을 포함한다. 지상 기지국은 위성 업링크 대역 상에서 위성 통신들과의 간섭을 감소시키도록 구성될 수 있다.
본 개시내용의 다른 양상들은 지상 기지국과 통신하는 항공기 트랜시버를 포함하는 무선 통신을 위한 시스템을 포함한다. 항공기 트랜시버는 위성 업링크 대역 상에서 신호들을 전송 및 수신하는 동시에 위성 업링크 대역 상에서 위성 통신들과의 간섭을 감소시키도록 구성될 수 있다.
본 개시내용의 다른 양상은 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하는 방법을 포함한다. 방법은 위성 업링크 대역에서 통신하는 지상 기지국과 항공기 트랜시버 사이의 신호 강도를 모니터링하는 단계를 포함한다. 방법은 신호 강도에 기초하여, 미리 결정된 기준에 따라 신호가 과도한 레인 페이드(rain fade)를 받는지의 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 신호 강도가 과도한 레인 페이드를 받는다고 결정하는 것에 응답하여, 통신은 지상 기지국으로부터 제2 지상 기지국으로 핸드오프될 수 있다.
이것은 후속하는 상세한 설명이 더 잘 이해될 수 있도록 하기 위해 본 개시내용의 특징들 및 기술적 장점들을 다소 넓게 약술한다. 본 개시내용의 추가적인 특징들 및 장점들이 하기에 설명될 것이다. 이러한 개시내용이 본 개시내용의 동일한 목적들을 수행하기 위해 다른 구조들을 수정 또는 설계하기 위한 기반으로서 용이하게 이용될 수 있다는 점이 당업자에 의해 이해되어야 한다. 또한 이러한 등가적 구성들이 첨부된 청구항들에 설명된 바와 같은 개시내용의 교시들로부터 벗어나지 않는다는 것이 당업자에 의해 인지되어야 한다. 개시내용의 구성 및 동작 방법 모두에 대해, 개시내용의 특성인 것으로 간주되는 신규한 특징들은, 추가적인 목적들 및 장점들과 함께, 첨부 도면들과 관련하여 고려될 때 후속하는 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다. 그러나, 도면들 각각이 오직 예시 및 기재의 목적으로 제공되며 본 개시내용의 제한들의 정의로서 의도되지 않는다는 점이 명시적으로 이해되어야 한다.
본 개시내용의 특징들, 속성 및 장점들은, 동일한 참조 부호들이 본원 전반에 걸쳐 대응적으로 식별하는 도면들과 함께 취해질 때 하기에 설명된 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 개시내용의 양상에 따른 위성 통신 시스템 및 에어-지상 통신 시스템의 다이어그램이다.
도 2는 본 개시내용의 양상에 따라 에어-지상 통신 시스템의 블록도이다.
도 3은 정지궤도(geostationary) 위성 통신 시스템에 관련하여 본 개시내용의 양상들에 따른 에어-지상 통신 시스템의 다이어그램이다.
도 4는 본 개시내용의 양상에 따라 에어-지상 통신 시스템에서 지향성 안테나들의 복사(radiation) 패턴들의 다이어그램이다.
도 5는 비-정지궤도 위성 통신 시스템에 관련하여 본 개시내용의 양상들에 따른 에어-지상 통신 시스템의 다이어그램이다.
도 6은 본 개시내용의 양상에 따라 신호 페이드를 완화하는 방법을 도시하는 프로세스 흐름도이다.
본 개시내용의 양상들은 다른 통신 시스템들 상에서의 통신들과의 허용불가능한 간섭을 야기하지 않고 그 다른 통신 시스템들에 의해 사용되는 스펙트럼을 공유하기 위한 기법들 및 장치를 제공함으로써 육상 ATG 시스템들에 대해 이용가능한 스펙트럼을 증가시킨다.
육상 ATG 시스템들에 의해 항공기에 대한 인터넷 통신에 이용가능한 스펙트럼은 현실적인 그리고 경제적인 이유들로 제한되었다. 미국본토와 같은 넓은 영역에 걸쳐 높은 고도로 비행하는 항공기와의 끊김없는 통신을 제공하는 것은 넓은 영역에 걸쳐 이용가능한 스펙트럼을 포함한다. 즉, ATG에 할당된 스펙트럼이 전국에 걸쳐 이용가능해야 한다. 전국적으로 이용가능한 스펙트럼의 일부를 식별하거나, 또는 다른 사용들을 위해 할당된 이러한 스펙트럼의 일부를 자유 상태로 두는 것은 문제가 되었었다.
ATG 애플리케이션에 더 많은 스펙트럼을 제공하는 것의 또다른 문제점은 이러한 애플리케이션들로부터의 수익이 육상 셀룰러 모바일 시스템들과 같은 다른 목적들로 사용되는 스펙트럼의 필적할만한 부분들로부터의 수익보다 실질적으로 더 적을 수 있다는 점이다. 따라서, ATC 운용자가 예를 들어, 연방 통신 위원회(FCC) 옥션에서 스펙트럼의 추가적인 부분들을 획득하기 위한 비용은 육상 셀룰러 모바일 시스템 운용자에 의해 감당 가능한 양보다 실질적으로 더 낮을 필요가 있을 것이다. 본 개시내용의 양상들은 다른 서비스들과 간섭하지 않고 그 다른 서비스들에 할당된 스펙트럼을 재사용하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다.
많은 양의 스펙트럼은 브로드캐스트 TV 및 양방향 FSS(고정 위성 서비스)에서 사용하기 위해 정지궤도 위성들에 할당되었다. 본 개시내용의 양상들은 ATG 애플리케이션들과 정지궤도 위성 통신 시스템들 사이에 스펙트럼의 일부들을 공유하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. C 대역(4GHz 다운링크, 6GHz 업링크), Ku 대역(12 GHz 다운링크, 14 GHz 업링크) 및 Ka 대역(20 GHz 다운링크, 30 GHz 업링크)와 같은 주파수 대역들은 정지궤도 위성 시스템들에 의해 현재 사용된다. 도 1을 참조하면, 다운링크 통신들(102)은 위성(104)으로부터 지상 스테이션(106) 내의 수신기들로 지향되고, 업링크 통신들(108)은 지상 스테이션(106) 내의 송신기들로부터 위성(104)으로 지향된다.
위성 시스템 스펙트럼의 다운링크 부분들 상에서 ATG 시스템을 오버레이하는 것은, ATG 지상 기지국들(110)이 위성 지상 스테이션(106) 수신기들에 너무 가까울 수 있고, 위성 수신기들에 대한 간섭을 과도하게 증가시킬 수 있으므로 문제가 된다. 그러나, 업링크 주파수 상에서, ATG 트랜시버들(항공기 트랜시버(AT)들(112) 및 지상 기지국들(110))은 위성(104)까지의 거리보다는 서로 간의 거리가 상대적으로 훨씬 더 가깝다. 예를 들어, 지상 기지국 사이트들(110)이 200km만큼 서로로부터 이격되어 있는 경우, 항공기 트랜시버(112)와 가장 먼 지상 기지국(110) 사이의 거리는 300km 만큼 낮을 수 있다. 그러나 지상 기지국들(110)로부터 위성(104)까지의 거리는 35,000km를 초과한다. 이는, 경로 손실 측면들에 있어서, 약 41 dB의 차이에 대응한다.
본 개시 내용의 양상에 따라 ATG 시스템에 대해 위성 시스템 스펙트럼의 업링크 부분들을 이용함으로써, 통상적인 ATG 시스템의 전송된 신호는, ATG 수신기에 의해 수신될 때의 동일한 신호보다 위성에서 수신될 때 41dB 더 약할 수 있다. 따라서, 다운링크 주파수보다 ATG 시스템에 대해 업링크 주파수를 사용하는 것이 더욱 구현가능할 수 있다.
본 개시내용의 예시적인 실시예에 따른 무선 통신을 위한 시스템(200)은 도 2를 참조하여 설명된다. 시스템(200)은 위성 업링크 대역 상에서 신호들을 전송 및 수신하도록 구성되는 지상 기지국(202)을 포함한다. 지상 기지국(202)과 통신하는 항공기 트랜시버(AT)(204)는 위성 업링크 대역 상에서 신호들을 전송 및 수신하도록 구성된다. 지상 기지국(202) 및 항공기 트랜시버(204)는 위성 업링크 대역 상에서 위성 통신들과의 간섭을 감소시키도록 구성된다.
본 개시내용의 양상들은 비행기들 내의 항공기 트랜시버(AT)들과 통신하는 지상 기지국(GBS)들이 위성 시스템들 상의 통신들과의 허용불가능한 간섭 없이 위성 시스템들에 대해 할당된 스펙트럼의 업링크 부분을 사용할 수 있는, ATG 시스템에 대한 방법들 및 장치를 제공한다. 본 개시내용에 설명된 시스템 및 기법들은 의무적인 위성 시스템과 새로운 ATG 시스템 사이의 무시가능한 교차 간섭을 가지면서 동일한 스펙트럼 상에 그 두 시스템들이 공존하도록 허용한다.
항공기 트랜시버 및 지상 기지국 모두가 동일한 스펙트럼을 사용하므로, 항공기 트랜시버 및 지상 기지국은 시분할 듀플렉스(TDD) 방식을 사용하여 서로 통신할 수 있고, 여기서, 항공기 트랜시버 및 지상 기지국은 동일한 주파수 상에서, 그러나 상이한 시간 슬롯들에서 교번적으로 전송한다. 대안적으로, 위성 시스템에 할당된 스펙트럼의 업링크 부분(통상적으로 500 MHz)은 중간에 가드 대역을 가지는 두 부분들로 분할될 수 있다. 이러한 경우, 항공기 트랜시버 및 지상 기지국은, 양 측들이 동시에 그러나 업링크 주파수의 상이한 부분들에서 전송하는 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 방식을 사용하여 통신할 수 있다. 이러한 FDD 방식의 단점은, FDD 방식이 가드 대역에 대한 스펙트럼의 일부를 낭비하며, 트랜시버들이 안테나에서 전송 및 수신 경로들을 분리하기 위해 듀플렉서 필터를 필요로 한다는 점이다. 따라서, FDD 방식은 스펙트럼 효율성의 일부 손실을 야기하며, 시스템에 하드웨어 비용 및 복잡도를 추가한다.
위성 시스템 스펙트럼의 업링크 부분만을 사용함으로써 간섭 완화를 위해 ATG 트랜시버들과 위성 사이의 차동 거리를 이용하는 것에 추가하여, 본 개시내용의 양상들에 따라 위성으로부터의 ATG 신호들을 추가로 분리하기 위해 사용될 수 있는 다수의 다른 기법들이 존재한다.
본 개시내용의 양상에 따라 위성 통신들과의 간섭을 추가로 감소시키기 위해 사용될 수 있는 또다른 기법은 더 넓은 대역폭에 걸쳐 ATG 시스템의 전송된 전력을 확산시키는 것이다. C, Ku 및 Ka 대역들은 업링크에 대해 할당된 500 MHz의 스펙트럼을 가진다. 예를 들어, 더 넓은 대역폭에 걸쳐 ATG의 전송된 전력을 확산시킴으로써 500 MHz에 걸쳐 확산된 스펙트럼 중 50 MHz만을 효과적으로 사용하는 경우, 전력 스펙트럼 밀도는 10배 만큼 감소될 수 있다. 이 예는 위성에 대해 또다른 10 dB의 효과적인 분리를 제공할 것이다.
추가적인 간섭 완화 기법들은 본 개시내용의 양상들에 따라 설명된다. 도 3을 참조하면, 본원에 설명된 특정 간섭 기법들은 정지궤도 위성(302)들이 적도 궤도에, 즉, 북반구(306) 내의 ATG 시스템 컴포넌트들(304)에 대해 일반적으로 남쪽 방향으로, 그리고 남반구(310) 내의 ATG 시스템 컴포넌트들(308)에 대해 일반적으로 북쪽 방향으로 위치되는 정지궤도 위성 시스템들에 적용된다. 본 개시내용의 양상들이 북반구(306)에 위치된 ATG 시스템 컴포넌트들(304)에 관련하여 본원에서 주로 설명되지만, 양상들이 또한 남반구(310)에서 사용될 수 있고 북쪽 또는 남쪽 방향성을 설명하는 용어들을 일반적으로 반전시킴으로써 설명될 수 있다는 점이 당업자에 의해 이해되어야 한다. 다른 간섭 완화 기법들은 비-정지궤도 위성 시스템들에서 적용되는 것으로 설명된다. 비-정지궤도 위성들이 저 지구 궤도(LEO)들 또는 중 지구 궤도(MEO)들을 따라 이동한다는 점이 이해되어야 한다.
예를 들어, 본 개시내용의 다양한 양상들 및 실시예들이 지구의 적도와 관련하여 그리고 적도 궤도들에 있는 특정 위성들에 관련하여 본원에 설명되었지만, 정지궤도 위성들이 지구의 적도의 면과 항상 정확하게 일치하지는 않는 정지궤도 아크 상의 정지궤도 포지션에서 궤도를 돌 수 있다는 점이 당업자에 의해 이해되어야 한다. 용어 "적도"를 참조하는 본 개시내용의 양상들 및 실시예들 각각이 더욱 정확하게는 용어 "적도"가 용어 "정지궤도 아크"에 의해 대체될 수 있는 양상들 및 실시예들에 관한 것임이 이해되어야 한다. 그러나, 명료함 및 간결함을 위해, 용어 "적도"가 본 개시내용 전반에 걸쳐 사용된다.
본 개시내용의 양상에 따라, 정지궤도 위성 통신과 ATG 트랜시버들 사이의 간섭을 완화하기 위한 일 기법은 ATG 트랜시버들에서 지향성 안테나를 사용하고, 적도로부터 멀리, 즉 미국본토에서 ATG 트랜시버들에 대해 북쪽으로 ATG 전송 안테나들을 향하게 하는 것이다. 도 4를 참조하면, 지향성 안테나의 복사 패턴의 백로브 부분(402)이 지향성 안테나의 복사 패턴의 프론트 로브 부분(404)보다 훨씬 더 낮은 이득을 가진다는 점이 도시된다. 적도(406)로부터 멀리 지향성 안테나의 프론트 로브 부분(404)을 지향시킴으로써, 위성(408)에 의해 확인되는 ATG 신호 강도는 ATG 안테나의 프론트 대 백 비의 상대적 이득만큼 감소된다. 지향성 안테나의 프론트 로브(404)과 백로브(402) 사이의 상대적 이득 차이는 복사 패턴의 프론트 로브에서의 ATG 컴포넌트에 의해 수신된 신호가 복사 패턴의 백로브 내의 유사한 거리에 있는 수신기에 의해 수신된 신호보다 25 dB 더 강하도록 약 25 dB 만큼 클 수 있다. 본 개시내용의 양상들에 따라 적도로부터 멀리 ATG 전송 안테나들을 지향시키는 이러한 기법은 ATG 통신 신호들과 정지궤도 위성 통신들 사이의 간섭을 추가로 감소시킨다.
본 개시내용의 양상들에 따르면, 항공기 내의 ATG 시스템 트랜시버들 및 지상 기지국들 내의 ATG 시스템 트랜시버들은 (적도로부터 멀리) 북쪽을 향해 전송하고 자신의 수신기들을 (적도를 향해) 남쪽을 향해 지향시킨다. 다시 말해, 미국의 위에 있는 항공기 트랜시버(AT)는 적도 위의 위성과의 간섭을 회피하기 위해 자신의 북쪽 방향으로 지상 기지국을 향해 전송한다. 그러나, 항공기 트랜시버가 지상 기지국으로부터 신호를 수신하고 있을 때, 지상 기지국의 송신기들이 또한 북쪽 방향으로 향하고 있으므로, 항공기 트랜시버는 남쪽으로 향한다. 따라서, 본 개시내용의 양상에 따라, 항공기에서의 항공기 트랜시버 안테나는, 자신이 전송중일 때는 북쪽을 향해 지향되고, 자신이 수신 중일 때는, 남쪽을 향해 지향된다. 일 예시적인 실시예에 따라, 항공기 트랜시버는 2개의 별도의 안테나들을 사용하여 동시에 수신 및 전송할 수 있다. 또다른 예시적인 실시예에 따라, 항공기 트랜시버는, 그러나 2개 방향으로 빔들을 전자적으로 형성함으로써, 하나의 물리적 안테나를 사용할 수 있다.
대안적인 실시예에서, 항공기에서의 항공기 트랜시버 안테나는 자신이 수신 중일 때 그리고 자신이 전송 중일 때 적도를 향해 지향될 수 있다. 이러한 경우, 예를 들어, 적도를 향한 항공기로부터의 전송에 의해 야기된 정지궤도 위성과의 간섭이 용인가능하다는 점이 결정될 수 있다. GBS 수신 안테나들은 적도로부터 멀리 지향되거나 또는 그렇지 않으면 적도로부터 먼 방향에서 항공기로부터의 전송들을 수신하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, GBS는 GBS가 적도로부터 멀리 지향되는 전송들을 위해 사용하는 동일한 안테나 상에서 수신할 수 있다.
비-정지궤도 위성들은 저 지구 궤도(LEO)들 또는 중 지구 궤도(MEO)들에서 궤도를 도는 매우 많은 수의 위성들, 종종 대략 50개의 위성들의 컨스틸레이션(constellation)으로 이루어져 있다. 비-정지궤도 위성들은 고속으로 그들의 궤도들에서 일정하게 이동한다. 도 5를 참조하면, 본 개시내용의 실시예들에 따라, 지상 기지국(502)은 항공기(506)를 향한 좁은 빔들(504)을 형성한다. 지상 기지국(502), 지상 기지국(502)에 의해 서빙되는 항공기(506) 및 비-정지궤도 위성(508)이 좁은 빔(504) 내에서 정렬되지 않는 경우, 지상 기지국(504)의 전송은 비-정지궤도 위성(508)에 대한 간섭을 야기하지 않을 것이다.
그러나, 도 5에 도시된 바와 같이, 지상 기지국(502), 지상 기지국(502)에 의해 서빙되는 항공기(506) 및 위성(508)이 항공기(506)로 지향되는 지상 기지국(502)들로부터의 빔(504) 내에서 정렬될 경우들이 존재할 것이다. 이러한 상황에서, 항공기(506)를 목표로 하는 지상 기지국의 빔(504)은 위성 통신들에 대해 간섭을 야기할 것이다. 본 개시내용의 양상들에 따라, 위성(508)과의 간섭을 회피하기 위해, 항공기(506)를 현재 서빙하는 지상 기지국(502)(서빙 지상 기지국)은 항공기(506)로부터 대안적인 지상 기지국(510)으로 핸드오프할 수 있다. 대안적인 지상 기지국(510)은 위성들에 간섭하지 않으면서 항공기로 가장 높은 데이터 레이트를 전송하는 지상 기지국이도록 선택된다. 대안적인 지상 기지국(510)이 항공기(506)와 위성(508) 사이의 경로에 정렬되지 않을 것이므로, 대안적인 지상 기지국(510)은 위성에 대한 간섭을 야기하지 않고 항공기(506)를 서빙할 수 있다.
본 개시내용의 양상들에 따라, 지상 기지국들은 비-정지궤도 위성 역법 및 궤도들을 기술하는 정보에 대한 액세스를 가진다. 서빙 지상 기지국은, 지상 기지국, 지상 기지국이 서빙하는 항공기 및 위성이 위성들 및 항공기의 포지션에 기초하여 지상 기지국의 빔 내에서 정렬하였는지를 결정한다. 이러한 결정에 따라, 지상 기지국은 항공기를 대안적인 지상 기지국으로 핸드오프할 수 있다. 지상 기지국이, 위성, 핸드오프 이전의 원래 서빙 지상 기지국 및 항공기가 더 이상 정렬되지 않고, 항공기를 향한 원래 지상 기지국의 빔이 위성에 대한 간섭을 더 이상 야기하지 않을 것이라고 결정하면, 현재 비-최적인 대안적인 지상 기지국은 항공기를 다시 원래 서빙 지상 기지국으로 또는 항공기로 가장 높은 데이터 레이트를 전송할 수 있는 지상 기지국으로 핸드오프할 수 있다. 서빙 지상 기지국이 항공기 및 지상 기지국에게 이용가능한 유일한 지상 기지국이고, 항공기 및 위성이 우연히 정렬하는 드문 경우들에서는, 지상 기지국은 일시적으로 데이터 레이트를 감소시켜 위성에 대해 야기되는 간섭을 감소시키거나, 또는 지상 기지국, 항공기 및 위성이 더 이상 정렬되지 않을 때까지 항공기로의 전송을 일시적으로 중단시킬 수 있다.
비-정지궤도 위성들이 일정하게 이동하는 중이고, 항공기들에 대해 우주 어느 곳에나 위치될 수 있고, 항공기 트랜시버들로부터의 지상 기지국들의 전송들이 또한 비-정지궤도 위성 통신들과 간섭할 수 있으므로, 본 개시내용의 양상들은, 비-정지궤도 위성에 대한 항공기 단말들로부터의 간섭이 항공기들 및 위성들의 상대적 포지션과는 무관하게 무시가능함을 보장한다. 본 개시내용의 일 양상에 따라, 지상 기지국 안테나의 이득을 증가시킴으로써 간섭이 감소한다. 이것은 항공기로부터의 전송 전력 요건을 감소시키는 것을 보조한다. 전술된 바와 같이, 개시내용의 양상들에 따라, 지상 기지국 안테나는 서빙되는 항공기를 향한 전송 및 수신 방향들 모두로 좁은 빔들을 형성한다. 지상 기지국에서의 수신 방향으로의 이러한 좁은 빔은 위성에 대해 야기된 간섭을 무시가능하게 만들기 위해 항공기에서의 전송 전력 요건을 상당히 감소시킨다. 본 개시내용의 또다른 양상에 따라, 간섭은 항공기의 동체가 안테나와 위성들 사이의 상당한 분리를 제공하도록 항공기의 배부분 아래에 항공기 트랜시버 안테나를 포지셔닝함으로써 추가로 감소될 수 있다.
비-정지궤도 위성 단말들로부터의 전송들은 지상 기지국으로부터 서빙되는 항공기 상의 항공기 트랜시버로의 통신들과 간섭할 수 있다. 비-정지궤도 위성들과 통신하는 지상 단말들은 일반적으로 지상 단말들이 통신하는 위성들을 추적하기 위해 자신의 안테나들을 이동시킨다. 위성이 지상 단말의 안테나의 뷰로부터 멀리 이동할 때, 단말은 비-정지궤도 위성 성상도에서 또다른 위성으로 핸드오프할 것이다. 단말이 위성을 추적하기 위해 자신의 안테나를 이동시키므로, 단말의 안테나의 보어사이트(boresight), 즉, 안테나의 가장 높은 이득 방향들은, 방위각 및 고도 모두에서 잠재적으로 모든 각도로 이동할 수 있다. 따라서, 비-정지궤도 위성 지상 단말 안테나의 보어사이트가 항공기의 안테나 쪽으로 직접 향할 수 있는 경우들이 존재할 수 있다. 본 개시내용의 양상들은 항공기 단말에 대한 이러한 타입의 간섭을 완화시키기 위한 다수의 기법들을 제공한다.
본 개시내용의 일양상에 따라, 지상 기지국은, 심지어 스펙트럼의 일부가 위성 지상 단말에 의해 간섭되는 경우라도 항공기가 여전히 지상 기지국으로부터, 그러나 아마도 더 낮은 레이트로 데이터를 수신할 수 있도록, 넓은 범위의 주파수들에 걸쳐 자신의 신호를 확산시킬 수 있다. 비-정지궤도 위성 지상 단말들이 일반적으로 이용가능한 스펙트럼의 작은 부분 내에서 전송하므로, 이러한 확산 기법이 사용될 수 있다.
본 개시내용의 양상들에 따라, 지상 기지국 및 서빙되는 항공기 사이의 링크는 레이트 제어될 수 있다. 지상 기지국에게 그의 레이트를 조정하도록 명령하는 피드백이 항공기로부터 지상 기지국으로 제공될 수 있고, 따라서, 항공기 수신기는 간섭의 존재시 전송된 패킷을 여전히 디코딩할 수 있다. 항공기에서의 간섭이 증가하는 경우, 항공기는 지상 기지국에 그의 레이트를 더 낮추도록 피드백 메커니즘을 통해 통지할 수 있다.
본 개시내용의 또다른 양상에 따라, 지상 기지국은 지상 기지국 및 항공기 사이의 링크에 더 좁은 주파수 채널들을 할당할 수 있다. 이들 채널들이 위성 지상 단말들에 의해 특정 시간들에서 간섭받는 것으로 발견되는 경우, 지상 기지국은 항공기 단말에 상이한 주파수 채널을 동적으로 할당할 수 있다. 지상 기지국에 의한 동적 주파수 채널 할당은 항공기 단말들이 모든 순방향 링크 주파수 채널들에 대해 지상 기지국으로 송신하는 SINR(신호 대 간섭 플러스 잡음비) 피드백에 기초할 수 있다. 지상 기지국과 항공기 단말 사이의 순방향 링크 상에서 레이트 적응을 사용함으로써, 전술된 바와 같이 위성 지상 단말로부터의 임의의 간섭을 평균 내기 위해 더 넓은 대역폭에 걸쳐 순방향 링크를 확산시킴으로써, 또는 높은 간섭 채널들을 회피하기 위해 동적 주파수 할당을 사용함으로써, 지상 기지국은, 위성 지상 단말이 우연히 항공기 안테나 쪽으로 향할 때라도, 지상 기지국과 항공기 단말 사이의 링크를, 그러나 아마도 더 낮은 레이트들로 유지할 수 있다.
위성 통신들과의 잠재적 간섭을 해결하는 것에 더하여, 다른 신호 저하 문제들이 본 개시내용이 양상들에 의해 해결된다. 특히, 본 개시내용의 양상들은 Ka 대역 또는 Ku 대역 중 어느 하나가 ATG 통신 시스템에 의해 사용될 때 우천에 의해 야기되는 신호 저하를 처리하기 위한 기법들을 제공한다. ATG 통신 시스템들에서, 지상 기지국으로부터 비행기의 앙각이 낮으므로, 비행기와 지상 기지국 사이의 경로의 일부 부분이 우천에 의해 감쇠될 수 있는 것이 가능하다. 위성 시스템에 비해 ATG 시스템에서의 낮은 앙각들로 인해, 예를 들어, ATG 신호가 우천 시에 이동할 수 있는 거리는 위성 시스템의 신호들이 일반적으로 우천 시에 이동할 거리보다 더 크다. 따라서, 레인 페이드로 인한 잠재적 저하는 위성 링크들에 대한 것보다 ATG 통신 링크들에 대해 더욱 문제가 된다.
본 개시내용의 양상들은 링크 버짓에 있어 적합한 마진들을 제공하고, 또한 ATG 시스템들에서 레인 페이드를 완화시키기 위한 기법들을 제공한다. 본 개시내용의 양상에 따라, 레인 페이드를 완화시키기 위한 일 기법은 지상 기지국 다이버시티를 사용하는 것이다. 이 기법에 따라 레인 페이드를 완화시키기 위한 방법은 도 6에 관해 설명된다. 방법(600)의 블록(602)에서, 항공기 트랜시버 및/또는 지상 기지국 수신기들은 신호 강도를 모니터링한다. 블록(604)에서, 항공기 트랜시버 및/또는 지상 기지국은 항공기 트랜시버와 그것의 할당된 지상 기지국 사이의 경로가 과도한 페이드를 가지는지의 여부를 결정한다. 블록(606)에서, 과도한 페이드가 링크 내에 존재하는 경우, 항공기 트랜시버는 항공기 트랜시버와 새로운 지상 기지국 사이의 경로가 또한 페이드 상태에 있을 확률을 감소시키기 위해 자신의 현재 지상 기지국으로부터 적합한 지리적 이격거리를 가지는 상이한 지상 기지국과 통신하도록 핸드오프된다. 예시적인 실시예에서, 항공기 트랜시버는 통상적으로 특정 시간에서 자신의 북쪽 방향에 있는 적어도 3개의 지상 기지국들을 볼 수 있다. 따라서, 항공기 트랜시버로부터 모든 3개의 지상 기지국들까지의 경로들이 동시에 페이드 상태에 있을 확률은 낮다.
본 개시내용의 양상들에 따라, 항공기 트랜시버는 신호 강도의 관점에서, 통신할 최상의 지상 기지국을 평가하기 위해 다른 이웃 지상 기지국들로부터 전송되는 신호들을 주기적으로 탐색한다. 더 강한 수신된 신호를 가지는 지상 기지국이 발견되면, 항공기 트랜시버는 새로운 지상 기지국과의 통신을 시작하도록 지시된다. 각각의 항공기 트랜시버와 지상 기지국 사이의 링크는 감소된 또는 최소량의 전력이 링크에 가까운 항공기 트랜시버 및 지상 기지국 모두에 의해 전송되는 동시에 위성에 대한 간섭을 감소시키거나 최소화함을 보장하도록 전력제어될 수 있다.
본 개시내용의 양상들에 따라, 항공기 트랜시버와 지상 기지국 사이의 데이터 레이트들은 또한 레이트 제어된다. 항공기 트랜시버 및 지상 기지국은, 링크의 양 종단들에서 수신된 신호 대 간섭 플러스 잡음비(SINR)를 추정하고, 수신기가 여전히 높은 확률로 정확하게 디코딩할 수 있는 가장 높은 레이트들로 자신들의 데이터 레이트들을 조정한다. 먼저, 항공기 트랜시버 및 지상 기지국은 각각의 종단에서 SINR을 추정하고, 수신기측이 여전히 패킷을 디코딩하는 동시에 시스템이 동작하도록 프로비져닝되는 가장 높은 레이트에서 전송할 수 있도록 그들의 전력들을 증가시킨다. 위성 업링크 송신기로부터의 간섭이 ATG 시스템에 대해 증가하는 경우, 또는 레인 페이드가 증가하고 송신기들이 최대(또는 임의의 임계) 이용가능한 전송 전력을 초과하는 경우, 항공기 트랜시버 및 지상 기지국은 이들이 여전히 패킷들을 신뢰가능하게 디코딩할 수 있도록 그들의 데이터 레이트들을 더 낮게 조정한다.
항공기에서의 안테나는 링크 버짓 지상 기지국 안테나 이득을 증가시키기 위해 우측 지상 기지국으로 향하도록 안테나의 빔을 기계적으로 또는 전자적으로 조정할 수 있다. 그러나, 지상 기지국 안테나 이득은, 지상 기지국 섹터 안테나가 하나의 고정된 섹터 폭 안테나로 제한되는 경우 제한될 것이다. 지상 기지국 안테나 이득을 증가시키기 위해, 한 가지 방식은 지상 기지국으로부터 각각의 항공기 트랜시버로의 빔형성을 사용하는 것일 것이다. 본 개시내용의 일 양상에 따라, 항공기 트랜시버의 위치는 예를 들어 GPS 정보와 같은 포지션 위치 정보를 사용하여 추정되고, 지상 기지국으로부터의 빔은 항공기 트랜시버 쪽으로 향한다. 이것은 지상 기지국 안테나 이득을 증가시키는 것을 보조한다. 본 개시내용의 또다른 양상에 따라, 섹터는 다수의 고정된 좁은 빔 안테나들을 사용하여 구성된다. 항공기가 이동함에 따라, 지상 기지국은 항공기 트랜시버로부터 수신된 신호를 증가시키거나 최대화하기 위해 업링크 상에서 다수의 좁은 빔들로부터의 신호들을 결합시킨다.
일 실시예에서, 각각의 지상 기지국은 항공기 트랜시버에 대한 다운링크 방향의 시스템 와이드 제어 채널들에 시간 슬롯들을 할당한다. 지상 기지국은 항공기 트랜시버에 의한 신호 강도 측정들을 가능하게 하기 위해 허용된 시간 슬롯들 내에서 넓은 빔 상에서 전송한다. 실제 데이터 전송들 동안, 데이터는 항공기 트랜시버에 대해 지향된 좁은 빔 상에서 전송된다. 페이징 배열(phased array) 기법들이 또한 좁은 빔들을 고정하기 위해 사용될 수 있다. 또다른 실시예에서, 다수의 고정된 좁은 빔들이 형성된다.
당업자는 정보 및 신호들이 다양한 상이한 기술들 및 기법들 중 임의의 것을 사용하여 표현될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 위의 설명 전반에 걸쳐 참조될 수 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 자기 입자들, 광학장들 또는 광학 입자들, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수 있다.
본원에 설명된 기능 블록들 및 모듈들은 프로세서들, 전자 디바이스들, 하드웨어 디바이스들, 전자 컴포넌트들, 논리 회로들, 메모리들, 소프트웨어 코드들, 펌웨어 코드들 등, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
당업자는 본원의 개시내용과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 둘 모두의 조합들로서 구현될 수 있음을 추가로 인지할 것이다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 상호교환가능성을 명백하게 예시하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 이들의 기능성의 견지에서 일반적으로 전술되었다. 이러한 기능성이 하드웨어로 구현될지 또는 소프트웨어로 구현될지의 여부는 전체 시스템에 부과된 특정 애플리케이션 및 설계 제약들에 의존한다. 당업자들은 각각의 특정 애플리케이션에 대해 가변적인 방식들로 설명된 기능성을 구현할 수 있지만, 이러한 구현 결정들이 본 개시내용의 범위로부터의 이탈을 야기하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
본원의 개시내용과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램가능 논리 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본원에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합을 이용하여 구현되거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안적으로, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로컨트롤러, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 공조하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다.
본원의 개시내용과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 직접 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 그 둘의 조합에서 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드 디스크, 제거가능 디스크, CD-ROM, 또는 당해 기술분야에 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체 내에 상주할 수 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독하고 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록 프로세서에 커플링된다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서에 일체화될 수 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 상주할 수 있다. ASIC은 사용자 단말에 상주할 수 있다. 대안적으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말 내에 이산 컴포넌트들로서 상주할 수 있다.
하나 이상의 예시적인 설계들에서, 설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합에서 구현될 수 있다. 소프트웨어에서 구현되는 경우, 기능들은 컴퓨터-판독가능한 매체 상에 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 저장되거나 이를 통해 전송될 수 있다. 컴퓨터-판독가능한 매체는 하나의 장소에서 또다른 장소로의 컴퓨터 프로그램의 이전을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 및 컴퓨터 저장 매체 모두를 포함한다. 저장 매체는 범용 또는 특수 목적 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있다. 제한이 아닌 예시로서, 이러한 컴퓨터-판독가능한 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장소, 자기 디스크 저장 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 원하는 프로그램 코드 수단을 전달하거나 저장하기 위해 사용될 수 있고, 범용 또는 특수 목적 컴퓨터, 또는 범용 또는 특수 목적 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 연결수단이 적절하게 컴퓨터-판독가능한 매체로 명명된다. 예를 들어, 소프트웨어가 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드페어, 디지털 가입자 회선(DSL), 또는 적외선, 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 사용하여 전송되는 경우, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드페어, DSL, 또는 적외선, 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술들은 매체의 정의 내에 포함된다. disk 및 disc는, 본원에 사용된 바와 같이, 컴팩트 disc(CD), 레이저 disc, 광학 disc, 디지털 다목적 disc(DVD), 플로피 disk 및 블루레이 disc를 포함하며, 여기서 disk들은 일반적으로 자기적으로 데이터를 재생하는 반면, disc들은 레이저들을 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기 항목들의 조합들 또한 컴퓨터 판독가능한 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.
본 개시내용의 이전 설명은 임의의 당업자로 하여금 개시내용을 제작하거나 사용할 수 있도록 제공된다. 개시내용의 다양한 수정들이 당업자에게 쉽게 명백할 것이며, 본원에 정의된 포괄적 원리들은 개시내용의 사상 또는 범위로부터의 이탈 없이 다른 변경들에 대해 적용될 수 있다. 따라서, 개시내용은 본원에 설명된 예들 및 설계들에 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 본원에 개시된 원리들 및 신규한 특징들에 일치하는 가장 넓은 범위에 부합되어야 한다.

Claims (18)

  1. 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하는 방법으로서,
    위성 업링크 대역에서 통신하는 지상 기지국과 항공기 트랜시버 사이의 신호 강도를 모니터링하는 단계;
    미리 결정된 기준에 따라 신호가 과도한 레인 페이드(rain fade)를 받는지의 여부를 상기 신호 강도에 기초하여 결정하는 단계; 및
    상기 신호 강도가 과도한 레인 페이드를 받는다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 지상 기지국으로부터 제2 지상 기지국으로 통신을 핸드오프하는 단계를 포함하는, 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 강도가 더 이상 과도한 레인 페이드를 받지 않는다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 지상 기지국에 상기 통신을 리턴시키는 단계를 더 포함하는, 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    지구의 정지궤도 아크로부터 멀어지는 방향으로, 이웃 지상 기지국들로부터 전송되는 중인 신호들을 탐색하는 단계;
    신호 강도에 기초하여, 통신할 최상의 지상 기지국을 결정하는 단계; 및
    상기 최상의 지상 기지국을 결정하는 것에 응답하여, 상기 최상의 지상 기지국과의 통신을 설정하는 단계를 더 포함하는, 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    위성 통신들과의 간섭을 감소시키면서 통신 링크를 유지하기 위해서 감소된 전력을 사용하기 위해 상기 지상 기지국 및 상기 항공기 트랜시버의 전송 전력을 제어하는 단계를 더 포함하는, 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지상 기지국 및 상기 항공기 트랜시버에서 수신된 신호 대 간섭 플러스 잡음비(SINR)를 추정하는 단계; 및
    상기 트랜시버가 미리 결정된 확률로 신호를 여전히 정확하게 디코딩할 수 있는 가장 높은 레이트로 상기 지상 기지국 및 상기 항공기 트랜시버의 데이터 레이트들을 조정하는 단계를 더 포함하는, 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지상 기지국의 빔은 상기 항공기 트랜시버의 위치를 표시하는 포지션 위치 정보에 기초하여 상기 항공기 트랜시버를 향해 지향되는, 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 항공기 트랜시버를 서빙하는 지상 기지국을 향해 지향되도록 상기 항공기 트랜시버의 빔을 조정하는 단계를 더 포함하는, 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 항공기 트랜시버로의 다운링크 방향의 시스템 와이드 제어 채널들에 시간 슬롯들을 할당하는 단계;
    신호 강도 측정들을 가능하게 하기 위해 상기 할당된 시간 슬롯들에서 넓은 빔 상에서 전송하는 단계; 및
    다른 시간 슬롯들에서 상기 항공기 트랜시버로 지향된 좁은 빔 상에서 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는, 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하는 방법.
  9. 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하기 위한 장치로서,
    위성 업링크 대역에서 통신하는 지상 기지국과 항공기 트랜시버 사이의 신호 강도를 모니터링하기 위한 수단;
    미리 결정된 기준에 따라 신호가 과도한 레인 페이드를 받는지의 여부를 상기 신호 강도에 기초하여 결정하기 위한 수단; 및
    상기 신호 강도가 과도한 레인 페이드를 받는다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 지상 기지국으로부터 제2 지상 기지국으로 통신을 핸드오프하기 위한 수단을 포함하는, 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하기 위한 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 신호 강도가 더 이상 과도한 레인 페이드를 받지 않는다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 지상 기지국에 상기 통신을 리턴시키기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하기 위한 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    지구의 정지궤도 아크로부터 멀어지는 방향으로, 이웃 지상 기지국들로부터 전송되는 중인 신호들을 탐색하기 위한 수단;
    신호 강도에 기초하여, 통신할 최상의 지상 기지국을 결정하기 위한 수단; 및
    상기 최상의 지상 기지국을 결정하는 것에 응답하여, 상기 최상의 지상 기지국과의 통신을 설정하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하기 위한 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    위성 통신들과의 간섭을 감소시키면서 통신 링크를 유지하기 위해 감소된 전력을 사용하기 위해서 상기 지상 기지국 및 상기 항공기 트랜시버의 전송 전력을 제어하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하기 위한 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 지상 기지국 및 상기 항공기 트랜시버에서 수신된 신호 대 간섭 플러스 잡음비(SINR)를 추정하기 위한 수단; 및
    상기 트랜시버가 미리 결정된 확률로 신호를 여전히 정확하게 디코딩할 수 있는 가장 높은 레이트로 상기 지상 기지국 및 상기 항공기 트랜시버의 데이터 레이트들을 조정하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하기 위한 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 지상 기지국의 빔은 상기 항공기 트랜시버의 위치를 표시하는 포지션 위치 정보에 기초하여 상기 항공기 트랜시버를 향해 지향되는, 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하기 위한 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 항공기 트랜시버를 서빙하는 지상 기지국을 향해 지향되도록 상기 항공기 트랜시버의 빔을 조정하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하기 위한 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    항공기 트랜시버로의 다운링크 방향의 시스템 와이드 제어 채널들에 시간 슬롯들을 할당하기 위한 수단;
    신호 강도 측정들을 가능하게 하기 위해 상기 할당된 시간 슬롯들에서 넓은 빔 상에서 전송하기 위한 수단; 및
    다른 시간 슬롯들에서 상기 항공기 트랜시버로 지향된 좁은 빔 상에서 데이터를 전송하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 에어-지상 통신 시스템에서 신호 저하를 회피하기 위한 장치.
  17. 무선 네트워크에서의 무선 통신들을 위한 컴퓨터-판독가능한 저장 매체로서,
    상기 컴퓨터-판독가능한 저장 매체는 레코딩된 프로그램 코드를 가지고, 상기 프로그램 코드는:
    위성 업링크 대역에서 통신하는 지상 기지국과 항공기 트랜시버 사이의 신호 강도를 모니터링하기 위한 프로그램 코드;
    미리 결정된 기준에 따라 신호가 과도한 레인 페이드를 받는지의 여부를 상기 신호 강도에 기초하여 결정하기 위한 프로그램 코드; 및
    상기 신호 강도가 과도한 레인 페이드를 받는다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 지상 기지국으로부터 제2 지상 기지국으로 통신을 핸드오프하기 위한 프로그램 코드를 포함하는,
    무선 네트워크에서의 무선 통신들을 위한 컴퓨터-판독가능한 저장 매체.
  18. 무선 통신을 위한 장치로서,
    적어도 하나의 프로세서; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서에 커플링된 메모리
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는:
    위성 업링크 대역에서 통신하는 지상 기지국과 항공기 트랜시버 사이의 신호 강도를 모니터링하고;
    미리 결정된 기준에 따라 신호가 과도한 레인 페이드를 받는지의 여부를 상기 신호 강도에 기초하여 결정하고; 그리고
    상기 신호 강도가 과도한 레인 페이드를 받는다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 지상 기지국으로부터 제2 지상 기지국으로 통신을 핸드오프하도록 구성되는, 무선 통신을 위한 장치.
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