KR20200060431A - 네트워크 계획 및 제어를 위한 공중-대-지상 네트워크 파라미터들의 수동적 수집 - Google Patents

네트워크 계획 및 제어를 위한 공중-대-지상 네트워크 파라미터들의 수동적 수집 Download PDF

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Abstract

네트워크 분석 제어 모듈은 공중 대 지상(ATG) 네트워크에서 특정 자산에 대한 3차원 위치 정보 및 대응하는 신호 품질 정보를 수신하고, 수신된 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 특정 자산에 대한 서비스 품질 추론을 행하고, 서비스 품질 추론에 기초하여 네트워크 제어 활동에 대한 명령을 제공하도록 구성된 처리 회로를 포함할 수 있다.

Description

네트워크 계획 및 제어를 위한 공중-대-지상 네트워크 파라미터들의 수동적 수집
관련 출원들과의 상호 참조
본 출원은 2017년 9월 21일자로 출원된 미국 출원 번호 제62/561,449호에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 이로써 그 전체가 참조로 포함된다.
기술 분야
예시적인 실시예들은 일반적으로 무선 통신에 관한 것이며, 더 구체적으로, 공중-대-지상(ATG) 네트워크 내의 다양한 양태들의 제어에 관한 것이다.
현대 사회에서 고속 데이터 통신 및 이러한 통신을 가능하게 하는 디바이스들이 유비쿼터스화되었다. 이러한 디바이스들은 많은 사용자들이 인터넷 및 다른 통신 네트워크들에 거의 연속적인 연결성을 유지할 수 있게 한다. 이러한 고속 데이터 연결들은 전화 회선들, 케이블 모뎀들 또는 물리적 유선 연결을 가진 다른 그러한 디바이스들을 통해 이용 가능하지만, 무선 연결들은 이동성을 희생하지 않고 우리가 연결된 채로 유지할 수 있게 하는데 큰 변혁을 가져 왔다.
그러나 지상에 있는 동안 네트워크들에 지속적들으로 연결된 채로 있는 것에 대해 사람들이 갖는 익숙함에도 불구하고, 일반적으로 사람들은 일단 항공기에 탑승하면 쉽고 및/또는 저렴한 연결성이 중단되는 경향이 있을 것이라는 것을 이해한다. 적어도 기내 승객들을 위해, 항공 플랫폼들은 여전히 통신 네트워크들에 쉽고 저렴하게 연결되어 있지는 않다. 공중에서 연결된 상태를 유지하려는 시도들은 일반적으로 비용이 많이 들고 대역폭 제한들 또는 높은 대기시간 문제들을 갖는다. 더욱이, 항공기 통신 능력들에 의해 제시되는 비용 및 문제들을 감당하고자 하는 승객들은 종종 항공기 상에 제공되는 융통성 없는 통신 아키텍처에 의해 지원되는 매우 특정한 통신 모드들로 제한되고, 제공되는 서비스에 자주 실망해왔다.
종래의 지상 기반 통신 시스템들이 과거 수십 년 동안 개발되고 성숙되었다. 지상 기반 통신과 관련하여 진보들이 계속해서 이루어지고, 그러한 진보들 중 일부가 또한 항공 플랫폼들과의 통신에 적용가능할 수 있다는 것을 예상할 수 있지만, 종래의 지상 기반 통신은 2차원 커버리지 패러다임(two dimensional coverage paradigm)을 수반하고, ATG(air-to-ground) 통신이 3차원 문제라는 사실은 2개의 환경 사이에 직접 상관이 없다는 것을 의미한다. 대신에, 지상 기반 통신과 관련하여 고려되는 것들에 비해 ATG의 컨텍스트에서 많은 추가적인 인자들이 고려되어야 한다.
따라서, 일부 예시적인 실시예들은 ATG 네트워크 내에 제공될 수 있는 네트워크 제어 옵션들 및 능력들을 향상시키기 위해 제공될 수 있다. 제어 옵션들 및 능력들은 서비스 품질을 향상시키고 네트워크 성능에 영향을 주는 문제들의 선행적인 식별 및 정정을 가능하게 하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 정보는 다수의 상이한 시스템 성능 관련 파라미터에 관해 수집될 수 있어, 그러한 정보가 정보로부터 식별될 수 있는 다양한 문제들을 선행적으로 해결하기 위해 연구될 수 있게 한다. 이와 같이, 예를 들어, 장비 성능은 원격으로 평가될 수 있고, 네트워크 계획 및 확장은 지능적으로 수행될 수 있고, 서비스에 대한 고객 만족에 관한 정보는 고객 서비스 계획이 선행적으로 전개될 수 있게 하기 위해 결정(또는 추론)될 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에서, 네트워크 분석 제어 모듈은 ATG 네트워크에서 특정 자산에 대한 3차원 위치 정보 및 대응하는 신호 품질 정보를 수신하고, 수신된 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 특정 자산에 대한 서비스 품질 추론을 행하고, 서비스 품질 추론에 기초하여 네트워크 제어 활동에 대한 명령을 제공하도록 구성된 처리 회로를 포함할 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, ATG 네트워크가 제공된다. 네트워크는 각자의 고정된 지리적 위치들에 배치된 복수의 기지국, 적어도 하나의 항공기, 빔포밍 제어 모듈 및 네트워크 분석 제어 모듈을 포함할 수 있다. 빔포밍 제어 모듈은 항공기와 연관된 3차원 위치 정보에 기초하여 기지국들 중 하나 또는 항공기의 안테나 어레이로부터의 빔 형성을 지향시키기 위한 명령들을 제공하도록 구성된 처리 회로를 포함할 수 있다. 네트워크 분석 제어 모듈은 ATG 네트워크에서 특정 자산에 대한 3차원 위치 정보 및 대응하는 신호 품질 정보를 수신하고, 수신된 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 특정 자산에 대한 서비스 품질 추론을 행하고, 서비스 품질 추론에 기초하여 네트워크 제어 활동에 대한 명령을 제공하도록 구성된 처리 회로를 포함할 수 있다.
본 발명은 이와 같이 일반적인 용어들로 설명하였으며, 이제는 첨부 도면들이 참조될 것인데, 첨부 도면들은 반드시 축척대로 작성된 것이 아니다.
도 1은 예시적인 실시예에 따라 시간 경과에 따른 상이한 기지국들의 커버리지 영역들을 통해 이동하는 항공기를 도시한다;
도 2는 예시적인 실시예에 따라 빔포밍을 지원하기 위한 포지션 정보를 이용하는 시스템의 블록도이다;
도 3은 예시적인 실시예에 따른 빔포밍을 지원하기 위한 포지션 정보를 사용하는 것을 지원하기 위해 이용될 수 있는 빔포밍 제어 회로를 도시한다;
도 4는 예시적인 실시예에 따라 네트워크 제어 및 계획 기능들을 지원하기 위한 포지션 정보 및 신호 품질 정보를 사용하는 것을 지원하기 위해 이용될 수 있는 네트워크 분석 제어 회로를 도시한다;
도 5는 예시적인 실시예에 따라 네트워크 제어 및 계획 기능들을 수행하기 위해 포지션 정보 및 신호 품질 정보를 이용하기 위한 방법의 블록도를 도시한다;
도 6은 예시적인 실시예에 따른, 특정 예시적인 네트워크 제어 및 계획 기능들을 수행하기 위한 방법의 블록도를 도시한다; 및
도 7은 예시적인 실시예에 따른, 대안의 예시적인 네트워크 제어 및 계획 기능들을 수행하기 위한 방법의 블록도를 도시한다.
이제 일부 예시적인 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 이하에서 더욱 상세히 설명될 것이며, 여기서, 전부가 아닌 일부의 실시예들이 도시된다. 사실상, 본 명세서에서 설명되고 도시된 예들은 본 개시내용의 범위, 적용가능성 또는 구성에 대한 제한으로서 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이러한 예시적인 실시예들은 본 개시내용이 적용가능한 법적 요건들을 만족시키도록 제공된다. 전반적으로 유사한 참조 번호들은 유사한 요소들을 지칭한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "또는"이라는 용어는 하나 이상의 피연산자가 참(true)일 때마다 결과적으로 참이 되는 논리 연산자로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "데이터", "콘텐츠", "정보" 및 유사한 용어들의 용어들은 예시적인 실시예들에 따라 송신, 수신 및/또는 저장될 수 있는 데이터를 지칭하기 위해 상호교환가능하게 사용될 수 있다. 따라서, 임의의 이러한 용어들의 사용은 예시적인 실시예들의 사상 및 범위를 제한하는 것으로 취해져서는 안 된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "컴포넌트", "모듈" 등의 용어들은 하드웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 컴퓨터 관련 엔티티를 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 컴포넌트 또는 모듈은 프로세서 상에서 실행 중인 프로세스, 프로세서, 객체, 실행가능 코드(executable), 실행가능 코드의 스레드(thread) 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예로서, 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행 중인 애플리케이션 및/또는 컴퓨팅 디바이스 둘 다가 컴포넌트 또는 모듈일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트 또는 모듈은 실행 프로세스 및/또는 스레드 내에 상주할 수 있고, 컴포넌트/모듈은 하나의 컴퓨터에 국부화되고 및/또는 두 개 이상의 컴퓨터 사이에 분산될 수 있다. 부가적으로, 이러한 컴포넌트는 다양한 데이터 구조를 저장하는 다양한 컴퓨터 판독가능 매체로부터 실행될 수 있다. 인터넷과 같은 네트워크에 걸쳐 신호에 의해 다른 시스템들과, 및/또는 로컬 시스템, 분산 시스템에서의 다른 컴포넌트/모듈과 상호작용하는 하나의 컴포넌트/모듈로부터의 데이터와 같은 하나 이상의 데이터 패킷을 갖는 신호를 따르는 것과 같은 로컬 및/또는 원격 프로세스들에 의해 컴포넌트들이 통신할 수 있다. 각각의 각자의 컴포넌트/모듈은 본 명세서에서 더 상세히 설명될 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다. 그러나, 이 예가 수행되는 다양한 기능들에 대응하는 별개의 모듈들에 관하여 설명되어도, 일부 예들은 각자의 상이한 기능들을 이용하기 위한 모듈러 아키텍처들을 반드시 이용하지 않을 수 있다는 점이 인식되어야 한다. 따라서, 예를 들어, 코드는 상이한 모듈들 사이에서 공유될 수 있거나, 또는 처리 회로 자체는 본 명세서에 설명된 컴포넌트들/모듈들과 연관되는 것으로서 설명된 기능들 전부를 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 본 개시내용의 컨텍스트에서, 용어 "모듈"은 각자의 모듈들의 기능들을 수행하기 위한 임의의 일반 수단을 식별하는 임시어로서 이해되어서는 안 된다. 대신에, "모듈"이라는 용어는, 처리 회로에 추가되거나 그렇지 않으면 처리 회로에 동작가능하게 결합되어 그에 따라 처리 회로를 구성하는 하드웨어 및/또는 소프트웨어에 기초하여 처리 회로의 거동 및/또는 능력을 수정하기 위해 처리 회로 내에 구체적으로 구성되거나, 그에 동작가능하게 결합될 수 있는 모듈러 컴포넌트인 것으로 이해되어야 한다.
전형적인 무선 통신 시스템들은 특정 위치 또는 모바일 설정에서 사용될 수 있는 최종 사용자 디바이스들, 및 인터넷 및/또는 PSTN(Public Switched Telephone Network)에의 상호연결에 대한 액세스를 갖는 고정식 장비 세트를 포함한다. 최종 사용자 디바이스는 기지국으로서 지칭되는 고정식 장비와 무선으로 통신한다. ATG 컨텍스트에서, 기지국은 특정 지리적 영역에 걸쳐 연속적이고 중단되지 않는 커버리지를 제공하기 위해 지상에 배치되어 인접 기지국들과 부분적으로 중첩하는 복수의 기지국 중 하나인 한편, 모바일 장비는 다양한 항공기 상의 디바이스들을 포함한다. 기지국들은 서로 상호연결되어 네트워크를 형성하고, 백홀 네트워크 또는 어셈블리를 통해 다른 네트워크들과 상호연결될 수도 있다.
일부 예들에서, ATG 네트워크는 더 효율적이고 신뢰성 있게 통신하기 위해 빔포밍 기술을 이용하도록 설계될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 빔들은 기지국(또는 항공기)에 의해 정의되는 셀의 커버리지 영역 내의 바람직한 위치들에서 형성되거나 그 쪽으로 조종되어 범위를 확장하고, 간섭을 감소시키고, 다른 향상된 통신 능력들을 제공할 수 있다. 이러한 컨텍스트 내에서 빔들이 조종되거나 형성되는지에 관계없이, 빔들의 제어는 빔포밍이라고 지칭될 수 있고, 빔포밍 제어 모듈에 의해 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 빔포밍 제어 모듈은 공중-대-지상 네트워크(예를 들어, 항공기)의 모바일 노드들, 네트워크의 기지국들, 및 또는 클라우드 내의 또는 중앙 네트워크 위치에서의 네트워크 제어기에서 제공될 수 있다. 빔포밍 제어 모듈은 기지국들 및 모바일 노드들 둘 다의 포지션 정보를 이용하여, 다른 셀로의 핸드오버가 바람직할 때 그리고 개별 셀 내에서 둘 다 연속적인 통신이 유지될 수 있는 것을 보장하기 위해 빔들을 조종할 곳을 (예측적으로 또는 실시간으로) 결정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 빔포밍을 이용하는 기지국은 타겟 디바이스의 방향으로 빔들을 생성(예를 들어, 형성)하거나 조종하기 위해 안테나 어레이를 이용하여, 디바이스의 위치가 기지국에 대해 공지될 때 커버리지 범위를 향상시킬 수 있다. 디바이스의 위치가 기지국에 공지되지 않는 경우, 타겟 디바이스의 방향으로 빔이 형성되지 않을 수 있고 기지국의 커버리지 범위가 실질적으로 감소될 것이다. 무선 시스템은 최저 공통 분모를 제공하도록 설계되어야 한다. 처음으로 시스템에 액세스하는 디바이스가 덜 양호한 커버리지 범위를 갖는 경우, 기지국들은 미지의 디바이스들이 시스템에의 액세스를 얻을 수 있도록 보장하기 위해 서로 더 가깝게 배치되어야 한다. 기지국들을 함께 더 가까이 배치하는 것은 네트워크 비용을 증가시킨다.
무선 디바이스가 기지국과 아직 접촉하지 않았다면, 디바이스는 빔포밍 이득이 존재하지 않기 때문에 결국 기지국과 통신하기에 불충분한 커버리지 마진을 초래할 수 있다. 따라서, 무선 디바이스의 기지국과의 초기 동기화는 빔포밍을 이용하는 무선 시스템에서의 잠재적인 문제이다. 이러한 잠재적인 문제를 해결하기 위해, 설정될 무선 통신 링크들의 어느 하나 또는 양쪽 단부들에서 빔포밍을 용이하게 하기 위해 수신국들 및 기지국들의 포지션 정보를 이용하는 것이 가능할 수 있다.
ATG 통신 시스템에서, 최종 사용자 장비(또는 수신국들)는 항공기 또는 다른 항공 플랫폼 상에 설치되거나 다른 방식으로 존재할 수 있다. 따라서, 위에서 언급된 바와 같이, 포지션 정보의 이용은 단순히 위도 및 경도, 상대적 포지셔닝, GPS(global positioning system) 좌표들, 및/또는 유사한 것의 지식을 수반하지 않을 수 있다. 대신에, 고도를 포함하는 3차원(3D) 포지션 정보의 지식이 요구될 수 있다. 현재의 3D 포지션 및 가능성 있는 장래의 포지션들을 설명하는 속도, 코스, 및 임의의 다른 정보가 또한 일부 경우들에서 도움이 될 수 있다. 항공기의 3D 포지션(또는 그 위의 통신 디바이스들)이 공지된 경우, 이 위치 특정 정보는 빔포밍을 향상시킴으로써 초기 동기화 커버리지 범위를 향상시키기 위해 무선 시스템에 의해 이용될 수 있다.
일부 경우들에서, 고정식 자산들(즉, 기지국들)의 위치들의 지식은 미리 공지될 수 있고, 예를 들어, 네트워크의 임의의 또는 모든 자산들에 액세스가능한 위치에 저장될 수 있다. 이동가능 디바이스 위치들(예를 들어, 항공기)의 지식은 3D 영공에서 모든 디바이스들(예를 들어, 모든 항공기 또는 항공기 상의 다른 공지된 수신 디바이스들)에 대해 능동적으로 추적될 수 있다. 예로서, 공항으로부터 이륙하는 항공기(또는 그 상의 디바이스들)는 공항 근처의 기지국에 액세스하고 그와 동기화할 수 있다. 무선 시스템에 공지되면, 각각의 디바이스는 포지션 정보(예를 들어, 좌표들, 고도, 및 속도)를 서빙 기지국(serving base station)으로 주기적으로 송신할 수 있다. 기지국은 포지션 정보를 클라우드에서의, 또는 코어 네트워크에서의 중앙집중형 서버 또는 다른 디바이스와 공유할 수 있다. 중앙집중형 서버(또는 다른 처리 디바이스)는 이어서 각 디바이스를 추적하고, 디바이스 위치를 시스템 내의 기지국들의 데이터베이스와 비교하고, 특정 디바이스가 상이한 기지국의 커버리지 영역 내로 이동하고 있을 수 있을 때를 결정할 수 있다. 디바이스 위치는 새로운 기지국과 공유될 수 있고, 새로운 기지국은 그 후 무선 디바이스를 향하여 지향성 빔을 형성하여 동기화 정보를 공유할 수 있다.
따라서, 예시적인 실시예들은, 디바이스가 이웃하는 기지국을 아직 획득하지 않았을 때 항공기(또는 그 위의 디바이스들) 및 기지국 둘 다로부터의 빔포밍을 제공하기 위해 (예를 들어, 3D에서의) 수신국 위치들을 이동시키는 것에 대한 지식과 (예를 들어, 2D에서의) 고정된 기지국 위치들의 지식을 조합할 수 있다. 따라서, 전체 빔포밍 커버리지 이익들은 ATG 시스템 내에서 유지되어, 네트워크 커버리지의 비용을 감소시키고 핸드오프 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 지향된 빔들을 사용함으로써 개선된 이득은 항공기가 지상 상의 잠재적으로 먼 기지국들과의 통신에 연결할 수 있게 할 수 있다. 따라서, ATG 네트워크는 잠재적으로 지상 네트워크 내의 기지국들 사이의 전형적인 거리보다 훨씬 더 멀리 떨어진 기지국들로 구축될 수 있다.
그러나, 단지 네트워크 내의 자산들의 위치들보다 더 많은 정보가 일부 경우들에서 이용가능할 수 있다. 예를 들어, 다수의 다른 파라미터들이 공지되거나 공지가능할 수 있고, 그러한 파라미터들은 분석되는 경우, 또 추가의 유리한 네트워크 제어를 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 신호 강도 정보, 무선 상태(예를 들어, 온/오프 상태), 및 아마도 또한 다른 파라미터들이 실시간 및/또는 포스트 혹(post hoc) 분석을 위해 저장될 수 있다. 시스템 성능에 관한 수많은 결정들은, 제공될 수 있는 서비스들, 선행적 시스템 유지보수 또는 문제 해상도, 및/또는 이와 유사한 것을 추가로 향상시키기 위해 이 정보에 기초하여 이루어질 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예를 설명하기 위해 항공기가 상이한 기지국들의 커버리지 구역을 통해 이동하는 개념도를 도시한다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 항공기(100)는 무선 통신 링크(120)를 통해 시간(t0)에서 제1 기지국(BS)(110)과 통신할 수 있다. 그러므로 항공기(100)는 항공기(100)가 제1 BS(110)와 통신할 수 있게 하는 기내 무선 통신 장비를 포함할 수 있고, 제1 BS(110)도 또한 항공기(100)와 통신할 수 있게 하는 무선 통신 장비를 포함할 수 있다. 아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 각 단부에서의 무선 통신 장비는 각자의 무선 통신 장치(radio)들과 통신하는 각각의 각자의 디바이스에 제공되는 대응하는 안테나 어레이들에서 수신된 무선 신호들을 처리하기 위한 무선 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 더욱이, 예시적인 실시예들의 무선 통신 장비는 안테나 어레이들을 사용하여 빔들의 지향성 포커싱, 조종 및/또는 빔들의 형성을 이용하기 위해 빔포밍 기술들을 이용하도록 구성될 수 있다. 따라서, 이러한 논의를 위해, 항공기(100)와 제1 BS(110) 사이의 무선 통신 링크(120)는 빔포밍을 통해 설정된 적어도 하나의 링크를 사용하여 형성될 수 있다고 가정되어야 한다. 다시 말해서, 제1 BS(110) 또는 항공기(100) 중 하나 또는 둘 다는 무선 통신 링크(120)의 설정을 위해 빔포밍 기술들을 이용할 수 있는 무선 제어 회로를 포함할 수 있다.
제1 BS(110)는 지리적으로 고정 위치를 갖고, 따라서 제1 BS(110)의 위치에 관한 포지션 정보가 공지될 수 있다. 일부 경우들에서, 제1 BS(110)가 항공기에의 무선 연결을 제공할 수 있는 영역을 정의하는 커버리지 영역의 추정치는 또한 공지되거나 추정될 수 있다(예를 들어, 항공기(100)에서 그리고/또는 제1 BS(110) 또는 다른 네트워크 위치에서). 한편, 3D 공간에서의 항공기의 포지션은 임의의 주어진 시간에 (예를 들어, 항공기(100)에서 그리고/또는 제1 BS(110) 또는 다른 네트워크 위치에서) 공지되거나 추정될 수도 있다. 또한, 일부 경우들에서, 제1 BS(110)의 커버리지 영역은 아마도 고도 의존적일 수 있다는 것을 인식해야 한다. 이와 관련하여, 예를 들어, 제1 BS(110)에 대한 지구의 표면 상에 투영된 위도 및 경도 커버리지 영역은 상이한 고도들에 대해 상이하게 크기가 정해질 수 있다. 따라서, 예를 들어, 시간(t0)에서 제1 BS(110)의 공지된 포지션 및 커버리지 특성들 및 항공기(100)의 포지션 정보에 기초하여, 항공기(100)가 시간(t0)에 제1 BS(110)의 커버리지 영역 근처에 있거나 또는 그 에지에 있을 수 있는 것으로 결정가능할 수 있다.
제1 BS(110)과 유사한 성능 및 기능적 특성들을 가질 수 있는 제2 BS(130)는, 항공기(100)의 현재 트랙에 대해, 제2 BS(130)가 항공기(100)의 핸드오버를 위한 후보가 되어 시간(t0)에서 항공기(100)와 ATG 무선 통신 네트워크의 지상 기반 기지국들 사이의 연속적이고 중단 없는 통신 링크를 유지하도록 지리적으로 위치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2 BS(130)가 항공기(100)가 제2 BS(130)의 커버리지 영역에 도달할 때 또는 그 전에 항공기(100)를 향하여 빔을 지향시키기 위해 빔포밍 기술들을 이용할 수 있도록 제2 BS(130)가 항공기(100)의 접근을 인식하는 것이 도움이 될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 항공기(100) 상의 무선 통신 장비가 항공기(100)가 제2 BS(130)의 커버리지 영역에 도달할 때 또는 그 전에 제2 BS(130)를 향하여 빔을 지향시키기 위해 빔포밍 기술들을 이용할 수 있도록 항공기(100)가 제2 BS(130)의 존재 및 위치를 인식하는 것이 도움이 될 수 있다. 따라서, 제2 BS(130) 또는 항공기(100) 상의 무선 통신 장비 중 적어도 하나는 포지션 정보의 지식에 의해 보조되는 빔포밍 기술들을 이용하여 항공기(100) 상의 무선 통신 장비와 제2 BS(130) 사이에서 무선 통신 링크(140)의 설정을 용이하게 할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 빔포밍 기술들의 적용을 돕기 위해 항공기 상의 수신국에 관한 포지션 정보에 대한 3D 지식 및 고정된 기지국 위치의 2D 지식 둘 다를 이용하는 빔포밍 제어 모듈이 제공될 수 있다. 예시적인 실시예의 빔포밍 제어 모듈은 ATG 통신 네트워크 내의 다수의 상이한 위치 중 임의의 것에 물리적으로 위치될 수 있다. 예를 들어, 빔포밍 제어 모듈은 항공기(100)에, 제1 및 제2 BS(110 및 130) 중 어느 하나 또는 둘 다에, 또는 네트워크 내의 또는 클라우드 내의 다른 위치에 위치할 수 있다. 도 2는 이러한 빔포밍 제어 모듈의 예시적인 실시예를 이용할 수 있는 ATG 통신 네트워크의 기능 블록도를 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 BS(110) 및 제2 BS(130)는 각각 ATG 네트워크(200)의 기지국들일 수 있다. ATG 네트워크(200)는 다른 BS들(210)을 추가로 포함할 수 있으며, BS들 각각은 게이트웨이(gateway)(GTW) 디바이스(220)를 통해 ATG 네트워크(200)와 통신할 수 있다. ATG 네트워크(200)는 인터넷(230) 또는 다른 통신 네트워크들과 같은 광역 네트워크와 추가로 통신할 수 있다. 일부 실시예들에서, ATG 네트워크(200)는 패킷 교환 코어 네트워크를 포함하거나 그렇지 않으면 패킷 교환 코어 네트워크와 연결될 수 있다.
예시적인 실시예에서, ATG 네트워크(200)는 예를 들어, 전환 기능성을 포함할 수 있는 네트워크 제어기(240)를 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 네트워크 제어기(240)는 항공기(100)(또는 항공기(100) 상의 통신 장비)로 및 그로부터의 라우팅 호(routing call)들을 처리하고 및/또는 항공기(100) 상의 통신 장비와 ATG 네트워크(200) 사이의 다른 데이터 또는 통신 교환신호들을 처리하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 네트워크 제어기(240)는 항공기(100) 상의 통신 장비가 호에 관련되어 있을 때 지상회선 트렁크들과의 연결을 제공하도록 기능할 수 있다. 또한, 네트워크 제어기(240)는 모바일 단말(10)로 그리고 그로부터의 메시지들 및/또는 데이터의 포워딩을 제어하기 위해 구성될 수 있고, 또한 기지국들에 대한 메시지들의 포워딩을 제어할 수 있다. 네트워크 제어기(240)가 도 2의 시스템에 도시되어 있지만, 네트워크 제어기(240)는 예시적인 네트워크 디바이스일 뿐이며, 예시적인 실시예들은 네트워크 제어기(240)를 이용하는 네트워크에서 사용하는 것으로 제한되지 않는다는 점에 유의해야 한다.
네트워크 제어기(240)는 데이터 네트워크, 예컨대 근거리 네트워크(local area network)(LAN), 도시 영역 네트워크(metropolitan area network)(MAN) 및/또는 광역 네트워크(wide area network)(WAN)(예를 들어, 인터넷(230))에 연결될 수 있으며, 직접 또는 간접적으로 데이터 네트워크에 연결될 수 있다. 차례로, 처리 요소들(예를 들어, 개인용 컴퓨터들, 랩톱 컴퓨터들, 스마트폰들, 서버 컴퓨터들 등)과 같은 디바이스들은 인터넷(230)을 통해 항공기(100) 상의 통신 장비에 연결될 수 있다.
본 명세서에서 ATG 네트워크(200)의 모든 가능한 실시예의 모든 요소가 도시되고 설명된 것은 아니지만, 항공기(100) 상의 통신 장비는 ATG 네트워크(200)를 통해 다수의 상이한 네트워크의 임의의 것의 하나 이상에 연결될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 이와 관련하여, 네트워크(들)는 다수의 제1 세대(first-generation)(1G), 제2 세대(second-generation)(2G), 제3 세대(third-generation)(3G), 제4 세대(fourth-generation)(4G) 및/또는 장래의 모바일 통신 프로토콜들 등의 임의의 하나 이상의 프로토콜에 따라 통신을 지원하는 것이 가능할 수 있다. 일부 경우들에서, 지원되는 통신은 2.4GHz 또는 5.8GHz와 같은 비면허 대역 주파수들을 사용하여 정의된 통신 링크들을 이용할 수 있다. 그러나, 통신들은 추가적으로 또는 대안적으로 면허 대역들 내의 다른 주파수들에 의해 지원될 수 있다. 또한, 일부 경우들에서 네트워크 제어기(240)의 제어 하에서 면허 및 비면허 대역 통신들(및/또는 위성 통신들) 사이에서 전환하는 것이 가능할 수 있다. 추가적으로, 일부 경우들에서, ATG 네트워크(200)는 위성 통신 시스템에 의해 증강되거나 그와 병렬로 동작할 수 있고, 일부 경우들에서는 네트워크 제어기(240)의 제어 하에서 ATG 네트워크(200) 또는 위성 통신 시스템 사이에서 통신들을 교대로 처리하기 위해 전환이 수행될 수 있다.
위에서 나타낸 바와 같이, 빔포밍 제어 모듈은 예시적인 실시예들에서 네트워크 측 또는 항공기 측 중 하나 또는 둘 다에서 무선 통신 장비에 이용될 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 빔포밍 제어 모듈은 항공기 상의 수신국(예를 들어, 승객 디바이스 또는 항공기의 통신 시스템과 연관된 디바이스)에서 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 빔포밍 제어 모듈은 네트워크 제어기(240)에서 또는 일부 다른 네트워크 측 엔티티에서 구현될 수 있다. 더욱이, 일부 경우들에서, 빔포밍 제어 모듈은 클라우드에 위치되는 엔티티에서 (예를 들어, 인터넷(230)을 통해 ATG 네트워크(200)에 동작가능하게 결합되는 위치에서) 구현될 수 있다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 빔포밍 제어 모듈(300)의 아키텍처를 도시한다. 빔포밍 제어 모듈(300)은 다양한 입력 정보의 처리에 기초하여 기지국들 중 하나 또는 항공기(100)에 배치된 안테나 어레이로부터의 빔들의 생성을 위한 제어 출력들을 제공하도록 구성된 처리 회로(310)를 포함한다. 처리 회로(310)는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 데이터 처리, 제어 기능 실행 및/또는 다른 처리 및 관리 서비스들을 수행하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 처리 회로(310)는 칩 또는 칩셋으로서 구현될 수 있다. 다시 말해서, 처리 회로(310)는 구조적 어셈블리(예를 들어, 베이스보드) 상에 재료들, 컴포넌트들 및/또는 와이어들을 포함하는 하나 이상의 물리적 패키지(예를 들어, 칩들)를 포함할 수 있다. 구조적 어셈블리는 그 위에 포함된 컴포넌트 회로에 물리적 강도, 크기의 보존, 및/또는 전기적 상호작용의 제한을 제공할 수 있다. 따라서, 처리 회로(310)는 일부 경우들에서, 단일 칩 상에 또는 단일 "시스템 온 칩"으로서 본 발명의 실시예를 구현하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 일부 경우들에서, 칩 또는 칩셋은 본 명세서에 설명된 기능성들을 제공하기 위한 하나 이상의 동작을 수행하기 위한 수단을 구성할 수 있다.
예시적 실시예에서, 처리 회로(310)는 디바이스 인터페이스(320) 및, 일부 경우들에서, 사용자 인터페이스(330)와 통신하거나 그렇지 않으면 이를 제어할 수 있는 프로세서(312) 및 메모리(314)의 하나 이상의 인스턴스를 포함할 수 있다. 이와 같이, 처리 회로(310)는 본 명세서에 설명된 동작들을 수행하도록 (예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로) 구성된 회로 칩(예를 들어, 통합 회로 칩)으로서 구현될 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 처리 회로(310)는 온-보드 컴퓨터의 일부로서 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 처리 회로(310)는 ATG 네트워크(200)의 다양한 컴포넌트들, 엔티티들 및/또는 센서들과 통신할 수 있다.
사용자 인터페이스(330)는(구현되는 경우) 처리 회로(310)와 통신하여 사용자 인터페이스(330)에서 사용자 입력의 표시를 수신하거나 및/또는 청각적, 시각적, 기계적 또는 기타의 출력을 사용자에게 제공할 수 있다. 이와 같이, 사용자 인터페이스(330)는, 예를 들어, 디스플레이, 하나 이상의 레버, 스위치들, 표시등들, 버튼들 또는 키들(예를 들어, 기능 버튼들), 및/또는 다른 입력/출력 메커니즘들을 포함할 수 있다.
디바이스 인터페이스(320)는 다른 디바이스들(예를 들어, 모듈들, 엔티티들, 센서들 및/또는 ATG 네트워크(200)의 다른 컴포넌트들)과의 통신을 가능하게 하기 위한 하나 이상의 인터페이스 메커니즘을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 디바이스 인터페이스(320)는 모듈들, 엔티티들, 센서들 및/또는 처리 회로(310)와 통신하는 ATG 네트워크(200)의 다른 컴포넌트들과 데이터를 수신 및/또는 송신하도록 구성된 하드웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현된 디바이스 또는 회로와 같은 임의의 수단일 수 있다.
프로세서(312)는 다수의 상이한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(312)는 마이크로프로세서 또는 다른 처리 요소, 코프로세서, 제어기 또는 예를 들어, 애플리케이션 특정 통합 회로(application specific integrated circuit)(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array)(FPGA) 등과 같은 통합 회로들을 포함하는 다양한 다른 컴퓨팅 또는 처리 디바이스들 중 하나 이상과 같은 다양한 처리 수단으로서 구현될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 프로세서(312)는 메모리(314)에 저장되는 명령어들을 실행하거나, 그렇지 않으면 프로세서(312)에 액세스가능한 명령어들을 실행하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 하드웨어에 의해 구성되든, 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 구성되든 관계없이, 프로세서(312)는 적절히 구성되어 있으면서 본 발명의 실시예들에 따른 동작들을 수행할 수 있는 (예를 들어, 처리 회로(310)의 형태로, 회로에 물리적으로 구현된) 엔티티를 나타낼 수 있다. 따라서, 예를 들어, 프로세서(312)가 ASIC, FPGA 등으로 구현될 때, 프로세서(312)는 본 명세서에서 설명된 동작들을 수행하기 위해 특별히 구성된 하드웨어일 수 있다. 대안적으로, 다른 예로서, 프로세서(312)가 소프트웨어 명령어들의 실행자로서 구현될 때, 명령어들은 본 명세서에서 설명된 동작들을 수행하도록 프로세서(312)를 구체적으로 구성할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 프로세서(312)(또는 처리 회로(310))는 네트워크의 통신 요소들의 다양한 상대적인 포지션들과 연관된 포지션 정보의 수신에 응답하여 처리 회로(310)에 의해 수신된 입력들에 기초하여 빔포밍 제어 모듈(300)의 동작으로서 구현되거나, 이를 포함하거나, 그렇지 않으면 이를 제어할 수 있다. 이와 같이, 일부 실시예들에서, 프로세서(312)(또는 처리 회로(310))는 안테나 어레이들에 행해질 조정들에 관련한 빔포밍 제어 모듈(300)과 관련하여 설명된 동작들 각각이 프로세서(312)(또는 처리 회로(310))를 구성하는 명령어들 또는 알고리즘들의 실행에 응답하여 빔포밍과 관련 있는 대응하는 기능성들을 그에 따라 착수하게 하는 것이라 말할 수 있다. 특히, 명령어들은, 본 명세서에 설명된 바와 같이 이동하는 수신국과 고정된 송신국들 중 하나 사이의 통신 링크를 설정하는 것을 용이하게 할 방향으로 빔을 형성하도록 안테나 어레이에 지시하기 위해, 고정된 송신 사이트들의 2D 포지션 정보와 함께 이동하는 수신국의(예를 들어, 항공기 상의) 3D 포지션 정보를 처리하기 위한 명령어들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 메모리(314)는 예를 들어, 고정식 또는 이동식일 수 있는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리와 같은 하나 이상의 비일시적 메모리 디바이스를 포함할 수 있다. 메모리(314)는 처리 회로(310)가 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 다양한 기능들을 수행할 수 있게 하는 정보, 데이터, 애플리케이션들, 명령어들 등을 저장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(314)는 프로세서(312)에 의해 처리하기 위한 입력 데이터를 버퍼링하도록 구성될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 메모리(314)는 프로세서(312)에 의한 실행을 위한 명령어들을 저장하도록 구성될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 메모리(314)는 입력 센서들 및 컴포넌트들에 응답하는 다양한 데이터 세트를 저장할 수 있는 하나 이상의 데이터베이스를 포함할 수 있다. 메모리(314)의 콘텐츠 중에서, 각각의 각자의 애플리케이션/명령어와 연관된 기능성을 수행하기 위해 프로세서(312)에 의한 실행을 위해 애플리케이션들 및/또는 명령어들이 저장될 수 있다. 일부 경우들에서, 애플리케이션들은 본 명세서에 설명된 바와 같이 빔포밍 제어 모듈(300)의 동작을 제어하기 위한 입력들을 제공하는 명령들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 메모리(314)는 적어도 하나의 기지국의 고정된 지리적 위치를 나타내는 고정 포지션 정보(350)를 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 고정 포지션 정보(350)는 ATG 네트워크(200)의 단일 기지국의 고정된 지리적 위치를 나타낼 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 고정 포지션 정보(350)는 ATG 네트워크(200)의 기지국들 중 다수의 것(또는 심지어 전부)의 고정된 지리적 위치를 나타낼 수 있다. 다른 실시예들에서, 고정 포지션 정보(350)는 항공기(100) 기내, ATG 네트워크(200) 내의 임의의 BS, 네트워크 제어기(240)에 액세스가능한 위치, 또는 클라우드에서의 다른 메모리 디바이스에 저장될 수 있다. 그러나, 고정 포지션 정보(350)의 저장 위치에 관계없이, 그러한 정보는 예시적인 실시예에 따라 처리를 위해 메모리로부터 판독되고 처리 회로(310)에 제공될 수 있다(그리고 따라서 또한 처리 회로(310)에서 수신될 수 있다).
처리 회로(310)는 또한 (양방향 통신과 관련하여 시그널링의 송신 및 수신을 가능하게 할 수 있는 것으로 인식되어야 하는) 적어도 하나의 모바일 통신국의 3차원 포지션을 나타내는 동적 포지션 정보(360)를 수신하도록 구성될 수 있다. 모바일 통신국은 항공기(100) 기내의 승객 디바이스일 수 있거나, 항공기(100) 자체의 무선 통신 디바이스일 수 있다. 항공기(100)의 무선 통신 디바이스는 (중간 스토리지를 갖거나 갖지 않는) 승객 디바이스들로 그리고 그로부터 정보를 전송할 수 있거나, (중간 스토리지를 갖거나 갖지 않는) 다른 항공기 통신 장비로 그리고 그로부터 정보를 전송할 수 있다.
동적 포지션 정보(360)는 임의의 적합한 방법에 의해 또는 임의의 적합한 디바이스들을 사용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 동적 포지션 정보(360)는 복수의 신호가 기지국들 각자의 것으로부터 항공기(100)에 도달하는 방향에 기초한 항공기 포지션의 삼각 측량법에 기초하여, 항공기(100)에 탑재된 글로벌 포지셔닝 시스템(global positioning system)(GPS) 정보를 사용하여, 항공기 고도계 정보를 사용하여, 레이더 정보를 사용하여 및/또는 이와 유사한 것을 사용하여, 단독으로 또는 서로 조합하여, 결정될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 동적 포지션 정보(360)는 항공기(100)로부터 제공되는 GPS 데이터 및/또는 3D 공간에서의 항공기(100) 위치를 나타내는 임의의 다른 증강 정보일 수 있다. 예를 들어, 고도 정보, 코스/속도 정보, 항공기(100)가 위치하는 특정 빔을 나타내는 정보(및 공지된 고정된 위치로부터의 방위각 및 앙각의 지식), 레이더 정보, 및 다른 소스들이 동적 포지션 정보(360)를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 동적 포지션 정보(360)가 특정 빔들과 연관된 정보를 포함할 때, 정보는 하나 또는 다수의 기지국으로부터 수신될 수 있다. 따라서, 일부 경우들에서 특정 기지국은 상이한 기지국(또는 기지국들)에 대한 항공기의 포지션을 나타내는 정보의 형태로 동적 포지션 정보(360)를 수신할 수 있다. 그러나, 특정 기지국은 또한 그 자체 및/또는 다른 기지국들, 항공기, 또는 네트워크 자산들에 대한 이러한 정보도 생성할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 처리 회로(310)는 빔들이 항공기(100)로부터 고정식 노드(예를 들어, 기지국 또는 모바일 통신국 중 하나)를 향해 또는 반대 방향으로 형성될 수 있게 하도록 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 빔들은 핸드오버를 예상하기 위해 실시간으로 또는 사전에 형성될 수 있다. 어느 경우든, 처리 회로(310)는 2개의 디바이스 또는 네트워크 노드의 위치들을 나타내는 정보를 이용하고 네트워크 노드들이 네트워크 노드들 중 어느 하나의 것(또는 둘 다)의 관점에서 서로에 대해 상대적인지를 결정하도록 구성될 수 있다. 추적 알고리즘들은 동적 포지션 변경들을 추적하고/하거나 현재 위치 및 속도 및 이동 방향에 기초하여 장래 포지션들을 계산하기 위해 이용될 수 있다. 예상된 상대적인 포지션이 결정된 후에, 처리 회로(310)는 예상된 상대적인 포지션에 기초하여 제2 네트워크 노드의 안테나 어레이로부터의 빔의 형성을 지향시키기 위한 명령들을 제공하도록 구성될 수 있다. 명령들은 예상된 상대적인 포지션의 방향으로 조종된 방향 조종가능한 빔들을 형성하기 위해 (모바일 통신국 또는 기지국 중 어느 하나의) 안테나 어레이의 특성들을 조정하도록 구성되는 제어 디바이스에 제공될 수 있다. 이러한 조종가능한 빔들은, 예를 들어, 5도 이하의 방위각 및 앙각 폭들을 가질 수 있다. 더욱이, 일부 경우들에서, 이러한 조종가능한 빔들은 2도 이하의 방위각 및 앙각 폭들을 가질 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서는 더 큰 크기의 조종가능한 빔들이 또한 이용될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 네트워크 노드는 기지국에 배치될 수 있고(또는 기지국일 수 있고), 제2 네트워크 노드는 모바일 통신국(예를 들어, 항공기(100) 또는 그 위의 통신 장비)에 배치될 수 있다. 그러나, 대안적으로, 제1 네트워크 노드는 모바일 통신국일 수 있고, 제2 네트워크 노드는 기지국에 있을 수 있다. 또한, 빔포밍 제어 모듈(300)의 다수의 인스턴스는 모바일 통신국 및 기지국 둘 다가 빔포밍 제어 모듈(300)을 이용할 수 있도록 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 빔포밍 제어 모듈(300)의 다수의 인스턴스는 다수의 항공기 상에 및/또는 다수의 기지국 상에 제공될 수 있어, ATG 네트워크(200) 내의 각각의 디바이스(또는 적어도 다수의 디바이스)가, 현재 또는 일부 장래의 시간에 예상되거나 추정된 상대적인 포지션을 향해 빔을 포커싱하기 위해, 디바이스의 상대적인 포지션을 추정하기 위해 포지션 정보를 사용하는 것에 기초하여, 네트워크 내의 다른 디바이스들을 향해 조종가능한 빔들을 지향시킬 수 있게 한다.
예시적인 실시예에서, 동적 포지션 정보(360)는 3D 공간에서 포지션을 제공하는 위도 및 경도 좌표들 및 고도를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 동적 포지션 정보(360)는 비행 방향 및 속도를 추가로 포함하여, 3D 공간에서의 현재 위치, 및 장래 어느 시간에서 항공기(100)의 비행 방향과 속도(및 아마도 고도의 변화율), 장래 위치를 결정하는 계산들이 수행될 수 있다. 일부 경우들에서, 비행 계획 정보가 또한 예측 목적을 위해 사용되어 필요할 가능성이 있는 장래 빔포밍 액션들을 위한 자산들을 준비하거나 또는 네트워크 자산 관리 목적들을 위한 계획을 제공할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 빔포밍 제어 모듈(300)은 항공기(100)에 배치될 수 있다. 이러한 경우들에서, 고정 포지션 정보(350)는 네트워크 토폴로지를 정의하기 위해 다수의 기지국에 제공될 수 있고 항공기(100) 기내에 메모리 디바이스(예를 들어, 메모리(314))에 저장될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 빔포밍 제어 모듈(300)은 ATG 네트워크(200)의 기지국들과 통신할 수 있는 네트워크 제어기(240)에 배치될 수 있다. 이러한 예에서, 빔포밍 제어 모듈(300)은 복수의 항공기에 대한 동적 포지션 정보(360)를 수신하고, 기지국들 중 하나에 대해, 각각의 항공기에 대한 예상된 상대적인 포지션 정보를 제공하도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 빔포밍 제어 모듈(300)은 동적 포지션 정보를 수신하고, 적어도 2개의 기지국에 대해, 적어도 하나의 항공기에 대한 예상된 상대적인 포지션 정보를 제공하도록 구성될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 빔포밍 제어 모듈(300)은 추가적으로 또는 대안적으로 동적 포지션 정보를 수신하고, 다수의 기지국에 대해, 각각의 상이한 항공기에 대한 다수의 예상된 상대적인 포지션을 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에서, 빔포밍 제어 모듈(300)은 메시(mesh) 네트워크 컨텍스트에서 동작하도록 추가로 구성될 수 있다. 예를 들어, 빔포밍 제어 모듈(300)은 항공기 사이에 메시 통신 링크들을 형성하기 위해 다수의 항공기와 연관된 동적 포지션 정보를 이용하도록 구성될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 하나의 항공기는 지상 기지국으로부터 다른 항공기에 정보를 중계할 수 있다. 이러한 예에서, 예상된 상대적인 포지션은 2개의 항공기 사이의 상대적인 포지션일 수 있다. 일부 실시예들에서, 항공기 사이의 다수의 "홉"은 원격으로 위치된 항공기에 도달하거나, 심지어 특정한 지상국이 동작하고 있지 않은 네트워크에서의 자기 복구(self healing)를 제공하기 위해 달성될 수 있지만, 동작하지 않는 지상국에 의해 남겨진 커버리지 갭들을 채우기 위해 정보를 중계할 수 있는 영역에 다른 항공기가 존재한다.
따라서, 도 2의 시스템은 시스템 내의 하나 이상의 대응하는 위치에서 하나 이상의 빔포밍 제어 모듈(300)을 포함할 수 있다. 이러한 모듈들의 수 및 위치들에 관계없이, 그와 연관된 정보는, 이에 따라 양방향 통신 링크의 어느 한 단부에서 빔들을 형성하거나 제어하기 위해, 예를 들어, 항공기 안테나 제어 유닛들, 빔 제어 유닛들, 패널 선택 또는 조종 요소들, 스위치들, 및/또는 그와 유사한 것에 제공될 수 있는 안테나 어레이 제어 데이터(365)를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 안테나 어레이 제어 데이터(365)는 안테나들의 진폭 및 위상을 제어하여 원하는 방향, 고도 및 범위를 갖는 특정 빔들을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 제공되는 제어는 ATG 네트워크 통신들의 성능을 개선하는 것으로 예상될 수 있다. 그러나, 다수의 이유 중 임의의 것에 대해, 시스템 성능은 달리 예상된 레벨들에 도달하지 않을 수 있다. 따라서, 다양한 컴포넌트들의 성능을 평가하고 아마도, 식별가능할 수 있는 임의의 문제들을 해결하기 위해 나중에 실시간으로 또는 오프라인으로 시스템 성능을 분석하는 것이 유용할 수 있다. 이를 달성하기 위해, 일부 예시적인 실시예들은 네트워크 분석 제어 모듈(NACM)(400)을 이용할 수 있다.
NACM(400)은 ATG 네트워크(200) 내의 자산들에 의해 보고될 수 있는 다수의 파라미터에 기초하여 시스템 성능을 평가하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 파라미터들은 시스템 내의 특정 자산들의 성능의 이력 픽처를 생성하기 위해 서로 상관되도록 인에이블될 수 있다. 특히, 이러한 파라미터들은 NACM(400)이 선행적 문제 해결, 고장 수리 및 때때로 심지어 시스템 조정을 허용하는 방식으로 성능 문제들 및 아마도 또한 고객 만족도를 나타낼 수 있는 다양한 인자들을 게이징하기 위해 시스템에서 다른 방식으로 이용가능한 파라미터들을 수동적으로 모니터링할 수 있게 하여, 고객으로부터의 최소 입력을 갖는 시스템 성능을 개선할 수 있다.
예시적인 실시예에서, NACM(400)은, 아마도 스케일, 패키징, 프로그래밍, 서브 모듈들/컴포넌트들 및/또는 구성에서의 차이들을 제외하고는 전술한 대응하는 처리 회로(310), 프로세서(312), 및 메모리(314)에 대해 기능, 능력, 및 일부 경우들에서 또한 형태가 각각 유사할 수 있는 프로세서(412) 및 메모리(414)를 추가로 포함할 수 있는 처리 회로(410)를 포함할 수 있다. NACM(400)의 디바이스 인터페이스(420) 및 사용자 인터페이스(430)는 또한 전술한 대응하는 컴포넌트들과 유사할 수 있다. 따라서, 이러한 컴포넌트들의 구조들에 관한 상세들은 반복되지 않을 것이다.
예시적인 실시예에서, NACM(400)은 도 4에 도시된 다양한 파라미터들 중 임의의 것 또는 모두를 수신하도록 구성될 수 있어, 이러한 파라미터들의 분석을 가능하게 하여 궁극적으로 네트워크 제어 기능들이 수행될 수 있게 한다. 예를 들어, NACM(400)은 시스템 내에서 동작하는 하나 이상의 자산(예를 들어, 항공기 또는 기지국)에 대한 자산 위치 레코드(440)를 (예를 들어, 디바이스 인터페이스(420)를 통해) 수신할 수 있다. 자산 위치 레코드(440)는 시간 스탬핑되거나 그렇지 않으면 주어진 자산에 대한 위치들 및 시간들의 특정 시리즈 또는 이력에 대해 상관되는 전술한 동적 포지션 정보(360)(또는 그로부터 도출된 정보)의 레코드일 수 있다. 따라서, 일부 경우들에서, 자산 위치 레코드(440)는 다수의 상이한 기지국의 커버리지 영역들을 통해 하나 이상의 항공기에 의해 진행된 경로들의 3D 공간에서의 픽처를 효과적으로 제공할 수 있다. 그러나, 자산 위치 레코드(440)의 정보는 항공기 중심적인 방식으로 반드시 제공될 필요는 없다. 정보는 항공기 또는 다른 통신 자산들(예를 들어, 기지국들)의 관점에서 상관될 수 있다. 따라서, 자산 위치 레코드(440)는, 일부 경우들에서, 특정한 기지국에 의해 서빙되는 영역을 통해 다양한 항공기에 의해 취해진 경로들의 3D 공간에서의 픽처를 제공할 수 있다. 이와 같이, 다양한 상이한 실시예들에서, 자산 위치 레코드(440)는 항공기 기반 위치 패러다임 또는 기지국 기반 위치 패러다임을 가질 수 있다.
자산 위치 레코드(440)에 의해 이용되는 위치 패러다임에 관계없이, 자산 위치 레코드(440)에 제공되는 정보는, 테일 수 또는 항공기에 대한 다른 식별 방법들에 의해, 또는 기지국 식별자, 셀 ID 또는 기지국들에 대한 다른 식별 방법들에 의해 공지될 수 있는 자산들에 대한 3D 공간에서의 시간들 및 위치들 둘 다를 포함한다. 대응하는 시간들에서의 자산 위치들은, 액션 재구성 이후에 이용가능한 동적 포지션 정보(360)의 증강들 또는 동적 포지션 정보(360)를 증강시키기 위해 이용가능할 수 있는 추가 정보를 포함하는 동적 포지션 정보(360)를 결정하기 위해 전술한 위치 결정 방법들의 임의의 조합에 의해 정확하게 공지될 수 있다.
예시적인 실시예에서, NACM(400)은 또한 다양한 자산들에 의해 보고된 바와 같은 신호 품질 정보(450)를 수신하도록 구성될 수 있다. 신호 품질 정보(450)는 자산에 의해 조직화될 수 있고, 또한 시간 스탬핑되거나 그렇지 않으면 대응하는 신호 품질 정보(450)가 각자의 자산들로부터 수신되었던 시간들에 상관될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 각각의 항공기는 임의의 주어진 자산에 대한 신호 품질 파라미터들이 3D 공간에서의 자산의 위치에 상관될 수 있도록(위치 정보가 또한 시간에 기초하여 저장되기 때문에) 신호 품질 파라미터들(예를 들어, RSSI(수신 신호 강도 표시자), (업링크 또는 다운링크 방향들에서의) 대역폭 등)을 연속적으로 또는 주기적으로 보고할 수 있다. 일부 경우들에서 상태 정보(460)(예를 들어, 무선 온/오프 상태)가 또한 NACM(400)에 제공될 수 있다. NACM(400)은 적어도 자산 위치 레코드(440)를 신호 품질 정보(450) 및 상태 정보(460) 중 하나 또는 둘 다와 함께, 임의의 바람직한 관점에서(예를 들어, 기지국들 또는 항공기의 관점에서) 자산에 의해 상관시킬 수 있는 위치 기반 성능 이력(470)을 (예를 들어, 개별 자산에 대해) 생성하도록 구성될 수 있다.
NACM(400)은 임의의 특정 자산과 연관된 데이터를 취합하기 위한 기초로서 시간을 사용하여 수집되고 취합되었던 데이터의 데이터베이스로서 위치 기반 성능 이력(470)을 생성하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 신호 품질 정보(450)는 자산 위치 레코드(440)(및/또는 상태 정보(460))와 취합되어, 시스템에 의해 추적되는 항공기의 다양한 기록된 위치들에 대한, 시간 경과에 따른 신호 품질의 표시를 제공한다. 이와 같이, 위치 기반 성능 이력(470)은 하나의 자산(예를 들어, 항공기 또는 기지국)에 대해, 다수의 자산에 대해, 또는 ATG 네트워크(200)의 모든 자산들에 대해 ATG 네트워크(200) 내에서의 운영/보고 및 자산들이 위치하는 모든 위치에서 경험되는 성능 관련 파라미터들의 시간적으로 시퀀싱된 픽처를 제공할 수 있다. 따라서, 위치 기반 성능 이력(470)은 ATG 네트워크(200) 내의 임의의 선택가능 자산에 대한 성능 이력의 뷰를 생성하기 위해 필요한 모든 데이터에 대한 데이터 저장소로서 작용할 수 있고, 성능 이력은 3D 공간에서의 포지션에 상관될 수 있다.
NACM(400)은, 예를 들어, 사용자가 구체적으로 요청된 정보를 획득하기 위해 위치 기반 성능 이력(470)에서의 데이터를 상호작용할 수 있는 구조를 정의하도록 구성된 쿼리 모듈(480)을 사용하여 자산(들)에 대한 위치 기반 성능 이력(470)에 기초하여 선택되었던 개별 자산 또는 자산들과 연관된 정보를 분석 및/또는 디스플레이하기 위해 사용자가 개별 자산들에 대한 쿼리들을 수행할 수 있게 하도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, NACM(400)은 프로그래밍된 검색 기준 및/또는 프로그래밍된 트리거 이벤트들에 기초하여 문제들을 찾고 식별하기 위해 자산을 거쳐 순환하도록 프로그래밍될 수 있다. 어느 경우든, 하나의 자산과 연관된 데이터는 주어진 시간 기간에 마주치는 다른 자산들에 대해 고려되고 분석될 수 있다. 예를 들어, 특정 기지국에 의해 마주치는 항공기 기반 자산들에 대한 모든 테일 수들 또는 디바이스 식별자들에 대해 3D 시간 및 공간에 등록된 데이터가 분석되어 식별가능한 문제들을 나타낼 수 있는 패턴들 또는 개별 특이점들을 결정할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 특정 항공기 또는 디바이스에 의해 진행되는 경로 동안 특정 항공기 또는 디바이스에 의해 마주치는 모든 기지국들(또는 메시 컨텍스트 또는 중계 정보에서 동작하는 항공기와 같은 다른 자산들)에 대해 3D 시간 및 공간에 등록된 데이터가 분석되어 식별가능한 문제들을 나타낼 수 있는 패턴들 또는 개별 특이점들을 결정할 수 있다.
예로서, (그 처리 회로(410)의 구성을 통한) NACM(400)은 선택된 항공기에 대한 위치 기반 성능 이력(470)으로부터 위치 및 신호 강도 정보를 추출하도록 구성될 수 있다. 선택된 항공기는 사용자에 의해 선택될 수 있거나, 주어진 조직 또는 다른 그룹과 연관된 모든 항공기를 체크하도록 셋업된 자동화된 쿼리들의 시퀀스의 일부로서 또는 랜덤으로 NACM(400)에 의해 자동으로 선택될 수 있다. NACM(400)은 그 후 선택된 항공기에 대한 신호 강도 정보를 3D 공간에서 동일한 위치에(또는 동일한 위치의 미리 결정된 거리 내에) 있었던 다른 항공기에 대해 측정된 대응하는 신호 강도 정보와 비교할 수 있다. 이와 같이, NACM(400)은 다른 항공기에 의해 3D 공간에서 동일한 위치에서 취해진 모든 신호 강도 측정치를 선택된 항공기에 의해 측정된 신호 강도와 비교하여, 선택된 항공기가 정상 또는 예상 신호 강도보다 낮은 것을 경험했는지를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 선택된 항공기가 동일한 위치에서 다른 항공기보다 더 낮은 신호 강도 측정치를 갖는 경향이 있는 경우, 그것은 선택된 항공기가 더 낮은 신호 강도를 야기하는 선택된 항공기 기내의 장비 관련 문제들을 갖는 경우일 수 있다.
따라서, 예를 들어, NACM(400)은 선택된 항공기와 연관된 신호 강도 정보가 동일한 위치에서 측정된 다른 항공기의 신호 강도 정보와 적어도 미리 결정된 양만큼 상이한 상황들을 식별하도록 구성될 수 있다. 일부 경우들에서, 동일한 위치에서 측정된 다른 항공기의 신호 강도 정보는 동일한 위치로부터 미리 결정된 거리 내에 있었던 다른 항공기의 합성(예를 들어, 평균(mean or average)) 신호 강도 값일 수 있다. 선택된 항공기의 신호 강도 정보가 합성 신호 강도 값과 상이한 것에 응답하여, 선택된 항공기를 식별하기 위해 서비스 경고가 생성될 수 있다. 서비스 경고는 선택된 항공기 기내의 장비에 대한 검사 또는 유지보수를 스케줄링하기 위해 사용될 수 있다.
일부 예들에서, NACM(400)은 네트워크 계획 및 확장 기회들을 용이하게 하도록 대안적으로 또는 추가적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, NACM(400)은 각각의 위치(및 시간)에서 이러한 항공기에 의해 보고된 대응하는 신호 강도 정보와 함께 3D 공간에서의 시스템을 사용하는 모든 항공기의 위치 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 따라서, 가장 자주 이용되는 특정 섹터들 또는 셀들이 결정되고 이해될 수 있을 뿐만 아니라, 가장 많은 데이터 사용이 발생하는 셀들 또는 섹터들 내의 특정 위치가 또한 공지될 수 있다. 이와 같이, 업링크 및 다운링크 대역폭 소비 중 어느 하나 또는 둘 다에 대한 위치적(및 시간적) 핫 스폿들을 이해하기 위해 3D 위치에 대하여 업링크 및 다운링크 방향들 둘 다에서의 대역폭 사용이 매핑될 수 있다.
사용이 발생하는 3D 위치들(즉, 셀 또는 섹터뿐만 아니라, 방향, 거리 및 고도)의 지식을 가짐으로써, 리소스 할당, 네트워크 확장, 핸드오버 최적화 등을 위해 계획이 수행될 수 있다. 리소스 할당에 대하여, 셀 또는 섹터 내의 특정 위치가 특정 시간 기간에 걸쳐 많이 사용하게 되거나 약간 사용되는 경향이 있는 것으로 공지된 경우, 채널 크기는 문제를 해결하기 위해 변경될 수 있다. 예를 들어, 조금 사용되는 위치에 대해, 채널 크기는 영역을 통과하는 항공기에, 대역폭에서의 부스트를 제공하기 위해 정상 20MHz 채널 대신에 40MHz 채널로 변경될 수 있다. 대안적으로, 위치가 많이 사용되는 경우, 모든 사용자에 대한 많은 사용을 수용하기 위해 채널 크기가 20MHz 채널로부터 10MHz 채널로 변경될 수 있다. 이에 따라, NACM(400)은 사용자가 이에 따라 네트워크 구성을 변하게 하는 것을 허용하기 위해 많은 또는 약간의 사용의 3D 공간에서의 특정 위치들(그리고 일부 경우들에서는 또한 대응하는 시간들)을 식별하기 위해 사용자에게 사용 경보를 제공하도록 구성될 수 있다. 그러나, 다른 경우들에서, NACM(400)은 네트워크 제어기(240)와 인터페이스하여 이러한 정보를 네트워크 제어기(240)에 제공하도록 구성될 수 있고, 네트워크 제어기(240)는 사용자 입력 없이 제공되는 정보에 기초하여 네트워크 구성에 대한 변경들을 행할 수 있다.
일부 경우들에서, 네트워크 확장이 계획될 때, 3D 공간에서의 특정 위치들의 능력들을 향상시키기 위해 새로운 셀 사이트들 또는 섹터 능력들이 추가될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, NACM(400)은 3D 공간 내에서 업링크 및 다운링크 방향들 둘 다에서의 사용을 매핑하도록 구성될 수 있어서, 각각의 섹터 및/또는 셀 내에서 리소스들의 사용이 시간 경과에 따라 발생하는 곳이 정확하게 공지되고, 타겟팅된 리소스 증강이 달성될 수 있게 된다. 과거에, 트래픽 밀도는 섹터 레벨에서만 추적되었고, 섹터들은 수백 제곱 마일 또는 킬로미터를 커버할 수 있다. 따라서, 사용하기 위한 핫 스폿들의 임의의 이해는 이전에 사실상 매우 조악하였다. 핫 스폿들(및 콜드 스폿들)의 위치에 대한 더 미세한 인식을 가짐으로써, 네트워크 확장 및 관리가 향상될 수 있다.
네트워크 관리에 대하여, 핸드오버 관리가 또한 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 3D 공간에서 신호 레벨들의 지식을 갖는 것에 의해, 잠재적 핸드오버 문제를 식별하는 것이 가능할 수 있거나, 임의의 핸드오버 문제들을 회피하기 위해 선제적으로 핸드오버를 수행하는 것이 가능할 수 있다. 일부 경우들에서, 핸드오버 오버랩 포인트를 변경하기 위해 섹터 내에서 주파수의 변화 또는 작은 방위각 변경이 구현될 수 있도록 3D 공간에서 잠재적인 핸드오버 문제가 식별될 수 있다.
ATG 네트워크(200) 내의 통신을 위해 무선 장비를 갖는 각각의 항공기의 아이덴티티에 관한 정보(예를 들어, 번호들)를 가짐으로써, NACM(400)이 임의의 주어진 시간에 무선 장비가 언제 그리고 어디서 비행하고 있는지를 결정하는 것이 또한 가능할 수 있다. 상태 정보(460)는 각각의 항공기에 대한 무선 상태(예를 들어, 온/오프(on/off))를 나타낼 수 있다. 특히, 무선 장비가 네트워크에 등록하지 않고 항공기가 비행하고 있는 경우, 항공기가 무선 장비를 턴오프했을 가능성이 있거나, 진행 중인 일부 다른 타입의 고장이 존재하는 것으로 인식될 수 있다. 예시적인 실시예에서, NACM(400)은 항공기가 한 번 또는 미리 결정된 횟수 중 어느 하나에 등록하지 않고서(즉, 무선 오프로) 비행하는 경우에 사용자에게 경보를 발행할 수 있다. 경고는, 판매 또는 고객 서비스 직원이 장비에 대한 만족 또는 장비의 동작가능성에 대해 체크하기 위해 고객에게 연락하게 하도록 사용자에게 시그널링될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 고객이 불량한 성능으로 인해 장비를 턴오프하는 경우, 장비가 우연히 중단되었을 경우, 또는 고객이 아직 보고하지 않은 고장이 있는 경우, 고객이 불만족해질 수 있기 전에 문제를 해결하기 위해 선행적인 관여가 수행될 수 있다.
따라서, 예시적인 실시예들은 이러한 파라미터들의 시간 및 위치 상관과 관련하여 수동적으로 다양한 파라미터들을 모니터링함으로써 고객 경험이 추론될 수 있는 다수의 방식을 제공할 수 있다. 그 후, 선행적인 리소스 관리, 고객 관여, 및 다른 활동들이 착수되어 시스템 성능 및 고객 만족도를 개선할 수 있다.
이와 같이, 도 2의 시스템은 도 3 및 도 4의 제어 모듈들이 다수의 유용한 방법이 실시될 수 있는 메커니즘을 제공할 수 있는 환경을 제공할 수 있다. 도 5는 도 2의 시스템 및 도 3 및 도 4의 제어 모듈들과 연관될 수 있는 하나의 방법의 블록도를 도시한다. 기술적 관점에서, 전술한 NACM(400)은 도 5에서 설명된 동작들의 일부 또는 전부를 지원하기 위해 사용될 수 있다. 이와 같이, 도 2에서 설명된 플랫폼은 수 개의 컴퓨터 프로그램 및/또는 네트워크 통신 기반 상호작용의 구현을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 예로서, 도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 방법 및 프로그램 제품의 흐름도이다. 흐름도의 각각의 블록 및 흐름도 내의 블록들의 조합들은, 하드웨어, 펌웨어, 프로세서, 회로 및/또는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 명령어를 포함하는 소프트웨어의 실행과 연관된 기타의 디바이스 등의, 다양한 수단들에 의해 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 전술한 절차들 중 하나 이상은 컴퓨터 프로그램 명령어들에 의해 구현될 수 있다. 이와 관련하여, 전술한 절차들을 구현하는 컴퓨터 프로그램 명령어들은 디바이스의 메모리 디바이스(예를 들어, NACM(400), 및/또는 유사한 것)에 의해 저장되고 디바이스 내의 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 인식될 바와 같이, 임의의 이러한 컴퓨터 프로그램 명령어들은, 컴퓨터 또는 기타의 프로그램가능한 장치(예를 들어, 하드웨어)에 로딩되어 머신을 생성할 수 있어, 컴퓨터 또는 기타의 프로그램가능한 장치 상에서 실행되는 명령어들이 흐름도 블록(들)에 명시된 기능들을 구현하기 위한 수단을 생성하게 한다. 이러한 컴퓨터 프로그램 명령어들은 특정한 방식으로 기능하도록 컴퓨터 또는 기타의 프로그램가능한 장치에 지시할 수 있는 컴퓨터 판독가능한 메모리에 또한 저장될 수 있어, 컴퓨터 판독가능한 메모리에 저장된 명령어들이 흐름도 블록(들)에 명시된 기능들을 구현하는 제조 물품을 생성하게 한다. 컴퓨터 프로그램 명령어들은 컴퓨터 또는 기타의 프로그램가능한 장치에 또한 로딩될 수 있어 컴퓨터 또는 기타의 프로그램가능한 장치에서 일련의 동작들이 수행되게 하여 컴퓨터로 구현되는 프로세스를 생성하여, 컴퓨터 또는 기타의 프로그램가능한 장치에서 실행되는 명령어들이 흐름도 블록(들)에 명시된 기능들을 구현하게 한다.
따라서, 흐름도의 블록들은 명시된 기능들을 수행하기 위한 수단들의 조합들, 및 명시된 기능들을 수행하기 위한 동작들의 조합들을 지원한다. 흐름도의 하나 이상의 블록, 및 흐름도 내의 블록들의 조합들은, 명시된 기능들을 수행하는 특수 목적 하드웨어-기반의 컴퓨터 시스템들, 또는 특수 목적 하드웨어 및 컴퓨터 명령어들의 조합에 의해 구현될 수 있다는 점이 또한 이해될 것이다.
이와 관련하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 동작 500에서 ATG 네트워크에서 특정 자산에 대한 3차원 위치 정보 및 대응하는 신호 품질 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 동작 510에서 수신된 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 특정 자산에 대한 서비스 품질 추론을 행하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 서비스 품질 추론은 특히 3D 공간 내의 특정 위치에 적용가능한 서비스 품질 추론일 수 있다. 따라서, 서비스 품질 추론은 위치 특정 서비스 품질 추론이라고 할 수 있으며, 여기서 위치는 셀 또는 섹터 내의 특정 위치이다. 방법은 동작 520에서 서비스 품질 추론에 기초하여 네트워크 제어 활동에 대한 명령을 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
도 5를 참조하여 전술한 방법은 특정한 서비스 품질 추론들을 달성하기 위해, 또는 특정한 네트워크 제어 활동들을 달성하기 위해 추가적인 단계들, 수정들, 증강들 및/또는 유사한 것을 포함할 수 있다. 도 6 및 도 7은 이와 관련하여 상이한 예들을 도시한다. 예를 들어, 도 6은 예시적인 실시예에 따라 추론들을 결정하고 액션들을 취하는 특정 방식을 예시할 수 있는 블록도들을 도시한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 다른 예시적인 실시예에 따른 방법은 동작 600에서 ATG 네트워크 내의 항공기 위치들을 나타내는 시간 상관된 3차원 포지션 정보를 수신하는 단계, 및 동작 610에서 ATG 네트워크 내의 항공기에 대한 시간 상관된 신호 강도 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은, 동작 620에서 시간에 기초하여, 신호 강도 정보를 3차원 포지션 정보에 연관시켜 자산당 기준으로 다수의 자산에 대한 또는 자산에 대한 위치 기반 성능 이력을 정의하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 그 후, 동작 630에서, 쿼리들(예를 들어, 사용자 개시 또는 자동화된 쿼리들)이 이용되어 자산을 선택하여, 선택된 자산과 연관된 데이터를 추출하고 추출된 데이터를 다른 자산들과 연관된 합성 데이터와 비교할 수 있다. 그 후, 동작 640에서 합성 데이터와 추출된 데이터 사이의 차이가 결정되어 그 차이가 미리 결정된 임계값을 초과하는지를 확인할 수 있다. 그 차이가 미리 결정된 임계값을 초과하면, 동작 650에서 경보 또는 네트워크 제어 명령이 발행될 수 있다. 경보 또는 네트워크 제어 명령들은 채널 파라미터들 또는 주파수를 변경하는 명령들을 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 비면허 대 면허 대역 주파수의 사용 사이의 전환, ATG와 위성 통신 사이의 전환, 또는 다른 그러한 변경들은 특정한 위치들에 대해 미리 계획될 수 있으며, 이러한 시프트는 특정한 성능 파라미터들을 3D 공간에서의 대응하는 특정 시간들 및 위치들에 상관시키는 데이터의 오프라인 처리에 기초하여 유익할 것이다.
도 7은 도 5를 참조하여 설명된 일반적인 방법에 대한 특정한 수정들을 예시할 수 있는 블록도를 도시한다. 이와 관련하여, 예를 들어, 동작 500은, 일부 경우들에서, 동작 700에서 ATG 네트워크 내의 항공기 위치들을 나타내는 시간 상관된 3차원 포지션 정보를 수신하고, 동작 710에서 ATG 네트워크 내의 항공기에 대한 시간 상관된 신호 강도 정보를 수신함으로써 추가로 정의될 수 있다. 일부 경우들에서, 동작 500은 동작 720에서 시간에 기초하여, 신호 강도 정보를 3차원 포지션 정보에 연관시켜 자산당 기준으로 위치 기반 성능 이력을 정의하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 이 방법은, 동작 730에서, ATG 네트워크 내에서 3차원 공간에서의 높은 사용 또는 낮은 사용 위치들의 식별을 가능하게 하기 위해 3차원 공간에서의 네트워크 사용의 표현을 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이 방법은 동작 740에서 표현에 기초하여 네트워크 최적화 활동을 수행하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 네트워크 최적화는, 특히, 예를 들어, 항공기의 핸드오버에 수반되는 섹터에 대한 주파수 또는 방위각을 조정하거나, 미리 결정된 임계값 초과의 사용 볼륨을 갖는 위치에서 커패시티를 추가하기 위한 추천을 생성하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 설명들 및 연관된 도면들에 제시된 교시의 이익을 갖는, 본 발명이 속하는 본 기술분야의 통상의 기술자에게는, 본 명세서에서 개시된 본 발명들의 많은 수정들 및 다른 실시예들이 생각날 것이다. 그러므로, 본 발명은 개시된 특정 실시예들로 제한되지 않고 그 수정들 및 다른 실시예들이 첨부된 청구항들의 범위 내에 포함되도록 의도되는 것이 이해되어야 한다. 게다가, 전술한 설명들 및 연관된 도면들은 요소들 및/또는 기능들의 소정의 예시적인 조합들의 컨텍스트에서 예시적인 실시예들을 설명하지만, 대안적인 실시예들에 의해 첨부된 청구항들의 범위로부터 벗어나지 않고 요소들 및/또는 기능들의 상이한 조합들이 제공될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 이와 관련하여, 예를 들어, 첨부된 청구항들 중 일부에서 설명될 수 있는 바와 같이, 명확히 전술한 것들과 다른 요소들 및/또는 기능들의 조합들도 고려된다. 이점들, 이익들 또는 문제들에 대한 해결책들이 본 명세서에서 설명된 경우에, 이러한 이점들, 이익들 및/또는 해결책들은, 반드시 모든 예시적인 실시예들이 아니라, 일부 예시적인 실시예들에 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 명세서에서 설명된 임의의 이점들, 이익들 또는 해결책들은 모든 실시예들 또는 본 명세서에서 청구된 것에 대해 중요하거나, 필요로 하거나 또는 필수적이라고 생각해서는 안 된다. 본 명세서에서 특정 용어들이 사용되지만, 이들은 제한의 목적이 아니라 일반적이고 설명적인 의미로만 사용된다.

Claims (20)

  1. 네트워크 분석 제어 모듈로서,
    공중-대-지상(air-to-ground)(ATG) 네트워크에서 특정 자산에 대한 3차원 위치 정보 및 대응하는 신호 품질 정보를 수신하고;
    상기 수신된 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 특정 자산에 대한 서비스 품질 추론을 행하고;
    상기 서비스 품질 추론에 기초하여 네트워크 제어 활동에 대한 명령을 제공하도록 구성된 처리 회로를 포함하는 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 특정 자산에 대한 3차원 위치 정보 및 대응하는 신호 품질 정보를 수신하는 것은:
    상기 ATG 네트워크 내의 항공기 위치들을 나타내는 시간 상관된 3차원 포지션 정보를 수신하는 것;
    상기 ATG 네트워크 내의 상기 항공기에 대한 시간 상관된 신호 강도 정보를 수신하는 것; 및
    시간에 기초하여, 상기 신호 강도 정보를 상기 3차원 포지션 정보에 연관시켜 상기 항공기에 대한 위치 기반 성능 이력을 정의하는 것을 포함하는 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 서비스 품질 추론을 행하는 것은, 선택된 자산에 대한 상기 위치 기반 성능 이력으로부터 추출된 데이터를 상기 위치 기반 성능 이력으로부터의 다른 자산들과 연관된 합성 데이터와 비교하고, 상기 합성 데이터와 상기 선택된 자산에 대한 상기 위치 기반 성능 이력으로부터 추출된 상기 데이터 사이의 차이가 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우를 결정하는 것을 포함하는 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 명령을 제공하는 것은 사용자 경고를 발행하는 것을 포함하는 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 명령을 제공하는 것은 네트워크 제어 명령을 발행하여 채널 파라미터들 또는 주파수를 변경하는 것을 포함하는 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 비교하는 것은 사용자 쿼리에 응답하여 수행되는 모듈.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 비교하는 것은 자동으로 생성된 쿼리에 응답하여 수행되는 모듈.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 서비스 품질 추론을 행하는 것은 상기 ATG 네트워크 내의 상기 3차원 공간에서의 각자의 위치들에서의 사용 볼륨의 식별을 가능하게 하기 위해 3차원 공간에서의 네트워크 사용의 표현을 제공하는 것을 포함하는 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 명령을 제공하는 것은 상기 표현에 기초하여 네트워크 최적화 활동을 수행하는 것을 포함하는 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 네트워크 최적화 활동은 상기 항공기의 핸드오버에 수반되는 섹터에 대한 주파수 또는 방위각을 조정하는 것을 포함하는 모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 네트워크 최적화 활동은 미리 결정된 임계값 초과의 사용 볼륨을 갖는 위치에서 커패시티를 추가하기 위한 추천을 생성하는 것을 포함하는 모듈.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 서비스 품질 추론을 행하는 것은 상기 항공기 상의 무선 장비가 상기 항공기에 의해 비행된 적어도 미리 결정된 수의 경로에 걸쳐 턴오프되는 것을 결정하는 것을 포함하는 모듈.
  13. 공중 대 지상(ATG) 네트워크로서,
    각자의 고정된 지리적 위치들에 배치된 복수의 기지국;
    적어도 하나의 항공기;
    상기 항공기와 연관된 3차원 위치 정보에 기초하여 상기 기지국들 중 하나 또는 상기 항공기의 안테나 어레이로부터의 빔 형성을 지향시키기 위한 명령들을 제공하도록 구성된 처리 회로를 포함하는 빔포밍 제어 모듈; 및
    처리 회로를 포함하는 네트워크 분석 제어 모듈을 포함하고, 상기 처리 회로는:
    상기 ATG 네트워크에서의 특정 자산에 대한 상기 3차원 위치 정보 및 대응하는 신호 품질 정보를 수신하고;
    상기 수신된 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 특정 자산에 대한 서비스 품질 추론을 행하고;
    상기 서비스 품질 추론에 기초하여 네트워크 제어 활동에 대한 명령을 제공하도록 구성된 네트워크.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 특정 자산에 대한 상기 3차원 위치 정보 및 대응하는 신호 품질 정보를 수신하는 것은:
    상기 ATG 네트워크 내의 항공기 위치들을 나타내는 시간 상관된 3차원 포지션 정보를 수신하는 것;
    상기 ATG 네트워크 내의 상기 항공기에 대한 시간 상관된 신호 강도 정보를 수신하는 것; 및
    시간에 기초하여, 상기 신호 강도 정보를 상기 3차원 포지션 정보에 연관시켜 상기 항공기에 대한 위치 기반 성능 이력을 정의하는 것을 포함하는 네트워크.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 서비스 품질 추론을 행하는 것은, 선택된 자산에 대한 상기 위치 기반 성능 이력으로부터 추출된 데이터를 상기 위치 기반 성능 이력으로부터의 다른 자산들과 연관된 합성 데이터와 비교하고, 상기 합성 데이터와 상기 선택된 자산에 대한 상기 위치 기반 성능 이력으로부터 추출된 상기 데이터 사이의 차이가 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우를 결정하는 것을 포함하는 네트워크.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 명령을 제공하는 것은 사용자 경고 또는 네트워크 제어 명령을 발행하여 채널 파라미터들 또는 주파수를 변경하는 것을 포함하는 네트워크.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 서비스 품질 추론을 행하는 것은 상기 ATG 네트워크 내의 상기 3차원 공간에서의 각자의 위치들에서의 사용 볼륨의 식별을 가능하게 하기 위해 3차원 공간에서의 네트워크 사용의 표현을 제공하는 것을 포함하는 네트워크.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 명령을 제공하는 것은 상기 표현에 기초하여 네트워크 최적화 활동을 수행하는 것을 포함하는 네트워크.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 네트워크 최적화 활동은 상기 항공기의 핸드오버에 수반되는 섹터에 대한 주파수 또는 방위각을 조정하는 것을 포함하는 네트워크.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 네트워크 최적화 활동은 미리 결정된 임계값 초과의 사용 볼륨을 갖는 위치에서 커패시티를 추가하기 위한 추천을 생성하는 것을 포함하는 네트워크.
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