KR20230160310A

KR20230160310A - 비행 계획 개시형 빔/널 형성 안테나 제어를 위한 시스템들 및 방법들

Info

Publication number: KR20230160310A
Application number: KR1020237035703A
Authority: KR
Inventors: 타마라 린 케이시; 마이클 로버트 가니에
Original assignee: 아우라 네트워크 시스템즈, 인크.
Priority date: 2021-03-22
Filing date: 2022-01-20
Publication date: 2023-11-23
Also published as: US11923943B2; EP4295503A1; JP2024512552A; MX2023011263A; CA3214038A1; WO2022204623A1; US20220302968A1

Abstract

비행 계획 개시형 빔/널 형성 안테나를 구현하기 위한 시스템들 및 방법들이 본원에서 제시된다. 일 양상에 따르면, 육상(즉, 지상) 대 공중 통신 네트워크는, 항공 라디오와 지상 기반 조작자 사이에 하나 이상의 통신 링크를 제공하기 위해, 스펙트럼 관리 시스템과 함께 동작하도록 구성될 수 있는 빔/널(null) 조향 안테나를 포함할 수 있다. 빔/널 조향 안테나는 또한, 스펙트럼 관리 시스템으로부터, 시스템을 사용하는 항공기의 비행 계획들을 수신할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 빔/널 조향 안테나는, 안테나에서 수신된 신호가 알려져 있는 요망되는 신호, 알려져 있는 요망되지 않는 신호, 또는 알려져 있지 않은 요망되지 않는 신호인지를 결정하기 위해, 스펙트럼 관리 시스템에서 제공받은 비행 계획 정보를 사용할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 안테나는, 결정에 기반하여 빔 또는 널을 특정 신호에 지향시키도록 구성될 수 있다.

Description

비행 계획 개시형 빔/널 형성 안테나 제어를 위한 시스템들 및 방법들

관련 출원들

본 출원은 2021년 8월 27일자로 출원된 미국 가출원 제63/237,801호 및 2021년 3월 22일자로 출원된 미국 가출원 제63/164,269호를 우선권으로 주장하고 그 이익을 청구하며, 상기 출원들 각각의 전체 내용들은 그 전체가 참고로 본원에 포함된다.

본 개시내용은 항공 통신 네트워크에서의 RF 스펙트럼 관리에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 지상 기반 통신 네트워크와의 통신들을 용이하게 하기 위해 항공 자산(airborne asset)들 사이에 RF 협대역 스펙트럼 채널들을 할당하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

유인 비행 및 무인 비행 둘 모두에 대한 공중 안전의 중요한 특징들 중 하나는, 동작적으로 중요한 통신들을 중계하기 위해 항공 자산들이 지상과 통신하는 능력이다. 항공 자산이 지상에 대한 지속적이고 중단되지 않는 통신 링크를 유지할 수 있는 것을 보장하는 것은, 항공 자산이 주어진 비행 동안 임의의 그리고 모든 지점들에서 지상 제어기들로부터 필요한 정보를 수신할 수 있을 뿐만 아니라 필요한 정보를 지상 제어기들에 송신할 수 있는 것을 보장한다.

항공 자산들 그리고 구체적으로는 무인 비행체(UAV)들의 확산은, 각각의 항공 자산이 지상 스테이션들과의 지속적인 양방향 통신 채널을 갖는 것을 보장하는 작업을 복잡하게 한다. UAV들은 이제, 다양한 세트의 지형학적 구역들에 걸쳐 장거리들을 비행하면서 그 비행 동안 내내 지상과의 특수화된 통신 요건들을 갖는 것이 가능하다. 예를 들면, 지상에 기반을 둔 UAV 조작자들은, 지상으로부터 UAV에 명령어들을 제공할 뿐만 아니라 UAV의 동작 상태에 관하여 지상 기반 조작자에게 통지하는 UAV로부터의 중요 원격 측정(telemetry)을 또한 수신하기 위해 UAV와 지속적으로 통신해야 한다.

공중 공간(airspace)에서의 항공 동작들에 대해 지상 기지국과 원격 라디오들 사이의 중요 데이터 링크의 성능을 보장하는 것은 유인, 무인뿐만 아니라 파일럿 비행(piloted flight)들의 안전 요건들을 지원함에 있어서 중요하다. 데이터 링크들은, 규제자(regulator)들에 의해 제시되는 신뢰성, 무결성, 및 이용가능성 성능 목표들을 충족시킬 필요가 있다. 원격 라디오들에 대한 지속적인 데이터 링크를 보장하는 것은, 임의의 주어진 시간에 공중 공간을 통행(transit)하는 많은 항공 자산들이 존재하는 환경에서 어려울 수 있다. 구체적으로, 사용가능한 RF 스펙트럼의 이용가능성이 어려운 문제일 수 있다. 공중 트래픽이 증가함에 따라 비행 동안 하나의 항공기(aircraft)의 통신들이 다른 항공기의 통신들에 간섭할 잠재성이 증가하게 된다. 항공 네트워크 내에서의 스펙트럼 간섭은 추가로, 주어진 네트워크 내의 항공기가 큰 지리적 영역들에 걸쳐 통행하고 있고, 그에 따라, 지상과의 지속적인 통신 링크를 유지하기 위해 항공기의 비행 동안 다수의 지상 기지국들에 의존해야 할 때 악화될 수 있다.

일 양상에 따르면, 육상(즉, 지상) 대 공중 통신 네트워크는, 항공 라디오와 지상 기반 조작자 사이에 하나 이상의 통신 링크를 제공하기 위해, 스펙트럼 관리 시스템과 함께 동작하도록 구성될 수 있는 빔/널(null) 조향 안테나를 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 빔/널 조향 안테나는, 라디오 주파수(RF 신호들)를 송신 및 수신하는 것이 가능한 복수의 송신 및 수신 요소들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 송신 및 수신 요소들은 조향가능할 수 있고, 그에 따라, 안테나에 의해 송신되는 빔들 및 널들이 특정 방향으로 겨냥(point)되는 것을 허용할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 빔/널 조향 안테나는, 복수의 요망되는 신호들(즉, 빔들) 및 널들 둘 모두를 복수의 표적들에서 동시에 송신할 수 있다. 빔/널 조향 안테나는, 빔들 및 널들이 서로 충돌하지 않는 것(즉, 서로 간섭하지 않는 것)을 보장하도록 구성될 수 있으며, 그에 의해, 안테나에 의해 송신되는 각각의 빔 및 널이 빔/널 조향 안테나에 의해 송신되는 다른 빔들 및 널들로부터 최소 교차-채널 간섭(cross-channel interference)을 수신하는 것이 보장된다.

양상에 따르면, 빔/널 조향 안테나는 또한, 스펙트럼 관리 시스템으로부터, 시스템을 사용하는 항공기의 비행 계획들을 수신할 수 있다. 비행 계획들은, 안테나가 지상 기반 안테나의 네트워크에 의해 커버되는 공중 공간을 통행하는 항공 라디오들의 예상 위치들 및 그 위치들에서의 시간들을 아는 것을 허용할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 빔/널 조향 안테나는, 안테나에서 수신된 신호가 알려져 있는 요망되는 신호, 알려져 있는 요망되지 않는 신호, 또는 알려져 있지 않은 요망되지 않는 신호인지를 결정하기 위해, 스펙트럼 관리 시스템에서 제공받은 비행 계획 정보를 사용할 수 있다. 신호가 알려져 있는 요망되는 신호인 경우에, 빔/널 조향 안테나는, 지상과 항공 라디오 사이의 통신 링크를 용이하게 하기 위해 빔이 알려져 있는 요망되는 신호의 방향으로 겨냥되는 것을 보장하도록 작동할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 신호가 알려져 있는 요망되지 않는 신호(즉, 요망되는 신호에 간섭할 수 있는 공중 공간의 다른 항공기로부터의 신호)인 것으로 결정되는 경우, 빔/널 조향 안테나는, 빔/널 조향 안테나에 의해 서비스되는 요망되는 신호에 대한 그 알려져 있는 요망되는 신호의 영향을 완화 및/또는 최소화하기 위해 널이 알려져 있는 요망되지 않는 신호의 방향으로 겨냥되는 것을 보장하도록 작동할 수 있다.

양상에 따르면, 빔/널 조향 안테나에 의해 수신된 신호가 요망되는 신호 및 요망되지 않는 신호 둘 모두의 수신된 비행 계획들 중 임의의 것에 매칭하지 않는 경우, 하나 이상의 예에서, 안테나는, 알려져 있지 않은 신호의 결정된 방향으로 널을 겨냥하도록 작동할 수 있고, 또한, 알려져 있지 않고 요망되지 않는 신호를 식별하기 위해 (안테나가 연결되는) 기지국의 스펙트럼 모니터링 시스템과 통신할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템에 제출된 비행 계획들을 빔/널 조향 안테나에 제공하는 것은, 빔들과 널들 사이의 RF 충돌들을 야기하지 않고 빔들이 요망되는 항공 라디오 신호로 지향되고 널들이 요망되지 않는 항공 라디오 신호들로 지향되는 것을 허용하는 방식으로 빔들 및 널들이 안테나에 의해 송신되는 것을 안테나가 보장하는 것을 허용할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 빔/널 조향 안테나에 구현되는 잡음 소거 기법들은, 시스템이, 요망되는 항공 신호를 최대화하고 요망되지 않는 항공 라디오 간섭을 감소시킬 수 있게 할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 네트워크가 요망되는 항공 라디오 신호 및 요망되지 않는 항공 라디오 신호 둘 모두의 위치 및 RF 구성들을 알고 있으므로, 간섭 디지털 잡음 소거가 더 효율적으로 구현될 수 있다. 연속적 잡음 소거 및 다중 사용자 검출과 같은 잡음 소거 기법들은, 요망되는 항공 라디오 신호 및 요망되지 않는 항공 라디오 간섭의 알려져 있는 RF 특성들을 포함하는 빔/널 형성 조향 안테나들에 의해 향상될 수 있다.

양상에 따르면, 빔 및 널 조향가능 안테나를 동작시키기 위한 방법이며, 방법은, 하나 이상의 비행 계획을 수신하는 단계 ― 하나 이상의 비행 계획의 각각의 비행 계획은, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위(coverage) 영역에서 비행할 비행에 대한 타이밍, 위치, 및 고도 정보를 포함함 ―, 신호 정보를 수신하는 단계 ― 신호 정보는, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 위치 정보를 포함함 ―, 수신된 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 단계, 수신 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭한다고 결정되는 경우: 수신된 신호 정보의 위치 정보에 의해 표시된 위치로 신호를 송신하도록 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키는 단계, 및 수신된 신호 정보에 매칭하는 하나 이상의 비행 계획 중의 비행 계획에 기반하여 안테나의 하나 이상의 요소로 신호를 추적하는 단계를 포함한다.

임의적으로, 비행 계획은, 비행 계획을 수행하는 항공기의 라디오 구성에 관한 정보를 포함한다.

임의적으로, 안테나의 하나 이상의 요소는, 비행 계획을 수행하는 항공기의 라디오 구성에 관한 정보에 기반하여 동작된다.

임의적으로, 비행 계획은, 비행 계획과 연관된 항공 라디오가 요망되는 신호인지 여부에 관한 정보를 포함하며, 빔 및 널 조향가능 안테나는, 요망되는 신호와 연관된 항공 라디오와 안테나 사이에 통신 링크를 유지하기 위해 RF 빔을 요망되는 신호에 겨냥하도록 구성된다.

임의적으로, 비행 계획은, 비행 계획과 연관된 항공 라디오가 요망되지 않는 신호인지 여부에 관한 정보를 포함하며, 빈 및 널 조향가능 안테나는, 요망되지 않는 신호에 의해 야기되는 RF 간섭을 감소시키기 위해 RF 널을 요망되지 않는 신호에 겨냥하도록 구성된다.

임의적으로, 신호 정보는, 기지국의 모니터링 안테나에서 수신되는 라디오 주파수(RF) 신호들을 수신하고 처리하도록 구성되는 스펙트럼 모니터링 디바이스로부터 수신된다.

임의적으로, 신호 정보는, 안테나의 하나 이상의 수신 요소에서 빔 및 널 조향가능 안테나에 의해 수신된다.

임의적으로, 비행 계획은, 비행 계획과 연관된 항공 라디오가 요망되는 신호인지 여부에 관한 정보를 포함하며, 수신된 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 것은, 수신된 신호 정보가 요망되는 신호의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 것을 포함한다.

임의적으로, 방법은, 수신된 신호 정보가 요망되는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 빔을 송신하도록 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키는 단계를 포함한다.

임의적으로, 방법은, 수신된 신호 정보가 요망되는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 수신된 신호에 매칭하는 것으로 결정되는 요망되는 신호의 비행 계획에 기반하여, 수신된 신호를 추적하도록 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키는 단계를 포함한다.

임의적으로, 비행 계획은, 비행 계획과 연관된 항공 라디오가 요망되지 않는 신호인지 여부에 관한 정보를 포함하며, 수신된 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 것은, 수신된 신호 정보가 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 것을 포함한다.

임의적으로, 방법은, 수신된 신호 정보가 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 널을 송신하도록 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키는 단계를 포함한다.

임의적으로, 방법은, 수신된 신호 정보가 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 수신된 신호에 매칭하는 것으로 결정되는 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 기반하여, 수신된 신호를 추적하도록 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키는 단계를 포함한다.

임의적으로, 수신된 신호 정보가 요망되는 신호 또는 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하지 않는 경우, 방법은, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 널을 송신하도록 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키는 단계를 포함한다.

임의적으로, 수신된 신호 정보가 요망되는 신호 또는 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하지 않는 경우, 기지국의 모니터링 안테나에서 수신된 라디오 주파수(RF) 신호들을 수신하고 처리하도록 구성되는 스펙트럼 모니터링 디바이스에 신호 정보를 송신한다.

임의적으로, 스펙트럼 모니터링 디바이스는, 빔 및 널 조향 안테나로부터 수신된 신호 정보와 연관된 항공 라디오의 신원과 연관된 정보를 결정하도록 구성된다.

임의적으로, 수신된 신호 정보에 매칭하는 하나 이상의 비행 계획 중의 비행 계획에 기반하여 안테나의 하나 이상의 요소로 신호를 추적하는 것은, 비행 계획에 기반하여, 송신된 신호의 위치를 조정하는 것을 포함한다.

임의적으로, 빔 및 널 조향가능 안테나는, 소스로부터 RF 에너지를 수신하도록 구성되는 복수의 수신 요소들을 포함한다.

청구항 제18항의 방법에서, 복수의 수신 요소들의 수신 요소들 중 하나 이상은, 소스로부터 수평으로 편광된 RF 에너지를 수신하도록 구성된다.

임의적으로, 복수의 수신 요소들의 수신 요소들 중 하나 이상은, 소스로부터 수직으로 편광된 RF 에너지를 수신하도록 구성된다.

임의적으로, 빔 및 널 조향가능 안테나는, RF 에너지를 송신하도록 구성되는 복수의 수송(transit) 요소들을 포함한다.

임의적으로, 복수의 송신 요소들의 송신 요소들 중 하나 이상은, 수평으로 편광된 RF 에너지를 송신하도록 구성된다.

임의적으로, 복수의 송신 요소들의 송신 요소들 중 하나 이상은, 수직으로 편광된 RF 에너지를 송신하도록 구성된다.

양상에 따르면, 빔 및 널 조향가능 안테나이며, 빔 및 널 조향가능 안테나는, RF 에너지를 수신 및 송신하도록 구성되는 하나 이상의 요소, 메모리, 하나 이상의 프로세서를 포함하며, 여기서, 메모리에는 하나 이상의 프로그램이 저장되고, 하나 이상의 프로그램은, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서로 하여금, 하나 이상의 비행 계획을 수신하게 하고 ― 하나 이상의 비행 계획의 각각의 비행 계획은, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위 영역에서 비행할 비행에 대한 타이밍, 위치, 및 고도 정보를 포함함 ―, 신호 정보를 수신하게 하고 ― 신호 정보는, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 위치 정보를 포함함 ―, 수신된 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하게 하고, 수신 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭한다고 결정되는 경우: 수신된 신호 정보의 위치 정보에 의해 표시된 위치로 신호를 송신하도록 안테나의 하나의 요소 또는 요소들을 동작시키게 하고, 수신된 신호 정보에 매칭하는 하나 이상의 비행 계획 중의 비행 계획에 기반하여 안테나의 하나 이상의 요소로 신호를 추적하게 한다.

임의적으로, 하나 이상의 프로세서는, 수신된 신호 정보가 요망되는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 빔을 송신하도록 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키게 된다.

임의적으로, 하나 이상의 프로세서는, 수신된 신호 정보가 요망되는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 수신된 신호에 매칭하는 것으로 결정되는 요망되는 신호의 비행 계획에 기반하여, 수신된 신호를 추적하도록 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키게 된다.

임의적으로, 하나 이상의 프로세서는, 수신된 신호 정보가 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 널을 송신하도록 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키게 된다.

임의적으로, 하나 이상의 프로세서는, 수신된 신호 정보가 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 수신된 신호에 매칭하는 것으로 결정되는 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 기반하여, 수신된 신호를 추적하도록 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키게 된다.

임의적으로, 수신된 신호 정보가 요망되는 신호 또는 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하지 않는 경우, 하나 이상의 프로세서는, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 널을 송신하도록 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키게 된다.

임의적으로, 수신된 신호 정보가 요망되는 신호 또는 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하지 않는 경우, 하나 이상의 프로세서는, 기지국의 모니터링 안테나에서 수신된 라디오 주파수(RF) 신호들을 수신하고 처리하도록 구성되는 스펙트럼 모니터링 디바이스에 신호 정보를 송신하게 된다.

임의적으로, 복수의 수신 요소들의 수신 요소들 중 하나 이상은, 소스로부터 수평으로 편광된 RF 에너지를 수신하도록 구성된다.

임의적으로, 빔 및 널 조향가능 안테나는, RF 에너지를 송신하도록 구성되는 복수의 수송 요소들을 포함한다.

양상에 따르면, 전자 디바이스의 하나 이상의 프로세서에 의한 실행을 위한, 빔 및 널 조향가능 안테나를 동작시키기 위한 하나 이상의 프로그램을 저장한 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체이며, 하나 이상의 프로그램은, 디바이스에 의해 실행될 때, 디바이스로 하여금, 하나 이상의 비행 계획을 수신하게 하고 ― 하나 이상의 비행 계획의 각각의 비행 계획은, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위 영역에서 비행할 비행에 대한 타이밍, 위치, 및 고도 정보를 포함함 ―, 신호 정보를 수신하게 하고 ― 신호 정보는, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 위치 정보를 포함함 ―, 수신된 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하게 하고, 수신 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭한다고 결정되는 경우: 수신된 신호 정보의 위치 정보에 의해 표시된 위치로 신호를 송신하도록 안테나의 하나의 요소 또는 요소들을 동작시키게 하고, 수신된 신호 정보에 매칭하는 하나 이상의 비행 계획 중의 비행 계획에 기반하여 안테나의 하나 이상의 요소로 신호를 추적하게 한다.

임의적으로, 디바이스는, 수신된 신호 정보가 요망되는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 빔을 송신하도록 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키게 된다.

임의적으로, 디바이스는, 수신된 신호 정보가 요망되는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 수신된 신호에 매칭하는 것으로 결정되는 요망되는 신호의 비행 계획에 기반하여, 수신된 신호를 추적하도록 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키게 된다.

임의적으로, 디바이스는, 수신된 신호 정보가 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 널을 송신하도록 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키게 된다.

임의적으로, 디바이스는, 수신된 신호 정보가 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 수신된 신호에 매칭하는 것으로 결정되는 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 기반하여, 수신된 신호를 추적하도록 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키게 된다.

임의적으로, 수신된 신호 정보가 요망되는 신호 또는 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하지 않는 경우, 디바이스는, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 널을 송신하도록 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키게 된다.

임의적으로, 수신된 신호 정보가 요망되는 신호 또는 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하지 않는 경우, 디바이스는, 기지국의 모니터링 안테나에서 수신된 라디오 주파수(RF) 신호들을 수신하고 처리하도록 구성되는 스펙트럼 모니터링 디바이스에 신호 정보를 송신하게 된다.

첨부된 도면들을 참조하여, 단지 예로서, 본 발명이 이제 설명될 것이다.
도 1은 본 개시내용의 예들에 따른 항공 통신 네트워크를 예시한다.
도 2는 본 개시내용의 예들에 따른 예시적인 조향가능 안테나를 예시한다.
도 3은 본 개시내용의 예들에 따른 빔/널 조향 안테나 내의 수신기 및 송신 어레이의 예시적인 구현을 예시한다.
도 4는 본 개시내용의 예들에 따른, 항공 통신 네트워크들의 RF 스펙트럼 관리를 위한 예시적인 시스템을 예시한다.
도 5는 본 개시내용의 예들에 따른, RF 스펙트럼 할당 및 관리를 위한 예시적인 시스템을 예시한다.
도 6은 본 개시내용의 예들에 따른, 안테나 이용가능성을 결정하기 위한 예시적인 프로세스를 예시한다.
도 7은 본 개시내용의 예들에 따른 예시적인 스펙트럼 모니터링 디바이스를 예시한다.
도 8은 본 개시내용의 예들에 따른, 비행 계획 정보를 사용하여 빔/널 조향 안테나를 동작시키기 위한 예시적인 프로세스를 예시한다.
도 9는 본 개시내용의 예들에 따른 예시적인 빔 조향 안테나 시스템을 예시한다.
도 10은 본 개시내용의 예들에 따른 예시적인 컴퓨팅 시스템을 예시한다.

이제, 본원에서 설명된 시스템들 및 방법들의 다양한 양상들 및 변형들의 구현들 및 실시예들에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것이다. 시스템들 및 방법들의 여러 예시적인 변형들이 본원에서 설명되지만, 시스템들 및 방법들의 다른 변형들은, 설명된 양상들 전부 또는 그 중 일부의 조합들을 갖는 임의의 적합한 방식으로 조합된 본원에서 설명된 시스템들 및 방법들의 양상들을 포함할 수 있다.

빔/널 조향 안테나를 구현하고 동작시키기 위한 시스템들 및 방법들이 본원에서 설명된다. 하나 이상의 예에서, 항공 통신 네트워크는, 항공 라디오와 지상 기반 조작자 사이에 하나 이상의 양방향 통신 링크를 제공하기 위해, 스펙트럼 관리 시스템과 함께 동작하도록 구성될 수 있는 빔/널 조향 안테나를 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 빔/널 조향 안테나는, 라디오 주파수(RF 신호들)를 송신 및 수신하는 것이 가능한 복수의 송신 및 수신 요소들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 송신 및 수신 요소들은 조향가능할 수 있고, 그에 따라, 안테나에 의해 송신되는 빔들 및 널들이 스펙트럼 관리 시스템에 의해 결정되는 특정 방향으로 겨냥되는 것을 허용할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 빔/널 조향 안테나는, 복수의 요망되는 신호들(즉, 빔들) 및 널들 둘 모두를 복수의 표적들에서 동시에 송신할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 빔/널 조향 안테나는, 육상 대 공중 통신 네트워크를 통한 항공 라디오들과 지상 동작들 사이의 통신들을 관리하도록 구성되는 비행 계획 기반 스펙트럼 관리 시스템으로부터 태스킹(tasking)을 수신할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 안테나는, 네트워크 내의 신호가 알려져 있는 요망되는 신호, 알려져 있는 요망되지 않는 신호, 또는 알려져 있지 않은 요망되지 않는 신호인지를 결정하기 위해 비행 계획 정보를 사용할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 안테나가 신호를 검출하고, 수신된 비행 계획 정보에 기반하여, 그 신호를 알려져 있는 요망되는 신호로서 분류하는 경우, 안테나는, 항공 라디오와 지상 기반 조작자 사이에 통신 링크를 설정하기 위해 요망되는 신호의 위치에 빔을 겨냥할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 수신된 신호가 (비행 계획 정보에 기반하여) 알려져 있는 요망되지 않는 신호인 것으로 결정되는 경우, 안테나는, 요망되지 않는 신호가 네트워크 내의 요망되는 신호들에 간섭하는 능력을 최소화하거나 완전히 제거하기 위해, 요망되지 않는 신호에 널링(nulling) 신호를 겨냥할 수 있다.

다양한 실시예들의 다음의 설명에서, 맥락이 명확하게 달리 표시하지 않는 한, 다음의 설명에서 사용되는 단수 형태들은 복수 형태들을 또한 포함하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 본원에서 사용되는 바와 같은 "및/또는", "그리고/또는", 및 "~고/거나"라는 용어는 연관된 열거된 항목들 중 하나 이상의 항목의 임의의 그리고 모든 가능한 조합들을 지칭하고 포괄한다는 것이 이해되어야 한다. "포함하다(include)", "포함하는(including)", "포함하다(comprise)", 및/또는 "포함하는(comprising)"이라는 용어들은, 본원에서 사용될 때, 서술된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 컴포넌트들, 및/또는 유닛들의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 컴포넌트, 유닛, 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하지는 않는다는 것이 추가로 이해되어야 한다.

본 개시내용의 특정 양상들은, 알고리즘의 형태로 본원에서 설명된 프로세스 단계들 및 명령어들을 포함한다. 본 개시내용의 프로세스 단계들 및 명령어들은, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어로 구현될 수 있고, 소프트웨어로 구현될 때, 다양한 운영 체제들에 의해 사용되는 상이한 플랫폼들 상에 상주하도록 다운로드되고 그들로부터 동작될 수 있다는 것이 유의되어야 한다. 달리 구체적으로 언급되지 않으면, 다음의 논의로부터 명백한 바와 같이, 본 설명 전반에 걸쳐, "처리", "컴퓨팅", "계산", "결정", "디스플레이", "생성" 등과 같은 용어들을 활용하는 논의들은, 컴퓨터 시스템 메모리들 또는 레지스터들 또는 다른 그러한 정보 저장, 송신 또는 디스플레이 디바이스들 내에서 물리적(전자적) 양들로서 표현되는 데이터로 조작 및 변환하는 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 동작 및 프로세스들을 지칭한다는 것이 인식된다.

본 개시내용은 또한, 일부 실시예들에서, 본원에서의 동작들을 수행하기 위한 디바이스에 관한 것이다. 이러한 디바이스는 요구된 목적들을 위해 특수하게 구성될 수 있거나, 또는 이러한 디바이스는, 컴퓨터에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 선택적으로 작동 또는 재구성되는 범용 컴퓨터를 포함할 수 있다. 그러한 컴퓨터 프로그램은, 각각이 컴퓨터 시스템 버스에 연결되는, 플로피 디스크들, USB 플래시 드라이브들, 외부 하드 드라이브들, 광학 디스크들, CD-ROM들, 자기-광학 디스크들을 포함하는 임의의 유형의 디스크, 판독 전용 메모리(ROM)들, 랜덤 액세스 메모리(RAM)들, EPROM들, EEPROM들, 자기 또는 광학 카드들, 주문형 집적 회로(ASIC)들, 또는 전자적인 명령어들을 저장하기에 적합한 임의의 유형의 매체와 같은(그러나 이들로 제한되지 않음) 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 언급되는 컴퓨팅 시스템들은 단일 프로세서를 포함할 수 있거나, 또는 이를테면 상이한 기능들을 수행하기 위해 또는 증가된 컴퓨팅 능력을 위해 다수의 프로세서 설계들을 이용하는 아키텍처들일 수 있다. 적합한 프로세서들은, 중앙 처리 유닛(CPU)들, 그래픽 처리 유닛(GPU)들, 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA)들, 및 ASIC들을 포함한다.

본원에서 설명된 방법들, 디바이스들, 및 시스템들은 본질적으로 임의의 특정 컴퓨터 또는 다른 장치와 관련되지 않는다. 다양한 범용 시스템들이 또한 본원에서의 교시들에 따른 프로그램들과 함께 사용될 수 있거나, 또는 요구되는 방법 단계들을 수행하기 위한 보다 특수화된 장치를 구성하는 것이 편리한 것으로 판명될 수 있다. 다양한 이러한 시스템들에 대한 요구되는 구조는 아래의 설명으로부터 나타날 것이다. 게다가, 본 발명은 임의의 특정 프로그래밍 언어를 참조하여 설명되지 않는다. 다양한 프로그래밍 언어들이 본원에 설명되는 바와 같은 본 개시내용의 교시들을 구현하기 위해 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다.

항공기가 비행 상태일 때, 항공기가 지상과의 신뢰가능하고 지속적인 통신 링크를 갖는 것이 중요하다. 예를 들면, 항공기가 조작자에 의해 지상으로부터 비행 및 제어되는 무인 항공기(unmanned aircraft vehicle)(UAV)들의 맥락에서, 조작자는 UAV의 상태에 관한 정보로 지속적으로 업데이트될 필요가 있을 것이다. 무인 비행을 용이하게 하기 위해, UAV들은, UAV들이 명령어들을 수신할 수 있도록 그리고 또한 UAV들이 필수적인 원격 측정 정보를 송신할 수 있어 조작자들이 비행의 상태를 알게 하도록, 지상 상의 조작자들과의 지속적인 접촉을 가져야 한다. 그러나, 전 세계에 걸쳐 공중 트래픽이 증가함에 따라, 항공기의 비행의 전체 지속기간 동안 신뢰가능하고 지속적인 통신 링크를 항공기에 제공하는 것은 복잡한 노력이 될 수 있다. 지상 대 공중 통신 네트워크는, 네트워크 내의 단일 항공기가 항공기의 비행 동안에 신뢰가능하고 지속적인 통신 채널을 제공받을 수 있는 것을 보장하기 위해 조정될 필요가 있는 많은 항공기, 지상 스테이션들, 및 지리적 영역들을 포함할 수 있다.

도 1은 본 개시내용의 예들에 따른 항공 네트워크를 예시한다. 도 1의 예는, 하나 이상의 지상 기지국(104a-c)과 비행 상태인 하나 이상의 항공기(102) 사이의 통신들을 제공하도록 구성될 수 있는 예시적인 통신 네트워크(100)를 예시한다. 하나 이상의 예에서, 통신 네트워크(100)는 하나 이상의 지상 기지국(104a-c)을 포함할 수 있다. 지상 기지국들(104a-c) 각각은, 지상으로부터 하나 이상의 항공기(102)로 통신들을 송신하도록 구성되는 하나 이상의 안테나를 포함한다. 하나 이상의 예에서, 각각의 지상 기지국(104a-c)은 통달범위 영역(108a-c) 내에서 송신들을 제공하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 지상 기지국(104a)은 지리적 통달범위 영역(108a)을 통해 RF 스펙트럼 라디오 신호들을 송신하도록 구성될 수 있다. 지상 기지국(104b)은 지리적 통달범위 영역(108b)을 통해 RF 스펙트럼 라디오 신호들을 송신하도록 구성될 수 있고, 지상 기지국(104c)은 지리적 통달범위 영역(108c)을 통해 RF 스펙트럼 라디오 신호들을 송신하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 지리적 통달범위 영역들(108a-c)은 특정 범위의 위도 및 경도를 커버할 뿐만 아니라 지상으로부터 최대 서비스가능 고도까지의 영역들에 대한 통달범위를 또한 제공하는 3차원 영역들일 수 있다.

하나 이상의 예에서, 각각의 항공기(102)는 항공기의 비행의 지속기간 동안 하나의 지상 기지국으로부터 다음 지상 기지국으로 핸드오버될 수 있다. 예를 들면, 비행의 시작에서, 지상 기지국(104a)은, 항공기(102)가 통달범위 영역(108a) 내에 있는 동안 지상 상의 조작자와 항공기 사이의 통신 채널들을 제공하는 것을 담당할 수 있다. 비행 동안 항공기가 통달범위 영역(108a)으로부터 통달범위 영역(108b) 내로 통행하는 경우, 통신 채널을 제공할 책임은 지상 기지국(104a)으로부터 지상 스테이션(104b)으로 전환될 수 있다. 비행 동안 항공기(102)가 통달범위 영역(108b)으로부터 통달범위 영역(108c) 내로 통행하는 경우, 통신 채널을 제공할 책임은 지상 기지국(104b)으로부터 지상 스테이션(104c)으로 전환될 수 있다. 이러한 방식으로, 통신 네트워크(100)는, 항공기의 비행 동안의 임의의 지점에서 비행 계획이 적어도 하나의 통달범위 영역을 통과하는 한, 항공기의 비행 계획을 따라 임의의 지점에서 항공기가 적어도 하나의 지상 기지국과의 설정된 통신 채널을 갖는 것을 보장하도록 구성될 수 있다.

하나 이상의 예에서, 각각의 기지국(104a-c)은 기지국 제어기(106a-c)에 각각 통신가능하게 결합될 수 있다. 그에 따라, 하나 이상의 예에서, 지상 기지국(104a)은 기지국 제어기(106a)에 통신가능하게 결합될 수 있고, 지상 기지국(104b)은 기지국 제어기(106b)에 통신가능하게 결합될 수 있으며, 지상 기지국(104c)은 기지국 제어기(106c)에 통신가능하게 결합될 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 각각의 기지국 제어기는, 제어기가 동작하도록 구성되는 기지국에 대응하는 통달범위 영역(108a-c)을 통해 항공기가 통행하고 있을 때 지상 조작자와 항공기(102) 사이에 RF 기반 통신 채널을 구현하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 예에서, RF 기반 통신 채널을 구현하는 것은, 조작자에 의해 송신된 신호들을 항공기(102)에 배정된 RF 스펙트럼 주파수로 변조하는 것, 송신된 신호들에 적절한 변조 방식을 적용하는 것, 및 오류 정정 코드들과 같은 임의의 다른 물리 계층 통신 프로토콜들을 적용하는 것을 포함할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 통신 네트워크(100)의 목표는, 네트워크 내에서 동작하는 임의의 주어진 항공기(102)에 항공기의 비행의 지속기간 전체에 걸쳐 지속적이고 신뢰가능한 RF 스펙트럼 채널을 제공하는 것일 수 있다. 하나 이상의 예에서, 지속적이고 신뢰가능한 RF 스펙트럼을 항공기에 제공하는 것은, 항공기가 지상과 통신하기 위해 항공기의 비행의 지속기간 전체에 걸쳐 신뢰가능하게 사용할 수 있 단일 RF 스펙트럼 채널(즉, 슬롯)을 항공기에 제공하는 것을 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 주어진 공중 공간에 있는 각각의 항공기는 전용 RF 스펙트럼 채널(즉, 항공기에 고유하고 지상으로부터의 통신들을 송신 및 수신하기 위해 그 개별 항공기에 의해서만 사용될 수 있는 RF 스펙트럼에서의 주파수 범위)을 사용하여 지상과 통신할 수 있다. 효율적인 비행 동작들을 용이하게 하기 위해, 하나 이상의 예에서, 자신의 대응하는 기지국 제어기(106a-c)에 결합되는 각각의 지상 기지국(104a-c)은, 그의 통달범위 영역(108a-c) 내의 각각의 항공기가 그 항공기에 배정된 RF 스펙트럼 채널에서 송신되는 통신들을 사용하여 지상과 통신할 수 있는 것을 보장하도록 구성될 수 있다.

하나 이상의 예에서, 각각의 지상 기지국(104a-c)은, 기지국에 장착되고 하나 이상의 지상 조작자(즉, 파일럿)로부터의 신호들을 항공기(102) 상에 장착된 하나 이상의 항공 라디오에 송신하도록 구성되는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 그리고 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 하나 이상의 안테나는, 네트워크(100) 내의 항공기의 위치에 따라 상이한 방향들을 겨냥하도록 전자적으로 "조향"될 수 있는 컴퓨터-제어 안테나들의 어레이로서 구현될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 안테나는 위상 어레이 안테나로서 구현될 수 있으며, 이는, 안테나들을 물리적으로 이동시킬 필요 없이 신호가 특정 방향으로 지향되는 것을 허용한다. 안테나를 표적(즉, 안테나에 데이터를 송신하고 그로부터 데이터를 수신할 항공 라디오)의 방향으로 겨냥함으로써, 안테나는 안테나와 항공 라디오 사이의 통신 링크의 신호 대 잡음 비를 최대화할 수 있고, 그에 의해, 지상과 항공 라디오 사이의 안정적인 통신 링크가 보장된다.

도 2는 본 개시내용의 예들에 따른 예시적인 조향가능 안테나를 예시한다. 하나 이상의 예에서, 도 2의 안테나(200)는 지상 기지국 타워(104)에 장착될 수 있다. 본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 안테나(200)는 수신 어레이(202) 및 송신 어레이(204)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 송신 어레이(204)는 지상 기지국(104)으로부터 하나 이상의 항공기(102)로(그리고 더 구체적으로는 항공기 상에 위치된 항공 라디오들 각각으로) 신호들을 송신하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 송신 어레이(204)는 복수의 안테나 요소들(216)을 포함할 수 있으며, 송신 어레이(204)의 각각의 요소(216)는 신호를 송신하도록 구성된다. 하나 이상의 예에서, 그리고 위상 어레이 구현의 예에서, 송신 어레이(204)의 안테나 요소들(216)은, 위에 논의된 바와 같이, 요망되는 지리적 위치에 하나 이상의 신호를 겨냥하도록 집합적으로 동작할 수 있다. 본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 각각의 송신 어레이 요소(216)는, 의도된 수신기가 위치되는 방향으로 겨냥되도록 독립적으로 조향가능할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 수신 어레이(202)는, 지상 기지국(104)에서 하나 이상의 항공기(102)로부터(그리고 더 구체적으로는 항공기 상에 위치된 항공 라디오들 각각에 대해) 신호들을 수신하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 수신 어레이(202)는 복수의 안테나 요소들(214)을 포함할 수 있으며, 수신 어레이(202)의 각각의 요소(214)는 신호를 수신하도록 구성된다. 하나 이상의 예에서, 그리고 위상 어레이 구현의 예에서, 수신 어레이(202)의 안테나 요소들(214)은, 위에 논의된 바와 같이, 요망되는 지리적 위치로부터 신호들을 수신하도록 집합적으로 동작될 수 있다. 본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 각각의 수신 어레이 요소(214)는, 수신될 신호가 위치되는 방향으로 겨냥되도록 독립적으로 조향가능할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 안테나 어레이 요소들(214 및 216)은, 로브(lobe)들(즉, 신호의 이득이 최대화되는 곳) 및 널들(즉, 신호의 이득이 거의 영(zero)으로 최소화되는 곳) 둘 모두를 포함하는 방사선 패턴들을 생성하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 안테나의 방사선 패턴(즉, 로브들 및 널들)은, 로브들이, 요망되는 신호들이 지향될 위치들(즉, 기지국이 통신 링크를 설정하기를 원하는 항공 라디오)을 향해 겨냥될 수 있고, 안테나의 방사선 패턴의 널들이, 지상 기지국의 공중 공간을 통행하는 항공 라디오들과 안테나 사이의 통신들에 잠재적으로 간섭할 수 있는 간섭자들 또는 알려져 있지 않은 신호들의 방향으로 겨냥될 수 있도록 동적으로 재구성될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 안테나 요소들(214 및 216)은 물리적으로 이동될 수 있거나, 또는 위상 어레이의 경우에, 안테나를 최적으로 동작시키기 위해 요구되는 바와 같은 특정 방향들로 널들 및 로브들이 겨냥될 수 있도록 위상들이 조정될 수 있다.

하나 이상의 예에서, 안테나(200)는, 로브 및 널 패턴들이 안테나의 동작 동안 서로 간섭하지 않는 것을 보장할 수 있는 처리 로직을 포함할 수 있다. 예를 들면, 안테나의 널들 및 로브들이, 널의 전파 경로 및 널의 전파 경로가 서로 교차하도록 지향되는 경우, 2개의 신호는 서로 충돌할 수 있다. 신호들 사이의 충돌은 안테나의 전반적인 성능이 저하되는 것을 야기할 수 있고, 안테나(200)는, 지상 기반 조작자들과 통신하기 위해서 그들의 항공 라디오들에 통신 채널을 신뢰가능하게 제공하도록, 요망되는 신호들에 대해 충분히 높은 신호 대 잡음 비를 적절하게 제공하지 못할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 안테나(200)는, 특정 지리적 영역들에서 로브들 및 널들을 겨냥하라는 요청들을 검사하고, 요청들 사이에서의 신호 충돌들을 야기하지 않는 방식으로 안테나가 그러한 요청들을 충족시키는 것을 보장하도록 구성될 수 있다.

하나 이상의 예에서, 안테나(200)는 수평 및 수직 편광 수신 및 송신 요소들의 분리를 포함할 수 있다. 별개의 편광들을 포함함으로써, 안테나(200)는 효과적으로, 자신의 송신 및 수신 용량을 두 배가 되게 할 수 있다. 수평 및 수직 편광들의 사용은 단지 예로서 의도되며, 제한적인 것으로 보아서는 안 된다. 하나 이상의 예에서, 안테나(200)는, 편광되지 않은 신호 및 원형으로 편광된 신호를 또한 수신하도록 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 안테나(200)는, 신호의 수직으로 편광된 부분들을 수신하도록 구성되는 복수의 수직 편광 수신 요소들(206)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 안테나(200)는, 신호의 수평으로 편광된 부분들을 수신하도록 구성되는 복수의 수평 편광 수신 요소들(208)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 안테나(200)는, 수직으로 편광된 신호들을 하나 이상의 항공 라디오에 송신하도록 구성되는 복수의 수직 편광 송신 요소들(210)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 안테나(200)는, 수평으로 편광된 신호들을 하나 이상의 항공 라디오에 송신하도록 구성되는 복수의 수평 편광 송신 요소들(212)을 포함할 수 있다.

안테나 요소들 그 자체에 부가하여, 도 2의 안테나(200)는, 안테나가 기지국의 통달범위 영역 내의 항공 라디오들과 지상 기반 조작자들 사이에 통신 링크를 제공할 수 있게 안테나를 동작시키도록 집합적으로 작동할 수 있는 복수의 처리 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 도 3은 본 개시내용의 예들에 따른 빔/널 조향 안테나 내의 수신기 및 송신 어레이의 예시적인 구현을 예시한다. 도 3의 예에서, 수신 및 송신 어레이들은, (아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이) 통달범위 영역에서 또한 전파되는 원치 않는 또는 요망되지 않는 신호들의 효과들을 최소화하도록 또한 작동하면서 항공 라디오들과 지상 사이에 통신 채널들을 제공하게 안테나를 동작시키도록 집합적으로 구성될 수 있는 처리 시스템(300)에 통신가능하게 결합될 수 있다.

하나 이상의 예에서, 시스템(300)은, 집합적으로 디지털 빔형성을 수행하도록 구성되는 디지털 처리 컴포넌트들(302)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 디지털 빔형성은, 안테나 요소들에 제공되고 그로부터 수신된 신호들을 반영하는 복합 신호들을 생성하기 위해, 안테나 요소들로 가고 그로부터 오는 데이터 스트림들을 디지털 방식으로 부가하는 프로세스를 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 시스템(300)은 하나 이상의 아날로그 컴포넌트(304)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 아날로그 컴포넌트(304)는, 아날로그 컴포넌트들(304)과 디지털 컴포넌트들(302) 사이의 인터페이스의 역할을 하도록 구성되는 하나 이상의 변환기(이를테면, 디지털-아날로그 변환기(digital-to-analog converter)(DAC)들 및 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter)(ADC)들)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, DAC들은, 안테나에 전송되고 있는 디지털 프로세서로부터의 디지털 신호들을 아날로그 신호들로 변환하도록 구성될 수 있다. ADC들은, 디지털 처리 컴포넌트들(302)에 의한 처리를 위해 안테나로부터의 아날로그 신호들을 디지털 신호들로 변환하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 아날로그 컴포넌트들(304)은 안테나 요소들에 송신되고 그로부터 수신되는 신호들을 각각 상향-변환 및 하향-변환하도록 구성되는 아날로그 상향 및 하향 변환기들을 포함할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 시스템(300)은, 프론트 엔드 모듈들 및 안테나 요소들을 포함할 수 있는 안테나 아키텍처 요소들(306)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 프론트 엔드 모듈들은, 안테나에 의해 요구되는 바와 같은 특정 빔 패턴들(즉, 로브들 및 널들)을 달성하도록 집합적으로 동작되는 증폭기들 및 스위치들을 포함할 수 있다. 그에 따라, 하나 이상의 예에서, 그리고 위에 설명된 바와 같이, 안테나 아키텍처 컴포넌트들(306)은, 안테나가 통신 채널들 및 최소화하거나 제거하도록 작동할 수 있는 간섭 신호들을 요구하는 항공 라디오들의 위치들에 따른 안테나의 필요들에 의해 요구되는 바와 같이 안테나들의 로브들 및 널들을 겨냥하도록 작동할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 널들은, 표적 항공기를 직접 겨냥하는 것이 아니라, 지상 스테이션에 의해 동작되는 다양한 통신 채널들의 전반적인 캐리어 대 잡음 비를 낮추도록 부가적으로 표적화될 수 있다.

안테나 요소들의 예시적인 물리적 아키텍처(308)가 또한 도 3에 예시된다. 하나 이상의 예에서, 송신 및 수신 요소들이 안테나가 놓여 있는 기지국의 통달범위 영역에 360 도 통달범위를 제공할 수 있도록, 송신 및 수신 안테나 요소들이 308에서 도시된 바와 같이 원형 아키텍처로 배치될 수 있다.

아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 도 2 및 3과 관련하여 위에 설명된 빔/널 형성 안테나는, 네트워크 내의 하나 이상의 기지국과 스펙트럼 관리 시스템에 의해 관리되는 통신 네트워크를 통과하는 하나 이상의 항공 라디오 사이의 통신을 조정할 수 있는 스펙트럼 관리 시스템 내에서 작동할 수 있다. 안테나의 능력들은 스펙트럼 관리 시스템과 함께 작동할 수 있고, 또한, 스펙트럼 관리 시스템에 의해 제공되는 정보를 사용하여 안테나의 동작을 향상시킬 수 있어서, 네트워크 내의 하나 이상의 항공 라디오들에, 네트워크를 통한 그의 비행 동안 신뢰가능하고 지속적인 통신 채널을 제공할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 그리고 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 빔/널 형성 조향 안테나 시스템은, 항공 네트워크의 스펙트럼 관리 시스템들로부터 스펙트럼 리소스들을 요청하는 항공 라디오를 갖는 항공기의 비행 계획의 제출에 의해 향상될 수 있다. 스펙트럼 관리 시스템에 의해 제공되는 비행 계획을 사용함으로써, 안테나 시스템은, 모든 시간들에서 네트워크의 모든 항공 라디오들이 어디에 위치되는지 또는 어디에 위치될 것으로 예상되는지의 지식을 가질 수 있다. 이러한 지식은, 항공 교통 관제소(air traffic control)로부터의 지시들에 기반하여 실시간으로 발생할 수 있는 업데이트된/수정된/첨부된 비행 계획 제출들에 기반하여 필요할 수 있는 편차들을 포함할 수 있다. 이러한 지식은, 항공 라디오들이 안테나 시스템의 유효성을 최대화하는 미리 정의된 위치에 위치되는 것을 보장함으로써, 트래픽 채널들의 계획 및 배정이 위치 보조 빔/널 형성 조향 안테나들의 사용을 통해 얻은 이익을 포함하는 것을 허용할 수 있다. 실시간으로 수집된 항공 라디오들의 원격 측정이 안테나 시스템에 제공되고 비행 계획과 비교하여 추적될 수 있다. 하나 이상의 예에서, GPS, 향상된 RTK GPS, 및 다수의 지상 기반 내비게이션 비컨들, 항공기 기압계, 및 레이더 고도계들의 삼각측량에 기반한 대안적인 GPS와 같은 외부 리소스들에 의해 제공될 수 있는 위치 및 높이의 원격 측정이 제공된다.

항공기의 비행의 지속기간 전체에 걸쳐 사용할 전용 RF 스펙트럼 채널을 항공기에 배정하는 것은 어려울 수 있다. 종종, 주어진 기지국은 임의의 주어진 시간 순간에 수백 개의 비행들에 대해 통신 채널들을 제공하는 것을 담당하고, 통달범위 내의 각각의 항공기는 그 항공기가 공중 공간에 있는 다른 공중 트래픽에 의해 중단됨이 없이 지상과 통신할 수 있도록 그 자신의 전용 RF 스펙트럼 채널을 필요로 한다. 또한, 비행들이 주어진 비행 동안 다수의 기지국들을 횡단할 수 있으므로, 지상과의 비-경합 통신들을 갖도록 비행 지속기간 전체에 걸쳐 사용될 수 있는 전용 RF 스펙트럼을 비행에 배정하는 것은, 어떠한 2개의 항공기도 동일한 RF 스펙트럼 채널을 사용하여 동일한 통달범위 영역을 통행하지 않는 것을 보장하기 위해 높은 레벨의 조정을 요구할 수 있다. 또한, 주어진 통달범위 영역 내의 RF 환경이 동적이기 때문에, 주어진 통달범위 영역 내의 어떠한 2개의 비행도 동일한 RF 채널 상에서 동작하지 않는 것을 확실히 할 필요성이 존재할 뿐만 아니라, 항공기와 지상 사이의 임의의 통신들이 주어진 통달범위 영역 내에서 동작할 수 있는 다양한 잡음 소스들로부터 간섭받지 않을 것임을 확실히 할 필요성이 또한 존재한다. 이러한 잡음 소스들은, RF 잡음 플로어, 관련된 또는 관련되지 않은 네트워크 동일-채널(Co-Channel) 또는 인접 채널 간섭뿐만 아니라 대역-외 간섭 소스들을 포함할 수 있다.

항공기에 대한 RF 스펙트럼 채널들의 배정을 조정하기 위해, 하나 이상의 예에서, 주어진 통신 네트워크에서 동작하는 항공기에 대한 RF 스펙트럼 채널 할당을 조정하기 위해, 안전한 항공 동작들을 지원하도록 구성되는 동적 스펙트럼 관리를 위한 시스템이 구현될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템은, 지상 기지국과 네트워크 내의 항공기 상에서 동작하는 항공 라디오들 사이에서 라디오 리소스들이 이용가능한 것을 보장하기 위해 결정론적 방식으로 스펙트럼 및 트래픽 채널들을 할당할 수 있다.

도 4는 본 개시내용의 예들에 따른, 항공 통신 네트워크들의 RF 스펙트럼 관리를 위한 예시적인 시스템을 예시한다. 본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 도 4의 통신 네트워크(400)는, 도 1과 관련하여 위에 설명된 통신 네트워크(100)와 동일한 컴포넌트들(즉, 항공기(102), 지상 기지국들(104a-c), 및 기지국 제어기(106a-c))을 포함할 수 있지만, 네트워크(400) 내의 항공기(102)에 RF 스펙트럼 채널들을 할당하는 프로세스를 관리할 수 있는 하나 이상의 스펙트럼 관리 시스템 컴포넌트들(아래에서 더 상세히 설명됨)을 또한 포함할 수 있다.

본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 하나 이상의 파일럿/조작자(406)는 하나 이상의 항공기(102)에 데이터(이를테면, 명령 및 제어 데이터)를 송신하기 위해 네트워크(400)에 연결될 수 있다. 파일럿들(406) 각각은, 파일럿들(406)에 의해 제어되는 항공기(402) 각각에 RF 스펙트럼 채널들을 할당하도록 구성될 수 있는 스펙트럼 관리 시스템(402)을 통해 네트워크(400)에 통신가능하게 결합될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(402)은, 각각의 항공기에 할당된 특정된 RF 스펙트럼 채널을 사용하여 RF 통신 링크를 설정함으로써 각각의 파일럿(406)과 그들의 대응하는 항공기(102) 사이의 통신 링크를 용이하게 하도록 구성될 수 있다.

본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템은, 항공기(102)와 파일럿/조작자(406) 사이의 각각의 활성 통신 링크를 관리하도록 구성될 수 있다. 그에 따라, 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(402)이, 주어진 통신 링크가 손상되었거나 저하되었다고 결정하는 경우, 스펙트럼 관리 시스템(402)은 문제를 완화하기 위해 통신 링크를 조정하기 위한 동작을 취할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 예에서, 항공기(102)에 의해 사용되고 있는 주어진 RF 스펙트럼 채널이 더 이상 만족스럽게 수행되고 있지 않거나 또는 요구되는 규격들로 수행되고 있지 않은 경우, 스펙트럼 채널 관리 시스템(402)은, 각각의 항공기가 신뢰가능한 RF 통신 링크를 유지하는 것을 보장하기 위해 RF 스펙트럼 채널을 대안적인 이용가능한 채널로 실시간으로 변경(아래에서 상세히 설명됨)할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 파일럿이 (예컨대, 예상된 것보다 더 오래 비행함으로써) 그들의 통고된 비행 계획으로부터 벗어나는 경우, 스펙트럼 관리 시스템(402)은, 통신 채널에 대한 임의의 중단들이 완화되는 것을 보장하기 위해 (예를 들면, RF 채널을 스위칭함으로써) 동작을 취하도록 구성될 수 있다.

본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 통신 채널들을 능동적으로 관리하는 것에 부가하여, 스펙트럼 관리 시스템(402)은, 비행의 지속기간 동안 사용될 주어진 비행에 대한 하나 이상의 RF 채널을 할당 및 예비하도록 구성될 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 스펙트럼 관리 시스템(202)은 파일럿/조작자(206)로부터 비행 계획을 수신할 수 있고, 제출된 비행 계획뿐만 아니라 다른 인자들(이를테면, 안테나의 이용가능성)에 기반하여, 비행 동안 직면할 수 있는 잠재적인 간섭을 고려하는 결정론적 방식으로 각각의 비행에 RF 채널을 할당할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 위에 설명된 스펙트럼 할당 프로세스는 스펙트럼 관리 시스템(402)에 의해 구현될 수 있고/거나 본원에서 "디지털 트윈(digital twin)"으로 총괄적으로 지칭되는 하나 이상의 별개의 컴포넌트에서 처리될 수 있다. 주어진 공중 공간에 있는 수만 명의 최종 사용자들에 의한 스펙트럼 및/또는 트래픽 채널 요청들에 대한 잠재성 및 대량의 정보로 인해, 동작 시스템에 영향을 주지 않으면서 요구된 분석을 수행하기 위해 스펙트럼 관리 시스템의 디지털 트윈이 사용될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 그리고 도 4의 예에 예시된 바와 같이, 디지털 트윈(404)은, 스펙트럼 관리 시스템(402)의 처리 부하를 감소시키기 위해 스펙트럼 관리 시스템(402)과 별개로 구현될 수 있고, 그에 따라, 그 디지털 트윈이 스펙트럼 관리 시스템(402)에 의해 관리되는 공중 공간을 통행하는 항공기의 활성 통신 채널들을 관리하는 것과 연관된 실시간 동작들을 수행하는 것이 자유롭게 된다. 대안적으로, 디지털 트윈(404)은 또한, 공중 통신 링크들의 실시간 관리 및 비행 계획 둘 모두가 동일한 컴포넌트에 의해 수행되도록 스펙트럼 관리 시스템의 일부로서 구현될 수 있다.

하나 이상의 예에서, 디지털 트윈(404)은, 주어진 비행 계획 동안 사용할 스펙트럼에 대한 파일럿들(406)로부터의 하나 이상의 요청을 수신하도록 구성될 수 있다. 디지털 트윈은, 파일럿에 의해 제공되는 비행 계획뿐만 아니라 다른 인자들(아래에서 설명됨)을 사용하여, 항공기의 비행이 시작될 때 어떤 RF 스펙트럼 채널들을 항공기에 할당할지를 결정할 수 있다. 일단 디지털 트윈(404)에서 요청들이 확인되면, 동작 스펙트럼 관리 시스템(402) 상에서 통신 채널의 실행 및 배정이 수행될 수 있다.

위에 설명된 바와 같이, 스펙트럼 관리 시스템(402) 및 디지털 트윈(404)은, 각각의 개별 항공기가 항공기의 비행 전체 동안 지상과의 신뢰가능하고 지속적인 통신 채널에 액세스할 수 있는 것을 보장하기 위해, 주어진 통신 네트워크 내의 다수의 항공기의 RF 스펙트럼 요구를 조정할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(402) 및 디지털 트윈(404)은 개별 항공기에 대한 RF 스펙트럼 채널들을 할당 및 예비하기 위해 협력하여 작동할 수 있고, 아래에서 설명되는 바와 같이, 통신 링크가 그의 요건에 따라 동작하고 있는 것을 보장하기 위해 비행 상태인 각각의 개별 통신 링크를 모니터링할 수 있다.

주어진 비행에 할당할 RF 채널을 선택하는 것은, 선택된 채널이 항공기의 비행의 지속기간 전체에 걸쳐 항공기의 요구를 서비스할 것임을 보장하기 위해 다수의 변수들을 분석하는 것을 수반할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(402) 및 디지털 트윈은, 파일럿과 항공기 사이에 비-경합 리소스를 배정하기 위해 여러 변수들, 이를테면, 이용가능한 스펙트럼 리소스들, 라디오 링크 처리량 및 성능 요건들, 위치(높이를 포함함), 시간 기간뿐만 아니라 라디오 주파수 환경을 분석할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 채널 선택에 영향을 미치는 변수들은, 아래에서 설명되는 바와 같이, 비행 동안 사용하기 위한 하나 이상의 RF 채널에 항공기를 매칭시키기 위해 함께 작동하는 스펙트럼 관리 시스템(402)에 대한 여러 내부 및 외부 컴포넌트들에 의해 채워질 수 있다.

하나 이상의 예에서, 통신 네트워크 내의 각각의 파일럿(즉, 조작자)은, 스펙트럼 관리 시스템(402) 및 디지털 트윈(404)을 통해 그들의 비행 이전에 그리고 비행 동안에 통신 네트워크와 인터페이싱할 수 있다. 비행 이전에, 그리고 아래에서 설명되는 바와 같이, 파일럿은, 스펙트럼 관리 시스템 및 디지털 트윈과 인터페이싱하여, 그들의 제출된 비행 계획 및 다른 변수들에 기반하여 그들의 비행 동안 사용할 RF 스펙트럼 채널 할당을 수신할 수 있다. 비행 동안에, 스펙트럼 관리 시스템(402)은, 지속적인 통신 링크를 설정하기 위해, 항공기 및 파일럿 둘 모두에 할당된 RF 스펙트럼 채널을 프로비저닝할 수 있고, 스펙트럼 관리 시스템은 그것이 규격 내에서 수행되고 있는 것을 확실히 하기 위해 비행 동안 링크를 모니터링할 수 있다.

본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 네트워크(400)는, 스펙트럼 관리 시스템(402)에 대한 포인트-투-포인트 통신 링크들과 같은 연결되지 않을 수 있는 하나 이상의 기지국을 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(402)에 대한 액세스를 제공 및 유지하는 서비스 제공자는 모든 각각의 요망되는 지리적 위치에 통달범위를 제공하지는 않을 수도 있다. 하나 이상의 예에서, 파일럿이 비행을 동작시키기를 원할 수 있지만 기존 기지국의 통달범위 영역 내에 속하지 않는 영역들에서, 서비스 제공자는 파일럿에게 임시 또는 휴대용 기지국(408)을 제공할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 임시/휴대용 기지국은 스펙트럼 관리 시스템(402)과의 연결을 갖지 않을 수 있고, 그에 따라, RF 채널들을 항공기에 프로비저닝하는 목적들을 위한 정보를 스펙트럼 관리 시스템에 대해 송신/수신할 수 없다. 하나 이상의 예에서, 이러한 비-연결된 기지국들은, 간섭 및 통달범위를 위해 조정 및 지오펜싱(geofence)되도록 스펙트럼 관리 시스템 및 디지털 트윈에 제출된 동작 계획들을 가질 것이다.

하나 이상의 예에서, 임시/휴대용 기지국(408)은, 비행 동작을 위해 임시/휴대용 기지국(408)과 하나 이상의 항공기 라디오 사이에 포인트-투-포인트 및 다중포인트 링크들을 셋업하는 데 사용될 수 있다. 본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 임시/휴대용 기지국(408)의 조작자는 서비스 제공자에게 항공기의 수, 그들이 비행할 시간, 및 그들이 항공기와 통신하기 위해 사용할 스펙트럼을 설명하는 기지국(408)의 "동작 개념"을 알릴 수 있다. 스펙트럼 모니터링 시스템(402)이 실시간 정보를 임시/휴대용 기지국(408)에 전송하지 않을 수 있지만, 스펙트럼 관리 시스템(402)은, 임시/휴대용 기지국(208)의 동작 개념을 사용하여, 네트워크에 연결된 기지국(106a-c)의 지오펜스(아래에서 상세히 설명됨)를 업데이트할 수 있고, 그의 네트워크(400) 내에서 비행하고 있는 비행들이 임시/휴대용 기지국(408)의 비행 동작들에 대한 간섭을 야기하지 않는 것을 보장하도록 작동할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(402)은, 임시/휴대용 기지국(408)에 의해 야기되는 그들의 동작들에 대한 물리적 제한들에 관해 네트워크(400)를 통행하는 비행들의 조작자들에게 통지할 수 있고, RF 스펙트럼 슬롯 할당들을 행할 때 임시/휴대용 기지국(408)의 동작들을 감안할 수 있다. 이러한 방식으로, 스펙트럼 관리 시스템(202)은 임시/휴대용 기지국(408)의 동작들을 조정하지 않을 수 있지만, 임시/휴대용 기지국의 포인트-투-포인트 동작들의 동작들로부터 그 자신의 네트워크(즉, 스펙트럼 관리 시스템에 연결된 기지국들)를 보호하도록 작동할 수 있다.

도 5는 본 개시내용의 예들에 따른, RF 스펙트럼 할당 및 관리를 위한 예시적인 시스템을 예시한다. 하나 이상의 예에서, 시스템(300)은 도 1 및 도 4에 도시된 통신 네트워크의 단일 링크를 표현할 수 있으며, 파일럿(502)과 항공기(536) 사이의 링크를 관리하는 컴포넌트들을 포함한다. 본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 파일럿(502)과 항공기(536) 사이의 링크의 계획, 생성, 및 동작은, 파일럿(502)이 그들의 제안된 비행에 관한 정보를 디지털 트윈(504)에 제출하는 것으로 시작될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 파일럿(502)에 의해 디지털 트윈(504)에 송신되는 정보는, 비행 계획, 항공기/라디오 구성, 및 처리량 요건을 포함할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 파일럿(502)에 의해 제출된 비행 계획(동작 계획으로 또한 지칭될 수 있음)은, 제안된 비행 동안의 항공기의 비행 임무 세부사항들, 이를테면, 의도된 타이밍, 고도, 위치, 및 속도를 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 파일럿(502)은, 승인을 위해 규제 기관(이를테면, 연방항공국(Federal Aviation Administration)(FAA))에 비행 계획을 제출하는 것, 및 부가적으로, 제안된 비행 동안 사용하기 위한 하나의 RF 스펙트럼 채널 또는 채널들을 획득하는 목적들을 위해 디지털 트윈(504)을 통해 스펙트럼 관리 시스템에 비행 계획을 전송하는 것 둘 모두를 행할 수 있다. 부가적으로, 그리고 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 디지털 트윈(504)을 통해 스펙트럼 관리 시스템에 제공되는 비행 계획 정보는 또한 빔 조향 안테나(530)에 제공될 수 있으며, 그 빔 조향 안테나는 하나 이상의 예에서, 도 2 내지 도 3과 관련하여 위에 설명된 예들에 따라 구현될 수 있다. 비행 계획에 부가하여, 파일럿(502)은, 디지털 트윈이 RF 스펙트럼 채널을 선택하여 사용자에게 할당하기 위해 사용할 수 있는 부가적인 정보를 디지털 트윈(504)에 전송할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 예에서, 파일럿(504)은, 파일럿이 비행 동안 통신할 라디오의 유형에 관해 디지털 트윈(504)에 알리기 위해 항공기 또는 라디오의 구성을 송신할 수 있다. 라디오 구성의 지식은, 디지털 트윈(504)이 항공기의 스펙트럼 요구를 이해하는 것을 허용할 수 있을 뿐만 아니라 디지털 트윈이 비행 상태에서 활성일 변조 방식 및 순방향 오류 정정 코드와 같은 통신 채널에 관한 다른 필요한 정보를 결정 및 예측하는 것을 또한 허용할 수 있다.

본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 파일럿(502)은 또한 처리량 요건을 디지털 트윈(504)에 송신할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 처리량 요건은, 통신 링크를 통해 전송 및 수신될 필요가 있는 데이터의 양을 표현할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 처리량은, 파일럿(502)에 의해 특정될 수 있거나 파일럿에 의해 제출된 항공기/라디오 구성에 기반하여 도출될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 예에서, 특정 항공기(이를테면, UAV)는, 자신의 오토파일럿 특징들을 적절히 동작시키기 위해 채널에 대한 특정 데이터 처리량을 필요로 할 수 있고, 그에 따라, 항공기 유형을 아는 것에 의해, 시스템은 그 비행에 대한 처리량 요건들을 도출할 수 있다. 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 처리량 요건은 RF 스펙트럼 채널에 대한 총 대역폭 양을 결정하는 데 사용될 수 있고, 그에 따라, 비행의 처리량 요건들을 수용하기 위한 유효 대역폭을 갖는 채널 또는 채널들의 선택을 알릴 수 있다.

위에 설명된 같이, 디지털 트윈(504)은, 파일럿(502)에 의해 그에 송신된 비행 계획 및 다른 정보뿐만 아니라 다른 정보를 사용하여 그들의 비행 동안의 파일럿(502)에 의한 사용을 위한 하나 이상의 RF 스펙트럼 채널을 선택할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 디지털 트윈(504)은, 주어진 비행을 서비스하기 위한 RF 스펙트럼 채널들의 이용가능성을 결정하기 위해 트래픽 채널 풀(514)에 액세스할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 트래픽 채널 풀(514)은, 가능하게는 주어진 비행을 서비스하는 데 사용될 수 있는 RF 스펙트럼 채널들 전부를 표현할 수 있다. 그러나, 임의의 주어진 시간에 네트워크 내에 다수의 항공기가 존재할 수 있고, 응급 목적들을 위해 특정 채널들을 예비할 필요가 있으므로(아래에서 상세히 설명됨), 트래픽 채널 풀(514) 내의 모든 각각의 채널이, 특정 항공기의 비행 계획에 기반하여 비행에 의해 요구되는 시간들 및 위치들 동안 그 항공기에 의한 사용에 이용가능하지는 않을 수도 있다.

하나 이상의 예에서, 디지털 트윈(504)은 트래픽 채널 풀(514)로부터 채널 또는 채널들을 선택할 수 있으며, 그 트래픽 채널 풀은, 위에 설명된 바와 같이, 이용가능한 서브-채널들(516), 예비된 채널들(518), 및 제한된 트래픽 채널들(520)을 포함할 수 있다.

RF 채널을 항공기에 할당하기 위해, 하나 이상의 예에서, 디지털 트윈(504)은 먼저, 항공기의 비행 전체 동안 RF 통달범위가 항공기에 대해 이용가능한지를 결정할 수 있다. 그렇게 행하기 위해, 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템의 디지털 트윈(504)은, 506에 도시된 바와 같이 네트워크 내의 지상 기반 스테이션들 각각의 통달범위 영역들을 "지오펜싱"할 수 있다. 하나 이상의 예에서, "지오펜스"(506)는, 비행 트래픽에 대한 충분한 RF 이용가능성이 존재하는 통달범위 영역 내의 구역을 지칭할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 파일럿(502)이 비행 계획을 제출할 때, 시스템은, 계획의 경로 전체에 걸쳐 그리고 비행 계획에서 표현된 모든 고도들에서 RF 이용가능성이 존재함을 확실히 하기 위해 지오펜스들(506)에 질의할 수 있다. 본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 지오펜스들은 비행의 파일럿/조작자와 공유될 수 있고, 비행 동안 사용하기 위해 비행체의 오토파일럿에 프로그래밍될 수 있다.

하나 이상의 예에서, 디지털 트윈(504)에 의해 유지되는 동적 링크 예산(508)을 사용하여 지오펜스가 생성될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 각각의 지오펜스(506)는 그 자신의 동적 링크 예산(508)을 가질 수 있다. 동적 링크 예산(358)은, 임의의 특정 시간 순간에 주어진 지오펜스의 RF 이용가능성이 무엇인지를 결정할 수 있고, 심지어, 다양한 파라미터들에 기반하여 향후의 주어진 지오펜스에 대한 RF 이용가능성을 예측할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 동적 링크 예산(508)은, 안테나 이득, RF 손실들, 수신기 민감도, 전력, 주파수, 스펙트럼 대역폭, 트래픽 채널 크기/양들(즉, 서브-채널들, 리소스 블록들), 서비스 품질(QOS) 요건들, 변조, 스펙트럼 모니터링 시스템 결과들(아래에서 더 상세히 설명됨), 및 임의의 알려져 있는 동일-채널 간섭자들의 위치와 같은 그러한 파라미터들을 포함할 수 있다. 동적 링크 예산(508)은 또한, 지오펜스(506)에서의 신뢰가능한 통신 신호를 보장하기 위해 RF 안전 마진을 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 동작 스펙트럼 관리 시스템(522)(아래에서 상세히 설명됨)은, RF 환경에서 변화하는 조건들에 기반하여 변경되는 링크 예산의 실시간 버전을 유지할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 디지털 트윈(504)은 링크 예산의 모델을 유지할 수 있고, 그 동적 링크 예산(308)은, 주어진 비행 경로와 연루된 시간들에 기반하여 향후의 시간에서의 RF 조건들을 예측하는 데 사용될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 각각의 지오펜스에 대한 동적 링크 예산들은, 동적 링크 예산들이 가장 최신의 정보를 포함하고 동적 링크 예산들이 모델링하도록 의도되는 RF 환경들을 정확하게 반영하는 것을 보장하기 위해, 영역 내의 기지국들 각각에서의 RF 스펙트럼 활동의 측정들을 사용하여 검증될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 각각의 지오펜스는, 스펙트럼 관리 시스템에 제시된 비행 계획들의 컴포넌트들, 각각의 베이스 상태들에서 이용되는 스펙트럼 모니터링 시스템들, 각각의 기지국들에서의 빔/널 형성 안테나들의 능력들뿐만 아니라 다른 항공 라디오들의 알려져 있는 위치들에 기반하여 통달범위를 예측하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 기지국들에서 생성된 라디오 링크들의 실제 성능이 모니터링될 수 있고, 지오펜스들의 검증 및 수정을 위해 그 정보가 스펙트럼 관리 시스템에 전송된다.

하나 이상의 예에서, 그리고 RF 스펙트럼 채널들을 항공기에 할당하는 프로세스의 일부로서, 디지털 트윈(504)은 교정된 RF 통달범위 예측 툴(510)로 동적 링크 예산을 교차 참조할 수 있다. 하나 이상의 예에서, RF 통달범위 예측 툴(510)은, 적절한 RF 예측 모델들, 형태학적 구조, 토폴로지, 안테나 패턴 특성들, 및 안테나 높이들을 사용하여, 원격 라디오 구성 및 사용자 요건들에 기반하여 동적 지오펜스 통달범위 영역을 생성한다. 하나 이상의 예에서, RF 통달범위 예측 툴(510)은, 비행이 그의 제출된 비행 계획에 기반하여 통행할 각각의 지오펜스 통달범위 영역에 대한 동적 링크 예산을 생성하는 데 사용될 수 있다.

본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 디지털 트윈(504)은 또한, 빔/널 조향 안테나가 서로 충돌하지 않을 방식으로 요구되는 로브들 및 널들을 의도된 표적들에 동시에 제공할 수 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 위에 설명된 바와 같이, 디지털 트윈에 제출된 비행 계획들에 기반하여, 디지털 트윈은, 항공기 사이의 잠재적 채널 간섭의 선험적 지식을 가질 수 있다. 예를 들면, 특정 기지국에서, 기지국의 공중 공간을 통행하는 항공 라디오는, 그 자신의 개개의 기지국과 동시에 통신하고 있는 인접한 통달범위 영역을 통행하고 있는 항공기에 의해 송신되는 통신들로부터 채널 간섭을 경험할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 그리고 위에 설명된 바와 같이, 빔/널 조향 안테나는 요망되는 신호(즉, 그의 통달범위 영역 내의 항공 라디오)에 로브(즉, 빔)를 투사하고, 인접한 통달범위 영역 내의 다른 항공기를 향해, 그 항공기에 의해 야기되는 간섭을 최소화하기 위해 널 신호를 겨냥할 수 있다. 그러나, 위에 설명된 바와 같이, 안테나는, 서로에 대해 수신 및 송신되는 신호들이, 예를 들면, 빔들을 교차시키고 그에 따라서 안테나 내에 충돌들을 생성함으로써 서로 간섭하지 않게 자신의 요소들(즉, 송신 및 수신 요소들)을 조정하도록 요구될 수 있다. 단일 빔/널 조향 안테나가 한 번에 다수의 통신 채널들을 동작시킬 수 있기 때문에, 빔/널 조향 안테나는, 충돌을 야기하지 않는(즉, 빔들 및 널들이 서로 간섭하지 않는) 방식으로 그 통신 링크들을 동작시키는 것을 확실히 해야 한다.

하나 이상의 예에서, 디지털 트윈(504)은, 수신된 비행 계획이 그의 비행 지속기간에 걸쳐 RF 이용가능성을 갖는 것을 보장하는 프로세스의 일부로서, 위에 설명된 바와 같이, 요구되는 로브들 및 널들 및 그들의 방향들이 안테나에서 충돌을 야기할 것인지를 결정하는 것을 시뮬레이션할 수 있다. 아마도 안테나 충돌이 검출되는 경우, 디지털 트윈(504)은, 충돌 때문에 비행 계획이 조정될 필요가 있다는 것을 조작자에게 경고할 수 있다.

도 6은 본 개시내용의 예들에 따른, 안테나 이용가능성을 결정하기 위한 예시적인 프로세스를 예시한다. 하나 이상의 예에서, 도 6의 프로세스(600)는 디지털 트윈(504)에서 수행될 수 있으며, 이에 따라, 수신된 비행 계획에 대한 RF 이용가능성을 결정하는 것의 일부로서, 디지털 트윈(504)은, 빔/널 조향 안테나가, 기지국의 통달범위 영역을 통행하는 항공기 모두에 대해 전반적인 신뢰가능한 통신 링크를 제공하도록, 요구되는 궤적들에서 요구 로브들 및 널들을 제공할 수 있는지 여부를 결정할 수 있다. 본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 프로세스(600)는 단계(602)에서 시작될 수 있으며, 여기서, 비행 계획이 디지털 트윈(504)에서 수신된다. 하나 이상의 예에서, 그리고 위에 논의된 바와 같이, 비행 계획은, 제안된 비행 동안의 항공기의 비행 임무 세부사항들, 이를테면, 의도된 타이밍, 고도, 위치, 및 속도를 포함할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 단계(602)에서 일단 디지털 트윈(504)이 비행 계획 정보를 수신하면, 프로세스(600)는 단계(604)로 이동할 수 있으며, 여기서, 수신된 비행 계획으로부터 취해진 비행 정보는 위에 설명된 바와 같이 사이트 통달범위 이용가능성 및 이용가능한 채널 용량에 대하여 맵핑될 수 있다. 단계(604)에서, 디지털 트윈은, 제안된 비행 계획이 비행 계획에서 제안된 모든 시간들 및 위치들에서 이용가능한 RF 통달범위를 가질 것인지를 결정하기 위해, 특정 통달범위 영역 내의 지오펜스들(506)뿐만 아니라 (위에 설명된 바와 같은) 하나 이상의 동적 링크 예산(508)을 사용할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 단계(604)에서 수행되는 사이트 통달범위 및 이용가능한 채널 용량에 대한 비행 정보의 맵핑은, 빔/널 조향 안테나(530)가, 비행 계획을 수행하고 있는 주어진 항공기에 통신 채널을 제공하기 위한 요구되는 로브들(즉, 빔들)을 제공하는 데 이용가능한 안테나 요소들을 가질 것이라고, 그리고 또한, 비행 계획을 수행하고 있는 항공 라디오의 통신 채널에 간섭할 수 있는 요망되지 않는 신호들을 겨냥할 요구되는 널들을 가질 것이라고 가정할 수 있다. 그러나, 위에 논의된 바와 같이, 안테나는, 요구되는 로브들 및 널들을, 그들이 안테나에서 "충돌"을 야기하는 경우 제공하지 못할 수 있다. 위에 논의된 바와 같이, "충돌"은, 안테나가 로브들과 널들 사이에서 교차-채널 간섭을 야기함이 없이 기지국의 통달범위 영역 내의 항공기 모두에 요구되는 로브들 및 널들을 제공하는 능력의 부재를 지칭할 수 있다. 위에 설명된 바와 같이, 빔/널 조향 안테나(530)는, 특정 신호가 요망되는 신호인지 또는 요망되지 않는 신호인지에 기반하여, 특정 지리적 위치들에 로브들 및 널들을 제공하도록 특정 방향들로 겨냥되는 복수의 수신 및 송신 요소들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 안테나가 로브들을 어디에 제공할지 그리고 널들을 어디에 제공할지에 대한 지시들을 수신할 때, 안테나는 그러한 지시들을 처리하고, 어느 요소들이 어떤 방향을 겨냥할지, 그리고 어느 요소들이 로브들을 제공해야 하는지, 그와 대비하여, 어느 요소들이 널들을 제공해야 하는지를 결정할 수 있다. 그러한 결정의 일부로서, 안테나는, 널들 및 로브들뿐만 아니라 그들의 방향들을 안테나 상의 각각의 개별 요소에 배정할 수 있다. 교차-채널 간섭을 회피하기 위해, 안테나는, 송신된 로브들 및 널들이 서로 경로들을 교차하지 않게 하는 방식으로 요소들을 배정할 수 있다. 다시 말해서, 안테나는, 요소들이 송신한 로브 또는 널이 다른 요소에 의해 송신되고 있는 다른 로브 또는 널과 경로들을 교차하지 않도록 각각의 요소를 배정할 수 있다.

그에 따라, 하나 이상의 예에서, 그리고 단계(606)에서, 디지털 트윈(504)은, 주어진 비행 계획이 빔들 사이의 충돌들을 야기하지 않을 방식으로 안테나에 의해 실행될 수 있는지 여부를 결정할 수 있다. 단계(606)에서의 이러한 결정은, 평가되고 있는 현재 비행 계획, 현재 비행 계획의 루트 동안 공중 공간을 통행할 다른 수신된 비행 계획들, 및 비행 계획의 수행 동안 존재할 알려져 있는 간섭자들의 위치에 기반할 수 있다. 시스템은 단계(604)에서 결정된 바와 같은 RF 이용가능성을 가질 수 있지만, 그 RF 이용가능성은, 안테나가 비행 계획의 동작 동안 요구되는 널들 및 로브들을 항공기들 및 간섭자들에게 적절히 공급할 수 있다는 가정에 의존할 수 있다. 단계(606)에서, 프로세스(600)는 그 가정이 유효한지 여부를 결정할 수 있다.

단계(606)에서 일단 안테나의 이용가능성의 확인이 이루어지면, 프로세스(600)는 단계(608)로 이동할 수 있으며, 여기서, 단계(602)에서 수신된 비행 계획이 안테나에서 충돌을 야기하는지 여부에 관한 결정이 이루어진다. 단계(608)에서 충돌이 존재한다고 결정되는 경우, 프로세스(600)는 단계(610)로 이동할 수 있으며, 여기서, 시스템의 조작자는 충돌에 대해 경고받을 수 있고, 추가로, 단계(606)에서 결정된 충돌을 회피하기 위해 비행 계획이 조정되도록 요구될 것임을 경고받을 수 있다. 그러나, 단계(608)에서 충돌이 존재하지 않는다고 결정되는 경우, 프로세스(600)는 단계(612)로 이동할 수 있으며, 여기서, 비행 계획이 스펙트럼 관리 시스템(522)에 송신된다. 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(522)은 비행 계획을 지상 스테이션 제어기(524)에 송신할 수 있고, 이 지상 스테이션 제어기는 (아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이) 이어서, 비행 계획을 빔/널 조향 안테나에 송신할 수 있으며, 이에 따라, 안테나는 안테나의 동작 동안 그러한 정보를 사용할 수 있다.

도 6의 예로 돌아가면, 하나 이상의 예에서, 동적 링크 예산/예산들 및/또는 안테나 이용가능성을 통해, 주어진 비행 계획이 그의 비행 전체에 걸쳐 신뢰가능한 통신 채널을 지속시키지 못할 수 있다고 결정되는 경우, 파일럿(502)은, 비행의 지속기간 동안 필요한 통신 채널을 항공기(536) 및 파일럿(502)에게 제공하기 위해 그들의 비행 계획이 변경되어야 한다는 것을 통지받을 수 있다. 하나 이상의 예에서, 비행 계획이 서비스가능하다고 결정되는 경우, 본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 위에 설명된 바와 같은 비행에 할당된 특정 주파수가 네트워크 내의 다른 비행에 간섭하거나 그에 의해 간섭받을 잠재성을 갖는지를 결정하기 위해, 트래픽 채널 풀로부터 비행에 할당된 특정 RF 스펙트럼 채널 또는 채널들이 동적 간섭 및 공존 예측 툴(512)("간섭 툴")에 대하여 교차-참조될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 간섭 툴(512)은 비행 동안 발생할 수 있는 알려져 있는 동일-채널 간섭들을 계산하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 동일-채널 간섭은, 주어진 비행이 그의 비행 계획에 기반하여 통행할 지리적 통달범위 영역들에 걸쳐 지리적으로 그리고 고도에서 분산될 수 있는 네트워크에서 동작하는 다른 원격 라디오들에 의해 야기될 수 있다. 동일-채널 간섭이 주어진 채널 할당을 렌더링할 수 있다고 결정되는 경우, 하나 이상의 예에서, 디지털 트윈(354)은, 트래픽 채널 풀로부터 다른 채널 또는 채널들을 선택하고, 할당된 채널을 간섭 툴(512)을 사용하여 분석하여, 채널이 파일럿(502)에 의해 송신되는 바와 같은 비행 계획 전체에 걸쳐 신뢰가능하고 이용가능한지를 결정할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템은, 간섭 툴(512)을 사용하여 하나 이상의 배제 구역(즉, 항공기가 비행하도록 허용되지 않는 구역)을 설정할 수 있다. 부가적으로, 스펙트럼 관리 시스템은, 다양한 규제 요건들, 간섭, 포인트-투-포인트 동작들, 및 위성 또는 지상 통신 네트워크들을 포함하는 대안적인 기술 동작들에 기반하여 하나 이상의 배제 구역을 설정할 수 있다.

그에 따라, 위에 설명된 바와 같이, 동적 링크 예산(508)은 (동적 RF 통달범위 예측 툴(510)과 함께) 주어진 비행 계획이 비행 계획 동안의 모든 지점들 및 시간들에서 RF 통달범위를 가질 것인지를 결정하도록 구성될 수 있는 한편, 간섭 툴(512)은 트래픽 채널 풀(514)로부터 할당된 채널이 비행 동안 유해한 양의 간섭을 겪지 않을 것임을 보장하도록 구성될 수 있다. 위에 설명된 바와 같이, 동적 링크 예산(508) 또는 간섭 툴(512)이, 비행 동안 신뢰가능한 RF 링크가 설정될 수 없다고, 또는 비행 계획의 요구를 충족시키는 채널이 제안된 비행 시간 동안 이용가능하지 않다고 결정하는 경우, 하나 이상의 예에서, 디지털 트윈(504)은 비행 계획이 조정될 필요가 있다는 것을 파일럿(502)에게 알릴 수 있다.

위에 설명된 바와 같이, 디지털 트윈(504)은 비행이 발생하기 전에 비행에 대해 스펙트럼을 할당하고 동작들을 계획하는 것을 담당할 수 있다. 그러나, 통신 채널의 실제 동작들은 별개의 스펙트럼 관리 시스템(522)에 의해 취급될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 디지털 트윈(504) 및 스펙트럼 관리 시스템(504)은 단일 시스템으로서 구현될 수 있다. 대안적으로, 디지털 트윈(504) 및 스펙트럼 관리 시스템(522)은 별개의 시스템들로서 구현될 수 있다. 본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(522)은 주어진 통신 네트워크에서 동작하고 있는 통신 링크들 전부를 관리하는 것을 담당할 수 있다. 스펙트럼 관리 시스템(522)은 실시간으로 동작하고 있고 다수의 통신 링크에 영향을 미칠 수 있는 결정들을 행해야 하기 때문에, 하나 이상의 예에서, 디지털 트윈(304)의 동작들이 스펙트럼 관리 시스템(322)이 그의 동작들을 수행하는 속도에 영향을 주지 않도록 디지털 트윈(504) 및 스펙트럼 관리 시스템(522)을 별개의 시스템들 상에 구현하는 것이 유리할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 그리고 아래에서 설명되는 바와 같이, 스펙트럼 관리(522)는, 주어진 항공 통신 네트워크 내의 모든 비행들에 대한 통신 링크들을 구현 및 관리하는 것을 담당할 수 있다. 그에 따라, 일단 스펙트럼 요청들이 디지털 트윈(504)에 의해 확인되면, 할당된 채널 또는 채널들로의 통신 채널의 실행 및 배정은 스펙트럼 관리 시스템(522) 상에서 수행될 수 있다.

위에 설명된 바와 같이, 스펙트럼 관리 시스템(522)은, 주어진 통신 네트워크에서 파일럿들(502)과 비행(536) 사이의 통신 채널들 전부를 구현하는 것을 담당할 수 있을 뿐만 아니라, 비행 동안 링크들이 그들의 요건들에 따라 동작하고 있는 것을 보장하기 위해 링크들을 실시간으로 모니터링하는 것을 또한 담당할 수 있다. 그의 구현 및 모니터링 작업들을 수행하기 위해, 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(522)은 도 1 및 도 4와 관련하여 위에 설명된 기지국 제어기(524)를 통해 통신 네트워크의 기지국들(526) 각각과 통신할 수 있다. 본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 네트워크 내의 각각의 기지국은, 항공기(536)가 기지국의 통달범위 영역을 통행함에 따라 통신 링크들을 실시간으로 셋업하고 모니터링함에 있어서 스펙트럼 관리 시스템(522)을 돕기 위한 하나 이상의 컴포넌트 및 툴을 포함할 수 있다. 기지국 제어기(524)는, 스펙트럼 관리 시스템이 셋업 및 유지의 책임을 맡고 있는 통신 링크들을 구현 및 모니터링하는 데 필요한 컴포넌트들 및 툴들, 이를테면, 주어진 기지국의 RF 환경을 모니터링하는 데 사용되는 하나 이상의 안테나 요소 및 툴에 액세스하기 위해 기지국 제어기에 통신가능하게 결합될 수 있다.

본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(522)은 통신 네트워크 내의 각각의 기지국(526)에 위치된 스펙트럼 모니터링 디바이스(528)에 액세스하고 그를 제어할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 모니터링 디바이스는, 집합적으로 기지국(526)의 RF 환경을 모니터링하도록 구성되는 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트(예컨대, 안테나들 및 센서들)를 포함할 수 있다. 스펙트럼 모니터링 디바이스는 통신 네트워크 내의 각각의 그리고 모든 각각의 기지국에 위치될 수 있고, 간섭에 대해 기지국의 활성 RF 환경을 지속적으로 측정하도록 구성될 수 있다.

도 7은 본 개시내용의 예들에 따른 예시적인 스펙트럼 모니터링 디바이스를 예시한다. 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 모니터링 디바이스(704)는, 스펙트럼 관리 시스템에 의해 관리되는 지오펜스들을 자동으로 그리고 실시간으로 업데이트하기 위해 스펙트럼에 관한 정보를 디지털 트윈 및 스펙트럼 관리 업데이트들에 통신할 수 있는 기지국 제어기(524)에서 구현될 수 있다. 기지국 제어기(524)는, 스펙트럼 모니터링 디바이스가 기지국의 RF 환경을 모니터링하기 위해 사용하는 센서들의 역할을 할 수 있는 하나 이상의 타워 장착 모니터링 안테나(702)에 (예컨대, 동축 연결에 의해) 통신가능하게 결합될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 모니터링 디바이스(704)는, 타워 장착 모니터링 안테나들(702)에 의해 수신된 RF 신호들을 수신 및 처리하도록 구성될 수 있는 소프트웨어 정의 수신기(706)를 포함할 수 있다. 소프트웨어 정의 수신기는, 기지국의 RF 환경을 모니터링하는 데 요구되는 분석을 수행하기 위해 스펙트럼 모니터링 디바이스(704)의 하나 이상의 컴포넌트에 의해 사용될 수 있다.

하나 이상의 예에서, 스펙트럼 모니터링 디바이스(704)는, 기지국의 잡음 플로어를 측정하도록 구성되는 잡음 플로어 모니터링 컴포넌트(608)를 포함할 수 있다. 본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 모니터링 디바이스(704)는, 기지국에서 예상되지 않은 임의의 RF 신호들을 검출하도록 구성되는 요망되지 않는 신호 검출 컴포넌트(710)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(522)은, 기지국에서 동작하는 비행들에 기반하여 기지국이 볼 수 있어야 하는 활성 RF 신호들의 지식을 가질 수 있다. 그에 따라, 하나 이상의 예에서, 요망되지 않는 신호 검출 컴포넌트(710)는, 기지국의 RF 통달범위 영역에, 그 영역에 존재하지 않아야 하고 잠재적으로는 스펙트럼 관리 시스템(522)에 의해 기지국에서 구현되는 하나 이상의 통신 링크에 대한 원치 않는 외부 간섭으로서 작용할 수 있는 임의의 RF 에너지가 존재하는지를 결정하도록 구성될 수 있다.

원치 않는 RF 신호들을 검출하는 것에 부가하여, 스펙트럼 모니터링 디바이스(704)는, 원치 않는 신호의 정확한 전력 및 방향을 검출할 수 있는 방향/전력 검출 컴포넌트(712)를 포함할 수 있다. 아래에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 기지국은, 원치 않고 잠재적으로 간섭하는 RF 신호들을 최소화하거나 제거하기 위해 활용될 수 있는 빔 조향 안테나를 포함할 수 있다. 그에 따라, 방향/전력 검출 컴포넌트(712)는 원치 않는 신호가 어떤 전력 및 방향으로 오는지를 결정하는 데 사용될 수 있고, 원치 않는 신호를 무효화하거나 최소화하기 위해 빔 조향 안테나를 사용할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 스펙트럼 모니터링 디바이스(704)는 RF 시그니처 데이터베이스(714)를 포함할 수 있다. RF 시그니처 데이터베이스(714)는, 스펙트럼 모니터링 디바이스가 임의의 식별된 원치 않는 RF 신호들을 식별을 위해 알려져 있는 RF 시그니처의 데이터베이스에 대하여 비교하는 것을 허용할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 원치 않는 간섭자(이를테면, 허가 없이 스펙트럼을 사용하고 있는 악의적인 사용자)의 RF 시그니처가 RF 시그니처 데이터베이스를 사용하여 식별될 수 있는 경우, 그 사건은 악의적인 사용자에 대한 잠재적인 동작을 위해 규제 기관에 보고될 수 있다.

하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(522)은, 각각의 통신 링크가 그의 요망되는 성능 레벨로 수행하는 것을 보장하도록 하나 이상의 통신 채널들을 그의 책임 면에서 조정하기 위해 스펙트럼 모니터링 디바이스(704)에 의해 생성된 데이터를 활용할 수 있다. 도 5를 다시 참조하면, 그리고 위에 설명된 바와 같이, 기지국(526)은, 기지국 통달범위 영역으로부터의 원치 않는 RF 신호들을 완화하거나 제거하도록 구성된 하나 이상의 빔 조향 안테나 컴포넌트(530)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, RF 간섭은 인접한 공중 공간을 통해 비행하는 고고도(high altitude) 항공기와 같은 알려져 있는 간섭 소스로부터, 또는 허가 없이 RF 스펙트럼을 사용하고 있는 악의적인 사용자와 같은 비협조적 소스로부터 올 수 있다. 이러한 유형들의 간섭들에 대한 방어로서, 하나 이상의 예에서, 기지국(526)은, 간섭자에서 널을 겨냥하고, 간섭자가 기지국에서 동작하고 있는 항공기에 야기하고 있을 수 있는 간섭을 제거하거나 실질적으로 감소시키도록 작동할 수 있는 빔/널 형성 조향 안테나(530)를 포함할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 빔/널 조향 안테나(530)는, 파일럿에 의해 스펙트럼 관리 시스템(522)에 제출된 비행 계획 정보를 사용하여, 간섭을 감소시키는 미리 정의된 충돌회피(de-conflicted) 방식으로 안테나의 리소스들을 배정할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 그리고 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 빔/널 조향 안테나(530)는, 스펙트럼 관리 시스템(522)에 제출된 비행 계획들을 사용하여, 빔들(즉, 로브들)을 요망되는 항공 라디오 신호들로 지향시키고 널들을 요망되지 않는 항공 라디오들로 지향시킬 수 있다. 하나 이상의 예에서, 그리고 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 빔/널 조향 안테나(530)는, 스펙트럼 관리 시스템으로부터 수신된 비행 계획 정보를 사용하여, 안테나에 의해 서비스되는 통신 링크들의 성능을 최적화하기 위해 안테나의 구성이 실시간으로 업데이트되는 것을 보장하기 위해서, 그의 네트워크 내의 요망되는 신호 및 요망되지 않는 신호 둘 모두를 추적할 수 있다.

도 8은 본 개시내용의 예들에 따른, 비행 계획 정보를 사용하여 빔/널 조향 안테나를 동작시키기 위한 예시적인 프로세스를 예시한다. 하나 이상의 예에서, 도 8의 프로세스(800)는 도 2 내지 도 3과 관련하여 위에 설명된 것과 같은 빔/널 조향 안테나에서 수행될 수 있다. 프로세스(800)는 도 5와 관련하여 위에 설명된 스펙트럼 관리 시스템의 맥락에서 설명되지만, 그 맥락은 제한적인 것으로 보아서는 안 되고, 하나 이상의 예에서, 프로세스(800)는 도 5에서 제공된 예와 상이한 맥락에서 동작하는 안테나를 사용하여 구현될 수 있다.

하나 이상의 예에서, 도 8의 프로세스(800)는 단계(802)에서 시작될 수 있으며, 여기서, 안테나가 비행 계획 정보를 수신한다. 위에 설명된 바와 같이, 스펙트럼 관리 시스템 프로세스의 일부로서, 파일럿은 자신의 비행 계획을 스펙트럼 관리 시스템(522)에 송신할 수 있고, 이 스펙트럼 관리 시스템은, 비행 계획에 대한 RF 이용가능성이 존재하고, 안테나가 충돌 없이 비행 계획을 수용할 수 있다는 것을 검증할 수 있고, 스펙트럼 관리 시스템(522)은 (디지털 트윈(504)을 통해) 하나 이상의 RF 스펙트럼 채널을 항공기의 비행에 대해 항공기에 할당할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(522)은 비행 계획을 지상 베이스 제어기(524)에 송신할 수 있고, 이 지상 베이스 제어기는 차례로, 단계(802)에서 그 정보를 빔/널 조향 안테나(530)에 중계할 수 있다. 위에 설명된 바와 같이, 비행 계획은, 항공기의 비행 임무 세부사항들, 이를테면, 의도된 타이밍, 고도, 위치, 및 속도를 포함할 수 있다. 단계(802)에서 빔/널 조향 안테나에 제공되는 비행 계획 정보는, 요망되는 신호들(즉, 지상과 통신하기 위해 기지국을 사용하는 항공기)에 대한 비행 계획 정보뿐만 아니라 알려져 있는 요망되지 않는 신호들(즉, 다른 기지국들을 통행하지만 현재 통달범위 영역에서 요망되는 신호들에 대한 간섭을 여전히 야기할 수 있는 신호들)에 대한 비행 계획을 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(522)은, 요망되는 신호 및 요망되지 않는 신호 둘 모두의 비행 계획들을 전송하는 것에 부가하여, 어느 신호들이 요망되는지(그리고 그에 따라 빔/로브를 수신해야 하는지) 및 어느 신호들이 요망되지 않는지(그리고 그에 따라 널 신호를 수신해야 하는지)에 관한 표시를 또한 송신할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 단계(802)에서 일단 하나 이상의 항공 라디오에 대한 비행 계획 정보가 수신되면, 프로세스(800)는 단계(804)로 이동할 수 있으며, 여기서, 실시간 신호 정보가 안테나에 제공된다. 하나 이상의 예에서, 빔/널 조향 안테나는, 일단 항공 라디오로부터의 신호가 검출되면, 빔들 및 널들만을 제공하도록 구성될 수 있다. 그에 따라, 하나 이상의 예에서, 단계(804)에서는, 안테나가, 안테나의 통달범위 영역에서 항공 라디오가 검출되었다는 것을 표시하는 신호 정보를 수신할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 안테나 그 자체가 신호 정보를 수신할 수 있거나, 또는 대안적으로, 신호 정보는 스펙트럼 모니터링 디바이스(528)에 의해 제공될 수 있으며, 이 스펙트럼 모니터링 디바이스는 위에 설명된 바와 같이, 기지국의 통달범위 영역의 RF 스펙트럼을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 예로서, 비행이 (예를 들면, 이륙 이전에) 자신의 항공 라디오를 스위칭 온하는 경우, 스펙트럼 모니터링 디바이스 또는 안테나 그 자체가 단계(804)에서 그 신호의 존재를 검출하고 정보를 수집할 수 있다.

단계(802)와 관련하여 위에 설명된 바와 같이, 빔/널 조향 안테나는 요망되는 신호 및 요망되지 않는 신호 둘 모두 및 그들의 비행 계획들에 관한 사전 지식을 수신할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 비행 계획 정보를 사용하여, 빔/널 조향 안테나는 단계(804)에서 검출된 신호가 알려져 있는 요망되는 신호인지, 알려져 있는 요망되지 않는 신호인지, 또는 알려져 있지 않은 요망되지 않는 신호인지를 결정할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 단계(804)에서 수신된 신호는 단계(802)에서 수신된 비행 계획들과 상호 참조되어, 수신된 신호가 단계(802)에서 빔/널 조향 안테나에서 이미 수신된 비행 계획들 중 하나에 속하는지가 결정될 수 있다. 예를 들면, 스펙트럼 관리부에 비행 계획을 이미 제출한 파일럿이 이륙 이전에 자신의 라디오를 켠 경우, 스펙트럼 모니터링 디바이스는 라디오를 검출하고 신호 정보를 빔/널 조향 안테나에 전송할 수 있다. 빔/널 조향 안테나는 비행 계획 정보를 사용하여 신호가 알려져 있는 요망되는 신호라는 것을 결정할 수 있고, 안테나의 배치(disposal)(즉, 수신 및 송신 요소들)에 있는 리소스들을 마샬링(marshal)하여 빔/로브를 항공기의 현재 위치의 방향으로 지향시킬 수 있다.

하나 이상의 예에서, 그리고 단계(806)에서 도시된 바와 같이, 프로세스(800)는, 단계(804)에서 수신된 신호가 알려져 있는 요망되는 신호(즉, 자신의 등록된 비행 계획을 수행하는 항공기)의 예상 위치에 매칭하는지를 결정할 수 있다. 단계(806)에서, 빔/널 조향 안테나가, 단계(804)에서 수신된 신호가 요망되는 알려져 있는 신호라고 결정하는 경우, 하나 이상의 예에서, 빔/널 조향 안테나는 단계(808)에 도시된 바와 같이 신호의 위치로 빔(즉, 로브)을 지향시킬 수 있다. 하나 이상의 예에서, 빔/널 조향 안테나는, 신호의 위치의 추정된 또는 측정된 거리에 기반하여 빔의 유효 등방성 방사 전력(effective isotropic radiated power)(EIRP)을 설정할 수 있다. 예를 들면, 빔/널 조향 안테나가 송신한 EIRP는 신호의 추정된/측정된 강도에 정비례할 수 있으며, 그에 따라, 신호가 더 멀리 떨어져 있는 경우, 안테나는, 신호가 안테나에 더 가까운 경우에 비해 더 높은 EIRP로 송신할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 신호와 안테나 사이의 거리는, 단계(804)에서 수신된 신호 및/또는 신호 정보에 대응하는 비행 계획에 기반할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 빔/널 형성 안테나는 신호의 EIRP를 제어하기 위해 자동 이득 제어를 구현하여, 항공기(즉, 신호)의 거리에 기반할 뿐만 아니라 신호를 송신하고 있는 라디오(즉, 항공 라디오)의 특성들에 기반하여 EIRP를 조정할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 빔/널 안테나는 자동 이득 제어를 사용하여, 특정 항공 라디오가 그의 비행 지속기간 전반에 걸쳐 자신의 수신기에서 일관된 EIRP를 수신하고, 전력이 빔/널 안테나로부터의 항공 라디오의 거리에 기반하여 요동치지 않을 것임을 보장할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 기지국이 다양한 채널들(즉, 빔들) 간에 공유될 수 있는 고정형 RF 전력 증폭기를 갖는 것 대신에, 각각의 개별 빔(즉, RF 채널)은, 항공기가 기지국에 가까울 때 항공기에 더 적은 전력을 송신하고 항공기가 더 멀리 있을 때 더 많은 전력을 송신하도록 각각이 자동 이득 제어를 사용할 수 있는 그 자신의 RF 전력 증폭기를 가질 수 있다. 하나 이상의 예에서, 항공기가 가까울 때 빔/널 형성 안테나가 더 낮은 전력으로 송신하는 것을 허용함으로써, 특정 빔이 다른 빔과 간섭할 가능성이 감소된다. 예를 들면, 제1 빔의 전력을 감소시키는 것은, 인접한 지상 스테이션에서 다른 항공기에 송신되는 동일한 주파수의 빔에 대한 캐리어 대 간섭 및 잡음 비(Carrier-to-Interference and Noise Ratio)(CINR)(예컨대, SNR)을 감소시킬 수 있다.

하나 이상의 예에서, 신호가 알려져 있는 요망되는 신호라고 결정하는 것에 대한 응답으로 일단 빔/널 조향 안테나가 신호에 빔을 겨냥하면, 프로세스(800)는 단계(810)로 이동할 수 있으며, 여기서, 그 알려져 있는 요망되는 신호의 비행 계획이 사용되어, 안테나가 신호를 추적하는 것(즉, 비행의 모션과 함께 안테나의 로브를 이동시키는 것)이 허용된다. 비행 계획을 사용함으로써, 빔/널 조향 안테나는, 항공 교통 관제소로부터의 지시들에 기반하여 실시간으로 발생할 수 있는 업데이트된/수정된/첨부된 비행 계획 제출들에 기반하여 필요할 수 있는 편차들을 포함하여, 모든 시간들에서 네트워크의 모든 항공 라디오들이 네트워크 내의 어디에 위치되는지 또는 어디에 위치될 것으로 예상되는지를 알 수 있다. 이는, 항공 라디오들이 안테나 시스템의 유효성을 최대화하는 미리 정의된 위치에 위치되는 것을 보장함으로써, 트래픽 채널들의 계획 및 배정이 빔/널 조향 안테나들의 사용을 통해 얻은 이익을 포함하는 것을 허용한다.

하나 이상의 예에서, 비행을 추적하기 위해, 안테나는, 추적하고 있는 항공 라디오로부터 실시간 원격 측정 정보를 수집하고, 원격 측정 정보를 비행 계획과 비교하여, 빔이 그의 실제 위치에 대해 항공 라디오를 추적하고 있다는 것을 보장할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 항공기의 위치 및 높이의 원격 측정은 또한, GPS, 향상된 RTK GPS, 및 다수의 지상 기반 내비게이션 비컨들, 항공기 기압계, 및 레이더 고도계들의 삼각측량에 기반한 대안적인 GPS와 같은 외부 리소스들에 의해 제공될 수 있다.

다시 도 8의 예로 돌아가면, 단계(806)에서, 단계(804)에서 수신된 신호가 알려져 있는 요망되는 신호가 아닌 것으로 결정되는 경우, 프로세스는 단계(812)로 이동할 수 있으며, 여기서, 수신된 신호가 알려져 있는 요망되지 않는 신호인지 여부에 관한 결정이 이루어진다. 위에 설명된 바와 같이, 빔/널 조향 안테나는, 요망되는 신호들 둘 모두에 관한 비행 계획 정보 및 요망되지 않는 간섭자들에 관한 정보를 수신할 수 있다. 단계(804)에서 수신된 신호가 알려져 있는 요망되는 신호가 아닌 것으로 결정되는 경우, 단계(812)에서, 프로세스(800)는, 수신된 신호가 알려져 있는 요망되지 않는 신호인지를 결정하기 위해, 알려져 있는 요망되지 않는 신호들의 비행 계획들에 대해 신호를 확인할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 단계(812)에서, 단계(804)에서 수신된 신호가 알려져 있는 요망되지 않는 신호인 것으로 결정되는 경우, 프로세스(800)는 단계(814)로 이동할 수 있으며, 여기서, 안테나는, 네트워크 내의 알려져 있는 요망되는 신호들에 대해 그것이 야기할 수 있는 간섭을 최소화하기 위해 그 신호로 널을 지향시킬 수 있다. 하나 이상의 예에서, 신호가 알려져 있는 요망되지 않는 신호라고 결정하는 것에 대한 응답으로 일단 빔/널 조향 안테나가 신호에 널을 겨냥하면, 프로세스(800)는 단계(816)로 이동할 수 있으며, 여기서, 그 알려져 있는 요망되지 않는 신호의 비행 계획이 사용되어, 안테나가 신호를 추적하는 것(즉, 비행의 모션과 함께 안테나의 널을 이동시키는 것)이 허용된다.

그러나, 단계(812)에서, 안테나가, 단계(804)에서 수신된 신호가 알려져 있는 요망되는 신호도 아니고 알려져 있는 요망되지 않는 신호도 아닌 것이라고 결정하는 경우, 프로세스(800)는 단계(818)로 이동할 수 있으며, 여기서, 안테나는 신호의 위치에 널을 송신할 수 있다. 본 개시내용의 하나 이상의 예에서, 신호가 단계(802)에서 안테나에 의해 수신된 비행 계획들 중 임의의 비행 계획에 매칭하지 않기 때문에 신호가 (요망되는 신호이든 요망되지 않는 신호이든) 알려져 있는 신호로서 식별되지 않은 경우, 빔/널 조향 안테나는 신호가 요망되지 않는 신호라고 가정할 수 있고, 신호가 네트워크에서 알려져 있는 요망되는 신호들에 대해 야기할 수 있는 간섭을 최소화하기 위해 적절한 단계들을 취할 수 있다. 그에 따라, 하나 이상의 예에서, 단계(818)에서는, 안테나는 신호에 의해 야기될 수 있는 임의의 간섭을 완화하기 위해, 알려져 있는 요망되지 않는 신호의 신호 위치에 널을 지향시킬 수 있다.

하나 이상의 예에서, 알려져 있지 않은 신호에 널을 지향시키는 것에 부가하여, 널/빔 조향 안테나는 또한, 알려져 있지 않은 항공 라디오에 대한 널 신호를 추적함으로써 알려져 있지 않은 동일-채널 간섭 소스들에 반응할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 단계(820)에서는, 빔/널 조향 안테나는 또한, 스펙트럼 모니터링 신호가 그의 RF 시그니처에 의해 신호 소스를 식별하고 도 5와 관련하여 위에 설명된 바와 같이 알려져 있지 않은 신호들을 로그처리할 수 있도록, 스펙트럼 모니터링 시스템(528)에 경고를 전송할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 신호 모니터는, RF 시그니처 및 알려져 있는 신호에 관한 다른 정보를 결정할 수 있으며, 이에 따라, 신속한 해결을 위해 간섭자가 식별되고 위치확인될 수 있다. 도 8의 예가 기지국 상에 위치되는 빔/널 조향 안테나와 관련하여 설명되지만, 이 예는 제한적인 것으로 보아서는 안 되며, 위에 설명된 방법들 및 기법들은 항공기 그 자체 상에 위치된 빔/널 조향 안테나들에 또한 적용될 수 있다.

도 9는 본 개시내용의 예들에 따른 예시적인 빔 조향 안테나 시스템을 예시한다. 도 9는 시스템의 특징들을 더 양호하게 예시하기 위해 통신 네트워크(900)의 맥락에서 예시적인 빔 조향 안테나 시스템을 예시한다. 하나 이상의 예에서, 통신 네트워크(900)는 2개의 별개의 기지국(908) 및 기지국(904)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 기지국(908)은, 기지국(908)의 통달범위 영역을 통행하는 항공기(906)에 요망되는 신호(914)를 송신할 수 있다. 도 9의 예에서, 기지국(908)은 459.825 MHz의 RF 신호를 송신하는 것으로 예시된다. 하나 이상의 예에서, 항공기(906)는 도면에 도시된 바와 같이 25,000 피트의 고도에서 비행하고 있을 수 있다.

하나 이상의 예에서, 통신 시스템(900)은 또한, 기지국(908)의 통달범위 영역에 인접한 통달범위 영역에서 동작하고 있는 기지국(904)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 기지국(904)은, 항공기(906)가 기지국(908)의 통달범위 영역에서 송신하는 것과 동일한 시간에 그 자신의 통달범위 영역을 통행하는 항공기(902)에 요망되는 신호(912)를 송신할 수 있다. 도 9의 예에서, 항공기(902)는 1,200 피트에서 비행하고 있고 459.825 MHz에 중심을 둔 RF 채널을 사용하여 기지국(904)과 통신하고 있는 것으로 도시되어 있으며, 이는, 항공기(906)가 그의 대응하는 기지국(908)과 통신하기 위해 사용하고 있는 주파수와 동일하다.

도 9에 도시된 바와 같이, 항공기(906)가 항공기(902)와 상이한 기지국에서 동작하고 있지만, 기지국(908)과의 그의 통신은 항공기(902)와 그의 기지국(902)의 통신들과의 간섭을 유발할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 그 항공기의 비교적 높은 고도 때문에, 기지국(908)의 요망되는 신호(914)(항공기(906)를 향해 지향됨)는 기지국(904)에 의해 요망되지 않는 신호(910)의 형태로 보일 수 있다. 기지국(908)과 항공기(906) 사이의 통신에 의해 야기되는 바와 같은 요망되지 않는 신호(910)는 항공기(902)와 기지국(904) 사이의 신호(912)와 동일한 주파수인 459.825 MHz에 있을 수 있다. 그에 따라, 요망되지 않는 신호(910)는 요망되는 신호(912)에 간섭을 야기할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 도 7과 관련하여 위에 설명된 스펙트럼 모니터링 디바이스뿐만 아니라 기지국 링크 모니터링 툴(아래에서 상세히 설명됨)을 사용하여, 네트워크 상의 모든 알려져 있는 항공 라디오들에 대한 스펙트럼 관리 시스템(522) 지식은, 알려져 있는 또는 알려져 있지 않은 요망되지 않는 신호(910)의 존재를 검증 또는 검출하고 기지국(904)의 타워에 장착되는 빔/널 형성 조향 안테나(916)를 활용하여 항공기(902)의 RF 스펙트럼 환경으로부터 요망되지 않는 신호(910)를 실질적으로 감소시키거나 제거할 수 있다. 하나 이상의 예에서, 빔/널 형성 조향 안테나(916)는 요망되지 않는 신호의 방향으로 겨냥될 수 있는 조향가능 안테나로서 구성될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 빔/널 형성 조향 안테나(916)는, RF 에너지를 특정한 요망되는 방향으로 송신하도록 구성될 수 있는 빔 형성 기능성을 갖는 위상 어레이 안테나로 구현될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 빔의 방향은 기지국(904)에 연결된 기지국 제어기에 의해 또는 스펙트럼 관리 시스템(522)에 의해 직접 제어될 수 있다.

하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(522)이 네트워크 내의 특정 기지국에서 요망되지 않는 신호를 검출하는 경우, 스펙트럼 관리 시스템(522)은 스펙트럼 모니터링 디바이스를 사용하여 (예를 들면, 방향/전력 검출 컴포넌트(612)를 사용함으로써) 신호의 방향뿐만 아니라 신호의 전력을 결정할 수 있다. 일단 스펙트럼 관리 시스템(522)이 요망되지 않는 신호의 전력 및 방향을 결정했으면, 그 스펙트럼 관리 시스템은 빔 조향 안테나(916)에 정보를 중계하여 요망되지 않는 신호의 방향으로 널을 형성할 수 있고, 연속적 잡음 소거 및 다중 사용자 검출과 같은 잡음 소거 기법들의 도입과 함께, 기지국(904)의 RF 통달범위 영역에서 요망되지 않는 신호의 영향을 실질적으로 감소시킬 수 있다.

도 5를 다시 참조하면, 스펙트럼 모니터링 디바이스(528) 및 빔/널 형성 조향 안테나(530)에 부가하여, 하나 이상의 예에서, 기지국(526)은 기지국 링크 모니터링 기능성(532)을 포함한다. 하나 이상의 예에서, 기지국 링크 모니터링 기능성(532)은, 기지국(526)에 있는 스펙트럼 관리 시스템(522)에 의해 배정되는 개별 링크들 각각을 모니터링한다. 한편, 스펙트럼 모니터링 기능성(528)은 기지국(526)의 모든 활성 라디오 링크들을 개별적으로 모니터링하도록 구성되고, 항공기 및 조작자에 의한 개별 링크 예측 성능 및 활용을 필요에 따라 검증 및 조정하기 위해 스펙트럼 관리 시스템(522)을 실시간으로 업데이트할 수 있다.

하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(522)이 네트워크 내의 모든 통신 링크들의 조건들 또는 간섭을 검출하는 경우, 그 스펙트럼 관리 시스템은, 동적 링크 예산을 조정하고 빔/널 형성 조향 안테나 능력들을 구현하는 동적 RF 통달범위 예측들을 업데이트하여 검출된 간섭 소스에 널을 적용함으로써 임의의 성능 저하를 완화하고, 임의의 통달범위 변경을 조작자에게 통지하도록 작동할 수 있다. 그러나, 하나 이상의 예에서, 스펙트럼 관리 시스템(522)이 위에서 설명된 기법들을 통해 상황을 완화할 수 없는 경우, 스펙트럼 관리 시스템(522)은, 사용하기에 더 유리한 통신 채널을 찾기 위해 네트워크 내의 개별 항공기의 RF 스펙트럼 채널 할당을 변경할 수 있다. 그에 따라, 하나 이상의 예에서, 기지국은, 서비스 문제들을 경험하고 있고 그들의 주파수를 변경할 필요가 있을 수 있는 비행 상태의 항공기에 할당하도록 시스템에 의해 예비되는 하나 이상의 서브-채널 및 리소스 블록(534)을 포함할 수 있다.

위에 설명된 바와 같이, 스펙트럼 관리 시스템(522)은 비행 지속기간 동안 통신 링크를 셋업 및 모니터링할 수 있고, 비행 동안 신뢰가능하고 지속적인 통신 링크가 위협을 받게 되면 동작을 취하는 능력을 갖는다. 디지털 트윈(504)과 함께, 전체 시스템은, 비행을 위한 통신 채널을 계획하고, 비행을 위한 통신을 구현하고, 비행 동안 비행의 통신 링크들에 대한 문제들에 응답할 수 있다.

도 10은 일부 실시예들에 따른 컴퓨팅 시스템(1000)의 예를 예시하며, 시스템(1000)은 클라이언트 또는 서버일 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 시스템(1000)은, 개인용 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, 폰 또는 태블릿과 같은 핸드헬드 컴퓨팅 디바이스(휴대용 전자 장치), 또는 전용 디바이스와 같은 임의의 적합한 유형의 프로세서 기반 시스템일 수 있다. 시스템(1000)은, 예컨대, 입력 디바이스(1020), 출력 디바이스(1030), 하나 이상의 프로세서(1010), 저장소(1040), 및 통신 디바이스(1060) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 입력 디바이스(1020) 및 출력 디바이스(1030)는 일반적으로 위에 설명된 것들에 대응할 수 있고, 컴퓨터에 연결가능하거나 그와 통합될 수 있다.

입력 디바이스(1020)는 입력을 제공하는 임의의 적합한 디바이스, 이를테면, 터치 스크린, 키보드 또는 키패드, 마우스, 가상/증강 현실 시스템의 제스처 인식 컴포넌트, 또는 음성-인식 디바이스일 수 있다. 출력 디바이스(1030)는 출력을 제공하는 임의의 적합한 디바이스, 이를테면, 디스플레이, 터치 스크린, 햅틱 디바이스, 가상/증강 현실 디스플레이, 또는 스피커일 수 있거나 그를 포함할 수 있다.

저장소(1040)는 저장소를 제공하는 임의의 적합한 디바이스, 이를테면, RAM, 캐시, 하드 드라이브, 착탈식 저장 디스크, 또는 다른 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 전기, 자기, 또는 광학 메모리일 수 있다. 통신 디바이스(1060)는 네트워크를 통해 신호들을 송신 및 수신하는 것이 가능한 임의의 적합한 디바이스, 이를테면 네트워크 인터페이스 칩 또는 디바이스를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1000)의 컴포넌트들은 임의의 적합한 방식으로, 이를테면, 물리적 버스를 통해 또는 무선으로 연결될 수 있다.

프로세서(들)(1010)는, 중앙 처리 유닛(CPU), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA), 및 주문형 집적 회로(ASIC) 중 임의의 것 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 적합한 프로세서 또는 프로세서들의 조합일 수 있다. 저장소(1040)에 저장되고 하나 이상의 프로세서(1010)에 의해 실행될 수 있는 소프트웨어(1050)는, 예컨대, (예컨대, 위에 설명된 바와 같은 디바이스들에서 구현되는 바와 같은) 본 개시내용의 기능성 또는 기능성의 부분들을 구현하는 프로그래밍을 포함할 수 있다.

소프트웨어(1050)는 또한, 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스로부터 소프트웨어와 연관된 명령어들을 페치(fetch)하고 명령어들을 실행할 수 있는, 위에 설명된 것들과 같은 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 그와 관련하여 사용하기 위한 임의의 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체 내에 저장되고/거나 전송될 수 있다. 본 개시내용의 맥락에서, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는, 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 그와 관련하여 사용하기 위한 프로그래밍을 포함하거나 저장할 수 있는 임의의 매체, 이를테면 저장소(1040)일 수 있다.

소프트웨어(1050)는 또한, 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스로부터 소프트웨어와 연관된 명령어들을 페치하고 명령어들을 실행할 수 있는, 위에 설명된 것들과 같은 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 그와 관련하여 사용하기 위한 임의의 전송 매체 내에 전파될 수 있다. 본 개시내용의 맥락에서, 전송 매체는, 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 그와 관련하여 사용하기 위한 프로그래밍을 통신, 전파, 또는 전송할 수 있는 임의의 매체일 수 있다. 전송 컴퓨터 판독가능 매체는, 전자, 자기, 광학, 전자기, 또는 적외선 유선 또는 무선 전파 매체를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.

시스템(1000)은, 임의의 적합한 유형의 상호연결된 통신 시스템일 수 있는 네트워크에 연결될 수 있다. 네트워크는 임의의 적합한 통신 프로토콜을 구현할 수 있고 임의의 적합한 보안 프로토콜에 의해 보안될 수 있다. 네트워크는, 네트워크 신호들의 송신 및 수신을 구현할 수 있는 임의의 적합한 배열의 네트워크 링크들, 이를테면, 무선 네트워크 연결, T1 또는 T3 라인들, 케이블 네트워크들, DSL, 또는 텔레폰 라인들을 포함할 수 있다.

시스템(1000)은 네트워크 상에서 동작하기에 적합한 임의의 운영 체제를 구현할 수 있다. 소프트웨어(1050)는, C, C++, 자바, 또는 파이썬(Python)과 같은 임의의 적합한 프로그래밍 언어로 작성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 본 개시내용의 기능성을 구현하는 애플리케이션 소프트웨어는, 예컨대, 상이한 구성으로, 이를테면, 이를테면, 클라이언트/서버 배열에서 또는 웹 브라우저를 통해 웹 기반 애플리케이션 또는 웹 서비스로서 배포될 수 있다.

설명의 목적을 위해, 전술한 설명은 특정 실시예들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 위의 예시적인 논의들은 포괄적인 것으로 또는 본 발명을 개시된 정확한 형태들로 제한하도록 의도되지 않는다. 위의 교시들을 고려하여 많은 수정들 및 변형들이 가능하다. 실시예들은 기법들의 원리들 및 그들의 실제 응용들을 가장 양호하게 설명하기 위해 선택되고 설명되었다. 그에 의해, 관련 기술분야의 통상의 기술자들은 고려되는 특정 용도에 적합한 바와 같은 다양한 수정들과 함께 기법들 및 다양한 실시예들을 가장 양호하게 활용하는 것이 가능해진다. 명확성 및 간결한 설명의 목적을 위해, 특징들은 동일한 또는 별개의 실시예들의 일부로서 본원에서 설명되지만; 본 개시내용의 범위는 설명된 특징들 전부 또는 그 중 일부의 조합들을 갖는 실시예들을 포함한다는 것이 인식될 것이다.

본 개시내용 및 예들이 첨부된 도면들을 참조하여 완전히 설명되었지만, 다양한 변경들 및 수정들이 관련 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백해질 것임이 유의되어야 한다. 그러한 변경들 및 수정들은 청구항들에 의해 정의되는 바와 같은 본 개시내용 및 예들의 범위 내에 포함되는 것으로서 이해되어야 한다. 마지막으로, 본 출원에서 참조되는 특허들 및 공보들의 전체 개시내용은 이로써 인용에 의해 본원에 포함된다.

Claims

빔 및 널(null) 조향가능 안테나를 동작시키기 위한 방법으로서,
하나 이상의 비행 계획을 수신하는 단계 ― 상기 하나 이상의 비행 계획의 각각의 비행 계획은, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위(coverage) 영역에서 비행할 비행에 대한 타이밍, 위치, 및 고도 정보를 포함함 ―;
신호 정보를 수신하는 단계 ― 상기 신호 정보는, 상기 항공 통신 네트워크의 상기 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 위치 정보를 포함함 ―;
수신된 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 단계;
수신 신호 정보가 상기 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭한다고 결정되는 경우:
상기 수신된 신호 정보의 상기 위치 정보에 의해 표시된 위치로 신호를 송신하도록 상기 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키는 단계; 및
상기 수신된 신호 정보에 매칭하는 상기 하나 이상의 비행 계획 중의 비행 계획에 기반하여 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소로 상기 신호를 추적하는 단계
를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 비행 계획은, 상기 비행 계획을 수행하는 항공기의 라디오 구성에 관한 정보를 포함하는, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소는, 상기 비행 계획을 수행하는 항공기의 라디오 구성에 관한 정보에 기반하여 동작되는, 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비행 계획은, 상기 비행 계획과 연관된 항공 라디오가 요망되는 신호인지 여부에 관한 정보를 포함하며, 상기 빔 및 널 조향가능 안테나는, 상기 요망되는 신호와 연관된 항공 라디오와 상기 안테나 사이에 통신 링크를 유지하기 위해 RF 빔을 상기 요망되는 신호에 겨냥하도록 구성되는, 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비행 계획은, 상기 비행 계획과 연관된 항공 라디오가 요망되지 않는 신호인지 여부에 관한 정보를 포함하며, 상기 빈 및 널 조향가능 안테나는, 상기 요망되지 않는 신호에 의해 야기되는 RF 간섭을 감소시키기 위해 RF 널을 상기 요망되지 않는 신호에 겨냥하도록 구성되는, 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신호 정보는, 기지국의 모니터링 안테나에서 수신되는 라디오 주파수(RF) 신호들을 수신하고 처리하도록 구성되는 스펙트럼 모니터링 디바이스로부터 수신되는, 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비행 계획은, 상기 비행 계획과 연관된 항공 라디오가 요망되는 신호인지 여부에 관한 정보를 포함하며, 상기 수신된 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 단계는, 상기 수신된 신호 정보가 상기 요망되는 신호의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신된 신호 정보가 요망되는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 상기 항공 통신 네트워크의 상기 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 상기 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 빔을 송신하도록 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소를 동작시키는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신된 신호 정보가 요망되는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 수신된 신호에 매칭하는 것으로 결정되는 상기 요망되는 신호의 비행 계획에 기반하여, 상기 수신된 신호를 추적하도록 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소를 동작시키는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비행 계획은, 상기 비행 계획과 연관된 항공 라디오가 요망되지 않는 신호인지 여부에 관한 정보를 포함하며, 상기 수신된 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 단계는, 상기 수신된 신호 정보가 상기 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신된 신호 정보가 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 상기 항공 통신 네트워크의 상기 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 상기 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 널을 송신하도록 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소를 동작시키는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신된 신호 정보가 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 수신된 신호에 매칭하는 것으로 결정되는 상기 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 기반하여, 상기 수신된 신호를 추적하도록 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소를 동작시키는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신된 신호 정보가 요망되는 신호 또는 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하지 않는 경우, 상기 방법은, 상기 항공 통신 네트워크의 상기 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 상기 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 널을 송신하도록 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소를 동작시키는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신된 신호 정보가 요망되는 신호 또는 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하지 않는 경우, 기지국의 모니터링 안테나에서 수신된 라디오 주파수(RF) 신호들을 수신하고 처리하도록 구성되는 스펙트럼 모니터링 디바이스에 상기 신호 정보를 송신하며, 상기 스펙트럼 모니터링 디바이스는, 상기 빔 및 널 조향 안테나로부터 수신된 상기 신호 정보와 연관된 항공 라디오의 신원과 연관된 정보를 결정하도록 구성되는, 방법.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신된 신호 정보에 매칭하는 상기 하나 이상의 비행 계획 중의 비행 계획에 기반하여 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소로 상기 신호를 추적하는 단계는, 상기 비행 계획에 기반하여, 송신된 신호의 위치를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
빔 및 널 조향가능 안테나로서,
RF 에너지를 수신 및 송신하도록 구성되는 하나 이상의 요소;
메모리; 및
하나 이상의 프로세서
를 포함하며,
상기 메모리에는 하나 이상의 프로그램이 저장되고, 상기 하나 이상의 프로그램은, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금,
하나 이상의 비행 계획을 수신하게 하고 ― 상기 하나 이상의 비행 계획의 각각의 비행 계획은, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위 영역에서 비행할 비행에 대한 타이밍, 위치, 및 고도 정보를 포함함 ―,
신호 정보를 수신하게 하고 ― 상기 신호 정보는, 상기 항공 통신 네트워크의 상기 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 위치 정보를 포함함 ―,
수신된 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하게 하고,
수신 신호 정보가 상기 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭한다고 결정되는 경우:
상기 수신된 신호 정보의 상기 위치 정보에 의해 표시된 위치로 신호를 송신하도록 상기 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키게 하고,
상기 수신된 신호 정보에 매칭하는 상기 하나 이상의 비행 계획 중의 비행 계획에 기반하여 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소로 상기 신호를 추적하게
하는, 빔 및 널 조향가능 안테나.
제16항에 있어서,
상기 비행 계획은, 상기 비행 계획을 수행하는 항공기의 라디오 구성에 관한 정보를 포함하는, 빔 및 널 조향가능 안테나.
제16항 또는 제17항에 있어서,
상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소는, 상기 비행 계획을 수행하는 항공기의 라디오 구성에 관한 정보에 기반하여 동작되는, 빔 및 널 조향가능 안테나.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비행 계획은, 상기 비행 계획과 연관된 항공 라디오가 요망되는 신호인지 여부에 관한 정보를 포함하며, 상기 빔 및 널 조향가능 안테나는, 상기 요망되는 신호와 연관된 항공 라디오와 상기 안테나 사이에 통신 링크를 유지하기 위해 RF 빔을 상기 요망되는 신호에 겨냥하도록 구성되는, 빔 및 널 조향가능 안테나.
제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비행 계획은, 상기 비행 계획과 연관된 항공 라디오가 요망되지 않는 신호인지 여부에 관한 정보를 포함하며, 상기 빈 및 널 조향가능 안테나는, 상기 요망되지 않는 신호에 의해 야기되는 RF 간섭을 감소시키기 위해 RF 널을 상기 요망되지 않는 신호에 겨냥하도록 구성되는, 빔 및 널 조향가능 안테나.
제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신호 정보는, 기지국의 모니터링 안테나에서 수신되는 라디오 주파수(RF) 신호들을 수신하고 처리하도록 구성되는 스펙트럼 모니터링 디바이스로부터 수신되는, 빔 및 널 조향가능 안테나.
제16항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비행 계획은, 상기 비행 계획과 연관된 항공 라디오가 요망되는 신호인지 여부에 관한 정보를 포함하며, 상기 수신된 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 것은, 상기 수신된 신호 정보가 상기 요망되는 신호의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 것을 포함하는, 빔 및 널 조향가능 안테나.
제16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 수신된 신호 정보가 요망되는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 상기 항공 통신 네트워크의 상기 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 상기 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 빔을 송신하도록 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소를 동작시키게 되는, 빔 및 널 조향가능 안테나.
제16항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 수신된 신호 정보가 요망되는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 수신된 신호에 매칭하는 것으로 결정되는 상기 요망되는 신호의 비행 계획에 기반하여, 상기 수신된 신호를 추적하도록 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소를 동작시키게 되는, 빔 및 널 조향가능 안테나.
제16항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비행 계획은, 상기 비행 계획과 연관된 항공 라디오가 요망되지 않는 신호인지 여부에 관한 정보를 포함하며, 상기 수신된 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 것은, 상기 수신된 신호 정보가 상기 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 것을 포함하는, 빔 및 널 조향가능 안테나.
제16항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 수신된 신호 정보가 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 상기 항공 통신 네트워크의 상기 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 상기 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 널을 송신하도록 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소를 동작시키게 되는, 빔 및 널 조향가능 안테나.
제16항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 수신된 신호 정보가 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 수신된 신호에 매칭하는 것으로 결정되는 상기 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 기반하여, 상기 수신된 신호를 추적하도록 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소를 동작시키게 되는, 빔 및 널 조향가능 안테나.
제16항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신된 신호 정보가 요망되는 신호 또는 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하지 않는 경우, 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 항공 통신 네트워크의 상기 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 상기 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 널을 송신하도록 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소를 동작시키게 되는, 방법.
제16항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신된 신호 정보가 요망되는 신호 또는 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하지 않는 경우, 상기 하나 이상의 프로세서는, 기지국의 모니터링 안테나에서 수신된 라디오 주파수(RF) 신호들을 수신하고 처리하도록 구성되는 스펙트럼 모니터링 디바이스에 상기 신호 정보를 송신하게 되며, 상기 스펙트럼 모니터링 디바이스는, 상기 빔 및 널 조향 안테나로부터 수신된 상기 신호 정보와 연관된 항공 라디오의 신원과 연관된 정보를 결정하도록 구성되는, 빔 및 널 조향가능 안테나.
제16항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신된 신호 정보에 매칭하는 상기 하나 이상의 비행 계획 중의 비행 계획에 기반하여 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소로 상기 신호를 추적하는 것은, 상기 비행 계획에 기반하여, 송신된 신호의 위치를 조정하는 것을 포함하는, 빔 및 널 조향가능 안테나.
전자 디바이스의 하나 이상의 프로세서에 의한 실행을 위한, 빔 및 널 조향가능 안테나를 동작시키기 위한 하나 이상의 프로그램을 저장한 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
상기 하나 이상의 프로그램은, 상기 디바이스에 의해 실행될 때, 상기 디바이스로 하여금,
하나 이상의 비행 계획을 수신하게 하고 ― 상기 하나 이상의 비행 계획의 각각의 비행 계획은, 항공 통신 네트워크의 하나 이상의 통달범위 영역에서 비행할 비행에 대한 타이밍, 위치, 및 고도 정보를 포함함 ―;
신호 정보를 수신하게 하고 ― 상기 신호 정보는, 상기 항공 통신 네트워크의 상기 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 위치 정보를 포함함 ―;
수신된 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하게 하고;
수신 신호 정보가 상기 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭한다고 결정되는 경우:
상기 수신된 신호 정보의 상기 위치 정보에 의해 표시된 위치로 신호를 송신하도록 상기 안테나의 하나 이상의 요소를 동작시키게 하고,
상기 수신된 신호 정보에 매칭하는 상기 하나 이상의 비행 계획 중의 비행 계획에 기반하여 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소로 상기 신호를 추적하게
하는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제31항에 있어서,
상기 비행 계획은, 상기 비행 계획을 수행하는 항공기의 라디오 구성에 관한 정보를 포함하는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제31항 또는 제32항에 있어서,
상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소는, 상기 비행 계획을 수행하는 항공기의 라디오 구성에 관한 정보에 기반하여 동작되는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제31항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비행 계획은, 상기 비행 계획과 연관된 항공 라디오가 요망되는 신호인지 여부에 관한 정보를 포함하며, 상기 빔 및 널 조향가능 안테나는, 상기 요망되는 신호와 연관된 항공 라디오와 상기 안테나 사이에 통신 링크를 유지하기 위해 RF 빔을 상기 요망되는 신호에 겨냥하도록 구성되는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제31항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비행 계획은, 상기 비행 계획과 연관된 항공 라디오가 요망되지 않는 신호인지 여부에 관한 정보를 포함하며, 상기 빈 및 널 조향가능 안테나는, 상기 요망되지 않는 신호에 의해 야기되는 RF 간섭을 감소시키기 위해 RF 널을 상기 요망되지 않는 신호에 겨냥하도록 구성되는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제31항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신호 정보는, 기지국의 모니터링 안테나에서 수신되는 라디오 주파수(RF) 신호들을 수신하고 처리하도록 구성되는 스펙트럼 모니터링 디바이스로부터 수신되는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제31항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비행 계획은, 상기 비행 계획과 연관된 항공 라디오가 요망되는 신호인지 여부에 관한 정보를 포함하며, 상기 수신된 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 것은, 상기 수신된 신호 정보가 상기 요망되는 신호의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 것을 포함하는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제31항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스는, 상기 수신된 신호 정보가 요망되는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 상기 항공 통신 네트워크의 상기 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 상기 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 빔을 송신하도록 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소를 동작시키게 되는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제31항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스는, 상기 수신된 신호 정보가 요망되는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 수신된 신호에 매칭하는 것으로 결정되는 상기 요망되는 신호의 비행 계획에 기반하여, 상기 수신된 신호를 추적하도록 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소를 동작시키게 되는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제31항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비행 계획은, 상기 비행 계획과 연관된 항공 라디오가 요망되지 않는 신호인지 여부에 관한 정보를 포함하며, 상기 수신된 신호 정보가 하나 이상의 수신된 비행 계획 중의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 것은, 상기 수신된 신호 정보가 상기 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하는지를 결정하는 것을 포함하는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제31항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스는, 상기 수신된 신호 정보가 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 상기 항공 통신 네트워크의 상기 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 상기 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 널을 송신하도록 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소를 동작시키게 되는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제31항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스는, 상기 수신된 신호 정보가 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하는 경우, 수신된 신호에 매칭하는 것으로 결정되는 상기 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 기반하여, 상기 수신된 신호를 추적하도록 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소를 동작시키게 되는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제31항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신된 신호 정보가 요망되는 신호 또는 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하지 않는 경우, 상기 디바이스는, 상기 항공 통신 네트워크의 상기 하나 이상의 통달범위 영역에서 송신되는 신호에 대한 상기 위치 정보와 연관된 방향으로 RF 널을 송신하도록 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소를 동작시키게 되는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제31항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신된 신호 정보가 요망되는 신호 또는 요망되지 않는 신호의 비행 계획에 매칭하지 않는 경우, 상기 디바이스는, 기지국의 모니터링 안테나에서 수신된 라디오 주파수(RF) 신호들을 수신하고 처리하도록 구성되는 스펙트럼 모니터링 디바이스에 상기 신호 정보를 송신하게 되며, 상기 스펙트럼 모니터링 디바이스는, 상기 빔 및 널 조향 안테나로부터 수신된 상기 신호 정보와 연관된 항공 라디오의 신원과 연관된 정보를 결정하도록 구성되는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제31항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신된 신호 정보에 매칭하는 상기 하나 이상의 비행 계획 중의 비행 계획에 기반하여 상기 안테나의 상기 하나 이상의 요소로 상기 신호를 추적하는 것은, 상기 비행 계획에 기반하여, 송신된 신호의 위치를 조정하는 것을 포함하는, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체.