MXPA06008010A - Redes de comunicacion celular con espectro de solapamiento - Google Patents

Abstract

La red de comunicación celular con espectro de solapamiento funciona para proporcionar múltiples sistemas de comunicación celular en el mismo espectro al igual que el sistema de comunicación celular con base en NATS existente, mientras que también proporciona servicios de banda ancha a abonados. Esto se lleva a cabo al permitir que dos operadores del sistema cada uno tenga una porción de 1.25 MHz dedicada del espectro NATS. Sin embargo, dado que existen sólo 2 MHz disponibles, esto da por resultado en un solapamiento de 0.50 MHz de portadoras con 1.25 MHz. Para disminuir el solapamiento inter-red y el potencial de interferencia entre los dos sistemas, la red de comunicación celular con espectro de solapamiento intercambia las asignaciones de trayectoria directa e inversa sobre una base por sistema.

Description

REDES DE COMUNICACIÓN CELULAR CON ESPECTRO DE SOLAPAMIENTO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con las comunicaciones celulares y, en particular, con una red que permita que las estaciones de abonado del servicio inalámbrico reciban servicios mejorados de comunicación inalámbrica en la región no terrestre.

PROBLEMA Un problema en el campo de las comunicaciones inalámbricas es gestionar el mantenimiento de los servicios proporcionados al abonado del servicio inalámbrico cuando se trasladan entre los sitios celulares en la red de comunicación celular. Esta capacidad para proporcionar movilidad inalámbrica requiere que el abonado del servicio inalámbrico tenga acceso continuo a la Red de Telefonía Conmutada Pública (PSTN, por sus siglas en inglés), la Red Pública de Datos (PSDN, por sus siglas en inglés) , y la Internet, independiente de la ubicación del abonado del servicio inalámbrico. Además, el abonado del servicio inalámbrico debe tener la capacidad para originar y recibir llamadas y/o mensajes de datos de una manera unificada, sin tener en cuenta su ubicación, y estas llamadas, así como también, cualesquiera servicios auxiliares se deben tratar uniformemente mediante cualquier sistema inalámbrico que esté sirviendo actualmente al abonado del servicio inalámbrico. Este problema está relacionado especialmente con los casos donde se localizan los abonados del servicio inalámbrico en un entorno que no se incluye en la zona de servicio destinado de los sistemas inalámbricos terrestres, tal como por ejemplo, en una aeronave o en naves marítimas. En el campo de las comunicaciones celulares no terrestres, este problema se dirige a un servicio que utiliza el espectro NATS para proporcionar a los abonados, que se ubican en una aeronave, servicios de comunicación celular. El espectro NATS comprende dos bandas anchas de 2 MHz, cada una utilizada para transmitir señales unidireccionalment e en una dirección entre la aeronave y tierra (trayectoria directa y trayectoria inversa), estas bandas se extienden de 849 a 851 MHz (inversa) y de 894 a 896 MHz, (directa), respectivamente. El servicio de comunicación celular que se proporciona actualmente en el espectro NATS utiliza ya sea Modulación de Frecuencia analógica o modulación digital de banda estrecha (en cualquier caso teniendo una cobertura espectral de 6 KHz por canal de voz) en un par de portadoras de radiofrecuencia para cada llamada celular y por lo tanto es un miembro de la clase de servicios celulares de Acceso Múltiple por División de Frecuencia (FDMA, por sus siglas en inglés) . La dificultad con este sistema de comunicación celular existente es que proporciona sólo un número limitado de canales en el espectro NATS y por lo tanto tiene capacidad limitada de llamadas. Además, este sistema de comunicación celular existente sólo proporciona servicios de banda estrecha y no puede servir para aplicaciones de banda ancha actuales y futuras. De esta forma, el uso existente del espectro NATS/plan de arquitectura fracasa en proporcionar, a los abonados de servicios celulares no terrestres, servicios de comunicación adecuados .

SOLUCIÓN Los problemas descritos anteriormente se resuelven y se alcanza un avance técnico mediante la red de comunicación celular con espectro de solapamiento actual que funciona para proporcionar múltiples sistemas de comunicación celular en el mismo espectro que el sistema de comunicación celular con base en NATS existente, mientras que también proporciona servicios de banda ancha a los abonados. Esto se lleva a cabo al permitir que dos sistemas de comunicación celular cada uno tengan una porción de 1.25 MHz dedicada del espectro NATS de 2 MHz existente en direcciones de trayectoria tanto directa como inversa. Sin embargo, dado que sólo existen 2 MHz de este espectro disponibles en cada una de la trayectoria directa y la trayectoria inversa, esto da por resultado en un solapa iento de 0.50 MHz de las dos portadoras de 1.25 MHz en cada una de la trayectoria directa y la trayectoria inversa. Para disminuir el solapamiento inter-sistemas y el potencial para la interferencia entre los dos sistemas, la red de comunicación celular con espectro de solapamiento intercambia las asignaciones de trayectoria directa e inversa sobre una base por sistema. En particular, en el espectro de 849-851 MHz, un primer sistema proporciona la trayectoria directa para sus canales mientras que el segundo sistema proporciona la trayectoria inversa para sus canales y similarmente en el espectro de 894-896 MHz donde el primer sistema proporciona la trayectoria inversa para sus canales mientras que el segundo sistema proporciona la trayectoria directa para sus canales . Al utilizar esta arquitectura, asi como también la implementación de un espacio de comunicación de Acceso Múltiple por División de Código (CDMA) , la presente red de comunicación celular con espectro de solapamiento supera los problemas observados anteriormente con respecto a las comunicaciones celulares con base en NATS actuales.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 ilustra el uso del espectro en el sistema de comunicación celular con base en NATS existente ; la Figura 2 ilustra en forma de esquema funcional la arquitectura global de la presente red de comunicación celular con espectro de solapamiento y un entorno operacional tipico; y la Figura 3 ilustra el uso del espectro en la presente red de comunicación celular con espectro de solapamiento . + DESCRIPCIÓN DETALLADA Los sistemas de comunicación inalámbrica celular proporcionan el servicio de conectar a los clientes de comunicación inalámbrica, cada uno teniendo un dispositivo de abonado del servicio inalámbrico, para ambos clientes con base terrestre que reciben servicios por la red de telefonía pública portadora asi como también otros clientes de comunicación inalámbrica. En este sistema, si el tráfico se conmuta por circuitos, todas las llamadas entrantes y salientes a través de un conmutador de red inalámbrica, comúnmente se denomina como un Centro de Conmutación Móvil (MSC, por sus siglas en inglés) o la Oficina de Conmutación Telefónica Móvil (MTSO, por sus siglas en inglés), cada uno de los cuales se conecta a un Subsistema de Estación Base que consiste de uno o más Controladores de Estaciones Base (BSCs, por sus siglas en inglés), y una pluralidad de Estaciones Transceptoras Base (BTSs, por sus siglas en inglés) . Cada Estación Transceptora Base se comunica con los dispositivos de abonado del servicio inalámbrico ubicados dentro de su área de servicio, con las Estaciones Transceptoras Base distribuidas geográficamente para proporcionar colectivamente un servicio contiguo a través de una gran región de servicio. Cada Estación Transceptora Base en la región de servicio se conecta mediante enlaces de comunicación a un Controlador de Estaciones Base, y el Controlador de Estaciones Base se conecta mediante enlaces de comunicación adicionales al Centro de Conmutación Móvil. Cada Estación Transceptora Base contiene uno o más radio transceptores, con el número de transceptores que depende del tráfico del abonado generado dentro del área de cobertura de la Estación Transceptora Base. Los términos "sitio celular" y "célula" algunas veces se utilizan libremente en la literatura, y el término "sitio celular" en general denota las ubicaciones de las Estaciones Transceptoras Base, mientras que el término "célula" en general denota la región de espacio que se sirve por un conjunto particular de transceptores y el sistema de antena asociado en un sitio celular. Un "sector" en general se refiere al área de cobertura configurada por sectores, creada cuando se utilizan múltiples sistemas de antena direccional en un sitio celular para proporcionar mayor capacidad y/o cobertura al subdividir el área de cobertura nominalmente circular que circunda un sitio celular en un número de células correspondiente. La tecnología particular utilizada para implementar las comunicaciones entre los dispositivos de abonado del servicio del servicio inalámbrico y los pares de transmisor-receptor asi como también la naturaleza de los datos transferidos entre los mismos, será voz, video, telemetría, datos de computadora, y lo semejante, no son limitaciones para el sistema que se describe en la presente, ya que se expone un concepto de sistema novedoso, en lugar de una implementación especifica tecnológicamente limitada de un concepto de sistema existente. Por consiguiente, el término "celular", en el sentido en que se utiliza en la presente, denota un sistema de comunicación que opera sobre la base de dividir el espacio en una pluralidad de secciones o células volumétricas, y gestionar las comunicaciones entre los dispositivos de abonado del servicio del servicio inalámbrico ubicados en las células y los pares transmisor-receptor asociados ubicados en el sitio celular para cada una de estas células .

Tecnologías celulares existentes Existen diversos estándares celulares o Interfaces Aéreas Comunes que tienen uso extendido en la industria inalámbrica. Los siguientes son ejemplos de características típicas de estos sistemas, los cuales todos comparten la característica común de reutilizar los canales de RF con un patrón de reutilización "celular". El Servicio de Telefonía Móvil Avanzada (AMPS, por sus siglas en inglés) utiliza una Modulación de Frecuencia analógica en un par de portadoras de radiofrecuencia para cada llamada celular y por lo tanto es un miembro de la clase de Acceso Múltiple por División de Frecuencia (FDMA) de los servicios celulares. La red AMPS tiene una asignación de canal control sobre una base de célula/ sector . El dispositivo del abonado del servicio inalámbrico "se adapta" al canal de control compartido cuando está inactivo e intercambia la información de señalización requerida para asignar canales de tráfico dedicados cuando se requiera para completar las llamadas entrantes o salientes. Las llamadas del AMPS luego se ajustan al destino deseado como se describirá más adelante. Para las transferencias intercelulares de un dispositivo de abonado del servicio inalámbrico entre las células /sectores adyacentes en los AMPS se requiere que el dispositivo de abonado realice un cambio de frecuencia a medida que cambia el servicio de una célula/ sector a la siguiente.

Los sistemas de Acceso Múltiple por División de Código (CDMA) utilizan otra forma básica de acceso múltiple. El desarrollo de un sistema de secuencias de código especial (tal como por ejemplo, los Códigos Walsh) es fundamental para la operación de CDMA que se utilizan para modular digitalmente las señales de tráfico digitales. Las secuencias de código tienen la única propiedad de ser "ortogonales" entre si, es decir, cada una se puede distinguir completamente de cualquiera de las otras mediante la manipulación matemática de las señales -una propiedad sobrevive después de la modulación por las señales de tráfico digitales. Esto permite múltiples secuencias moduladas de código que se utilizarán para modular una portadora de RF individual y un receptor que tendrá la capacidad para desmodular la señal compleja e identificar cada uno de los "canales" codificados digitalmente originales. Cada una de las señales de tráfico digitales originales por lo tanto se recuperan. Los canales de señalización utilizados para transmitir la información común y la información para los dispositivos del abonado especifico se gestionan utilizando las mismas técnicas de codificación, utilizando los canales de código dedicados .

La capacidad de la red se extiende en una forma similar a otros sistemas celulares -utilizando canales de RF adicionales en cada sitio de la red y/o al subdividir las células en células más pequeñas. El dispositivo de abonado del servicio inalámbrico sigue una secuencia de adquisición/registro que es algo similar a las arquitecturas FDM/TDM. El móvil "escucha" al canal piloto (una palabra o secuencia clave determinada) de cada célula cercana y ordena las señales recibidas por calidad de señal en conjuntos: activas, candidatas, vecinas, y restantes. Los campamentos móviles en la señal de la mejor célula y establece la sincronización para descodificar los canales de información difundida. El móvil ahora puede, a través de los medios de señalización bien entendidos, realizar el proceso de registro y luego está listo para recibir o realizar llamadas. Por ejemplo, una llamada entrante (base a móvil) se identifica para el móvil via un canal de radiolocalización (nuevamente separada por código) . El móvil responde si está listo para recibir la llamada, los sistemas de CDMA asignan un canal de código de tráfico al cual el móvil se traslada y luego inicia la comunicación con quien está realizando la llamada entrante. El CDMA tiene la capacidad de portar llamadas lo cual se denomina transferencia intercelular "suave" en donde el móvil está comunicando realmente el mismo contenido a más de una célula/ sector en una forma simultánea concurrente por tiempo. La transferencia intercelular suave mejora el desempeño global recibido debido a la diversidad espacial de las células/sectores respectivos, y permite que las transferencias intercelulares se realicen utilizando transferencias intercelulares "antes de que se interrumpan" que gradualmente traslada el servicio de una célula a una segunda célula a medida que el dispositivo de abonado se mueve a través de la red. El CDMA también tiene la capacidad de realizar de transferencias intercelulares duras, en las cuales la conexión a una célula se interrumpe antes de que la llamada se conecte a la segunda célula, ya sea con o sin un cambio del canal de RF. Esto es más común entre las regiones dentro de una red o para llamadas de transferencia intercelular entre los proveedores de la red al limite de las dos redes respectivas. Todas las arquitecturas mencionadas anteriormente funcionan en un modo dúplex total con diferentes canales de RF para transmisión y recepción. Cada par de canales de RF tiene una separación de frecuencia fija, con los transceptores de la estación base que en general operan sobre el canal de RF con la mayor frecuencia.

Conexión de llamadas La primera fase de una conexión de comunicación celular se ajusta cuando un par de transmisor-receptor en un sitio celular, operando en un par predeterminado de radiofrecuencias, se enciende y un dispositivo de abonado del servicio inalámbrico se sintoniza al mismo par de radiofrecuencias. La segunda fase de la conexión de comunicación está entre este par de transmisor-receptor y la interfaz de red que se conecta a la red de telefonía pública portadora o a otro sistema de comunicaciones inalámbricas . Esta segunda fase de la conexión de comunicación se fija en el SSS (Subsistema de Conmutación), que se conecta a otras redes mediante lineas de información y conexiones de datos entrantes y salientes. El Centro de Conmutación Móvil contiene una red de conmutación para conmutar señales de voz de cliente móvil del enlace de comunicación a una linea de información entrante o saliente. Un nodo para conmutación de datos (PDSN-Nodo para Servicio de Datos en Paquete-en los sistemas de CDMA, o GGSN-Nodo para Soporte GPRS de Pasarela-en los sistemas GSM) similarmente dirige la interconexión del tráfico de datos hacia la Red Pública de Datos Conmutados (PSDN) o a otras redes de datos. El Centro de Conmutación Móvil controla las acciones de los Controladores de las Estaciones Base asociadas al generar e interpretar los mensajes control que se intercambian a través de los enlaces de datos entre los dos. Los Controladores de la Estación Base en cada sitio celular, en respuesta a los mensajes control provenientes del Centro de Conmutación Móvil, controlan los pares de transmisor-receptor en el sitio celular (o asignación de la palabra clave en el caso del CDMA) . Los procesos de control en cada sitio celular controlan la sintonización de los dispositivos de abonado del servicio inalámbrico hacia los canales de RF seleccionados, intervalos de tiempo y/o palabras clave . Cada célula en la red de comunicación celular con base en tierra (terrestre) comprende un volumen de espacio dispuesto radialmente alrededor de la antena que transmite en el sitio celular con la región de espacio que se aproxima típicamente a un volumen cilindrico o una porción de un volumen cilindrico que tiene una altura limitada. Debido a que todos los dispositivos de abonado del servicio inalámbrico son unidades con base terrestre en (instaladas en automóviles o unidades de microteléfono ) en sistemas de comunicación celular tradicionales, el patrón de radiación de la antena del sitio celular se alinea para que se aproxime a la tierra. Para algunas bandas de frecuencia autorizadas, incluyendo la banda celular de los Estados Unidos, la polarización de las señales producidas por la antena en el sitio celular es vertical por naturaleza. Para sistemas de FDMA y FDMA/TDMA, con el fin de evitar que las señales de radio en un sitio celular interfieran con las señales de radio en un sitio celular adyacente el los canales de RF, para los sitios celulares adyacentes se seleccionan para ser diferentes, con suficiente separación de frecuencia entre las frecuencias de los transmisores adyacentes para evitar transmisiones de solapamiento entre los sitios celulares adyacentes . Para reutilizar un pequeño número finito, de canales de RF con distintas frecuencias, la industria de la comunicación celular ha desarrollado patrones de asignación de canales de RF que asegura que dos sitios celulares adyacentes o cercanos no operen' en el mismo canal de RF (a menos que incluyen una arquitectura de CDMA en cuyo caso se emplea un patrón de re-utilización en el código dominio, es decir, códigos PN, en lugar del dominio de frecuencia) . Cuando un dispositivo de abonado del servicio inalámbrico con base terrestre inicia una conexión de llamada, las señales control provenientes del transmisor en el sitio celular local provocan que el transceptor con agilidad de frecuencia en el dispositivo de abonado del servicio inalámbrico con base terrestre opere en un canal de RF designado para esa célula particular. A medida que el dispositivo de abonado del servicio inalámbrico con base terrestre de mueve de un sitio celular a otro, la conexión de la llamada se transfiere celular ente hacia sitios celulares sucesivos y el transceptor con agilidad de frecuencia en el dispositivo de abonado del servicio inalámbrico con base terrestre ajusta el canal de tráfico utilizado al cambiar su canal de RF y el intervalo de tiempo o canal de código para que corresponda al de la célula de servicio en la cual el dispositivo de abonado del servicio inalámbrico con base terrestre actualmente está funcionando. Este sistema de comunicación celular con base terrestre existente está en uso extendido y se había designado para eliminar el problema del solapamiento de frecuencia entre sitios celulares adyacentes y reducir al mínimo el número de frecuencias requeridas para servir a vastas zonas sin encontrar la posibilidad de interferencia excesiva. Estos sistemas de comunicación celular con base terrestre existentes, sin embargo, son inoperables cuando el dispositivo de abonado del servicio inalámbrico del usuario no es terrestre por naturaleza. En particular, la provisión de servicios de comunicación celular a la aeronave es inconsistente con la arquitectura de la red de comunicación celular con base terrestre existente debido a que un dispositivo de abonado móvil en el aire podría estar dentro del la zona de servicio eficaz de múltiples sitios . que estén reutilizando el mismo canal de tráfico, y por lo tanto, probablemente ambos podrían estar recibiendo y creando niveles significativos de interferencia sobre el canal de comunicación que se está utilizando. Los patrones de antena del sistema de comunicación celular con base terrestre existente radiodifunden las señales en un patrón requerido para que sirvan a los requerimientos de tráfico inalámbrico terrestre, y el patrón de canal de reutilización de RF para que ninguna de las células individuales se designe para ser extensible para proporcionar servicio a la aeronave que está viajando sobre la red.

Sistema de Comunicación Celular No Terrestre con Base en NATS Existente La Figura 1 ilustra la utilización del espectro mediante el sistema de comunicación celular con base en NATS existente (Site a 1) junto con la introducción de dos portadoras de CDMA (Sistema 2) en una arquitectura de solapamiento al 100%. El fin de esta utilización de espectro es permitir una transición entre las asignaciones de arquitectura espectral de NATS de banda estrecha existente y NATS de banda ancha puro. Este sistema hace uso del Sistema 1 en el espectro NATS para proporcionar a los abonados, que se ubican en una aeronave, servicios de comunicación celular y agrega las portadoras a 1.25 MHz del CDMA de banda ancha (Sistema 2). En el plan espectral NATS, existen 10 bloques de canal cada uno teniendo 29 canales que tienen cada uno 6 KHz una cobertura espectral. Debido a que éste es un esquema de FDMA (con muchas licencias que comparten el mismo recurso espectral), es necesario un factor de reutilización de frecuencia de al menos K=3 para evitar la auto- interferencia. Originalmente había 6 licencias del espectro NATS, combinadas conjuntamente con • el plan K=3 mínimo, significa que cualquier licencia determinada podría tener 29/6 canales disponibles en un sitio determinado (o alrededor de 4-5 canales de voz de banda estrecha) . La presente mejora descrita en la presente sobre esta técnica existente comprende un factor de 16- 32 veces de mejora en la capacidad dentro del mismo espectro de 2 MHz. Además, el presente plan de asignación NATS requiere que todas las estaciones base se ubiquen dentro de 1.6 km (1 milla) entre sí debido a que los canales se asignan por demanda al que llega primero a una autorización determinada (con otras redes con licencia "que escuchan" para asegurarse que un canal no se está utilizando antes de asignarlo) . Éste no es un algoritmo de asignación espectral muy eficiente . Por el contrario, la introducción de dos portadoras CDMA de banda ancha de 1.25 MHz cambia el paradigma actual ofreciendo servicios de banda ancha a la aeronave (velocidades de datos de 1+ Mbps) .

Utilización del espectro de solapamiento La Figura 3 ilustra la utilización del espectro en la presente red de comunicación celular con espectro de solapamiento donde se insertan dos formas de onda de CDMA en el espectro NATS existente que se utiliza en la Red 2 de Aire-a-Tierra . Este plan espectral se presenta después de que se haya retirado la arquitectura NATS de banda estrecha o porción NB existente. Este plan espectral novedoso permite dos sistemas de comunicación celular (Sistema 1 y Sistema 2) para que cada uno tenga una porción dedicada de 1.25 MHz del espectro NATS de 2 MHz existente en la direcciones tanto de trayectoria directa como de trayectoria inversa de la Red 2 Aire-a-Tierra. Sin embargo, dado que existen sólo 2 MHz de este espectro disponibles en cada una de la trayectoria directa y la trayectoria inversa, esto da por resultado en un solapamiento de 0.50 MHz (40% de solapamiento) de las dos portadoras de 1.25 MHz en cada una de la trayectoria directa y la trayectoria inversa. Para disminuir el solapamiento inter-sistema y el potencial para la interferencia entre los dos sistemas, la red de comunicación celular con espectro de solapamiento intercambia las asignaciones de trayectoria directa e inversa sobre una base por sistema. En particular, en el espectro de 849 a 851 MHz, un primer sistema proporciona la trayectoria directa para sus canales mientras que el segundo sistema proporciona la trayectoria inversa para sus canales y similarmente en el espectro de 894 a 896 MHz donde el primer sistema proporciona la trayectoria inversa para sus canales mientras que el segundo sistema proporciona la trayectoria directa para sus canales. Los dos sistemas que tienen asignadas las asignaciones de espectro respectivas pueden ser independientes entre sí o pueden ser dos segmentos del mismo sistema celular. El término "sistema", en el sentido en que se utiliza en este contexto, indica la provisión de servicios de comunicación celular vía la trayectoria directa asignada y las direcciones de trayectoria inversa asociada que se asignan a los dos segmentos del espectro NATS. De esta forma, la única interferencia potencial que resulta del solapamiento de 0.50 MHz es de Aeronave-a-aeronave y Base-a-Base .• El potencial de interferencia Base-a-Base se gestiona fácilmente al mantener las estaciones base físicamente separadas por 8.045-16.09 kilómetros (5-10 millas) . La interferencia inter-red de Aeronave-a-Aeronave probablemente se presenta sólo en regiones donde se reducen las separaciones entre aeronaves, es decir, en aeropuertos cercanos. Si los enlaces aire-atierra determinados no se operan durante los ciclos de despegue y aterrizaje, este escenario operativo no será estadísticamente significativo. Sin embargo, es conveniente operar la red en todas las fases de vuelo y por lo tanto, la interferencia inter-red de Aeronave-a-Aeronave se debe estar modelando utilizando un tipo de análisis Monte Cario. Existen dos trayectorias de interferencia posibles entre los dos espectros solapados: aeronave-a-aeronave y base-a-base. Cada uno tiene su propio conjunto de variables y los métodos asociados para gestionar la interferencia. El modelado de sistemas extensivos ha identificado variables clave que se utilizan para controlar o gestionar la interferencia inter-red: patrones de antena de la estación base, aislamiento de polarización y separación física. De importancia, el modelado por computadora indica que las dos portadoras CDMA de 1.25 MHz del sistema pueden tener un solapamiento del 100% y todavía tener la operación del sistema agregado con niveles de minuto de degradación de red individual (debido a este perfecto solapamiento espectral) . La compensación de las formas de onda mejora esta situación considerablemente . La interferencia inter-red de base-a-base se gestiona al separar físicamente la base del Sistema 1 al Sistema 2 de tal forma que las regiones del Límite de Zona de Servicio ( SAB ) no se solapen (como se observa en tierra) . Típicamente, es suficiente una separación de 12.87-16.9 km (8-10 millas) entre las estaciones base de redes diferentes para crear muchos 10 de dBs de aislamiento inter-red (debido a que los patrones de antena de la estación base se inclinan (mecánicamente o eléctricamente) y por lo tanto tienen menos energía que se está radiando directamente al horizonte) . El aislamiento base-a-base adicional se puede realizar a través del uso de aislamiento de polarización (es decir, horizontal a vertical) . Para el aislamiento inter-red de aeronave-a-aeronave, un elemento es las separaciones físicas naturales requeridas por las reglas de operación de la FAA. Estas separaciones físicas incluyen 8.05 km (5 millas) horizontales y 457.20 metros (1500 pies) de separación vertical. El aislamiento inter-red adicional se crea a partir de la utilización de aislamiento de polarización, tal como por ejemplo, vertical para el Sistema 1 y horizontal para el Sistema 2. En todos los casos, los patrones de antena en la estación base configurada que limitan las profundidades nulas del patrón de antena a -20 dB por debajo del pico de haz son importantes para gestionar el entorno de interferencia inter-red de aeronave-a-aeronave. Por último, los patrones de antena base dirigidos o de rastreo reducen dramáticamente la probabilidad de interferencia inter-red de aeronave-a-aeronave .

Por último, las combinaciones de los elementos de aislamiento anteriores se pueden utilizar creativamente para intensificar adicionalmente la capacidad más allá de sólo dos Sistemas. Por ejemplo, intercambiando las trayectorias de espectro para los Sistemas 1 y 2 que se polarizan verticalmente y luego agregar los Sistemas 3 y 4 (también intercambiados espectralmente ) según se polarizan horizontalmente; se realiza la capacidad espectral adicional (es decir, la cantidad de tráfico agregado de todas las redes combinadas, o bits de datos agregados por hertzios de ancho de banda, casi se pueden duplicar) .

SUMARIO La red de comunicación celular con espectro de solapamiento funciona para proporcionar múltiples sistemas de comunicación celular en el mismo espectro al igual que el sistema de comunicación celular con base en NATS existente, mientras que también proporciona servicios de banda ancha a los abonados. Para llevar a cabo esto, se presenta algún solapamiento espectral, aunque intercambiando las asignaciones de trayectoria directa e inversa sobre una base por sistema para evitar problemas de interferencia.

Claims (18)

1. REIVINDICACIONES 1. Una red para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica a una pluralidad de dispositivos de abonado del servicio inalámbrico que se ubican en una aeronave, que comprende: medios de red de aire-a-tierra que tienen al menos un transceptor ubicado en tierra para comunicaciones de radiofrecuencia entre la aeronave y un sistema de comunicaciones con base terrestre vía dos bandas separadas por frecuencia, que comprende una primera banda y una segunda banda, los medios de red de aire-a-tierra comprenden: un primer medio del sistema celular para generar señales de comunicación de radiofrecuencia para comunicarse con al menos una pluralidad de dispositivos de abonado del servicio inalámbrico vía una trayectoria directa en la primerar banda y una trayectoria inversa en la segunda banda; un segundo medio del sistema celular para generar señales de comunicación de radiofrecuencia para comunicarse con al menos una pluralidad de dispositivos de abonado del servicio inalámbrico vía una trayectoria inversa en la primera banda y una trayectoria directa en la segunda banda.
2. 2. La red según la reivindicación 1 en donde el primer medio del sistema celular genera señales de comunicación de radiofrecuencia que tienen una portadora de ancho de banda mayor que la mitad del ancho de banda de la primera banda.
3. 3. La red según la reivindicación 2, en donde el segundo medio del sistema celular genera señales de comunicación de radiofrecuencia que tienen una portadora de ancho de banda mayor que la mitad del ancho de banda de la primera banda.
4. 4. La red según la reivindicación 3 en donde el primer medio del sistema celular y el segundo medio del sistema celular genera las señales de comunicación de radiofrecuencia en la primera banda y de una manera en donde las señales de comunicación de radiofrecuencia generadas por el primer medio del sistema celular y las señales de comunicación de radiofrecuencia generadas por el segundo medio del sistema celular se solapan en frecuencia .
5. 5. La red según la reivindicación 1 en donde el primer medio del sistema celular genera señales de comunicación de radiofrecuencia que tienen una portadora de ancho de banda mayor que la mitad del ancho de banda de la segunda banda.
6. 6. La red según la reivindicación 5, en donde el segundo medio del sistema celular genera señales de comunicación de radiofrecuencia que tienen una portadora de ancho de banda mayor que la mitad del ancho de banda de la segunda banda.
7. 7. La red según la reivindicación 6, en donde el primer medio del sistema celular y el segundo medio del sistema celular generan señales de comunicación de radiofrecuencia en la segunda banda de una manera en donde señales de comunicación de radiofrecuencia generadas por el primer medio del sistema celular y las señales de comunicación de radiofrecuencia generadas por el segundo medio del sistema celular se solapan en frecuencia.
8. 8. Un método para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica a una pluralidad de dispositivos de abonado del servicio inalámbrico que se ubican en una aeronave, que comprende: establecer comunicaciones de radiofrecuencia entre la aeronave y un sistema de comunicaciones con base terrestre vía dos bandas separadas por frecuencia, que comprende una primera banda y una segunda banda, utilizando al menos un transceptor ubicado en tierra, el paso de establecer comunicaciones de radiofrecuencia comprende: generar un primer conjunto de señales de comunicación de radiofrecuencia para comunicarse con al menos una pluralidad de dispositivos de abonado del servicio inalámbrico vía una trayectoria directa en la primera banda y una trayectoria inversa en la segunda banda; generar un segundo conjunto de señales de comunicación de radiofrecuencia para comunicarse con al menos una pluralidad de dispositivos de abonado del servicio inalámbrico vía una trayectoria inversa en la primera banda y una trayectoria directa en la segunda banda.
9. 9. El método según la reivindicación 8, en donde el paso de generar un primer conjunto de señales de comunicación de radiofrecuencia genera señales de comunicación de radiofrecuencia que tienen una portadora de ancho de banda mayor que la mitad del ancho de banda de la primera banda.
10. 10. El método según la reivindicación 9, en donde el paso de generar un segundo conjunto de señales de comunicación de radiofrecuencia genera señales de comunicación de radiofrecuencia que tienen una portadora de ancho de banda mayor que la mitad del ancho de banda de la primera banda.
11. 11. El método según la reivindicación 10, en donde el paso de generar un segundo conjunto de señales de comunicación de radiofrecuencia y el paso de generar un segundo conjunto de señales de comunicación de radiofrecuencia generan señales de comunicación de radiofrecuencia en la primera banda de una manera en donde las señales de comunicación de radiofrecuencia generadas por el paso de generar un primer conjunto de señales de comunicación de radiofrecuencia y las señales de comunicación de radiofrecuencia generadas por el paso de generar un segundo conjunto de señales de comunicación de radiofrecuencia se solapan en frecuencia.
12. 12. El método según la reivindicación 8 en donde el paso de generar un primer conjunto de señales de comunicación de radiofrecuencia genera señales de comunicación de radiofrecuencia que tienen una portadora de ancho de banda mayor que la mitad del ancho de banda de la segunda banda.
13. 13. El método según la reivindicación 12 en donde el paso de generar un segundo conjunto de señales de comunicación de radiofrecuencia genera señales de comunicación de radiofrecuencia que tienen una portadora de ancho de banda mayor que la mitad del ancho de banda de la segunda banda.
14. 14. El método según la reivindicación 13 en donde el paso de generar un primer conjunto de señales de comunicación de radiofrecuencia y el paso de generar un segundo conjunto de señales de comunicación de radiofrecuencia generan las señales de comunicación de radiofrecuencia en la segunda banda de una manera en donde las señales de comunicación de radiofrecuencia generadas por el paso de generar un primer conjunto de señales de comunicación de radiofrecuencia y las señales de comunicación de radiofrecuencia generadas por el paso de generar un segundo conjunto de señales de comunicación de radiofrecuencia se solapan en frecuencia .
15. 15. Una red para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica a una pluralidad de dispositivos de abonado del servicio inalámbrico que se ubican en una aeronave, que comprende: medios de red de aire-a-tierra que tienen al menos un transceptor ubicado en tierra para las comunicaciones de radiofrecuencia entre la aeronave y un sistema de comunicaciones con base terrestre vía el espectro NATS que comprende dos bandas separadas por frecuencia, que comprende una primera banda de aproximadamente 849 a 851 MHz y una segunda banda de aproximadamente 894 a 896 MHz, el medio de red de aire-a-tierra comprende: un primer medio del sistema celular para generar señales de comunicación de radiofrecuencia para comunicarse con al menos una pluralidad de dispositivos de abonado del servicio inalámbrico vía una trayectoria directa dentro de una banda de aproximadamente 849 a 851 MHz y una trayectoria inversa dentro de una banda de aproximadamente 894 a 896 MHz; un segundo medio del sistema celular para generar señales de comunicación de radiofrecuencia para comunicarse con al menos una pluralidad de dispositivos de abonado del servicio inalámbrico vía una trayectoria inversa dentro de una banda de aproximadamente 849 a 851 MHz y una trayectoria directa dentro de una banda de aproximadamente 894 a 896 MHz.
16. 16. Un método para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica a una pluralidad de dispositivos de abonado del servicio inalámbrico que se ubican en una aeronave, que comprende: generar, utilizando al menos un transceptor ubicado en tierra, comunicaciones de radiofrecuencia entre la aeronave y un sistema de comunicaciones con base terrestre vía el espectro NATS que comprende dos bandas separadas por frecuencia, que comprenden una primera banda a aproximadamente 849 a 851 MHz y una segunda banda a aproximadamente 894 a 896 MHz, el paso de generar comprende: generar un primer conjunto de señales de comunicación de radiofrecuencia para comunicarse con al menos una pluralidad de dispositivos de abonado del servicio inalámbrico vía una trayectoria directa dentro de una banda de aproximadamente 849 a 851 MHz y una trayectoria inversa dentro de una banda de aproximadamente 894 a 896 MHz; generar un segundo conjunto de señales de comunicación de radiofrecuencia para comunicarse con al menos una pluralidad de dispositivos de abonado del servicio inalámbrico vía una trayectoria inversa dentro de una banda de aproximadamente 849 a 851 MHz y una trayectoria directa dentro de una banda de aproximadamente 894 a 896 MHz.
17. 17. Una red para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica a una pluralidad de dispositivos de abonado del servicio inalámbrico que se ubican en una aeronave; que comprende: medios de red de aire-a-tierra que tienen al menos un transceptor ubicado en tierra para las comunicaciones de radiofrecuencia entre la aeronave y un sistema de comunicaciones con base terrestre vía dos bandas separadas por frecuencia, que comprende una- primera banda y una segunda banda, el medio de red de aire-a-tierra comprende: una pluralidad de medios del sistema celular para generar señales de comunicación de radiofrecuencia para comunicarse con al menos una pluralidad de dispositivos de abonado del servicio inalámbrico, utilizando una combinación de trayectorias directa e inversa en la primera banda y la segunda banda, así como también la polarización horizontal y vertical de las señales de comunicación de radiofrecuencia.
18. 18. Un método para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica a una pluralidad de dispositivos de abonado del servicio inalámbrico que se ubican en una aeronave, que comprende: generar, utilizando al menos un transceptor ubicado en tierra, comunicaciones de radiofrecuencia entre la aeronave y un sistema de comunicaciones con base terrestre vía dos bandas separadas por frecuencia, que comprenden una primera banda y una segunda banda, el paso de generar comprende: generar una pluralidad de señales de comunicación de radiofrecuencia para comunicarse con al menos una pluralidad de dispositivos de abonado del servicio inalámbrico, utilizando una combinación de trayectorias directa e inversa en la primera banda y la segunda banda, así como también la polarización horizontal y vertical de las señales de comunicación de radiofrecuencia.