(57)【要約】      （修正有）【課題】航空通信リレー端末及び複数のユーザー端末を含む無線通信ネットワークを管理し、最適化するための無線通信システムを提供する。【解決手段】無線通信システムを管理する方法は、複数のユーザー端末１０６Ａ〜１０６Ｅと航空通信リレー端末１０４との間の無線通信リンクを要求するステップ、複数のユーザー端末のうちの１つを、リレー端末１０４と直接通信する一次ユーザー端末１９６として指定するステップ、複数のユーザー端末のうちの１つを、一次ユーザー端末１９６と直接通信する二次ユーザー端末１９８として指定するステップ、一次ユーザー端末１９６をリレー端末１０４に直接接続するステップ及び一次ユーザー端末１９６を介して二次ユーザー端末１９８をリレー端末１０４に接続するステップを含みうる。【選択図】図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システム（１００）を管理する方法（５００）であって、
複数のユーザー端末（１０６）と航空通信リレー端末（１０４）との間の無線通信リンク（１０８）を要求すること（５０２）と、
前記複数のユーザー端末のうちの１つの端末を、前記航空通信リレー端末と直接通信を行う一次ユーザー端末（１９６）として指定すること（５１２）と、
前記複数のユーザー端末のうちのその他の端末を、前記一次ユーザー端末と直接通信を行う二次ユーザー端末（１９８）として指定すること（５１４）と、
前記一次ユーザー端末を前記航空通信リレー端末に直接接続すること（５１６）と、
前記一次ユーザー端末を介して、前記二次ユーザー端末を前記航空通信リレー端末に間接的に接続すること（５２０）と
を含む方法（５００）。
【請求項２】
前記航空通信リレー端末との通信のため、前記一次ユーザー端末及び前記二次ユーザー端末からのデータを融合すること（５２２）を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のユーザー端末のうちの各端末の少なくとも１つの無線通信メトリック（２００）を評価すること（５０４）と、
前記複数のユーザー端末のうちの各端末を前記一次ユーザー端末として候補とすること（５１０）とを更に含み、
前記複数のユーザー端末のうちの前記１つの端末を前記一次ユーザー端末として指定することは、前記複数のユーザー端末のうちの前記各端末の前記少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づく、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記一次ユーザー端末によって、前記一次ユーザー端末と前記二次ユーザー端末との間の通信のためのサブネットワーク（２２２）を画定する仮想セル（１９４）を確立すること（５１８）を更に含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のユーザー端末のうちの各端末の少なくとも１つの無線通信メトリック（２００）を評価すること（５０４）と、
前記サブネットワークへの包含（ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ）のため、前記複数のユーザー端末のうちの各端末を候補とすること（５０６）と、
前記複数のユーザー端末のうちの前記各端末の前記少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づいて、前記サブネットワークへの包含のため、前記複数のユーザー端末のうちの１つの端末を個別に選択すること（５０８）とを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記航空通信リレー端末と別のリレー端末との間の負荷の不均衡を検出すること（５２８）、及び
前記無線通信リンクの１つを前記航空通信リレー端末（１０４Ａ）から第２の航空通信リレー端末（１０４Ｂ）まで転送すること（５３０）と
最初に述べた前記航空通信リレー端末（１０４Ａ）と前記第２の航空通信リレー端末（１０４Ｂ）のうちの少なくとも１つから生成されるＲＦスポットビームを再構成すること（５３２）
のうちの少なくとも１つ
を更に含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
無線通信ネットワーク（２１２）を最適化するための方法（６００）であって、
第１のユーザー端末（１０６Ａ）と航空通信リレー端末（１０４）との間の無線通信リンク（１０８）を確立すること（６０２）と、
第２のユーザー端末（１０６Ｂ）から、前記第１のユーザー端末を介して前記航空通信リレー端末との通信を要求すること（６０４）と、
前記第２のユーザー端末と前記航空通信リレー端末との間の通信要求を許可すること（６２２）及び拒否すること（６２２）のいずれか一方
を含む方法（６００）。
【請求項８】
前記第１のユーザー端末の少なくとも１つの無線通信メトリック（２００）を評価すること（６１４）と、
前記少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づいて、前記無線通信リンクが前記第２のユーザー端末の包含に充分であるかどうかを決定すること（６１６）とを更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
一次ユーザー端末（１９６）として指定された前記第１のユーザー端末によって、前記一次ユーザー端末と一又は複数の二次ユーザー端末（１９８）との間の通信のためのサブネットワーク（２２２）を画定する仮想セル（１９４）を確立すること（６１８）と、
前記第２のユーザー端末の少なくとも１つの無線通信メトリックを評価すること（６１４）と、
前記少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づいて、前記第２のユーザー端末が前記サブネットワーク内への包含に適しているかどうかを決定すること（６１０）とを更に含む、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のユーザー端末を介する前記航空通信リレー端末との前記通信要求の許可に応じて、前記第１のユーザー端末を介して、前記第２のユーザー端末を前記航空通信リレー端末に間接的に接続すること（６２４）と、
前記航空通信リレー端末との通信のため、前記第１のユーザー端末及び前記第２のユーザー端末からのデータを融合すること（６２６）と
を更に含む、請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のユーザー端末及び前記第２のユーザー端末のうちの一方を、前記航空通信リレー端末と直接通信を行う交換用一次ユーザー端末（１９６）として指定すること（６３６）と、
前記第１のユーザー端末及び前記第２のユーザー端末のうちの他方を、前記交換用一次ユーザー端末と直接通信を行う交換用二次ユーザー端末（１９８）として指定すること（６３８）と、
前記交換用一次ユーザー端末を前記航空通信リレー端末に直接接続すること（６４０）と、
前記交換用一次ユーザー端末を介して、前記交換用二次ユーザー端末を前記航空通信リレー端末に間接的に接続すること（６４２）と
前記第１のユーザー端末及び前記第２のユーザー端末のうちの各々を前記交換用一次ユーザー端末として候補とすること（６３２）と、
前記第１のユーザー端末及び前記第２のユーザー端末の各々の少なくとも１つの無線通信メトリック（２００）を評価すること（６３４）とを更に含み、
前記第１のユーザー端末及び前記第２のユーザー端末のうちの前記一方を前記交換用一次ユーザー端末として指定することは、前記第１のユーザー端末及び前記第２のユーザー端末のうちの前記各端末の少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づく、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
カバレージエリア（１７０）に通信カバレージをもたらす航空通信リレー端末（１０４）と、
前記カバレージエリア内に配置された複数のユーザー端末（１０６）と、
前記航空通信リレー端末と前記複数のユーザー端末の間に配置されたＲＦ機器であって、
前記複数のユーザー端末と前記航空通信リレー端末との間の無線通信リンクを要求（５０２）し、
前記複数のユーザー端末のうちの１つを、前記航空通信リレー端末と直接通信を行う一次ユーザー端末（１９６）として指定（５１２）し、
前記複数のユーザー端末のうちの他の端末を、前記一次ユーザー端末と直接通信を行う二次ユーザー端末（１９８）として指定（５１４）し、
前記一次ユーザー端末を前記航空通信リレー端末に直接接続（５１６）し、
前記一次ユーザー端末を介して、前記二次ユーザー端末を前記航空通信リレー端末に間接的に接続（５２０）する
ように構成された制御装置（１８２）を含むＲＦ機器と
を備える無線通信システム（１００）。
【請求項１３】
前記制御装置は更に、前記一次ユーザー端末によって、前記一次ユーザー端末と前記二次ユーザー端末との間の通信のためのサブネットワーク（２２２）を画定する仮想セル（１９４）を確立（５１８）するように構成されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記制御装置は更に、
前記複数のユーザー端末のうちの各端末の少なくとも１つの無線通信メトリック（２００）を評価（５０４）し、
前記複数のユーザー端末のうちの各端末を前記サブネットワークへの包含のため候補（５０６）とし、
前記複数のユーザー端末のうちの前記各端末の前記少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づいて、前記サブネットワークへの包含のため、前記複数のユーザー端末のうちの１つの端末を個別に選択（５０８）し、
別のユーザー端末から、前記一次ユーザー端末を介して前記航空通信リレー端末との通信を要求（６０４）し、
前記一次ユーザー端末を介して、前記別のユーザー端末と前記航空通信リレー端末との間の通信要求の許可（６２２）及び拒否（６１２）のいずれか一方を行う
ように構成されている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記制御装置は更に、
前記別のユーザー端末の少なくとも１つの無線通信メトリック（２００）を評価（６１４）し、
前記別のユーザー端末の前記少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づいて、前記サブネットワークへの包含のため、前記別のユーザー端末が適しているかどうかを決定（６１６）し、
前記一次ユーザー端末の少なくとも１つの無線通信メトリックを評価（６１４）し、
前記少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づいて、前記別のユーザー端末の包含のため、前記一次ユーザー端末と前記航空通信リレー端末との間の無線通信リンクが充分であるかどうかを判断（６１６）し、
前記別のユーザー端末を、前記二次ユーザー端末の別の１つとして指定（６２０）し、
前記一次ユーザー端末を介する前記航空通信リレー端末との前記通信の許可に応じて、前記一次ユーザー端末を介して、前記二次ユーザー端末の前記別の１つを前記航空通信リレー端末に間接的に接続（６２４）し、
前記航空通信リレー端末との通信のため、前記一次ユーザー端末及び前記二次ユーザー端末からのデータを融合（６２６）する
ように構成される、請求項１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して無線通信ネットワークに関し、より具体的には、航空通信リレー端末及び複数のユーザー端末を含む無線通信ネットワークを管理し、最適化するための無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の無線通信システムは、航空通信端末（例えば、宇宙船や航空機）に依存して、地上基地局とユーザー端末との間の通信（例えば、情報の送受信）経路を決定している。これらのリレー端末は、複数のサービスエリアに分割される地理的領域内のカバレージエリアを形成するビームパターンを提供する、多数の信号ビーム（例えば、ＲＦスポットビーム）を採用してもよい。
【０００３】
これらのリレー端末は多くの場合、移動式及び静置式ユーザー端末の両方にサービスを提供する。これらのユーザー端末は一般的に、移動式プラットフォーム又は構造物の占有者によって使用される一又は複数の携帯デバイス或いはパーソナル電子機器への接続を可能にする、比較的大きなアンテナを有する移動式プラットフォーム（例えば、車両）又は固定構造物を含む。しかしながら、同一のリレー端末を備えるユーザー端末が極めて多数ある場合、或いはあまりにも近接している場合には、ユーザー端末間の無線通信リンクは輻輳する。ユーザー端末の数が増えるにつれて、リレー端末の出力と容量の要求も増大する。
【０００４】
したがって、当業者は、無線通信ネットワーク管理の分野における研究開発の努力を続けている。
【発明の概要】
【０００５】
一実施例では、本開示の無線通信システム管理の方法は、下記のステップを含みうる。すなわち、（１）複数のユーザー端末と航空通信リレー端末との間の無線通信リンクを要求するステップ、（２）複数のユーザー端末のうちの１つを、リレー端末と直接通信する一次ユーザー端末として指定するステップ、（３）複数のユーザー端末のうちの１つを、一次ユーザー端末と直接通信する二次ユーザー端末として指定するステップ、（４）一次ユーザー端末をリレー端末に直接接続するステップ、及び（５）一次ユーザー端末を介して二次ユーザー端末をリレー端末に接続するステップを含みうる。
【０００６】
別の実施例では、本開示の無線通信ネットワークを最適化するための方法は、下記のステップを含みうる。すなわち、（１）第１のユーザー端末と航空通信リレー端末との間の無線通信を確立するステップ、（２）第２のユーザー端末から、第１のユーザー端末を介したリレー端末との通信を要求するステップ、及び（３）第２のユーザー端末と、第１のユーザー端末を介したリレー端末との間の通信要求を許可又は拒否するステップを含みうる。
【０００７】
更に別の実施形態では、開示した無線通信システムは、カバレージエリアに通信カバレージをもたらす航空通信リレー端末、カバレージエリア内に配置された複数のユーザー端末、及びリレー端末と複数のユーザー端末の間に分散されたＲＦ機器を含んでもよく、ＲＦ機器は、複数のユーザー端末とリレー端末との間の無線通信リンクを要求し、複数のユーザー端末のうちの１つを、リレー端末と直接通信する一次ユーザー端末として指定し、複数のユーザー端末のうちのその他の端末を一次ユーザー端末と直接通信する二次ユーザー端末として指定し、一次ユーザー端末をリレー端末に直接接続し、一次ユーザー端末を介して二次ユーザー端末をリレー端末に間接的に接続するように構成された制御装置を含む。
【０００８】
開示されている装置や方法の他の実施例は、以下の詳細な説明、添付の図面、及び添付の特許請求の範囲により、明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の無線通信システムの一実施例の概略ブロック図である。
【図２】本開示の無線通信システムの基地局の一実施例の概略ブロック図である。
【図３】本開示の無線通信システムのユーザー端末の一実施例の概略ブロック図である。
【図４】本開示の無線通信システムの航空通信リレー端末の一実施例の概略ブロック図である。
【図５】本開示の無線通信システムの一実施例の概略図である。
【図６】本開示の無線通信システムの別の実施例の概略図である。
【図７】本開示の無線通信システムの別の実施例の概略図である。
【図８】カバレージエリアを示す本開示の無線通信システムの別の実施例の概略図である。
【図９】複数の地上セルを示す本開示の無線通信システムの別の実施例の概略図である。
【図１０】複数の地上セルを示す本開示の無線通信システムの別の実施例の概略図である。
【図１１】共通カバレージエリアを示す本開示の無線通信システムの別の実施例の概略図である。
【図１２】共通地上セルを示す本開示の無線通信システムの別の実施例の概略図である。
【図１３】複数の地上セルを示す本開示の無線通信システムの別の実施例の概略図である。
【図１４】仮想セルを示す本開示の無線通信システムの別の実施例の概略図である。
【図１５】本開示の無線通信システムによって評価された無線通信メトリックの一実施例の概略ブロック図である。
【図１６Ａ】本開示の無線通信ネットワーク管理の方法の一実施例のフロー図の第１の部分である。
【図１６Ｂ】本開示の無線通信ネットワーク管理の方法のフロー図の第２の部分である。
【図１７Ａ】本開示の無線通信ネットワーク最適化の方法の一実施例のフロー図の第１の部分である。
【図１７Ｂ】本開示の無線通信ネットワーク最適化の方法のフロー図の第２の部分である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の詳細な説明は、添付の図面に言及している。添付の図面は、本開示によって説明された具体的な実施例を示している。異なる構造及び工程を有する他の実施例は、本開示の範囲から逸脱するものではない。同様の参照番号は、異なる図面における同一の特徴、要素、又は構成要素を表わしうる。
【００１１】
特許請求されうるが、特許請求されないこともありうる本開示による主題の例示的且つ非網羅的な実施例が、以下に提供される。
【００１２】
図１は、本開示の無線通信システム１００の一実施例の概略ブロック図である。例示的な一実施例では、無線通信システム１００は、少なくとも１つの基地局１０２、一般的に本書でリレー端末１０４と称される少なくとも１つの航空（例えば、高高度の、或いは軌道上の）通信リレー端末、及び少なくとも１つのユーザー端末１０６を含む。無線通信システム１００は、例えば、少なくとも１つのネットワーク１２２、少なくとも１つの基地局１０２、少なくとも１つのリレー端末１０４、及び少なくとも１つのユーザー端末１０６を含む、無線通信ネットワーク２１２を確立し、管理するために利用されうる。
【００１３】
例示的な実施例では、無線通信システム１００は高周波（ＲＦ）機器１３０を含む。ＲＦ機器１３０は、基地局１０２、リレー端末１０４とユーザー端末１０６との間に無線通信リンク１０８を確立し、制御する。例示的な実施例では、ＲＦ機器１３０は、リレー端末１０４を介して、基地局１０２とユーザー端末１０６との間でデータ又は他の情報を通信するため、ＲＦ信号を生成、送信、受信及び／又は処理するように構成されている。
【００１４】
様々な実施例では、ＲＦ機器１３０は、基地局１０２、リレー端末１０４及び／又はユーザー端末１０６の間に配置され、或いはこれらによって全体的に又は部分的に実装されうる。例えば、ＲＦ機器１３０は、基地局１０２に配置される、或いは基地局１０２によって実装（例えば、一体化）されるＲＦ機器１２４を含みうる。ＲＦ機器１３０は、リレー端末１０４上に配置される、或いはリレー端末１０４によって実装（例えば、一体化）されるリレー端末ＲＦ機器１２６を含みうる。ＲＦ機器１３０はまた、ユーザー端末１０６上に配置される、或いはユーザー端末１０６によって実装（例えば、一体化）されるユーザー端末ＲＦ機器１２８を含みうる。
【００１５】
無線通信リンク１０８は、送信リンク１１０と返信リンク１１２を含む。送信リンク１１０は、ダウンリンクとも称され、基地局１０２からユーザー端末１０６までデータを無線送信するための通信経路になっている。返信リンク１１２は、アップリンクとも称され、ユーザー端末１０６から基地局１０２までデータを無線送信するための通信経路になっている。
【００１６】
無線通信システム１００は、一又は複数の基地局１０２から複数のユーザー端末１０６までデータを送信する複数の送信リンク１１０、及び／又は、複数のユーザー端末１０６から一又は複数の基地局１０２までデータを送信する複数の返信リンク１１２を含みうる。例示的な実施例では、送信リンク１１０は、一又は複数の基地局１０２からのデータを、一又は複数のリレー端末１０４を介して、一又は複数のユーザー端末１０６まで送信する。同様に、返信リンク１１２は、一又は複数のユーザー端末１０６からのデータを、一又は複数のリレー端末１０４を介して、一又は複数の基地局１０２まで送信する。このように、ダウンリンク及びアップリンクという用語はユーザー端末１０６を参照して使用される。
【００１７】
一実施例として、送信リンク１１０は一又は複数の基地局リレー間（ＢＴＲ）リンク１１４を含む。ＢＴＲリンク１１４は、基地局１０２からリレー端末１０４までのデータの無線送信のための通信経路である。この実施例では、送信リンク１１０はまた、一又は複数のリレーユーザー間（ＲＴＵ）リンク１１６を含む。ＲＴＵリンク１１６は、リレー端末１０４からユーザー端末１０６までのデータの無線送信のための通信経路である。
【００１８】
逆に、別の実施例として、返信リンク１１２は一又は複数のユーザーリレー間（ＵＴＲ）リンク１１８を含む。ＵＴＲリンク１１８は、ユーザー端末１０６からリレー端末１０４までのデータの無線送信のための通信経路である。この実施例では、返信リンク１１２はまた、一又は複数のリレー基地局間（ＲＴＢ）リンク１２０を含む。ＲＴＢリンク１２０は、リレー端末１０４から基地局１０２までのデータの無線通信のための通信経路である。
【００１９】
例示的な実装として、一又は複数の基地局１０２（例えば、各基地局１０２）は、各ＢＴＲリンク１１４上で、一又は複数のリレー端末１０４（例えば、各リレー端末１０４）と通信する。一又は複数のリレー端末１０４（例えば、各リレー端末１０４）は、各ＲＴＵリンク１１６上で、一又は複数のユーザー端末１０６（例えば、各ユーザー端末１０６）と通信する。同様に、一又は複数のユーザー端末１０６（例えば、各ユーザー端末１０６）は、各ＵＴＲリンク１１８上で、一又は複数のリレー端末１０４（例えば、各リレー端末１０４）と通信する。一又は複数のリレー端末１０４（例えば、各リレー端末１０４）は、各ＲＴＢリンク１２０上で、一又は複数の基地局１０２（例えば、各基地局１０２）と通信する。
【００２０】
更に図１を参照すると、例示的な実施例では、ＲＦ機器１３０はビームフォーマ１５６を含む。ビームフォーマ１５６は、ＲＦ信号の方向信号の送信及び／又は受信を制御するように構成されている。一実施例として、ビームフォーマ１５６は、波面の建設的干渉と相殺的干渉のパターンを生成するため、ＲＦ信号の位相及び／又は相対振幅を制御する。様々な実施例では、ビームフォーマ１５６は、基地局１０２、リレー端末１０４及び／又はユーザー端末１０６の間に配置され、或いはこれらによって全体的に又は部分的に実装されうる。
【００２１】
一実施例として、基地局ＲＦ機器１２４は、指向性（例えば、高ゲイン）ＲＦ信号を、例えば、基地局１０２が通信するリレー端末１０４に向けられているＲＦビームとして、送信するように構成されている。別の実施例として、リレー端末ＲＦ機器１２６は、指向性（例えば、高ゲイン）ＲＦ信号を、例えば、リレー端末１０４が通信するユーザー端末１０６及び／又は基地局１０２に向けられているＲＦビームとして、送信するように構成されている。更に別の実施例として、ユーザー端末ＲＦ機器１２８は、ユーザー端末１０６が通信するリレー端末１０４によって受信される無指向性ＲＦ信号又は指向性ＲＦ信号を送信するように構成されている。
【００２２】
例示的な実施例では、ＲＦ機器１３０はまた、通信制御装置１８２を含む。制御装置１８２は、無線通信リンク１０８の実装を制御するように構成された計算装置を含む。特に、制御装置１８２は、複数のユーザー端末１０６と一又は複数のリレー端末１０４との間のＲＴＵリンク１１６とＵＴＲリンク１１８の実装を制御するように構成されている。一実施例として、制御装置１８２は、選択された複数のユーザー端末１０６に無線通信サービスを提供する仮想セルを確立するように構成されている。
【００２３】
以下で更に詳細に説明されるように、この実施例では、制御装置１８２は、選択モジュール１８４、融合モジュール１８６及び最適化モジュール１８８を含む。選択モジュール１８４は、複数のユーザー端末１０６のうちの１つを、リレー端末１０４と直接通信する一次ユーザー端末として指定し、また、複数のユーザー端末１０６のその他の端末のうちの少なくとも１つを、一次ユーザー端末を介してリレー端末１０４と通信する二次ユーザー端末として指定するように構成されている。融合モジュール１８６は、一又は複数のリレー端末１０４と複数のユーザー端末１０６との間の（例えば、両者の間を行き来する）データの分散を結合し、制御するように構成されている。最適化モジュール１８８は、複数のユーザー端末１０６の中のどの端末が、またいくつの端末がリレー端末１０４と通信するかを決定するように構成されている。
【００２４】
制御装置１８２は、プロセッサ１９０とメモリ１９２とを含む。プロセッサ１９０は、例えば、メモリ１９２に読み込まれた命令を実行するように構成された、任意の適切にプログラムされたコンピュータプロセッサである。プロセッサ１９０は、制御装置１８２の特定の実装に応じて、幾つかのプロセッサ、マルチプロセッサコア、又は他の何らかの種類のプロセッサとなりうる。メモリ１９２は、情報を保存できる任意の装置を含む。情報には、限定するものではないが、一時的又は永続的に保存されるデータ、関数の形態のプログラムコード、及び他の適切な情報が含まれうる。メモリ１９２はまた、非一過性のコンピュータ可読記憶媒体と称されることもある。
【００２５】
例えば、本開示の方法５００（図１６Ａ及び図１６Ｂ）及び／又は方法６００（図１７Ａ及び図１７Ｂ）及び／又はそれらの一部は、非一過性のコンピュータ可読記憶媒体、及び、制御装置１８２のコンピュータプロセッサ１９０などのコンピュータプロセッサによって実行される、非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に保存されたコンピュータ制御命令を含むコンピュータプログラム製品として実装されてもよく、或いは、コンピュータプログラム製品を利用してもよい。
【００２６】
開示のシステム１００及び／又は制御装置１８２はまた、一又は複数のデータ蓄積、入力装置、出力装置、及びネットワークインターフェースを含みうる。例えば、データバス及びマザーボードを含むバスシステムは、システム１００の構成要素間のデータ通信を確立し、制御するように使用可能である。他のシステムアーキテクチャも使用可能である。
【００２７】
プロセッサ１９０は、例えば、一又は複数のマイクロプロセッサを含みうる。データ蓄積には、例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ、一又は複数のハードドライブ、フラッシュメモリ、及び／又は読取り専用メモリ、又は他の種類のコンピュータ可読媒体メモリデバイスなどの、ランダムアクセスメモリ記憶デバイスが含まれうる。
【００２８】
したがって、本書に記載のシステム、方法及び技術の様々な実装は、デジタル電子回路、集積回路、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、及び／又はこれらの組み合わせで実現されうる。これらの様々な実装には、特別な又は一般的な目的で、記憶システム、少なくとも１つの入力装置、及び少なくとも１つの出力装置との間でデータと命令を送受信するように連結されうる、少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサを含むプログラム可能なシステム上で実行可能、及び又は解釈可能な一又は複数のコンピュータプログラムでの実装が含まれうる。
【００２９】
これらのコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション又はコードとしても知られている）は、プログラム可能なプロセッサのためのマシン命令を含み、高水準手続型プログラミング言語及び／又はオブジェクト指向言語、及び／又はアセンブリ言語／マシン語で実装されうる。本書で使用されているように、「マシン可読媒体」「コンピュータ可読媒体」という用語は、マシン命令をマシン可読信号として受信するマシン可読媒体を含むプログラマブルプロセッサに、マシン命令及び／又はデータを提供するために使用される、任意のコンピュータプログラム製品、装置及び／又はデバイス（例えば、磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ））を指している。「マシン可読信号」という用語は、プログラマブルプロセッサにマシン命令及び／又はデータを提供するために使用される任意の信号を指している。
【００３０】
ＲＦ機器１３０の他の構成要素と同様に、制御装置１８２は、基地局１０２、リレー端末１０４及び／又はユーザー端末１０６の間に配置され、或いはこれらによって全体的に又は部分的に実装されうる。
【００３１】
図２は、基地局１０２の例示的な実施例の概略ブロック図である。基地局１０２は、地上の基地局で、一般的に地上局、ゲートウェイ又はテレポートとも称される。複数の基地局１０２は、地理的に分離されうる（例えば、互いに離間される）。基地局１０２は、一又は複数のオーディオ、ビデオ及び／又はデータサービスプロバイダであってもよい。一実施例として、基地局１０２はインターネットサービスプロバイダである。他の実施例として、基地局１０２は電話、音声及び／又はデータサービスプロバイダである。更に他の実施例として、基地局１０２はテレビ、ビデオ及び／又はオーディオ放送局である。
【００３２】
図１を簡単に参照すると、例示的な実施例では、基地局１０２は地上ネットワーク１２２（図１）に連結されるか、地上ネットワーク１２２の一部になっている。一実施例として、ネットワーク１２２はインターネットなどの遠隔通信ネットワークを含む。したがって、基地局１０２は、リレー端末１０４を介してユーザー端末１０６とネットワーク１２２との間の接続をもたらす。
【００３３】
図２に戻って参照すると、基地局１０２の例示的な例では、基地局ＲＦ機器１２４は一又は複数の基地局アンテナ１３２を含む。基地局アンテナ１３２は、ＲＦ信号（例えば、入力信号によって変調された搬送波）を一又は複数のリレー端末１０４（例えば、ＢＴＲリンク１１４を介して）に送信するように構成されている（図１）。反対に、基地局アンテナ１３２は、一又は複数のリレー端末１０４から（例えば、ＲＴＢリンク１２０を介して）ＲＦ信号を受信するように構成されている（図１）。
【００３４】
基地局アンテナ１３２は、別々の送信アンテナと受信アンテナ（例えば、送信するように構成された一又は複数のアンテナ素子及び受信するように構成された一又は複数のアンテナ素子）を含みうる。別の態様では、基地局アンテナ１３２は結合された送受信アンテナ（例えば、送信及び受信を行うように構成された一又は複数のアンテナ素子）を含みうる。例として、基地局アンテナ１３２はホーンアンテナ、アナログフェーズドアレイ、デジタルフェーズドアレイ、反射鏡アンテナなどのうちの一又は複数である。
【００３５】
基地局１０２の例示的な実施例では、基地局ＲＦ機器１２４は、基地局アンテナ１３２に連結された基地局送信器１３４及び基地局受信器１３６を含む。例示した実施例は基地局送信器１３４と基地局受信器１３６を別々の構成要素として示しているが、他の実施例では、基地局送信器１３４と基地局受信器１３６は１つの送受信器として一体化されている。
【００３６】
基地局１０２の例示的な実施例では、基地局ＲＦ機器１２４はまた、基地局コントローラ１３８を含むか、基地局コントローラ１３８に動作可能に連結されている。基地局コントローラ１３８は、基地局１０２が通信を行うリレー端末１０４及び／又はネットワーク１２２に送信されるＲＦ信号及び／又はデータの通信を制御するように構成されている。基地局コントローラ１３８はまた、基地局１０２が通信を行うリレー端末１０４及び／又はネットワーク１２２から受信されるＲＦ信号及び／又はデータの通信を制御するように構成されている。基地局コントローラ１３８は、遠隔地に配置されてもよく、或いは基地局１０２と同一の場所に配置（例えば、一体化）されてもよい。
【００３７】
基地局ＲＦ機器１２４はまた、誘導装置（明示的には描かれていない）を含みうる。誘導装置は、例えば、ＲＦビームを誘導することによって、ＲＦ信号の指示方向を制御するように構成されている。誘導装置は、ＲＦビームを機械的誘導する機械的ビームディレクタ（例えば、ジンバル機構）、ＲＦビームを電子的に誘導する電子的ビームディレクタ（例えば、位相シフタ）、或いは機械的ビームディレクタと電子的ビームディレクタとの組み合わせを含みうる。
【００３８】
図３は、ユーザー端末１０６の例示的な実施例の概略ブロック図である。ユーザー端末１０６は様々な異なるタイプのうちのいずれかであってよい。ユーザー端末１０６は移動式又は静置式（例えば、固定位置）であってもよい例として、ユーザー端末１０６は、小型端末（例えば、ハンドヘルド端末、携帯電話など）、中型端末（例えば、ポータブル端末、車両端末など）、及び／又は大型端末（例えば、航空機端末、タワー端末、海上端末など）を含みうる。
【００３９】
図５は、本開示の無線通信システム１００の一実施例の概略図である。例えば、ユーザー端末１０６は、地上基地局モバイルプラットフォーム１６４（例えば、自動車又はその他の車両）、航空モバイルプラットフォーム１６６（例えば、飛行機又は他の航空機）、又はユーザー端末ＲＦ機器１２８をサポートする（例えば、携行する）他のモバイルプラットフォームのＲＦ通信コンポーネントであってもよい。ユーザー端末１０６（例えば、ユーザー端末ＲＦ機器１２８）は例えば、一又は複数の電子デバイス又は端末に無線でサービスを提供してもよく、本書では一般的に、例えば、自動車、航空機又は他のモバイルプラットフォームの占有者に属する接続デバイス２３６（例えば、携帯電話、タブレットコンピュータ、パーソナルコンピュータなど）と称される。
【００４０】
別の実施例として、ユーザー端末１０６は、ユーザー端末ＲＦ機器１２８をサポートする構造体１６８（例えば、建物、ポール、塔など）のＲＦ通信コンポーネントであってもよい。ユーザー端末１０６（例えば、他のユーザー端末ＲＦ機器１２８）は、例えば、構造体１６８の占有者に属する一又は複数のユーザーデバイス２３６に、例えば、有線で又は無線でサービスを提供しうる。言い換えるならば、ユーザー端末１０６は、エンドユーザーにデータ通信サービス（例えば、オーディオ、ビデオ、又はデータ通信）を提供するために使用される任意のＲＦ通信デバイス又は機器を含む。
【００４１】
図３に戻って参照すると、ユーザー端末１０６の例示的な実施例では、ユーザー端末ＲＦ機器１２８は一又は複数のユーザー端末アンテナ１４０を含む。ユーザー端末アンテナ１４０は、一又は複数のリレー端末１０４に（例えば、ＵＴＲリンク１１８を介して）、ＲＦ信号（例えば、入力信号によって変調された搬送波）を送信するように構成されている。反対に、ユーザー端末アンテナ１４０は、一又は複数のリレー端末１０４から（例えば、ＲＴＵリンク１１６を介して）、ＲＦ信号を受信するように構成されている。
【００４２】
ユーザー端末アンテナ１４０は、別々の送信アンテナと受信アンテナ（例えば、送信するように構成された一又は複数のアンテナ素子、及び受信するように構成された一又は複数のアンテナ素子）を含みうる。別の態様では、ユーザー端末アンテナ１４０は結合された送受信アンテナ（例えば、送信及び受信を行うように構成された一又は複数のアンテナ素子）を含む。ユーザー端末アンテナ１４０は、地上基地局モバイルプラットフォーム１６４、航空モバイルプラットフォーム１６６、或いは他の任意のタイプの車両又はモバイルプラットフォーム（図５）に装着されうる。別の態様では、ユーザー端末アンテナ１４０は、固定された構造体１６８（図５）に装着されてもよい。例として、ユーザー端末アンテナ１４０は、無指向性アンテナ、ホーンアンテナ、アナログフェーズドアレイ、デジタルフェーズドアレイ、反射鏡アンテナなどのうちの一又は複数である。
【００４３】
ユーザー端末１０６の例示的な実施例では、ユーザー端末ＲＦ機器１２８は、ユーザー端末送信器１４２及びユーザー端末アンテナ１４０に連結されたユーザー端末受信器１４４を含む。例示した実施例はユーザー端末送信器１４２とユーザー端末受信器１４４を別々の要素として示しているが、他の実施例では、ユーザー端末送信器１４２とユーザー端末受信器１４４は１つの送受信器として一体化されている。
【００４４】
ユーザー端末１０６の例示的な実施例では、ユーザー端末ＲＦ機器１２８はまた、ユーザー端末コントローラ１４６を含むか、ユーザー端末コントローラ１４６に動作可能に連結されている。ユーザー端末コントローラ１４６は、ユーザー端末１０６が通信するリレー端末１０４に送信されるＲＦ信号及び／又はデータの通信を制御するように構成されている。ユーザー端末コントローラ１４６はまた、ユーザー端末１０６が通信するリレー端末１０４から受信されるＲＦ信号及び／又はデータの通信を制御するように構成されている。ユーザー端末コントローラ１４６は、ユーザー端末１０６と同一の場所に配置（例えば、一体化）されてもよい。
【００４５】
図４は、リレー端末１０４の例示的な実施例の概略ブロック図である。リレー端末ＲＦ機器１２６は、一又は複数のリレー端末アンテナ１４８を含む。リレー端末アンテナ１４８は、ＲＦ信号（例えば、入力信号によって変調された搬送波）を一又は複数のユーザー端末１０６へ（例えば、ＲＴＵリンク１１６を介して）送信する（図１）、及び／又はＲＦ信号を一又は複数の基地局１０２へ（例えば、ＲＴＢリンク１２０を介して）送信する（図１）ように構成されている。反対に、リレー端末アンテナ１４８は、ＲＦ信号を一又は複数の基地局１０２から（例えば、ＢＴＲリンク１１４を介して）受信する（図１）、及び／又はＲＦ信号を一又は複数のユーザー端末１０６から（例えば、ＵＴＲリンク１１８を介して）受信する（図１）ように構成されている。
【００４６】
リレー端末アンテナ１４８は、別々の送信アンテナと受信アンテナ（例えば、送信するように構成された一又は複数のアンテナ素子、及び受信するように構成された一又は複数のアンテナ素子）を含みうる。別の態様では、リレー端末アンテナ１４８は結合された送受信アンテナ（例えば、送信及び受信を行うように構成された一又は複数のアンテナ素子）を含みうる。リレー端末アンテナ１４８は、アナログフェーズドアレイ、デジタルフェーズドアレイ、反射鏡アンテナなどのうちの一又は複数であってもよい。一実施例として、リレー端末アンテナ１４８は、直線アレイ又は平面アレイに配置された複数のアンテナ素子を含む。
【００４７】
リレー端末１０４の例示的な実施例では、リレー端末ＲＦ機器１２６は、リレー端末アンテナ１４８に連結されたリレー端末受信器１５２を含む。例示の実施例は、リレー端末送信器１５０とリレー端末受信器１５２を別々の要素として描いているが、他の実施例では、リレー端末送信器１５０とリレー端末受信器１５２は１つの送受信器として一体化されている。
【００４８】
リレー端末１０４の例示的な実施例では、リレー端末ＲＦ機器１２６はまたリレー端末コントローラ１５４を含むか、リレー端末コントローラ１５４に動作可能に連結されている。リレー端末コントローラ１５４は、リレー端末１０４が通信を行う基地局１０２及び／又はユーザー端末１０６に送信されるＲＦ信号及び／又はデータの通信を制御するように構成されている。リレー端末コントローラ１５４はまた、リレー端末１０４が通信を行う基地局１０２及び／又はユーザー端末１０６から受信されるＲＦ信号及び／又はデータの通信を制御するように構成されている。リレー端末コントローラ１５４は、遠隔地に配置されてもよく、或いはリレー端末１０４と同一の場所に内蔵（例えば、一体化）されてもよい。
【００４９】
リレー端末ＲＦ機器１２６はまた、誘導装置（明示的には描かれていない）を含みうる。誘導装置は、例えば、ＲＦビームを誘導することによって、ＲＦ信号の指示方向を制御するように構成されている。誘導装置は、ＲＦビームを機械的誘導する機械的ビームディレクタ（例えば、ジンバル機構）、ＲＦビームを電子的に誘導する電子的ビームディレクタ（例えば、位相シフタ）、或いは機械的ビームディレクタと電子的ビームディレクタとの組み合わせを含みうる。
【００５０】
例示的な実施例では、リレー端末１０４はまた、航空モバイルプラットフォーム１５８を含む。航空プラットフォーム１５８は、リレー端末アンテナ１４８及びリレー端末ＲＦ機器１２６の他の構成要素（例えば、ＲＦペイロード）を載せるように構成されている。
【００５１】
図５を参照すると、本開示の無線通信システム１００の一実施例では、リレー端末１０４は衛星１６０（例えば、軌道リレー端末）である。この実施例では、複数のリレー端末１０４は衛星１６０の集まり（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）として参照されうる。このように、無線通信システム１００は、一又は複数の基地局１０２（例として１つの基地局１０２が示されている）、一又は複数の衛星１６０（例として１つの衛星１６０が示されている）と一又は複数のユーザー端末１０６（例として３つのユーザー端末１０６が示されている）との間の無線通信リンク１０８を確立する。
【００５２】
ＢＴＲリンク１１４は、基地局１０２から衛星１６０までデータを無線送信するための通信経路である。ＲＴＢリンク１２０は、衛星１６０から基地局１０２までデータを無線送信するための通信経路である。ＲＴＵリンク１１６は、衛星１６０からユーザー端末１０６までデータを無線送信するための通信経路である。ＵＴＲリンク１１８は、ユーザー端末１０６から衛星１６０までデータを無線送信するための通信経路である。
【００５３】
一般的に、衛星１６０は、地球を軌道周回する任意の軌道プラットフォームで、基地局１０２及び／又はユーザー端末１０６との間でＲＦ通信を送受信するように構成されている。一実施例として、衛星１６０は静止軌道にある。別の実施例として、衛星１６０は地球同期軌道にある。別の実施例として、衛星１６０は低周回軌道（ＬＥＯ）にある。別の実施例として、衛星１６０は高周回軌道（ＨＥＯ）にある。別の実施例として、衛星１６０は中周回軌道（ＭＥＯ）にある。更に別の実施例として、衛星１６０はＭｏｌｎｉｙａ軌道にある。
【００５４】
個別の非限定的な実施例として、衛星１６０は高スループット衛星（ＨＴＳ）である。このように、衛星１６０は、約１．０ＧＨｚから約９０ＧＨｚの間のマイクロ波周波数帯をカバーする無線波を送受信するように構成されうる。図６は、開示された無線通信システム１００の別の実施例の概略図である。この実施例では、リレー端末１０４は高高度航空ビークル１６２（例えば、高高度リレー端末）である。この実施例では、複数のリレー端末１０４は、航空ビークル１６２の集合として参照されうる。このように、無線通信システム１００は、一又は複数の基地局１０２（例として１つの基地局１０２が示されている）、一又は複数の航空ビークル１６２（例として１つの航空ビークル１６２が示されている）と一又は複数のユーザー端末１０６（例として２つのユーザー端末１０６が示されている）との間の無線通信リンク１０８を確立する。
【００５５】
ＢＴＲリンク１１４は、基地局１０２から航空ビークル１６２までデータを無線送信するための通信経路である。ＲＴＢリンク１２０は、航空ビークル１６２から基地局１０２までデータを無線送信するための通信経路である。ＲＴＵリンク１１６は、航空ビークル１６２からユーザー端末１０６までデータを無線送信するための通信経路である。ＵＴＲリンク１１８は、ユーザー端末１０６から航空ビークル１６２までデータを無線送信するための通信経路である。
【００５６】
一般的に、航空ビークル１６２は、地球上の高高度で動作する任意の航空プラットフォームで、基地局１０２及び／又はユーザー端末１０６との間でＲＦ通信を送受信するように構成されている。航空ビークル１６２は、地球の所定の地理的領域の上の、例えば、一又は複数の基地局１０２及び／又は一又は複数のユーザー端末１０６の上のあらかじめ決められた飛行経路を飛行しうる。
【００５７】
航空ビークル１６２は、飛行経路内を飛行するように割り当てられる。飛行経路は変化することもあれば、変化しないこともある。例えば、飛行経路は円経路、準円経路、又は楕円経路のこともある。別の態様では、他の実施例として、飛行経路は２つ以上の交差する、或いは隣接する準円経路又は楕円経路であってもよい。具体的な一実施例として、飛行経路は約１ｋｍから５ｋｍまでの大きな範囲（例えば、直径）を有するように維持されうる。
【００５８】
航空ビークル１６２は、最低高度と最高高度の間で動作する。一実施例では、航空ビークル１６２は、約３９，０００フィート（１２ｋｍ）から約１８０，０００フィート（５５ｋｍ）（例えば、成層圏）までの間の高度で動作する。別の実施例では、航空ビークル１６２は、５５，０００フィート（１６ｋｍ）から約１６４，０００フィート（５０ｋｍ）までの間の高度で動作する。別の実施例では、航空ビークル１６２は約６５，０００フィート（２０ｋｍ）の高度で動作する。更に別の実施例では、航空ビークル１６２は少なくとも約６５，０００フィート（２０ｋｍ）の高度で動作する。
【００５９】
一般的な例として、航空ビークル１６２は無人航空ビークル（ＵＡＶ）である。航空ビークル１６２は、動作高度で長期間（例えば、数カ月間）飛行することもできる。具体的な実施例では、航空ビークル１６２は太陽光発電ＵＡＶである。例えば、航空ビークル１６２は高高度長耐久（ＨＡＬＥ）ＵＡＶである。
【００６０】
図７は、開示された無線通信システム１００の別の実施例の概略図である。この実施例では、無線通信システム１００は衛星１６０と航空ビークル１６２の組み合わせを含む。このように、無線通信システム１００は、一又は複数の基地局１０２（例として１つの基地局１０２が示されている）、一又は複数の衛星１６０（例として１つの衛星１６０が示されている）、一又は複数の航空ビークル１６２（例として１つの航空ビークル１６２が示されている）と一又は複数のユーザー端末１０６（例として１つのユーザー端末１０６が示されている）との間の無線通信リンク１０８を確立する。
【００６１】
ＢＴＲリンク１１４は、基地局１０２から衛星１６０までデータを無線送信するための通信経路である。ＲＴＢリンク１２０は、衛星１６０から基地局１０２までデータを無線送信するための通信経路である。ＲＴＵリンクの第１の部分１１６Ａは、衛星１６０から航空ビークル１６２までデータを無線送信するための通信経路である。ＲＴＵリンクの第２の部分１１６Ｂは、航空ビークル１６２からユーザー端末１０６までデータを無線送信するための通信経路である。ＵＴＲリンクの第１の部分１１８Ａは、ユーザー端末１０６から航空ビークル１６２までデータを無線送信するための通信経路である。ＵＴＲリンクの第２の部分１１８Ｂは、航空ビークル１６２から衛星１６０までデータを無線送信するための通信経路である。
【００６２】
図８は、無線通信システム１００の別の例の概略図である。一又は複数のリレー端末１０４（例として１つのリレー端末１０４が示されている）は、一又は複数の基地局１０２（例として１つの基地局１０２が示されている）と一又は複数のユーザー端末１０６（例として３つのユーザー端末１０６が示されている）との間の（例えば、高高度の、或いは軌道上の）通信リレー又はノードとして動作又は機能する。
【００６３】
リレー端末１０４は、カバレージエリア１７０をカバーする（例えば、通信カバレージを提供する）。一実施例では、リレー端末１０４は、カバレージエリア１７０上の飛行経路内を飛行するように割り当てられている。カバレージエリア１７０は、地理的地域、大都市エリア、市場エリアなどであってもよい。一実施例では、カバレージエリア１７０は、約４０ｋｍの大きな範囲（例えば、直径）を含みうる。
【００６４】
開示した無線通信システム１００の様々な実施例では、基地局１０２とリレー端末１０４は、ユーザー端末１０６とネットワーク１２２との間の通信を可能にする（図１）。これに関して、一実施例では、基地局１０２はネットワーク１２２から情報（例えば、データ）を受信し、その情報をリレー端末１０４に無線で通信する。リレー端末１０４は次に、その情報を一又は複数のユーザー端末１０６に無線で送信又はリレーする。反対に、リレー端末１０４は一又は複数のユーザー端末１０６から情報を受信し、次にその情報を基地局１０２に無線で通信し、基地局１０２は次にその情報をネットワーク１２２に送信又はリレーする。
【００６５】
例示的な実施例では、リレー端末１０４は複数のＲＦスポットビーム１７２を採用しているが、これはＲＦビームとも称される。ＲＦスポットビーム１７２は、リレー端末１０４から地表面に放射される。一実施例として、ＲＦ機器１３０のビームフォーマ１５６（図１）はＲＦ信号を成形して、ＲＦスポットビーム１７２を形成する。各ＲＦスポットビーム１７２は地上に向かう送信方向を有し、地上セル１７４を画定するサービスエリアをカバーする。すなわち、地上セル１７４の各々は、成形されたＲＦスポットビーム１７２の到達範囲を表わす。複数のＲＦスポットビーム１７２はカバレージエリア１７０を複数の地上セル１７４に分割する（図８には、２つのＲＦスポットビーム１７２と４つの地上セル１７４が明示的に特定されている）。同一地上セル１７４内に配置されているユーザー端末１０６は、同一のＲＦスポットビーム１７２によってサービス提供される。したがって、各ＲＦスポットビーム１７２は、一又は複数のＲＴＵリンク１１６及び／又はＵＴＲリンク１１８をサポートしうる（図１）。
【００６６】
例示的な実施例では、別々のＲＦスポットビーム１７２が同一の周波数又は異なる周波数で動作する。一実施例では、近隣の（例えば、直接隣接する）地上セル１７４に向けられたＲＦスポットビーム１７２の動作周波数は、周波数干渉を避けるため異なっている。近隣地上セル１７４内で動作周波数を変えることはまた、近隣地上セル１７４間の同一オーバーラップ（例えば、隣接する又は近隣のＲＦスポットビーム１７２のオーバーラップ）を可能にしうる。したがって、カバレージエリア１７０は、周波数再利用パターン１７６（例えば、地上パターン）を作り出すため、複数のＲＦスポットビーム１７２によって画定される複数の地上セル１７４にセグメント化することが可能で、これにより、同一のＲＦ周波数又はチャネルは、地上セル１７４の異なる非隣接セル内で再利用されうる。すなわち、リレー端末１０４は異なるＲＦスポットビーム１７２で同一周波数を再利用しうる。
【００６７】
例えば、周波数再利用パターン１７６を画定する地上セル１７４は、静的（例えば、サイズ及び／又は位置が変化しない）であってもよく、動的（例えば、サイズ及び／又は位置が変化する）であってもよい。一実施例として、ＲＦスポットビーム１７２は、例えばリレー端末１０４の動きによって、サイズ及び／又は位置が変化しうる。したがって、ＲＦスポットビーム１７２によって画定される地上セルのサイズ及び／又は位置は、これに応じて変化しうる。一実施例として、ＲＦスポットビーム１７２はサイズ及び／又は位置が変化しないことがある。したがって、ＲＦスポットビーム１７２によって画定される地上セルのサイズ及び／又は位置は変化しないことがある。
【００６８】
地上基地局モバイルユーザー端末１０６（例えば、自動車）及び／又は航空モバイルユーザー端末１０６（例えば、航空機）は、一時的に又は永続的にカバレージエリア１７０内に位置しうる。例えば、モバイルユーザー端末１０６は、ある期間だけ地上セル１７４の任意の１つの中に一時的に配置されうる。一実施例として、ユーザー端末１０６の位置の変化に応じて（例えば、ユーザー端末１０６がある目的地から別の目的地へ移動するにつれて）、モバイルユーザー端末１０６は、異なる地上セル１７４間で切り換えを行ってもよい。別の実施例では、地上セル１７４の位置の変化に応じて（例えば、リレー端末１０４が飛行経路又は軌道に沿って移動するにつれて）、モバイルユーザー端末１０６は、異なる地上セル１７４間で切り換えを行ってもよい。別の実施例では、２つのＲＦスポットビーム１７２間でＲＦ信号ハンドオーバーが起こる。このような実施例では、ハンドオーバーは異なるユーザー端末１０６へ向かうＲＦスポットビーム１７２の動き、又は、異なるＲＦスポットビーム１７２へ向かうユーザー端末１０６の動きのいずれかによって引き起こされる。
【００６９】
同様に、地上基地局静置式ユーザー端末１０６（例えば、構造物）は、カバレージエリア１７０内に一時的に又は永続的に配置されうる。例えば、静置式ユーザー端末１０６は、ある期間だけ地上セル１７４の任意の１つの中に一時的に配置されうる。一実施例として、地上セル１７４の位置の変化に応じて（例えば、リレー端末１０４が飛行経路又は軌道に沿って移動するにつれて）、静置式ユーザー端末１０６は、異なる地上セル１７４間で切り換えを行ってもよい。この実施例では、ＲＦ信号ハンドオーバーは２つのＲＦスポットビーム１７２間で起こる。このような実施例では、ハンドオーバーは異なるユーザー端末１０６へ向かうＲＦスポットビーム１７２の動きによって引き起こされる。
【００７０】
地上基地局１０２は、カバレージエリア１７０内又はその外に配置されうる。
【００７１】
図９は、開示された無線通信システム１００の別の実施例の概略図である。この実施例では、リレー端末１０４は、例えば周波数再利用パターン１７６で、複数の地上セル１７４を画定する複数のＲＦスポットビーム１７２に指示を与える。一実施例として、リレー端末１０４は、第１の地上セル１７４Ａを画定する第１のＲＦスポットビーム１７２Ａ、第２の地上セル１７４Ｂを画定する第２のＲＦスポットビーム１７２Ｂ、第３の地上セル１７４Ｃを画定する第３のＲＦスポットビーム１７２Ｃ、及び第４の地上セル１７４Ｄを画定する第４のＲＦスポットビーム１７２Ｄを生成し、指示を与える。図９には４つのＲＦスポットビーム１７２と４つの関連する地上セル１７４が示されているが、他の実施例では、リレー端末１０４は、任意の数の関連する地上セル１７４を画定する任意の数のＲＦスポットビーム１７２を生成し、指示を与える。
【００７２】
図１０は、開示された無線通信システム１００の別の実施例の概略図である。この実施例では、複数のリレー端末１０４（例として２つのリレー端末１０４が示されている）は、例えば周波数再利用パターン１７６で、複数の地上セル１７４を画定する複数のＲＦスポットビーム１７２に指示を与える。一実施例として、第１のリレー端末１０４Ａは、第１の地上セル１７４Ａを画定する第１のＲＦスポットビーム１７２Ａ、第２の地上セル１７４Ｂを画定する第２のＲＦスポットビーム１７２Ｂ、及び、第３の地上セル１７４Ｃを画定する第３のＲＦスポットビーム１７２Ｃを生成し、指示を与える。第２のリレー端末１０４Ｂは、第４の地上セル１７４Ｄを画定する第４のＲＦスポットビーム１７２Ｄを生成し、指示を与える。図１０には、例として４つの関連する地上セル１７４を画定する４つのＲＦスポットビーム１７２に指示を与える２つのリレー端末１０４が示されているが、他の実施例では、任意の数のリレー端末１０４が、任意の数の関連する地上セル１７４を画定する任意の数のＲＦスポットビーム１７２を生成し、指示を与えてもよい。
【００７３】
図１１は、開示された無線通信システム１００の別の実施例の概略図である。この実施例では、複数のリレー端末１０４（例えば、衛星の集まり又は航空ビークルの集合）（例として３つのリレー端末１０４が示されている）は、複数のカバレージエリア１７０（例として３つのカバレージエリア１７０が示されている）にカバレージを提供する。例示の実施例では、第１のリレー端末１０４Ａは第１のカバレージエリア１７０Ａにカバレージを提供し、第２のリレー端末１０４Ｂは第２のカバレージエリア１７０Ｂにカバレージを提供し、第３のリレー端末１０４Ｃは第３のカバレージエリア１７０Ｃにカバレージを提供する。図１１には、例として３つのリレー端末１０４と３つの関連するカバレージエリア１７０が示されているが、他の実施例では、複数のリレー端末１０４は任意の数のリレー端末１０４と関連するカバレージエリア１７０を含みうる。
【００７４】
この実施例では、リレー端末１０４の各々は、例えば、関連するカバレージエリア１７０にサービスを提供するため、所定の位置の真上にリレー端末を位置付ける、リレー端末自体に関連する飛行経路又は軌道を含む。一実施例として、複数のリレー端末１０４は、例えば、関連するカバレージエリア１７０の全体サイズに応じて、地理学的に分離されている。複数のリレー端末１０４は、同一の軌道又は高度で、或いは異なる軌道又は高度で動作しうる。
【００７５】
この実施例では、リレー端末１０４は、関連するカバレージエリア１７０を複数の地上セル１７４に分割する複数のＲＦスポットビーム１７２（図８）に指示を与える。一実施例として、第１のカバレージエリア１７０Ａは、複数の第１の地上セル１７４Ａ（第１の地上セルの１つは明示的に特定されている）に分割（例えば、画定）されている。第２のカバレージエリア１７０Ｂは、複数の第２の地上セル１７４Ｂ（第２の地上セルの１つは明示的に特定されている）に分割（例えば、画定）されている。第３のカバレージエリア１７０Ｃは、複数の第３の地上セル１７４Ｃ（第３の地上セルの１つは明示的に特定されている）に分割（例えば、画定）されている。
【００７６】
この実施例では、２つ以上のカバレージエリア１７０は、同一エリアをカバーするためオーバーラップしており、一又は複数の共通カバレージエリア１７８を形成する。したがって、共通カバレージエリア１７８は、２つ以上のカバレージエリア１７０によって共通されるサービスエリアを含む。例示的な実施例では、第１のカバレージエリア１７０Ａ、第２のカバレージエリア１７０Ｂ及び第３のカバレージエリア１７０Ｃのオーバーラップ部分は、共通カバレージエリア１７８を形成する。他の共通カバレージエリア（明示的には特定されていない）も、例えば、第１のカバレージエリア１７０Ａと第２のカバレージエリア１７０Ｂのオーバーラップ部分、第１のカバレージエリア１７０Ａと第３のカバレージエリア１７０Ｃのオーバーラップ部分などによって形成される。
【００７７】
図１２は、開示された無線通信システム１００の別の実施例の概略図である。この実施例では、複数のリレー端末１０４（例えば、衛星の集まり又は航空ビークルの集合）（例として３つのリレー端末１０４が示されている）は、複数の地上セル１７４（例として３つの地上セル１７４が示されている）を画定する複数のＲＦスポットビーム１７２（例として３つのＲＦスポットビーム１７２が示されている）を送信する。例示的な実施例では、第１のリレー端末１０４Ａは第１の地上セル１７４Ａを画定する第１のＲＦスポットビーム１７２Ａを生成し、指示を与え、第２のリレー端末１０４Ｂは第２の地上セル１７４Ｂを画定する第２のＲＦスポットビーム１７２Ｂを生成し、指示を与え、また、第３のリレー端末は第３の地上セル１７４Ｃを画定する第３のＲＦスポットビーム１７２Ｃを生成し、指示を与える。図１２には、例として３つの関連する地上セル１７４を画定する３つのＲＦスポットビーム１７２を送信する３つのリレー端末１０４が示されているが、他の実施例では、任意の数のリレー端末１０４が、任意の数の関連する地上セル１７４を画定する任意の数のＲＦスポットビーム１７２を生成し、指示を与えてもよい。
【００７８】
この実施例では、２つ以上の地上セル１７４の少なくとも一部は、同一エリアをカバーするためオーバーラップしており、共通地上セル１８０を形成する。したがって、共通地上セル１８０は、２つ以上の地上セル１７４によって共有されるサービスエリアを含む。例示的な実施例では、第１の地上セル１７４Ａ、第２の地上セル１７４Ｂ、及び第３の地上セル１７４Ｃのオーバーラップ部分は共通地上セル１８０を形成する。他の共通地上セル（明示的には特定されていない）もまた、例えば、第１の地上セル１７４Ａと第２の地上セル１７４Ｂのオーバーラップ部分、第１の地上セル１７４Ａと第３の地上セル１７４Ｃのオーバーラップ部分などによって形成される。図１１に示したように、共通カバレージエリア１７８は、複数の共通地上セル１８０を含みうる。
【００７９】
この実施例では、共通地上セル１８０にサービス提供する複数のＲＦスポットビーム１７２（例えば、２つ以上のＲＦスポットビーム１７２）は、共通地上セル１８０内に配置されたユーザー端末１０６によって、無線通信リンク１０８（例えば、ＲＴＵリンク１１６及びＵＴＲリンク１１８の）（図１）の容量及び送信速度を効果的に高める。一実施例として、共通地上セル１８０を画定するリレー端末１０４によって生成され、指示を与えられたＲＦスポットビーム１７２は、同一動作周波数で動作する。別の実施例では、共通地上セル１８０を画定するリレー端末１０４によって生成され、指示を与えられたＲＦスポットビーム１７２は、異なる動作周波数で動作する。ＲＦ機器１３０（図１）は、複数のＲＦ信号を結合するため、所定の多重化アプローチを利用してもよい。例として、ＲＦ機器１３０は、時間多重化、偏波多重化、空間多重化、及び位置多重化のうちの一又は複数を利用しうる。
【００８０】
図１３は、無線通信システム１００の別の例の概略図である。例示的な実施例では、個々のユーザー端末１０６は、リレー端末１０４によって確立された個別の無線通信リンク１０８（例えば、ＲＴＵリンク１１６とＵＴＲリンク１１８）を有する。本書に記載の実施例では、所定の時刻に、複数のユーザー端末１０６は同一地上セル１７４内に配置されうる。したがって、ユーザー端末１０６は、同一リレー端末１０４（図９及び図１０）と通信するため、同一動作周波数を利用している。別のユーザー端末１０６が遠く離れている場合、例えば、同一地上セル１７４又は別の地上セル１７４内にある場合には、インタキャリア干渉（ＩＣＩ）は起こらないことがある。しかしながら、異なるユーザー端末１０６が接近しすぎている場合には、ユーザー端末１０６間にＩＣＩが起こりうる。
【００８１】
図１４は、無線通信システム１００の別の例の概略図である。この実施例では、２つ以上の複数のユーザー端末１０６（例として３つのユーザー端末１０６が示されており、それぞれ、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ、及び第３のユーザー端末１０６Ｃとして個別に特定されている）は、近接しすぎているため、ユーザー端末１０６（例えば、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ、及び第３のユーザー端末１０６Ｃ）がすべて同一のリレー端末１０４によって直接通信するときには、隣接する及び近接するユーザー端末１０６間にＩＣＩが発生する可能性がある。別のユーザー端末１０６（第４のユーザー端末１０６Ｄとして特定されている）は他のユーザー端末１０６から充分に遠く離れているため、リレー端末１０４と直接通信するときにはＩＣＩを引き起こさない。
【００８２】
例示的な実施例では、無線通信システム１００は、互いにごく接近したユーザー端末１０６を網羅する仮想セル１９４を確立する。無線通信システム１００は、ユーザー端末１０６のうちの１つを一次ユーザー端末１９６（例えば、マスターユーザー端末）として、また、ユーザー端末１０６のうちの別の端末を二次ユーザー端末１９８（例えば、スレーブユーザー端末）として指定する。一次ユーザー端末１９６は無線通信リンクを確立し、リレー端末１０４と直接データを通信する。二次ユーザー端末１９８は無線通信リンクを確立し、一次ユーザー端末１９６と直接通信する。したがって、二次ユーザー端末１９８は、一次ユーザー端末１９６を介して、リレー端末１０４と間接的に通信する。無線通信システム１００は、リレー端末１０４との通信のため、一次ユーザー端末１９６と二次ユーザー端末１９８のデータを効率的に融合又は結合する。
【００８３】
図１４に例として示されている仮想セル１９４は３つのユーザー端末１０６を含むが、他の実施例では、任意の数のユーザー端末１０６が、仮想セル１９４によって画定されるサブネットワーク２２２内に含まれ、通信しうる。同様に、図１４に描かれた実施例は、地上セル１７４内に確立された２つの仮想セル１９４を含むが、他の実施例では、任意の数の仮想セルが地上セル１７４内に確立されうる。
【００８４】
様々な実施例では、無線通信システム１００のＲＦ機器１３０（図１）、例えば、制御装置１８２（図１）は、仮想セル１９４を確立するため、一次ユーザー端末１９６と二次ユーザー端末１９８を指定するのに必要な動作ステップを実行し、一次ユーザー端末１９６と二次ユーザー端末１９８との間に分散され、一次ユーザー端末１９６とリレー端末１０４との間で送信されるデータを融合する。動作ステップは、基地局ＲＦ機器１２４、リレー端末ＲＦ機器１２６、及び／又はユーザー端末ＲＦ機器１２８のうちの一又は複数によって、全体的に又は部分的に実装されうる（図１）。無線通信システム１００はリレー端末１０４の負荷を明らかにするため周波数管理を利用し、リレー端末１０４の容量を最大化する。
【００８５】
一実施例として、リレー端末ＲＦ機器１２６（図４）は、ＲＦスポットビーム１７２（図９）の数とユーザー端末１０６間の通信リンクを管理する。リレー端末ＲＦ機器１２６は、ユーザー端末１０６のどれがローカル仮想セル１９４と通信するのか、また、ユーザー端末１０６どれがリレー端末１０４と直接通信するのかを決定する。リレー端末ＲＦ機器１２６は、仮想セル１９４内で通信するように割り当てられているユーザー端末１０６のどれが一次ユーザー端末１９６と二次ユーザー端末１９８になるかを指定する。
【００８６】
この実施例では、一次ユーザー端末１９６のユーザー端末ＲＦ機器１２８、例えば、ユーザー端末アンテナ１４０（図３）は仮想セル１９４を生成し、二次ユーザー端末１９８との通信のためのスーパーノードになる。仮想セル１９４は、一次ユーザー端末１９６と二次ユーザー端末１９８との間にデータを局所的に分散するため、効果的にサブネットワーク、すなわちサブネットワーク２２２になる。モバイルユーザー端末１０６の実施例では、仮想セル１９４は無線ローカルエリアネットワーク、例えば、Ｗｉ−Ｆｉネットワークであってもよい。静置式又は固定式ユーザー端末１０６の実施例では、仮想セル１９４は無線ローカルエリアネットワーク又は有線ローカルエリアネットワークであってもよい。
【００８７】
この実施例では、リレー端末ＲＦ機器１２６はデータの融合を調整する。一次ユーザー端末１９６のユーザー端末ＲＦ機器１２８（図３）は、データをより効率的に分散するため、仮想セル１９４内に分散されている一次ユーザー端末１９６と二次ユーザー端末１９８のデータを融合して、リレー端末１０４との単一通信リンクにする。
【００８８】
この実施例では、例えば、選択モジュール１８４、融合モジュール１８６及び最適化モジュール１８８（図１）のうちの一又は複数によって実行される、動作方法、ツール及び／又はアルゴリズムは、仮想セル１９４内に配置されたユーザー端末１０６のデータを融合するには、いくつの仮想セル１９４が確立されるのか、リレー端末１０４と通信するには、いくつのユーザー端末が、また、どのユーザー端末が仮想セル１９４を利用するのか、並びに、いくつのユーザー端末１０６が、また、どのユーザー端末１０６がリレー端末１０４と直接通信するのか、を決定することによって、リレー端末１０４の全通信スループットを最適化するために使用される。
【００８９】
したがって、この実施例では、複数のユーザー端末１０６は１つの無線通信リンク１０８（例えば、ＲＴＵリンク１１６とＵＴＲリンク１１８）を共有する。二次ユーザー端末１９８として指定されたユーザー端末１０６は、仮想セル１９４によって確立されたサブネットワーク２２２上で、一次ユーザー端末１９６として指定されたユーザー端末１０６と通信するように命令される。Ｒｆ機器１３０、例えば、制御装置１８２（図１）は、無線通信リンク１０８と仮想セル１９４を調整して制御する。実施例では、調整と制御は、一次ユーザー端末１９６のユーザー端末ＲＦ機器１２８、リレー端末ＲＦ機器１２６、中央制御センター（明示的には示されている）、例えば基地局ＲＦ機器１２４、又はこれらの組み合わせによって提供されうる。これらの実施例のいずれにおいても、制御装置１８２はリレー端末１０４の容量を考慮し、仮想セル１９４の形成を管理する。
【００９０】
図８〜１４に示された実施例では、リレー端末１０４は航空ビークルとして描かれているが、他の実施例では、リレー端末１０４は衛星であってもよく、或いは上述の衛星と航空ビークルの組み合わせであってもよい。
【００９１】
図１５は、無線通信メトリック２００の一実施例を示す概略ブロック図である。無線通信メトリック２００は、無線通信リンク１０８の無線通信特性、例えば具体的には、ＲＴＵリンク１１６とＵＴＲリンク１１８の無線通信特性である（図１）。無線通信システム１００、例えば、制御装置１８２は、仮想セル１９４の確立を管理し、リレー端末１０４との直接的な通信接触のためには、また、二次ユーザー端末１９８に指定された他のユーザー端末１０６へのデータの分散のためには、どのユーザー端末１０６を一次ユーザー端末１９６として指定するかの選択するときには、一又は複数の無線通信メトリック２００を利用及び／又は評価する。
【００９２】
実施例では、無線通信メトリック２００には、チャネル出力２０２、チャネル容量２０４、チャネル速度２０６、チャネル品質２０８及び／又はチャネル信頼度２１０のうちの一又は複数が含まれる。本書で使用されているように、チャネル出力２０２は当業者には良く知られている一般的な意味を有し、例えば、信号出力の測定又は計量を含む。本書で使用されているように、チャネル容量２０４は当業者には良く知られている一般的な意味を有し、例えば、利用可能な帯域幅の測定又は計量を含む。本書で使用されているように、チャネル速度２０６は当業者には良く知られている一般的な意味を有し、例えば、データ転送速度の測定又は計量を含む。本書で使用されているように、チャネル品質２０８は当業者には良く知られている一般的な意味を有し、例えば、出力の測定などに使用される信号品質指数（ＳＱＩ）の測定又は計量を含む。本書で使用されているように、チャネル信頼度２１０は当業者には良く知られている一般的な意味を有し、例えば、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）の測定又は計量を含む。
【００９３】
他の実施例では、無線通信メトリック２００にはまた、トラフィック量２２４、推定トラフィックスループット２２６、パケット損失２２８、パケット遅延２３０、パケット遅延変動（例えば、ジッタ）２３２、及びクライアント数２３４が含まれる。本書で使用されているように、トラフィック量２２４は当業者にはよく知られている一般的な意味を有し、例えば、無線通信チャネルに沿って送信されるデータパケットサイズの測定又は計量を含む。本書で使用されているように、トラフィックスループット１１６は当業者にはよく知られている一般的な意味を有し、例えば、データパケットが無線通信チャネル上で問題なく送達される速度の測定又は計量を含む。本書で使用されているように、パケット損失２２８は当業者にはよく知られている一般的な意味を有し、例えば、送り先に届かないデータパケットの測定又は計量を含む。本書で使用されているように、パケット遅延変動２３２は当業者にはよく知られている一般的な意味を有し、例えば、フローの中で選択されるパケットと無視されるロストパケットとの間のエンドツーエンドの一方向遅延の差分の測定又は計量を含む。本書で使用されているように、クライアント数２３４は当業者にはよく知られている一般的な意味を有し、例えば、仮想セル１９４を形成する全ユーザー端末１０６に接続されたホスト側クライアント数の測定又は計量を含む。
【００９４】
他の実施例では、無線通信メトリック２００には、信号方向２１４及び／又は受信信号強度２１６のうちの一又は複数が含まれる。本書で使用されているように、信号方向２１４は当業者にはよく知られている一般的な意味を有し、例えば、送信器出力の測定又は計量を含む。本書で使用されているように、受信信号強度２１６、又は受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）は当業者にはよく知られている一般的な意味を有し、例えば、受信した無線信号に含まれる出力の測定又は計量を含む。一実施例として、信号方向２１４は、ユーザー端末１０６の指向性アンテナ（例えば、ユーザー端末アンテナ１４０）（図３）の信号強度によって決定されうる。
【００９５】
別の実施例として、無線通信メトリック２００には端末位置２１８が含まれる。本書で使用されているように、端末位置２１８はユーザー端末１０６の相対位置を意味する。端末位置２１８は、全地球測位システム衛星（ＧＰＳ）情報によって決定され、仮想セル１９４（図１４）を介して通信を行うユーザー端末１０６、及び／又は複数のユーザー端末１０６の集団の地理位置情報と認証のため、矩形距離（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）を計算するために使用される。
【００９６】
更に別の実施例では、無線通信メトリック２００には、端末運動２２０が含まれる。本書で使用されているように、端末運動２２０はユーザー端末１０６の相対運動を意味する。例えば、異なる地上セル１７４間での切り替え時（図１３）には、端末運動２２０にはユーザー端末１０６間の相対運動、及び／又は、ユーザー端末１０６とリレー端末１０４との間の相対運動が含まれうる。  
【００９７】
図１６は、無線通信ネットワーク、例えば、本開示の無線通信システム１００（図１）によって確立された無線通信ネットワーク２１２を管理するための、本開示の方法５００の一実施例のフロー図である。
【００９８】
例示的な実施例では、ブロック５０２に示したように、方法５００には、複数のユーザー端末１０６の各々からリレー端末１０４までの通信を要求するステップが含まれる。例えば、このステップには、複数のユーザー端末１０６の第１の端末（例えば、第１のユーザー端末１０６Ａ）（図１４）からリレー端末１０４までの通信を要求すること（例えば、第１の無線通信リンクの接続要求）、複数のユーザー端末１０６の第２の端末（例えば、第２のユーザー端末１０６Ｂ）（図１４）からリレー端末１０４までの通信を要求すること（例えば、第２の無線通信リンクの接続要求）、複数のユーザー端末１０６の第３の端末（例えば、第３のユーザー端末１０６Ｃ）（図１４）からリレー端末１０４までの通信を要求すること（例えば、第４の無線通信リンクの接続要求）、並びに、複数のユーザー端末１０６の第４の端末（例えば、第４のユーザー端末１０６Ｄ）（図１４）からリレー端末１０４までの通信を要求すること（例えば、第４の無線通信リンクの接続要求）などが含まれうる。
【００９９】
一実施例として、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ、第３のユーザー端末１０６Ｃ、第４のユーザー端末１０６Ｄなどは、リレー端末１０４との通信要求を開始又はブロードキャストしてもよい。要求はリレー端末１０４によって受信されうる。一実施例として、この要求は制御装置１８２（図１）によって、例えば、リレー端末１０４で、又は中央制御センター（例えば、基地局１０２）（図１）で評価される。
【０１００】
次に、ブロック５０４に示したように、複数のユーザー端末１０６の各々とリレー端末１０４（図１３）との間の無線通信リンク１０８の一又は複数の無線通信メトリック２００（図１５）が評価される。一実施例として、複数のユーザー端末１０６の各々のユーザー端末ＲＦ機器１２８（例えば、ユーザー端末アンテナ１４０）（図３）に関連する無線通信メトリック２００が評価される。本書で使用されているように、一又は複数の無線通信メトリック２００の評価には、種々のユーザー端末１０６の無線通信メトリック２００間で比較を行うこと、無線通信メトリック２００と所定の値及び／又は閾値との間で比較を行うこと、或いは、無線通信メトリック２００に基づいて、ユーザー端末１０６及び／又は無線通信リンク１０８に関連する決定を行うことが含まれる。
【０１０１】
実施例として、種々のユーザー端末１０６の無線通信メトリック２００間での比較、無線通信メトリック２００と所定の値及び／又は閾値との間の比較、並びに、ユーザー端末１０６及び／又は無線通信メトリック２００に基づく無線通信リンク１０８に関連する決定は、所定の時点に収集された瞬間的な無線通信メトリック２００、又は一定の期間にわたって収集され保存された一連の連続的な無線通信メトリック２００に基づいていてもよい。
【０１０２】
機械学習及び最適化アルゴリズムのアプリケーションは、仮想セル１９４に対して最も効果的な一次ユーザー端末１９６を選択し、他の外部アクセスポイントがスペクトルをめぐって動的に競合するＲＦ環境で効率的に動作するように、使用されてもよい。
【０１０３】
一実施例として、第１のユーザー端末１０６Ａとリレー端末１０４（図１３）との間の無線通信リンク１０８の、一又は複数の無線通信メトリック２００（図１５）が評価される。同様に、第２のユーザー端末１０６Ｂとリレー端末１０４との間の無線通信リンク１０８の、一又は複数の無線通信メトリック２００が評価される。同様に、第３のユーザー端末１０６Ｃとリレー端末１０４との間の無線通信リンク１０８の、一又は複数の無線通信メトリック２００が評価される。同様に、第４のユーザー端末１０６Ｄとリレー端末１０４との間の無線通信リンク１０８の、一又は複数の無線通信メトリック２００が評価される。
【０１０４】
次に、ブロック５０６に示したように、複数のユーザー端末１０６の各々は、仮想セル１９４（図１４）によって形成される通信サブネットワーク２２２への包含（ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ）が行われるための候補として指名される。
【０１０５】
次に、ブロック５０８に示したように、仮想セル１９４（図１４）によって形成される通信サブネットワーク２２２への包含について、複数のユーザー端末１０６のうちのどの端末が候補になるかの選択が行われる。
【０１０６】
一実施例として、制御装置１８２（図１）の選択モジュール１８４及び／又は最適化モジュール１８８は、ユーザー端末１０６のうちのどの端末が仮想セル１９４（図１４）を形成するかを決定するため、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ、第３のユーザー端末１０６Ｃ、第４のユーザー端末１０６Ｄなどの無線通信メトリック２００を評価する。上述のように、チャネル出力２０２、チャネル容量２０４、チャネル速度２０６、チャネル品質２０８、チャネル信頼度２１０、信号方向２１４、信号強度２１６、相対端末位置２１８、及び／又は相対端末運動２２０のうちの一又は複数が評価される。
【０１０７】
一実施例では、図１４に描かれている地上基地局モバイルユーザー端末１０６（例えば、地上基地局モバイルプラットフォーム１６４に装着されたユーザー端末ＲＦ機器１２８）（図５）などに関して、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ、及び第３のユーザー端末１０６Ｃは、例えば、同一軌道上の同一方向に、互いに近接して移動しうる。この実施例では、ユーザー端末１０６の端末位置２１８及び／又は端末運動２２０は、仮想セル１９４（図１４）を確立し、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ、及び第３のユーザー端末１０６Ｃからのデータを融合するためには、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ、及び第３のユーザー端末１０６Ｃが充分な長さの時間にわたって、充分に近接しているであろうことを示しうる。そのため、制御装置１８２は、仮想セル１９４によって形成されるサブネットワーク２２２への包含のため、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ及び第３のユーザー端末１０６Ｃを選択する。本書で使用されているように、充分な長さの時間とは、ユーザー端末１０６間に無線通信リンク（例えば、Ｗｉ−Ｆｉリンク）を確立し、維持するのに充分な任意の時間を意味する。同様に、本書で使用されているように、充分に近接しているとは、ユーザー端末１０６間に無線通信リンク（例えば、Ｗｉ−Ｆｉリンク）を確立し、維持するのに充分な任意の距離を意味する。
【０１０８】
地上基地局モバイルユーザー端末１０６の別の実施例では、第４のユーザー端末１０６Ｄは第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ、及び第３のユーザー端末１０６Ｃと同一の方向へ移動しうるが、第４のユーザー端末１０６Ｄは、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ、及び第３のユーザー端末１０６Ｃのうちのいずれかから遠く離れていてもよい。この実施例では、ユーザー端末１０６の端末位置２１８及び／又は端末運動２２０は、仮想セル１９４（図１４）を確立し、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ、及び第３のユーザー端末１０６Ｃからのデータを融合するためには、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ、及び第３のユーザー端末１０６Ｃの近接が不充分であることを示しうる。そのため、制御装置１８２は、仮想セル１９４によって形成されるサブネットワーク２２２への包含のため、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ及び第３のユーザー端末１０６Ｃを選択し、第４のユーザー端末１０６Ｄを除外する。
【０１０９】
地上基地局モバイルユーザー端末１０６の更に別の実施例では、第５のユーザー端末１０６Ｅは、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ、及び第３のユーザー端末１０６Ｃとは反対の方向に移動しうる。この実施例では、ユーザー端末１０６の端末位置２１８及び／又は端末運動２２０は、仮想セル１９４（図１４）を確立し、第５のユーザー端末１０６Ｅと、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ、及び第３のユーザー端末１０６Ｃからのデータを融合するためには、第５のユーザー端末１０６Ｅが不充分な長さの時間しか充分に近接していないことを示しうる。そのため、仮想セル１９４によって形成されるサブネットワーク２２２への包含のため、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ及び第３のユーザー端末１０６Ｃを選択し、第５のユーザー端末１０６Ｅを除外する。
【０１１０】
次に、仮想セル１９４（ブロック５０８）によって形成されるサブネットワーク２２２への包含のため選択される複数のユーザー端末１０６の各々は、ブロック５１０で示したように、リレー端末１０４と直接通信接続を行うため、一次ユーザー端末１９６（図１４）として候補とされる。
【０１１１】
一実施例として、また、図１４に最もよく描かれているように、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ及び第３のユーザー端末１０６Ｃは、仮想セル１９４によって形成されるサブネットワーク２２２への包含のため選択された。これにより、リレー端末１０４と直接通信接続を行うため、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ及び第３のユーザー端末１０６Ｃが一次ユーザー端末１９６（図１４）として候補とされる。
【０１１２】
次に、ブロック５１２に示したように、無線通信メトリック２００の評価（ブロック５０４）に基づいて、リレー端末１０４と直接通信接続を行うため、候補とされた複数のユーザー端末１０６（ブロック５１０）のうちの１つが、一次ユーザー端末１９６（図１４）として選択又は指定される。ブロック５１４に示したように、複数のユーザー端末１０６のうちの他の端末は、一次ユーザー端末１９６と直接通信接続を行い、その結果、一次ユーザー端末１９６を介して、リレー端末１０４と間接的に通信接続を行うため、二次ユーザー端末１９８（図１４）として指定される。
【０１１３】
実施例として、ユーザー端末１０６の１つを一次ユーザー端末１９６とする選択又は指定は、端末構成、端末方針、分散型選択プロトコル（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｅｌｅｃｔｉｏｎ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）又はこれらの組み合わせによって実装されうる。本書で使用されているように、端末構成、端末方針、及び分散型選択プロトコルは当業者にはよく知られている一般的な意味を有する。
【０１１４】
一実施例として、制御装置１８２（図１）の選択モジュール１８４及び／又は最適化モジュール１８８は、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ、及び第３のユーザー端末１０６Ｃの無線通信メトリック２００を評価する。これらは、第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ、及び第３のユーザー端末１０６Ｃのうちの１つを一次ユーザー端末１９６（図１４）として指定し、一次ユーザー端末１９６とリレー端末１０４との間の通信を最適化するため、仮想セル１９４に対して選択され、候補とされた。上述のように、チャネル出力２０２、チャネル容量２０４、チャネル速度２０６、チャネル品質２０８、チャネル信頼度２１０、信号方向２１４、信号強度２１６、相対端末位置２１８、及び／又は相対端末運動２２０のうちの一又は複数が評価される。
【０１１５】
この実施例では、図１４に描かれているように、仮想セル１９４に対して選択され、候補とされた第１のユーザー端末１０６Ａは、無線通信メトリック２００の評価に基づいて、リレー端末１０４と直接通信接続を行うため、一次ユーザー端末１９６として選択又は指定される。仮想セル１９４に対して選択され、候補とされた第２のユーザー端末１０６Ｂ及び第３のユーザー端末１０６Ｃは、一次ユーザー端末１９６と直接通信接続を行い、その結果、一次ユーザー端末１９６を介してリレー端末１０４と間接的に通信接続を行うため、二次ユーザー端末１９８として指定される。
【０１１６】
一実施例では、第１のユーザー端末１０６Ａとリレー端末１０４との間の無線通信リンク１０８は、第２のユーザー端末１０６Ｂ又は第３のユーザー端末１０６Ｃとリレー端末１０４との間の無線通信リンク１０８よりも大きなチャネル出力２０２、チャネル容量２０４、及び／又はチャネル速度２０６を有しうる。例えば、第１のユーザー端末１０６Ａのユーザー端末アンテナ１４０（図３）は、第２のユーザー端末１０６Ｂ又は第３のユーザー端末１０６Ｃのユーザー端末アンテナ１４０よりも大きく、及び／又は強力になりうる。このような実施例では、制御装置１８２（図１）は、第１のユーザー端末１０６Ａを一次ユーザー端末１９６（図１４）として選択又は指定し、第２のユーザー端末１０６Ｂ及び第３のユーザー端末１０６Ｃを二次ユーザー端末１９８（図１４）として指定する。
【０１１７】
別の実施例では、無線通信メトリック２００は、第１のユーザー端末１０６Ａとリレー端末１０４との間の無線通信リンク１０８は、第２のユーザー端末１０６Ｂ又は第３のユーザー端末１０６Ｃとリレー端末１０４との間の無線通信リンク１０８よりも、良好なチャネル品質２０８及び／又はチャネル信頼度２１０を有することを示しうる。このような実施例では、制御装置１８２（図１）は、第１のユーザー端末１０６Ａを一次ユーザー端末１９６（図１４）として選択又は指定し、第２のユーザー端末１０６Ｂ及び第３のユーザー端末１０６Ｃを二次ユーザー端末１９８（図１４）として指定する。
【０１１８】
次に、ブロック５１６に示したように、リレー端末１０４との直接通信接続を確立するため、一次ユーザー端末１９６（図１４）が導入される。次いで、ブロック５１８に示したように、仮想セル１９４（図１４）を確立するため、一次ユーザー端末１９６（図１４）が導入される。次いで、ブロック５２０に示したように、リレー端末１０４との通信に向けて、一次ユーザー端末１９６との直接通信接続を確立するため、二次ユーザー端末１９８（図１４）が導入される。
【０１１９】
ブロック５２２に示したように、一次ユーザー端末１９６及び二次ユーザー端末１９８（図１４）のデータは融合され、ブロック５２２に示したように、一次ユーザー端末１９６からリレー端末１０４まで送信される。データはまた、リレー端末１０４から一次ユーザー端末１９６まで送信され（ブロック５２４）、ブロック５２６に示したように、仮想セル１９４（図１４）内に画定されたサブネットワーク２２２上で、一次ユーザー端末１９６から二次ユーザー端末１９８まで分散される。
【０１２０】
一次ユーザー端末１９６と二次ユーザー端末１９８との間の往復で分散されたデータ（例えば、仮想セル１９４内のすべてのユーザー端末１０６）は、仮想セル１９４内のリレー端末１０４とユーザー端末１０６との間で、無線通信リンク１０８の容量を高め、及び／又は、負荷を軽減するために融合される。図１４に示した実施例では、第１のユーザー端末１０６Ａ、第４のユーザー端末１０６Ｄ及び第５のユーザー端末１０６Ｅのみがリレー端末１０４と直接通信する。第１のユーザー端末１０６Ａ、第２のユーザー端末１０６Ｂ、及び第３のユーザー端末１０６Ｃは、第１のユーザー端末１０６Ａとリレー端末１０４との間の１つの通信リンクへデータを融合する。その結果、ユーザー端末１０６間の直接通信リンクの数は、５つから３つに減少した。これに対応して近接するユーザー端末１０６間のローカルサブネットワーク２２２を使用し、リレー端末１０４との直接通信リンクの数を減らすことにより、リレー端末が必要とする電力を減らし、リレー端末１０４の容量を高め、リンクの輻輳を低減する。
【０１２１】
仮想セル１９４内の複数のユーザー端末１０６及び／又はユーザー端末１０６の集団のデータを融合することの利点には、局所接続性のための有線（例えば、構造体１６８に対する）（図５）又は無線（例えば、構造体１６８、地上基地局モバイルプラットフォーム１６４など）（図５）により、ユーザー端末１０６に接続されたユーザー（例えば、携帯電話、パーソナル電子機器など）にサービス提供するためのローカルサブネットワーク２２２分散の最適化、高ゲインアンテナによる高信号ノイズ比の無線通信リンク１０８上での高効率帯域幅変調（ＢＥＭＳ）性能、並びに、多数の低容量リンクに対して数少ない高容量リンクを管理するリレー端末１０４の負荷軽減が含まれうる。
【０１２２】
１つの具体的な実施例では、一次ユーザー端末１９６と二次ユーザー端末１９８との間の通信接続のため、仮想セル１９４（図１４）内に画定されるサブネットワーク２２２はＷｉ−Ｆｉネットワークで、これは、隣接するユーザー端末１０６とリレー端末１０４との間のＩＣＩを制限又は除去する。一実施例として、ユーザー端末ＲＦ機器１２８（例えば、ユーザー端末アンテナ１４０）（図３）は、信号を分離するため、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を使用するＩＥＥＥ  ８０２．１１ａｃ又は８０２．１１ｎ規格を利用する。一実施例として、例えば、仮想セル１９４（図１４）内のユーザー端末１０６の相対位置に応じて、ＯＦＤＭは直交チャネル割当及び能動的ビーム形成のうちの少なくとも１つに基づいている。
【０１２３】
一実施例として、８０２．１１ｎアクセスポイントは、２．４ＧＨｚ又は５ＧＨｚの周波数帯で動作可能で、２．４ＧＨｚ帯の所定のチャネル集合又は５ＧＨｚ帯の別のチャネル集合から１つのチャネルを使用するように端末を割り当てることができる。反対に、８０２．１１ａｃアクセスポイントは、５ＧＨｚ帯でのみ動作し、５ＧＨｚ帯のチャネル集合から一又は複数のチャネルを使用するように端末を割り当てることができる。また、８０２．１１ａｃ規格が主要な機能としてビーム形成を組み込むことで、アクセスポイントは、アクセスポイントアンテナから放射されるエネルギーを直接、アクセスポイントによってサービス提供されるセル全体にランダムに配置された端末に向けることができる。
【０１２４】
制御装置１８２、例えば、選択モジュール１８４、融合モジュール１８６、及び／又は最適化モジュール１８８には、仮想セル１９４（図１４）を形成するユーザー端末１０６の選択を管理するために使用される決定ロジック、リレー端末１０４と連絡している一次ユーザー端末１９６（例えば、スーパーノード）（図１４）として指定される、ユーザー端末１０６の選択、並びに、無線通信リンク１０８（図１４）上の一次ユーザー端末１９６とリレー端末１０４との間、及び、仮想セル１９４によって画定されるサブネットワーク２２２上の一次ユーザー端末１９６と二次ユーザー端末１９８（図１４）との間のデータの融合と分散が含まれる。確立された仮想セル１９４内での、直接無線通信リンク１０８の分散とユーザー端末１０６の選択の管理は、リレー端末１０４の容量及び／又は性能を最適化しうる。
【０１２５】
上述のように、図１１及び図１２を参照すると、開示された無線通信システム１００の幾つかの実施例では、一又は複数の仮想セル１９４（図１４）は、共通カバレージエリア１７８内に、より具体的には、複数のリレー端末１０４のうちの異なる端末からのオーバーラップするＲＦスポットビーム１７２によって形成される共通地上セル１８０内に、形成又は配置されうる。このような実施例では、無線通信システム１００及び方法５００は、共通地上セル１８０をカバーする一又は複数のリレー端末１０４の間の負荷不均衡、及び／又は、一又は複数の仮想セル１９４の間の負荷不均衡を検出しうる。本書で使用されているように、負荷不均衡という用語は、複数のリレー端末１０４のうちの第１の端末（例えば、第１のリレー端末１０４Ａ）が、複数のリレー端末１０４のうちの第２の端末（例えば、第２のリレー端末１０４Ｂ）の負荷に比べて、より大きな負荷を有する状況を意味する。
【０１２６】
一実施例として、２つ以上のリレー端末１０４を有する構成では、リレー端末１０４のうちの１つの端末は、リレー端末１０４のうちのもう１つの端末よりも大きな負荷を受けることがある。この状況の例示的な実装では、無線通信システム１００（例えば、制御装置１８２）は、一又は複数の一次ユーザー端末１９６がより負荷の小さいリレー端末１０４と通信するように指示してもよく、或いは通信を負荷の大きいリレー端末１０４から負荷の小さいリレー端末１０４に切り換えてもよい。
【０１２７】
別の実施例として、２つ以上の仮想セル１９４を有する構成では、１つの仮想セル１９４は別の仮想セル１９４よりも大きな負荷を受けることがありうる。この状況の例示的な実装では、無線通信システム１００（例えば、制御装置１８２）は、一又は複数の二次ユーザー端末１９８がより負荷の小さい一次ユーザー端末１９６と通信するように指示してもよく、或いは、負荷の大きい一次ユーザー端末１９６から負荷の小さいユーザー端末１９６に切り換えてもよい。
【０１２８】
このように、一実施例では、ブロック５２８に示したように、方法５００はまた、一又は複数の仮想セル１９４（図１４）が配置される共通地上セル１８０（図１２）をカバーする複数のリレー端末１０４間の所定の閾値を超える負荷不均衡を検出するステップを含む。この実施例では、ブロック５３０に示したように、負荷不均衡の検出（ブロック５２８）に応答して、方法５００は、例えば、第１の航空通信リレー端末１０４Ａと直接通信している仮想セル１９４の一次ユーザー端末１９６、或いは第１の航空通信リレー端末１０４Ａと直接通信している別のユーザー端末１０６から、第１の航空通信リレー端末１０４Ａから第２の航空通信リレー端末１０４Ｂまで、少なくとも１つの無線通信リンク１０８を転送することを含む。代替的に、又は追加的に、この実施例では、ブロック５３２に示したように、不均衡の検出（ブロック５２８）に応答して、方法５００は、第１の航空通信リレー端末１０４Ａと第２の航空通信リレー端末１０４Ｂのうちの少なくとも１つから発射されるＲＦスポットビーム１７２を再構成することを含む。実施例として、ＲＦスポットビーム１７２を再構成することは、ビームセンター、ビームサイズ、及びビーム出力のうちの少なくとも１つを変更することを含む、ＲＦスポットビーム１７２の特性を再構成することを含みうる。
【０１２９】
本開示の実施例では、仮想セル１９４内に含まれるユーザー端末１０６の数及び／又は位置は、経時変化しうる。一実施例として、１つのモバイルユーザー端末１０６は、（例えば、一次ユーザー端末１９６から遠く離れている）仮想セル１９４への包含にはもはや適していない位置へ移動することがある。別の実施例として、別のモバイルユーザー端末１０６は、（例えば、一次ユーザー端末１９６に充分近い）仮想セル１９４への包含に適している位置へ移動することがある。同様に、一次ユーザー端末１９６として選択され、指定された特定のユーザー端末１０６は、異なるユーザー端末１０６が仮想セル１９４に出入りするにつれて、例えば、異なるユーザー端末アンテナを備える新しいユーザー端末１０６が仮想セル１９４に入るにつれて、及び／又は、例えば、一又は複数のユーザー端末１０６の位置の変化により、無線通信メトリック２００が変化するにつれて、変化しうる。
【０１３０】
図１７は、無線通信ネットワーク、例えば、本開示の無線通信システム１００（図１）によって確立された無線通信ネットワーク２１２を最適化するための、本開示の方法６００の一実施例のフロー図である。
【０１３１】
例示的な実施例では、方法６００は、ブロック６０２に示したように、第１のユーザー端末１０６Ａ（図１４）とリレー端末１０４との間の通信（例えば、無線通信リンク１０８）を確立するステップを含む。一次ユーザー端末１９６として指定された第１のユーザー端末１０６Ａは、ブロック６１８に示したように、一次ユーザー端末１９６と一又は複数の二次ユーザー端末１９８との間の通信に対してサブネットワーク２２２を画定する仮想セル１９４を確立する。
【０１３２】
一実施例として、第１のユーザー端末１０６Ａは、図１６のブロック５０２〜５１６に示したように、一次ユーザー端末１９６（図１４）として指定され、仮想セル１９４（図１４）は、図１６のブロック５１８に示したように確立される。
【０１３３】
次に、ブロック６０４に示したように、第２のユーザー端末１０６Ｂ（図１４）は、第１のユーザー端末１０６Ａを介して（例えば、仮想セル１９４によって画定されるサブネットワーク２２２上で）、リレー端末１０４と通信するため、第１のユーザー端末１０６Ａとの直接通信を要求する。一実施例として、第２のユーザー端末１０６Ｂは仮想セル１９４に入り、第１のユーザー端末１０６Ａに充分に近接して配置されうる。
【０１３４】
次に、ブロック６０６に示したように、一次ユーザー端末１９６として機能する第１のユーザー端末１０６Ａは、第１のユーザー端末１０６Ａとの通信要求を暫定的に許可する（例えば、認める）。
【０１３５】
次に、ブロック６０８に示したように、第２のユーザー端末１０６Ｂと第１のユーザー端末１０６Ａとの間の無線通信リンク１０８の一又は複数の無線通信メトリック２００（図１５）が評価される。一実施例として、第２のユーザー端末１０６Ｂのユーザー端末ＲＦ機器１２８（例えば、ユーザー端末アンテナ１４０）（図３）に関連する無線通信メトリック２００が評価される。上述のように、チャネル出力２０２、チャネル容量２０４、チャネル速度２０６、チャネル品質２０８、チャネル信頼度２１０、信号方向２１４、信号強度２１６、相対端末位置２１８、及び／又は相対端末運動２２０のうちの一又は複数が評価される。
【０１３６】
次に、ブロック６１０に示したように、第２のユーザー端末１０６Ｂの無線通信メトリック２００の評価（ブロック６０８）に基づいて、第２のユーザー端末１０６Ｂが、仮想セル１９４（図１４）によって形成される通信ネットワーク２２２への包含（例えば、包含されたままであること）に適しているかどうかの決定が行われる。一実施例として、第２のユーザー端末１０６Ｂは、第２のユーザー端末１０６Ｂが充分な長さの時間にわたって、第１のユーザー端末１０６Ａに充分に近接している（例えば、仮想セル１９４内に配置されている）、及び／又は、サブネットワーク２２２のスーパーノードとして機能する第１のユーザー端末１０６Ａと通信することができるユーザー端末ＲＦ機器１２８（図３）を有するとき（場合）には、通信サブネットワーク２２２への包含（例えば、包含されたままであること）に適している。
【０１３７】
一実施例として、制御装置１８２（図１）の選択モジュール１８４及び／又は最適化モジュール１８８は、例えば、第２のユーザー端末１０６Ｂの相対位置及び／又は相対運動に基づいて、第２のユーザー端末１０６Ｂが、仮想セル１９４（図１４）によって形成される通信サブネットワーク２２２への包含に適した候補であるかどうかを決定するため、第２のユーザー端末１０６Ｂの無線通信メトリック２００を評価する。
【０１３８】
無線通信メトリック２００の評価が、仮想セル１９４によって形成される通信サブネットワーク２２２への包含に、第２のユーザー端末１０６Ｂが適していないことを示す場合には、ブロック６１２に示したように、第１のユーザー端末１０６Ａとの通信要求は拒否される。
【０１３９】
次に、無線通信メトリック２００の評価が、仮想セル１９４によって形成される通信サブネットワーク２２２への包含に、第２のユーザー端末１０６Ｂが適していることを示す場合には、ブロック６１４に示したように、第１のユーザー端末１０６Ａとリレー端末１０４との間の無線通信リンク１０８の一又は複数の無線通信メトリック２００（図１５）が評価される。一実施例として、一次ユーザー端末１９６として機能する第１のユーザー端末１０６Ａ用のユーザー端末ＲＦ機器１２８（例えば、ユーザー端末アンテナ１４０）（図３）に関連した無線通信メトリック２００が評価される。上述のように、チャネル出力２０２、チャネル容量２０４、チャネル速度２０６、チャネル品質２０８、チャネル信頼度２１０、信号方向２１４、信号強度２１６、相対端末位置２１８、及び／又は相対端末運動２２０のうちの一又は複数が評価される。
【０１４０】
次に、ブロック６１６に示したように、無線通信メトリック２００の評価（ブロック６１２）に基づいて、第１のユーザー端末１０６Ａとリレー端末１０４との間の無線通信リンク１０８が、第２のユーザー端末１０６Ｂの包含に対して充分であるか、及び／又は適しているかどうかの決定が行われる。一実施例として、無線通信リンク１０８及び／又はリレー端末１０４が、第１のユーザー端末１０６Ａを介してリレー端末１０４（例えば、リレー端末１０４は利用可能な容量及び／又は出力を有する）と通信する第２のユーザー端末１０６Ｂに関連する付加データを扱うことができるとき（場合）には、第１のユーザー端末１０６Ａとリレー端末１０４との間の無線通信リンク１０８は、第２のユーザー端末１０６Ｂの包含に対して充分である、及び／又は適している。
【０１４１】
一実施例として、制御装置１８２（図１）の選択モジュール１８４及び／又は最適化モジュール１８８は、例えば、第１のユーザー端末１０６Ａとリレー端末１０４との間の無線通信リンク１０８のチャネル出力２０２、チャネル容量２０４、チャネル速度２０６、チャネル品質２０８、及び／又はチャネル信頼度２１０のうちの一又は複数に基づいて、第２のユーザー端末１０６Ｂが、仮想セル１９４（図１４）によって形成される通信サブネットワーク２２２への包含及び第２のユーザー端末１０６Ｂからのデータの融合に適した候補であるかどうかを決定するため、第１のユーザー端末１０６Ａの無線通信メトリック２００を評価する。
【０１４２】
無線通信メトリック２００の評価が、第１のユーザー端末１０６Ａとリレー端末１０４との間の無線通信リンク１０８が、第２のユーザー端末１０６Ｂの包含及び第２のユーザー端末１０６Ｂからのデータの融合に適していないことを示す場合には、ブロック６１２に示したように、第１のユーザー端末１０６Ａを介したリレー端末１０４との通信要求は拒否される。
【０１４３】
一又は複数の仮想セル１９４（図１４）が、共通カバレージエリア１７８内に、或いは、より具体的に、複数のリレー端末１０４のうちの異なる端末のＲＦスポットビーム１７２をオーバーラップすることによって形成される共通地上セル１８０内に形成又は配置される、本開示の無線通信システム１００の実施例では、例えば、一次ユーザー端末１０６Ａで指定された第１のユーザー端末１０６Ａによって、或いはリレー端末１０４によって、通信要求が否定（ブロック６１２）されるときには、第２のユーザー端末は、複数のリレー端末のうちの別の端末と直接通信するように指示されうる。
【０１４４】
次に、ブロック６２２に示したように、無線通信メトリック２００の評価が、仮想セル１９４によって形成される通信サブネットワーク２２２への包含に、第２のユーザー端末１０６Ｂが適していることを示す場合には、ブロック６２０に示したように、第２のユーザー端末１０６Ｂは二次ユーザー端末１９８（図１４）として指定され、第１のユーザー端末１０６Ａを介したリレー端末１０４との通信要求は許可される（例えば、認められる）。
【０１４５】
第１のユーザー端末１０６Ａを介したリレー端末１０４との通信要求の許可、又は第１のユーザー端末１０６Ａを介したリレー端末１０４との通信要求の拒否のうちの１つの処理ステップは、許諾制御とも称される。
【０１４６】
次いで、二次ユーザー端末１９８（図１４）として指定された第２のユーザー端末１０６Ｂは、ブロック６２４に示したように、リレー端末１０４との通信用に一次ユーザー端末１９６との直接通信接続を確立するために導入される。
【０１４７】
ブロック６２６に示したように、一次ユーザー端末１９６として指定された第１のユーザー端末１０６Ａ、及び二次ユーザー端末１９８（図１４）として指定された第２のユーザー端末１０６Ｂからのデータは融合され、ブロック６２８に示したように、第１のユーザー端末１０６Ａからリレー端末１０４へ送信される。データはまた、リレー端末１０４から第１のユーザー端末１０６Ａまで送信され（ブロック５２４）、ブロック６３０に示したように、仮想セル１９４（図１４）内に画定されたサブネットワーク２２２上で、第１のユーザー端末１０６Ａから一又は複数の第２／第３のユーザー端末１０６Ｂ／１０６Ｃまで分散される。
【０１４８】
様々な実施例では、一次ユーザー端末１９６として指定された第１のユーザー端末１０６Ａ、及び二次ユーザー端末１９８として指定された一又は複数の第２のユーザー端末１０６Ｂの無線通信メトリック２００の評価は、一次ユーザー端末１９６及び二次ユーザー端末１９８の指定を定期的に又は連続的に、維持又は変更するように実行されうる。
【０１４９】
このように、第１のユーザー端末１０６Ａとリレー端末１０４との間の、並びに、第２のユーザー端末１０６Ｂとリレー端末１０４との間の無線通信リンク１０８の無線通信メトリック２００は、監視され、評価され、また比較されうる。更新された無線通信メトリック２００の評価に基づいて、一次ユーザー端末１９６及び二次ユーザー端末１９８として指定されたユーザー端末１０６は同じであってもよく、変化してもよい。
【０１５０】
一実施例として、第１のユーザー端末１０６Ａとリレー端末１０４との間の、並びに、第２のユーザー端末１０６Ｂとリレー端末１０４との間の無線通信メトリック２００が評価されると、第２のユーザー端末１０６Ｂとリレー端末１０４との間の無線通信リンク１０８は、第１のユーザー端末１０６Ａ間の無線通信リンク１０８よりも大きなチャネル出力２０２、チャネル容量２０４、チャネル速度２０６、チャネル品質２０８、及び／又はチャネル信頼度２１０を有しうることが決定されうる。例えば、第２のユーザー端末１０６Ｂのユーザー端末アンテナ１４０（図３）は、第１のユーザー端末１０６Ａのユーザー端末アンテナ１４０よりも大きく、及び／又はより強力でありうる。このような実施例では、制御装置１８２（図１）は、第２のユーザー端末１０６Ｂを一次ユーザー端末１９６（図１４）に昇格させる。すなわち、第２のユーザー端末１０６Ｂを交換用一次ユーザー端末１９６として選択又は指定し、第１のユーザー端末１０６Ａを二次ユーザー端末１９８に降格させる。すなわち、第１のユーザー端末１０６Ａを交換用二次ユーザー端末１９８（図１４）として選択又は指定する。
【０１５１】
別の実施例として、第１のユーザー端末１０６Ａとリレー端末１０４との間の、並びに、第２のユーザー端末１０６Ｂとリレー端末１０４との間の無線通信メトリック２００が評価されると、第１のユーザー端末１０６Ａとリレー端末１０４との間の無線通信リンク１０８は、第２のユーザー端末１０６Ｂ間の無線通信リンク１０８よりも大きなチャネル出力２０２、チャネル容量２０４、チャネル速度２０６、チャネル品質２０８、及び／又はチャネル信頼度２１０を有しうることが決定されうる。例えば、第１のユーザー端末１０６Ａのユーザー端末アンテナ１４０は、第２のユーザー端末１０６Ｂのユーザー端末アンテナ１４０よりも大きく、及び／又はより強力でありうる。このような実施例では、制御装置１８２は第１のユーザー端末１０６Ａを一次ユーザー端末１９６として維持する。すなわち、第１のユーザー端末１０６Ａを交換用一次ユーザー端末１９６として選択又は指定し、第２のユーザー端末１０６Ｂを二次ユーザー端末１９８として維持する。すなわち、第２のユーザー端末１０６Ｂを交換用二次ユーザー端末１９８として選択又は指定する。
【０１５２】
したがって、本開示の方法６００の一実施例では、第１のユーザー端末１０６Ａ及び第２のユーザー端末１０６Ｂは、ブロック６３２に示したように、リレー端末１０４との直接通信接続を行うため、現在一次ユーザー端末１９６として機能しているユーザー端末１０６を代替する一次ユーザー端末１９６（図１４）として機能するように候補とされる。
【０１５３】
次に、ブロック６３４に示したように、第１のユーザー端末１０６Ａとリレー端末１０４との間の、並びに、第２のユーザー端末１０６Ｂとリレー端末１０４との間の無線通信リンク１０８の無線通信メトリック２００は評価される。
【０１５４】
次に、ブロック６３４に示したように、第１のユーザー端末１０６Ａ及び第２のユーザー端末１０６Ｂに関連付けられた無線通信メトリック２００の評価に基づいて、リレー端末１０４との直接通信接続を行うため、第１のユーザー端末１０６Ａ又は第２のユーザー端末１０６Ｂのうちの一方は、交換用一次ユーザー端末１９６（図１４）として選択又は指定される。ブロック６３６に示したように、一次ユーザー端末１９６との直接通信接続を行い、その結果、一次ユーザー端末１９６を介してリレー端末１０４との間接的な通信接続を行うため、第１のユーザー端末１０６Ａ又は第２のユーザー端末１０６Ｂのうちの他方は、交換用二次ユーザー端末１９８（図１４）として指定される。
【０１５５】
ブロック６４０に示したように、新たに指定された交換用一次ユーザー端末１９６はリレー端末１０４に接続され、交換用一次ユーザー端末１９６とリレー端末１０４との間に無線通信リンク１０８を確立する。ブロック６４２に示したように、新たに指定された二次ユーザー端末１９８は、交換用一次ユーザー端末１９６を介してリレー端末１０４に接続される。
【０１５６】
したがって、一実施例として、第２のユーザー端末１０６Ｂは、仮想セル１９４（図１４）によって形成される通信サブネットワーク２２２のスーパーノードとして機能する交換用一次ユーザー端末１９６（図１４）として指定されうる。交換用一次ユーザー端末１９６として現在指定されている第２のユーザー端末１０６Ｂ、及び、交換用二次ユーザー端末１９８として現在指定されている第１のユーザー端末１０６Ａからのデータは融合（ブロック６２６）され、第２のユーザー端末１０６Ｂからリレー端末１０４まで送信（ブロック６２８）されうる。データはまた、リレー端末１０４から第２のユーザー端末１０６Ｂまで送信され、仮想セル１９４（図１４）内に画定されたサブネットワーク２２２上で、第２のユーザー端末１０６Ｂから第１のユーザー端末１０６Ａまで分散される。
【０１５７】
本開示の方法６００は、別のユーザー端末１０６（例えば、第３のユーザー端末１０６Ｃ）が仮想セル１９４に入り、一次ユーザー端末１９６として現在指定されている第２のユーザー端末１０６Ｂを介して、リレー端末１０４との通信許可を要求するときには、反復されうる。一実施例として、方法６００は、追加のユーザー端末からの通信要求（ブロック６０４）の受信を継続し、リレー端末１０４と間接的な通信（ブロック６２４）を行うため、交換用一次ユーザー端末１９６によって生成される仮想セル１９４によって画定されるサブネットワーク２２２への包含について、追加のユーザー端末１０６からの通信要求を許可（ブロック６２２）又は拒否（ブロック６１２）しうる。
【０１５８】
開示されている様々な実施例では、ユーザー端末１０６は、ネットワーク（例えば、サブネットワーク２２２）の相互接続トポロジーには依存しない分散された選択プロトコルの使用により、その役割（例えば、一次ユーザー端末１９６としての、及び二次ユーザー端末１９８としての役割）を動的に取り決める。この問題は、グラフの最小全域木（ｍｉｎｉｍｕｍ  ｓｐａｎｎｉｎｇ  ｔｒｅｅ）の決定の問題と同様で、例えば、分散コンピューティング、機構設計（例えば、ゲーム理論）、及びモバイルアドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）の分野の当業者にはよく知られている多数の解を有する。
【０１５９】
様々な実施例では、無線通信システム１００は、仮想セル１９４によって画定されるサブネットワーク２２２を使用するユーザー端末１０６の通信トポロジーを選択しうる。一実施例として、サブネットワーク２２２を、近接性（例えば、共通無線リンク）を共有するユーザー端末１０６の任意の集合として定義する方針が確定されうる。このユーザー端末１０６の集合は次に、端末の機能（例えば、ユーザー端末機能、ユーザー端末リレー端末間リンク品質、ユーザー端末ユーザー端末間リンク品質など）を記述するパラメータを使用して、サブネットワーク２２２の一次ユーザー端末１９６を選択しうる。これら複数の制約事項は、確立された分散型選択プロトコルによって、一次ユーザー端末１９６を選択するための加重和として使用されうる。
【０１６０】
本開示全体を通じて、開示された無線通信システム１００の様々な構成要素は「モジュール」と記述される。本開示の目的では、モジュールという用語はハードウェア、ソフトウェア又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを含みうる。一実施例として、モジュールはプロセッサ、記憶装置（例えば、メモリ）、入力装置及び／又はディスプレイを含みうる。モジュールはまた、プロセッサによって実行されると、記述された機能をプロセッサに実行又は遂行させる命令を有する、コンピュータ可読記憶媒体を含みうる。
【０１６１】
同様に、当業者であれば、方法５００及び方法６００の論理操作は、（１）コンピューティングシステム上で動作する、一連のコンピュータ実装ステップ又はプログラムモジュールとして、及び／又は、（２）コンピューティングシステム内の相互接続されたマシン論理回路又は回路モジュールとして実装されうる。方法５００及び／又は方法６００の具体的な実装は、コンピューティングシステムの性能及び他の動作パラメータに依存する選択の問題となりうる。したがって、本書に記載の論理操作はステップ又はモジュールと称されうる。これらのステップ及びモジュールは、ソフトウェア、ハードウェア、特別な目的のデジタルロジック、及び／又はこれらの任意の組み合わせに実装されうる。例えば、方法５００及び方法６００の実施例は、図１に関して上述されている１つ又はすべてのモジュールを含む無線通信システム１００の実施例によって実行されうる。
【０１６２】
同様に、本書で「実施例」に言及することは、実施例に関連して説明される一又は複数の特徴、構造、要素、構成要素又は特性が、開示された発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本開示全体にわたる「一実施例」、「別の実施例」という表現、及び類似表現は、同一の実施例を指している場合があるが、必ずしもそうではない場合もある。さらに、任意の一実施例を特徴付ける主題は、任意の他の実施例を特徴付ける主題を含みうるが、必ずしもそうではない場合もある。
【０１６３】
別途提示されない限り、「第１」、「第２」などの用語は、本明細書では単に符号として使用されており、これらの用語が表すアイテムに対して、順序的、位置的、又は序列的な要件を課すことを意図していない。更に、「第２」のアイテムに言及することは、より小さい数のアイテム（例えば、「第１」のアイテム）及び／又はより大きい数のアイテム（例えば、「第３」のアイテム）の存在を必要とするわけでもなく、除外するわけでもない。
【０１６４】
本書で使用されるように、列挙されたアイテムと共に使用される「〜のうちの少なくとも１つ」という表現は、列挙されたアイテムのうちの一又は複数の種々の組み合わせが使用可能であり、かつ、列挙されたアイテムのうち１つだけあればよいということを意味する。アイテムとは、特定の物体、物品、又はカテゴリであってもよい。すなわち、「〜のうちの少なくとも１つ」は、アイテムの任意の組み合わせを意味し、いくつかのアイテムが列挙から使用されうるが、列挙されたアイテムのすべてが必要なわけではない。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、例えば、「アイテムＡ」、「アイテムＡとアイテムＢ」、「アイテムＢ」、「アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ」、又は「アイテムＢとアイテムＣ」を意味しうる。幾つかの場合には、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定するものではないが、「２個のアイテムＡと１個のアイテムＢと１０個のアイテムＣ」、「４個のアイテムＢと７個のアイテムＣ」、又は他の好適な組み合わせを意味しうる。
【０１６５】
上記で言及した図１〜４及び図１５で、様々な要素及び／または構成要素を接続する実線が存在する場合、これらの実線は、機械的、電気的、流体的、光学的、電磁的、及びその他の連結、並びに／またはその組合せを表わしうる。本書で使用されるように、「連結される」とは、直接的に或いは間接的に関連付けられることを意味する。例えば、部材Ａは部材Ｂに直接的に関連付けられるか、又は、例えば、別の部材Ｃを介して間接的に関連付けられていてよい。開示される種々の要素間のすべての関係が必ずしも表わされているわけではないことが、理解されるであろう。そのため、ブロック図に図示されているもの以外の連結も存在しうる。様々な要素及び／又は構成要素を示すブロックを接続する破線が存在する場合、これらの破線は、機能及び目的の点で実線によって表されているものに類似した接続を表わす。しかし、破線によって表わされた接続は、選択的に提供されるか、又は、本開示の代替的な実施例に関するかのどちらかでありうる。同様に、破線で表わされた要素及び／又は構成要素が存在する場合、それらは本開示の代替的な実施例を示す。実線及び／又は破線で示される一又は複数の要素は、本開示の範囲から逸脱することなく、特定の例示から省略されうる。環境要素が存在する場合、それらは点線で表わされる。仮想的な（架空の）要素も、明確にするために示されうる。図１〜４及び図１５に示す特徴のうちの幾つかは、図１〜４及び図１５、他の図面、及び／又は付随する開示に記載された他の特徴を含むことを必要とせずに、様々な方法で組み合わされうることを（一又は複数のこのような組み合わせは本書で明示的に示されていないが）、当業者は理解するであろう。同様に、提示した例には限定されない追加の特徴も、本書で提示及び説明されている特徴の一部又は全部と組み合わされうる。
【０１６６】
上記の図１６Ａ、１６Ｂ、１７Ａ及び１７Ｂでは、ブロックは工程及び／又はその一部を表わし、様々なブロックを接続する線は、工程又はその一部のいかなる特定の順番も従属関係も示唆していない。破線で示されるブロックは、代替的な工程及び／又はその一部を示す。様々なブロックを接続する破線がある場合、その破線は工程又はその一部の代替的な従属関係を表わす。開示されている様々な工程間のすべての従属関係が必ずしも表わされているわけではないことが理解されよう。本書に明記された方法の諸工程を記載した、図１６Ａ、１６Ｂ、１７Ａ及び１７Ｂ並びにこれらに付随する開示は、必ずしも、工程が実行される順序を決定するものと解釈されるべきではない。むしろ、１つの例示的な順番が示されていても、動作のシーケンスは、それが適当な場合には、改変されることがあると理解されたい。したがって、ある特定の工程は、異なる順番で又は同時に実行されうる。さらに、当業者であれば、記載されたすべての工程を実施する必要はないことを認識するであろう。
【０１６７】
更に、本開示は以下の条項による実施例を含む。
【０１６８】
条項１．  無線通信システム（１００）を管理する方法（５００）であって、
複数のユーザー端末（１０６）と航空通信リレー端末（１０４）との間の無線通信リンク（１０８）を要求すること（５０２）と、
前記複数のユーザー端末のうちの１つの端末を、前記リレー端末と直接通信を行う一次ユーザー端末（１９６）として指定すること（５１２）と、
前記複数のユーザー端末のうちのその他の端末を、前記一次ユーザー端末と直接通信を行う二次ユーザー端末（１９８）として指定すること（５１４）と、
前記一次ユーザー端末を前記リレー端末に直接接続すること（５１６）と、
前記一次ユーザー端末を介して、前記二次ユーザー端末を前記リレー端末に間接的に接続すること（５２０）と
を含む方法（５００）。
【０１６９】
条項２．  前記リレー端末との通信のため、前記一次ユーザー端末及び前記二次ユーザー端末からのデータを融合すること（５２２）を更に含む、条項１に記載の方法。
【０１７０】
条項３．  前記複数のユーザー端末のうちの前記各端末の少なくとも１つの無線通信メトリック（２００）を評価すること（５０４）と、
前記複数のユーザー端末のうちの各端末を前記一次ユーザー端末として候補とすること（５１０）とを更に含み、
前記複数のユーザー端末のうちの前記１つの端末を前記一次ユーザー端末として指定することは、前記複数のユーザー端末のうちの前記各端末の前記少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づく、条項１に記載の方法。
【０１７１】
条項４．  前記無線通信メトリックは、チャネル出力（２０２）、チャネル容量（２０４）、チャネル速度（２０６）、チャネル品質（２０８）及びチャネル信頼度（２１０）のうちの少なくとも１つを含む、条項３に記載の方法。
【０１７２】
条項５．  前記一次ユーザー端末によって、前記一次ユーザー端末と前記二次ユーザー端末との間の通信のためのサブネットワーク（２２２）を画定する仮想セル（１９４）を確立すること（５１８）を更に含む、条項１に記載の方法。
【０１７３】
条項６．  前記複数のユーザー端末のうちの前記各端末の少なくとも１つの無線通信メトリック（２００）を評価すること（５０４）と、
前記サブネットワークへの包含のため、前記複数のユーザー端末のうちの各端末を候補とすること（５０６）と、
前記複数のユーザー端末のうちの前記各端末の前記少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づいて、前記サブネットワークへの包含のため、前記複数のユーザー端末のうちの１つの端末を個別に選択すること（５０８）とをさらに含む、条項５に記載の方法。
【０１７４】
条項７．  前記無線通信メトリックは、信号方向（２１４）、信号強度（２１６）、相対端末位置（２０６）及び相対端末運動（２２０）のうちの少なくとも１つを含む、条項６に記載の方法。
【０１７５】
条項８．  前記複数のユーザー端末のうちの各端末は、地上基地局モバイルプラットフォーム（１６４）、航空モバイルプラットフォーム（１６６）及びユーザー端末ＲＦ機器（１２８）を載せた静止構造物（１６８）のうちの１つを備え、前記複数のユーザー端末のうちの前記各端末は少なくとも１つの接続された装置（２３６）に通信サービスを提供する、条項１に記載の方法。
【０１７６】
条項９．  前記リレー端末は、リレー端末ＲＦ機器（１２６）を載せた航空プラットフォーム（１５８）を備え、前記航空プラットフォームは高高度航空ビークル（１６２）及び衛星（１６０）のうちの１つを含む、条項１に記載の方法。
【０１７７】
条項１０．  前記リレー端末と別のリレー端末との間の負荷の不均衡を検出すること（５２８）、及び
前記無線通信リンクの１つを前記リレー端末から前記別のリレー端末（１０４Ｂ）まで転送すること（５３０）と
前記リレー端末によって生成されるＲＦスポットビームを再構成すること（５３２）
のうちの少なくとも１つ
を更に含む、条項１に記載の方法。
【０１７８】
条項１１．  無線通信ネットワーク（２１２）を最適化するための方法（６００）であって、
第１のユーザー端末（１０６Ａ）と航空通信リレー端末（１０４）との間の無線通信リンク（１０８）を確立すること（６０２）と、
第２のユーザー端末（１０６Ｂ）から、前記第１のユーザー端末を介して前記リレー端末との通信を要求すること（６０４）と、
前記第１のユーザー端末を介して、前記第２のユーザー端末と前記リレー端末との間の通信要求を許可すること（６２２）及び拒否すること（６２２）のいずれか一方
を含む方法（６００）。
【０１７９】
条項１２．  前記第１のユーザー端末の少なくとも１つの無線通信メトリック（２００）を評価すること（６１４）と、
前記少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づいて、前記無線通信リンクが前記第２のユーザー端末の包含に充分であるかどうかを決定すること（６１６）とを更に含む、条項１１に記載の方法。
【０１８０】
条項１３．  前記無線通信メトリックは、チャネル出力（２０２）、チャネル容量（２０４）、チャネル速度（２０６）、チャネル品質（２０８）及びチャネル信頼度（２１０）のうちの少なくとも１つを含む、条項１２に記載の方法。
【０１８１】
条項１４．  一次ユーザー端末（１９６）として指定された前記第１のユーザー端末によって、前記一次ユーザー端末と一又は複数の二次ユーザー端末（１９８）との間の通信のためのサブネットワーク（２２２）を画定する仮想セル（１９４）を確立すること（６１８）と、
前記第２のユーザー端末の少なくとも１つの無線通信メトリックを評価すること（６１４）と、
前記少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づいて、前記第２のユーザー端末が前記サブネットワーク内への包含に適しているかどうかを決定すること（６１６）とを更に含む、条項１１に記載の方法。
【０１８２】
条項１５．  前記無線通信メトリックは、信号方向（２１４）、信号強度（２１６）、相対端末位置（２０６）及び相対端末運動（２２０）のうちの少なくとも１つを含む、条項１４に記載の方法。
【０１８３】
条項１６．  前記第１のユーザー端末を介する前記リレー端末との前記通信要求の許可に応じて、前記第１のユーザー端末を介して、前記第２のユーザー端末を前記リレー端末に間接的に接続すること（６２４）を更に含む、条項１１に記載の方法。
【０１８４】
条項１７．  前記リレー端末との通信のため、前記第１のユーザー端末及び前記第２のユーザー端末からのデータを融合すること（６２６）を更に含む、条項１６に記載の方法。
【０１８５】
条項１８．  前記第１のユーザー端末と前記第２のユーザー端末のうちの一方を、前記リレー端末と直接通信を行う交換用一次ユーザー端末（１９６）として指定すること（５１２）と、
前記第１のユーザー端末と前記第２のユーザー端末のうちの他方を、前記交換用一次ユーザー端末と直接通信を行う交換用二次ユーザー端末（１９８）として指定すること（６３８）と、
前記交換用一次ユーザー端末を前記リレー端末に直接接続すること（６４０）と、
前記交換用一次ユーザー端末を介して、前記交換用二次ユーザー端末を前記リレー端末に間接的に接続すること（６４２）と
を更に含む、条項１６に記載の方法。
【０１８６】
条項１９．  前記第１のユーザー端末と前記第２のユーザー端末のうちの各端末を前記交換用一次ユーザー端末として候補とすること（６３２）と、
前記第１のユーザー端末と前記第２のユーザー端末のうちの前記各端末の少なくとも１つの無線通信メトリック（２００）を評価すること（６３４）とを更に含み、
前記第１のユーザー端末と前記第２のユーザー端末のうちの前記１つの端末を前記交換用一次ユーザー端末として指定することが、前記第１のユーザー端末と前記第２のユーザー端末の前記各端末の少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づいている、条項１８に記載の方法。
【０１８７】
条項２０．  前記第１のユーザー端末と前記第２のユーザー端末のうちの各端末は、地上基地局モバイルプラットフォーム（１６４）、航空モバイルプラットフォーム（１６６）及びユーザー端末ＲＦ機器（１２８）を載せた静止構造物（１６８）のうちの１つを備え、前記第１のユーザー端末と前記第２のユーザー端末のうちの各端末は少なくとも１つの接続されたデバイス（２３６）に通信サービスを提供する、条項１１に記載の方法。
【０１８８】
条項２１．  カバレージエリア（１７０）に通信カバレージをもたらす航空通信リレー端末（１０４）と、
前記カバレージエリア内に配置された複数のユーザー端末（１０６）と、
前記リレー端末と前記複数のユーザー端末との間に配置されたＲＦ機器であって、
前記複数のユーザー端末と前記リレー端末との間の無線通信リンクを要求（５０２）し、
前記リレー端末と直接通信を行うため、前記複数のユーザー端末のうちの１つを一次ユーザー端末（１９６）として指定（５１２）し、
前記一次ユーザー端末と直接通信を行うため、前記複数のユーザー端末のうちの他の端末を二次ユーザー端末（１９８）として指定（５１４）し、
前記一次ユーザー端末を前記リレー端末に直接接続（５１６）し、
前記一次ユーザー端末を介して、前記二次ユーザー端末を前記リレー端末に間接的に接続（５２０）する
ように構成された制御装置（１８２）を含むＲＦ機器と
を備える無線通信システム（１００）。
【０１８９】
条項２２．  前記制御装置は更に、前記リレー端末との通信のため、前記一次ユーザー端末及び前記二次ユーザー端末からのデータを融合する（５２２）ように構成されている、条項２１に記載のシステム。
【０１９０】
条項２３．  前記制御装置は更に、
前記複数のユーザー端末のうちの前記各端末の少なくとも１つの無線通信メトリック（２００）を評価（５０４）し、
前記複数のユーザー端末のうちの各端末を前記一次ユーザー端末として候補（５１０）とし、
前記複数のユーザー端末のうちの前記各端末の前記少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づいて、前記複数のユーザー端末のうちの１つの端末を前記一次ユーザー端末として指定（５１２）するように構成されている、条項２１に記載のシステム。
【０１９１】
条項２４．  前記制御装置は更に、前記一次ユーザー端末によって、前記一次ユーザー端末と前記二次ユーザー端末との間の通信のためのサブネットワーク（２２２）を画定する仮想セル（１９４）を確立（５１８）するように構成されている、条項２１に記載のシステム。
【０１９２】
条項２５．  前記制御装置は更に、
前記複数のユーザー端末のうちの前記各端末の少なくとも１つの無線通信メトリック（２００）を評価（５０４）し、
前記サブネットワークへの包含のため、前記複数のユーザー端末のうちの各端末を候補（５０６）とし、
前記複数のユーザー端末のうちの前記各端末の前記少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づいて、前記サブネットワークへの包含のため、前記複数のユーザー端末のうちの１つの端末を個別に選択（５０８）する
ように構成されている、条項２４に記載のシステム。
【０１９３】
条項２６．  前記制御装置は更に、
別のユーザー端末から、前記一次ユーザー端末を介して、前記リレー端末との通信を要求（６０４）し、
前記一次ユーザー端末を介して、前記別のユーザー端末と前記リレー端末との間の通信要求の許可（６２２）及び拒否（６１２）のいずれか一方を行う
ように構成されている、条項２５に記載のシステム。
【０１９４】
条項２７．  前記制御装置は更に、
前記別のユーザー端末の少なくとも１つの無線通信メトリック（２００）を評価（６１４）し、
前記別のユーザー端末の前記少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づいて、前記別のユーザー端末が前記サブネットワークへの包含に適しているかどうかを決定（６１６）する
ように構成されている、条項２６に記載のシステム。
【０１９５】
条項２８．  前記制御装置は更に、
前記一次ユーザー端末の少なくとも１つの無線通信メトリックを評価（６１４）し、
前記少なくとも１つの無線通信メトリックの評価に基づいて、前記別のユーザー端末の包含のため、前記一次ユーザー端末と前記リレー端末との間の無線通信リンクが充分であるかどうかを判断（６１６）する
ように構成されている、条項２７に記載のシステム。
【０１９６】
条項２９．  前記制御装置は更に、
前記別のユーザー端末を前記二次ユーザー端末のうちの別の端末として指定（６２０）し、
前記一次ユーザー端末を介する前記リレー端末との前記通信の許可に応じて、前記一次ユーザー端末を介して、前記二次ユーザー端末のうちの前記別の１つの端末を前記リレー端末に間接的に接続（６２４）し、
前記リレー端末との通信のため、前記一次ユーザー端末及び前記二次ユーザー端末からのデータを融合（５２２）する
ように構成されている、条項２８に記載のシステム。
【０１９７】
条項３０．  前記制御装置は更に、
前記一次ユーザー端末と前記二次ユーザー端末の前記少なくとも１つの無線通信メトリックを評価（６３４）し、
前記一次ユーザー端末と前記二次ユーザー端末のうちの一方を、前記リレー端末と直接通信を行う交換用一次ユーザー端末（１９６）として指定（６３８）し、
前記一次ユーザー端末と前記二次ユーザー端末のうちの他方を、前記交換用一次ユーザー端末と直接通信を行う交換用二次ユーザー端末（１９８）として指定（６３８）し、
前記交換用一次ユーザー端末を前記リレー端末に直接接続（６４０）し、
前記交換用一次ユーザー端末を介して、前記交換用二次ユーザー端末を前記リレー端末に間接的に接続（６４２）する
ように構成されている、条項２９に記載の方法。
【０１９８】
開示されているシステム及び方法の様々な実施形態が示され、説明されたが、当業者は、本明細書を読むことで、変更態様を想起しうる。本願は、こうした変更態様を含み、特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【外国語明細書】
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