(57)【要約】  移動プラットフォームで移動する（かまたは離れた位置にいる）ユーザと地上ベースのセグメントとの間に携帯電話通信リンクを設けるための通信システムおよび方法を提供する。当該システムおよび方法は、移動プラットフォーム上に位置する（かまたは離れた位置にある）無線アクセスセグメントを用いて、ユーザのパーソナル通信装置とインターフェイスで接続する。ベアラターミナルは、オフプラットフォームシステムを介して、無線アクセスセグメントから地上セグメントへの情報の伝達を容易にする。地上セグメントは、地上セグメントおよび移動プラットフォームにアクセスしている（か、または離れた位置にある）１つ以上の携帯電話サービスプロバイダ間における通信リンクを管理する。当該システムは、１つの携帯電話サービスプロバイダのみに対する地上セグメントへのアクセスを制限せず、本質的に任意の数の携帯電話サービスプロバイダが地上セグメントにアクセスし、移動プラットフォーム（離れた位置）に携帯電話リンクを設けることに関与することを可能にする。
2007538460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
いずれかの携帯電話サービスネットワークの受発信可能領域外にいる個体に携帯電話サービスを提供するためのシステムであって、
前記個体のパーソナル携帯電話通信装置との無線通信リンクを確立するよう前記個体に十分に近接して位置し、前記装置との双方向無線通信を容易にするためのアクセスセグメントと、
少なくとも１つの地上ネットワークとインターフェイスで接続するための地上セグメントと、
前記アクセスセグメントと前記地上セグメントとの間で無線信号を中継するための遠隔に配置された構成要素とを含み、
前記地上セグメントは、前記地上ネットワークを用いて携帯電話サービスを前記装置に提供することを可能にする、システム。
【請求項２】
前記アクセスセグメントは、前記装置との無線通信リンクを確立するためのベーストランシーバ局を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記遠隔に配置された構成要素は宇宙ベースのトランスポンダを含み、
前記アクセスセグメントは、前記ベース局トランシーバと通信し前記宇宙ベースのトランスポンダと前記ベーストランシーバ局との間の無線通信を制御するためのベース局コントローラを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記アクセスセグメント近傍に位置しアクセスセグメントと前記地上ネットワークとの間の無線通信を容易にするためのベアラターミナルをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記地上セグメントは前記地上ネットワークへのインターフェイスを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記地上セグメントは、前記地上ネットワークによる前記地上セグメントへのアクセスを制御するための制御サブシステムを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記制御サブシステムは、前記地上ネットワークと前記地上セグメントとの間で伝送される認証および登録情報を制御するための移動交換センタサーバを含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記制御サブシステムは、前記個体のホームネットワークから受取った前記個体に関する情報を一時的に保持するためのビジタ位置レジスタ（ＶＬＲ）を含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記個体は、移動プラットフォーム上に位置するかまたはいずれかの携帯電話プロバイダの前記受発信可能領域から離れた領域に位置し、
前記ＶＬＲは、前記移動プラットフォームまたは前記受発信可能領域から離れた前記領域に関する情報を一時的に保持する、請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
移動プラットフォーム上または受発信可能範囲外の位置にいる乗員のパーソナル通信装置と地上ベースの通信サービスプロバイダとの間に無線通信リンクを提供するためのシステムであって、
前記移動プラットフォーム上に位置し、前記乗員の前記パーソナル通信装置と無線で通信するためのアクセスセグメントと、
前記アクセスセグメントと地上サブシステムとの間の無線通信を容易にするためのオフプラットフォームシステムと、
前記オフプラットフォームシステムを介して前記アクセスセグメントと無線通信する地上セグメントとを含み、前記地上セグメントは、
少なくとも１つの地上ベースの通信サービスプロバイダと通信するためのインターフェイスと、
前記インターフェイスと前記地上ベースの通信サービスプロバイダとの間で伝送される情報に関して、認証機能および登録機能のうちの少なくとも１つを容易にするための、前記インターフェイスと通信する制御サブシステムとを含む、システム。
【請求項１１】
前記移動プラットフォーム上に位置し、前記アクセスセグメントと通信し、前記アクセスセグメントとの通信の制御を少なくとも助けるためのプラットフォームベアラターミナル（ＰＢＴ）をさらに含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記アクセスセグメントは、
前記乗員のパーソナル通信装置に無線周波数（ＲＦ）リンクを提供するためのベーストランシーバ局（ＢＴＳ）を含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記アクセスセグメントは、
前記アクセスセグメントと前記地上セグメントとの間で伝達される無線信号の動作特性を制御するためのベース局制御アプリケーション（ＢＳＣ）を含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記インターフェイスは、前記サービスプロバイダと前記地上セグメントとの間で音声データおよび制御情報をルーティングするための双方向インターフェイスを含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記地上セグメントの前記制御サブシステムは、
前記地上セグメントと前記サービスプロバイダとの間で伝達される登録および認証情報を制御するための移動交換センタ（ＭＳＣ）サーバと、
前記サービスプロバイダによって供給される前記乗員に関する情報と、前記移動プラットフォームまたは前記受発信可能範囲外の位置に関する情報とを一時的に保持するためのビジタ位置レジスタ（ＶＬＲ）とを含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
前記制御サブシステムは、広域ネットワーク接続を介して前記インターフェイスと通信する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１７】
前記インターフェイスと前記オフプラットフォームシステムとの間に置かれ、前記インターフェイスとの間で信号およびデータトラフィックをルーティングするためのターミナルインターフェイスをさらに含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１８】
前記アクセス地上セグメントは、複数の独立したサービスプロバイダと双方向通信する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１９】
前記乗員が彼らの携帯電話サービスプロバイダの受発信可能範囲外にいる間、移動プラットフォーム上の個体に前記個体の携帯電話サービスプロバイダへのアクセスを提供するためのシステムであって、
前記移動プラットフォーム上に位置し、前記個体のパーソナル通信装置との無線通信リンクを確立するためのアクセスセグメントと、
前記アクセスセグメントおよび地上ベースの通信システムとの通信を容易にするための
オフプラットフォームシステムと、
前記アクセスセグメントと双方向通信する地上ベースのサブシステムとを含み、
前記地上ベースのサブシステムは、前記アクセスセグメントと前記個人の携帯電話サービスプロバイダとの間の通信を確立および維持するための制御サブシステムを含む、システム。
【請求項２０】
前記アクセスセグメントは、
前記パーソナル通信装置との無線周波数（ＲＦ）通信を確立するためのベーストランシーバ局と、
前記アクセスセグメントと前記地上ベースのサブシステムとの間の情報の交換を制御するためのコントローラとを含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記コントローラと前記地上ベースのサブシステムとの間の情報の前記交換を容易にするためのターミナルをさらに含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記地上ベースのサブシステムは、前記サービスプロバイダから前記地上ベースのサブシステムへの情報の交換を管理するためのインターフェイスを含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２３】
前記地上ベースのサブシステムは、
前記サービスプロバイダと前記地上ベースのサブシステムとの間の通信を容易にするためのインターフェイスと、
前記インターフェイスと通信し、前記サービスプロバイダから受取られた前記個人に関する情報と前記移動プラットフォームまたは受発信可能範囲外の位置に関する情報とを一時的に保持するためのビジタ位置レジスタ（ＶＬＲ）とを含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２４】
前記地上ベースのサブシステムと前記サービスプロバイダとの間で伝送される情報の認証および登録のうちの少なくとも１つを制御するための移動交換センタ（ＭＳＣ）サーバをさらに含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記オフプラットフォームシステムと前記地上ベースのサブシステムとの間の通信を容易にするためのターミナルインターフェイスをさらに含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２６】
前記ＭＳＣサーバおよび前記ＶＬＲは、前記インターフェイスとの広域ネットワーク接続を介して前記サービスプロバイダと通信する、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２７】
個人の携帯電話サービスネットワークによってカバーされる領域から離れた区域に位置する個人に携帯電話サービスを提供するためのシステムであって、
前記個人のパーソナル携帯電話通信装置との無線通信リンクを確立するよう前記個人に十分に近接して位置し、前記ユーザの前記装置との無線通信を可能にするためのアクセスセグメントと、
少なくとも１つの地上ネットワークとインターフェイスで接続するための地上セグメントと、
前記アクセスセグメントと前記地上セグメントとの間で無線信号を中継するための、前記区域から離れて配置される構成要素とを含み、
前記地上セグメントは、前記個人のリアルタイムの位置に関する情報を受信するための位置レジスタを含む、システム。
【請求項２８】
前記個人は移動プラットフォーム上に位置し、
前記移動プラットフォームは、前記個人に関する位置情報で前記位置レジスタを更新するよう前記位置レジスタにリアルタイムの位置情報を伝送する、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記個人は、前記地上セグメントから離れた領域に位置し、
前記地上セグメントは、前記領域に関連付けられる位置情報生成構成要素からリアルタイムの位置情報を受信するよう適合された位置レジスタを含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
所定の地理的区域内に位置する個人の電子装置との携帯電話接続を提供するためのシステムであって、
電子装置との無線通信リンクを確立するよう前記個人に十分に近接して移動プラットフォーム上に位置するアクセスセグメントと、
少なくとも１つの地上携帯電話プロバイダネットワークとインターフェイスで接続するための地上セグメントと、
アクセスセグメントと地上セグメントとの間で無線信号を中継するための遠隔に配置された無線信号中継構成要素とを含み、これにより、地上セグメントが前記地上携帯電話プロバイダネットワークと前記電子装置との間に携帯電話通信リンクを確立することを可能にする、システム。
【請求項３１】
前記アクセスセグメントおよび前記電子装置はともに移動プラットフォーム上に位置する、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３２】
前記遠隔に配置された無線信号中継構成要素は宇宙ベースのトランスポンダを含む、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
地理的区域内に位置し個人によって用いられる電子装置と、地上ベースの携帯電話サービスプロバイダとの間に携帯電話通信リンクを確立するための方法であって、
前記電子装置近傍に位置するアクセスセグメントを用いて、前記電子装置との無線通信リンクを確立するステップと、
地上セグメントを用いて、前記地上ベースの携帯電話サービスプロバイダとインターフェイスで接続するステップと、
前記地上セグメントと前記アクセスセグメントとの間で無線信号を中継して、前記電子装置と前記地上ベースの携帯電話サービスプロバイダとの間に無線通信リンクを確立するステップと、
前記地上ベースの携帯電話サービスプロバイダと制御局との間で前記個人に関する加入者情報を伝達するステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は、通信システムに関し、より特定的には、移動または遠隔プラットフォーム上の１人以上の乗員と地上局との間に無線通信リンクを設けるための通信システムに関し、当該システムおよび方法は、複数の地上サービスプロバイダへの平等なアクセスを可能にして、サービスプロバイダのうちの１つ以上が乗員のための通信リンクの生成の促進に関与することを可能にする。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
バス、列車、船もしくは航空機などの移動プラットフォームで移動する乗員、または従来の携帯電話キャリアによってカバーされない離れた領域にいる個人に携帯電話サービスを提供することは難題であることが分かっている。これは、携帯電話ネットワークが、周知であり普及しているものの、依然として地理的に定まった区域にサービスを提供しているからである。携帯電話のユーザは、規制により割当てられた世界中の地理的領域内に物理的に位置している間に携帯電話ネットワークに入る。次いで、ユーザの個人的なプロファイル情報が、機能している（ローカルな）キャリアのネットワークにアクセスするためにキャリアのデータベースにおいて検索される。ユーザが物理的にアクセスしているネットワークがユーザ自身の携帯電話サービスプロバイダでない場合、そのネットワークは「外部」ネットワークと称される。
【０００３】
ユーザが外部ネットワークを通じて彼／彼女の携帯電話サービスプロバイダにアクセスしようと試みている場合、外部ネットワークによってカバーされている地理的区域においてユーザに携帯電話サービスを提供するために、ユーザのキャリア（すなわち、ホーム位置レジスタ（ＨＬＲ））とネットワークアクセスプロバイダ（すなわち、ビジタ位置レジスタ（ＶＬＲ））との間のローミング構成が必要となる。すべてのキャリア間にローミング構成は普及しておらず、これらのローミング構成が採用されていない領域においてはユーザにはサービスが与えられない。こうして、遠隔地などのように携帯電話の受発信可能範囲が存在し得ないかまたは受発信可能範囲を得ることができない場合、複数の地理的な携帯電話領域にわたってしばしば高速で移動する移動プラットフォーム（このため、特に現代のジェット機）上で携帯電話の使用を可能にするために、費用効果の高い広域で平等なアクセス方法が必要となる。典型的な携帯電話のローミング構成は、加入者の位置（たとえば、航空機、船、列車などの移動プラットフォームまたは遠隔地）をカバーするための特定の携帯電話インフラストラクチャが適所にない場合、加入者に接続する能力を提供しない。さらに、特定の地理的に認可された動作制約のために大域サービス受発信可能範囲の実現を立証することのできる携帯電話キャリアは１つもない。結果として、移動する加入者（すなわち、バス、船、列車および航空機などで移動する加入者）は外部ネットワークによってカバーされる領域にローミングする前に既存の接続を切る必要があり、さらに新しい外部ネットワークを介して接続を再確立する必要がある。
【０００４】
移動するユーザが携帯電話サービスプロバイダとの接続を維持できるようにするという問題を軽減する１つの試みは、「ピコセル（picocells）」を使用することである。ピコセルは、建物内、さらには建物内の特定の部屋内などの限られた空間に配置されて、乗員が携帯電話および無線計算装置と通信することを可能にしてきた。移動プラットフォーム（航空機、船など）の応用例では、主要な技術的問題は、移動しているかまたは遠隔に位置するピコセルの役に立つことのできるすべての携帯電話サービスプロバイダに平等なア
クセスを与えつつ、十分に低いコストで、移動しているかまたは遠隔に位置するピコセルを地上ベースの携帯電話インフラストラクチャに接続する方法がないことである。単一の携帯電話サービスプロバイダに単に接続することは実行可能な解決策ではないだろう。というのも、その特定の携帯電話キャリアのサービス、またはその特定の携帯電話キャリアとのローミング契約を有するものに加入していない集団の部分を除外することになるからである。このことは、また、除外された残りの携帯電話キャリアにとっては極めて不所望であるだろう。さらに、すべての携帯電話キャリアとローミング関係を確立することは実用的ではない。したがって、移動プラットフォームで移動するかまたは遠隔地にいるエンドユーザにどんなサービスを与えることができるかに基づいてすべての携帯電話サービスプロバイダにアクセスを提供することが大いに望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、移動プラットフォーム上または遠隔地にいる乗員が、ユーザの地上ベースの携帯電話サービスプロバイダで、さらにユーザが外にいる場合には彼／彼女のサービスプロバイダの地理的な受発信可能領域で、さらに外部ネットワークの助けを借りて無線通信リンクを確立する機会を得ることを可能にするシステムおよび方法を提供することが大いに望まれる。このような発明では、移動プラットフォーム上または離れた区域にいるユーザと、ユーザが彼／彼女の携帯電話サービスプロバイダの地理的受発信可能領域外にいる場合の各々のユーザ自身の携帯電話サービスプロバイダとの間に音声およびデータ通信を確立するためにローミング契約に依拠することが不要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の概要
この発明は、移動プラットフォーム上または離れた区域にいる携帯電話ユーザと携帯電話サービスプロバイダとの間に通信を提供するためのシステムおよび方法に向けられており、ユーザがいずれかの携帯電話サービスプロバイダの地理的受発信可能区域外にいる場合、移動プラットフォーム上または離れた区域にいる各ユーザは、彼／彼女自身のサービスプロバイダで、または代替的には、ユーザ自身のサービスプロバイダとのローミング契約を有するサービスプロバイダで、通信リンクを確立することができる。
【０００７】
好ましい一実施例においては、当該システムは、移動プラットフォームに搭載されたアクセスセグメントを含む。当該アクセスセグメントは、移動プラットフォーム上のユーザの携帯電話装置と通信し、宇宙ベースのトランスポンダを介して移動プラットフォームと地上セグメントとの間に無線通信リンクを確立する。地上セグメントは、少なくとも１つの地上ベースの携帯電話サービスプロバイダと、より好ましくは、地理的にさまざまな領域に位置するこのような複数のサービスプロバイダと通信するための地上キャリアインターフェイスを含む。地上インターフェイスは、システムにアクセスする携帯電話サービスプロバイダとの通信リンクを確立しようとする（かまたは確立した）ユーザのための認証および登録機能のうちの少なくとも１つを実行する制御サブシステムと通信する。
【０００８】
好ましい一形態においては、アクセスセグメントは、移動プラットフォームに搭載された移動ベーストランシーバ局を含む無線アクセスセグメントを含む。ベース局制御アプリケーション（ＢＳＣ）はまた、移動プラットフォームに搭載されている。無線アクセスセグメントは、移動プラットフォームとの確立された通信リンクの制御を管理する、移動プラットフォームに搭載されたプラットフォームベアラターミナル（bearer terminal）（ＰＢＴ）と通信する。移動プラットフォームは、宇宙ベースのトランスポンダを介して地上セグメントと通信し、オフプラットフォームベアラターミナル（ＯＢＴ）を含む。ＯＢＴは、移動プラットフォームとの通信リンクの管理に関与する。ＯＢＴは、地上キャリアインターフェイスと、さらに制御サブシステムとも通信する。より特定的には、地上キャ
リアインターフェイスは、制御システムに連結され、広域ネットワークを介して１つ以上の携帯電話サービスプロバイダに連結される。地上キャリアインターフェイスは、本質的には、移動プラットフォームと、地上携帯電話サービスプロバイダまたは当該システムにアクセスするプロバイダとの間に携帯電話サービスのための出口点および入口点として動作する。
【０００９】
制御サブシステムは、好ましい一形態においては、移動交換センタ（ＭＳＣ）サーバと通信するビジタ位置レジスタ（ＶＬＲ）を含む。これらの構成要素はともに、広域ネットワークを介して地上キャリアインターフェイスと通信する。ＶＬＲは、特定の携帯電話ネットワーク上に位置するホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）から検索されたユーザプロファイルの一時的なリポジトリとして機能する。ＭＳＣサーバは、地上キャリアインターフェイスによって所与のＨＬＲとの間で中継されるメッセージを翻訳し、当該メッセージに従って動作することによって登録および認証プロセスを制御する。実際には、ＶＬＲおよびＭＳＣサーバは、プロセスを支援し、移動プラットフォーム上のユーザと、当該システムの地上キャリアインターフェイスにアクセスする携帯電話サービスネットワークとの各々との通信を確立しかつ維持するのに必要な情報を監視するよう動作する。
【００１０】
こうして、この発明のシステムおよび方法は、移動プラットフォーム上のユーザまたはさらには遠隔地にいるユーザが、ユーザの携帯電話サービスプロバイダの代わりに作動するユーザの携帯電話サービスプロバイダまたは外部ネットワークにアクセスすることを可能にする。重要なことには、この発明のシステムおよび方法は、外部ネットワークだけを選択するようにアクセスを区別または制限することはない。代わりに、いずれの携帯電話サービスプロバイダもネットワークにアクセスすることができ、移動プラットフォーム上の各ユーザまたは遠隔地にいる各ユーザに携帯電話サービスを提供することに関与し得る。
【００１１】
この発明は、詳細な説明および添付の図面からより十分に理解されるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
好ましい実施例の詳細な説明
好ましい実施例の以下の説明は、本質的に単に例示的なものであり、この発明、その応用例または用途を限定するよう意図するものではない。
【００１３】
図１を参照すると、移動プラットフォーム１２上のユーザと少なくとも１つの地上セグメント１４1、１４2、１４nとの間に携帯電話通信リンクを確立することを可能にするための、この発明の好ましい実施例に従ったシステム１０が示される。各々の地上セグメント１４は、１つ以上の携帯電話サービスプロバイダ１６と通信する。より特定的には、システム１０は、ユーザが、彼／彼女自身のサービスプロバイダの地理的受発信可能領域またはいずれかの携帯電話サービスプロバイダの受発信可能領域の外にいる場合に、移動プラットフォーム１２で移動するユーザまたは離れた領域にいるユーザが、携帯電話サービスプロバイダ１６のうちの少なくとも１つとの携帯電話通信リンクを確立することを可能にする。この発明の重要な利点は、携帯電話サービスプロバイダがシステム１０と等しいアクセスを有し、当該システム１０が、１つの特定の携帯電話サービスプロバイダとの使用だけに限定されないことである。
【００１４】
システム１０は、移動プラットフォーム１２に搭載された無線アクセスセグメント１８を含む。しかしながら、以下の説明が移動プラットフォーム１２上に位置しているユーザを言及しているが、アクセスセグメント１８が移動プラットフォーム上ではなく遠方の地上の設備に配置されるようにこの発明１０が容易に構築され得ることが即座に認識されるだろう。いずれの実現例においても、この発明は、携帯電話受発信可能領域外にいるユー
ザが、彼ら自身のキャリアまたは外部の携帯電話サービスプロバイダとの携帯電話通信リンクを確立することを可能にする。
【００１５】
さらに図１を参照すると、無線アクセスセグメントは、ユーザのパーソナル通信装置２０と無線周波数通信する。アクセスセグメント１８は、移動プラットフォーム１２上のいかなる特定のユーザのパーソナル通信装置によってもアクセスすることのできる「ピコセル」を移動プラットフォーム１２上に有効に形成する。
【００１６】
無線アクセスセグメント１８は、プラットフォームベアラターミナル（ＰＢＴ）インターフェイス２２およびプラットフォームベアラターミナル（ＰＢＴ）２４と通信する。宇宙ベースのトランスポンダ２６は、ＰＢＴ２４と、各々が１つの地上セグメント１４に関連付けられている１つ以上のオフプラットフォームベアラターミナル２８との間で情報を中継する。各々のＯＢＴ２８は、システム１０にアクセスする携帯電話サービスプロバイダ１６のうちの少なくとも１つとインターフェイスで接続されている関連するゲートウェイインターフェイス３０と通信する。各ゲートウェイ３０はさらに、たとえば広域ネットワーク３４、専用回線網またはインターネットを介して制御サブシステム３２と通信する。制御サブシステム３２は、ビジタ位置レジスタ（ＶＬＲ）３６、および、ＶＬＲ３６と通信する移動交換センタ（ＭＳＣ）サーバ３８を含む。
【００１７】
音声通信と同様に他のデータ通信が所望される場合、ターミナルインターフェイス４０が、音声信号およびトラフィックデータをゲートウェイインターフェイス３０にルーティングするための関連する地上セグメント１４の一部として含まれることとなる。所与の地上セグメント１４の構成要素３０および４０は単一のノードを形成するものとみなされてもよい。したがって、構成要素３０1および４０1はノードＡを形成し、構成要素３０2および４０2はノードＢを形成する、等とみなされてもよい。別個のノードがいくつ形成されてもよいことが認識されるだろう。ノードＡおよびＢは、典型的には、場合によっては数百または数千マイル離れた地理的にさまざまな区域に配置されるだろう。しかしながら、各々は、広域ネットワーク３４を介してコントローラサブシステム３２と通信する。携帯電話サービスネットワーク１６のすべてとコントローラサブシステム３２との間の情報の交換を管理するＭＳＣサーバ３８およびＶＬＲ３６の能力は、地上セグメント１４を形成し得る別個のノードの数に対する制限だけである。
【００１８】
さらに図１を参照すると、携帯電話ネットワークの動作の詳細な説明については、当業者には周知であるので詳細には記載されない。しかしながら、従来の各々の携帯電話ネットワーク１６はそれ自体の公衆移動交換センタ４２、ホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）４４および公衆地上移動ネットワーク（ＰＬＭＮ）４６を含むものとみなされてもよい。ＨＬＲ４４は、その特定の携帯電話サービスプロバイダのネットワークの加入者についての情報を記憶する。
【００１９】
無線アクセスセグメント１８は、上述のとおり、図示される移動プラットフォーム１２ではなく、地理的に離れた場所に設置されてもよい。さらに、移動プラットフォーム１２は航空機として示されているが、この発明１０が、航空機での実現例だけに限定されず、携帯電話サービス接続が所望されるバス、列車、船または他の車両もしくは移動物体上で容易に実現され得ることが認識されるだろう。無線アクセスセグメント１８は、移動ベーストランシーバ局４８、ベース局コントローラ（ＢＳＣ）サーバ５０を含む。地上携帯電話ネットワーク上で標準的に行われることは、複数のＢＴＳ４８の制御専用のネットワークノードにおいてＢＳＣサーバ５０のホストとして動作することである。しかしながら、専用の地上ノードにＢＴＳ４８をバインドすることを防ぎ、制御メッセージのためにオフプラットフォームリンクを使用することを防ぐために、ＢＳＣサーバ５０が、ＢＴＳ４８の近傍において同一場所に配置され得る。これでは、ＢＳＣ５０の位置がより中心的な位
置、場合によっては地上セグメント１４のうちの１つの内部、にくるのが防止されない。これは、ＢＳＣサーバ５０とＢＴＳ４８との間で交換される制御情報が、移動プラットフォーム１２と地上セグメント１４との間のオフプラットフォーム通信リンクにわたって適切に動作するよう適合されている限り、複数のＢＴＳ４８を制御するよう構成され得る。
【００２０】
ＢＴＳ４８は、移動プラットフォーム１２上の各ユーザのパーソナル通信装置２０からの無線周波数（ＲＦ）信号の送受信を管理する。ＢＴＳ４８の伝送力は、それが、移動プラットフォーム１２上、または、アクセスセグメント１８が配置されている遠隔地における所要の区域にアクセスするのに必要な最低限の電力レベルを与えるように自動的に選択され、制御される。その受発信可能範囲がプラットフォームまたは遠隔地の物理的なサイズ（すなわち、地上セルに比べて小さい）に対応しているので、ＢＴＳ４８は本質的にマイクロセル、ピコセルまたはナノセルを規定する。ＢＴＳ４８によってもたらされるＲＦリンクの物理的および論理的特徴は、地上キャリアに適用可能な基準に準拠しており、こうして、ユーザのパーソナル通信装置の基準に準拠することとなる。ＢＴＳ４８は、ＢＴＳ４８とＰＢＴ２４との間のインターネットプロトコルインターフェイス５２を進む信号／制御およびトラフィック（音声およびデータ）を含む情報のストリームを別のコードに変換するよう機能する。
【００２１】
ＢＳＣアプリケーション５０は、ＢＴＳ４８のＲＦ電力レベルの周波数ホッピングおよび制御を管理する。これらの２つの構成要素間にハンドオーバ能力が必要とされないことに留意されたい。ＢＳＣアプリケーション５０によって実行される機能は、地上携帯電話インフラストラクチャの場合と同様に専用のハードウェアにおいて実現され得るか、または、オンプラットフォームサーバ上において他の（関連のない）アプリケーションと共存し得るソフトウェア専用の実現例によって、その特定のサーバがＢＴＳ互換のインターフェイスをサポートする限り、実現され得る。
【００２２】
さらに図１を参照すると、ＰＢＴインターフェイス２２は、携帯電話の音声およびデータに加えて他のサービスが移動プラットフォーム１２上に設けられる場合にのみ必要とされる。ＰＢＴインターフェイス２２は、音声トラフィックレイテンシを確実に最小限にするのに必要とされる優先待ち行列を管理する。ＰＢＴ２４はＰＢＴインターフェイス２２と通信し、さらに、オフプラットフォームベアラ制御に加えて、リンク獲得、アクセスセグメント１８とオフプラットフォーム物理および論理フォーマットとの間の信号の変換を管理する。
【００２３】
各々のＯＢＴ２８は、エラー制御に加えて、リンク獲得、オフプラットフォーム物理および論理フォーマットとその関連する地上セグメント１４のフォーマットとの間における信号の変換を支援することによってオフプラットフォームリンク制御に関与する。各々の地上セグメント１４はまた、無線アクセスセグメント１８と地上携帯電話ネットワーク１６1〜１６nとの間に信号およびトラフィックトランスポートおよびインターフェイスを提供する。
【００２４】
各々のゲートウェイインターフェイス３０は以下の主要な機能を実行する。
・  携帯電話の音声およびデータサービスをサポートする信号（認証およびコール制御）およびトラフィック情報を移送するよう、その関連するＯＢＴ２８とインターフェイスで接続する。
【００２５】
・  認証、コール制御および他のＳＳ７メッセージ（たとえば、ＳＭＳ／ＥＭＳ／ＭＭＳ）（ショート／エンハンスド／マルチメディアメッセージングサービス）を移送するよう、１つ以上の地上携帯電話ネットワークとインターフェイスで接続する。
【００２６】
・  信号パケットを分離し、（必要に応じて）当該パケットをＳＳ７フォーマットに変換し、ＳＭＳ／ＥＭＳ／ＭＭＳサービスを届ける目的で関連するスイッチまたはＳＭＳＣ（ショートメッセージングサービスセンタ）へＳＳ７パケットをルーティングすることによって、信号およびトラフィック情報を処理する。
【００２７】
・  それ自体にアドレス指定されたコール制御メッセージを翻訳し、それに従って動作する。
【００２８】
・  トラフィックパケットを分離し、（必要に応じて）パケットをＰＣＭフォーマットに変換し、（固有のフォーマットのままである地上無線ネットワークへの／からのトラフィックで）地上携帯電話ネットワーク１６の関連するスイッチに繋がるリンクへＰＣＭサンプルを多重伝送する。
【００２９】
・  所与の携帯電話プロバイダ１６のＨＬＲ４４とＭＳＣサーバ３８との間でＳＳ７／ＭＡＰメッセージを中継することによって登録および認証プロセスに関与する。
【００３０】
制御サブシステム３２のＶＬＲ３６は、本質的に、ＭＳＣサーバ３８の制御下で操作しているアクティブなユーザに関する一時的な情報のデータベースとして動作する。ＶＬＲ３６に保持されるデータは、大部分が、ユーザの携帯電話サービスプロバイダ１６のＨＬＲ４４から得られた対応する加入者データのコピーである。ＶＬＲ３６データベースは、好ましくは、ユーザがアクセスしている新しい外部の携帯電話プロバイダ１６でのサービスを可能にするよう、必要な加入者情報だけを受取るよう切捨てられ、この場合、データベース記録は、長期の記録がＶＬＲデータベース３６内に記憶されないようにユーザのホームネットワークＨＬＲ４４の要求によりパージされている。ＶＬＲ３６データベースはまた、プラットフォームＢＴＳ４８の識別子や、移動プラットフォームのために働く特定のゲートウェイ３０の識別子などの移動プラットフォーム関連のデータを記憶する。ＶＬＲ３６はまた、緯度、経度、および、２つ以上の宇宙ベースのトランスポンダがシステム１０において用いられる場合にどの衛星ゲートウェイが移動プラットフォーム１２と交信するか等の、移動プラットフォーム１２からリアルタイムで報告される情報を記憶する。携帯電話通信の当業者に理解されるように、加入者（すなわち、ユーザ）の携帯電話プロバイダ１６の携帯電話ネットワーク内に位置するＨＬＲ４４は、外部ＭＳＣ、たとえばＭＳＣ３８の無線サービス区域に訪問しているその加入者の現在の位置についての情報を記憶し、ユーザが異なるプロバイダネットワークを介してコールを受け得るか否かを示す。
【００３１】
図１においては、宇宙ベースのトランスポンダが地上セグメント１４のうちの１つ以上の地上セグメント１４間に双方向無線通信リンクを提供することが認識されるだろう。当然、複数の衛星ベースのトランスポンダも実現可能であり、システム１０全体の動作についての以下の例示的な説明を単に簡略化するために宇宙ベースのトランスポンダ２６を１つだけ用いる。
【００３２】
各々の地上セグメント１４1、１４2などのＯＢＴ２８1、２８1などは、宇宙ベースのトランスポンダ２６と通信する。各々のゲートウェイ３０1、３０2などは、典型的には、１つ以上の携帯電話サービスプロバイダ１６と通信する。たとえば、携帯電話サービスプロバイダ１６1は、好適な通信方式、たとえば、ＳＳ７通信メッセージングプロトコルによって、または、場合によってはインターネットなどの広域ネットワークを介してゲートウェイ３０1と通信する。１つ以上の付加的なプロバイダ１６1aは、プロバイダ１６1と交信し得るか、または、ゲートウェイ３０1に直接接続され得る。便宜上、プロバイダ１６1aは、ローミング契約によってプロバイダ１６1とリンクされ、このため、プロバイダ１６1を介してゲートウェイ３０1と間接的に通信するものとして示される。こうして、（地上のどこにでもある）広域ネットワーク３４に直接接続可能であるかまたはゲートウェイ３
０1、３０2などのいずれかに直接接続されたプロバイダとのローミング契約を有するいかなる携帯電話プロバイダも、移動プラットフォーム１２で移動するその携帯電話加入者と通信できることが分かるだろう。さらなる例として、プロバイダ１６1Bは、他の１０個の携帯電話プロバイダ（図１に図示せず）とのローミング契約を有し得る。それにもかかわらず、それらの他の１０個の携帯電話プロバイダの各々は、プロバイダ１６1Aと１６1Bとの間のリンクを介してゲートウェイ３０1にアクセスできるだろう。それらの１０個のプロバイダのうちの１つ、たとえば、プロバイダ「Ｘ」自体が６個の他の携帯電話プロバイダとのローミング契約を有していた場合、それらの６個の他の携帯電話プロバイダは、プロバイダＸとプロバイダ１６1Bと１６1Aとの間のリンクを介してゲートウェイ３０1にアクセスできるだろう。こうして、システム１０は、多数のプロバイダに指数関数的にリンクする能力を有する。この特徴は、実質的に任意の数の独立した携帯電話サービスプロバイダを収容し、その加入者と（直接、または異なるプロバイダとのローミング契約を介して）インターフェイスで接続するための手段を各々に提供するための非常に柔軟な構成を提供する。唯一の主な制限は、移動プラットフォーム１２が少なくとも１つのゲートウェイ３０と通信することである。現在のところ、ゲートウェイ３０は、日本の茨城県、コロラド州（Colorado）のリトルトン（Littleton）、スイス（Switzerland）のロイク（Leuk）およびロシア（Russia）のモスクワ（Moscow）において確立されている。しかしながら、システム１０が、多かれ少なかれ複数のゲートウェイで、さらに地理的にさまざまな位置で実現可能であることが認識されるだろう。
【００３３】
ここで図２を参照すると、この発明のシステム１０によって実行されて無線通信リンクを認証するステップが説明される。初めに、ステップ６０に示されるように、ユーザは、彼らのパーソナル通信装置２０の電源をオンにする。通信装置２０は認証要求メッセージを発行する。移動ＢＴＳ４８は、ステップ６２に示されるように、この認証要求をＭＳＣサーバ３８に中継する。ＭＳＣサーバ３８は、認証要求に含まれる情報を用いて、ステップ６４に示されるように、パーソナル通信装置２０が現在ＶＬＲ３６に登録されているかどうか判断するようＶＬＲ３６に問合せる。装置２０が登録されていなければ、ＭＳＣサーバ３８は、ステップ６６に示されるように、認証要求メッセージにおけるＩＭＳＩ（国際携帯電話加入者識別番号）から装置２０に関連付けられるホームネットワーク（すなわち、ホームプロバイダ）を識別し、ホームネットワークのＨＬＲ（たとえば、ネットワーク１６2のＨＬＲ４４）に問合せる。ＳＳ７／ＭＡＰプロトコルメッセージはこの目的で用いられる。代替的には、ＳＳ７オーバＩＰプロトコルメッセージが用いられてもよい。この方策が地上携帯電話ネットワークとともに普及しているので、ＳＳ７メッセージが好まれる。
【００３４】
さらに図２を参照すると、ＭＳＣサーバ３８が、ステップ６８に示されるように、ユーザのホームプロバイダネットワーク１６2のＨＬＲ４４から認証応答を受信する。ＭＳＣサーバ３８は、次いで、ステップ７０に示されるように、認証応答をＢＳＣ制御アプリケーション５０に中継する。ＭＳＣサーバ３８はまた、ステップ７２に示されるように、ＶＬＲデータベースへのエントリを生成する。次いで、ＢＳＣ制御アプリケーション５０は、ステップ７４に示されるように、オンプラットフォーム１８ネットワークへのアクセスを許可または拒否する。
【００３５】
図３を参照すると、アウトバウントコール（すなわち、パーソナル通信装置２０のユーザによって開始されるコール）の実行に伴うステップが説明される。まず、パーソナル通信装置２０は、ステップ７６に示されるように、コール要求を移動ＢＴＳ４８に送信する。ＢＳＣ制御アプリケーション５０は、ステップ７８に示されるように、装置２０の認証状態を確認し、装置２０に送り返された「コール続行」メッセージで応答する。次いで、ＢＳＣ制御アプリケーション５０は、ステップ８０に図示のとおり、コールセットアップ要求を少なくとも１つのゲートウェイインターフェイス３０に中継する。ゲートウェイイ
ンターフェイス３０は、ステップ８２に示されるように、この要求を公衆ＭＳＣ４２に中継する。公衆ＭＳＣ４２は、ステップ８４に示されるように、コールされた番号への接続を確立する。公衆ＭＳＣ４２は、ステップ８６に示されるように、ゲートウェイインターフェイス３０を介してユーザの装置２０に警告メッセージを中継する。コールされた番号がオフフックになると、公衆ＭＳＣ４２は、ステップ８８に示されるように、ゲートウェイインターフェイス３０を介して「接続」メッセージをパーソナル装置２０に中継する。次いで、パーソナル通信装置２０が、ステップ９０に示されるように、応答メッセージを公衆ＭＳＣ４２に送信することによってコールセットアップの完了を確認する。
【００３６】
ここで図４を参照すると、地上セグメント１４からパーソナル通信装置２０への典型的なインバウンドコールセットアップが説明される。まず、ステップ９２に示されるように、外部の（すなわち、地上ベースの、または、異なる移動プラットフォーム上に位置する）装置を用いて、ユーザのパーソナル通信装置２０の番号にダイヤルし、ユーザのホームＭＳＣ４２と交信する。ユーザ（すなわち、加入者）のホームＭＳＣ４２は、ステップ９４に示されるように、ホームネットワークのＨＬＲ４４における携帯電話番号を検索し、装置２０がシステム１０の地上セグメント１４上で現在ローミングしていると判断する。次いで、ユーザのホームネットワークの公衆ＭＳＣ４２が、ステップ９６に示されるように、「コールセットアップ」要求をＭＳＣサーバ３８に転送する。ＭＳＣサーバ３８は、ステップ９８に示されるように、ＶＬＲ３６におけるコールされた番号を検索し、適切に機能するゲートウェイインターフェイス（３０1、３０2など）識別および移動ＢＴＳ識別を判定する。インターフェイス３０のＩＰアドレスおよびＢＴＳ４８のＩＰアドレスが用いられる。次いで、ＭＳＣサーバ３８は、ステップ１００に示されるように、適切なゲートウェイインターフェイス３０を介して移動プラットフォーム１２上のＢＴＳ４８に「コールセットアップ」要求を転送する。移動ＢＴＳ４８は、ステップ１０２に示されるように、パーソナル通信装置２０に「ページ」要求を送信する。移動ＢＴＳ４８および装置２０は、ステップ１０４に示されるように、標準的な周知の携帯電話プロトコルのやり方に従って通信リンクを確立する。次いで、移動ＢＴＳ４８は、ステップ１０６に示されるように、「セットアップ」要求をパーソナル通信装置２０に送信する。移動装置２０は、ステップ１０８に示されるように、「警告」メッセージをＢＴＳ４８に送り返すことによってセットアップ要求を確認する。移動装置２０は、ステップ１１０に示されるように、オフフックになると、「接続」メッセージをＢＴＳ４８に送信する。ステップ１１２に示されるように、パーソナル通信装置２０のユーザと起呼側との間の会話が後に続く。
【００３７】
こうして、この発明のシステムおよび方法が、移動プラットフォーム上のユーザ、または、自分の携帯電話サービスプロバイダの受発信可能領域外の遠隔地に位置する各ユーザの各パーソナル通信装置との携帯電話通信リンクを確立することのできる手段を形成する。重要なことには、当該システムは、１つだけの携帯電話サービスプロバイダへのアクセスを制限せず、実用的な任意の数の携帯電話サービスプロバイダが、移動プラットフォーム上のユーザまたは遠隔地にいる人へのサービスの提供に関与することを可能にする。この発明のシステムおよび方法はさらに音声情報に限定されず、この発明の地上ネットワーク１６1〜１６nによってサポートされる地上通信員とユーザのパーソナル通信装置２０と間のデータの伝送の処理を容易に可能にする。
【００３８】
さまざまな好ましい実施例を説明してきたが、当業者は、この発明の概念から逸脱することなく作成され得る変形例および変更例を認識するだろう。これらの例はこの発明を例示するが、これを限定するよう意図されない。したがって、説明および特許請求の範囲は、関連する先行技術を考慮して必要とされるように限定されるだけで、自由に解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の好ましい実施例を示すブロック図である。
【図２】移動プラットフォーム上のユーザに関する情報の認証の際に実行されるステップを示すフローチャートである。
【図３】移動プラットフォームからのアウトバウンドコールの生成に伴うステップを示すフローチャートである。
【図４】移動プラットフォームへの入電の生成に伴うステップを示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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