(57)【要約】  電力をビークルに供給するために利用される３相電力線経由でビークルに伝送するデータレートを最適化することにより情報を供給する方法及びシステムが記載される。前記方法は、キャリア信号を３つの個別の周波数帯域で生成することと、３つの伝送信号を生成するために、３つのキャリア信号に載せるように種々のデータを変調することと、前記３つの伝送信号を前記３相電力線のそれぞれの導体に伝送するように切り替えることと、前記種々のデータを前記ビークル内で復調することと、そして前記種々のデータを１つまたは複数のビークルシステムに供給することと、を含む。前記３つの伝送信号は、前記３つの周波数帯域が制御されて前記伝送データレートを最適化するように動的に監視される。
2014521239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力をビークルに供給するために利用される３相電力線経由でビークルに伝送するデータレートを最適化することにより情報を供給する方法であって、前記方法は：
キャリア信号を３つの個別の周波数帯域で生成することと、
３つの伝送信号を生成するために、３つのキャリア信号に載せるように種々のデータを変調することと、
前記３つの伝送信号を前記３相電力線のそれぞれの導体に伝送するように切り替えることと、
前記種々のデータを前記ビークル内で復調することと、
前記種々のデータを１つまたは複数ののビークルシステムに供給することと
を含む、方法。
【請求項２】
キャリア信号を３つの個別の周波数帯域で生成することは：
第１キャリア信号を第１周波数範囲に収まるように生成することと、
第２キャリア信号を第２周波数範囲に収まるように生成することと、
第３キャリア信号を第３周波数範囲に収まるように生成することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
キャリア信号を３つの個別の周波数で生成することは：
第１キャリア信号を約２ＭＨｚ〜約３０ＭＨｚの範囲に収まるように生成することと、
第２キャリア信号を約３０ＭＨｚ〜約５５ＭＨｚの範囲に収まるように生成することと、
第３キャリア信号を約５５ＭＨｚ〜約８０ＭＨｚの範囲に収まるように生成することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
キャリア信号を３つの個別の周波数帯域で生成することは、前記３相電力線の前記それぞれの導体にわたってデータ伝送レートを上げるために、前記キャリア信号群の周波数を動的に選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
キャリア信号を３つの個別の周波数帯域で生成することは、前記３相電力線の前記それぞれの導体の間の相互連結を低減させるために、前記キャリア信号群の周波数を動的に選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記３相電力線の前記それぞれの導体にわたってデータレートの監視およびトレンド把握を行なうことを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記３相電力線の前記それぞれの導体にわたってデータレートの監視およびトレンド把握を行なうことは、伝送データレートが、ユーザが選択する、または統計的結果から決定される最適データレートに収まっていたかどうかを判断することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記３つのキャリア信号に載せるように種々のデータを変調することは、前記種々のデータを３つのデータメッセージ集合に分割することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
キャリア信号を３つの個別の周波数帯域で生成することは：
伝送に、単一の導体で達成することができるよりも高いスループットが必要であるかどうかを判断することと、
前記伝送に、より高いスループットが必要ではない場合に、所定の時間長さだけ遅延させ、そして続いて、前記伝送を単一の導体経由で開始することと、
前記伝送に、より高いスループットが必要である場合に、前記３相電力線のうちの少なくとも１つの更に別の導体を前記伝送に追加し、そして続いて、前記伝送を複数導体経由で開始することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
続いて、前記伝送を前記複数導体経由で開始することは：
前記伝送に、２つの導体で達成することができるよりも高いスループットが必要であるかどうかを判断することと、
前記伝送に、より高いスループットが必要ではない場合に、所定の時間長さだけ遅延させ、そして続いて、前記伝送を前記２つの導体経由で開始することと、
前記伝送に、より高いスループットが必要である場合に、前記３相電力線のうちの更に別の導体を前記伝送に追加し、そして続いて、前記伝送を前記それぞれの導体経由で開始することと
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記伝送を前記単一の導体経由で開始することは、前記３相電力線の電力負荷容量及びノイズ容量のうちの少なくとも１つを求めるために、パルスを前記電力線の未使用の導体に印加することを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
それぞれの各相に接続される導体を備える３相電力線を含む伝送媒体と、
コントローラであって、該コントローラが：
複数のキャリア周波数を生成し、
前記伝送媒体で伝送されるデータを複数の個別データパッケージに分離し、そして
前記複数の個別データパッケージを、前記複数のキャリア周波数のうちの該当する１つのキャリア周波数で変調するように動作する、前記コントローラと、
複数の変調データパッケージを複数の伝送導体に連結する電気インターフェースと
を備える、データ通信システム。
【請求項１３】
前記複数の変調データパッケージを前記複数の導体から伝送後に切り離して、前記複数の個別データパッケージを再生する第２電気インターフェースと、
前記個別データパッケージ群を検出する受信機と
を更に備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
更に、前記個別データパッケージ群を組み合わせて１つの信号とする処理装置を備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記コントローラは、前記伝送媒体にわたってデータレートの監視およびトレンド把握を行なうように動作する、請求項１２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は概して、データ通信方法及びシステムに関するものであり、更に詳細には、３相給電システムを介して通信を行なう際のデータ伝送レートを上げる方法及びシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
民間航空機のようなビークル、及び当該ビークルに搭載される種々のシステムは、相当量のデータを生成し、そして消費する。例えば、エンジンは全ての操縦段階で監視され、それによって、多量のデータが生成される。このようなエンジン監視データは、例えばこれらには限定されないが、圧縮比、回転速度（ＲＰＭ）、温度、及び振動データを含む。更に、燃料関連データ、メンテナンス情報、航空機健全性モニタリング（ＡＨＭ）情報、操縦情報、機内食データ、免税ショッピングのような機内娯楽システム（ＩＦＥ）更新データ／乗客データは、日常的に、かつ普通に航空機内で生成される。
【０００３】
これらのシステムのうちの少なくとも幾つかのシステムは、地上システムと航空機内中央サーバ及び中央トランシーバを介して無線接続することによりデータ送信及び受信を行なう。しかしながら、特定のシステムは、データを無線伝送するように構成されていない。
【０００４】
従って、航空機がゲートに到着すると、データの殆どは、航空機から手動でダウンロードされる。詳細には、データ記録装置を、航空機に搭載されるインターフェースに手動で接続し、そしてデータを種々のデータ生成装置またはログブックから回収して、バックオフィスに転送し、そしてバックオフィスで処理する。更に、バックオフィス機能で更新データセット、例えば航空機の次のフライト（群）に関連するデータを航空機に送信する。
【０００５】
更に別の通信チャネル及びデータ伝送に対する要求から、このような通信に関わる変化が急激に生じている。このような益々強まる要求は、例えば地上システムが航空機からのデータに依存する状況が増えているだけでなく、飛行乗組員、客室乗務員、及び乗客による通信要求が増えていることから生じている。更に、広範囲に及ぶ航空機運航作業及び業務作業を支援するためにデータを生成し、そして消費するアプリケーションの数が増えるだけでなくデータの多様化が進むと、通信に対する要求が益々大きくなる。
【０００６】
民間航空機に地上で給電するために使用される電気エネルギー源は、１１５Ｖａｃ、４００Ｈｚの３相電力であり、そしてニュートラルラインを含む。上に言及したデータの少なくとも一部をこれらの電力線経由で伝送することが可能となっている。１つのこのようなシステムでは、最大約６５Ｍｂｐｓのデータ伝送レートを３相システムの１相（導体）で実現している。データを３相システムの全ての３つの導体を介して伝送すると、データレートを３倍にすることができる。しかしながら、世界中のフライトラインに使用されるこれらの“ｐｏｗｅｒ  ｓｔｉｎｇｅｒｓ（パワースティンガー）”は普通、無遮蔽導体を使用して製造される。データを全ての３つの導体を介して、このようなアプリケーションに有用であると考えられるデータレートで伝送しようとすると、ノイズ連結が３相システムのこれらの導体の間に生じる。更に詳細には、４００Ｈｚの地上の給電システムの３相の間で信号及びノイズの誘導連結及び容量連結が生じてデータレートが低下すると、電力線ブロードバンド（ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｏｖｅｒ  ｐｏｗｅｒ  ｌｉｎｅ：ＢＰＬ）通信システムのデータレートに悪影響を及ぼす。
【発明の概要】
【０００７】
１つの態様では、電力をビークルに供給するために利用される３相電力線経由でビークルに伝送するデータレートを最適化することにより情報を供給する方法が提供される。前記方法は、キャリア信号を３つの個別の周波数帯域で生成することと、３つの伝送信号を生成するために、３つのキャリア信号に載せるように種々のデータを変調することと、前記３つの伝送信号を前記３相電力線のそれぞれの導体に伝送するように切り替えることと、前記種々のデータを前記ビークル内で復調することと、そして前記種々のデータを１つまたは複数のビークルシステムに供給することとを含む。
【０００８】
別の態様では、データ通信システムが提供され、該データ通信システムは、それぞれの各相に接続される導体を備える３相電力線を含む伝送媒体と、コントローラと、そして変調データパッケージ群を複数の伝送導体に連結する電気インターフェースと、を含む。前記コントローラは、複数のキャリア周波数を生成し、前記伝送媒体にわたって伝送するデータを複数の個別データパッケージに分離し、そして前記複数の個別データパッケージを、前記キャリア周波数群のうちの該当する１つのキャリア周波数で変調するように動作する。
【０００９】
更に別の態様では、ブロードバンド信号を３相電力線経由で伝送するシステムが提供される。前記システムは、３相給電システムと、そして複数の導体を備える３相電力線と、を含み、前記電力線は、前記３相給電システムで生成した３相電力を負荷に前記導体群を介して伝送するように動作する。前記システムは更に、データソースと、該データソースに通信可能に接続され、かつ前記データソースから受信するデータを構成してデータパッケージ群として、前記３相電力線に沿って伝送するようにプログラムされるコントローラと、変調信号ソースと、を含む。前記コントローラは更に、変調周波数範囲を各導体に、異なる周波数範囲が導体群の各導体に対応するように関連付けるように構成することができ、そして変調装置（例えば、処理装置）は、前記導体群のうちの１つまたは複数の導体で前記コントローラから送信されるデータパッケージ群を、前記導体に関連する変調信号を利用して変調するように動作する。前記コントローラをプログラムして、前記変調用データパッケージ群を、前記導体群のうちの特定の１つの導体に、前記３相電力線に関連するデータレートに基づいて割り当てる。
【００１０】
更に別の態様では、ブロードバンド信号を３相電力線経由で伝送するシステムが提供され、前記システムは：３相給電システムと；複数の導体を備える３相電力線であって、前記電力線が、前記３相給電システムで生成した３相電力を負荷に前記導体群を介して伝送するように動作する、前記３相電力線と；データソースと；前記データソースに通信可能に接続され、かつ前記データソースから受信するデータを構成してデータパッケージ群として、前記３相電力線に沿って伝送するようにプログラムされるコントローラと；変調信号ソースであって、前記コントローラが更に、変調周波数範囲を各前記導体に、異なる変調周波数範囲が導体群の各導体に対応するように関連付ける、前記変調信号ソースと；そして変調装置と、を備え、前記変調装置は、前記導体群のうちの１つまたは複数の導体で前記コントローラから送信されるデータパッケージ群を、前記導体に関連する前記変調信号を利用して変調するように動作し、前記コントローラをプログラムして、前記変調用データパッケージ群を、前記導体群のうちの特定の１つの導体に、前記３相電力線に関連するデータレートに基づいて割り当てる。前記システムの前記コントローラをプログラムして、特定のデータパッケージの伝送に、前記導体群のうちの１つの導体経由で達成することができるよりも高いスループットが必要であるかどうかを判断することができ；前記伝送に、より高いスループットが必要ではない場合に、前記伝送を所定の時間長さだけ遅延させ、そして続いて、前記伝送を前記導体群のうちの前記１つの導体経由で開始し；そして前記伝送に、より高いスループットが必要である場合に、前記３相電力線の前記導体群のうちの少なくとも１つの更に別の導体を前記伝送に追加し、そして続いて、前記伝送を、前記データパッケージを分離して複数のデータパッケージとし、そして前記導体群に載せるように前記分離データパッケージを変調することにより開始する。有利な点として、前記導体は：前記導体群のうちの１つまたは複数の導体にわたる伝送データレートが最適データレートに収まらなかったかどうかを判断し；そして前記導体群のうちの少なくとも１つの導体に関連する少なくとも１つの変調周波数範囲を調整するように動作することができる。前記システムは更に、変調信号を前記導体群から切り離し、そして任意の分離データパッケージ群を組み合わせて１つのデータ信号とするように動作する受信機を備えることができる。
【００１１】
説明してきた特徴、機能、及び利点は、種々の実施形態において個別に実現することができる、または更に他の実施形態において組み合わせることができ、これらの実施形態に関する更なる詳細は、次の説明、及び以下の図面を参照することにより理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、電力及びデジタル通信伝送システムのブロック図である。
【図２】図２は、電力及びデジタル通信伝送システム内の動的周波数選択を示すブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａは、電力線ブロードバンドデータ伝送プロセスを示すフローチャートである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、電力線ブロードバンドデータ伝送プロセスを示すフローチャートである。
【図３Ｃ】図３Ｃは、電力線ブロードバンドデータ伝送プロセスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
記載される実施形態は、電力線ブロードバンドシステム（ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｏｖｅｒ  ｐｏｗｅｒ  ｌｉｎｅ  ｓｙｓｔｅｍ）の３つの導体の間の可変キャリア周波数の分離に関するものである。可変変調周波数を分離することによって、３つの導体の相互連結に関して本明細書に記載される問題を解決することができ、そして現在のＢＰＬシステムと比較して３倍になるデータレートに対応したフィルタリング及び信号分離が可能になる。
【００１４】
更に詳細には、記載される実施形態では、周波数分離を利用して、信号対雑音比を、より広い範囲の周波数帯域域で向上させる。異なる相に関する動的な周波数選択を、給電システムの異なるセクションに沿って利用して、当該システムの物理的近傍に位置する他のシステムとの相互干渉を起こすことなく、または他のシステムと干渉することなく利用することができる電力容量を最適化する。
【００１５】
図１は、本開示の例示的な実施形態による電力線搬送デジタル通信伝送システム（ｐｏｗｅｒ  ａｎｄ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）１００のブロック図である。例示的な実施形態では、電力線搬送デジタル通信伝送システム１００は航空機の電気アンビリカル１０２を含み、このアンビリカル１０２は、供給側１０４と、プラグ側１０６と、そして供給側１０４とプラグ側１０６との間に延設される電気導体１０８と、を備えている。プラグ側１０６は、航空機１１０のようなビークルと雌雄嵌合することにより、電力が航空機１１０に電気導体１０８を通って供給側１０４から供給されるように構成される。例示的な実施形態では、供給側１０４は、空港ターミナルゲート１１４の地上給電システム１１２に接続される。地上給電システム１１２は、電力を電源から電源導体１１５を介して受電するように構成される。他の実施形態では、地上給電システム１１２は、桟橋に設けられて、ボート、はしけ、または船舶（図示せず）に接続される。更に他の実施形態では、地上給電システム１１２は、修理工場または整備施設に配置され、そして車輪走行ビークル、例えばこれらには限定されないが、自動車、レクリエーション用車両（ＲＶ）または列車に接続される。更に、地上給電システム１１２は、宇宙船、海中ビークルまたは海上ビークルのような別のビークルを備えることができ、この場合、一方または両方のビークルが、互いに対して、そして／またはこれらのビークルを取り囲む物に対して、アンビリカル１０２を介して接続された状態で移動している。
【００１６】
電力線搬送デジタル通信伝送システム１００は更に、供給側１０４に電気的に接続される第１インターフェース装置１１６を含む。例示的な実施形態では、インターフェース装置１１６は供給側１０４に、電源導体１１５及び地上給電システム１１２を介して電気的に接続される。別の実施形態では、インターフェース装置１１６は供給側１０４に、地上給電システム１１２の下流で電気的に接続される。１つの実施形態では、地上給電システム１１２は、航空機１１０に適合した電圧で動作する分散型給電システムである。このような実施形態では、使用地点給電システム１１７を利用して電圧を、航空機１１０に適合した電圧値に段階的に変化させる。更に別の実施形態では、インターフェース装置１１６は、地上給電システム１１２の内部の電気導体１０８に電気的に接続される。インターフェース装置１１６は更に、ネットワーク１１８に有線ネットワークアクセスポイント１２０または無線通信リンク１２２を介して接続される。
【００１７】
電力線搬送デジタル通信伝送システム１００は更に、アンビリカル１０２が航空機１１０に接続されるとプラグ側１０６に電気的に接続される第２インターフェース装置１２４を含む。例示的な実施形態では、インターフェース装置１２４はオンボード給電バス１２５に、プラグ側１０６を介して、かつ航空機１１０の胴体１２８を貫通するアンビリカルプラグ１２６を経由して電気的に接続される。インターフェース装置１２４は更に、オンボードネットワーク１２９に、オンボード有線ネットワークアクセスポイント１３０またはオンボード無線通信リンク１３２を介して接続される。
【００１８】
第１インターフェース装置１１６は、データキャリア信号を、電気導体１０８を介して、電力が航空機１１０に電気導体１０８を介して供給されている状態で送受信するように構成される。第１インターフェース装置１１６は更に、これらのデータキャリア信号を、ネットワークの所定のデータ形式から変換し、そして所定のデータ形式に変換するように構成される。第２インターフェース装置１２４は、プラグ側１０６に、アンビリカル１０２が航空機１１０に接続されると電気的に接続される。第２インターフェース装置１２４（例えば、受信機及び送信機、オンボードトランシーバ）は、データキャリア信号を、第１インターフェース装置１１６とオンボードネットワーク１２９との間で、電力が航空機１１０に電気導体１０８を介して供給されている状態で送受信するように構成される。例示的な実施形態では、第１インターフェース装置１１６及び第２インターフェース装置１２４の各インターフェース装置は、電気導体を介して確立される通信リンクを検出し、そして当該リンクをシステム１００に報告するように構成される。インターフェースユニット１１６及び１２４は、これらには限定されないが、配線規模、遮蔽性、長さ、電圧、負荷、周波数、及び接地方法を含むアンビリカル１０２の特性に電気的に整合する。
【００１９】
例示的な実施形態では、所定のデータ形式は、これらには限定されないが、インターネットネットワークプロトコル、ゲートリンクネットワークプロトコル、航空通信ネットワーク（Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＡＴＮ）プロトコル、及び航空機通信応答データ通信システム（Ａｉｒｃｒａｆｔ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ  ａｎｄ  Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＡＣＡＲＳ）ネットワークプロトコルを含む種々のネットワークプロトコルに適合する。
【００２０】
例示的な実施形態では、空港ターミナルゲートのような整備位置に駐機している状態の航空機１１０への高速ネットワークサービスは、航空機地上給電アンビリカルの導体を介して、例えばこれらには限定されないが、電力線ブロードバンド（ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｏｖｅｒ  ｐｏｗｅｒ  ｌｉｎｅ：ＢＰＬ）、Ｘ１０、または同様のテクノロジーを利用して提供される。このテクノロジーを利用すると、空港及び航空機は、簡単なインターフェースを航空機用のアンビリカルにゲートで付加することができ、そして航空機製造業者は、整合インターフェースを航空機内に設けることにより、アンビリカルの航空機給電リンクを介した航空機へのブロードバンドインターネットサービスを提供することができる。
【００２１】
電力線ブロードバンド（ＢＰＬ）は、インターネットデータを電力線経由で伝送することができるテクノロジーである。（ＢＰＬは、Ｐｏｗｅｒ−ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（電力線搬送通信）またはＰＬＣと表記される場合がある）。インターネットからのデジタル信号を含む変調無線周波数信号は、例えば誘導連結または容量連結を利用して、電力線に注入される／載せる／電力線に変調して載せる。これらの無線周波数信号は電力線導体に、１つまたは複数の特定の地点で注入される。これらの無線周波数信号は、電力線導体に沿って伝搬して使用地点に達する。実施されるとしても、ＢＰＬ（電力線ブロードバンド）伝送を可能にするためのアンビリカルに対する変更は殆ど必要ではない。周波数分離がアンビリカル内で行なわれると、ＢＰＬ信号と他のワイヤレスサービスとの間のクロストーク及び／又は干渉をほぼ最小限に抑えることができる。ＢＰＬにより、航空機へのインターネット及びデータネットワークサービスをワイヤレス通信方法よりも高速に、かつ高い信頼度で提供することができる。ＢＰＬを利用するとまた、更に別の個別ケーブルを航空機１１０に接続する必要が無くなるが、その理由は、ＢＰＬ（電力線ブロードバンド）では、航空機への給電、及びインターネット／データサービスを同じ配線を経由して組み合わせることができるからである。システム１００は、例えば約２．０ＭＨｚ〜約８０．０ＭＨｚの周波数を使用するか、またはアンビリカル１０２の特性及び遮蔽性、及び当該特定の環境における許容ＲＦＩ／ＥＭＩレベルによって規定され、かつ調整される厳密な周波数範囲の使用と同様のＸ１０（機器間通信に関する国際オープン工業規格）範囲を使用する。
【００２２】
１つの実施形態では、対称（上りと下りが同じ速度（対称））の高速ブロードバンドＢＰＬをアンビリカル１０２に使用して、航空機１１０に用いられる通信速度で、１秒当たり数十メガバイトまたは数百メガバイトのレート（Ｍｂｐｓ）で送信を行なう。ＢＰＬリンクは、航空機１１０の１機だけに専用であり、そしてワイヤレスのように共有されるということがないので、実際のスループットは、同じ環境ではワイヤレススループットの２〜１０倍にもなる。更に、当該スループットは、空港環境では安定であり、かつ信頼性が高いのに対し、既存のワイヤレスゲートリンクサービス（ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｇａｔｅｌｉｎｋ  ｓｅｒｖｉｃｅｓ）は、各空港におけるＲＦ干渉量及び混雑状態に応じて変化する。
【００２３】
しかしながら、上に説明したように、このようなシステムは、例えばクロストークが３相電気導体１０８の導体間に生じることによって３相システムの１相（導体）でのデータ伝送に限定される。更に詳細には、電気導体１０８内を束になって延び、かつｔｈｒｅｅ−ｐｈａｓｅ  ｓｔｉｎｇｅｒ（３相スティンガー）と表記される場合がある３本の配線の各配線は、これらの配線と平行に延びる他の導体からのＲＦエネルギーの影響を受け易い。この相互ノイズによって、ノイズフロアが大きくなり、信号対雑音比が低くなるので、データレートが低下する。この相互ノイズカップリングは、電力線ブロードバンド通信（ＢＰＬ）システムのデータレートに悪影響を及ぼす。
【００２４】
以下の節では、周波数分離を利用して、信号対雑音比を、より広い範囲の周波数帯域で向上させる手法について説明する。詳細には、動的周波数選択を各導体（例えば、３相システムの各異なる相）に、かつ給電システムの異なるセクションに沿って適用して、システムの物理的近傍に位置する他のシステムとの相互干渉を起こすことなく、または他のシステムと干渉することなく利用することができる電力容量を最適化する。
【００２５】
詳細には、図２は、動的周波数選択を示すブロック図２００である。３つの導体２０２，２０４，及び２０６は、電力及びデータを航空機１１０に供給するものとして上に説明した電気導体１０８の３つの導体を表わしている。コントローラ２１０は、データ２１２をデータソース２１４から受信して、航空機１１０に導体２０２，２０４，及び２０６を介して伝送する。当該コントローラをプログラムして、当該データを３つのデータメッセージ集合に分割し、これらのデータメッセージ集合は、データ１（２２０）、データ２（２２２）、及びデータ３（２２４）として表わされる。３つの個別の周波数発生装置２３０，２３２，及び２３４は動作について、この場合も同じくコントローラ２１０によって制御され、そしてデータ１（２２０）、データ２（２２２）、及びデータ３（２２４）に対応する。データ１（２２０）は、周波数発生装置２３０の出力２４０で、変調器２４２によって変調されて、データ伝送メッセージを生成する。次に、変調器２４２の出力２４４が更に、地上給電システム１１２からの３相電力の１相２４６で変調器２４８によって変調されて、電力線経由の第１データ伝送信号２０２を生成することにより、航空機に電気導体１０８を介して伝送する。
【００２６】
同様に、データ２（２２２）は、周波数発生装置２３２の出力２５０で、変調器２５２によって変調されて、データ伝送メッセージを生成する。次に、変調器２５２の出力２５４が更に、地上給電システム１１２からの３相電力の１相２５６で変調器２５８によって変調されて、電力線経由の第２データ伝送信号２０４を生成することにより、航空機に電気導体１０８を介して伝送する。同様に、データ３（２２４）は、周波数発生装置２３４の出力２６０で、変調器２６２によって変調されて、データ伝送メッセージを生成する。次に、変調器２６２の出力２６４が更に、地上給電システム１１２からの３相電力の１相２６６で変調器２６８によって変調されて、電力線経由の第３データ伝送信号２０６を生成することにより、航空機に電気導体１０８を介して伝送する。
【００２７】
上に説明した問題を解決するために、周波数発生装置２３０，２３２，２３４の各周波数発生装置は、異なる周波数スペクトルで動作する。更に、コントローラ２１０をプログラムして、３つの個別データ伝送ユニットに関連するデータレートを決定し、そして３つの周波数発生装置２３０，２３２，２３４が生成するキャリア周波数を動的に調整して、３相給電システムの全ての３相に対応する導体が、データ伝送を、周波数分離を管理した状態で行なうために使用可能となるようにする。
【００２８】
記載の実施形態では、航空機システムに干渉しないキャリア周波数は、航空機１１０の近傍の地面よりも上方の領域で利用される。このようにして、記載のシステム形態を、航空機環境に適合することに集中して管理することにより、アビオニクスシステム及び通信を混乱させるのを防止する。最大８０ＭＨｚまでのキャリア周波数が記載の実施形態のＢＰＬに利用され、これらのキャリア周波数は、重要な航空機利用周波数から周波数分離され、そしてこれらのキャリア周波数によって、より多くのエネルギーを利用することができ、かつデータレートがより高くなる。特定の実施形態では、周波数発生装置２３０は、約２ＭＨｚ〜約３０ＭＨｚの範囲のキャリア周波数（例えば、単一信号、単一データ信号）を供給するように構成され、周波数発生装置２３２は、約３０ＭＨｚ〜約５５ＭＨｚの範囲のキャリア周波数を供給するように構成され、そして周波数発生装置２３４は、約５５ＭＨｚ〜約８０ＭＨｚの範囲のキャリア周波数を供給するように構成され、従ってこれにより、本明細書において記載される周波数分離を実現する。
【００２９】
この技術分野の当業者であれば、航空機１１０では、同様の構成を実現して、データ及び電力をこれらの個別導体から取り出すことができ、そして３つの個別のデータ伝送パッケージを組み合わせて、航空機に搭載される単一システムへの出力とすることができることが理解できるであろう。３つの個別導体（例えば、多数の導体）及び３つのデータ伝送パッケージ（例えば、多数のデータパッケージ、多数の変調データパッケージ）を用いて、航空機１１０に搭載される３つの個別システムを最終的な宛先とし、かつこれらの個別システムが受信するデータパッケージ（例えば、特定のデータパッケージ）とは全く関係がないデータを送信する構成を用いる幾つかのシナリオが可能である。
【００３０】
種々実施形態では、これらの相の各相のキャリア周波数を動的に調整して、導体１０８の特性に悪影響を及ぼす可能性のあるＢＰＬ（電力線ブロードバンド）システムの物理的変化に必ず対応することができる。一例として、測定から、航空会社の整備工が単に彼の手を導体１０８の近くに（３インチ（７．６２ｃｍ）以内に）置くだけで、導体１０８のインピーダンス特性及び周波数応答に劇的な影響が出てしまうことが判明した。コントローラ２１０は検出／制御システムとなり、この検出／制御システムによって、これらの変化を管理することができ、そして更に最適化することができる。上記構成を実現するために、これらのキャリア周波数は、給電システムの主構成要素及び補助構成要素の両方に関連して制御し、そして変更することができる。更に、コントローラ２１０をプログラムして、３相導体にわたってデータのトレンドを監視し、そして追跡し、そして予測制御変更を、使用パターン、航空機機種、天候、及び電力負荷のうちの１つまたは複数に基づいて行なう。
【００３１】
送信されるデータが、単一のデータソースから送信することができるか、または分割して３つの部分にすることができるかのいずれとすることもできる構成、またはデータが１つよりも多くのデータソースから送信され、そして次に、３相電力線の個別の導体に転送される構成が上に説明されている。図３Ａ，３Ｂ，及び３Ｃは、上に説明した実施形態を利用するインテリジェントな相及び周波数選択を示すフローチャート３００である。例えば、相Ａで転送される保留送信３０２を表わす図３Ａから参照し始めると、伝送アプリケーション／操作が高スループットを必要としているかどうかについて判断する（３０４）。伝送アプリケーション／操作が高スループットを必要としていないという判断３０４である場合、時間遅延を、例えば２０秒間（例えば、所定の時間長に亘って）生じさせて（３０６）、３つの導体（例えば、多数の導体）を経由して先行して行なわれる伝送を必ず完了させることができ、そして伝送３０２が、相Ａ導体（例えば、単一の導体）を経由して行なわれるようにする。
【００３２】
伝送アプリケーション／操作が、より高いスループットを必要とする場合、相Ｂ導体（例えば、更に別の導体）を伝送に追加する（３１０）（例えば、この時点では、２つの導体になる）。伝送アプリケーション／操作が、更に高いスループットを必要とはしていないと判断される（３１２）場合、時間遅延を、例えば２０秒間生じさせて（３１４）、３つの導体を経由して先行して行なわれる伝送を必ず完了させることができ、そして伝送を、相Ａ導体及び相Ｂ導体を経由して行なう（３１０）。伝送アプリケーション／操作が、更に高いスループットを必要とする場合、相Ｃ導体を伝送に追加する（３２０）。図３Ｂを参照するに、３相電力線の３つの導体が伝送に利用されている（３２２）場合、当該システムは、データレートが３相について最適化されているかどうかについて繰り返し検証し（３２３）、そして伝送が完了しているかどうかについて検証する（３２４）。一旦、完了すると、伝送を停止し（３２６）、そしてこの時点で、図３Ｃを参照するに、当該伝送に関連するデータを利用して統計的なトレンド把握を行なう（３２８）。伝送データレートが最適データレートに収まっていなかった場合、パラメータ群を英数字パラメータ集合から変更する（３３０）。
【００３３】
トレンド把握に関して、仮に全ての３導体を用いて伝送を行なう（３４０）とする場合、当該システムは、伝送データレートが少なくとも、例えばユーザが選択する、または統計的結果から決定される最適データレートの９３％であったかどうかを判断する（３４２）。実験データは多種多様な方法で利用することができる。例えば、これまでの性能は、加重移動平均または他の最新の統計的な手法に従って平均化するか、または使用することにより、トレンド把握を最適に行なうことができる。伝送データレートが最適データレートの範囲に収まっていた（数学的に、モデルに基づいて、または実験的に）場合、既存の相−データ平衡状態を維持する（３４４）。
【００３４】
仮に、全ての３導体が伝送に使用されない（３４０）とした場合、当該システムは、パルスを未使用の導体に印加して（３５０）、電力負荷、ノイズ、及び容量のうちの１つまたは複数を求め、その結果を利用して統計的なトレンド把握を行なう（３２８）。伝送データレートが最適データレートに収まっていなかった場合、パラメータ群を英数字パラメータ集合から変更する（３６０）。例えば、本明細書において説明するように、各導体に関連するキャリア周波数を調整することにより、これらの導体にわたってデータレートを上げようとすることができる。上に説明した例示的な周波数に適用されるのであるが、相Ａに関連するキャリアは、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの帯域に収まる異なる周波数に調整され、相Ｂに関連するキャリアは、３０ＭＨｚ〜５５ＭＨｚの帯域に収まる異なる周波数に調整され、そして相Ｃに関連するキャリアは、５５ＭＨｚ〜８０ＭＨｚの帯域に収まる異なる周波数に調整されて、何れのキャリア周波数組み合わせが、例えば最高のスループットを実現するかを判断する。
【００３５】
航空機に電力線ブロードバンドを適用する構成について説明してきたが、本開示の実施形態は、ドックまたは桟橋に係留される船舶、はしけ、及びボートのような他のビークル、及びサービスエリアに駐車している車輪走行ビークルに適用することもできる。
【００３６】
電力及びデジタル通信を伝送して、ゲートに駐機している状態の航空機を直接、高速インターネットサービスで支援する上記方法及びシステムは、コスト効率が高く、セキュアであり、そして信頼性が極めて高い。これらの方法及びシステムでは、ＢＰＬまたはＸ１０類似テクノロジーを航空機及び空港インフラストラクチャに取り込み、そして使用して、航空機に対するブロードバンドインターネット及びデータサービスを、インフラストラクチャへの悪影響及びインフラストラクチャコストを最小限に抑えながら支援する。ＢＰＬ、Ｘ１０、または類似テクノロジーを空港及び航空機に取り込むと、既存の航空機ゲートアンビリカルを利用して、航空機に高速かつ高信頼性のインターネット及びデータサービスを空港ゲートから提供することができる。従って、これらの方法及びシステムによって、電力及びデジタル通信を高いコスト効率で、かつ高い信頼性で伝送することが容易になる。
【００３７】
この記載の説明では、例を用いて、最良の形態を含む種々の実施形態を開示して、この技術分野の当業者であれば誰でも、これらの実施形態を実施することができ、任意のデバイスまたはシステムを作製し、そして使用することができ、そして組み込まれる任意の方法を実行することができるようにしている。特許可能な範囲は、請求項によって規定され、そしてこの技術分野の当業者であれば想到し得る他の例を含むことができる。このような他の例は、これらの例が、これらの請求項の文言と異ならない構造的要素を有する場合に、またはこれらの例が、これらの請求項の文言とは殆ど異ならない等価な構造的要素を有する場合に、これらの請求項の範囲に包含されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【国際調査報告】
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