(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信システムをリンクする上で使用するための情報転送システムであって、
一群のインタフェースユニットであって、
各々独自の無線信号フォーマットと共通の信号フォーマットとの間で信号を変換することが可能な複数の無線インタフェースユニットであって、該複数の無線インタフェースユニットの各々に対する前記独自の無線信号フォーマットは前記複数の無線インタフェースユニットにおける少なくとも１つの他の無線インタフェースユニットのものと異なり、前記複数の無線インタフェースユニットは各々アンテナにより通信するためのアンテナポートに結合されている、前記複数の無線インタフェースユニットと、
各々独自の有線信号フォーマットと前記共通の信号フォーマットとの間で信号を変換することが可能な複数の有線インタフェースユニットであって、前記複数の有線インタフェースユニットの各々は外部の有線通信システムと通信するために信号ポートに結合されている、前記複数の有線インタフェースユニットと
を含む前記一群のインタフェースユニット、そして
前記一群のインタフェースユニットにおける前記インタフェースユニットの各々に結合された交換機であって、該交換機は前記共通の信号フォーマットを有する信号の前記交換機と前記インタフェースユニットとの間での転送を可能にし、前記交換機は前記一群のインタフェースユニットにおける第１のインタフェースユニットを前記一群のインタフェースユニットにおける第２のインタフェースユニットに選択的に接続して、前記共通の信号フォーマットを有する信号を使用して前記第１のインタフェースユニットと前記第２のインタフェースユニットとの間で通信を可能にするよう構成され、該交換機は前記一群のインタフェースユニットにおける第３のインタフェースユニットを前記一群のインタフェースユニットにおける第４のインタフェースユニットに選択的に接続して、前記共通の信号フォーマットを有する信号を使用して前記第３のインタフェースユニットと前記第４のインタフェースユニットの間で通信を可能にするよう構成され、前記第３のインタフェースユニットと前記第４のインタフェースユニットとの間の前記通信は、前記第１のインタフェースユニットと前記第２のインタフェースユニットとの間の前記通信と同時に生じる、前記交換機と
を具備することを特徴とする複数の通信システムをリンクする上で使用するための情報転送システム。
【請求項２】
前記一群のインタフェースユニットは変化する信号フォーマットとともに動作するよう繰り返し再構成することができる少なくとも１つの第１のインタフェースユニットを含むことを特徴とする請求項１に記載の情報転送システム。
【請求項３】
前記第１のインタフェースユニットは構成情報を受けるための入力を有するフィールドプログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を使用して構成されることを特徴とする請求項２に記載の情報転送システム。
【請求項４】
前記第１のインタフェースユニットはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を有するデジタル処理装置を使用して構成され、該デジタル処理装置は前記ＲＡＭに格納されたルーチンを実行可能であり、前記ＲＡＭに格納された前記ルーチンは異なる信号フォーマットに適合するために変更可能であることを特徴とする請求項２に記載の情報転送システム。
【請求項５】
前記一群のインタフェースユニットは複数の第１のインタフェースユニットを含むことを特徴とする請求項２に記載の情報転送システム。
【請求項６】
前記複数の無線インタフェースユニットは衛星通信フォーマットと前記共通の信号フォーマットとの間で信号の変換を行なうためのインタフェースユニットを含むことを特徴とする請求項１に記載の情報転送システム。
【請求項７】
前記複数の無線インタフェースユニットは符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）をベースとしたフォーマットと前記共通の信号フォーマットとの間で信号の変換を行なうためのユニットを含むことを特徴とする請求項１に記載の情報転送システム。
【請求項８】
前記複数の有線インタフェースユニットは非同期転送モード（ＡＴＭ）をベースとしたフォーマットと前記共通の信号フォーマットとの間で信号の変換を行なうためのユニットを含むことを特徴とする請求項１に記載の情報転送システム。
【請求項９】
複数のインタフェースユニットと、前記複数のインタフェースユニットにおけるいくつかのインタフェースユニットを選択的に接続して該いくつかのインタフェースユニットの間で複数の通信を可能にするための交換機とを有し、前記複数のインタフェースユニットの各々は独自の信号フォーマットと前記複数のインタフェースユニットに共通な共通の信号フォーマットとの間で変換を行なうよう動作可能であり、前記複数のインタフェースユニットの各々に対する前記独自の信号フォーマットは前記複数のインタフェースユニットにおける少なくとも１つの他のインタフェースユニットのものと異なっている、情報転送システムにおいて使用するための方法であって、
第１の外部通信システムから第１の信号フォーマットを有する信号を受信する段階、
前記複数のインタフェースユニットにおける第１のインタフェースユニットにおいて前記信号を前記第１の信号フォーマットから前記共通の信号フォーマットへと変換する段階、
前記第１の外部通信システムと通信すべき少なくとも１つの第２の外部通信システムを決定する段階であって、前記少なくとも１つの第２の外部通信システムは前記第１の信号フォーマットと異なる少なくとも１つの第２の信号フォーマットをサポートする、前記決定する段階、
前記少なくとも１つの第２の信号フォーマットにもとづき前記複数のインタフェースユニットから少なくとも１つの第２のインタフェースユニットを選択する段階、
前記第１のインタフェースユニットと前記少なくとも１つの第２のインタフェースユニットとの間で接続を確立し、前記共通の信号フォーマットを有する信号を使用して前記第１のインタフェースユニットと前記少なくとも１つの第２のインタフェースユニットとの間で通信を可能にする段階、
第３の外部通信システムから第３の信号フォーマットを有する信号を受信する段階、
前記複数のインタフェースユニットにおける第３のインタフェースユニットにおいて前記信号を前記第３の信号フォーマットから前記共通の信号フォーマットへと変換する段階、
前記第３の外部通信システムと通信すべき少なくとも１つの第４の外部通信システムを決定する段階であって、前記少なくとも１つの第４の外部通信システムは前記第３の信号フォーマットと異なる少なくとも１つの第４の信号フォーマットをサポートする、前記決定する段階、
前記少なくとも１つの第４の信号フォーマットにもとづき前記複数のインタフェースユニットから少なくとも１つの第４のインタフェースユニットを選択する段階、そして
前記第３のインタフェースユニットと前記少なくとも１つの第４のインタフェースユニットとの間で接続を確立して、前記共通の信号フォーマットを有する信号を使用して前記第３のインタフェースユニットと前記少なくとも１つの第４のインタフェースユニットとの間で通信を可能にする段階であって、前記第３のインタフェースユニットと前記少なくとも１つの第４のインタフェースユニットとの間の前記通信は、前記第１のインタフェースユニットと前記少なくとも１つの第２インタフェースユニットの間の前記通信と同時に生じる、前記通信を可能にする段階、
を具備することを特徴とする情報転送システムにおいて使用するための方法。
【請求項１０】
異なる信号フォーマットを使用する複数の外部通信システムと通信する上で使用するための情報転送システムであって、
各々独自の無線信号フォーマットと共通の信号フォーマットとの間で信号の変換を行なうことができる複数の無線インタフェースユニットを含む一群のインタフェースユニットであって、前記複数の無線インタフェースユニットの各々に対する前記独自の無線信号フォーマットは前記複数の無線インタフェースユニットにおける他の無線インタフェースユニットのものと異なり、かつ前記共通の信号フォーマットは前記一群のインタフェースユニットにおけるインタフェースユニットに共通であり、前記複数の無線インタフェースユニットの各々はアンテナにより通信するためにアンテナポートに結合されている、前記一群のインタフェースユニット、
前記一群のインタフェースユニットに結合され前記共通の信号フォーマットを有する信号を利用して、データをユーザに提供するためのデータ利用装置、そして
前記データ利用装置に結合された、コントローラであって、
通信すべき少なくとも１つの外部通信システムを決定するための手段、
前記少なくとも１つの外部通信システムに関連する少なくとも１つのインタフェースユニットを選択するための手段、および
前記共通の信号フォーマットを有する信号を使用した前記少なくとも１つの外部通信システムとの通信の間に前記データ利用装置と前記少なくとも１つのインタフェースユニットとの間での前記共通の信号フォーマットを有する信号の転送を制御するための手段
を具備する前記コントローラ、
を具備し、前記コントローラによって前記データ利用装置は複数の外部通信システムとの複数の通信リンクを前記複数の無線インタフェースユニットを介して同時に確立することが可能であることを特徴とする異なる信号フォーマットを利用する複数の外部通信システムとの通信において使用するための情報転送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は一般的には通信システムに関し、かつより特定的には、通信システムの間での共同利用可能性または相互動作可能性（ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ）を提供するための装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
現在地球上にわたり動作している数多くのかつ増大する数の通信システムがある。一般に、これらの通信システムの各々は該システムのユーザの間で信号を転送するために特定の通信信号フォーマットを使用する。ある特定のシステムによって使用される信号フォーマットは一般に、例えば、信号を転送するために使用される物理的媒体（例えば、無線、有線、および／または光ファイバ）および転送される情報の種別（例えば、音声、ビデオ、および／またはデータ）のような、数多くの考慮事項にもとづき選択される。したがって、１つの通信システムによって使用される信号フォーマットは通常他の通信システムによって使用されるものとは異なり、したがって他のシステムは第１のシステムによって送信される信号を認識することができず、かつ逆も同様である。お互いの信号フォーマットを認識できないシステムは両立性のない（ｉｎｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）通信システムとして知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
過去においては、もし２つまたはそれ以上の両立性のないシステムがお互いに相互動作可能であることが望まれれば、該システムの間で両立性を提供するために単一のあつらえの（ｃｕｓｔｏｍ）ハードウェアをベースとした重点的解決（ポイントソリューション：ｐｏｉｎｔ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）が開発された。ポイントソリューションは一般にそれらが動作するよう設計される特定の信号フォーマットに対して非常に制限された適用性を有する。したがって、ポイントソリューションはそれらの限られた適用または応用可能性の範囲内で良好に動作するが、それらはそれらのあつらえの性格のため高い開発、導入および維持コストを伴っている。さらに、ポイントソリューションは変化する信号フォーマットに適応できず、かつ通常信号フォーマットの変更が行なわれた場合には再設計を必要とする。
【０００４】
実施されている通信システムの数が増大しているため、利用可能なスペクトルに対する需要が対応して増大している。この増大する需要はスペクトルの所有権の再分配を強制し、結果として、例えば、少しをあげると、無線インタフェースプロトコルの変化、電磁スペクトルの他の部分へのサービスの再配置、および国家的に確保されたスペクトルの増大する局所的制御を生じる。このスペクトルの変わりやすさまたは不安定（ｖｏｌａｔｉｌｉｔｙ）は現在のスペクトル割当て機構にもとづき信号フォーマットが絶えず進化しかつ変化する状態を生じさせる。その結果、ある与えられたポイントソリューションが時代遅れになり、かつしたがって役に立たなくなる可能性が大幅に増大する。
【０００５】
したがって、各々異なる信号フォーマット機構を使用する数多くの通信システムの間での相互動作可能性を提供できるシステムの必要性が存在する。該システムはこの新しいおよび／または変化する信号フォーマットをサポートするために適応可能であることが好ましい。さらに、該システムは必要性が生じた場合にさらに他のまたは付加的な信号フォーマットをサポートするために拡張可能であることが望ましい。さらに、該システムは現在実施されている対応する多数の通信システムの間での相互動作可能性を提供するために比較的多数の信号フォーマットをサポートできるべきである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は各々異なる信号フォーマット機構を使用する数多くの通信システムの間で相互動作可能性を提供することができる情報転送システムに関する。該情報転送システムは各々独自の無線信号フォーマットおよび共通の信号フォーマットの間で信号を変換することができる複数の無線インタフェースユニットを含む。該情報転送システムはまた独自の有線（ｗｉｒｅｄ）信号フォーマットおよび前記共通の信号フォーマットの間で変換することができる複数の有線インタフェースユニットを含む。各々のインタフェースユニットは外部通信チャネルを介して対応する外部通信システムと通信する。インタフェースユニットの間の接続は前記情報転送システム内で確立され２つまたはそれ以上の以前には両立性のなかった外部通信システムの間で相互動作可能性を提供する。このようにして、前記情報転送システムは異なる波形および／またはプロトコルを使用する多数の通信システムの間で世界的な（ｇｌｏｂａｌ）相互動作可能性を提供することができる。好ましい実施形態においては、前記情報転送システムは新しいおよび／または変化する信号フォーマット機構をサポートするためにダイナミックにまたは動的に再構築可能（ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ）である。本発明の情報転送システムは静止用途（例えば、ベースステーションおよび家庭用設備）および移動用途（例えば、無線、海事、車両および手持型機器）の双方で使用可能である。
【０００７】
図１は、本発明の一実施形態に係わる情報転送システム（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｓｙｓｔｅｍ：ＩＴＳ）１０を示す。図示のごとく、ＩＴＳ  １０は、複数の無線インタフェースユニット１２ａ〜１２ｎ、複数の有線インタフェースユニット１４ａ〜１４ｎ、スイッチまたは交換機１６、コントローラまたは制御部１８、信号分類器（ｓｉｇｎａｌ  ｃｌａｓｓｉｆｉｅｒ）２０、チャネルモニタまたは監視部（ｃｈａｎｎｅｌ  ｍｏｎｉｔｏｒ）２１、およびユーザインタフェース２２を含む。前記無線インタフェースユニット１２ａ〜１２ｎの各々は１つまたはそれ以上のアンテナ２５ａ〜２５ｎと連結または通信する上で使用するための対応するアンテナポート２４ａ〜２４ｎを含む。チャネルモニタ２１もまたアンテナ３２と連結または通信するためのアンテナポート３０を含む。無線インタフェースユニット１２ａ〜１２ｎおよびチャネルモニタ２１は各々、図１に示されるように、専用のアンテナに接続することができ、あるいはアンテナ共用を行なうこともできる。一実施形態では、例えば、数多くのユニットが複数のビームを発生する単一のフェーズドアレイアンテナ（ｐｈａｓｅｄ  ａｒｒａｙ  ａｎｔｅｎｎａ）を使用する。他のアンテナ構成もまた可能である。前記有線インタフェースユニット１４ａ〜１４ｎの各々は外部の有線通信実体またはエンティティ（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｅｎｔｉｔｙ）と接続するための対応するポート２６ａ〜２６ｎを含む。図１に示されるように、例えば、有線インタフェースユニット１４ａはポート２６ａを介して外部の有線システム２８ａと接続され、有線インタフェースユニット１４ｂはポート２６ｂを介して外部の有線システム２８ｂに接続され、そして有線インタフェースユニット１４ｎはポート２６ｎを介して外部の有線システム２８ｎに接続される。
【０００８】
上で述べたように、無線インタフェースユニット１２ａ〜１２ｎの各々は所定の無線信号フォーマットとスイッチ１６によって使用される共通の信号フォーマットとの間で通信信号の変換を行なうよう動作可能である。したがって、無線インタフェースユニット１２ａ〜１２ｎは各々要求される変換を行なうのに必要な機能部を含むことができる。本発明の一実施形態では、無線インタフェースユニット１２ａ〜１２ｎの各々は所定の無線波形とともに動作するよう構成された無線送受信機を含む。各々の無線送受信機は無線信号フォーマットとベースバンドデータフォーマットとの間で信号の変換を行なう。無線インタフェースユニット１２ａ〜１２ｎはハードウェアをベースとしたユニットとすることができ、ソフトウェアをベースとしたユニットとすることができ、あるいはハードウェア／ソフトウェアのハイブリッドユニットとすることができる。無線インタフェースユニット１２ａ〜１２ｎによってサービスを受ける外部通信システムは無線チャネルを使用する事実上任意の通信実体を含むことができる。
【０００９】
各々の有線インタフェースユニット１４ａ〜１４ｎは対応する外部有線システム２８ａ〜２８ｎによって使用される信号フォーマットと共通の信号フォーマットとの間で信号を変換するよう動作可能である。無線インタフェースユニット１２ａ〜１２ｎと同様に、有線インタフェースユニット１４ａ〜１４ｎは要求される変換を行なうために必要な任意のまたは何らかの機能部を含むことができる。後により詳細に説明するように、外部有線システム２８ａ〜２８ｎは有線接続（例えば、ワイヤ、ケーブル、光ファイバ、または他の実用可能なまたは有形の（ｔａｎｇｉｂｌｅ）導波構造）を介して情報を通信する事実上任意の形式の通信実体を含むことができる。例えば、前記外部有線システム２８ａ〜２８ｎの内の１つまたはそれ以上は、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）、同期光ネットワーク（ＳＯＮＥＴ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、インターネット、ケーブルテレビジョンネットワーク、非同期転送モード（ＡＴＭ）ネットワーク、または有線アクセスを提供する任意の他のネットワークのような、有線通信ネットワークを含むことができる。さらに、前記外部有線システム２８ａ〜２８ｎの内の１つまたはそれ以上は、パーソナルコンピュータ、ターミナル、または直列および／または並列プロトコルを使用する他の装置のような、単一のハードワイヤ型入力／出力装置を含むことができる。他の有線システムもまた可能である。
【００１０】
ここで使用されている、用語「信号フォーマット（ｓｉｇｎａｌ  ｆｏｒｍａｔ）」は、１つの信号を他のものから区別する信号特性の独自の組み合わせに言及している。一般に、特定の信号フォーマットを使用するシステムは他のフォーマットを有する信号を認識することができない。この点に関して、ある信号フォーマットは１つまたはそれ以上の次のような信号特性の指示（ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ）を含むことができ、すなわち、波形形式（例えば、中心周波数、変調形式、その他）、情報形式（例えば、音声、ビデオ、データ、その他）、信号プロトコル、マルチアクセス形式（例えば、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、その他）、信号暗号化形式、信号ボコーダ形式、その他である。
【００１１】
スイッチ１６は任意の２つまたはそれ以上のインタフェースユニット１２ａ〜１２ｎ，１４ａ〜１４ｎの間で接続を確立するよう動作可能である。このようにして、選択された外部通信システムの間で接続を確立することができる。スイッチ１６は共通信号フォーマットを有する情報に関して動作するから、全ての接続されたシステムの間で相互動作可能性が達成される。スイッチ１６は、例えば、（ａ）１つ（またはそれ以上の）無線インタフェースユニットと１つ（またはそれ以上）の有線インタフェースユニット、（ｂ）２つまたはそれ以上の無線インタフェースユニット、または（ｃ）２つまたはそれ以上の有線インタフェースユニット、の間で接続を確立することができる。１つの筋書きにおいては、例えば、スイッチ１６は３つまたはそれ以上の外部通信システムにおけるユーザの間で会議接続（ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｉｎｇ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を確立する。会議接続は接続されたシステムの各々におけるユーザが該接続における他のシステムの各々のユーザに対し／ユーザから情報を送信し／受信することができるようにする。他の筋書きでは、スイッチ１６は外部通信システムの間で放送接続（ｂｒｏａｄｃａｓｔ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を確立する。すなわち、スイッチ１６は１つのインタフェースユニット（有線または無線の両方）と複数の他のインタフェースユニット（全て有線、全て無線、または有線および無線）の間で一方向接続を確立し、したがってあるメッセージが同時に異なる外部通信システムの複数のエンドユーザに伝達できる。さらに別の筋書きでは、スイッチ１６は外部通信システムの間で監視用接続を確立する。すなわち、１つの外部通信システムのユーザは１つまたはそれ以上の他の外部通信システムの送信または伝送を監視可能とされる。例えば、あるセルラ電話のユーザ（例えば、非番の（ｏｆｆ−ｄｕｔｙ）警察官のような）は前記ＩＴＳ  １０を介して警察バンドの送信を監視することができ、それによって別個の警察バントの無線機の必要性を回避することができる。理解できるように、数多くの他の接続構成が可能である。
【００１２】
コントローラ１８は、とりわけ、前記スイッチ１６、前記複数の無線インタフェースユニット１２ａ〜１２ｎ、および前記複数の有線インタフェースユニット１４ａ〜１４ｎの動作を制御するよう動作可能である。一実施形態では、コントローラ１８はインタフェースユニットの間で生成されるべき接続を決定しかつスイッチ１６に対して該接続を確立するよう指令する。コントローラ１８は接続が種々の方法で生成されることを決定することができる。１つの手法では、コントローラ１８はユーザ装置３４およびユーザインタフェース２２を介して前記ＩＴＳ  １０のユーザから接続要求を受信する。例えば、あるユーザは有線システム２８ａからの全ての通信が無線インタフェースユニット１２ａおよび無線インタフェースユニット１２ｂに結合された外部通信システムに対して放送されることを望むかもしれない。コントローラ１８は始めに要求された接続がオーソライズされたものか否かを判定しかつ次にスイッチ１６に対して要求された放送接続を確立するよう指令する。他の手法では、コントローラ１８は対応するインタフェースユニットによって外部通信システムの１つから受信した通信信号から接続情報を得る。例えば、無線インタフェース１２ｂによって受信された信号は警察バンドの無線送信を監視することの要求を含むことができる。コントローラ１８は始めに要求パーティがその要求された接続を確立するためにオーソライズされているか否かを判定し、かつもしオーソライズされておれば、スイッチ１６に対して接続をセットアップするよう指令する。理解できるように、所望の接続を決定するための数多くの他の手法も存在する。さらに、任意の組み合わせの手法も使用することができる。
【００１３】
信号分類器２０は信号フォーマットにしたがって到来または入り（ｉｎｃｏｍｉｎｇ）信号を分類するよう動作する。信号分類器２０はまた妨害軽減手順において使用するために妨害または干渉信号を分類するために使用できる。チャネル監視部２１は、とりわけ、ＩＴＳ  １０に関するスペクトル環境を監視するよう動作可能である。さらに、チャネル監視部２１は１つまたはそれ以上の前記インタフェーユニットを通しての通信の品質を監視するために使用できる。後により詳細に説明するように、信号分類器２０およびチャネル監視部２１によって発生される情報は１つまたはそれ以上のインタフェースユニットの最適の構成を決定するためにコントローラ１８によって使用することができる。
【００１４】
ユーザインタフエース２２はコントローラ１８と外部ユーザ装置３４との間のインタフェースを提供し、したがってＩＴＳ  １０の動作に対するユーザ制御を可能にする。ユーザ装置３４は、例えば、中央処理ユニット、表示装置、およびコマンド入力のためのキーボードを有するパーソナルコンピュータを含むことができる。他の形式のユーザ入力／出力装置も使用できる。
【００１５】
図１に示されるブロックは必ずしも個別のハードウェアユニットに対応しない機能要素を表わしていることに注目すべきである。例えば、本発明の一実施形態では、図１においてブロックで表わされる機能部の数多くは単一のデジタルプロセッサ内のソフトウェアで実施される。数多くの他のハードウェア／ソフトウェア構造も可能である。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態においては、前記無線インタフェースユニット１２ａ〜１２ｎの内のいくつかまたは全て、および／または、前記有線インタフェースユニット１４ａ〜１４ｎの内のいくつかまたは全ては動的にかつ電子的に再構築可能である。これはインタフェースユニットの処理特性が変化するシステム要求に適合するように現場（フィールド：ｆｉｅｌｄ）において容易に変更できるようにする。電子的に再構築可能なインタフェースを使用することにより、本発明のＩＴＳ  １０は費用のかかる再設計または人手による機器の操作を要求することなく変化するシステム要求に適応できる。これはＩＴＳ  １０の有用な寿命を大幅に拡張する。もしある特定の外部無線通信システムによって使用される信号フォーマットが変化すれば、例えば、コントローラ１８（または他の機能部）はその外部システムに対応する無線インタフェースユニットを再構築し改定された信号フォーマットで動作できる。他の筋書きにおいては、以前はもはや電気通信産業において広く利用されない信号フォーマットに専用のものであったインタフェースユニットが異なる、より広く使用される信号フォーマットで動作するよう再構築される。再構築可能なインタフェースが有益な数多くの他の状況も存在する。
【００１７】
本発明によれば、前記インタフェースユニットはソフトウェアおよび／またはハードウェアによって再構築することができる。例えば、１つの手法では、１つまたはそれ以上のインタフェースユニットが関連するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を有する（汎用マイクロプロセッサ（ＧＰＰ）、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、またはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）のような）デジタル処理装置内で実施される。前記ＲＡＭは通信信号を処理する上でデジタル処理装置によって使用するためのインタフェースのソフトウェアルーチンを含む。そのようなインタフェースの電子的な再構築は、例えば、前記ＲＡＭに格納された古いルーチンを新しいまたは改定された信号フォーマットに対応する新しいルーチンによって置き換えることにより達成される。
【００１８】
他の手法においては、１つまたはそれ以上のインタフェースユニットはハードウェア的に再構築される。例えば、あるインタフェースユニットは要求される処理機能を提供するためにフィールドプログラマブル・ゲートアレイ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒｙ：ＦＰＧＡ）内で実施することができる。技術的によく知られているように、ＦＰＧＡは事実上無制限の数の処理機能を達成するよう選択的に相互接続可能な数多くの論理セルを含んでいる。ＦＰＧＡを電子的に再構築するためには、通常構成ファイルまたは構築ファイル（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  ｆｉｌｅ）がＦＰＧＡに伝達されてセルの間で行なわれるべき所望の相互接続を指示する。本発明によればアナログおよびデジタル双方のＦＰＧＡ装置を使用できる。
【００１９】
他のハードウェアをベースとした手法においては、１つまたはそれ以上のインタフェースユニットは調整可能な入力値を有する伝統的なハードウェア処理要素を含む。例えば、あるインタフェースユニットは可変キー入力を有する復号ユニット（ｄｅｃｒｙｐｔｉｏｎ  ｕｎｉｔ）または可変通過帯域を有するＩＦフィルタを含むことができる。本発明によれば、前記インタフェースユニットはコントローラ１８によって条件が要求する場合にインタフェースユニット内の種々の伝統的なハードウェア要素に対し新しい入力値を伝達することによって再構築または再構成できる。例えば、もしある外部通信システムが出側または送り側（ｏｕｔｇｏｉｎｇ）信号を暗号化するために使用されるキーを変更する場合、コントローラ１８は新しいキーをインタフェースユニット内の復号ユニットに対しそれが新しいキーの値について知った後にまたは学習した後に伝達することができる。１つの応用においては、ある外部システムのための暗号化キーは、例えば、コントローラ１８によって知られたアルゴリズムにもとづきダイナミックに変化する。コントローラ１８は暗号化キーの変化を追跡しかつインタフェースユニット内の復号ユニットによって使用されるキーの値をダイナミックにまたは動的に調整することができる。他の技術では、コントローラ１８はある特定の通信チャネルが非常にノイズが多いことを判定しかつ補償するためＩＦフィルタの帯域幅の値を変更することができる。
【００２０】
本発明のインタフェースユニットはソフトウェアおよびハードウェア処理要素の組み合わせとして実施できることが理解されるべきである。例えば、一実施形態では、前記インタフェースユニットはアナログハードウェア処理機器、ＦＰＧＡ、およびデジタル処理装置の組み合わせを使用して実施される。他の組み合わせも可能である。
【００２１】
図１に示されるように、チャネル監視部２１はＩＴＳ  １０に関するスペクトル環境を監視するためにアンテナ３２にリンクされている。アンテナ３２は注目の周波数帯域内にあるＩＴＳ  １０に関する全ての電磁エネルギを検知することができる。チャネル監視部２１は該電磁エネルギの周波数および大きさを測定しそのチャネルに対するスペクトルのプロフィールを発生する。本発明の一態様によれば、このスペクトル情報はコントローラ１８によって使用されて１つまたはそれ以上の無線インタフェースユニットのための最適の構成を決定する。例えば、一実施形態では、ソフトウェアをベースとしたインタフェースユニットは特定の外部通信チャネルとともに使用するための複数のインタフェースルーチンを含む。該ルーチンの各々は異なるチャネルノイズレベルとともに使用するよう最適化される。動作の間に、チャネル監視部２１は通信チャネル内の現在のノイズレベルを判定しかつコントローラ１８はそれにもとづきインタフェースユニットにおいて使用するためのインタフェースルーチンを選択する。別の実施形態では、コントローラ１８は前記スペクトル情報を使用して特定の通信チャネル内で使用するための最適の波形を決定する。例えば、もし１つまたはそれ以上の妨害信号がそのチャネル内に存在することが検出されれば、コントローラ１８はその妨害信号から除去された周波数で（例えば、スペクトルの空きの部分で）送信するために関連するインタフェースユニットを再構築するよう決定できる。しかしながら、ＩＴＳ  １０は該信号の意図する受取り側（すなわち、対応する外部通信実体）に信号フォーマットの変更を通知するための何らかの手段を含まなければならない。
【００２２】
チャネル監視部２１はまたインタフェースユニット１２ａ〜１２ｎおよび１４ａ〜１４ｎの各々に結合されて該ユニットを通って流れる通信の品質を監視する。本発明の一実施形態では、例えば、チャネル監視部２１はインタフェースユニット１２ａ〜１２ｎおよび１４ａ〜１４ｎの各々によって処理された受信信号のビットエラー率（ＢＥＲ）を測定する。他の品質測定基準（ｑｕａｌｉｔｙ  ｍｅｔｒｉｃｓ）もまた監視できる。本発明の一実施形態では、ＩＴＳ  １０はチャネル監視部２１からの品質情報を使用してインタフェースユニットを構成または構築するために最適の方法を決定する。例えば、コントローラ１８は通信ユニットを通る通信の品質がある特定のしきい値よりも低下すれば（例えば、もし前記ＢＥＲが特定の値を超過すれば）、インタフェースユニットを再構成するようプログラムできる。コントローラ１８はまたチャネル監視部２１からの情報にもとづき他の決定を行なうこともできる。
【００２３】
上で述べたように、信号分類器２０は信号フォーマットにしたがって入りまたは到来信号（ｉｎｃｏｍｉｎｇ  ｓｉｇｎａｌｓ）を分類するよう動作可能である。本発明の好ましい実施形態においては、図１に示されるように、信号分類器２０は無線インタフェースユニット１２ａ~１２ｎの各々の入力に結合されてＩＴＳ  １０によって受信される無線信号を分類する。信号分類器２０はまた有線チャネルから受信される信号を分類するために使用することができる。本発明の一態様によれば、コントローラ１８は信号分類器２０からの信号分類情報を使用してインタフェースユニットのための最適の構成を決定する。例えば、アンテナ２５ｎが対応する無線インタフェースユニット１２ｎによって現在サポートされていない信号フォーマットを有する比較的強い信号を受信していることを判定できる。コントローラ１８は識別された信号フォーマットを処理するために無線インタフェースユニット１２ｎ（または、他のインタフェースユニット）を再構成することにより該信号をさらに調査するよう決定できる。あるいは、コントローラ１８は無線インタフェースユニット１２ｎによって処理されている他の信号との干渉を低減するために前記信号に関して何らかの形式の干渉軽減を行なうために無線インタフェースユニット１２ｎを再構成することができる。もし識別された信号がまたＩＴＳ  １０における他のアンテナによって検知されていれば、コントローラ１８はまたそれらのアンテナに対応する無線インタフェースユニットを再構成することができる。信号分類器２０からの信号分類情報に対して他の利用を行なうこともできる。
【００２４】
本発明の他の態様においては、ＩＴＳ  １０は付加的なインタフェース機能を加えるために拡張することができる。例えば、付加的なハードウェアをベースとしたインタフェースユニットを加えるために拡張スロットをスイッチ１６に設けることができる。該拡張スロットは、例えば、標準的な、商業的に入手可能なバス技術にもとづくことができる。予めプログラムされたインタフェースカードもまた本発明にしたがって利用することができる。これらのインタフェースカードは再構成または再構築可能とすることができる。
【００２５】
本発明のＩＴＳ  １０は必ずしも全ての受信信号を共通の信号フォーマットに変換しないことが理解されるべきである。例えば、もし同じフォーマットを使用する２つまたはそれ以上の外部通信システムがリンクされれば、信号は直接変換なしに交換することができる。さらに、もし同じ信号フォーマット形式のいくつか、しかしながら全てではなく、を使用する（例えば、異なる変調形式を使用するが同じ音声符号化形式を使用するもののような）２つまたはそれ以上の外部システムがリンクされていれば、受信信号は前記２つまたはそれ以上の外部システムに共通の中間信号フォーマットへと変換することができる（ｃｏｎｖｅｒｔｅｄ  ｄｏｗｎ）。上記構成の内の１つが実施できることまたはいつ実施できるかを決定するためにコントローラ１８内にインテリジェンス（知能部：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）を設けることができる。また、異なる信号フォーマットを使用する２つの外部システムが接続されるべき状況においては、コントローラ１８はいくつかの場合において信号フォーマットの間で直接の変換を可能にすることができる。すなわち、２つの外部システムから受信された信号を共通の信号フォーマットに変換する代わりに、コントローラ１８は２つの信号フォーマットの間で直接変換するためのインタフェース機能を提供することができる。
【００２６】
図２は、図１のＩＴＳ  １０のためのベースステーションの応用を示す。図示のごとく、ＩＴＳのベースステーション４０は広い角度のカバレージを達成するために１つまたはそれ以上のタワーに装着されたアンテナを使用することができる。ＩＴＳベースステーション４０は複数の外部通信実体の間の通信活動を同時にサポートすることができる。例えば、ＩＴＳベースステーション４０は個人住居４２、移動ユニット４４、警察バンド送信機４６、衛星をベースとした通信システム４８、全世界測位システム（ＧＰＳ）５０、セルラベースステーション５２、および私的な内部ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を有するオフィスビルディング５４への通信リンクを同時にサポートまたは動作可能にすることができる。ＩＴＳベースステーション４０はまた、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）５６、ＡＴＭネットワーク５８、ソネット（ＳＯＮＥＴ）ネットワーク６０、私的ＬＡＮ  ６２、ＷＡＮ  ６４、ケーブルテレビジョンネットワーク６６、およびインターネット６８のような、外部有線システムへの有線リンクを維持することができる。さらに、ＩＴＳベースステーション４０は、個々のターミナル、表示装置、および／またはオーディオ機器のような、他の外部有線実体へとリンクすることができる。本発明の好ましい実施形態によれば、上で述べた外部有線または無線システムの内の任意のものを前記システムの内の任意の他のものまたは他のシステムの任意の組み合わせへとリンクしてそれらの間の通信を行なうことができる。例えば、オフィスビルディング５４におけるあるユーザはマイクロ波リンクを介してＩＴＳベースステーション４０に通信して正確なタイミング情報を得るためにＧＰＳシステム５０への接続を要求することができる。他の例では、住居４２におけるユーザはビデオ情報を住居４２に転送するためにケーブルネットワーク６６へのリンクを要求することができる。さらに別の例では、前に述べたように、移動ユニット４４は警察バンドの送信を監視するために警察バンド送信機４６への接続を要求することができる。
【００２７】
図２から明らかなように、本発明のＩＴＳ  １０はマルチモードの（ｍｕｌｔｉ−ｍｏｄｅ）、マルチチャネルの（ｍｕｌｔｉ−ｃｈａｎｎｅｌ）動作を行なうことができる。すなわち、ＩＴＳ  １０は事実上任意の数の信号フォーマットおよび任意の数の外部通信システムをサポートするために規模を定めまたはスケーリングする（ｓｃａｌｅｄ）ことができる。さらに、ＩＴＳ１０は事実上任意の数の同時的な（ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔ）通信接続をサポートするよう設計できる。
【００２８】
図３は、本発明の一実施形態に従うセットアップ手順を示すフローチャートである。該セットアップ手順は複数の外部システムの内の任意の１つが１つまたはそれ以上の他の外部システムへの接続を要求できるようにする。始めに、複数のインタフェースユニットが複数の外部システムとインタフェースするために提供される（ステップ１００）。該複数のインタフェースユニットは、例えば、図１に示されるように有線および無線システムの両方とインタフェースするためのユニットを含むことができる。次に、第１の外部システムから信号が受信される（ステップ１０２）。受信された信号は次に適切なインタフェースユニットを使用してＩＴＳ  １０によって使用される共通の信号フォーマットに変換される（ステップ１０４）。ＩＴＳ  １０は次に前記第１の外部システムへとリンクするために第２の外部システムを決定する（ステップ１０６）。例えば、ＩＴＳ  １０は受信信号の要求部分（ｒｅｑｕｅｓｔ  ｐｏｒｔｉｏｎ）を読むことにより前記第２の外部システムを識別することができる。ＩＴＳ  １０は次に共通の信号フォーマットと第２の外部システムによって使用される信号フォーマットとの間の変換が可能な第２のインタフェースユニットを選択する（ステップ１０８）。最後に、第１のインタフェースユニットと第２のインタフェースユニットとの間で接続が確立され、それによって第１の外部システムと第２の外部システムとの間で通信が可能になる（ステップ１１０）。上で述べた手順は事実上、一方向放送接続または送信監視接続のような、システムの間の任意の形式の接続を可能にするよう変更できる。さらに、上で述べた手順はどの外部通信システムを一緒にリンクするかを決定するための他の方法をサポートしまたは可能にするよう変更できる。
【００２９】
図４は、本発明の他の実施形態に係わるＩＴＳ  ７０を示すブロック図である。可能な場合、同様の機能部を記述するために図１において使用されたのと同じ参照数字が図４において使用される。前に述べたシステムと同様に、ＩＴＳ  ７０は複数の無線インタフェースユニット１２ａ〜１２ｎ、複数の有線インタフェースユニット１４ａ〜１４ｎ、およびコントローラ１８を含む。しかしながら、前記スイッチ１６に代えて、ＩＴＳ  ７０はデータ利用装置（ｄａｔａ  ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ）７２を含む。データ利用装置７２は複数の異なる供給源またはソースの内の任意の１つからの情報を使用することができるユニットである。例えば、一実施形態においては、データ利用装置７２はユーザと該ユーザによって使用するために、大容量記憶ユニットに記憶された、複数のソフトウェアアプリケーションとをインタフェースするための入力／出力装置を有するパーソナルコンピュータ（デスクトップまたはラップトップ）から構成される。周期的に、前記ソフトウェアアプリケーションの１つを動作させているユーザは外部システムからのデータ、または他の情報、を要求することができる。そのような場合、データ利用装置７２は、コントローラ１８によって補助されて、該データを得るために外部システムと（適切なインタフェースユニットを介して）通信リンクを確立する。前述のように、複数の通信リンクを同時に開くことができる。好ましい実施形態では、データ利用装置７２は任意の外部システムに対しまたは任意の外部システムから情報を送信および／または受信することができ、あるいは情報をいくつかのまたは全ての外部システムに放送することができる。
【００３０】
本発明の一実施形態では、図５に示されるように、図４のＩＴＳ  ７０は手持型通報器（ｈａｎｄｈｅｌｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｏｒ）７８において実施される。この実施形態においては、データ利用装置７２は、例えば、手持型通報器７８のユーザ７６に対し情報を表示するための表示装置およびユーザ７６から命令および／またはデータを受けるための入力装置を含むことができる。図示のごとく、前記手持型通報器７８は移動ユーザ７６によって持ち運ばれる間に複数の外部無線システム４２〜５４の内の１つまたはそれ以上と無線接続を確立することができる。複数の外部無線システムは、例えば、住居４２、移動ユニット４４、警察バンド送信機４６、衛星通信システム４８、ＧＰＳシステム５０、セルラベースステーション５２、および／またはオフィスビルディング５４を含むことができる。ＩＴＳ７０は移動手持型通報器７８において実施されるから、それは外部有線システムと接続されるようには示されていない。しかしながら、本発明の一実施形態においては、手持型通報器７８に通信ポートを設けて１つまたはそれ以上の有線システムへの接続を可能にすることができる。例えば、手持型通報器７８はＰＳＴＮへの接続のために電話ジャック（ｐｈｏｎｅ  ｊａｃｋ）を含むことができる。同様に、手持型通報器７８はケーブルテレビジョンネットワークへの接続において使用するための同軸コネクタを含むことができる。これらのポートは、例えば、ユーザ７６が自宅にいる場合あるいはユーザ７６が、ホテルのような、一時的な住居に滞在している場合に使用することができる。
【００３１】
手持型通報器７８の動作の間に、ユーザ７６は彼がオフィスビルディング５４内のあるパーティと通信リンクを確立することを希望することを決定できる。ユーザ７６は、例えば、通報器７８のキーパッドを使用して手持型通報器７８への適切な要求を入力することができる。要求信号が次に通報器７８からオフィスビルディング５４に送信される。オフィスビルディング５４におけるＬＡＮコントローラが次に該ユーザ７６がそのオフィスビルディングのＬＡＮにアクセスすることがオーソライズされているか否かを判定する。もしオーソライズされていれば、ＬＡＮコントローラは要求された接続を確立する。手持型通報器７８は所定の範囲内のシステムとのみ通信できることが理解されるべきである。一般に、技術的によく知られているように、その範囲は送信電力レベル、アンテナの指向性、および受信機の感度のような要因に依存するであろう。さらに、外部システムの各々に対する最大範囲もシステムによって変わることが理解されるべきである。
【００３２】
図５を参照すると、ＩＴＳ  ７０を含む単一の手持型通報器７８は複数の個々の専用の無線ユニットに置き換えできることが注目されるべきである。すなわち、ユーザ７６はもはや別個の警察バンド無線機、セルラ電話、衛星送受信機、その他を必要としない。さらに、ユーザ７６はシステムを使用する通常の方法をバイパスするために他のシステムによって使用される信号をエミュレートすることができる。例えば、住居４２は無線ローカルループ・ベースステーション（図示せず）と通信するための無線ローカルループアンテナを含むことができる。無線ローカルループの通常の動作の間に、住居におけるユーザと接続を確立するために、無線ローカルループ・ベースステーションは適切な信号フォーマットを有する信号を住居４２に装着された無線ローカルループアンテナに送信する。住居４２内のユーザが応答のために電話を取り上げた時、無線ローカルループ・ベースステーションとユーザとの間の通信リンクが確立される。本発明によれば、手持型通報器７８は通常無線ローカルループ・ベースステーションから住居４２に取り付けられた無線ローカルループアンテナへと伝達される信号をエミュレートして、関連する通信システムを経由することなく、住居４２内のユーザとの通信を確立することができる。
【００３３】
上で述べた機能に加えて、ＩＴＳ  ７０はまた前にＩＴＳ  １０に関連して説明したスイッチングまたは交換機能を行なうために使用することができる。前述のように、ＩＴＳ  ７０を介して異なる外部システムの間で、ＩＴＳ  ７０が静止または移動構造で構成されているか否かに係わりなく、接続を確立することができる。しかしながら、移動（ｍｏｂｉｌｅ）の用途においては、ＩＴＳ  ７０は通信の持続時間の間ある接続に関与する全ての外部システムの通信範囲内に留まらなければならないことが注目されるべきである。
【００３４】
以上の説明は本発明の特定の実施形態に関連するものであり決して制限的であることを意味していないことが理解されるべきである。すなわち、本発明の精神および範囲から離れることなく上で述べた実施形態に対して変更を行なうことができる。例えば、情報を転送システムは有線システムの相互接続なしに無線インタフェースユニットのみを使用して構成することもできる。さらに、説明した構造の種々の要素は本発明の精神および範囲から離れることなく組み合わせ、変更しまたは除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係わる情報転送システムを示すブロック図である。
【図２】  ベースステーションの用途において使用される図１の情報転送システムを示す説明図である。
【図３】  本発明の一実施形態に係わる接続セットアップ手順を示すフローチャートである。
【図４】  本発明の他の実施形態に係わる情報転送システムを示すブロック図である。
【図５】  手持型通信の用途において使用されている図４の情報転送システムを示す説明図である。
【符号の説明】
１０  情報転送システム（ＩＴＳ）
１２ａ〜１２ｎ  無線インタフェースユニット
１４ａ〜１４ｎ  有線インタフェースユニット
１６  スイッチまたは交換器
１８  コントローラ
２０  信号分類器
２１  チャネル監視部
２２  ユーザインタフェース
２４ａ〜２４ｎ  アンテナポート
２５ａ〜２５ｎ  アンテナ
３０  アンテナポート
３２  アンテナ
【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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