(57)【要約】分散無線オンライン・アクセス・システムは、第一無線ネットワークを構成する複数の第一無線ユニットと、複数の第二無線ユニットを有する。各第一ユニットは、送信機、受信機、およびプログラム化したプロセッサを有し、データパケットの経路を指定できる。各第二ユニットは、送信機、受信機、およびプログラム化したプロセッサを有し、データパケットの受信、処理、生成、および送信を行うことができる。入口ユニットは第一無線ネットワークと外部通信システム（インターネットなど）の間の接続またはリンクを提供し、全ての第一無線ユニットと第二無線ユニットに外部通信ネットワークへのアクセスを提供する。無線オンライン・アクセス・プロバイダは、第一無線ユニットおよび／または第二無線ユニットを備えた加入者からアクセス料金を集め、プロバイダの収入を第一無線ユニットを備えた加入者に支払うことができる。一つ以上の第一無線ユニットは移動型であってもよく、その結果の過渡的第一無線ユニットも移動型となり、過渡的第一無線ネットワークは動的に変化するネットワーク・トポロジを有する。【選択図】図２
2004514343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第一無線ユニットと、
複数の第二無線ユニットと、
オンライン・アクセス・プロバイダによって運用される課金ユニットを有する分散無線オンライン・アクセス・システムであって、
各第一無線ユニットが、
複数の第一無線ユニットの少なくとも他の一つから送信されたデータパケットを受信する無線受信機と、
複数の第一無線ユニットの少なくとも他の一つにデータパケットを送信する無線送信機と、
受信した移動中のデータパケットを経路指定して、複数の第一無線ユニットの別のものに送信するようにプログラム化した処理ユニットとを有し、
少なくとも一つの第一無線ユニットがさらに、
複数の第二無線ユニットの少なくとも一つから送信されたデータパケットを受信する無線受信機と、
複数の第二無線ユニットの少なくとも一つにデータパケットを送信する無線送信機と、
受信した移動中のデータパケットを経路指定して、複数の第二無線ユニットの一つに送信するようにプログラム化した処理ユニットとを有し、
各第二無線ユニットが、
複数の第一無線ユニットの少なくとも一つから送信されたデータパケットを受信する無線受信機と、
複数の第一無線ユニットの少なくとも一つにデータパケットを送信する無線送信機と、
第二無線ユニットが受信したデータパケットを処理し、第二無線ユニットが送信するデータパケットを生成するようにプログラム化した処理ユニットとを有し、
課金ユニットが、ｉ）複数の第一無線ユニットの各々に対して、オンライン・アクセス・プロバイダが各第一加入者に課金するアクセス料金額、ｉｉ）複数の第二無線ユニットの各々に対して、オンライン・アクセス・プロバイダが各第二加入者に課金するアクセス料金額、およびｉｉｉ）複数の第一無線ユニットの各々に対して、オンライン・アクセス・プロバイダが各第一加入者に返金するアクセス・プロバイダ収入額の、少なくとも一つを計算するようにプログラム化したプロセッサを有することを特徴とする分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項２】
課金ユニットがさらに、
複数の第一無線ユニットと複数の第二無線ユニットの各々の無線ユニットに、データパケット量データ問合わせを送信する無線送信機と、
複数の第一無線ユニットと複数の第二無線ユニットの各々の無線ユニットから、データパケット量データを受信する無線受信機とを有することを特徴とする請求項１に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項３】
各第一無線ユニットが受信し、そこから送信するデータパケット量に少なくとも部分的に基づいて、各第一加入者に課金されるアクセス料金額を計算することを特徴とする請求項２に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項４】
各第二無線ユニットが受信し、そこから送信するデータパケット量に少なくとも部分的に基づいて、各第二加入者に課金されるアクセス料金額を計算することを特徴とする請求項２に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項５】
各第一加入者に返金されるアクセス料金額が、各第一無線ユニットによって受信され、再送信される移動中のデータパケット量に少なくとも部分的に基づくことを特徴とする請求項２に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項６】
ｉ）各第一無線ユニットの最大送信範囲内の他の第一無線ユニット数と、各第一無線ユニットがその最大送信範囲内にある他の第一無線ユニット数、ｉｉ）各第一無線ユニットの最大送信範囲内の第二無線ユニット数と、各第一無線ユニットがその最大送信範囲内にある第二無線ユニット数、の少なくとも一方に少なくとも部分的に、各第一加入者に返金されるアクセス・プロバイダ収入額が基づいていることを特徴とする請求項１に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項７】
各第一加入者に支払われるアクセス・プロバイダ収入額が、ｉ）分散無線オンライン・アクセス・システムに参加するために、第一加入者によって採用された他の第一加入者数と、ｉｉ）その分散無線オンライン・アクセス・システムに参加するために、第一加入者によって採用された第二加入者数、の少なくとも一方に少なくとも部分的に基づくことを特徴とする請求項１に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項８】
各第一無線ユニットが、第二無線ユニットでもあることを特徴とする請求項１に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項９】
各第二無線ユニットが、第一無線ユニットでもあることを特徴とする請求項１記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項１０】
さらに外部通信システムに接続する入口ユニットを有し、その入口ユニットが、
そこから送信されたデータパケットを受信する外部通信システムへのリンクと、
複数の第一無線ユニットの一つに、外部通信システムから受信したデータパケットを送信する無線送信機と、
複数の第一無線ユニットの一つから送信されたデータパケットを受信する無線受信機と、
複数の第一無線ユニットの一つから受信したデータパケットを、外部通信システムに送信するリンクとを有することを特徴とする請求項１記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項１１】
外部通信システムが、インターネットを有することを特徴とする請求項１０に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項１２】
外部通信システムへのリンクが、有線リンクであることを特徴とする請求項１０に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項１３】
各第一無線ユニットが、その第一無線ユニットの場所で適用可能な政府条例に法的に準拠した免許不要な無線装置であり、各第二無線ユニットが、その第二無線ユニットの場所で適用可能な政府条例に法的に準拠した免許不要な無線装置であることを特徴とする請求項１に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項１４】
各第一無線ユニットが、連邦条例コードのタイトル４７のパート１５に法的に準拠した免許不要な無線装置であり、各第二無線ユニットが、連邦条例コードのタイトル４７のパート１５に法的に準拠した免許不要な無線装置であることを特徴とする請求項１３に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項１５】
各第一無線ユニットがＩＥＥＥ　８０２．１１規格に従い、各第二無線ユニットがＩＥＥＥ　８０２．１１規格に従うことを特徴とする請求項１３に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項１６】
複数の第一無線ユニットの少なくとも一つの無線送信機が、指向性送信機であることを特徴とする請求項１３に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項１７】
各第一無線ユニットが、少なくとも一つの他の第一無線ユニットの最大送信範囲内にあり、少なくとも一つの他の第一無線ユニットが、各第一無線ユニットの最大送信範囲内にあって、複数の第一無線ユニットが、各第一無線ユニットを他の第一無線ユニットの各々とリンクする第一無線ネットワークを構成でき、
各第二無線ユニットが、少なくとも一つの第一無線ユニットの最大送信範囲内にあり、少なくとも一つの第一無線ユニットが、各第二無線ユニットの最大送信範囲内にあって、各第二無線ユニットを第一無線ネットワークにリンクすることを特徴とする請求項１に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項１８】
第一無線ネットワークが、一対の第一無線ユニットの間に一つ以上のネットワーク路を提供することを特徴とする請求項１７に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項１９】
第二無線ユニットが、一つ以上の第一無線ユニットの最大送信範囲内にあり、一つ以上の第一無線ユニットが、第二無線ユニットの最大送信範囲内にあって、第二無線ユニットと第一無線ユニットの間に一つ以上の無線リンクを提供することを特徴とする請求項１７に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項２０】
さらにオンライン・アクセス・プロバイダが操作する管理ユニットを有し、複数の第一無線ユニットと複数の第二無線ユニットの間の第一無線ネットワークを介して、データパケットの送信を制御し、その管理ユニットが、
複数の第一無線ユニットと複数の第二無線ユニットの内の少なくとも一つの無線ユニットに、問合わせと命令を送信する無線送信機と、
複数の第一無線ユニットと複数の第二無線ユニットの内の少なくとも一つの無線ユニットから、無線ユニット状態データ、第一無線ネットワーク状態データ、データパケット送信データ、および命令承認の少なくとも一つを受信する無線受信機と、
命令および問い合わせを生成し、無線ユニット状態データ、第一無線ネットワーク状態データ、データパケット送信データ、および命令承認の少なくとも一つを処理するプログラム化したプロセッサとを有することを特徴とする請求項１７に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項２１】
管理ユニットのプロセッサが、受信した無線ユニット状態データ、受信した第一無線ネットワーク状態データ、受信したデータパケット送信データ、および受信した命令承認の少なくとも一つに応じて、ネットワーク路を選択し、複数の第一無線ユニットと複数の第二無線ユニットの間の第一無線ネットワークを介して、データパケットを送信することを特徴とする請求項２０に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項２２】
管理ユニットのプロセッサが、受信した無線ユニット状態データ、受信した第一無線ネットワーク状態データ、受信したデータパケット送信データ、および受信した命令承認の少なくとも一つに応じて、第一ネットワーク路から第二ネットワーク路に再経路指定し、複数の第一無線ユニットと複数の第二無線ユニットの間の第一無線ネットワークを介して、データパケットを送信することを特徴とする請求項２０に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項２３】
管理ユニットのプロセッサが、受信した無線ユニット状態データ、受信した第一無線ネットワーク状態データ、受信したデータパケット送信データ、および受信した命令承認の少なくとも一つに応じて、第一無線ネットワークのデータパケット・トラフィック密度データを生成し、第一無線ネットワークに新しい第一無線ユニットを追加して、その第一無線ネットワークの一部の局所的なデータパケット・トラフィック密度を低減することを特徴とする請求項２０に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項２４】
管理ユニットのプロセッサが、第一無線ネットワークの地理的カバーデータを生成し、新しい第一無線ユニットを追加して、複数の第一無線ユニットの一つが適切にカバーしていない地理的領域をカバーすることを特徴とする請求項２０に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項２５】
複数の第一無線ユニットと、
複数の第二無線ユニットを有する分散無線オンライン・アクセス・システムであって、
各第一無線ユニットが、
複数の第一無線ユニットの少なくとも他の一つから送信されたデータパケットを受信する無線受信機と、
複数の第一無線ユニットの少なくとも他の一つにデータパケットを送信する無線送信機と、
受信した移動中のデータパケットを経路指定して、複数の第一無線ユニットの別のものに送信するようにプログラム化した処理ユニットとを有し、
少なくとも一つの第一無線ユニットがさらに、
複数の第二無線ユニットの少なくとも一つから送信されたデータパケットを受信する無線受信機と、
複数の第二無線ユニットの少なくとも一つにデータパケットを送信する無線送信機と、
受信した移動中のデータパケットを経路指定して、複数の第二無線ユニットの一つに送信するようにプログラム化した処理ユニットとを有し、
各第二無線ユニットが、
複数の第一無線ユニットの少なくとも一つから送信されたデータパケットを受信する無線受信機と、
複数の第一無線ユニットの少なくとも一つにデータパケットを送信する無線送信機と、
第二無線ユニットが受信したデータパケットを処理し、第二無線ユニットが送信するデータパケットを生成するようにプログラム化した処理ユニットとを有し、
複数の第一無線ユニットと複数の第二無線ユニットの内の少なくとも一つの無線ユニットが、移動型無線ユニットであって、
各第一無線ユニットが、少なくとも一つの他の第一無線ユニットの最大送信範囲内にあり、少なくとも一つの他の第一無線ユニットが、各第一無線ユニットの最大送信範囲内にあって、複数の第一無線ユニットが、各第一無線ユニットを他の第一無線ユニットの各々とリンクする第一無線ネットワークを構成でき、
各第二無線ユニットが、少なくとも一つの第一無線ユニットの最大送信範囲内にあり、少なくとも一つの第一無線ユニットが、各第二無線ユニットの最大送信範囲内にあって、各第二無線ユニットを第一無線ネットワークにリンクし、
移動型の第一無線ユニットが、最初の他の第一無線ユニットの最大送信範囲を超えて移動し、次の他の第一無線ユニットの最大送信範囲内に移動して、第一無線ネットワークの第一無線ユニットの間のリンクのトポロジを変更できることを特徴とする分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項２６】
移動型の第二無線ユニットが、最初の他の第一無線ユニットの最大送信範囲を超えて、次に他の第二無線ユニットの最大送信範囲内に移動して、第二無線ユニットと第一無線ネットワークの間のリンクのトポロジを変更することを特徴とする請求項２５に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項２７】
さらに、外部通信システムに第一無線ネットワークを接続する入口ユニットを有し、その入口ユニットが、
そこから送信されるデータパケットを受信する外部通信システムへのリンクと、
外部通信システムから受信したデータパケットを、第一無線ネットワークに送信する無線送信機と、
第一無線ネットワークから送信されたデータパケットを受信する無線受信機と、
第一無線ネットワークから受信したデータパケットを、外部通信システムに送信する外部通信システムへのリンクを有することを特徴とする請求項２５に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項２８】
各第一無線ユニットが、その第一無線ユニットの場所で適用可能な政府条例に法的に準拠した免許不要な無線装置であり、各第二無線ユニットが、その第二無線ユニットの場所で適用可能な政府条例に法的に準拠した免許不要な無線装置であることを特徴とする請求項２５に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項２９】
さらにオンライン・アクセス・プロバイダが操作する管理ユニットを有し、複数の第一無線ユニットと複数の第二無線ユニットの間の第一無線ネットワークを介して、データパケットの送信を制御し、その管理ユニットが、
複数の第一無線ユニットと複数の第二無線ユニットの内の少なくとも一つの無線ユニットに、問合わせと命令を送信する無線送信機と、
複数の第一無線ユニットと複数の第二無線ユニットの内の少なくとも一つの無線ユニットから、無線ユニット状態データ、無線ユニット位置データ、第一無線ネットワーク状態データ、データパケット送信データ、および命令承認の少なくとも一つを受信する無線受信機と、
命令および問い合わせを生成し、無線ユニット状態データ、無線ユニット位置データ、第一無線ネットワーク状態データ、データパケット送信データ、および命令承認の少なくとも一つを処理するプログラム化したプロセッサとを有することを特徴とする請求項２５に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項３０】
管理ユニットのプロセッサが、受信した無線ユニット状態データ、受信した無線ユニット位置データ、受信した第一無線ネットワーク状態データ、受信したデータパケット送信データ、および受信した命令承認の少なくとも一つに応じて、ネットワーク路を選択し、複数の第一無線ユニットと複数の第二無線ユニットの間の第一無線ネットワークを介して、データパケットを送信することを特徴とする請求項２９に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項３１】
管理ユニットのプロセッサが、受信した無線ユニット状態データ、受診した無線ユニット位置データ、受信した第一無線ネットワーク状態データ、受信したデータパケット送信データ、および受信した命令承認の少なくとも一つに応じて、データパケットの第一ネットワーク路から第二ネットワーク路に再経路指定し、複数の第一無線ユニットと複数の第二無線ユニットの間の第一無線ネットワークを介して、データパケットを送信することを特徴とする請求項２９に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項３２】
移動型無線ユニットを自動車上に取り付けることを可能にすることを特徴とする請求項２５に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項３３】
移動型無線ユニットが、自動車の移動方向と実質的に平行な方向に向けた指向性送信機を有することを特徴とする請求項３２に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項３４】
自動車が通る道路の近傍に、少なくとも一つの他の第一無線ユニットを配置することを特徴とする請求項３２に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項３５】
複数の第一無線ユニットと複数の第二無線ユニットの内の複数の無線ユニットが、自動車に取り付けた移動型無線ユニットであって、自動車が通る長さの道路の一部を含む過渡的無線オンライン・アクセス・システムを構成できることを特徴とする請求項３２に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項３６】
過渡的無線オンライン・アクセス・システムが、最初の固定位置の第一無線ユニットから、次に固定位置の第一無線ユニットにデータパケットを送信するネットワーク路を提供することを特徴とする請求項３５に記載の分散無線オンライン・アクセス・システム。
【請求項３７】
分散無線オンライン・アクセス・システムを用いる方法であって、
複数の第一無線ユニットの一つの無線送信機を介して、その複数の第一無線ユニットの少なくとも他の一つにデータパケットを送信し、
複数の第一無線ユニットの一つの無線送信機を介して、複数の第二無線ユニットの少なくとも一つにデータパケットを送信し、
複数の第一無線ユニットの一つの無線受信機を介して、その複数の第一無線ユニットの少なくとも他の一つから送信されたデータパケットを受信し、
複数の第一無線ユニットの一つの無線受信機を介して、複数の第二無線ユニットの少なくとも一つから送信されたデータパケットを受信し、
複数の第二無線ユニットの一つの無線受信機を介して、複数の第一無線ユニットの少なくとも一つから送信されたデータパケットを受信し、
複数の第二無線ユニットの一つの無線送信機を介して、複数の第一無線ユニットの少なくとも一つにデータパケットを送信し、
複数の第一無線ユニットの一つのプログラム化した処理ユニットを用いて、受信した移動中のデータパケットを経路指定して、複数の第一無線ユニットの別のものに送信し、
複数の第一無線ユニットの一つのプログラム化した処理ユニットを用いて、受信した移動中のデータパケットを経路指定して、複数の第二無線ユニットの一つに送信し、
複数の第二無線ユニットの一つのプログラム化した処理ユニットを用いて、その第二無線ユニットが受信したデータパケットを処理し、
複数の第二無線ユニットの一つのプログラム化した処理ユニットを用いて、その第二無線ユニットが送信するデータパケットを生成し、
課金ユニットのプログラム化したプロセッサを用いて、ｉ）複数の第一無線ユニットの各々に対して、オンライン・アクセス・プロバイダが各第一加入者に課金するアクセス料金額、ｉｉ）複数の第二無線ユニットの各々に対して、オンライン・アクセス・プロバイダが各第二加入者に課金するアクセス料金額、およびｉｉｉ）複数の第一無線ユニットの各々に対して、オンライン・アクセス・プロバイダが各第一加入者に返金するアクセス・プロバイダ収入額の、少なくとも一つ計算するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項３８】
分散無線オンライン・アクセス・システムを用いる方法であって、
複数の第一無線ユニットの一つの無線送信機を介して、その複数の第一無線ユニットの少なくとも他の一つにデータパケットを送信し、
複数の第一無線ユニットの一つの無線送信機を介して、複数の第二無線ユニットの少なくとも一つにデータパケットを送信し、
複数の第一無線ユニットの一つの無線受信機を介して、その複数の第一無線ユニットの少なくとも他の一つから送信されたデータパケットを受信し、
複数の第一無線ユニットの一つの無線受信機を介して、複数の第二無線ユニットの少なくとも一つから送信されたデータパケットを受信し、
複数の第二無線ユニットの一つの無線受信機を介して、複数の第一無線ユニットの少なくとも一つから送信されたデータパケットを受信し、
複数の第二無線ユニットの一つの無線送信機を介して、複数の第一無線ユニットの少なくとも一つにデータパケットを送信し、
複数の第一無線ユニットの一つのプログラム化した処理ユニットを用いて、受信した移動中のデータパケットを経路指定して、複数の第一無線ユニットの別のものに送信し、
複数の第一無線ユニットの一つのプログラム化した処理ユニットを用いて、受信した移動中のデータパケットを経路指定して、複数の第二無線ユニットの一つに送信し、
複数の第二無線ユニットの一つのプログラム化した処理ユニットを用いて、その第二無線ユニットが受信したデータパケットを処理し、
複数の第二無線ユニットの一つのプログラム化した処理ユニットを用いて、その第二無線ユニットが送信するデータパケットを生成し、
複数の第一無線ユニットと複数の第二無線ユニットの内の少なくとも一つの無線ユニットが、移動型無線ユニットであって、
各第一無線ユニットが、少なくとも一つの他の第一無線ユニットの最大送信範囲内にあり、少なくとも一つの他の第一無線ユニットが、各第一無線ユニットの最大送信範囲内にあって、複数の第一無線ユニットが、各第一無線ユニットを他の第一無線ユニットの各々とリンクする第一無線ネットワークを構成でき、
各第二無線ユニットが、少なくとも一つの第一無線ユニットの最大送信範囲内にあり、少なくとも一つの第一無線ユニットが、各第二無線ユニットの最大送信範囲内にあって、各第二無線ユニットを第一無線ネットワークにリンクし、
移動型の第一無線ユニットが、最初の他の第一無線ユニットの最大送信範囲を超えて移動し、次の他の第一無線ユニットの最大送信範囲内に移動して、第一無線ネットワークの第一無線ユニットの間のリンクのトポロジを変更できるステップを有することを特徴とする方法。
【請求項３９】
複数の加入者に分散無線オンライン・アクセス・システムを提供する方法であって、
複数の第一加入者の各々に複数の第一無線ユニットの一つを提供し、
複数の第二加入者の各々に複数の第二無線ユニットの一つを提供し、
各第一加入者から第一アクセス料金を集め、
各第二加入者から第二アクセス料金を集め、
各第一加入者にアクセス・プロバイダ収入額を返金するステップを有し、
各第一無線ユニットが、
複数の第一無線ユニットの少なくとも他の一つから送信されたデータパケットを受信する無線受信機と、
複数の第一無線ユニットの少なくとも他の一つにデータパケットを送信する無線送信機と、
受信した移動中のデータパケットを経路指定して、複数の第一無線ユニットの別のものに送信するようにプログラム化した処理ユニットとを有し、
少なくとも一つの第一無線ユニットがさらに、
複数の第二無線ユニットの少なくとも一つから送信されたデータパケットを受信する無線受信機と、
複数の第二無線ユニットの少なくとも一つにデータパケットを送信する無線送信機と、
受信した移動中のデータパケットを経路指定して、複数の第二無線ユニットの一つに送信するようにプログラム化した処理ユニットとを有し、
各第二無線ユニットが、
複数の第一無線ユニットの少なくとも一つから送信されたデータパケットを受信する無線受信機と、
複数の第一無線ユニットの少なくとも一つにデータパケットを送信する無線送信機と、
第二無線ユニットが受信したデータパケットを処理し、第二無線ユニットが送信するデータパケットを生成するようにプログラム化した処理ユニットとを有することを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項３９に記載の複数の加入者に分散無線オンライン・アクセス・システムを提供する方法であって、
複数の第一無線ユニットと複数の第二無線ユニットの内の少なくとも一つの無線ユニットが、移動型無線ユニットであって、
各第一無線ユニットが、少なくとも一つの他の第一無線ユニットの最大送信範囲内にあり、少なくとも一つの他の第一無線ユニットが、各第一無線ユニットの最大送信範囲内にあって、複数の第一無線ユニットが、各第一無線ユニットを他の第一無線ユニットの各々とリンクする第一無線ネットワークを構成でき、
各第二無線ユニットが、少なくとも一つの第一無線ユニットの最大送信範囲内にあり、少なくとも一つの第一無線ユニットが、各第二無線ユニットの最大送信範囲内にあって、各第二無線ユニットを第一無線ネットワークにリンクし、
移動型の第一無線ユニットが、最初の他の第一無線ユニットの最大送信範囲を超えて移動し、次の他の第一無線ユニットの最大送信範囲内に移動して、第一無線ネットワークの第一無線ユニットの間のリンクのトポロジを変更できることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願】
本出願は、Ｅｉｍａｒ　Ｍ．Ｂｏｅｓｊｅｓの名前で２０００年１１月１７日に出願した先願同時係属米国非仮出願番号第０９／７１５，７０５号、発明の名称「分散無線オンライン・アクセス・システム」の優先権を主張し、前記非仮出願は、ここに十分に記載されているとおりに参考のために援用する。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明の分野は、無線通信に関する。特に、装置、システム、および方法をここで説明し、このようなシステムを用いるビジネス・メソッドと共に分散無線オンライン・アクセスを実現する。
【０００３】
【従来の技術】
最近のインターネットおよび付随する高速オンライン・アクセスへの要求の爆発的な成長によって、いわゆる「ラストマイル問題」が通信産業において非常に重要であると考えられている。この「ラストマイル問題」は、各々の企業、住宅、および他の場所に高速オンライン・アクセス、および／またはデータ通信をもたらすことに関連した技術的および経済的問題を指す。高速データ通信は既にインターネット・バックボーンで実現され、多くの大企業団体（法人、通信会社、大学、研究機関、計算施設、オンライン・サービス・プロバイダ、電子商取引プロバイダなど）がインターネット・バックボーンに直接接続、またはリンクして、最大１００Ｍｂｐｓのデータ転送速度を享受している。ほとんどの住宅、および／または中小企業は、オンライン・アクセス用のモデム、および標準的な電話回線を用いた直接接続に依存しており、一般に最大データ転送速度は５６ｋｂｐｓである。
より広く展開され高速なオンライン・アクセスの実現ではいくつかの前進があり、主にテレビジョン・ケーブル・システム、および電話会社によって実現されたデジタル加入者線（ＤＳＬ）によるものがあるが、高速オンライン・アクセスはなおかなり限定的で、展開されていない地域もある。高速オンライン・アクセスを広く展開するために必要な潜在的基盤開発は巨大なものであることがわかり、既に確立されている場所の近隣では特に問題となる。
【０００４】
無線通信技術は、「ラストマイル問題」に別の解決策を提供できる。比較的低コストの装置が無線リンク装置として利用可能で、これらを広く展開すれば、無線ネットワークを形成して、インターネット・バックボーンと多数の個々の地域の加入者の間の隙間をなくすことができる。これは、大規模な基盤開発、または既存のシステム、または構造の混乱なく実現できる。また、無線ネットワーク接続はネットワークへの移動型接続の可能性を提供し、さらにネットワーク自体を移動型にできる。
【０００５】
従って、実質的な基盤開発、および／または投資を伴わない高速無線オンライン・アクセスを広く展開し提供する装置と方法を実現することが望ましい。さらに、既存の基盤、施設、および／またはサービスを実質的に混乱させることなく、既存の場所の近隣に容易に実現可能な高速無線オンライン・アクセスを広く展開し提供する装置と方法を実現することが望ましい。さらに、提供されていない地理的領域に容易に拡大可能な高速無線オンライン・アクセスを広く展開／提供する装置と方法を実現することが望ましい。さらに、使用者が入手可能で、最小の初期投資で実質的な収入の流れを生成可能な高速無線オンライン・アクセスを展開／提供する装置と方法を実現することが望ましい。さらに、移動型ネットワーク要素、および／またはリンクを備えた高速無線オンライン・アクセスを展開して提供し、移動型ネットワークの実現が可能な装置と方法を実現することが望ましい。
【０００６】
【発明の概要】
本発明の所定の形態は、従来技術の一つ以上の前記の欠点を克服し、最新の無線オンライン・アクセス・システムおよび方法を向上させ、さらに下記の目的の一つ以上に適合できる。
高速オンライン・アクセスを広く展開する分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
高速インターネット・アクセスを広く展開する分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
高速無線通信を広く展開する分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
高速無線オンライン・アクセスを広く展開する分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
高速無線インターネット・アクセスを広く展開する分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
複数の第一無線ユニットが、第一無線ネットワークを構成する分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
一つ以上の第一無線ユニットを介して、第一無線ネットワークに複数の第二無線ユニットを無線でリンクさせる分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
外部通信システム（インターネットなど）に一つ以上の無線ユニットをリンクさせて、その外部通信システムに第一無線ネットワークを接続できるようにする分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
外部通信システム（インターネットなど）に一つ以上の無線ユニットを直接リンクさせて（つまり有線でつなげて）、その外部通信システムに第一無線ネットワークを接続できるようにする分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
そのシステムを有する無線ユニットが、免許不要な無線送信機を含む分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
無線ネットワークによる複数のネットワーク経路を介して、その無線ネットワークの無線ユニットの一つから、別の無線ユニットにデータパケットを送信する分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
無線ネットワークの状態、その無線ユニットの状態、およびそれを介したデータパケット転送速度に基づいて、その無線ネットワークによるデータパケットの送信を経路指定する、および／または、再経路指定する分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
地理的範囲および／またはデータパケット送信のパターンを用いて、追加の第一無線ユニットの配置を決定し、第一無線ネットワークを拡大する分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
第一無線ユニットまたは第二無線ユニットを備えたオンライン・アクセス加入者に、第一無線ネットワークへのアクセス、および／または使用のアクセス料金額を課金できる分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
受信および／または送信を行ったデータパケット量に基づいて、第一使用者および／または第二使用者のアクセス料金額を計算できる分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
各第一無線ユニットによって経路指定した受信および再送信データパケット量に基づいて、第一加入者にアクセス・プロバイダ収入を支払う分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
各第一無線ユニットにリンクした第二無線ユニットの数に基づいて、第一加入者にアクセス・プロバイダ収入を支払う分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
第一加入者によって採用された他の加入者の数に基づいて、第一加入者にアクセス・プロバイダ収入を支払う分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
いくつかの無線ユニットが移動型である分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
自動車上にいくつかの無線ユニットを取り付けた分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
ある長さの道路の一部を移動する複数の自動車に取り付けた複数の無線ユニットが、過渡的無線通信ネットワークを構成する分散無線オンライン・アクセス・システムおよび方法の実現。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
一つ以上の前記の目的は、本発明において第一無線通信ネットワークを構成する複数の第一無線ユニットと、複数の第二無線ユニットとを有する分散無線オンライン・アクセス・システムによって実現される。
各第一無線ユニットは、無線送信機、無線受信機、およびプログラム化したプロセッサを有し、その第一無線ユニットは受信したデータパケットの経路を指定し、別の第一無線ユニットまたは第二無線ユニットに再送信できる。各第二無線ユニットは、無線送信機、無線受信機、およびプログラム化したプロセッサを有し、受信したデータパケットを処理して、送信されるデータパケットを生成できる。
入口ユニットは、第一無線ネットワークと外部通信システム（インターネットなど）の間の接続またはリンクを提供し、外部通信ネットワークへのアクセスを全ての第一無線ユニットと第二無線ユニットに提供できる。データパケットは、元の第二無線ユニットが生成し、第一無線ユニットに送信して、一連の他の第一無線ユニットを介して経路指定して再送信し、最終的に目的地のユニット（目的地の第二無線ユニットまたは入口ユニット／外部通信システム）が受信する。データパケットは、始まりの点と目的地の点を接続する第一ネットワークを介して、いくつかの別のネットワーク経路の一つに従わせて、システムに利用できない第一ユニット、および第一ネットワークのより遅い部分などを避けてデータパケットを経路指定できる。
【０００８】
第一受信機または第二受信機の好ましい実施例は、無線送信機および無線受信機に接続したパーソナル・コンピュータ（卓上型または携帯型）である。送信機と受信機は別個のユニットを有することも、単一のユニットに組み込むこともでき、さらにコンピュータに組み込むことも、それに接続した別個のユニットを有することもできる。なお、所定のコンピュータ／送信機／受信機の組み合わせは、第一無線ユニットと第二無線ユニットの両方として機能できる。第一無線ユニットと第二無線ユニットは、そのユニットの場所で施行されている適用可能な政府条例下の免許要または免許不要な無線装置として動作することもでき、複数の第一ユニットと第二ユニットは免許要および免許不要な無線装置の組み合わせであってもよい。現在市販の免許不要な無線送信機／受信機は比較的安価で、一般に約４〜６Ｍｂｐｓから約１１Ｍｂｐｓで動作し、一般のモデム／電話線のコンピュータ・ネットワーク・アクセス（現在５６ｋｂｐｓ以下）より約２桁速い。
【０００９】
この比較的安価なハードウェア、高速データ転送、および免許が不要という要件の組み合わせによって、あるグループの加入者にとっての商用高速通信システムを展開、維持、および拡大し、そこから無線オンライン・アクセス・プロバイダの収入を生み出す潜在的に強力なビジネス・メソッドを実現する。つまり、オンライン・アクセス・プロバイダは、インターネット（または他の外部通信システム）へのリンク（一般に高速有線リンク）を備えた入口ユニットを確立し、あるグループの第一加入者の地理的位置（企業、住宅、または他の場所）に第一無線ユニットを展開する。
第一無線ユニットは、所定の地理的領域に十分な密度のパターンで好ましくは展開し、全ての第一無線ユニットは少なくとも一つ、好ましくは一つ以上の他の第一ユニットの送信範囲内にある。少なくとも一つのユニットは、入口ユニットの送信範囲内にある必要があり、それによってインターネットと、第一無線ネットワークの第一無線ユニットの間のデータパケット通信を可能にする。第一加入者は、地理的位置に基づいて特に採用することも、自主的に採用することもできる。第一無線ユニット用の無線送信機、無線受信機、および／またはコンピュータは、加入者が購入することも、プロバイダが提供することも（手数料を取る、もしくは無料で）、それらの組み合わせであってもよい。加入者が提供したコンピュータとプロバイダが提供した無線送信機／受信機は、共通の状況であってもよい。第一加入者にアクセス料金を課金して、第一無線ネットワークに参加し、第一無線ネットワークを介して、インターネットへの高速アクセスを受け取り、その第一無線ユニット（つまりコンピュータ／送信機／受信機）も第二無線ユニットとして機能できる。
【００１０】
システムの第二無線ユニットは、第一無線ネットワークに接続した「クライアント」と見なされ、第一無線ネットワークおよびインターネット（入口ユニットを介して）への使用者のアクセスを可能にする。第二加入者には、プロバイダが料金を請求し、第一無線ネットワークへの第二無線ユニットの無線リンクによって提供される高速インターネット・アクセスのアクセス料金を課金する。第二無線ユニットは使用者が提供しても、プロバイダが提供しても、その組み合わせであってもよい（前記のように）。第二無線ユニットは、少なくとも一つの第一無線ユニットの送信範囲内の場所（企業、住宅、その他）に展開できる。
【００１１】
システムの拡大は、加入者への資金的な奨励策によって促進される。第一加入者は、その第一無線ユニットの送信範囲内の第二無線ユニットの数、またはその第一無線ユニットが受信して再送信した移動中のデータパケット量（つまり処理したデータトラフィック量）に基づいて、割引、アクセス料金の削減、および／または報酬を受け取ることができる。従って、分散高速無線ネットワークの自己組織化／自己集合化の促進は、特に第一無線ネットワークがカバーする地域の端では奨励策によって実現される。新しい第一加入者が採用されると（または第二加入者が第一加入者になることでその高速インターネット・アクセスの資金調達を決定すると）、無線ネットワークがカバーする地域が拡大もしくは、より冗長的にカバーされる（信頼性が向上する）。
【００１２】
一つ以上の無線ユニットは、移動型無線ユニットであってもよい。移動型の第二無線ユニットは基本的に、第一無線ネットワークにリンクを維持しながら、第二加入者が複数の第一ユニットの個々の無線カバー地域の間の「ローミング」をできるようにする。一つ以上の移動型の第一ユニットは、動的に変化するネットワーク・トポロジとカバー地域を備えた過渡的で移動型の第一無線ネットワークを構成できる。道路の一部のほとんどの自動車に第一ユニットを設置することで、長距離、高速オンライン・アクセスの「バックボーン」に、州間高速道路を効果的に変換して、長距離のデータパケット送信を可能にする、もしくは市、およびその近郊で役立つ都市規模の高速オンライン・アクセス・システムに混雑した通勤路を効果的に変換できる。
【００１３】
この発明のさらなる目的と利点は、図面に示され以降の書面による説明、および／または請求項に記述されているように、本発明の好ましい実施例および別の実施例を参照することで明らかになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この書面による説明、および／または請求項の目的では、用語「オンライン・アクセス」は、インタフェース装置を介して通信ネットワーク上で、テキスト、データ、グラフィックス、画像、命令、要求、問合わせなどの送信、および／または受信を行うことで実行される動作を指す。これは、好ましくはインターネットに接続したコンピュータを用いることを意味するが、他のインタフェース装置（コンピュータ、ワークステーション、端末、テレビ、無線装置、ハンドヘルドまたは「パームトップ」装置、電子手帳、電話、無線電話、メッセージング・ユニットなど、それらの組み合わせ、および／または、それらと機能的に等価なものを含むがこれに限らない）および他のネットワーク（インターネット、インターネット２、次世代インターネット、インターネットの他の後継者、ワールド・ワイド・ウェブ、電話網、ローカル・エリア・ネットワークまたはワイド・エリア・ネットワーク、無線ネットワーク、光ネットワーク、衛星を利用したネットワークなど、それらの組み合わせ、および／または、それらと機能的に等価なもの）も含む。インタフェース装置と通信ネットワークの間の接続またはリンクは、直接的（つまり配線接続または有線）、または間接的（つまり無線または仲介ネットワークを介して）になりうる。本発明の第一の対象は、この後者の状況である。
【００１５】
本書面による説明、および／または請求項の目的では、「無線送信機」および「無線受信機」は、電磁波の形で自由空間を介して伝搬させる信号を各々送信および受信する装置を一般に指す。電磁波は一般に、高周波またはマイクロ波領域であるが、電磁波のスペクトルの他の部分も同様に用いることができる。本書面による説明、および／または請求項の目的では、「無線接続」または「無線リンク」は、無線送信機と受信機を用いる接続またはリンクである。本書面による説明、および／または請求項の目的では、「配線接続」、「有線」、または「直接」接続またはリンクは、ある種の伝送装置に沿って信号を伝搬させる、例えば配線、またはケーブルに沿って伝搬する電気信号、または光ファイバに沿って伝搬する光信号などの接続またはリンクを指す。
【００１６】
図１は、本発明による第一無線ネットワークの概略図を示しており、複数の第一無線ユニット１１０を有する。各無線ユニット１１０は、各第一無線ユニット１１０の最大送信範囲を表す円１２０の中心に示されている。第一無線ユニット１１０は、好ましくは地理的に展開して、各第一無線ユニット１１０が少なくとも一つの他の第一無線ユニット１１０の最大無線送信範囲内にあるようにして、図１の破線１３０で示した第一無線リンクを構成する。第一無線ユニット１１０および破線１３０は、第一無線ネットワークのノードとリンクを各々構成する。第一無線ネットワークには一つ以上の入口ユニット１４０が備えられ、その第一無線ネットワークと外部通信システム（図１の太い矢印で示した外部リンク１５０、外部通信システムは図示せず）の間の外部リンク１５０を提供する。従って、各第一無線ユニット１１０は、第一無線ネットワーク、入口ユニット１４０、およびリンク１５０を介して外部通信システムへアクセスする。
【００１７】
各第一無線ユニットは好ましくは、複数の第一無線ユニットの少なくとも一つの他のものから送られたデータパケットを受信する無線受信機と、複数の第一無線ユニットの少なくとも一つの他のものにデータパケットを送信する無線送信機と、受信した移動中のデータパケットの経路を指定して、複数の第一無線ユニットの別のものに送信するようにプログラム化した処理ユニットを有する。各データパケットは好ましくは経路指定情報を有し、本経路指定情報は第一無線ユニットで処理して、他の第一無線ユニットのどれがそのデータパケットの次の目的地であるかを決定する。従って、第一無線ネットワークのノードにある各第一無線ユニットは、第一無線ネットワークのルータとして機能する。該経路指定は好ましくは動的に実現され、複数の利用可能な経路のどれを選択するかは、時間、第一ユニットの利用可能性など、または第一ユニットの過渡的受信／送信速度に伴って変化する情報に基づくことができる。
本発明の典型的な実施形態では、第一無線ユニットは、それに接続した無線送信機および受信機のハードウェアを備えたパーソナル・コンピュータ（卓上型または携帯型）を有することができる。送信機と受信機は別個のユニットであっても、単一のユニットとして一体化してもよく、互いに別個であろうと、一体化されていようと、コンピュータと別個であっても、コンピュータに接続されていても、コンピュータと一体化されていてもよい。第一無線ユニットの送信機／受信機／プロセッサの組み合わせの他の機能的に等価な実施例を用いることもできる。
【００１８】
各入口ユニットは好ましくは、外部通信システムへデータパケットを送り、その外部通信システムから送られたデータパケットを受信する外部通信システムへのリンク、第一無線ネットワークの第一無線ユニットにデータパケットを送信する無線送信機、および第一無線ネットワークの第一無線ユニットから送られたデータパケットを受信する無線受信機を有することができる。外部通信システムへの適切なリンクを用いることができ、当該リンクは一般に、その外部通信システムへの有線の高速リンクまたは接続を有する。本発明の共通の実施形態において、外部通信システムはインターネットを有し、その外部通信システムへのリンクはインターネット・バックボーンへの直接（つまり有線の）高速接続を有し、第一無線ネットワークの第一無線ユニットを介して、インターネットへの分散高速無線オンライン・アクセスを実現する。
本発明の典型的な実施形態では、入口ユニットは、無線送信機と受信機（別個に接続したユニットまたはサーバに一体化）を接続したサーバコンピュータと、インターネット・バックボーンへ直接接続することができる。入口ユニットの送信機／受信機／プロセッサ／ネットワーク・インタフェースの組み合わせの他の機能的に等価な実施例を用いることもできる。単一の送信機／受信機／プロセッサの組み合わせが、入口ユニットと第一無線ユニットの両方として機能することもできる。
【００１９】
第一無線ネットワークを構成する複数の第一無線ユニットは好ましくは、（最大送信範囲に対して）十分密に分散させて、ほとんどの第一無線ユニットを少なくとも二つの他の第一無線ユニットにリンクさせる。本方法では、得られる第一無線ネットワークは、そのネットワーク内の対の第一無線ユニットを接続する複数のネットワーク経路を提供できる。この冗長性は、ネットワーク内のノード、および／またはリンクが機能しなくなったとき、第一無線ネットワークの全体的な信頼性を向上させる。このとき、データパケット・トラフィックは、混乱を回避してネットワークを再経路指定される。
図２は、第一無線ユニット１１０、１１２（円）、無線ネットワークのリンク１３０（破線）、１３２（実線）、入口ユニット１４０（菱形）、および外部（インターネット）リンク１５０（太い矢印）を有する完全動作の第一無線ネットワークを示している。データパケットは、特定の第一無線ユニット１１２から、例えば所定のネットワークリンク１３２（実線）、入口ユニット１４０の一つ、およびインターネットリンク１５０を介してインターネットに送られる。
図３は、他の第一無線ユニット１１０’が機能しなくなった場合（ハードウェア、および／またはソフトウェアの機能不全、停電、プラグを抜く、オフにするなど）に、どのようにデータパケットを再経路指定するかを示している。異なる組の所定のリンク１３２を用いて、第一無線ネットワーク、入口１４０の一つおよびリンク１５０を介して、インターネットにデータパケットを送信することができる。
図４では、複数の第一無線ネットワークリンク１３０’が、おそらく例えば高いデータパケット・トラフィック、および／または、低い転送速度によって利用できないように示されている。第一無線ユニット１１２からのデータパケットは、再び第一無線ネットワークの異なる組の所定の無線リンク１３２、入口１４０を介してインターネットに再経路指定される。
図５は、入口ユニット１４０’の一つ（または等価な対応する外部リンク）が機能しなくなった場合（ハードウェア、および／またはソフトウェアの機能不全、停電、プラグを抜く、オフにするなど）の状況を示している。今度も、第一無線ユニット１１２からのデータパケットは、異なる組の所定の無線リンク１３２、別の入口１４０およびリンク１５０を介して、インターネットに再経路指定される。
図２〜５の各図は、インターネットから第一無線ユニット１１２に移動するデータパケットにも同様に適用できる。このようなネットワークを介したデータパケットの動的な再経路指定を可能にするプログラミング技術はよく知られており、インターネット自体を介したデータパケットの流れの制御で広く用いられている。このような既存のプログラミング／経路指定技術およびプロトコルは、ここに開示され請求されている発明の概念から逸脱することなく開発し実現できる。各第一無線ユニット１１０のプログラム化したプロセッサは、データパケット自体の経路指定情報、分散無線オンライン・アクセス・システム（以降でさらに説明する）の管理ユニットからの命令、および／または他の関連の情報に基づいて、その始まりから第一無線ネットワークを介して、その目的地にデータパケットを適切に経路指定するのに必要な経路指定機能を行うことができる。
【００２０】
分散無線オンライン・アクセス・システムはさらに、前記のように第一無線ネットワークを介して、データパケット送信の経路指定、および／または再経路指定を行う管理ユニットを有することができる。当該管理ユニットは、第一無線ユニットに問合わせ、および／または命令を送信する無線送信機と、無線ユニットからの無線ユニット状態データ、無線ネットワーク状態データ、データパケット送信データ、他の問合わせの承認、および／または命令の承認を受信する無線受信機、命令、および／または問合わせを生成し、無線ユニットからの無線ユニットからの無線ユニット状態データ、無線ネットワーク状態データ、データパケット送信データ、他の問合わせの承認、および／または命令の承認を処理するプログラム化したプロセッサを有することができる。
本発明の典型的な実施形態では、この管理ユニットは、無線送信機と受信機（別個に接続したユニットまたはサーバに一体化）を接続したコンピュータを有することができる。入口ユニットの送信機／受信機／プロセッサの組み合わせの他の機能的に等価な実施例を用いることもできる。単一の送信機／受信機／プロセッサの組み合わせが、管理ユニットと第一無線ユニットの両方としても、管理ユニットと入口ユニットの両方としても、または三つ全て（第一、入口、および管理）としても機能することができる。経路情報は、無線ユニット／ネットワーク状況、およびデータパケットの始まり／目的地に基づいて管理ユニットが生成し、データパケット用の特定のネットワーク経路を選択できる。また、このような経路指定情報は、データパケットが第一無線ネットワークを介してその経路を進むので、各第一無線ユニットが局所的に生成することもできる。この場合、複数の第一無線ユニットが共同で管理ユニットとして機能できる。
【００２１】
第一無線ネットワーク、そしてインターネット（つまり外部通信システム）へのアクセスは、複数の第二無線ユニットを介して提供され、各々が第一無線ユニットから送られたデータパケットを受信する無線受信機と、第一無線ユニットにデータパケットを送信する無線送信機と、送られるデータパケットを生成し、受信したデータパケットを処理するプログラム化したプロセッサを有するのが好ましい。いくつかのまたは全ての第一無線ユニットは、第二ユニットとデータパケットをやり取りする送信機／受信機を有することができる。これらの送信機／受信機は一般に、上記のように第一無線ネットワークを実現するために用いられるのと同じ送信機／受信機であってもよいが、所定の第一無線ユニットとｉ）別の第一無線ユニット、およびｉｉ）第二無線ユニットの間の無線リンク用の別個の送信機／受信機を用いることができ、そうすることが望ましいこともある。使用者が望む第一無線ネットワーク、そしてインターネットへのアクセスは、第二無線ユニットを用いて提供することもできる。グラフィカル・ユーザインタフェース（ＧＵＩ）は、第二無線ユニットを介した使用者のオンライン・アクセスを容易にするために特に適切である。
本発明の典型的な実施形態では、第二無線ユニットは、それに接続した無線送信機および受信機のハードウェアを備えたパーソナル・コンピュータ（卓上型または携帯型）を有することができる。送信機と受信機は別個のユニットであっても、単一のユニットとして一体化してもよく、互いに別個であろうと、一体化されていようと、コンピュータと別個であっても、コンピュータに接続されていても、コンピュータと一体化されていてもよい。第一無線ユニットの送信機／受信機／プロセッサの組み合わせの他の機能的に等価な実施例を用いることもできる。なお、第一無線ユニットと第二無線ユニットの間の主な違いは、１）第一無線ユニットが、移動中のデータパケットを処理するために経路指定／再送信機能を必要とし、第一無線ネットワークを介してデータパケットを送信でき、一方２）第二無線ユニットは一般に、データパケットの始まり、および／または目的地であり、従って経路指定／再送信機能は不要であるが、ユーザインタフェース機能と共にデータパケット生成、処理／翻訳機能が必要である。しかし、単一の送信機／受信機／プロセッサの組み合わせが、第一無線ユニットと第二無線ユニットの両方として機能できる。
【００２２】
各第二無線ユニットは、少なくとも一つの第一無線ユニットの最大無線送信範囲内に地理的に配置し、第二無線ユニットから第一無線ネットワークを介して、インターネットへの無線オンライン・アクセスを実現する。
図６は、本発明による分散無線オンライン・アクセス・システムの一部を拡大した概略図である。いくつかの第一無線ユニット１１０（実線の円）が示され、最大無線送信範囲を示す円１２０（薄い点）によって囲まれ、第一無線ネットワークの無線リンク１３０（実線）によってリンクされている。円１２０内の第二無線ユニット１６０（実線の四角）は、無線リンク１７０（破線）によって第一無線ユニット１１０にリンクされている。これはもちろん、第一無線ユニットも第二無線ユニットの無線送信範囲内にあると仮定しており、これは一般的ではあるが、常にそうであるとは限らない。
好ましくは、各第二無線ユニット１６０は、一つ以上の円１２０内にあり（つまり一つ以上の第一無線ユニットの最大無線送信範囲内にあり）、第一無線ネットワークおよびインターネットへの一つ以上のリンク１７０を提供する。リンクされた第二ユニット１６０（実線の四角）は全て、一つ以上のリンク１７０（破線）を介して第一ネットワークに無線でリンクされるが、図で全ての第二無線ユニット１６０に番号が付けられているわけではなく、全てのリンク１７０が示されているわけではなく、示されている全てのリンク１７０に番号が付けられているわけではない。示されていない番号およびリンクは、図を明確化するために省略されている。
【００２３】
前記の機能に加えて、管理ユニットは、分散無線オンライン・アクセス・システムを拡張して、既存の無線オンライン・アクセスがほとんどないか全くない新しい地理的領域をカバーできる。管理ユニットはさらに、別の資源を展開して、無線オンライン・アクセス・システムの容量と信頼性を向上できる。
図６に示されているように、無線オンライン・アクセスが提供されていない位置１６４（破線の四角）がある。管理ユニットの処理能力を用いて、無線リンク１３４（点線）を介して第一無線ネットワークにリンクした新しい第一無線ユニット１１４（破線の円）用の適切で望ましく最良の地理的位置を決定し、各々が円１２４（太い点）によって示される最大送信範囲を有するようにする。
この方法では、以前は無線オンライン・アクセスがなかった新しい位置１６４のグループは、今では第一無線ユニット１１４の最大送信範囲内にあり、新しい無線リンク１７４（破線）によってそれに無線でリンクされ、第二無線ユニットを設置し起動すれば、本発明による無線オンライン・アクセスを備えた位置１６４を提供できる。同様に、管理ユニットは、第一無線ネットワークを介する流れのパターンと流量を解析し、データパケット量が平均より大きい局所的な部分を明らかにし、その地域の第一無線ネットワークを潜在的に低下させる。別の第一無線ユニットの好ましいまたは最良の位置は、これらのデータパケット・トラフィックが重い地域に展開し、無線オンライン・アクセス・システムの全体的な性能の高速化を可能にする。
【００２４】
商業的立場からは、無線ユニットの場所で施行されている適用可能な政府条例に法的に準拠した、免許不要な無線装置として動作可能な無線送信機および受信機を用いて、本発明のよる無線オンライン・アクセス・システムを実現することが特に魅力的である。例えば、連邦条例コードのタイトル４７のパート１５でＦＣＣによって記載されているように、免許がなくても使用できる規定内にある米国の送信機および受信機（第一無線ユニットと第二無線ユニットの両方）を用いることによって、無線オンライン・アクセス・プロバイダは、多くのコスト的、時間的に消耗する条例上の障害、および／または許可手続きを避けることができる。
このような送信機および受信機の一つの特定の種類は、ＩＥＥＥ　８０２．１１規格のグループ内に明記されており、約９００ＭＨｚおよび２．４ＧＨｚのスペクトル領域を含む（しかしそれに限定されない）無線キャリア周波数の様々な範囲内で用いることができる。連邦条例コードのタイトル４７のパート１５とＩＥＥＥ　８０２．１１規格の両方は、ここに十分に記載されているとおりに参考のため援用する。後継の米国条例、適用可能な現在、および／または将来の外国の条例、他の現在、および／または将来の条例は、ここに開示され請求された発明の概念から逸脱することなく、免許不要な分散無線オンライン・アクセス・システムを実現するために同様に遵守される。
【００２５】
一例として、１５０〜２００ｍの範囲の最大送信範囲を備えた無指向性送信機が免許不要な送信機のＦＣＣ条例内にあり、ほとんど全ての市街区に第一無線ユニットを備えた第一ネットワークを実現するために用いられる。無指向性無線送信は、ここで説明されているように無線オンライン・アクセス・システムのほとんどの第一無線ユニットと第二無線ユニットにとって好ましい。ＦＣＣ条例は、免許が不要な指向性送信機に対してより大きな送信範囲、おそらく数ｋｍ程度が可能である。
図７は、本発明による第一無線ネットワークの地理的に別個の部分を接続するために、その間に一対の指向性送信機／受信機１１６と無線リンク１３６を使用することを示している。この方法では、第一無線ネットワークの地理的により距離のある部分に対しても、入口ユニット１４０、リンク１５０、およびインターネット（または他の外部通信システム）へのアクセスを提供できる。ここに開示され請求されている発明の概念から逸脱することなく、分散無線オンライン・アクセス・システムは、適切な送信機／受信機（免許要、免許不要なもの、またはそれらの組み合わせ）で実現できる。
特に、図７の構成は、免許不要な無線ユニット１１０と免許要のユニット１１６で実現されている。さらに、無線および有線ネットワークのリンクを用いて、本発明の変形された態様を実現できる。
図７のシステムは例えば、無線リンク１３０を用いて実現できるが、リンク１３６は有線リンクであってもよい。他の組み合わせも本発明の範囲内にある。
【００２６】
データパケット送信および受信の無線の性質、およびハードウェア（コンピュータ、送信機、および受信機）の分散型の性質は、本発明による分散無線オンライン・アクセス・システムを実現するために、実質的に基盤開発をする必要がないことを意味する。入口ユニットとインターネット・バックボーンの間のリンクは、確立された商用のインターネット・サービス・プロバイダ（ＩＳＰ）と、入口ユニットを「共に配置する」という共通の実践によって、容易に経済的に確立できる。このように共に配置され無線送信機と受信機を含むコンピュータは入口ユニットとして機能でき、一つ以上の第一無線ユニットは、入口ユニットの送信機と受信機（指向性または無指向性）の最大送信範囲内に配置しなければならない。全ての第一無線ユニットと第二無線ユニットは、パーソナル・コンピュータに接続した比較的小さな（数百ｃｍ３の）送信機および受信機ユニットを有することができる（多くのコンピュータは既に設置されている）。ケーブル、または配線は設置する必要がなく、大きなアンテナ、または高出力の放送装置は入手、設置、認可、および／または配置する必要がない。
本発明による分散無線オンライン・アクセス・システムは、十分密な分布の潜在的な使用者をその中に備えた十分密な分布の構造（つまり住宅、および／または企業）を有する地理的領域に完全に控えめな方法で展開し動作して、十分な無線ユニットを提供し、第一無線ネットワークを確立して高信頼度で保持できる。
本発明の好ましい実施形態では、各無線ユニットは第一無線ユニットと第二無線ユニットの両方として機能できる。この方法では、オンライン・アクセス点（第二ユニット）の数を最大にしながら、第一無線ネットワーク（第一無線ユニット）を介した異なるネットワーク経路の数（およびネットワークの冗長性と信頼性）も最大にできる。
【００２７】
関連のハードウェアが比較的低コストであること（オンライン・アクセスを求めているほとんどの使用者は、コンピュータを持っているか、既に入手を計画しているので基本的に送信機と受信機のみ）、構築または基盤要件がないこと、および高速オンライン・アクセスの期待が組み合わさって、無線オンライン・アクセス・システムの自己集合化、自己組織化成長を生み出し、独自のビジネス・メソッドの基礎を提供し、本発明により加入者にオンライン・アクセスを提供できる。無線オンライン・アクセス・プロバイダは、好ましくはインターネットへの高速リンクを備えた入口ユニットを確立することで始まり、一つ以上の第一加入者にその各々の場所に第一無線ユニットを配置することを求め始め、第一加入者は第一加入者アクセス料金の支払いを求められる。
これらの第一無線ユニットは、第二無線ユニットとしても機能し、第一加入者への無線オンライン・アクセスを提供できる。最初の第一加入者には、無料の装置が提供される、通常課金されるアクセス料金が引き下げられる、または、なくなるなど、参加奨励策が与えられる。また、比較的低コストで高速な無線オンライン・アクセスへの期待は、第一加入者としての参加の十分な奨励策となり得る。無線オンライン・アクセス・プロバイダは、第二加入者に、第二加入者アクセス料金の支払いの代わりに、高速無線オンライン・アクセスを得るために、その各場所に第二無線ユニットを配置するように求め始める。
【００２８】
従って、無線オンライン・アクセス・プロバイダは、二つの収入の流れ（第一加入者と第二加入者が支払うアクセス料金）を確立する。アクセス料金は、定期の均一料金であっても、特定の無線ユニットが送受信するデータパケット量（無線データトラフィック量）に基づいていても、それらの組み合わせが可能である。さらに、本発明による分散無線オンライン・アクセス・システムは、課金ユニットを有し、データパケット量に基づく加入者のアクセス料金を追跡できる。
当該課金ユニットは、第一無線ユニット、および／または第二無線ユニットにデータパケット量の問い合わせを送信する無線送信機と、データパケット量のデータを受信する無線受信機と、そのデータパケット量のデータに基づいて、加入者のアクセス料金額を計算するプログラム化したプロセッサを有する。課金ユニットを有する送信機／受信機／プロセッサの組み合わせは好ましくは、同じデータパケット量のデータを用いて、経路指定／経路再指定および料金計算機能を行うので、前記のように管理ユニットを有する構成要素と同じ組み合わせであってもよい。しかし、管理機能と課金機能用の別個のユニットを用いることもできる。
【００２９】
無線オンライン・アクセス・プロバイダ事業は、新しい第一加入者（図６）を追加して、第一ネットワークのカバー地域を拡大し、その新しくカバーした地域内で新しい第二加入者を求めることで容易に拡大できる。この拡大は、新しい第一加入者、および／または既存の第一加入者に資金的な奨励策を提供することで容易になり促進される。
第一加入者は、無線オンライン・アクセスを拡大し、アクセス料金の割引、削減、または放棄によって、無線オンライン・アクセス・プロバイダ、および／または加入者の支払から利益を得ることができる。第一加入者は、その第一無線ユニットの送信範囲内の第二ユニットの数に基づいて、定期的な均一料金で利益を得て、第一加入者は無線オンライン・アクセス・プロバイダの代わりに、そのカバー地域内で新しい第二加入者を求めようとする。これは、第一ネットワークを介して、比較的少ない別の経路を備えた第一ネットワーク（つまり、実質的にツリー状の第一ネットワーク・トポロジ）用の好ましい収入／奨励法である。
また、第一加入者は、それらが採用している第一加入者の無線ユニットのカバー地域内にあろうとなかろうと、第一加入者によって採用された追加の加入者（第一、および／または第二）の数に基づいて定期的な均一料金を得る。採用された加入者などによって採用されたさらに多くの加入者に基づいて、採用している第一加入者にはさらに支払が行われる。これは、第一ネットワークが、多数の別のネットワーク経路（つまり、実質的にクモの巣状の第一ネットワーク・トポロジ）を有する分散無線オンライン・アクセス・システムの好ましい収入／奨励法である。このような高度に相互接続されたネットワークは、例えば全ての加入者が第一加入者であるときに生じる。
【００３０】
同様の奨励策は、対応する第一無線ユニットが受信、経路指定、および再送信した移動中のデータパケットの量に基づく第一加入者への支払いから得られる。別の奨励策（均一料金またはトラフィックに基づく）を第一加入者に支払って、より広い範囲の指向性送信機または有線接続（図７）を提供して、分散無線オンライン・アクセス・システムのより広い範囲への拡大を促進できる。データパケット量に基づいて計算される資金的奨励策は、課金ユニットによって追跡され計算される。
システムの管理ユニットを用いた無線オンライン・アクセス・プロバイダによるデータパケット量のパターン解析は、カバーしていない地域、または第一無線ネットワークを介した全体のデータパケットの流れを低下させるのに十分な大きさのデータパケット量を備えた地域において、第一加入者の目標の勧誘を可能にし、追加の勧誘策がもたらされ、潜在的な第一加入者で目標とされるものを採用できる。この無線オンライン・アクセス・システムの拡大により、無線オンライン・アクセス・プロバイダの収入の流れが増大し、一つ以上の第一加入者の正味の収入の流れも生成可能となる。それらの各々の第一無線ユニットの「使用可能時間」の比率を増大させ、それらの各々の第一無線ユニットの送信速度を更新することで、追加の資金的勧誘策が第一加入者に支払われる。
逆に、第一無線ユニットが頻繁に利用できなくなる、もしくはオフラインになり（「使用可能時間」の比率が低い）、第一無線ユニットを介してのみ第一無線ネットワークにリンクされている第二加入者を切断し、おそらく第一無線ネットワークを介したデータパケットの全体の流れも妨げる第一加入者には、その資金的勧誘策は削減される。第一加入者の第一無線ユニットがオフラインになりすぎると、無線オンライン・アクセス・プロバイダはそれらを第一加入者から一方的に解除し、必要であれば、それらの場所に新しい第一加入者を採用できる。
【００３１】
無線オンライン・アクセス・プロバイダによって分散された収入を決定するアルゴリズムは多様である。採用ごとの固定料金は、おそらく採用している第一加入者からの「取り外しの発生」ごとの所定の比率によって低減され、第一加入者に支払われる。受信し再送信されるユニットデータごとの固定料金は、データ源から取り外されたネットワークノードごとの所定の比率によっておそらく減少し、各第一加入者に支払われる。第一加入者は、システム内の時間の長さ、採用数、入口ユニットから取り外されたネットワークノード数、使用可能時間の比率、送信速度、または他の関連の基準に基づいて、階層的なレベルに分類され、全体のシステム収入の所定の（おそらくレベルに依存する）比率が各レベルの第一加入者に分散される。可能性は無限であり、ここに記載され請求された発明の概念から逸脱することなく、第一加入者に収入を分散させる適切な方式を用いることができる。
【００３２】
一つ以上の第一無線ユニット、および／または第二無線ユニットは移動型であっても、自動車上に配置することもできる。移動型の第二無線ユニットは、第一無線ネットワークの異なる第一無線ユニットでカバーされた地域の間、または一つ以上の他の第一無線ネットワークによって提供された地域内でさえローミングを可能にする。このようなローミングを行う無線オンライン・アクセスは、ローミングを行う無線電話アクセスを監視し制御するのと同様に、管理ユニットが制御し監視できる。ローミング・アクセスは、追加のオンライン・アクセス料金を課金するための基礎を提供する。移動型の第一ユニットは結局、第一ネットワークのカバー地域、および移動型の第一無線ユニットの位置を動的に変えるトポロジとなる。この例では、管理ユニットは、第一無線ネットワーク上のデータパケットの送信を適切に経路指定、および／または、再経路指定するために、過渡的に展開する第一ネットワークのトポロジを監視しなければならない。このような第一無線ネットワークは、過渡的第一無線ネットワークと呼ばれる。
【００３３】
ある長さの道路の近くに第一無線ネットワークのいくつかの第一ユニットを配置することで、第一無線ネットワークは、その長さの道路を包含する過渡的に第一ネットワーク部を有するように拡張される。第一無線ユニットを運ぶのに十分な台数の自動車が道路上にあれば（おそらく動いているが、必ずしも動いていなくてもよい）、第二無線ユニットを運んでいる自動車は、道路上でありながら高速オンライン・アクセスが可能になる。
このような各自動車に取り付けた移動型無線ユニットは、第一無線ユニットと第二無線ユニットの両方として機能する。同様の加入者の採用、求めること、アクセス料金、および資金的勧誘策も前記のように提供でき、過渡的無線オンライン・アクセス・システムから展開、保持し、収入を発生できる。
このような過渡的な移動型無線オンライン・アクセス・システムの特に魅力的な状況により、大都市地域の特定の幹線道路を用いて、あるグループの通勤者間で実現可能である。多くの車が比較的密に詰まった分布で比較的ゆっくり移動し、通勤者がかなりの時間にそれらの自動車内に留まっているので、オンライン・アクセス・システムのこのような過渡的な第一無線ネットワークを提供する実現性と要望は理解できるものである。実現される別の状況は基本的に、州間道路網を高速無線オンライン・アクセス・システム用の全国的なバックボーンに変換できる。道路網に沿った所定の戦略的な点の固定第一無線ユニットと、その自動車で第一無線ユニットを運ぶために、道路網を高頻度で用いる（例えば貨物トラック会社の）運転者を採用することを組み合わせて、全国的な無線オンライン・アクセス・ネットワークを実現できる。
このようなシステムは、静止型の第二加入者と移動型の第二加入者の両方で役立つ。自動車を基盤とする無線ネットワークは、道路がほとんどの他の第一無線ユニットを自動車上の無線ユニットの前後（つまり道路上に）配置するように拘束するので、指向性送信機の使用が特に容易で、無線ユニットの送信範囲を拡大できる。このような実施形態の管理ユニットは、無線ユニットの位置を監視可能でなければならず、これは、各無線ユニットに接続した位置決めシステム（例えばＧＰＳ受信機）の使用、無線リンク、および／またはネットワーク状態データの使用（つまり、無線ユニットの位置は無線ユニット間の無線リンクのネットワーク・トポロジほど重要ではない）、または他の適切な方法によって実現される。管理ソフトウェアは好ましくは、トポロジが動的に変化する第一無線ネットワークを介してデータパケット送信を経路指定／再経路指定するように調整される。
【００３４】
本発明の好ましい実施形態は、高速無線オンライン・アクセスの展開、および／または提供に主に関するものとして開示されているが、本発明に他の領域への適用性が見られるのは当然である。高速無線オンライン・アクセスを提供するのに加えて、本発明によるシステム、装置、および／または方法を用いて、音声／ファックス／電話サービス、移動型／無線電話サービス、一方向または双方向の呼び出しサービス、音声および／またはテキストのメッセージング・サービス、音楽、オーディオ、ビデオ、マルチメディア、または他のコンテンツの無線配信、双方向ラジオ型通信、セキュリティ・システム、ローカル・エリア・ネットワークおよび／またはワイド・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ／ＷＡＮ）、緊急サービス、トラフィック監視／管理サービス、沿道支援サービス、道路状況情報サービス、位置決め／ナビゲーション・サービスなどを含むがこれらに限定されない他の分散無線サービスを提供できる。
【００３５】
本発明は、その好ましい実施例および別の実施例の形態で説明してきた。それにもかかわらず、開示した分散無線オンライン・アクセス・システム、装置、およびその方法の変形された態様は、ここで開示される、および／または請求される発明の概念から逸脱することなく行われるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一無線ネットワークの概略図である。
【図２】第一無線ネットワークの概略図である。
【図３】第一無線ネットワークの概略図である。
【図４】第一無線ネットワークの概略図である。
【図５】第一無線ネットワークの概略図である。
【図６】第一無線ネットワークとあるグループの第二無線ネットワークの一部を拡大した概略図である。
【図７】第一無線ネットワークの概略図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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