(57)【要約】【課題】空対地（ＡＴＧ）ネットワーク内の種々の態様の制御を提供する。【解決手段】ネットワーク分析制御モジュールは、空対地（ＡＴＧ）ネットワークにおける特定のアセットの３次元ロケーション情報と、対応する信号品質情報を受信し、受信した情報に少なくとも部分的に基づいて、特定のアセットに関するサービス品質推論を行い、サービス品質推論に基づいて、ネットワーク制御アクティビティの為の命令を提供するように構成された処理回路を含んでよい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理回路を備えたネットワーク分析制御モジュールであって、前記処理回路が、
空対地（ＡＴＧ）ネットワーク内の特定のアセットに関する３次元位置情報と、対応する信号品質情報を受信し、
前記受信した情報に少なくとも部分的に基づいて、前記特定のアセットに関するサービス品質推論を行い、
前記サービス品質推論に基づいて、ネットワーク制御アクティビティの為の命令を提供する、ように構成されている、モジュール。
【請求項２】
前記特定のアセットに関する３次元ロケーション情報と、対応する信号品質情報を受信することは、
前記ＡＴＧネットワーク内の前記航空機のロケーションを示唆する時間相関３次元位置情報を受信し、
前記ＡＴＧネットワーク内の前記航空機の時間相関信号強度情報を受信し、
前記信号強度情報を、時間に基づいて前記３次元位置情報に関連付けて、前記航空機のロケーションベースパフォーマンス履歴を定義する、ことを含む、請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
前記サービス品質推論を行うことは、選択されたアセットに関する前記ロケーションベースパフォーマンス履歴から抽出されたデータを、前記ロケーションベースパフォーマンス履歴からの他のアセットに関連する合成データと比較して、前記合成データと、前記選択されたアセットの前記ロケーションベースパフォーマンス履歴から抽出されたデータとの差が所定閾値を超えたときを判断することを含む、請求項２に記載のモジュール。
【請求項４】
前記命令を提供することは、ユーザアラートを出すことを含む、請求項３に記載のモジュール。
【請求項５】
前記命令を提供することは、チャンネルパラメータ又は周波数を変更する為にネットワーク制御命令を出すことを含む、請求項３に記載のモジュール。
【請求項６】
前記比較は、ユーザクエリーに応答して実行される、請求項３に記載のモジュール。
【請求項７】
前記比較は、自動生成クエリーに応答して実行される、請求項３に記載のモジュール。
【請求項８】
前記サービス品質推論を行うことは、３次元空間内でのネットワーク使用の表示を提供して、前記ＡＴＧネットワーク内での前記３次元空間におけるそれぞれのロケーションでの使用量の識別を可能にすることを含む、請求項２に記載のモジュール。
【請求項９】
前記命令を提供することは、前記表示に基づいてネットワーク最適化アクティビティを実行することを含む、請求項８に記載のモジュール。
【請求項１０】
前記ネットワーク最適化アクティビティは、前記航空機のハンドオーバに関与するセクタに関する周波数又は方位角を調整することを含む、請求項９に記載のモジュール。
【請求項１１】
前記ネットワーク最適化アクティビティは、所定閾値を超過する使用量を有するロケーションでのキャパシティを追加する勧告を生成することを含む、請求項９に記載のモジュール。
【請求項１２】
前記サービス品質推論を行うことは、前記航空機によって飛行された少なくとも所定数のルートに亘り航空機上の無線設備がオフになっていることを判断することを含む、請求項２に記載のモジュール。
【請求項１３】
空対地（ＡＴＧ）ネットワークであって、
それぞれの固定地理的ロケーションに配置された複数の基地局と、
少なくとも１機の航空機と、
前記航空機に関連する３次元ロケーション情報に基づいて、前記航空機のアンテナアレイから又は基地局のうち１つからのビームフォーメーションを指令する為の命令を提供するように構成された処理回路を備えたビームフォーミング制御モジュールと、
処理回路を備えたネットワーク分析制御モジュールを備え、前記処理回路が、
前記ＡＴＧネットワーク内の特定のアセットに関する３次元ロケーション情報と、対応する信号品質情報を受信し、
前記受信した情報に少なくとも部分的に基づいて、前記特定のアセットに関するサービス品質推論を行い、
前記サービス品質推論に基づいて、ネットワーク制御アクティビティの為の命令を提供する、ように構成されている、ネットワーク。
【請求項１４】
前記特定のアセットに関する３次元ロケーション情報と、対応する信号品質情報を受信することは、
前記ＡＴＧネットワーク内での前記航空機のロケーションを示唆する時間相関３次元位置情報を受信し、
前記ＡＴＧネットワーク内での前記航空機の時間相関信号強度情報を受信し、
前記信号強度情報を、時間に基づいて、前記３次元位置情報に関連付けて、前記航空機のロケーションベースパフォーマンス履歴を定義する、
ことを含む、請求項１３に記載のネットワーク。
【請求項１５】
前記サービス品質推論を行うことは、選択されたアセットに関する前記ロケーションベースパフォーマンス履歴から抽出されたデータを、前記ロケーションベースパフォーマンス履歴からの他のアセットに関連する合成データと比較して、前記合成データと、前記選択されたアセットの前記ロケーションベースパフォーマンス履歴から抽出されたデータとの差が所定閾値を超えたときを判断することを含む、請求項１４に記載のネットワーク。
【請求項１６】
前記命令を提供することは、ユーザアラートを、又はネットワーク制御命令を出して、チャンネルパラメータ又は周波数を変更することを含む、請求項１５に記載のネットワーク。
【請求項１７】
前記サービス品質推論を行うことは、３次元空間内でのネットワーク使用の表示を提供して、前記ＡＴＧネットワーク内での前記３次元空間におけるそれぞれのロケーションでの使用量の識別を可能にすることを含む、請求項１４に記載のネットワーク。
【請求項１８】
前記命令を提供することは、前記表示に基づいてネットワーク最適化アクティビティを実行することを含む、請求項１７に記載のネットワーク。
【請求項１９】
前記ネットワーク最適化アクティビティは、前記航空機のハンドオーバに関与するセクタに関する周波数又は方位角を調整することを含む、請求項１８に記載のネットワーク。
【請求項２０】
前記ネットワーク最適化アクティビティは、所定閾値を超過する使用量を有するロケーションでのキャパシティを追加する勧告を生成することを含む、請求項１８に記載のネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、全体の参照により内容全体が本明細書に組み込まれている、２０１７年９月２１日に出願した米国特許出願第６２／５６１，４４９号の優先権を主張するものである。
【０００２】
例示的実施形態は一般に無線通信に関し、より詳細には、空対地（ＡＴＧ）ネットワーク内の種々の態様の制御に関する。
【背景技術】
【０００３】
高速データ通信及びそのような通信を可能にするデバイスが現代社会では至る所に存在するようになっている。これらのデバイスによって、多くのユーザはインターネット及び他の通信ネットワークに殆ど常に接続し続けることが可能となる。これらの高速データ接続は電話回線、ケーブルモデム、又は物理的な有線接続を有する他のデバイスを介して利用可能であるが、無線接続は、移動性を犠牲にすることなく接続状態を維持する我々の能力に革命をもたらした。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、人々は、地上にいる間ネットワークへの常時接続が維持されることに慣れている一方で、一旦航空機に乗り込むと、容易及び／又は安価な接続性が停止する傾向にあることを一般に理解している。航空機プラットフォームは依然として、少なくとも乗客にとっては、容易かつ安価に通信ネットワークへ接続できるようにはなっていない。空中で接続し続ける為の試みは通常高コストであり、帯域幅制限又は高レイテンシの問題がある。更に、航空機の通信能力に関する出費や問題に対処する意思のある乗客が、航空機に設けられた融通の利かない通信アーキテクチャによってサポートされる非常に特殊な通信モードに制限されていることが多く、又、提供されるサービスに不満足を感じることが多い。
【０００５】
従来型の地上ベースの通信システムは、過去２０年に亘り開発され成熟してきた。地上ベースの通信に関して進化が続いており、これらの進化のうち一部は航空プラットフォームにも適用可能であり得ると期待されるかも知れないが、従来型地上ベースの通信が２次元カバレッジパラダイムを伴い、空対地（ＡＴＧ）通信は３次元の問題であるという事実は、２つの環境間に直接の相関関係がないということを意味する。寧ろ、地上ベースの通信に関連して考慮された要因に対して、ＡＴＧのコンテキストでは多くの付加的な要因が考慮されなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、幾つかの例示的実施形態は、ＡＴＧネットワーク内で提供され得るネットワーク制御オプションと能力を増強する為に提供されてよい。制御オプションと能力は、サービス品質を向上させ、ネットワークパフォーマンスに影響する問題の先見的な識別と修正を可能にする為に用いられてよい。例えば、幾つかの異なるシステムパフォーマンス関連パラメータに関する情報が収集されて、情報から特定され得る種々の問題に先験的に対処できるように、そのような情報が研究され得る。その為、例えば、設備パフォーマンスはリモートで評価され得、ネットワーク計画及び拡張がインテリジェントに行われてよく、サービスへの顧客満足度に関する情報が特定（又は推論）されて、顧客サービスイニシアティブが先験的に展開されることを可能にする。
【０００７】
一例示的実施形態では、ネットワーク分析制御モジュールは、ＡＴＧネットワーク内の特定のアセットに関する３次元ロケーション情報及び対応する信号品質情報を受信し、受信した情報に少なくとも部分的に基づいて特定のアセットに関するサービス品質推論を行い、サービス品質推論に基づいてネットワーク制御アクティビティの為の命令を提供するように構成された処理回路を含んでよい。
【０００８】
別の例示的実施形態では、ＡＴＧネットワークが提供される。ネットワークは、それぞれの固定地理的ロケーションに配置された複数の基地局と、少なくとも１機の航空機と、ビームフォーミング制御モジュールとネットワーク分析制御モジュールを含んでよい。ビームフォーミング制御モジュールは、航空機に関連する３次元ロケーション情報に基づいて、航空機のアンテナアレイから、又は基地局のうち１つからのビームフォーメーションを指令する為の命令を提供するように構成された処理回路を含んでよい。ネットワーク分析制御モジュールは、ＡＴＧネットワーク内の特定のアセットに関する３次元ロケーション情報と、対応する信号品質情報を受信し、受信した情報に少なくとも部分的に基づいて、特定のアセットに関するサービス品質推論を行い、サービス品質推論に基づいて、ネットワーク制御アクティビティの為の命令を提供するように構成された処理回路を含んでよい。
【０００９】
ここまで本発明を大まかに説明してきたが、ここからは、以下に示す添付図面を参照するものであり、添付図面は必ずしも正確な縮尺では描かれていない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一例示的実施形態による、異なる基地局のカバレッジエリアを経時的に通って移動する航空機を示す図である。
【図２】一例示的実施形態による、ビームフォーミングを支援する為に位置情報を使用する為のシステムのブロック図である。
【図３】一例示的実施形態による、ビームフォーミングを支援する為の位置情報の使用を支援する為に使用されてよいビームフォーミング制御回路を示す図である。
【図４】一例示的実施形態による、ネットワーク制御及び計画機能を支援する為の位置情報及び信号品質情報の使用を支援する為に使用されてよいネットワーク分析制御回路を示す図である。
【図５】一例示的実施形態による、ネットワーク制御及び計画機能を実行する為に位置情報及び信号品質情報を使用する為の方法のブロック図である。
【図６】一例示的実施形態による、或る例示的ネットワーク制御及び計画機能を実行する為の方法のブロック図である。
【図７】一例示的実施形態による、別の例示的ネットワーク制御及び計画機能を実行する為の方法のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では幾つかの例示的実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明するが、添付図面では、例示的実施形態の全てではないが幾つかを示す。実際、本明細書に記載及び図示される実施例は、本開示の範囲、適用可能性、又は構成に関して限定的であるように解釈されるべきではない。寧ろ、これらの例示的実施形態は、本開示が該当法的要件を満たすように提供される。全体を通して、類似の参照符号は類似の要素を指して使用され得る。更に、本明細書で使用している「又は（ｏｒ）」という語は、そのオペランドのうちの１つ以上が真であれば必ず真となる論理演算子として解釈されるべきである。本発明で使用する用語「データ」、「コンテンツ」、「情報」及び類似した用語は、例示的実施形態に従って送信、受信及び／又は記憶されることが可能なデータを指して互換的に使用されてよい。従って、そのような用語のいずれの使用も、例示的実施形態の趣旨と範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００１２】
本明細書では、「コンポーネント」、「モジュール」等の用語は、コンピュータ関連エンティティを包含するものとし、これは、例えば、ハードウェア、ファームウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、これらに限定されない。例えば、コンポーネント又はモジュールは、プロセッサ上で実行されるプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、及び／又はコンピュータであってよいが、そうであることに限定されない。例えば、コンピューティングデバイス上で実行されるアプリケーション、及び／又はそのコンピューティング装置は、両方ともコンポーネント又はモジュールであってよい。プロセス及び／又は実行スレッド内に１つ以上のコンポーネント又はモジュールが存在してよく、コンポーネント／モジュールは、１つのコンピュータに局在してよく、及び／又は、２つ以上のコンピュータに分散してもよい。更に、これらのコンポーネントは、様々なデータ構造が記憶されている様々なコンピュータ可読媒体から実行されてよい。コンポーネント同士は、ローカルプロセス及び／又はリモートプロセスによって通信してよく、例えば、別のコンポーネント／モジュールと相互に作用している１つのコンポーネント／モジュールからのデータである１つ以上のデータパケットを例えば有する信号に従って通信してよく、その信号により、ローカルシステムにおいて、分散システムにおいて、及び／又はインターネットなどのネットワークを介して他のシステムとの間で通信してよい。各コンポーネント／モジュールは、本明細書において詳述される１つ以上の機能を実施してよい。しかしながら、当然のこととして、この実施例は、実施される様々な機能に対応するそれぞれ別個のモジュールに関して説明されるものの、実施例によっては、それぞれ別の機能を使用する為に必ずしもモジュールアーキテクチャを利用してなくてよい。従って、例えば、異なるモジュールの間でコードが共有されてよく、或いは、処理回路自体が、本明細書に記載のコンポーネント／モジュールに関連付けられるものとして説明された機能を全て実施するように構成されてよい。更に、本開示のコンテキストにおいては、「モジュール」という用語は、各モジュールの機能性を実施する何らかの汎用手段を識別する臨時語として理解されるべきではない。寧ろ、「モジュール」という用語は、処理回路の動作及び／又は機能を、処理回路に追加されるか、他の方法で処理回路に動作可能に接続されて、処理回路を適宜構成するハードウェア及び／又はソフトウェアに基づいて変更する為に、処理回路において固有に構成されるモジュールコンポーネントとして、或いは処理回路に動作可能に接続されることが可能なモジュールコンポーネントとして理解されるべきである。
【００１３】
典型的な無線通信システムは、ある特定の場所、又はモバイル環境で使用可能なエンドユーザデバイスと、インターネット及び／又は公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）との相互接続にアクセスする固定された設備一式とを含む。エンドユーザデバイスは、基地局と呼ばれる固定設備と無線で通信する。ＡＴＧのコンテキストでは、基地局は、ある特定の地理的エリアにわたる連続的で途切れないカバレッジを提供する為に、隣接する基地局と部分的に重なり合うように地上に展開される複数の基地局のうちの１つであり、その一方で、モバイル設備は、様々な航空機に搭載される装置を含む。基地局は、ネットワークを形成する為に互いに相互接続されており、バックホールネットワーク又はアセンブリを介して他のネットワークと相互接続されてもよい。
【００１４】
幾つかの例では、ＡＴＧネットワークは、通信の効率及び信頼性を高めるビームフォーミング技術を使用するように設計されてよい。この点において、例えば、ビームは、レンジを広げ、干渉を低減し、他の強化された通信機能を提供する為に、基地局（又は航空機）によって定義されるセルのカバレッジエリア内の所望の位置で成形されてよく、或いは、その位置に操向されてよい。このコンテキストではビームが操向される場合でも成形される場合でも、ビームの制御はビームフォーミングと呼ばれてよく、ビームフォーミング制御モジュールによって制御されてよい。幾つかの実施形態では、ビームフォーミング制御モジュールは、空対地ネットワークのモバイルノード（例えば、航空機）、ネットワークの基地局、及び／又は、中央ネットワークロケーション又はクラウドにあるネットワークコントローラに設けられてよい。ビームフォーミング制御モジュールは、基地局とモバイルノードの両方の位置情報を利用することにより、個々のセル内にある場合と、別のセルへのハンドオーバが望ましい場合との両方で連続的な通信が保持されることが可能である為にはビームをどこに操向すべきかを（予測的に、又はリアルタイムで）決定することが可能である。
【００１５】
幾つかの実施形態では、ターゲットデバイスのロケーションが基地局から見て既知であれば、ビームフォーミングを用いる基地局は、アンテナアレイを使用してターゲットデバイスの方向にビームを生成（例えば、成形）又は操向して、カバレッジレンジを増強することが可能である。ターゲットデバイスのロケーションが基地局から見て未知であれば、ターゲットデバイスの方向にビームを成形することができず、基地局のカバレッジレンジは実質的に狭くなる。最小公倍数をもたらす無線システムが設計されなければならない。初めてシステムにアクセスするデバイスのカバレッジレンジがあまり良くない場合、基地局を互いに近づけて配置して、未知のデバイスがシステムにアクセスできることを確実にしなければならない。基地局を互いに近づけることはネットワークコストを増加させる。
【００１６】
無線デバイスが未だ基地局とコンタクトできていない場合、ビームフォーミング利得が存在しない故に基地局と通信する為のカバレッジマージンが不十分なままとなり得る。従って、ビームフォーミングを用いている無線システムでは、無線デバイスの基地局との初期同期が潜在的な問題である。この潜在的な問題に対処する為に、受信局と基地局の位置情報を利用して、確立されるべき無線通信リンクの一端又は両端におけるビームフォーミングを促進することが可能であろう。
【００１７】
ＡＴＧ通信システムでは、エンドユーザ設備（又は受信局）は、航空機又は他の航空プラットフォームに設置されるか、他の方法で存在してよい。従って、上述のように、位置情報の利用は、緯度及び経度、相対測位、全地球測位システム（ＧＰＳ）座標等の情報を関与させるだけではない場合がある。それよりも寧ろ、高度を含む３次元（３Ｄ）位置情報の認識が必要な場合がある。速度、コース、及び他の任意の、現在の３Ｄ位置及び可能性のある将来の位置を表す情報も、場合によっては役に立ち得る。航空機（又は航空機搭載の通信デバイス）の３Ｄ位置が既知であれば、この所在位置固有情報を無線システムが使用することによって、ビームフォーミングを強化して、初期同期カバレッジレンジを増強することが可能である。
【００１８】
場合によっては、固定アセット（即ち、基地局）のロケーションの情報は、予め知られていることが可能であり、例えば、ネットワークのあらゆるアセットからアクセス可能な場所に記憶されてよい。移動可能なデバイス（例えば、航空機）のロケーション情報は、３Ｄ空域にある全てのデバイス（例えば、全ての航空機、又は航空機搭載の他の既知の全ての受信デバイス）に関してアクティブに追跡されてよい。一例として、空港を離陸した航空機（又は航空機搭載のデバイス）は、空港の近くの基地局にアクセスしてよく、その基地局と同期してよい。各デバイスは、無線システムに一旦認識されれば、位置情報（例えば、座標、高度、及び速度）をサービス提供基地局に定期的に送信することが可能である。基地局は、位置情報を、中央サーバと、又は、コアネットワーク内又はクラウド内の他のデバイスと共有してよい。そして、中央サーバ（又は他の処理デバイス）は、各デバイスを追跡し、デバイスロケーションを、システム内の基地局データベースと比較し、ある特定のデバイスが別の基地局のカバレッジエリアにいつ入り得るかを特定してよい。デバイスロケーションは、新たな基地局と共有されてよく、その後、新たな基地局は、無線デバイスに向けて指向性ビームを形成して、同期情報を共有することが可能である。
【００１９】
そこで、例示的実施形態は、デバイスが未だ隣接基地局を取得していない場合には、固定基地局の位置情報（例えば、２Ｄの）と、移動受信局の（例えば、３Ｄの）位置情報とを組み合わせて、航空機（又は航空機搭載のデバイス）及び基地局の両方からのビームフォーミングを提供することが可能である。従って、フルビームフォーミングカバレッジの利点をＡＴＧシステム内で保持することが可能であり、これによって、ネットワークカバレッジのコストを下げ、ハンドオフの信頼性を向上させることが可能である。指向性ビームの使用による利得向上によって、航空機が、潜在的に遠方にある地上基地局との通信に参加することが可能になり得る。従って、ＡＴＧネットワークは、地上ネット波ワークにおける基地局間の典型的な距離より格段に離れている複数の基地局で潜在的に構築されてよい。
【００２０】
しかしながら、ネットワーク内のアセットのロケーションだけではない情報も場合によっては入手可能となり得る。例えば、多くの他のパラメータも既知である、又は知ることができ、そのようなパラメータは、分析されると、更なる有益なネットワーク制御を可能にし得る。例えば、信号強度情報、無線機状態（例えば、オン／オフ状態）、及び恐らくは他のパラメータも、リアルタイム及び／又は事後解析の為に記憶されてよい。提供され得るサービス、先見的システムメンテナンス又は問題解決等を更に強化する為に、この情報に基づいてシステムパフォーマンスに関する多くの決定がなされ得る。
【００２１】
図１は、一例示的実施形態を示す為に、航空機が異なる複数の基地局のカバレッジゾーンを通って移動する概念図を示す。図１に見られるように、航空機１００は、時刻ｔ０には無線通信リンク１２０を介して第１の基地局（ＢＳ）１１０と通信していてよい。従って、航空機１００は無線通信設備を搭載してよく、この無線通信設備は航空機１００が第１のＢＳ１１０と通信することを可能にし、第１のＢＳ１１０も、航空機１００との通信を可能にする無線通信設備を備えてよい。後で詳述されるように、各端における無線通信設備は、それぞれのアンテナアレイにおいて受信される無線信号を処理する無線機ハードウェア及び／又はソフトウェアを含んでよく、アンテナアレイは、それぞれのデバイスにおいて、それぞれの無線機と通信するように設けられている。更に、例示的実施形態の無線通信設備は、アンテナアレイを使用する、ビームの指向性フォーカス、操向、及び／又は成形を利用するビームフォーミング技術を使用するように構成されてよい。そこで、この説明の都合上、航空機１００と第１のＢＳ１１０との間の無線通信リンク１２０は、ビームフォーミングによって確立された少なくとも１つのリンクを使用して形成されてよいものとする。言い換えると、第１のＢＳ１１０又は航空機１００のいずれか一方、又は両方が、ビームフォーミング技術を使用して無線通信リンク１２０を確立することが可能な無線制御回路を含んでよい。
【００２２】
第１のＢＳ１１０は、地理的に固定された位置にある為、第１のＢＳ１１０のロケーションに関する位置情報は既知であり得る。場合によっては、第１のＢＳ１１０が航空機に無線コネクティビティを提供することが可能な領域を定義するカバレッジエリアの推定も、（例えば、航空機１００で及び／又は第１のＢＳ１１０で、又は別のネットワークロケーションにおいて）既知又は推定可能であることが可能である。一方、３Ｄ空間における航空機の位置も、任意の時刻において、（例えば、航空機１００で及び／又は第１のＢＳ１１０で、又は別のネットワークロケーションにおいて）既知又は推定可能であることが可能である。更に、当然のことながら、第１のＢＳ１１０のカバレッジエリアは、場合によっては、高度依存であってよい。この点において、例えば、第１のＢＳ１１０の、地表に投影される緯度方向及び経度方向のカバレッジエリアは、高度が変わればサイズが変わってよい。従って、例えば、第１のＢＳ１１０の既知の位置及びカバレッジ特性と、時刻ｔ０における航空機１００の位置情報とに基づいて、航空機１００が時刻ｔ０において第１のＢＳ１１０のカバレッジエリアに近づきつつあること、又はカバレッジエリアの縁端部にあることが特定可能になり得る。
【００２３】
時刻ｔ０における航空機１００とＡＴＧ無線通信ネットワークの地上ベースの基地局との間の連続的な途切れない通信リンクを維持する為に、第１のＢＳ１１０と同等の性能及び機能特性を有してよい第２のＢＳ１３０が、航空機１００の現在の軌道に対して、第２のＢＳ１３０が航空機１００のハンドオーバ候補であるように、地理的に位置してよい。上述のように、航空機１００が第２のＢＳ１３０のカバレッジエリアに到達した時点又は到達する前に第２のＢＳ１３０がビームフォーミング技術を使用してビームを航空機１００に指向させることが可能である為には、第２のＢＳ１３０が航空機１００の接近を認識していることが有用であろう。付加的に又は代替的に、航空機１００が第２のＢＳ１３０のカバレッジエリアに到達した時点又は到達する前に航空機１００搭載の無線通信設備がビームフォーミング技術を使用してビームを第２のＢＳ１３０に指向させることが可能である為には、航空機１００が第２のＢＳ１３０の存在及びロケーションを認識していることが有用であろう。従って、第２のＢＳ１３０、又は航空機１００搭載の無線通信設備の少なくとも一方が、位置情報の認識によって支援されるビームフォーミング技術を使用して、航空機１００搭載の無線通信設備と第２のＢＳ１３０との間の無線通信リンク１４０の確立を促進してもよい。
【００２４】
一例示的実施形態によれば、固定基地局位置の２Ｄ認識と、航空機搭載の受信局に関する位置情報の３Ｄ認識の両方を用いて、ビームフォーミング技術の適用を支援するビームフォーミング制御モジュールが設けられてよい。一例示的実施形態のビームフォーミング制御モジュールは、ＡＴＧ通信ネットワーク内の異なる幾つかのロケーションのいずれに物理的に配置されてもよい。例えば、ビームフォーミング制御モジュールは、航空機１００、又は第１のＢＳ１１０と第２のＢＳ１３０の一方又は両方、又はネットワーク内又はクラウド内の別のロケーションに配置されてよい。図２は、そのようなビームフォーミング制御モジュールの一例示的実施形態を使用してもよいＡＴＧ通信ネットワークの機能ブロック図を示す。
【００２５】
図２に示されるように、第１のＢＳ１１０及び第２のＢＳ１３０は、それぞれがＡＴＧネットワーク２００の基地局であってよい。ＡＴＧネットワーク２００は更に、他のＢＳ２１０を含んでよく、各ＢＳは、ゲートウェイ（ＧＴＷ）デバイス２２０を介してＡＴＧネットワーク２００と通信していてよい。ＡＴＧネットワーク２００は更に、インターネット２３０又は他の通信ネットワークのようなワイドエリアネットワークと通信してよい。幾つかの実施形態では、ＡＴＧネットワーク２００は、パケット交換コアネットワークを含んでも、又は他の方法でパケット交換コアネットワークと接続されてもよい。
【００２６】
一例示的実施形態では、ＡＴＧネットワーク２００は、ネットワークコントローラ２４０を含んでよく、ネットワークコントローラ２４０は、例えば、交換機能を備えてよい。従って、例えば、ネットワークコントローラ２４０は、航空機１００に出入りする（又は航空機１００搭載の通信設備への）ルーティングコールの処理、及び／又は、航空機１００搭載の通信設備とＡＴＧネットワーク２００との間の他のデータ転送又は通信転送の処理を行うように構成されてよい。幾つかの実施形態では、ネットワークコントローラ２４０は、航空機１００搭載の通信設備がコールに関与している場合に地上通信幹線への接続を提供するように働くことが可能である。更に、ネットワークコントローラ２４０は、モバイル端末１０に出入りするメッセージ及び／又はデータの転送を制御するように構成されてよく、基地局向けのメッセージの転送を制御することも可能である。なお、ネットワークコントローラ２４０は図２のシステム内にあるように示されているが、ネットワークコントローラ２４０はネットワークデバイスの一例に過ぎず、例示的実施形態は、ネットワークコントローラ２４０を使用するネットワークでの使用に限定されないことに留意されたい。
【００２７】
ネットワークコントローラ２４０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、及び／又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）（例えば、インターネット２３０）等のデータネットワークと接続されてよく、このデータネットワークとは直接又は間接的に接続されてよい。そして、処理要素などのデバイス（例えば、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、スマートフォン、サーバコンピュータ等）は、インターネット２３０を介して、航空機１００搭載の通信設備と接続されてよい。
【００２８】
ここではＡＴＧネットワーク２００の全ての可能な実施形態の全ての要素が図示及び説明されているわけではないが、当然のことながら、航空機１００搭載の通信設備は、ＡＴＧネットワーク２００を介して任意の幾つかの異なるネットワークのうちの１つ以上と接続されてよい。この点において、これらのネットワークは、第１世代（１Ｇ）、第２世代（２Ｇ）、第３世代（３Ｇ）、第４世代（４Ｇ）、及び／又はそれ以降の世代など、幾つかのモバイル通信プロトコルのうちの任意の１つ以上に従う通信をサポートすることが可能であってよい。場合によっては、サポートされる通信は、２．４ＧＨｚや５．８ＧＨｚのような無認可帯域周波数を使用して定義される通信リンクを使用してよい。しかしながら、付加的に又は代替的に、通信は、他の認可帯域の周波数によってサポートされてもよい。更に、場合によっては、ネットワークコントローラ２４０の制御下で、認可帯域通信と無認可帯域通信（及び／又は衛星通信）で切り換えることが可能であってよい。更に、場合によっては、ＡＴＧネットワーク２００は、衛星通信システムによって強化されてよく、或いは、これと並列に動作してよく、場合によっては、ネットワークコントローラ２４０の制御下で、ＡＴＧネットワーク２００又は衛星通信システムの間で交互に通信を処理する切り換えが行われてよい。
【００２９】
上述のように、例示的実施形態では、ネットワーク側又は航空機側の一方又は両方の無線通信設備上で、ビームフォーミング制御モジュールが使用されてよい。従って、幾つかの実施形態では、ビームフォーミング制御モジュールは、航空機搭載の受信局（例えば、搭乗者デバイス、又は航空機の通信システムに関連付けられたデバイス）に実装されてよい。幾つかの実施形態では、ビームフォーミング制御モジュールは、ネットワークコントローラ２４０、又は他の何らかのネットワーク側エンティティに実装されてよい。更に、場合によっては、ビームフォーミング制御モジュールは、クラウド内に位置するエンティティ（例えば、インターネット２３０を介してＡＴＧネットワーク２００と動作可能に接続されたロケーション）において実装されてよい。
【００３０】
図３は、一例示的実施形態によるビームフォーミング制御モジュール３００のアーキテクチャを示す。ビームフォーミング制御モジュール３００の処理回路３１０は、航空機１００又は基地局のうち１つのいずれかに配置されたアンテナアレイから、種々の入力情報の処理に基づいてビームを生成する為の制御出力を提供するように構成されている。処理回路３１０は、本発明の一例示的実施形態に従ってデータ処理、制御機能の実行、及び／又は他の処理及び管理サービスを実施するように構成されてよい。幾つかの実施形態では、処理回路３１０は、チップ又はチップセットとして実施されてよい。言い換えると、処理回路３１０は、１つ以上の物理パッケージ（例えば、チップ）を含んでよく、これは、構造アセンブリ（例えば、ベース基板）上に材料、コンポーネント、及び／又はワイヤを含む。構造アセンブリは、この上に載るコンポーネント回路の物理強度を与え、サイズを維持し、および／又は電気的相互作用を制限することが可能である。処理回路３１０は、従って、場合によっては、本発明の一実施形態をシングルチップ上に実装するか、単一の「システムオンチップ」として実装するように構成されてよい。従って、場合によっては、本明細書に記載の機能性を実現する為の１つ以上の動作を実施する手段がチップ又はチップセットによって構成されてよい。
【００３１】
一例示的実施形態では、処理回路３１０は、プロセッサ３１２及びメモリ３１４の１つ以上の具体例を含んでよく、デバイスインタフェース３２０及び（場合によっては）ユーザインタフェース３３０と通信していてよく、或いは別の方法でこれらを制御してよい。従って、処理回路３１０は、本明細書に記載の動作を実施するように（例えば、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の組み合わせによって）構成された回路チップ（例えば、集積回路チップ）として実施されてよい。しかしながら、幾つかの実施形態では、処理回路３１０は、オンボードコンピュータの一部分として実施されてよい。幾つかの実施形態では、処理回路３１０は、ＡＴＧネットワーク２００の様々なコンポーネント、エンティティ、及び／又はセンサと通信してよい。
【００３２】
ユーザインタフェース３３０は（実装されている場合には）、ユーザインタフェース３３０においてユーザ入力による指示を受け取る為に、及び／又は聴覚的出力、視覚的出力、機械的出力、又は他の出力をユーザに提供する為に、処理回路３１０と通信していてよい。従って、ユーザインタフェース３３０は、例えば、ディスプレイ、１つ以上のレバー、スイッチ、インジケータランプ、ボタン若しくはキー（例えば、機能ボタン）及び／又は他の入力／出力機構を含んでよい。
【００３３】
デバイスインタフェース３２０は、他のデバイス（例えば、ＡＴＧネットワーク２００のモジュール、エンティティ、センサ、及び／又は他のコンポーネント）との通信を可能にする１つ以上のインタフェース機構を含んでよい。場合によっては、デバイスインタフェース３２０は、処理回路３１０と通信している、ＡＴＧネットワーク２００のモジュール、エンティティ、センサ、及び／又は他のコンポーネントとの間でデータの受信及び／又は送信を行うように構成された任意の手段、例えば、ハードウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実施されるデバイス又は回路であってよい。
【００３４】
プロセッサ３１２は、幾つかの異なる様式で実施されてよい。例えば、プロセッサ３１２は、様々な処理手段として実施されてよく、例えば、マイクロプロセッサ又は他の処理要素、コプロセッサ、コントローラ、又は他の様々なコンピュータデバイス又は処理デバイスであり、例えば、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）などの集積回路を含むもののうちの１つ以上として実施されてよい。一例示的実施形態では、プロセッサ３１２は、メモリ３１４に記憶されている命令、又は他の様式でプロセッサ３１２にアクセス可能な命令を実行するように構成されてよい。従って、ハードウェアで構成されたものであれ、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせで構成されたものであれ、プロセッサ３１２は、本発明の実施形態に従う動作を実施することが可能であって、そのように構成されている（例えば、処理回路３１０の形で回路として物理的に実施された）エンティティを表すものであってよい。従って、例えば、プロセッサ３１２がＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の形で実施される場合、プロセッサ３１２は、本明細書に記載の動作を実施することに特化して構成されたハードウェアであってよい。或いは、別の例として、プロセッサ３１２がソフトウェア命令の実行器として実施される場合、それらの命令は、本明細書に記載の動作を実施することに特化してプロセッサ３１２を構成してよい。
【００３５】
一例示的実施形態では、プロセッサ３１２（又は処理回路３１０）は、ビームフォーミング制御モジュール３００のオペレーションを含むものとして、又は、ネットワークの通信要素の種々の相対位置に関連する位置情報の受信に応答して処理回路３１０によって受信された入力に基づいてビームフォーミング制御モジュール３００のオペレーションを制御するものとして実施されてよい。その為、幾つかの実施形態では、プロセッサ３１２（又は処理回路３１０）が、プロセッサ３１２（又は処理回路３１０）をそれに従って構成する命令又はアルゴリズムの実行に応答して、アンテナアレイがビームフォーミングに関連する対応する機能を遂行する為に、調整に関してビームフォーミング制御モジュール３００の関連で説明した各オペレーションを引き起こすとも言える。特に、命令は、本明細書に記載のように、移動受信局と、固定送信局のうち１つとの間の通信リンクの確立を促進する方向にビームを成形するようにアンテナアレイに指示する為に、移動受信局（例えば、航空機上の）からの３Ｄ位置情報を固定送信サイトの２Ｄ位置情報と共に処理する為の命令を含んでよい。
【００３６】
一例示的実施形態では、メモリ３１４は、１つ以上の非一時的メモリデバイス、例えば、固定式でも取り外し可能でもよい揮発性及び／又は不揮発性メモリを含んでよい。メモリ３１４は、本発明の例示的実施形態に従って処理回路３１０が様々な機能を実施することを可能にする為の情報、データ、アプリケーション、命令等を記憶するように構成されてよい。例えば、メモリ３１４は、入力データを、プロセッサ３１２による処理に備えてバッファリングするように構成されてよい。付加的に又は代替的に、メモリ３１４は、命令を、プロセッサ３１２による実行に備えて記憶するように構成されてよい。更に別の代替として、メモリ３１４は、入力センサ及びコンポーネントに応答して様々なデータセットを記憶し得る１つ以上のデータベースを含んでよい。メモリ３１４のコンテンツとして、アプリケーション及び／又は命令が、それぞれのアプリケーション／命令に関連付けられた機能性を実施する為に、プロセッサ３１２による実行に備えて記憶されてよい。場合によっては、アプリケーションは、ビームフォーミング制御モジュール３００のオペレーションを本明細書に記載のように制御する為の入力を提供する命令を含んでもよい。
【００３７】
一例示的実施形態では、メモリ３１４は、少なくとも１つの基地局の固定された地理的位置を示す固定位置情報３５０を記憶してよい。幾つかの実施形態では、固定位置情報３５０は、ＡＴＧネットワーク２００の単一の基地局の固定された地理的位置を示してよい。しかしながら、別の実施形態では、固定位置情報３５０は、ＡＴＧネットワーク２００の複数（又は全て）の基地局の固定された地理的位置を示してよい。別の実施形態では、固定位置情報３５０は、航空機１００に搭載されているか、ＡＴＧネットワーク２００内のいずれかのＢＳか、ネットワークコントローラ２４０にアクセス可能なロケーションか、又は、クラウドのいずれかにある別のメモリデバイスに記憶されてよい。しかしながら、固定位置情報３５０の記憶場所に係らず、そのような情報は、例示的実施形態に従って処理する為に、メモリから読み出されて、処理回路３１０に提供（そして、従って受信も）されてよい。
【００３８】
処理回路３１０は更に、少なくとも１つのモバイル通信局（これは、双方向通信に関してシグナリングを送受信できると理解されたい）の３次元位置を示す動的位置情報３６０を受信するように構成されてよい。モバイル通信局は、航空機１００に搭載された乗客のデバイスであっても、または、航空機１００自体の無線通信デバイスであってもよい。航空機１００の無線通信デバイスは、乗客のデバイスへの情報の送信、及び乗客のデバイスからの情報の送信を（中間記憶装置を伴って、又は中間記憶装置なしで）行ってよく、又は、他の航空機通信設備への情報の送信、及び他の航空機通信設備からの情報の送信を（中間記憶装置を伴って、又は中間記憶装置なしで）行ってよい。
【００３９】
動的位置情報３６０は、任意の適切な方法によって、又は任意の適切なデバイスを用いて決定されてよい。例えば、動的位置情報３６０は、基地局のうちのそれぞれの局から航空機１００に到達する複数の信号の到来方向に基づく航空機の三角測量に基づく、航空機１００に搭載された全地球測位システム（ＧＰＳ）情報、航空機高度計の情報を利用して、レーダ情報等を、単独で又は互いに組み合わせて使用することにより決定されてよい。従って、例えば動的位置情報３６０は、航空機１００から提供されるＧＰＳデータであってよく、及び／又は、３Ｄ空間における航空機１００のロケーションを示す任意の他の増補情報であってよい。例えば、高度情報、コース／速度情報、航空機１００が位置している特定のビームを示唆する情報（及び既知の固定ロケーションからの方位角及び仰角の対応する情報）、レーダ情報及び他のソースを用いて、動的位置情報３６０を生成してもよい。例えば、動的位置情報３６０が特定のビームに関連する情報を含む場合、その情報は、１つの基地局又は複数の基地局から受信されてよい。従って、場合によっては、特定の基地局が、動的位置情報３６０を、１つの異なる基地局（又は複数の基地局）に対する航空機の位置を示唆する情報の形式で受信してよい。しかしながら、特定の基地局は、そのような情報を自身の為に、及び／又は他の基地局、航空機若しくはネットワークアセットの為にも生成してもよい。
【００４０】
一例示的実施形態では、処理回路３１０は、ビームが、航空機１００から固定ノード（例えば、基地局又はモバイル通信局のうち１つ）の方に、又は逆方向に成形されることを可能にするように構成されてよい。上述のように、ビームは、リアルタイムで成形されても、又はハンドオーバを見越して事前に成形されてもよい。いずれの場合も、処理回路３１０は、２つのデバイス又はネットワークノードのロケーションを示唆する情報を利用して、ネットワークノードのうちいずれか１つ（又は両方）の視野から、他方のネットワークノードが相対的に何処に所在するかを決定するように構成されてよい。追跡アルゴリズムを用いて、動的位置変化の追跡及び／又は将来位置の計算を、現在のロケーション及び移動速度及び移動方向に基づいて行ってもよい。予測相対位置が特定された後で、処理回路３１０は、予測相対位置に基づいて第２のネットワークノードのアンテナアレイからのビームの成形を指令する命令を提供するように構成されてよい。命令は、（モバイル通信局又は基地局いずれかの）アンテナアレイの特性を調整して、予測相対位置の方向に操向された指向性操向可能ビームを成形するように構成された制御デバイスに提供されてよい。そのような操向可能なビームは、例えば、５度以下の方位角及び仰角幅を有してよい。更に、場合によっては、そのような操向可能なビームは、２度以下の方位角及び仰角幅を有してよい。しかしながら、幾つかの実施形態では、よりサイズが大きい操向可能なビームが用いられてよい。
【００４１】
一例示的実施形態では、第１のネットワークノードは基地局に配置され（又は基地局であり）、第２のネットワークノードはモバイル通信局（例えば、航空機１００または航空機１００搭載の通信設備）に配置されてよい。しかしながら、代替的に、第１のネットワークノードがモバイル通信局で、第２のネットワークノードが基地局であってもよい。更に、モバイル通信局と基地局の両方がビームフォーミング制御モジュール３００を使用し得るように、ビームフォーミング制御モジュール３００の複数の具体例が設けられてもよい。代替的に又は付加的に、ビームフォーミング制御モジュール３００の複数の具体例を、複数の航空機及び／又は複数の基地局に設けて、ＡＴＧネットワーク２００内の各デバイス（又は少なくとも複数のデバイス）が、位置情報を用いてデバイスの相対位置を推定することで、現在又はいずれかの将来の時間に、予想又は推定相対位置の方にビームをフォーカスすることに基づいて、ネットワーク内の他のデバイスの方に操向可能なビームを指向させることができるようにしてもよい。
【００４２】
一例示的実施形態では、動的位置情報３６０は、３Ｄ空間における位置を与える為に、緯度と経度の座標及び高度を含んでよい。場合によっては、動的位置情報３６０は更に、機首方位及び速度を含んでよく、これは、３Ｄ空間における現在ロケーションと、機首方位及び速度（そして恐らくは更に、高度の変化率）とに基づいて、近い将来の時点における航空機１１０の将来のロケーションを推定する計算を可能にする為である。場合によっては、予測目的で飛行計画情報が使用されてもよく、これは、必要になる可能性が高い将来のネットワーク制御アクションの為のアセットを準備すること、或いはネットワークアセットを管理する計画を立案することの為に使用されてよい。幾つかの実施形態では、ビームフォーミング制御モジュール３００は航空機１００に配置されてよい。そのような場合には、固定位置情報３５０は複数の基地局に関して提供されてネットワークトポロジを定義してよく、航空機１００搭載のメモリデバイス（例えば、メモリ３１４）に記憶されてよい。
【００４３】
一例示的実施形態では、ビームフォーミング制御モジュール３００は、ＡＴＧネットワーク２００の基地局と通信し得るネットワークコントローラ２４０に配置されてよい。そのような事例では、ビームフォーミング制御モジュール３００は、複数の航空機に関する動的位置情報３６０を受信して、基地局のうち１つに対する各航空機の予測相対位置情報を提供するように構成されてよい。代替的に又は付加的に、ビームフォーミング制御モジュール３００は、動的位置情報を受信して、少なくとも２つの基地局に相対する少なくとも１機の航空機の予測相対位置情報を提供するように構成されてよい。更に他の実施形態では、ビームフォーミング制御モジュール３００は付加的又は代替的に、動的位置情報を受信して、複数の基地局に対するそれぞれ異なる航空機の複数の予測相対位置情報を提供するように構成されてよい。
【００４４】
幾つかの例示的実施形態では、ビームフォーミング制御モジュール３００は更に、モバイルメッシュネットワークのコンテキストで動作するように構成されてよい。例えば、ビームフォーミング制御モジュール３００は、航空機間のメッシュ通信リンクを形成する為に、複数の航空機に関連付けられた動的位置情報を利用するように構成されてよい。従って、例えば、１機の航空機が、地上波基地局から別の航空機へ情報を中継することが可能である。そのような実例では、予測相対位置は、２機の航空機間の相対位置であってよい。幾つかの実施形態では、航空機間で複数の「ホップ」を実現することにより、遠方に位置する航空機と通信すること、更には、ネットワーク内で特定の地上局が動作しておらず、その動作していない地上局によって放置されているカバレッジギャップを埋めるように情報を中継できる他の航空機がエリア内に存在する場合にネットワークの自己修復を実現することが可能になる。
【００４５】
従って、図２のシステムは、システム内の１つ以上の対応するロケーションに、１つ以上のビームフォーミング制御モジュール３００を含んでよい。そのようなモジュールの個数とロケーションに係らず、モジュールに関連付けられた情報は、双方向通信リンクのいずれかのエンドで、それに従ってビームを成形又は制御する為に、例えば、航空機アンテナ制御ユニット、ビーム制御ユニット、パネル選択または操作素子、スイッチ等に提供され得るアンテナアレイ制御データ３６５を生成する為に用いられてよい。アンテナアレイ制御データ３６５は、アンテナの振幅と位相を制御して所望の方向、高さおよびレンジを有する特定のビームを成形する為に用いられてよい。提供される制御は、ＡＴＧネットワーク通信のパフォーマンスを向上させると期待され得る。しかしながら、幾つかの理由から、システムパフォーマンスは、他の方法で期待されるレベルには達し得ない。従って、システムパフォーマンスをリアルタイム又は後からオフラインでのいずれかで分析して、種々のコンポーネントのパフォーマンスを評価し、識別できた問題に恐らくは対処することが有用であろう。これを達成する為に、幾つかの例示的実施形態は、ネットワーク分析制御モジュール（ＮＡＣＭ）４００を用いてよい。
【００４６】
ＡＴＧネットワーク２００内のアセットによって報告され得る幾つかのパラメータに基づいてシステムパフォーマンスを評価する為にＮＡＣＭ４００が使用されてよい。これらのパラメータは互いに相関されるようにイネーブルされて、システム内の特定のアセットのパフォーマンスの履歴像を生成してもよい。特に、これらのパラメータは、システム内で他の方法で利用可能なパラメータを受動的にモニタして、パフォーマンスの問題及び恐らくは顧客満足度をも示唆し得る種々の因子を、先見的問題解決、トラブルシューティング、及び場合によってはシステム調整までを可能にする方式で判断して、顧客からのインプットは最小にしてシステムパフォーマンスを改善することを可能にする。
【００４７】
例示的実施形態では、ＮＡＣＭ４００は更に、上述の対応する処理回路３１０、プロセッサ３１２及びメモリ３１４と、機能、能力及び場合によっては形態においてもそれぞれ類似していてよいプロセッサ４１２とメモリ４１４を含む処理回路４１０を有してよいが、恐らくはそれらの唯一の違いは、スケール、パッケージング、プログラミング、サブモジュール／コンポーネント及び／又は構成の差である。ＮＡＣＭ４００のデバイスインタフェース４２０及びユーザインタフェース４３０も、上述の対応するコンポーネントと類似していてよい。従って、そのようなコンポーネントの構造に関する詳細については繰り返し述べない。
【００４８】
一例示的実施形態では、ＮＡＣＭ４００は、図４に示した種々のパラメータのうちあらゆるパラメータを受信するように構成されてよく、それによって、ネットワーク制御機能が最終的に実行されることを可能にする為にそのようなパラメータの分析を可能にする。例えば、ＮＡＣＭ４００は、システム内で稼働する１つ以上のアセット（例えば、航空機又は基地局）のアセットロケーション記録４４０を（例えば、デバイスインタフェース４２０を介して）受信してもよい。アセットロケーション記録４４０は、所与のアセットのロケーションと時間の固有の系列又は履歴にタイムスタンプされるか又は他の方法で相関される、上記の動的位置情報３６０（又はそこから派生した情報）の記録であってよい。従って、場合によっては、アセットロケーション記録４４０は、幾つかの異なる基地局のカバレッジエリアを通って１つ以上の航空機が移動したルートの３Ｄ空間の像を有効に提供してよい。しかしながら、アセットロケーション記録４４０の情報は、必ずしも航空機を中心とした方式で提供されなくてもよい。情報は、航空機又は他の通信アセット（例えば、基地局）の視点から相関されてもよい。従って、アセットロケーション記録４４０は、場合によっては、特定の基地局によってサービスされるエリアを通って種々の航空機が取った経路の３Ｄ空間における像を提供してもよい。その為、アセットロケーション記録４４０は、種々の異なる実施形態では、航空機ベースのロケーションパラダイムを有しても、又は基地局ベースのロケーションパラダイムを有してもよい。
【００４９】
アセットロケーション記録４４０によって使用されるロケーションパラダイムに係らず、アセットロケーション記録４４０で提供される情報は、航空機に関してはテールナンバー又は他の識別方法によって、又は基地局に関しては基地局識別子、セルＩＤ又は他の識別方法によって既知であり得る、アセットの３Ｄ空間における時刻とロケーションの両方を含む。対応する時刻におけるアセットロケーションは、事後再構築又は動的位置情報３６０の増補に利用可能であり得る追加情報を用いた動的位置情報３６０の増補を含む動的位置情報３６０を決定する為に上記のロケーション決定方法の任意の組み合わせによって正確に認識され得る。
【００５０】
一例示的実施形態では、ＮＡＣＭ４００は更に、種々のアセットによって報告される信号品質情報４５０を受信するように構成されてもよい。信号品質情報４５０は、アセット毎に整理されてよく、又、対応する信号品質情報４５０がそれぞれのアセットから受信された時刻にタイムスタンプ又は他の方法で相関されてもよい。この点において、例えば、各航空機は、任意の所与のアセットの信号品質パラメータが、３Ｄ空間内でのアセットのロケーションと相関され得るように（位置情報も時刻に基づいて記憶されている為）、信号品質パラメータ（例えば、ＲＳＳＩ（受信信号強度インジケータ）、帯域幅（アップリンク又はダウンリンク方向）等）を連続的又は定期的に報告してもよい。場合によっては、状態情報４６０（例えば、無線機オン／オフ状態）もＮＡＣＭ４００に提供されてよい。ＮＡＣＭ４００は、任意の望ましい視野から（例えば、基地局又は航空機の視野から）少なくともアセットロケーション記録４４０を、信号品質情報４５０及びアセットによる状態情報４６０のうち１つ又は両方と相関し得るロケーションベースパフォーマンス履歴４７０を（例えば個々のアセットに関して）生成するように構成されてよい。
【００５１】
ＮＡＣＭ４００は、ロケーションベースパフォーマンス履歴４７０を、任意の特定のアセットと関連付けられたデータを照合する為の基盤として時間を用いて収集され照合されたデータのデータベースとして生成するように構成されてよい。この点において、例えば、信号品質情報４５０はアセットロケーション記録４４０（及び／又は状態情報４６０）と照合されて、システムによって追跡される航空機の種々の記録されたロケーションに関する経時的な信号品質の指標を提供する。その為、ロケーションベースパフォーマンス履歴４７０は、ＡＴＧネットワーク２００の１つのアセット（例えば航空機又は基地局）、複数のアセット又は全てのセットに関して、ＡＴＧネットワーク２００内でアセットが配置され動作／報告している各ロケーションで経験されるパフォーマンス関連パラメータの時系列像を提供してよい。従って、ロケーションベースパフォーマンス履歴４７０は、ＡＴＧネットワーク２００内の任意の選択可能なアセットに関するパフォーマンス履歴の展望を生成する為に必要な全てのデータの為のデータストアとして働いてよく、パフォーマンス履歴は３Ｄ空間内の位置に相関され得る。
【００５２】
ＮＡＣＭ４００は、ユーザが個々のアセットに関してクエリーを行って、そのアセット（複数のアセット）に関するロケーションベースパフォーマンス履歴４７０に基づいて選択された個々のアセット又は複数のアセットに関連する情報を分析及び／又は表示することを可能にするように構成されてよく、クエリーはクエリーモジュール４８０を用いて行われ、クエリーモジュール４８０は例えば、特異的に要求された情報を得る為にユーザがロケーションベースパフォーマンス履歴４７０内でデータと相互作用できる構造を定義するように構成されている。代替的に又は付加的に、ＮＡＣＭ４００は、アセットを循環して、プログラムされた検索基準及び／又はプログラムされたトリガイベントに基づいて問題を探索し識別するようにプログラムされてよい。いずれにせよ、１つのアセットに関連付けられたデータは、所与の期間に遭遇された他のアセットに対して考慮され分析されてよい。例えば、特定の基地局によって遭遇された航空機搭載アセットに関する全てのテールナンバー又はデバイス識別子に関して３Ｄ時間及び空間内で登録されたデータは、分析されて、識別可能な問題を示唆し得るパターン又は個々の外れ値を特定してよい。代替的に又は付加的に、特定の航空機又はデバイスが移動したルート中に特定の航空機又はデバイスによって遭遇された、全基地局（又は、メッシュコンテキスト内で動作している、又は情報を中継している航空機などの他のアセット）に関して３Ｄ時間及び空間内で登録されたデータは、分析されて、識別可能な問題を示唆し得るパターン又は個々の外れ値を特定してよい。
【００５３】
一例として、ＮＡＣＭ４００は（その処理回路４１０の構成によって）、選択された航空機に関するロケーションベースパフォーマンス履歴４７０からロケーションと信号強度情報を抽出するように構成されてよい。選択された航空機は、ユーザによって選択されても、又は、ＮＡＣＭ４００によってアトランダムに選択されても、又は、所与の組織若しくはその他の群に関連する全航空機を検査する為に設定された一連の自動クエリーの一部として選択されてもよい。ＮＡＣＭ４００は次に、選択された航空機に関する信号強度情報を、３Ｄ空間内の同じロケーション（または同じロケーションの所定距離内）にあった他の航空機に関して測定された対応する信号強度情報と比較してもよい。その為、ＮＡＣＭ４００は、３Ｄ空間内の同じロケーションで他の航空機によって得た各信号強度測定値を、選択された航空機によって測定された信号強度と比較して、選択された航空機が、正常又は予期したよりも低い信号強度を経験したかどうかを判断するように構成されてよい。例えば、選択された航空機が、同じロケーションでの他の航空機よりも低い信号強度測定値を有する傾向があった場合、選択された航空機は、より低い信号強度を引き起こす元となっている、選択された航空機搭載の装置に関連する問題を有している可能性がある。
【００５４】
従って、例えば、ＮＡＣＭ４００は、選択された航空機に関連する信号強度情報が、同じロケーションで測定された他の航空機の信号強度情報と、少なくとも所定量異なっている状況を識別するように構成されてよい。場合によっては、同じロケーションで測定された他の航空機の信号強度情報は、同じロケーションから所定距離内にいた他の航空機の複合（例えば、平均（ｍｅａｎ）又は代表（ａｖｅｒａｇｅ））信号強度値であってよい。選択された航空機の信号強度情報が合成信号強度値と異なっていたことに応答して、選択された航空機を識別する為にサービスアラートが生成されてよい。サービスアラートは、選択された航空機に搭載された設備の検査又はメンテナンスを予定する為に用いられてよい。
【００５５】
幾つかの例では、ＮＡＣＭ４００は代替的に又は付加的に、ネットワーク計画及び拡張の可能性を促進するように構成されてよい。例えば、ＮＡＣＭ４００は、そのような航空機によって各ロケーション（及び時刻）で報告された対応する信号強度情報と共に３Ｄ空間内でシステムを使用する全航空機の位置情報を受信するように構成されてよい。従って、最も頻繁に利用された特定のセクタ又はセルが特定され理解されるばかりでなく、大部分のデータ使用が発生するそのセル又はセクタ内の特定のロケーションも判明し得る。その為、アップリンク方向とダウンリンク方向両方での帯域幅使用が、３Ｄロケーションに対してマッピングされることができ、アップリンク及びダウンリンク両方での帯域幅消費に関するロケーション関連（又は時間）ホットスポットを理解できる。
【００５６】
使用が発生する３Ｄロケーション（即ち、単にセル又はセクタではなく、方向、距離及び高度）を認識することによって、リソース割り当て、ネットワーク拡張、ハンドオーバ最適化等に関する計画がなされ得る。リソース割り当てに関しては、セル又はセクタ内の特定のロケーションが特定の期間にヘビーユースになる、又はライトユースになる傾向にあることがわかっていれば、チャンネルサイズを変更して問題に対処してもよい。例えば、ライトユースのロケーションに関して、チャンネルサイズは、標準的２０ＭＨｚチャンネルの代わりに４０ＭＨｚチャンネルに変更して、そのエリアを通過する航空機に帯域幅をブーストしてもよい。あるいは、或るロケーションがヘビーユースである場合、チャンネルサイズは２０ＭＨｚチャンネルから１０ＭＨｚチャンネルに変更されて、全ユーザの為にヘビーユースに順応する。その為、ＮＡＣＭ４００は、ユーザに使用アラートを提供して、ヘビーユース又はライトユースである３Ｄ空間内の特定のロケーション（場合によっては対応する時刻も）を識別して、ユーザがそれに従ってネットワーク構成変更を行えるようにする。しかしながら、他の場合には、ＮＡＣＭ４００はネットワークコントローラ２４０とインタフェースして、そのような情報をネットワークコントローラ２４０に提供し、ネットワークコントローラ２４０は、ユーザ入力なしでその情報に基づいてネットワーク構成への変更を行うように構成されてよい。
【００５７】
場合によっては、ネットワーク拡張が計画されている場合、新たなセルサイト又はセクタ能力が追加されて、３Ｄ空間における特定のロケーションの能力を改善してもよい。この点において、例えば、各セクタ及び／又はセル内において、リソースの使用が何処で経時的に発生するかが厳密に認識されて、ターゲットリソース増補が達成され得るように、ＮＡＣＭ４００は、３Ｄ空間内のアップリンク方向とダウンリンク方向の両方において使用をマッピングするように構成されてよい。過去には、トラフィック密度はセクタレベルでのみ追跡されており、セクタは数百平方マイル又はキロメーターをカバーするようなものであった。従って、使用のホットスポットの認識は以前には本質的に非常に粗いものであった。ホットスポット（及びクールスポット）のロケーションのより精密な認識を有することによって、ネットワーク拡張及び管理が強化され得る。
【００５８】
ネットワーク管理に関して、ハンドオーバ管理も影響を受け得る。例えば、３Ｄ空間内での信号レベルの認識を有することによって、潜在的なハンドオーバの問題を特定すること、又は、ハンドオーバの何らかの問題を回避する為にハンドオーバを先制して行うことが可能であり得る。場合によっては、潜在的なハンドオーバの問題は、周波数の変更又は小規模な方位角変更がセクタ内で行われてハンドオーバ重複点を変更する為に、３Ｄ空間における潜在的ハンドオーバ問題が特定されてよい。
【００５９】
ＡＴＧネットワーク２００内での通信の為の無線設備を備えた各航空機の識別に関する情報（例えば、テールナンバー）を有することによって、ＮＡＣＭ４００が、無線設備が所与の時刻のどの時点で何処を飛行しているかを判定することも可能になり得る。状態情報４６０は、各航空機の無線機の状態（例えば、オン／オフ）を示し得る。特に、航空機が、ネットワーク登録のある無線設備なしで飛行している場合、航空機が無線設備をオフにしている可能性、又は他の種類の故障が進行している可能性があると理解され得る。一例示的実施形態では、ＮＡＣＭ４００は、航空機が一度又は所定の回数、登録なしで（即ち、無線機をオフにして）飛行している場合にユーザにアラートを発してよい。アラートは、セールス又は顧客サービス担当者に、設備に対する満足度又は作動性を確かめるべく顧客を援助させるように、ユーザに合図してもよい。それにより、例えば、顧客が、パフォーマンスが良くない為設備をオフにした場合、設備が偶発的にオフのままになっている場合、又は、顧客が報告していない不具合がある場合、顧客が不満を抱く前に問題に対処する為に、先見的な取り組みがなされてよい。
【００６０】
従って、例示的実施形態は、種々のパラメータを、そのようなパラメータの時間及びロケーション相関に関連して受動的にモニタリングすることによって、顧客の経験が推測され得る。次に、先見的リソース管理、顧客エンゲージメント及び他のアクティビティが遂行されてシステムパフォーマンスと顧客満足度を改善できる。
【００６１】
その為、図２のシステムは、図３及び４の制御モジュールが幾つかの有用な方法を実行できる機構を提供し得る環境を提供してもよい。図５は、図２のシステム及び、図３及び４の制御モジュールと関連付けられ得る一方法のブロック図を示す。技術的見地から、上記のＮＡＣＭ４００が、図５で説明するオペレーションの一部又は全部をサポートする為に用いられてよい。その為、図２に説明するプラットフォームが、幾つかのコンピュータプログラム及び／又はネットワーク通信ベースの相互作用の実施を促進する為に用いられてよい。一例として、図５は、本発明の一例示的実施形態による方法及びプログラム製品の流れ図である。流れ図の各ブロック及び流れ図内のブロックの組み合わせが、ハードウェア、ファームウェア、プロセッサ、回路及び／又は１つ以上のコンピュータプログラム命令を含むソフトウェアの実行に関連する他のデバイス等の種々の手段によって実装されてよいことが理解されよう。例えば、上記で説明した手順のうち１つ以上が、コンピュータプログラム命令によって実施されてよい。これに関して、上記に説明した手順を実施するコンピュータプログラム命令は、デバイス（例えば、ＮＡＣＭ４００等）のメモリデバイスによって記憶され、デバイス内のプロセッサによって実行されてよい。当然のことながら、任意のそのようなコンピュータプログラム命令がコンピュータ又は他のプログラマブル装置（例えばハードウェア）にロードされて機械を形成し、その結果、コンピュータ又は他のプログラマブル装置が、流れ図ブロック（複数のブロック）に明示された機能を実施する為の手段を生成する。これらのコンピュータプログラム命令はコンピュータ可読メモリに記憶されてもよく、コンピュータ可読メモリは、コンピュータ可読メモリに記憶された命令が、流れ図ブロック（複数のブロック）に明示された機能を実施する製品を生成するように、コンピュータ又は他のプログラマブル装置に特定の方式で機能するように指令してもよい。コンピュータプログラム命令はコンピュータ又は他のプログラマブル装置にロードされて、コンピュータ又は他のプログラマブル装置上で一連のオペレーションを実行させて、コンピュータで実施されるプロセスを生成し、その結果、コンピュータ又は他のプログラマブル装置上で実行する命令が、流れ図ブロック（複数のブロック）に明示された機能を実行してもよい。
【００６２】
従って、流れ図のブロックは、明示された機能を実行する手段の組み合わせと、明示された機能を実行する為のオペレーションの組み合わせをサポートする。流れ図の１つ以上のブロック及び流れ図内のブロックの組み合わせが、明示された機能を実行する特定用途ハードウェアベースのコンピュータシステムによって、又は、特定用途ハードウェアとコンピュータ命令の組み合わせによって実施され得ることも理解されよう。
【００６３】
この点において、本発明の一実施形態による方法は、図５に示すように、オペレーション５００で、ＡＴＧネットワーク内の特定のアセットに関する３次元ロケーション情報と、対応する信号品質情報を受信することを含んでよい。方法は更に、オペレーション５１０で、受信した情報に少なくとも部分的に基づいて特定のアセットに関するサービス品質推論を行うことを含んでもよい。サービス品質推論は特に、３Ｄ空間内の特定のロケーションに適用可能なサービス品質推論であってよい。従って、サービス品質推論は、ロケーション固有のサービス品質推論であるとも言え、ロケーションは、セル又はセクタ内の特定のロケーションである。方法は更に、オペレーション５２０で、ネットワーク制御アクティビティの為の命令をサービス品質推論に基づいて提供することを含んでよい。
【００６４】
図５を参照して上記で説明した方法は、特定のサービス品質推論を達成する為の、又は特定のネットワーク制御アクティビティを達成する為の付加的なステップ、修正、増補等を含んでもよい。図６及び７は、これに関して異なる例を示している。例えば、図６は、推論を決定し、一例示的実施形態に従って行動する特定の方式を示してよい。
【００６５】
図６に示すように、別の例示的実施形態による方法は、オペレーション６００で、ＡＴＧネットワーク内での航空機のロケーションを示唆する時間相関３次元位置情報を受信し、オペレーション６１０で、ＡＴＧネットワーク内での航空機の時間相関信号強度情報を受信することを含んでよい。方法は更に、オペレーション６２０で、信号強度情報を時間に基づいて３次元位置情報に関連付けて、１つのアセットに関する、又はアセット毎のベースで複数のアセットに関する、ロケーションベースパフォーマンス履歴を定義することを含んでよい。その後、オペレーション６３０で、クエリー（例えば、ユーザ主導型又は自動クエリー）を用いてアセットを選択して、選択されたアセットに関連するデータを抽出して、抽出されたデータを、他のアセットに関連する合成データと比較してもよい。次に、オペレーション６４０で、合成データと抽出データの間の差が割り出されて、差が所定閾値を超過しているかを判定する。差が所定閾値を超過している場合、オペレーション６５０でアラート又はネットワーク制御命令が出されてもよい。アラート又はネットワーク制御命令は、チャンネルパラメータ又は周波数を変更する命令を含んでもよい。従って、例えば、無認可帯域周波数対認可帯域周波数での使用の切り換え、ＡＴＧ通信と衛星通信間での切り換え、又は他のそのような変更が、そのようなシフトが有利であり得る特定のロケーションに関して、特定のパフォーマンスパラメータを、対応する特定の時刻及び３Ｄ空間内のロケーションに相関させるデータのオフライン処理に基づいて事前に計画されてもよい。
【００６６】
図７は、図５を参照して説明された一般的方法への特定の修正を示し得るブロック図を示す。この点において、例えば、オペレーション５００は更に、場合によっては、オペレーション７００で、ＡＴＧネットワーク内での航空機のロケーションを示唆する時間相関３次元位置情報を受信し、オペレーション７１０で、ＡＴＧネットワーク内での航空機の時間相関信号強度情報を受信することによって定義されてもよい。場合によっては、オペレーション５００は更に、オペレーション７２０で、信号強度情報を時間に基づいて３次元位置情報に関連付けて、アセット毎のベースでロケーションベースパフォーマンス履歴を定義してもよい。方法は更に、オペレーション７３０で、３次元空間内でのネットワーク使用の表示を提供して、ＡＴＧネットワーク内の３次元空間における使用度が高いロケーションと低いロケーションの識別を可能にしてもよい。方法は更に、オペレーション７４０で、表示に基づいてネットワーク最適化アクティビティを実行することを含んでもよい。ネットワーク最適化はとりわけ、例えば、航空機のハンドオーバに関与するセクタの周波数若しくは方位角を調整すること、又は、所定閾値を超過する使用量を有するロケーションでのキャパシティを追加する勧告を生成することを含んでよい。
【００６７】
前述の記載及び関連の図面に提示された教示の利益を有する、これらの発明が属する技術分野における当業者には、本明細書に記載の本発明の多くの修正及び他の実施形態が想起されるであろう。従って、本発明は本開示の特定の実施形態に限定されないこと、並びに修正形態及び他の実施形態が添付の特許請求の範囲に含まれることを意図していることを理解すべきである。更に、前述の記載及び関連の図面は、要素及び／又は機能の特定の例示的な組み合わせのコンテキストで例示的実施形態を説明しているが、当然のことながら、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、代替実施形態では、要素及び／又は機能の異なる組み合わせが提供され得る。これに関して、例えば、上で明確に記載されたものとは異なる要素及び／又は機能の組み合わせが、添付の特許請求の範囲のうちの幾つかに記載されてよいとも考えられる。本明細書に、利点、利益、又は課題に対する解決策が記載されている場合、当然のことながら、このような利点、利益及び／又は解決策は幾つかの例示的実施形態に適用可能であり得るが、全ての例示的実施形態に適用可能とは限らない。このように、本明細書に記載の任意の利点、利益又は解決策は、全ての実施形態又は請求項の記載にとって重要な、必要な又は必須のものと考えてはならない。本明細書において具体的な用語を使用したが、それらの用語は単に一般的及び説明的な意味で使用されており、限定的な意図はない。
【符号の説明】
【００６８】
１００  航空機
１１０  第１のＢＳ
１３０  第２のＢＳ
２００  ＡＴＧネットワーク
２１０  他のＢＳ
２３０  インターネット
２４０  ネットワークコントローラ
３００  ビームフォーミング制御モジュール
３１０  処理回路
３１２  プロセッサ
３１４  メモリ
３２０  デバイスインタフェース
３３０  ユーザインタフェース
３５０  固定位置情報
３６０  動的位置情報
３６５  アンテナアレイ制御
４００  ネットワーク分析制御モジュール
４１０  処理回路
４１２  プロセッサ
４１４  メモリ
４２０  デバイスインタフェース
４３０  ユーザインタフェース
４４０  アセットロケーション記録
４５０  信号品質情報
４６０  状態情報
４７０  ロケーションベースパフォーマンス履歴
４８０  クエリーモジュール
【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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【国際調査報告】
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