JP2017034678A - 空対地通信のためのトラフィックスケジューリングシステム - Google Patents

空対地通信のためのトラフィックスケジューリングシステム Download PDF

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Abstract

【課題】複数の同時トラフィックフローを維持し、性能、低遅延および/または帯域幅を最適化または保証するトラフィックスケジューリング・システムを提供する。【解決手段】トラフィックスケジューリングシステムは、所定の期間にわたってストリームのバイト量を測定し複数のカテゴリのいずれかにストリームを分類する。帯域幅集約型トラフィックの分類は、すべてのデータがストリームレベル（送信元IP、宛先IP、送信元ポート、宛先ポート）に分類されニュートラルネットワークである。分類されたストリームは、キューのセットでは、次に高い優先順位のキューのラウンドトリップ時間を介してトラフィック管理パラメータを使用して、帯域幅集中と準リアルタイム・トラフィックは、トラフィックのスケジューリングシステムで実行される単純なトラフィックシェーピングプロセスによって制御される。【選択図】図１

Description

空対地通信に関するこのトラフィックスケジューリング・システムは、複数の同時トラフィックフローを維持し、性能、低遅延および/または帯域幅を最適化または保証するた
めにデータのトラフィックフロー/クラスの選択された１つに航空機内の個々の乗客を割
り当てることによって空対地トラフィックの量を制御するシステムに関する。
これは、航空機に配置されている乗客に航空機ネットワークによって提供される無線サービスを管理するための無線通信の分野で問題である。航空機のネットワークが複数の加入者を提供しています、まだ同時に複数の個々の加入者が楽しめ、広い帯域幅空対地リンクを介して地上ベースのネットワークへのリンクを持っている。各加入者は、所望の通信サービスにアクセスするための地上ベースのネットワークへの空対地リンクを介して接続されている航空機の無線ネットワークのチャネルを備える1対1通信の接続に関連付けられている。
ワイヤレス加入者が、非地上通信ネットワーク（つまり、彼らは乗客として航空機に飛ぶ）入力すると、それらは伝統的に、地上の携帯電話ネットワークから切断されたユニークな環境に遭遇し、航空機の無線ネットワークは、さまざまなサービスやコンテンツにサブスクライバ（また、 "乗客"も呼ぶ）とインタフェースする。航空機の無線ネットワー
クは、従って、コンテンツフィルタとして機能することができるか、機内個々の乗客に指示されたコンテンツのユニークなタイプを作成することができる。航空機の乗客ネットワークは、複数の機能するものの、それは広帯域無線周波数接続を介して地上ベースのアクセスネットワークへのリンクを有する。
ネットワークベースまたは航空機ベースの輻輳が発生したとき、乗客によって実行されている高帯域幅のアプリケーション（例えば、HTTPビデオダウンロード）による品質通信を乗客に提供するのに問題となっている。高帯域幅アプリケーションは、他の乗客と空対地通信サービス（インターネットの閲覧、電子メールの接続性、仮想プライベートネットワークハートビートなど）の全体的なユーザビリティの近リアルタイムアプリケーションを混乱させる。ボリュームコントロールは、比較的大きな時間スケール（15分）で高い使用率を減らすことができ、大規模な加入者数便に大幅に効果がなく、全体の混雑は、ボリュームコントロールのアクティブ化を防ぐ。また、現在利用可能なコントロールは、帯域幅集約型アプリケーションを制御している問題の原因をアドレス指定するのではなく乗員にペナルティを与える。ネットワークベースのシステムは、確実に帯域幅を多用するアプリケーション（SCE）を識別することが困難であり、ネットワークベースのシステムは常
に「キャッチアップモード」にある。ネットワークコントロールとレート制限は、静的であり、平均値に基づいているため、ネットワークのコントロールは、現在の空対地性能の測定をしない。これにより、高品質のユーザーエクスペリエンスを提供することが重要なリソースのための信頼性のある通信を提供する必要がある。
上記問題は、空対地の通信（「トラフィックスケジューリングシステム」と称する）のために現在のトラフィックスケジューリングシステムによって解決し、技術的な進歩は、フィールドで達成され、個々のインターネットプロトコルの割り当てを可能にする（IP）、航空機で動作する乗員無線デバイスの各々に対応し、空中無線セルラーネットワークによって提供され、それによって個別に識別乗客ワイヤレスデバイスにワイヤレスサービス
の提供を可能にするため、様々な旅客輸送とパフォーマンスを最適化したり、保証するデータのクラス、低遅延、および/または帯域幅を管理する。トラフィックスケジューリン
グシステムは、航空機搭載配置された個別の識別乗客無線デバイスを示すデータを格納することで、航空機搭載位置している乗客に無線通信サービスを提供する。トラフィックスケジューリングシステムは、地上ベースのアクセス・ネットワークへの航空機ネットワークに接続する各ポイントツーポイントプロトコルの無線周波数リンクに1つのIPアドレス
を割り当て、またそれぞれによって提供される乗客の無線デバイスのための複数のIPアドレスをサポートする空対地の無線周波数リンクは、それによって各乗客無線装置を一意に自分自身のIPアドレスで識別されることを可能にする。航空機オンボードネットワーク・アドレス変換は、トラフィックスケジューリングシステムの使用によってリンクあたり1
より大きなIPアドレスの数を利用することができる。
乗客に提供される電子サービスは、マルチメディアプレゼンテーション、インターネット、機内娯楽サービス、ならびに宛先ベースのサービスを含み、追加サービスのために申し出た乗客の既存の旅行計画とリンクし、それらの宛先とその走行予定スケジュール、および必要に応じて、音声サービスが乗客に利用可能である。乗員ごとにより、様々なサービスにアクセスすることにより、その旅行経験を高めるために、その飛行中の機会、飛行中の両方およびそれらの宛先で提示される。各々の乗客無線デバイスの個々の識別は、これらのサービスの供給を単純化し、乗客のために作成される所定のプロフィールに基づいてこれらのサービスのカスタム化を可能にする。しかし、これらの様々な形のデータは、異なる種類の管理がサービスに対する乗客満足感を確実にすることを必要とする。トラフィックスケジューリングシステムは、さまざまな旅客輸送とパフォーマンスを最適化し、保証するデータのクラス、低遅延、および/または帯域幅を管理する。したがって、各乗
客のデータは所定のトラフィックフローに他の乗客からのようなデータの各クラスに提供されるサービスのレベルの管理を容易にするためにグループ化される。データのクラスのために提供されるサービスのレベルは、データ、乗客の期待、および空対地リンクの容量の性質に見合う。
これは、第1の帯域幅集約型のトラフィックを識別するために多段階の処理を実行する
トラフィックスケジューリングシステムによって達成される。帯域幅集約型トラフィックの識別は、ストリームのバイト体積を測定および使用する複数のカテゴリのいずれかにストリームを分類するためにこのデータを使用して、ストリームレベルで行われる。航空機に現存帯域集約型トラフィックの分類は、ネットワークニュートラルであり、そのすべてのデータは、ストリームレベル（送信元IP、宛先IP、送信元ポート、宛先ポート）に分類される。一方、データは検査されない。ストリームは、それはいくつかのバイトのボリュームを超えた場合に集中帯域幅には万全を期しており、ストリームが集中、その後動的構成を使用して航空機ネットワーク・コントローラで制御されている帯域幅のものとみなされる。
図１は、ブロック図形式で、地上アクセスネットワークとエア・サブシステムを相互接続するコンポジット空対地ネットワークの全体的なアーキテクチャを示す。 図２は、ブロック図形式で、複数の乗員の民間航空機で具現化されたような乗客の無線デバイスのための典型的な航空機ベースのネットワークの典型的な実施形態のアーキテクチャを示す。 図３Ａは、IPトンネルを使用するトラフィックスケジューリングシステムの典型的なオペレーションを信号フロー図形式で例示する。 図３Ｂは、IPトンネルを使用するトラフィックスケジューリングシステムの典型的なオペレーションをフロー図形式で例示する。 図４は、一般的なポイント・ツー・ポイントプロトコルセッション確立処理における信号の流れを示す。 図５は、確立された接続の典型的なフォワードフローにおける信号フローを示す。 トラフィックスケジューリングシステムによってモニターとして、典型的なデータファイル転送アクティビティのスクリーンショットを示す図である。 トラフィックスケジューリングシステムによってモニターとして、典型的なデータファイル転送アクティビティのスクリーンショットを示す図である。 図８は、非リアルタイムトラフィック特性の現在の状態に基づいて、帯域集中トラフィックの配信を、調節するためにトラフィックスケジューリングシステムの動作を形成するフロー図を示す。 図9は、流れ図の形態で、リアルタイムおよび非リアルタイムトラフィック特性の現在の状態に基づき、帯域集中トラフィックの吐出流量を決定するためにトラフィックスケジューリングシステムの動作を示す図である。 図10は、流れ図の形態で、トラフィックスケジューリングシステムの動作帯域集中トラフィックの配信を調節するために示される。
全体的なシステム・アーキテクチャ
図１は、ブロック図の形で、エアサブシステムシステムシステム３およびグラウンド・サブシステム１を有するアウターネットワークの２つの要素を相互接続する空対地ネットワーク2（インナーネットワーク）を含む、非地上通信ネットワークの全体的なアーキテ
クチャを示す。この図は、基本的な非地上通信ネットワークの概念および、説明の簡略化の目的のために、典型的な非地上通信ネットワーク内で検出された要素の全てを含まない図である。図１に開示されている基本的な要素は、航空機に配置されている乗客のワイヤレスデバイスにコンテンツを提供するために、非地上通信ネットワークを実装するために使用される様々な要素の相互関係の教示を提供する。これは、乗客の通信トラフィック（音声および/または他のデータを含む）およびエアサブシステムシステムシステム3および配置されている乗客無線デバイスを有効にすることにより、グランド・サブシステム1の
間の制御情報の両方を伝送する2空対地ネットワークによって達成される航空機の機体に
通信サービスを受信する。
エアサブシステムシステムシステム
「エアサブシステムシステムシステム」は、航空機に実装されている通信環境であり、これらの通信を含む様々な技術に基づき、これらに限定されない。有線、無線、光、（超）音波などが挙げられる。このようなネットワークの例は、「Aircraft-Based Network For Wireless Subscriber Stations」と題した米国特許第6788935号に開示されている。
エアサブシステムシステム３の好ましい実施形態は、無線技術を使用することで、無線技術のために乗客と乗組員が航空機に運ぶことが乗客の無線デバイスへのネイティブである。したがって、ラップトップコンピュータは、WiFiまたはWiMaxの無線モードを介して
（又はLAN等の有線接続を介して）通信することができる。PDAは、VoIP（ボイスオーバーIP）を介して、電話音声トラフィックを通信することができる場合に任意選択的に、音声サービスを提供することができる。同様に、GSMプロトコルを使用するハンドヘルド携帯
電話がGSMを介して通信するとき、および航空機内部のCDMA携帯電話は、エア・サブシス
テム3に接続するためにCDMAを使用する。接続状態は、パケット交換または回線交換また
はその両方である可能性がある。全体的に、エアサブシステムシステム３の目的にかかわらず、これらの乗客の無線デバイスで使用される技術の、乗客と乗組員によって運ばれる乗客無線デバイス用エアサブシステムシステム3へのシームレスでユビキタスなアクセス
を可能にする。
エアサブシステムシステム3はまた、航空機のキャビンで動作している乗客の無線デバ
イスへのサービスの提供を管理するためのメカニズムを提供する。この管理は、旅客輸送の接続だけでなく、それぞれの乗客が受信することを許可され、非地上波特定の機能セットの可用性を提供するだけでなく、含まれる。これらの機能は、このようなマルチメディア・プレゼンテーションなどの機内エンターテイメントサービス、ならびにそれらの目的地とその走行予定スケジュールで乗客が利用できる付加的なサービスのためのオファーと乗客の既存の旅行計画をリンク先ベースのサービスを含む。乗客は、それによって彼らの旅行体験を向上させるために彼らの飛行中に機会、飛行中やその先の両方が提示される。
航空機に使用される乗客無線デバイス101は、セルラ/PCS地上ベースの通信ネットワー
クで使用されるものと同一であることができるが、これらの乗客の無線デバイス101は、
航空機、および/または、ユーザーが認証のためのPIN番号を持って提供するキャリアが事前に登録されている。また、アンテナは、乗客の無線デバイスを車室内の基地トランシーバ局（BTS）111-114と101を相互接続し、これは、一般的にBSC / MSCの機能が統合されたピコセルである。BTS/BSC/MSCモジュールは、サポートされる各エアインターフェース技
術のために追加される。空中制御プロセッサユニット(ACPU)122は、空対地ネットワーク2を介して地上のアクセスネットワークに1をモデムを使用するコールを認識するので、モ
デムを包含する空対地空挺通信ユニット(AACU)123および空中制御プロセッサユニット(ACPU)122は、エアサブ3と地上アクセスネットワーク1との間のブリッジング機能（メディア/コンテンツのため、限られた範囲へのシグナリング）として機能する。空中制御プロセ
ッサユニット（ACPU）122は、個々のトラフィックに/集計データストリームから基地局からシグナリングチャネルに変換し、航空機の進行として、継続的なサービスを維持して空対地ネットワーク2を介して集計データストリームを伝送/受信する。モデムが空対地ネットワーク2の地上部分の地上トランシーバと通信する無線伝送機器やアンテナシステムを
備える。空対地ネットワーク２に割り当てられた個々のトラフィックチャネルが航空機から支持されるトラフィック需要に基づいて活性化される。
空対地のネットワーク
図1に示す空対地ネットワーク2は、明らかに地上サブシステム1や航空機に配置されて
いる乗客の無線デバイスを提供しているエアサブ３との間で無線通信（無線周波数または光）に基づいてされたものである無線周波数接続のことである好ましい手法である。この高周波接続は、典型的には、典型的には、複数のセルの地理的なフットプリント又は複合空対地ネットワーク2のカバレッジエリアを記述するセルラトポロジーの形をとる。空対
地接続は、旅客通信トラフィックおよびネイティブネットワークシグナリングトラフィックの両方を伝送する。好ましい実施形態では、空対地ネットワーク2は、単一で、集約さ
れた通信チャネルにおける航空機へ／から、トラフィックをすべて転送する。この「シングルパイプ」は、ある地上セルとその次との間へ航空機遷移としてハードおよびソフトハンドオフを管理するという点で明確な利点を持っている。この方法も、より新規な、より高い速度無線セルラー・テクノロジを利用する。
また、空対地ネットワーク２は、それぞれ、無線周波数リンクが航空機と衛星の間で、衛星と地上サブシステム１の間に確立されている無線衛星接続を介して達成することができる。これらの衛星は、中軌道（MEO）と低軌道（LEO）の場合のように、静止（地球基準点から静止していると表示される）、または移動する可能性がある。衛星の例としては、これらに限定されず：Ku帯による静止衛星、衛星DBS（直接放送衛星）、イリジウムシス
テム、グローバルスターシステム、及びインマルサットシステムでもよい。このような直接衛星放送に使用されるものなどの特殊な衛星の場合には、リンクは典型的には、この場合には、衛星から受信プラットフォームに、航空機で、単方向である。このようなシステムでは、航空機から一方向に送信する通信リンクは、双方向にするために必要とされる。前述のようにこのリンクは、自然の中で、衛星や地上無線かもしれない。最後に、航空機と通信するための他の手段は、高周波（HF）無線機など対流圏散乱（troposcatter）アーキテクチャとして、よりユニークなシステムなど幅広いまたはワイドエリアリンクが含ま
れる。
空対地ネットワーク２は、乗客の通信トラフィック、並びに制御及びネットワーク機能セットのデータは、地上サブシステム1およびエアサブシステム3との間に搬送される導管と見なすことができる。空対地ネットワーク2は、例えば、空対地リンクや衛星リンクの
ような異なるタイプのリンクを介してルーティングされる信号の部分を有する単一の無線周波数リンク、または複数の無線周波数リンクとして実施することができる。したがって、このシステムの実装における柔軟性のかなりの量が様々な組み合わせで本明細書に開示された様々な構成要素およびアーキテクチャ概念が用いられる。
グランドサブシステム
グラウンドサブ1がセンター141およびその関連訪問ロケーションレジスタ、ホーム・ロケーション・レジスタ142モバイルスイッチングなど、従来のセルラー通信ネットワーク
要素と空対地ネットワーク2の音声トラフィックを接続する基地局コントローラ140で構成されている公衆電話交換網144、および他のそのような機能に音声トラフィックを相互接
続する。また、移動体交換センタ141は、コールの完了のために公衆交換データネットワ
ーク（PSDN）143を介してインターネット147に接続されている。基地局コントローラ140
は、インターネット147へのデータトラフィックの相互接続を提供し、パブリックIPは、
サーバ146、および他のそのような機能を介して音声を介して電話網144を交換する。これらの他の機能には、認証サーバ、運用サブシステム、CALEA、そしてBSSサーバ145が含ま
れる。
したがって、航空機に位置乗客無線デバイス101及び地上ベースの通信ネットワークの
接地サブシステム1の間の通信は、非地上セルラ通信ネットワークの地上基地局コントロ
ーラ140への空気サブシステム3および地対空ネットワーク２を介して搬送される。強化された機能は、以下に説明され、エアーサブ3、空対地ネットワーク2によって提供され、地上の基地局コントローラ140は、乗客に対して透過航空機に位置乗客無線デバイス101にサービスの提供を与える。無線アクセスネットワーク（RAN）は、複数の航空機からの通信
をサポートし、単一の無指向性信号を用いてもよく、方位角及び/又は仰角の観点から定
義することができる複数の空間のセクタを用いることができる。異なる場所(異なるグラ
ンドサブシステム１)に無線アクセスネットワークとの間のポイントツーポイント通信リ
ンク（RAN）空対地ネットワーク2上のサービスの継続性を維持するために航空機上のネットワークは、ハンドオーバーする。ハンドオーバは、ハードやソフトであっても、ハードと空対地及び地対空上のソフトリンクの組み合わせであってもよい。
モバイルスイッチングセンター141は、すべての空中システムのモビリティ管理を提供
し、隣接するグラウンドサブシステム1のサービスエリア間の機上システムの動きとして
地上局間のハンドオーバ管理を提供する。基地局コントローラ140は、すべてのトラフィ
ックを関連するベーストランシーバサブシステム（BTS）148へ／からインターフェースする。パケットデータサーブノード（PDSN）は、それぞれのサービスエリア内に浮遊システム間148のベーストランシーバサブシステムの各々の容量の割り当てを制御する。
典型的な航空機ベースのネットワーク
マルチ旅客商業的な航空機200に表現されるにつれて、図2は乗客無線デバイスのための典型的航空機ベースのネットワークの構造を例示する。このシステムには、使用する複数の要素が設けられて、多様な自然の複数のワイヤレス通信装置のための無線通信を可能にする通信バックボーンをインプリメントすることように構成されている。乗客無線デバイスのための航空機ベースのネットワークに、広げられたスペクトル方法を使用する無線周波数通信システムを実装するローカル・エリア・ネットワーク206を含んで、動作の短い
範囲がある。このローカルエリアネットワーク206は、回線交換と助手ワイヤレスデバイ
ス221-224からパケット交換接続の両方をサポートしており公衆交換電話網（PSTN）への210のゲートウェイトランシーバまたはトランシーバを介して、これらの乗客の無線デバイ
ス221-224の通信を相互接続144及びインターネットなど147またはパブリックデータなど
、他の宛先は、ネットワーク（PDSN）を交換する。あたかもそれらが直接一般加入電話網144に接続しているかのように、無線乗客はそれによってそれらの一つの数識別を保持す
る。乗客無線デバイス221-224は、通信装置（例えばラップトップ・コンピュータ221、移動電話222、MP3音楽プレーヤ（図示せず）、パーソナル携帯情報機器（PDA）（図示せず
）、WiFiベースの手段223、WiMaxベースの手段224、など）の多様性を含んで、説明の単
純性のために本願明細書において、それらの実施具体的な詳細に関係なく、「乗客無線デバイス」と集合的に呼ばれる全てである。
乗客無線デバイスのための航空機ベースのネットワークの基本的要素には、サーブする航空機200の範囲内で位置するエアサブシステム３に出入りするカップリング電磁気のエ
ネルギーの少なくとも一つのアンテナ205または手段が設けられ、航空機200の範囲内で位置する乗客無線デバイス221-224の複数と通信することように構成されている。少なくと
も一つのアンテナ205はAirborne Control Processor Unit（ACPU）に接続している122、
乗客無線デバイス221-224の複数を有する無線通信を調整するのに役立つ複数の要素を含
む。空輸制御プロセッサユニット（ACPU）122は、（インターネット・プロトコル（VoIP
）の上のパケット交換の声を伝える可能性がある）無線LAN113/114のような無線通信パラダイムを使用してデータベースのパケット交換通信空間を提供するための低電力無線周波数トランシーバ203を含む。また、例えば、空輸制御プロセッサユニット（ACPU）が122は、任意に、PCS、CDMA110、またはGSM111のような無線通信パラダイムを使用して、回線交換通信空間を提供するための少なくとも1つの低電力無線周波数トランシーバ202を含むことができる。
最後に、空輸制御プロセッサユニット（ACPU）122は、乗員複数の無線デバイスの電力
出力を調整するためのもので、電力制御セグメント204を含む。またときに、非地上モー
ドで直接および不規則に地上ネットワークへのアクセス中キャビン乗客無線デバイスを防止するために、RFノイズや妨害装置によって提供する。超低浮遊送信電力レベルの機能は、空輸制御プロセッサユニット（ACPU）122の乗客ワイヤレスデバイス221-224によって生成される出力信号電力を調整する乗員無線デバイスのための航空機ベースのネットワークの電力制御素子204の制御を表し、地上のセルサイトまたは地上旅客無線デバイスによる
細胞信号の受信の可能性を最小限に抑える。
これは、空輸制御プロセッサユニット（ACPU）122のこれらの上述のセグメントを組み
合わせるか、その開示された本明細書とは異なるインプリメンテーションを生成するために様々な方法で解析できることは明らかである。記載されている特定の実施は、本発明の概念を例示するために選ばれ、この概念の他の実施態様への適用性を制限することを目的としない。
空輸制御プロセッサユニット（ACPU）122は、乗員無線デバイス221-224にサービスを提供するのに役立つ他の複数の素子に接続されている。これらの他の要素は空対地空輸通信ユニット（AACU）123管理を提供するための、スイッチング、ルーティング、および乗客
の無線通信装置の送信のための集約関数を含むことができる。データ収集部材207は、下
記のように複数のソースからデータを集めるために複数の飛行システム・センサ211-214
および全地球位置測定システム要素216を有するインタフェースにサーブする。
さらに、このようなディスプレイ217とヘッドセット218等のパイロット通信装置は、有線接続又は無線接続のいずれかを介して、このローカルエリアネットワークに接続される。
最後に、ゲートウェイトランシーバ210は、信号が乗客無線デバイスのための航空機ベ
ースのネットワークから、トランシーバまで送られることを可能にするアンテナ208、215に対する123が地上で位置を決めた空対地エアボーン通信ユニット（Air-To Ground Airbo
rne Communications Unit）（AACU）を相互接続するのに用いる。適当な目的地に通信信
号を送り届ける通信ルータ機能は、これらのコンポーネントに含まれる。このように、航空機上の乗客を予定されている信号はこれらの個人に送られる。その一方で、例えば、地面に位置する乗客に送られる信号はグランドサブシステム（Ground Subsystem）に送られる。概して、実効放射電力（ERP）が航空機上のアンテナ215の実施態様で使われることができる最下点（地球指向）を最小化する航空機アンテナ・パターンは、乗客無線デバイスのための航空機ベースのネットワークに間に合うかまたはアンテナ208を経た衛星の方向
を目指す。
システムアクセスのための乗客ログイン
各々航空機で、電子通信への乗客接近は乗客無線デバイス登録プロセスを経て概して調整され、各々の電子装置は識別されなければならず、認証されなければならなくて、サービスを受信する許可を与えられなければならない。航空機が乗客無線デバイス間の無線通信および航空機において現存している空輸無線ネットワークに関する自己包含環境であるので、全ての通信はネットワークコントローラによって調整される。これにより、乗員がその乗客無線デバイスをアクティブにしたとき、通信セッションが乗客無線デバイスと乗客が、このようにして、その無線プロトコルを使用しているデバイスの種類を識別するためのネットワークコントローラとの間で開始される。「スプラッシュスクリーン」が、ワイヤレスネットワークポータルにエントリをアナウンスする乗客ワイヤレスデバイス上で乗客に配信される。一旦これが確立されると、ネットワークコントローラは乗客はそれ自身を識別して、それらの識別（乗客無線デバイスが自動的にネットワークに自動的に乗客を記録する高性能なクライアントを介したこれらの作業を遂行するための能力がない場合）を確認することができるように一組のログイン・ディスプレイを乗客無線デバイスに発信する。この過程の結果、乗客無線デバイスはユニークな電子身分証明（IPアドレス）を備え、ネットワークは更なる管理オーバーヘッドのない乗客無線デバイスに反応することができる。認証プロセスは、セキュリティ・プロセス（例えばパスワード、乗客不変の特徴（指紋、網膜のスキャンなど）の走査など）の活用法を含むことができる。
一旦乗客無線デバイスがログインされると、乗客はネットワークから入手可能であるかまたは特定の乗客のための電子サービスをカスタマイズした無料の標準の電子役務に接近することができる。乗員に提示される画面は、乗員が走行している航空会社のブランドを提供するようにカスタマイズすることができる。
航空機オンボード乗客無線デバイスのための個々のIPアドレス
地上アクセスネットワークから航空機で乗客の無線デバイスへのトラフィックを転送するために、Packet Data Serving Node（PDSN）は、航空機搭載配置されている空対地モデムにパケットの宛先IPアドレスをマッピングする。しかし、標準のPacket Data Serving Node（PDSN）は、空対地モデム（Air-To-Ground Modem）につき少数のIPアドレスをサポ
ートするだけであり、航空機搭載配置された乗客無線デバイスごとに１つずつ割り当てることができるような十分なIPアドレスは存在しない。航空機内NAT（Network Address Translation）は、航空機のための単一アドレスを使用して複数のユーザーへのルートのデータ通信にPDSN（Packet Data Serving Node）を可能にするが、しかし、そうすることで、ネットワークアドレス変換（NAT）は、ユーザーがノード（PDSN）と同様に地面に配置さ
れているネットワークオペレーションセンター（NOC）をサービングパケットデータサー
ビングからのアドレスが非表示になる。これは、次の機能が不可能/困難なアクセスネッ
トワークに実装することになる：
１．ユーザーごと、帯域幅整形（例えば、P2Pトラフィック制限）
２．ユーザーごと、フォーワードアクセスコントロール
３．伝送制御プロトコル（TCP）最適化。
従って、アクセスネットワークから受信機内に配置され、個々の乗客のワイヤレスデバイスへの空対地モデムを介して送信されるデータストリームを区別できる必要がある。こ
れを行う方法は、アクセスネットワークに対して地上でユーザIPアドレスが見えるようにされており、エアボーン無線セルラーネットワーク内でグローバルに一意である必要があるIPが乗客ワイヤレスデバイスにアドレスが割り当てられていることを意味する。これを達成するために、航空機IDは、航空機を介して割り当てられたIPアドレスは「サブネット」の一部とすることができるクライアントに必要な各種パラメータを取得するために、ネットワークデバイス（クライアント）によって使用されるDynamic Host Configuration Protocol（DHCP）インターネットプロトコル（IP）ネットワークで動作する。このプロト
コルを用いて、システム管理作業負荷は、非常に減少し、デバイスは最小限、あるいは全く手動構成でネットワークに追加することができまる。これは、ネットワーク・オペレーションズ・センター（NOC）がユーザのIPアドレスを航空機にマップすることをより容易
にする。動的ホスト構成プロトコル（DHCP）に構成されたクライアント（例えば、航空機ベース空対地モデムなど）をネットワークに接続したとき、その動的ホスト構成プロトコル（DHCP）クライアントが、サービングDynamic Host Configuration Protocol（DHCP）
サーバから必要な情報を要求するブロードキャストクエリーを送信する。Dynamic Host Configuration Protocol（DHCP）サーバは、IPアドレスのプールおよびクライアント構成
パラメータ（例えばデフォルト・ゲートウェイ、ドメイン名、DNSサーバ、他のサーバ（
例えば時間サーバ）、その他）に関する情報を管理する。Dynamic Host Configuration Protocol（DHCP）は、機構をネットワーク・オペレーションズ・センター（NOC）が航空機に拠点を置くDynamic Host Configuration Protocol（DHCP）に、IPアドレスの範囲にサ
ーバを割り当てるIPアドレスを割り当てることを提供する。このプロトコルの要求-付与
（request-and-grant）プロセスは、DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバが更新されていない（動的IPアドレスの再利用）IPアドレスを再利用（再割り当て）することができ、制御可能な期間でリース概念を使用する。
NAT IPトンネル例
図3Aは、例示の信号フロー図であり、図3Bは、フロー図の形態で、特定の宛先との間でデータを交換するためのNAT IPトンネルを使用してトラフィックスケジューリングシステムの典型的な動作を示す。この例は、IPh：80のIPアドレスを有する終点（図示せず）と
通信しているIPy.2のIPアドレスを有する選択された乗客無線デバイスを例示する。乗客
無線デバイスは、ポートアドレスがIPy2：2042を得て、乗客無線デバイスのIPアドレスに付加される航空機搭載位置するNATによって、ステップ801において、例えば2042などのポートアドレスを割り当てられ、これは特定の航空機（W）に位置するこの乗客無線デバイ
スのためのプライベート、グローバルでユニークな、動的なIPアドレスである。航空機搭載NATは、したがって、ステップ802において、乗客の無線デバイスのIPアドレスIPy.2に
関してエーテル・ソースポートを作成するには、ポートマッピングには、この乗客の無線デバイスを使用する。ソース・アドレスはしたがって、IPy2：2042であり、宛先アドレスはIPh：80である。
ルータはIPx.1のIPアドレスを割り当てられ、空対地モデム（Air-To-Ground Modem）は、IPx.2のIPアドレスを割り当てられ、これらのIPx.*アドレスはプライベートで、ローカルで一意的な、静的IPアドレスである。空対地モデム（Air-To-Ground Modem）は、IPw.*
IPアドレスによって識別される航空機上のNATトンネル・エンドポイントであり、IPw.* IPアドレスはPacket Data Serving Node（PDSN）によって割り当てられるプライベートで、グローバルに一意的な、静的IPアドレスである。乗客無線デバイスによって発生するデータ・パケットトラフィックのために、航空機上のNATは、乗客無線デバイスIPy.z.* IP
アドレスをIPw.x IPアドレスにマップする静的NAPTおよび特定の乗客無線デバイスIPy.z.*のためにユニークであるエーテルのソース・ポート（その航空機に割り当てられるポー
トの範囲から）を使用する。このように、ルータはPacket Data Serving Node（PDSN）によって割り当てられるIPアドレスを選んで、このソース・乗客無線デバイスにIPw：1124
のIPアドレスを割り当てる。
データパケットは、その後IPx*ネットワークをオーバーステップ803でルータによって
空対地モデムにトンネリングされ、その後、地上のPacket Data Serving Node（PDSN）に空対地リンクにわたって空対地モデムによってステップ804で転送される。予想されてい
るように、Packet Data Serving Node（PDSN）は航空機につき単一のIPアドレスだけを見て、地上のNATはIPy IPアドレスへ航空機からIPw.xおよびソース港を改造するためにステップ805で同じ静的NAPTマッピングを使用する。航空機から受け取られるエーテル・ソー
ス・ポートは、同じままである。ソース・ポートアドレスが変化しなかったので、かくして、NATで、乗客無線デバイスのためのソース・アドレスは、IPy2：1124になる。アクセ
スネットワークマップでエッジルータは、ステップ806でルーティング可能なパブリックIPアドレスIPz:2052に送信元アドレスと、使用可能な任意のエーテル・ソース・ポートを
選択する。
逆方向では、データパケットが送信先IPz:2052にステップ807に向けられている先（双
方向の通信接続のこの方向では、ここで称されるソースIPh:80）からのIPネットワークからエッジルータで受信され、エッジルータIPy2：1124を得乗客無線デバイスに割り当てられた元のIPアドレスおよびポートに受信されたIPアドレスに変換するための逆IPマッピングを行う。アクセスネットワークに位置NATは、この乗客の無線デバイスが存在する航空
機のためのIPwを回復するために、ステップ808で、静的NAPTのマッピングを使用する。宛先ポートは同じままであり、したがって、NATによるIPアドレス出力はIPw：1124である。ステップ809では、アクセスネットワーク（Access Network）に配置されたNATは、この航空機に搭載された空対地モデム（Air-To-Ground Modem）に受信されたデータ・パケット
をフォーワードする。受信されたデータ・パケットは、この航空機に搭載された空対地モデム（Air-To-Ground Modem）で受け取られ、ルータにステップ810で送り届けられ、ステップ811で、航空機上のNATは、乗客の無線デバイスの宛先アドレスIPy2とポート2042を回復するために、その逆NAPTを使用する。
このように、航空機およびアクセスネットワーク（Access Network）において使用されるアドレス操作は、Packet Data Serving Node（PDSN）が航空機に搭載された複数の乗客無線デバイスのために地上に置かれたネットワークに対する一意的なIPアドレスを示すが、空対地（Air-To Ground）関連のための標準の一般のIPアドレスを使用することを可能
にする。
ポイントツーポイントプロトコルセッション確立のシグナリング詳細
図4は航空機の間で実行される典型的なポイントツーポイントプロトコルセッション確
立（Point-To-Point Protocol Session Establishment）プロセスおよび空対地（Air-To Ground）関連の上の地上に置かれた通信システムの信号流れを例示し、図5は空対地関連
の上の確立した接続の典型的フォーワードフロー（Forward Flow）の信号の流れを例示する。以下の信号流れは、図４に示される：
１. 空中制御プロセッサユニット(The Airborne Control Processor Unit)(ACPU) 122は
、データ接続を確立するために、その無線周波数トランシーバを可能にするために空対地空挺通信ユニット（AACU）123に通知する。
２．空対地空挺通信ユニット（AACU）123は、基地局コントローラ140とのセッションを確立し、パケット制御機能143は、この航空機のための主要なＡ10トンネルを確立するため
に、公衆交換データネットワーク143にA11登録要求を開始する。
３．公衆交換データネットワーク（Public Switched Data Network）143は、ゼロ以外の
値に設定受け入れる兆候と寿命と基地局コントローラ140にA11-登録応答メッセージを返
すことによって、メインA10トンネルを確立する。
４．空対地空挺通信ユニット（AACU）123は、公衆交換データ網143とLCPのネゴシエーシ
ョンを開始する。
５．空対地空挺通信ユニット（AACU）123は、認証、許可、アカウンティング（AAA）サーバ145によって認証される。空挺ターミナルの許可情報は、公衆交換データ網143で保存さ
れる。
６．公衆交換データネットワーク143は、インターネットプロトコル制御プロトコル（IPCP）で空対地空挺通信ユニット（AACU）123に予め指定されたIPネットワークの最初のIPアドレスを割り当てる：
例えば、IPアドレス・サブネットは空対地空挺通信ユニット（Air-To Ground Airborne
Communications Unit）（AACU）123のネットワークアドレス識別子（Network Address Identifier）（NAI）に基づき、例えば、Air-To Ground Airborne Communications Unit 123はサブネットワーク192.168.1.0/24から、IPアドレス192.168.1.1を受け取る。
サブネットワークのサイズ（/24、/23など）とネットワークアドレス識別子サブネットワークのマッピングはネットワーク143が前に最初に呼び出す空対地空挺通信ユニット（AACU）123および公衆交換データに定義され;こうして、IPサブネットワークの割り当ては"暗黙割り当て（Implicitly Assigned）"である。
メッセージを送っているインターネット・プロトコルControl Protocol（IPCP）または構造の変化がない。
空対地空挺通信ユニット（AACU）123はどのような方法でもアドレスのサブネットワー
クプールを利用することができ、公衆データネットワーク143ポイントツーポイントプロ
トコル/トラフィックフロー・テンプレートの転送ロジック（フォワードリンク）は、単
一のポイントツーポイントプロトコルリンク（交渉）に関連付けられるアドレスのサブネットワークを考慮しなければならない。
７．空対地空挺通信ユニット（AACU）123後はポイントツーポイントプロトコルのセッシ
ョンを確立終了、空対地空挺通信ユニット（AACU）123空挺制御プロセッサユニット（ACPU）122に通知する。同時に、公衆交換データネットワーク143は、基地局制御装置140に対するユーザのQoSプロファイルを通知するためのパケット制御機能143にA11セッションア
ップデートを送信する。
８．基地局コントローラ140は、公衆交換データネットワーク143に確認応答を送信する。９．ポイントツーポイントプロトコルセッションの確立時に、公衆交換データネットワーク143は、アカウントリクエストを認証、許可、アカウンティング（AAA）サーバ145に送
信する。
１０．認証、許可、アカウンティング（AAA）サーバ145が格納され、ユーザのアカウンティングパケットは、公衆交換データネットワーク143にアカウンティング応答を送信する
。
１１．空対地空輸通信ユニット（AACU）が123は基地局制御装置140にQoS要求メッセージ
を送信する。基地局コントローラ140は、空対地空挺通信ユニット（AACU）123に関するQoSリソースをリザーブする。
１２．パケット制御機能は、補助A10トンネルを確立するために、公衆交換データネット
ワーク143にA11登録要求を送信する。
１３．公衆交換データネットワーク143は、補助A10トンネルを確立する。
１４．空対地空挺通信ユニット（AACUは）123は、ユーザのデータフローのためのトラフ
ィック・フロー・テンプレートと公衆データネットワーク143を提供するために、公衆交
換データネットワーク143にRESVメッセージを送信する。トラフィック・フロー・テンプ
レートにおけるパケットフィルタは、差別化サービスコードポイント（DSCP）フィルタコンポーネントおよびフローIDを取得する。
１５．公衆交換データネットワーク143はトラフィック・フロー・テンプレートのパケッ
トフィルタをストアし、空対地空挺通信ユニット（AACU）123への返信する。
１６．ユーザは、データフローを送信し始める。
フォーワードフロー
図５は、空対地リンクを介して確立された接続の典型的なフォワードフロー内の信号の流れを以下のように示す：
１．トラフィックスケジューリングシステム124は、パケットデータサービングノード（Packet Data Serving Node）143に空対地空挺通信ユニット（AACU）123から受信したユー
ザーのデータパケットを送信します。
２．パケットデータサービングノード143は、データ・パケットの宛先IPアドレスに応じ
て、ユーザの端末装置101に関連付けられているトラフィック・フロー・テンプレートを
取得する。宛先IPアドレスは、ポイントツーポイントプロトコルのリンクに割り当てられたIPプール（サブネット）内の単一アドレスである。
３．パケットデータサービングノード143は、ユーザの端末装置101から受信したパケットのIPヘッダのTOSと一致するトラフィック・フロー・テンプレートに定義されているパケ
ットフィルタ（PF）を適用する。パケットフィルタは、フィルタ部品として差別化サービスコードポイント（DSCP）値を含む。
４．一旦パケットデータサービングノード143がパケットとのマッチングに成功し、パケ
ットデータサービングノード143は、一致したパケットフィルタからフローIDを読み取り
、フローIDをもつ適切なA10トンネルを見つける。パケットデータサービングノード143は指定A10トンネルにユーザーのデータをカプセル化する。パケットデータサービングノー
ド143は、基地局サブシステム/ PCFにパケットを送信し、基地局サブシステムPCFは無線
インタフェースによる空対地空挺通信ユニット（AACU）123へのユーザデータを送信する
。
５．空対地空輸通信ユニット（AACU）123は、ポイントツーポイントプロトコルフレーム
を受信すると、空対地空輸通信ユニット（AACU）123は、ユーザのIPパケットを取得する
ためのポイントツーポイントプロトコルフレームのカプセル化を解除し空輸制御プロセッサユニット（ACPU）122へのユーザのパケットを送信する。
６．空中制御プロセッサユニット（ACPU）122は、ユーザ7のパケットのIPヘッダのネットワークアドレス変換を行う。
７．ネットワークアドレス変換（Network Address Translation）後、ネットワークアド
レス変換（NAT）、空挺コントロールプロセッサユニット（ACPU）122は、WiFiサブシステム113/114に受信される。
トラフィック・シェーピング
トラフィック・シェーピング（別名「パケットシェーピング」）は、適切にコンピュータ・ネットワークトラフィックをパケットを遅延させることによって最適化するかまたはパフォーマンス、低い待ち時間および／またはバンド幅を保証するために制御する試みである。より具体的には、トラフィック・シェーピングはそれらが予め定められた若干の制約（契約またはトラフィック側面）に従うように、追加的な遅延をそれらのパケットに課す一組のパケット（しばしば、ストリームまたはフローと呼ばれる）に及ぼすいかなる作用でもある。トラフィックシェーピングは、指定された期間（帯域幅スロットリング）にネットワークに送信されるトラフィックの量を制御する手段、またはトラフィックが（レート制限）が送信される最大レート、またはそのようなジェネリックセルレートアルゴリズムなど、より複雑な条件を提供し（またはGCRA）、これは、指定されたタイムスケールでセルレートを測定するアルゴリズムである。ジェネリックセルレートアルゴリズムは、ATMネットワークのリーキーバケットアルゴリズムの実装であり、トラフィックシェーピ
ング機能を提供する。トラフィックシェーピングを遅らせるパケットによって達成され、一般的にネットワークに入るトラフィックを制御するためにネットワークエッジに適用され、それはまた、トラフィック源（例えば、コンピュータやネットワークカード）またはネットワーク要素によるによって適用することができる。
トラフィックスケジューリングシステム
図10は、流れ図の形態で、トラフィックスケジューリングシステムの動作帯域集中トラフィックの配信を調節するように示される。空中制御プロセッサユニット（ACPU）122は
、複数のモデムがサービスを提供することができます空対地リンク上のデータの流れを交渉することができトラフィックスケジューリングシステム124を含む。ステップ1001でト
ラフィックスケジューリングシステム124は、トラフィックフローテンプレートでフロー
を定義し、パケットデータサービングノード143をパケットデータサービングにそれぞれ
が複数のを確立する。パケットデータサービングノード143は、ユーザの端末装置101から受信したパケットのIPヘッダのToSと一致するトラフィック・フロー・テンプレートに定
義されているパケットフィルタ（PF）を適用する。パケットフィルタは、差別化サービスコードポイント（DSCP）を選択フローにユーザを割り当てフィルタ部品としての価値が含まれる。空中制御プロセッサユニット（ACPU）122が加入者が存在しているどのように多
くのユーザーがアクティブ/加入者/認証さを知っているので、適切なトラフィック・フロー・テンプレートへのストリームの割り当てを管理することができる。
例えば、そのようなデータの様々なクラスを管理するために5フロー/キューを使用して管理されている％失われたパケット/レイテンシー、など認定情報流量は、存在すること
ができます。
例えば、データの様々なクラスを管理するために5フロー/キューを使用して管理され、％損失パケット/待ち時間のように、認定情報流量があり得る。
１．固定帯域幅-アラーム/VoIP/FAM（優先リアルタイムのデータ・フロー）
２．乗客・データ-（近リアルタイム・データフロー（HTTP））
３．乗客・データ-非リアルタイム（仮想プライベートネットワーク、電子メール）ベス
トエフォート
４．集中的な帯域幅（ビデオ）
５．管理（ログ、ソフトウェア・アップデート）
データ及び/又はデータの他のクラスのこれらのクラスを実装するために使用されるト
ラフィック・フロー・テンプレートの数は、加入者の数の関数として交渉することができ、サービスのタイプは、要求、および/またはサービス・サブスクリプションはサブスク
ライバごとに承認した。加入者数が認定情報流量を決定し、パケットデータサービングノード143は、平面に空対地リンクの帯域幅を変更できる。
トランスポートストリームに基づく帯域幅集中トラフィック識別
単純な方法でデータのトラフィック管理を行うためには、ユーザーによって生成されたデータストリームは、そのデータの量の関数として、ステップ1002で特徴付けられる。ストリームは、クライアント間の4つの層接続および空対地（Air-To-Ground）関連の上のインターネット・サーバである。例えば、典型的なインターネットブラウジングストリームは、比較的短い「ライフタイム」（分）を有し、比較的少ないデータ（数キロバイト）を通過させる。したがって、大量のデータを渡すストリームは、集中的な帯域幅として識別され、異なった小さい流れより優先されるべきである。例えば、一つの単純なバイナリメトリックが指定できる：
小さいストリーム：(js, css, gifなどのファイルタイプ) サイズ≦200kバイト
大きなストリーム：(swf, flvなどのファイルタイプ) サイズ＞200kバイト
データストリームの分類の数は、システム管理のニーズによって決定されても、データトラフィックの関数として変化することができる。
大きなバイトボリュームストリームは、空対地リンク上の混雑のルートであり、トラフィックスケジューリングシステム124は、それらのバイト量に基づいてストリームを分類
し、優先順位を付けることができる。図6および図7は、トラフィックスケジューリングシステム124によってモニタされるような典型的なデータファイル転送アクティビティのス
クリーンショットを示す図である。HTTP環境において、ソース・ソケットは、宛先（例えば図6および7に示される情報）に、オブジェクト・サイズ情報を提供する。データ列活動のこれらの表示から、かなりのファイル・サイズ（>25 MB）が特にファイルが宛先ポート（youtube.com）の識別と関係するとき、ビデオストリームを表すことは、明白である。
これにより、ストリームの分類は、TCP/UDPパケットの数（VoIP）の、ファイルサイズ、
累積的なトラフィック、およびウェルノウンポートの組み合わせを含む帯域幅を集中的に
流れの判定を行う際に多くの要因を組み込むことができる。ソースが複数のストリームにファイルを分割した場合でも、例えば、特定のポートは本質的に帯域幅集約型トラフィックの送信元であり、送信元アドレスと宛先アドレスは、すべてのストリームに対して同一であり、これらのストリームは、帯域幅の集中判定を行う目的のために一緒に添加することができる。このトラフィックの分類は、「ネットワークニュートラル」であり、すべてのデータがストリームレベル（送信元IP、宛先IP、送信元ポート、宛先ポート）に分類される。一方、データは検査されない。寿命カウント、または「リーキーバケット」機構や要因は上記のようにすることができるいくつかのバイト量を超えると、ストリームは「集中帯域幅」とみなされる。
帯域幅集中コントローラ
一旦、ストリームは、トラフィックスケジューリングシステム124によって分類され、
上に概説したように一連のキューでは、このような次に高い優先順位のキューのラウンドトリップ時間を介してトラフィック管理パラメータを使用して、帯域幅集中と準リアルタイム・トラフィックは、トラフィックのスケジューリングシステム124によって実行され
る単純なトラフィックシェーピングプロセスによって制御することができる。電気通信において、用語「往復の遅延時間」またはラウンドトリップ時間（RTT）は、閉回路の上の
信号のトラフィックまたはメッセージのための経過した時間の間の経過時間である。ラウンドトリップ時間に関する他の定義は、信号パルスまたはパケットのために特定のソースから特定の宛先まで進行して、再び後退することを必要とする時間である。
空中制御プロセッサユニット（ACPU）122はステップ1003でデータ（キュー）の各クラ
スの往復時間要件の名目上の制限を設定することができる。このように、ステップ1004で、トラフィックスケジューリングシステム124は、データ・キューの各クラスの往復時間
を計算する。この測定は、概して空対地関連全体にされ、ネットワークの予め定められた部分を横断するには必要である時間が最適ならば、測定するために更に通信ネットワークに達することができる。ラウンドトリップタイムは、それによって、ラウンドトリップ時間を計算するために、または最初のクエリを単に戻され、通過時間を測定することができる使用される正確な時間測定値を得るために、メッセージのヘッダにGPS決定されたタイ
ムスタンプを挿入することにより測定することができる。最高優先度キューのラウンドトリップ時間（RTT）は、ステップ1005で、所定の閾値と比較され、それがこの閾値より大
きい場合には、ステップ1006で、空輸制御プロセッサユニット（ACPU）122は次に低いキ
ューのキューサイズ（レート）を低減することにより、システムの動的な構成を実装することができる。ラウンドトリップ時間（RTT）がこの調整をサポートする場合、下の優先
順位付き待ち行列は順番により高い優先権クラスから借りることができる。この列デザインは可変の関連状況を考慮に入れ、列サイズ/レートは周知の空対地関連状況およびクラ
イアントローディング（より作動中のクライアントを有するエンドポイントにより多くのバンド幅を提供する）に基づいて調整されることができる。ステップ1005の判定がラウンドトリップ時間が閾値を上回らない場合、ステップ1007で何もされず、ステップ1008の方法はパラメータを更新し、レートセッティングプロセスは繰り返される。
空中制御プロセッサユニット（ACPU）122は、リアルタイム、近リアルタイム、および
、TCP/ICMP/RTPメソッドを介してラウンドトリップ時間を測定することができる。また、空輸制御プロセッサユニット（ACPU）122は、付加的なトラフィック管理データを定義す
るクライアントデータに独自のHTTPヘッダータグを配置することができ、メッセージは、自己定義になる：
飛行識別データ（航空機尾部番号）
航空機GPSデータ
システムローディング
セッションID（uname）
RTT、など
図8はフロー図形式で、トラフィックスケジューリングシステムの動作が、非リアルタ
イムトラフィックのパフォーマンスの現在の状態に基づいて、帯域集中トラフィックの配信を調節するために例示し、図9は、フロー図で、リアルタイムおよび非リアルタイムト
ラフィック特性の現在の状態に基づいて、帯域集中トラフィックの吐出流量を決定するためにトラフィックスケジューリングシステムの動作を示す。特に、トラフィックスケジューリングシステム124は空中制御プロセッサユニット（ACPU）122、に位置し、高度に分散モードでトラフィックスケジューリングシステム124を配置し、データストリーム情報は
近い空輸制御プロセッサユニット（ACPU）122に生成され、航空機ネットワークコントロ
ーラ動的構成を経由してコントロールや方法を調整することができる。
図8の実施フロー図形式は、非リアルタイムトラフィックのパフォーマンスの現在の状
態に基づいて、帯域集中トラフィックの配信を規制するトラフィックスケジューリングシステム124の動作を示す。この図では、2つのキュー、すなわち一方は、非リアルタイムのために（NRT）のトラフィックと帯域幅集中（BWI）のトラフィックであり、一方は使用方法を示す。これらのサービスの標準的なメトリックは、（必要に応じた調整することができ）非リアルタイムのトラフィックのためのラウンドトリップ時間（RTT）が（NRT）300
ミリと500ミリ秒の間にある。同様に、帯域幅集中サービスは100 Kbpsから1200 Kbpsの間でのデータ転送速度を有する。これらの活動中のガイドラインは、列動作の外側の限度を表す。列サイズがこれらの限度の範囲内で残るように調整するためのアルゴリズムは、以下の通りである
もし(the Round-Trip Time (RTT) for Non-Real Time (NRT)キュー ＞ 最大可能Round-Trip Time (RTT) ＋帯域幅集中(BWI)トラフィックに関する現在データ転送レートが、帯
域幅集中(BWI)トラフィックに関する最小レート以下である)ならば、
次いで、(Bandwidth Intensive (BWI) traffic rate by ABWID Kbpsを低減させる)。
もし((Non-Real Time (NRT)トラフィックがなく)または(Round-Trip Time (RTT) for Non-Real Time (NRT)キュー ＜ 最小可能Round-Trip Time (RTT) ＋帯域幅集中(BWI)トラ
フィックに関する現在のデータ転送レートが、帯域幅集中(BWI)トラフィックに関する最
大レート以下）ならば、
次いで、（ABWII Kbpsによって帯域幅集中(BWI)トラフィックレートを増加させる）。
図９の実施のフロー図形式は、リアルタイムおよび非リアルタイムトラフィック特性の現在の状態に基づいて、帯域集中トラフィックの吐出流量を決定するためにトラフィックスケジューリングシステム124の動作を示す。この図は、リアルタイムのための3つのキューを使用し、1つはリアルタイムトラフィック（RT）、１つは非リアルタイム（NRT）トラフィック、もう１つは帯域幅集中（BWI）トラフィックを示す。これらのサービスの標準
的なメトリックは、（必要に応じた調整することができ）リアルタイム（RT）トラフィックのためのラウンドトリップ時間（RTT）は150ミリと250ミリ秒の間にあり；非リアルタ
イムトラフィック（NRT）のためのラウンドトリップ時間（RTT）は、300ミリ秒と500ミリ秒の間にあり；データ転送速度は200 Kbpsから3000 Kbpsの間である。同様に、帯域幅集
中サービスは、50Kbpsと3000 Kbpsとの間のデータ転送速度を有する。これらの活動中の
ガイドラインは、列動作の外側の限度を表す。列サイズがこれらの限度の範囲内で残るように調整するためのアルゴリズムは、以下の通りである；
もし(リアルタイムキューに関するRound-Trip Time (RTT)＞最大可能Round-Trip Time (RTT) ＋ 非リアルタイムトラフィックに関する現在のデータ転送レートが、非リアルタ
イムトラフィックに関する最小レート以下)ならば、
次いで、（ΔNRT D Kbpsによる非リアルタイムトラフィックレートを減少させる）。
もし((Real Time (RT)トラフィックがない) または (非リアルタイムキューに関するRound-Trip Time (RTT) ＜ 最大可能Round-Trip Time (RTT) ＋ 非リアルタイムトラフィッ
クに関する現在のデータ転送レートが、非リアルタイムトラフィックに関する最大レートより小さい))ならば、
次いで、（ΔNRT I Kbpsによる非リアルタイムトラフィックレートを増加させる）。
もし(非リアルタイムキューに関するRound-Trip Time (RTT) ＞ 最大可能Round-Trip Time (RTT) +帯域幅集中（BWI）トラフィックに関する現在のデータ転送レートが帯域幅集中（BWI）トラフィックに関する最大レート以下である)ならば、
次いで、（ΔBWID Kbpsによる非リアルタイムトラフィックレートを減少させる）。
もし((非リアルタイム(NRT)トラフィックがない) 又は (非リアルタイムキューに関す
るRound-Trip Time (RTT) ＜ 最小可能Round-Trip Time (RTT) ＋帯域幅集中（BWI）トラフィックに関する現在のデータ転送レートが帯域幅集中（BWI）トラフィックに関する最
大レートよりも小さい))ならば、
次いで、（ΔBWII Kbpsによる非リアルタイムトラフィックレートを増加させる）。
まとめ
トラフィックスケジューリングシステムは、帯域幅集約的なトラフィックを識別するために、最初の多段階の処理を実行する。バンド幅強いトラフィックの識別は、流れバイト量を計量して、複数の使用カテゴリのうちの1つに流れを分類するためにこのデータを使
用することによって流れレベルで遂行される。
航空機に現存帯域集約型トラフィックの分類は、ネットワークニュートラルであり、そのすべてのデータは、ストリームレベル（送信元IP、宛先IP、送信元ポート、宛先ポート）に分類される。一方、データは検査されない。いくつかのバイトのボリュームを超え、ストリームが集中帯域幅とみなした場合、次いで、動的構成を使用して航空機ネットワーク・コントローラで制御され、ストリームが集中帯域幅とみなされる。

Claims (18)

  1. 宛先に複数のデバイスを接続する通信リンクの輻輳を低減するために、複数のデバイスによって生成されたトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステムであって、
    定義されたタイムインターバルにわたってデバイスとIP宛先との間でトラフィックのストリームのバイト量を測定するためのトラフィック量モニタ手段と、
    前記トラフィックのストリームの測定されたバイト量が所定の閾値より大きいかどうかを識別するための帯域幅集約型トラフィック識別手段と、
    通信リンクに提示されるトラフィックの測定されたバイト量を低減するために前記トラフィックのストリームの処理を制御するためのトラフィックコントローラと
    を有することを特徴とするシステム。
  2. 前記トラフィックコントローラが更に、
    （ｉ）同時にアクティブに複数のキューを確立し、各キューが使用カテゴリを示し、（ｉｉ）前記複数のキューの各々に割り当てられたトラフィックを管理する、ためのキューマネージャと、
    トラフィックのストリームの測定されたバイト量に応じて、複数の使用カテゴリのうちの１つにトラフィックのストリームを分類し、複数のキューの対応するキューにトラフィックのストリームを割り当てるための、キューコントローラと、
    を有することを特徴とする、請求項１に記載のトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステム。
  3. 前記キューコントローラが、
    トラフィックのストリームの内容の検査をせずに、ストリームレベル（送信元IP、宛先IP、送信元ポート、宛先ポート）でトラフィックのストリームを分類するための帯域幅集約型トラフィックコンパレータを有することを特徴とする、請求項２に記載のトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステム。
  4. 前記使用カテゴリは、固定の帯域幅、近リアルタイムデータ、非リアルタイムデータ、管理的、および集約的帯域幅を包含するデータの複数のクラスに対応することを特徴とする、請求項２に記載のトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステム。
  5. 前記トラフィックコントローラが、
    少なくとも１つの可変リンク条件およびデバイスの数に応じて、キューのキューサイズ／速度を調整するための、キューアジャスタと、
    を有することを特徴とする、請求項２に記載のトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステム。
  6. 前記トラフィックコントローラが更に、
    トラフィックが割り当てられた複数のキューに包含された特定のキューのラウンドトリップ時間の測定値を生成するためのトラフィック管理パラメータモニタを有することを特徴とする請求項５に記載のトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステム。
  7. 前記トラフィックコントローラが更に、
    前記特定のキューのトラフィックのラウンドトリップ時間の測定値が所定の範囲内にあるかどうかを判断するためのトラフィック品質モニタを有することを特徴とする請求項６に記載のトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステム。
  8. キューアジャスタが、前記キューの前記トラフィックのラウンドトリップ時間の測定値が前記所定の範囲内にあるかどうかの前記判断に応じて、次の優先度の低いキューのデータ転送速度の所定範囲を設定することを特徴とする請求項７に記載のトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステム。
  9. キューアジャスタが、前記キューの前記トラフィックのラウンドトリップ時間の測定値が前記所定の範囲内にあるかどうかの前記判断に応じて、次の優先度の低いキューのキューサイズを設定することを特徴とする請求項７に記載のトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステム。
  10. 宛先に複数のデバイスを接続する通信リンクの輻輳を低減するために、複数の装置によって生成されたトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステムを動作させる方法であって、
    定義されたインターバルにわたってデバイスとIP宛先との間のトラフィックのストリームのバイト量を測定するステップと、
    前記トラフィックのストリームの測定されたバイト量が所定の閾値を超えるかどうかを識別するステップと、
    前記識別に基づいて、前記通信リンクに対して提示されたトラフィックの測定されたバイト量を減らすために、トラフィックの識別されたストリームの処理を調整するステップと、
    を有することを特徴とする方法。
  11. 同時にアクティブに複数のキューを確立し、各キューが使用カテゴリを示し、前記複数のキューの各々に割り当てられたトラフィックのストリームを管理するステップと、
    トラフィックのストリームの測定されたバイト量に応じて、複数の使用カテゴリのうちの１つにトラフィックのストリームを分類し、複数のキューの対応するキューにトラフィックのストリームを割り当てるステップと、
    を更に有することを特徴とする、請求項１０に記載のトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステムを動作させる方法。
  12. 前記調整するステップが、
    少なくとも１つの可変リンク条件およびデバイスの数に応じて、キューのキューサイズ／速度を調整するステップ
    を更に有することを特徴とする請求項１１に記載のトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステムを動作させる方法。
  13. 前記分類するステップが、
    トラフィックのストリームの内容の検査をせずに、ストリームレベル（送信元IP、宛先IP、送信元ポート、宛先ポート）でトラフィックのストリームを分類するステップからなることを特徴とする、請求項１１に記載のトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステムを動作させる方法。
  14. 前記確立するステップが、固定の帯域幅、近リアルタイムデータ、非リアルタイムデータ、管理的、および集約的帯域幅を包含するトラフィックのクラスの中から選択されたトラフィックのストリームの使用カテゴリに基づいてキューを作成することを特徴とする、請求項１１に記載のトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステムを動作させる方法。
  15. 前記調整するステップが、
    前記複数のキューの対応するキューのトラフィックのストリームのラウンドトリップ時間の測定値を生成することを特徴とする請求項１１に記載のトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステムを動作させる方法。
  16. 前記調整するステップが更に、
    前記キューのトラフィックのストリームのラウンドトリップ時間の測定値が所定の範囲内にあるかどうかを判断するステップを有することを特徴とする請求項１５に記載のトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステムを動作させる方法。
  17. 前記調整するステップが更に、
    前記キューのトラフィックのストリームのラウンドトリップ時間の測定値が前記所定の範囲内にあるかどうかの前記判断に応じて、次の優先度の低いキューのデータ転送速度の所定範囲を設定するステップを有することを特徴とする請求項１６に記載のトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステムを動作させる方法。
  18. 前記調整するステップが更に、
    前記キューのトラフィックのストリームのラウンドトリップ時間の測定値が前記所定の範囲内にあるかどうかの前記判断に応じて、次の優先度の低いキューのキューサイズを設定するステップを有することを特徴とする請求項１６に記載のトラフィックを分類し、スケジュールするためのシステムを動作させる方法。
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