JP2024506232A - 無線／光通信のための分散システム - Google Patents

Abstract

ユーザ機器と通信するための無線アクセスポイントＷＡＰであって、ＷＡＰは、複数の無線通信ユニットと、複数の無線通信ユニットに通信可能に結合され、複数の無線通信ユニットを管理するように構成されているアクセス層制御ユニットＡＬＣＵを備え、複数の無線通信ユニットの第１無線通信ユニットは、無線周波数ＲＦスペクトルを通して通信し、複数の無線通信ユニットの第２無線通信ユニットは、可視または赤外線光スペクトルを通して通信する。【選択図】図１

Description

ネットワーク化された個人装置の人気が高まったことにより、そのようなネットワークの機能を改良する必要性という結果になった。これらの必要性を満たすために、Ｗｉ－Ｆｉ、５世代ＬＴＥ、ブルートゥース（登録商標）などのような無線通信プロトコルが発展してきた。しかしこれらの無線技術は、隣接する、または重なりあう無線帯域を使用するので、より高い干渉という結果になり得る。

干渉は、同じＲＦ帯域を通して通信する装置の空間密度と共に同様に増大する傾向があり、ボトルネックまたは性能の低下という結果になる。そのため、列車または飛行機などのような、多数のユーザが閉じ込められ、同時にネットワークにアクセスしようと試みる室内環境に位置しているネットワークは、それらのネットワークの性能を著しく低下させ得る増大した干渉の影響を受ける。これは、機能を高め、装置が通信するためのより多くのチャネルを提供するために基地局の数を増大させることにより部分的には対処される。

しかし、そのようなアプローチは、必要とされる装置の数が増加するので、展開および管理するのが困難なことがよくあり得る。更に、ＲＦスペクトルにおける送信により生成される干渉は、例えば、飛行機を操縦するために使用される他の電子装置の性能に影響を与え得る。

従って、ネットワーク管理と展開を容易にしながら、削減された干渉および改良された性能を提供できるネットワーク化システムに対する必要性がある。

発明の第１態様によれば、ユーザ機器と通信するための、複数の無線通信ユニット、複数の無線通信ユニットに通信可能に結合され、複数の無線通信ユニットを管理するように構成されているアクセス層制御ユニットＡＬＣＵを備えている無線アクセスポイントＷＡＰが提供され、複数の無線通信ユニットの第１無線通信ユニットは、無線周波数ＲＦスペクトルを通して通信し、複数の無線通信ユニットの第２無線通信ユニットは、可視または赤外線光スペクトルを通して通信する。

有利なことに、発明の第１態様に係わる無線アクセスポイントは、可視光とＲＦスペクトル電磁波の両者またはその一方を使用することにより通信するための必要な機器を単一の無線アクセスポイントに統合することにより、異種ネットワークの展開を容易にする。そのため、ＲＦスペクトルを使用する別個のアクセスポイント、および可視光通信のための別個の専用アクセスポイントに対する必要性が削減される。同じ装置においてＲＦスペクトルと可視光スペクトルを採用する無線通信ユニットの両者を有することは、例えば、ユーザ機器の移動のためにＷＡＰとのＬＯＳ（Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｇｈｔ）がない場合（つまり、ＷＡＰと無線波の送受信ができない場合であり、以降ＬＯＳを「直線視界」と記述する）は、ネットワークトラフィックを１つの無線リンクから他のリンクに肩代わりさせることを容易にする。

ＷＡＰのＡＬＣＵは、それぞれのユーザ機器と関連付けられ、複数の無線通信ユニットのそれぞれを通して収集された第１ネットワーク測定値に少なくとも部分的には基づいて、ＷＡＰの複数の無線通信ユニットを管理するように構成できる。ＡＬＣＵは、それぞれのユーザ機器とのＷＡＰの通信リンクを改良するために、第１ネットワーク測定値を使用する。

ＷＡＰの複数の無線通信ユニットを管理することは、ＷＡＰとユーザ機器との間の通信リンクの符号誤り率ＢＥＲ、ＷＡＰとユーザ機器との間の通信リンクのスペクトル効率、ＷＡＰとユーザ機器との間の通信リンクの信号帯域幅、ＷＡＰとユーザ機器との間の通信リンクの信号対雑音比ＳＮＲ、およびＷＡＰとユーザ機器との間の通信リンクの信号対干渉プラス雑音比ＳＩＮＲを改良すること、第１および第２無線通信ユニットに対する通信負荷のバランスを取ること、ＷＡＰの送受信可能領域を拡張すること、シングルユーザおよび／またはマルチユーザＭＩＭＯ機能をユーザ機器に提供すること、またはそれらの組み合わせを含むことができる。

第１無線通信ユニットは、１つ以上のＲＦエンドポイントに通信可能に結合でき、各ＲＦエンドポイントはＲＦ通信のための少なくとも１つのアンテナを備えることができる。

第２無線通信ユニットは、１つ以上の光に基づくエンドポイントに通信可能に結合でき、各光に基づくエンドポイントは、可視または赤外線光スペクトルを通しての通信のために少なくとも１つの可視または赤外線光出射体を備えることができる。

１つ以上のＲＦエンドポイントおよび／または１つ以上の光に基づくエンドポイントはＷＡＰの外部であってよい。

発明の第２態様によれば、ネットワーク化システムが提供され、ネットワーク化システムは、複数の無線アクセスポイントＷＡＰ、および、ネットワークにおける各ＷＡＰのＡＬＣＵに通信可能に結合され、複数のＷＡＰを管理するように構成されている認識制御ユニットＣＣＵを含んでいるネットワークを備えている。

有利なことに、ＲＦスペクトルリンクのみ、または可視光スペクトルリンクのみを採用している既知のネットワークと比較すると、可視光ＥＭスペクトルとＲＦスペクトルの異なる伝播特性に基づいて、サービス品質（ＱｏＳ）が維持され、または改良さえもされるように、ＣＣＵはＷＡＰを適合できる。更に、ＣＣＵは、例えば、ＲＦ周波数の影響を受けやすい機器の近くのユーザ機器は、可視光スペクトルを使用して通信するだけであるということを確実にすることにより、適用シナリオの干渉特性に基づいて採用されるスペクトルを選択できる。

ＣＣＵは、複数のＷＡＰのネットワークの性能を改良するために、各ＷＡＰと関連付けられ、各ＷＡＰのＡＬＣＵによりＣＣＵに送信される第２ネットワーク測定値に少なくとも部分的には基づいて複数のＷＡＰを管理するように構成できる。

複数のＷＡＰを管理することは、複数のＷＡＰにおけるＷＡＰの間でネットワーク負荷のバランスを取ること、例えば、リンク不良の可能性が高いときに冗長通信リンクを提供するようにＷＡＰを構成すること、サービス品質保証に対する必要条件を遵守するようにＷＡＰを構成すること、ＷＡＰとアプリケーション構成との間の帯域幅割り当てを最適化すること、ＲＦおよび光通信リンクを構成すること、ＲＦまたは可視または赤外線光スペクトルに対する予め定義されたチャネルを割り当てること、アクティブＲＦおよび光送信／受信要素の数を決定すること、特定のユーザ機器とＲＦまたは可視光スペクトルのみを通して通信するようにＷＡＰにさせること、または、それらの組み合わせを含むことができる。

ＣＣＵは、システムを形成している複数のＷＡＰの１つにおいて統合できる。

ＣＣＵは、各ＷＡＰのＡＬＣＵからの収集されたネットワーク測定値に基づいてニューラルネットワークを訓練することにより複数のＷＡＰを管理できる。

複数のＷＡＰは、スター型トポロジーにおいて通信可能に結合でき、ＣＣＵを備えている中央ノードにより中央集中的に連係させることができる。

各ＷＡＰの少なくとも１つの第２無線通信ユニットは、ＩＥＥＥ ８０２．１５．７またはＩＥＥＥ ８０２．１１ｂｂプロトコルを通して通信するように構成できる。

発明の第３態様によれば、発明の第１態様に係わるネットワーク化システムを備えている、飛行機に対する機内エンターテインメントおよび接続性ＩＦＥＣシステムが提供される。

ここで、下記の付随する図面を参照して、非制限的な例のみにより、発明の実施形態を記述する。

図１は、既知の機内エンターテインメントおよび接続性プラットフォームのシステムアーキテクチャの模式図である。 図２は、発明の第１態様に係わる、ネットワーク化システムに基づく機内エンターテインメントおよび接続性プラットフォームの模式図である。 図３は、発明の第１態様に係わる、無線アクションポイントの模式図である。

本発明は、潜在的に接続される装置の密度が高いときに、既知のネットワークが遭遇する問題を軽減するために、ＲＦと可視光スペクトルの両者を通しての通信リンクを採用するネットワーク化システムに関する。

展開の事例として、飛行機に対する機内エンターテインメントおよび接続性（ＩＦＥＣ）システムを考えるが、これは発明に対する制限と解釈されるべきではない。本発明は、他の屋内または屋外環境において使用できる。

図１は、既知の機内エンターテインメントおよび接続性プラットフォーム１０の典型的なシステムアーキテクチャを模式的に例示している。図１において、破線はＲＦスペクトルを採用している無線リンクを示し、実線二重線は、有線リンク、例えば、１ギガビットイーサネットリンクを示している。乗務員パネル１２は、有線接続を通して、主要およびバックアップメディアサーバ１４ａ、１４ｂに接続されている。飛行機接続性ループ（１６ａ、．．．、１６ｎ）は異なるキャビンシステム、例えば、メディア消費のための客席の集積画面などのようなシステム内クライアント装置を接続できる。複数の接続性ループは、故障に対する復元力を提供するが、展開と修理をより困難にする可能性がある。有線手段を通してデージーチェーン接続で結合されているアクセスポイント１８ａ～１８ｃは、例えば、ブルートゥース（登録商標）または異なるＷｉＦｉ規格などの異なるＲＦ通信プロトコルの１つを使用して個人装置１９ａ～１９ｃに無線で接続されている。主要およびバックアップメディアサーバ１４ａ、１４ｂは、有線接続を通して、他の飛行機システム（示されていない）に結合されている。

図１のシステムは、人口密度が高い空間において複数の個人装置がアクセスポイント１８ａ～１８ｃに接続することを試みると、増大した干渉の影響を受け得る。更に、より多くの個人装置を収容するためにネットワーク容量を増加するためには、アクセスポイント数を増加しなければならず、その結果、要求される多数の有線接続のために管理と設置を妨げると共に、全体の干渉を増大させることになる。

図２は、改良されたＩＦＥＣプラットフォームに対する、本発明の実施形態に係わる新しいネットワーク化システム２８を模式的に例示している。ネットワーク化システム２８においては、無線アクセスポイントＷＡＰ２０ａ～２０ｃは、ネットワークを作成するために互いに結合されている。各ＷＡＰは認識制御ユニットＣＣＵ２４に接続されている。ＣＣＵ２４は、コンピュータシステムに対する任意の適切なバックボーンネットワークおよび通信規格を通して情報をＷＡＰ２０ａ～２０ｃから受信する集中型認識エンジンを含んでいる。図２の実施形態においては、ＷＡＰ２０ａ～２０ｃは、無線通信リンクを通してＣＣＵに通信可能に結合されている。しかし、他の実施形態においては、ＷＡＰの幾つかまたはすべては、有線結合を通してＣＣＵに通信可能に結合できる。

幾つかの実施形態においては、ＷＡＰは、ＣＣＵを備えている中央ノードでスター型トポロジーにおいて接続できる。有利なことに、ＷＡＰがスター型トポロジーで接続されると、ＣＣＵは、ＷＡＰの機能不全を検出することに応答して、機能不全のＷＡＰの代わりをする他のＷＡＰを提供でき、サービスの継続性を確実にできる。

ＷＡＰ２０ａ～２０ｃのそれぞれは、ＲＦまたは可視光スペクトルの何れかを使用する電磁波を通してユーザ機器と無線で通信できる。多様なユーザ機器２１ａ、２２ａ、２１ｃ、２２ｃをネットワークのそれぞれのＷＡＰに接続できる。例示されている実施形態においては、ユーザ機器２１ａは、ＲＦスペクトルで通信することによりＷＡＰ２０ａに無線で接続されている、例えば、ラップトップまたはタブレットなどの個人装置であってよい。ユーザ機器２２ａは、可視光スペクトルを使用してＷＡＰ２０ａに無線で接続されている、助手席において統合されている、例えば、画面であってよい。ユーザ機器２１ｃと２２ｃは、可視光スペクトルまたはＲＦスペクトルの何れかを使用してＷＡＰ２０ｃに結合されている類似の装置であってよい。幾つかの実施形態においては、ユーザ機器は、ＲＦおよび可視光スペクトルを通して同時に通信することによりＷＡＰに接続できる。例示されている実施形態においては、すべてのユーザ機器は、そのそれぞれのＷＡＰに無線で接続されているが、他の実施形態においては、有線接続を通してＷＡＰに接続されているユーザ機器があってよい。

ＷＡＰ２０ａ～２０ｃのそれぞれは、アクセス層制御ユニットＡＬＣＵ（図２においては示されていない）を備えている。ＡＬＣＵは、イーサネットまたは光ファイバなどのような異なる有線媒体を介してＣＣＵ２４に通信可能に結合できる。代替的に、ＡＬＣＵは、ＣＣＵ２４に無線で通信可能に結合できる。ＡＬＣＵは、ＷＡＰ２０ａ～２０ｃのそれぞれと、各ＷＡＰに通信可能に結合されている各ユーザ機器との間の通信リンクに関連する情報を含んでいるネットワーク測定値をＣＣＵ２４に送信できる。図２の例示されている実施形態においては、ＷＡＰ２０ａのＡＬＣＵは、ＷＡＰ２０ａとユーザ機器２１ａとの間の通信リンクに関する、通信リンクの符号誤り率ＢＥＲ、通信リンクのスペクトル効率、通信リンクの信号帯域幅、通信リンクの信号対雑音比ＳＮＲ、通信リンクの信号対干渉プラス雑音比ＳＩＮＲ、または通信リンクの受信信号強度などの情報を収集する。ＷＡＰ２０ａのＡＬＣＵはまた、ＷＡＰ２０ａとユーザ機器２２ａとの間の通信リンクに関連する情報を収集する。ＡＬＣＵはこの情報を、通信リンクがＲＦまたは可視光スペクトルにおいて確立されているかに無関係に収集できる。同様に、ＷＡＰ２０ｃのＡＬＣＵは、ユーザ機器２１ｃ、２２ｃとの通信リンクに対する情報を収集する。

ＣＣＵ２４は、ネットワークに対するモデルを構築するために各ＷＡＰのＡＬＣＵからネットワーク測定値を収集する。モデルは、各個々の通信リンクと、履歴的にネットワーク化システム２８の性能を定量化するために使用できる上記に詳述した情報の何れをも備えることができる。情報は、人工知能（ＡＩ）ネットワークまたはエンティティを訓練するために使用される。他の実施形態においては、情報は、機械学習（ＭＬ）ネットワークを訓練するために使用できる。ＡＩ／ＭＬネットワークは、ネットワークの性能を改良するためにＷＡＰに送信される構成情報を生成できる。ＣＣＵは複数のＡＬＣＵからネットワーク情報を受信し、そのため、ネットワークインフラストラクチャ全体の定期的な監視を実行する。ネットワーク情報は、ミリ秒のオーダーの周期で定期的に受信される。他の実施形態においては、情報は、より長い周期、例えば、数秒、または数時間も継続する周期で受信できる。ＡＬＣＵからＣＣＵへのネットワーク情報の後続の送信との間の時間を増大させると、監視プロセスにおいて消費されるリソースの量を削減でき、ＷＡＰのバッテリ寿命を増加させることができる。ＣＣＵは、ネットワーク構成に対する全体的な最適環境を決定するために、利用可能な測定値に種々の制御ループまたはフィードバックアルゴリズムを適用し、ここにおいて最適環境は、ネットワークスループット最大化、リソース割り当てにおける公平さ、トラフィック優先順位化、アクティブＲＦ／光送信と受信要素の数などの何れをも備えることができる。ネットワーク測定値の例としては、１つのＷＡＰおよび技術（ＲＦ／光）当たりのクライアントの数、クライアントの能力、使用されているアプリケーション、全体のスループット、物理的ＷＡＰ故障率などが含まれる。

複数のＷＡＰのネットワークの性能を改良することは、複数のＷＡＰの間でネットワーク負荷のバランスを取ることを備えることができる。ＷＡＰに対するネットワーク負荷を測定することは、１つのインタフェース当たりのスループット（クライアントごとの１秒当たりの受信および送信されたパケットとバイト、および／または、それぞれのトラフィッククラス情報を含む）、インタフェースに接続されているクライアント数（ＲＦまたは可視／赤外線光）、受信した信号強度（ＲＦおよび／または可視／赤外線光スペクトルにおける）、エネルギー消費、故障通信リンクの数などのような種々の測定基準に依存することができる。幾つかの実施形態においては、ネットワークの性能を改良することは、リンク不良の可能性が高いとき、例えば、通信リンクのＳＮＲに基づいて直線視界がまもなく失われるという兆候があるとき、そしてそのため通信はＲＦスペクトルに依存すべきであるときに冗長通信リンクを提供するようにＷＡＰを構成することを備えることができる。幾つかの実施形態においては、性能を改良することは、ＷＡＰにおけるアクティブ無線および可視／赤外線光送信／受信要素の数を調整すること、予め定義された個々の許容閾値を超える、ＲＦおよび可視／赤外線光送受信可能領域の両者における過度の干渉無しに起動できるアクティブデータストリームの数を決定すること（つまり、ＭＩＭＯアーキテクチャの利点を最大限にすること）、無線および可視／赤外線光スペクトルの両者におけるアクティブローカルネットワークの数を決定することなどを備えることができる。幾つかの実施形態においては、性能を改良することは、ＲＦスペクトルに対する干渉を削減するために、ＷＡＰに特定のユーザ機器と可視光スペクトルを通してのみ通信するようにさせることを備えることができる。幾つかの実施形態は、上記の改良の組み合わせを備えることができる。

図２において例示されている実施形態においては、ＣＣＵ２４はＷＡＰ構成情報を生成するためにニューラルネットワークを採用しているが、他の実施形態は、ニューラルネットワークを備えなくてもよい。その代わりに、またはそれに追加して、幾つかの実施形態においては、ＣＣＵ２４は、改良されることが所望されるネットワーク性能の態様によって、異常検出アルゴリズム、強化学習アルゴリズム、干渉削減アルゴリズム、または、ゲーム理論アルゴリズムに基づいてＷＡＰ構成情報を生成できる。

ＷＡＰ２０ａ～２０ｃはＣＣＵ２４から構成情報を受信し、ネットワークの性能を所望するように改良するために、それ相応にそれらの機能を調整する。

図２の実施形態においては、ＣＣＵ２４はまた、端末２６に結合されている。端末２６は、図１における乗務員パネル１２と類似の乗務員パネルであってよく、乗務員パネルはユーザがＩＦＥＣプラットフォームと相互作用することを可能にする。幾つかの実施形態においては、端末２６は、ＣＣＵ２４と無線で通信する個人装置であってよい。更に他の実施形態においては、例えば、飛行機の環境においては、端末２６は飛行機に固定されたパネルであってよい。

図２の実施形態においては、ＣＣＵ２４はサーバユニットの一部であり、ＷＡＰ２０ａ～２０ｃに結合されている。しかし、他の実施形態においては、ＣＣＵ２４は、ソフトウェアまたはハードウェアの何れかにおいてＷＡＰの１つにおいて統合できる。

図３は、ネットワーク化システム２８の一部を形成しているＷＡＰ２０ａ～２０ｃなどのようなＷＡＰ３０を模式的に示している。１つ以上のＷＡＰは、無線接続機能を有しているクライアントの装置のデータ通信を可能にし、ネットワーク化システム２８にアクセスするために、飛行機の内部などのような室内環境において展開できる。ＷＡＰ３０は、ユーザ機器３１ａ、３１ｂ、および３１ｃに無線通信可能に結合されている。

ＷＡＰ３０はＡＬＣＵ３２を備えている。ＡＬＣＵ３２は、機械読み取り可能命令とコンピュータプログラムを実行するためのマイクロコントローラ３２ａ、データと実行可能コンピュータプログラムを格納するためのメモリ３２ｂ、ＷＡＰ３０に接続されている周辺機器を制御するためのＩ／Ｏ構成要素であるＩ／Ｏサブシステム３２ｃ、および随意的に、可視光スペクトルを通しての通信を担当するハードウェアを制御するための光コントローラ３２ｄを備えている。

ＷＡＰ３０はまた、ＡＬＣＵ３２のＣＣＵ２４への結合を可能にする、認識制御ユニットインタフェースＣＣＵＩ３４を備えている。ＣＣＵＩ３４は、適切な管理インタフェース（グラフィカルユーザインタフェースまたはコマンドラインインタフェースであってより）により、システム管理者および／または訓練された人員への情報報告を可能にするＲＥＳＴＦｕｌｌなどのような標準化オープンインタフェースとの相互作用を可能するためのソフトウェア変換層を提供する。図３の実施形態においては、ＣＣＵＩは、ＡＬＣＵとは別個の構成要素として例示されているが、幾つかの実施形態においては、ＣＣＵＩはＡＬＣＵの一部であってよく、例えば、マイクロコントローラ３２ａ上で作動するソフトウェアにおいて実現できる。

ＷＡＰ３０はまた、ＲＦスペクトルを通してユーザ機器３１ａ～３１ｂと通信するように構成されている無線通信ユニット３６ａを備えている。無線通信ユニット３６ａは、例えば、変調器、電力増幅器、インピーダンス整合回路などの、ＲＦトランシーバの一部を形成する、必要なモジュールの幾つか、またはそのすべてを備えることができる。無線通信ユニット３６ａは、ＡＬＣＵ３２とＲＦエンドポイント３８ａに結合されている。図３において例示されている実施形態においては、無線通信ユニット３６ａは１つのＲＦエンドポイントのみに接続されているが、他の実施形態においては、ＲＦスペクトルを通して通信するように配置されている無線通信ユニットは、複数のＲＦエンドポイントに結合できる。

ＲＦエンドポイント３８ａは、無線通信のための複数のアンテナを備えている。ＲＦエンドポイント３８ａはまた、ユーザ機器３１ａおよび／またはユーザ機器３１ｂとのシングルユーザまたはマルチユーザＭＩＭＯ通信リンクを可能にするため、複数のアンテナに信号を提供するように配置されているコントローラ（示されていない）を備えることができる。幾つかの実施形態においては、ＲＦエンドポイント３８ａは、物理層信号処理のための、および／または、無線チャネルにアクセスするための低ＭＡＣプロトコルを実現するための回路を備えることができる。

図３において例示されている実施形態においては、ＲＦエンドポイント３８ａはＷＡＰ３０の外部であり、有線手段、例えば、イーサネットまたは光ファイバを通してＷＡＰ３０に結合されている。しかし、他の実施形態においては、ＲＦエンドポイント３８ａはＷＡＰ３０において統合できる。

ＷＡＰ３０はまた、可視光スペクトルを通してユーザ機器３１ｃと通信するように構成されている無線通信ユニット３６ｂを備えている。無線通信ユニット３６ｂは、例えば、ＡＤＣまたはＤＡＣ、ベースバンドデジタル信号変調器／復調器、およびそれぞれの光ドライバを有している光出射体（ＬＥＤおよび／または赤外線ダイオード）などの、可視光スペクトルを使用するトランシーバの一部を形成する、必要なモジュールの幾つか、またはすべてを備えることができる。無線通信ユニット３６ｂは、ＡＬＣＵ３２と光に基づくエンドポイント３８ｂに結合されている。図３において例示されている実施形態においては、無線通信ユニット３６ａは、１つの光に基づくエンドポイントのみに接続されているが、他の実施形態においては、可視光スペクトルを通して通信するように配置されている無線通信ユニットは、複数の光に基づくエンドポイントに結合できる。

光に基づくエンドポイント３８ｂは、無線通信のための複数の光出射体を備えている。光出射体は、可視光、つまり、約３７０から８００ｎｍの範囲の波長の光を出射するように配置されているランプまたはＬＥＤであってよい。光に基づくエンドポイント３８ｂはまた、ユーザ機器３１ｃとのシングルユーザまたはマルチユーザＭＩＭＯ通信リンクを可能にするために複数の光出射体に信号を提供するように配置されているコントローラ（示されていない）を備えることができる。光に基づくエンドポイント３８ｂは、可視光スペクトルを通して双方向送信を可能にするために光センサ（示されていない）を備えている。しかし、他の実施形態においては、光に基づくエンドポイント３８ｂは、光に基づくエンドポイントのサイズと複雑さを削減するためにセンサを備えていなくてもよく、そのため、可視光スペクトルを通しての通信はダウンリンクのみであってよく、つまり、ＷＡＰ３０からユーザ機器３１ｃへの通信のみであってよい。幾つかの実施形態においては、光に基づくエンドポイント３８ｂは、物理層信号処理のための、および／または、光に基づくチャネルにアクセスするための低ＭＡＣプロトコルを実現するための回路を備えることができる。幾つかの実施形態においては、光に基づくエンドポイント３８ｂは、光出射体が、可視光または赤外線スペクトルに何れかにおいて放射することを可能にする任意の他の要求されるハードウェアと共に、光出射体のためのドライバを備えている。

図３において例示されている実施形態においては、光に基づくエンドポイント３８ｂはＷＡＰ３０に対して外部であり、有線手段、例えば、イーサネットまたは光ファイバを通してＷＡＰ３０に結合されている。有利なことに、光に基づくエンドポイントをＷＡＰの外部に有していることは、光出射体をＷＡＰ３０の筐体に格納する必要性をなくす。その結果、これは、ＷＡＰのサイズを削減し、よりコンパクトなＷＡＰという結果にすることを可能にする。そのようなコンパクトなＷＡＰは、ネットワーク化システムの展開と設置を容易にする。

図３においては、ＲＦエンドポイント３８ａと光に基づくエンドポイント３８ｂはＷＡＰの外部として例示されているが、他の実施形態においては、それらはＷＡＰにおいて統合でき、モノリシック装置という結果にすることができる。そのような場合においては、すべてのＷＡＰは、ＣＣＵＩ３４、ＡＬＣＵ３２、無線通信ユニット３６ａ～３６ｂ、ＲＦエンドポイント３８ａ、および光に基づくエンドポイント３８ｂを含む単一の筐体を備えている。有利なことに、ＲＦスペクトルと可視光の両者において通信できる単一のＷＡＰ３０を有することは、ネットワーク化システムの展開と管理を単純化する。更に、ＲＦスペクトルと可視光の両者において通信できる単一のＷＡＰ３０を有することは、ＣＣＵ２４が、より効率的および最適化された方法で、複数の同じＷＡＰを備えているネットワークを管理することを可能にする。

図３においては、ＷＡＰ３０は無線通信ユニット３６ａと３６ｂのみを備えているとして例示されているが、発明の他の実施形態においては、ＷＡＰ３０は、複数の無線通信ユニット３６ｃ、．．．、３６ｎを備えることができる。

ＡＬＣＵ３２は、局所構成と、ＷＡＰ３０によりサポートされる無線通信技術の最適化を担当している。ＡＬＣＵ３２は、ユーザ機器３１ａ～３１ｃと関連付けられているネットワーク測定値に少なくとも部分的には基づいて、無線通信ユニット３６ａと３６ｂを管理するように構成されている。ネットワーク測定値は、無線通信ユニット３６ａと３６ｂを通して収集される。ＡＬＣＵは、ＷＡＰ３０と、ユーザ機器３１ａ～３１ｃの何れかとの間の通信リンクを改良するように無線通信ユニット３６ａ、３６ｂを構成する。幾つかの実施形態においては、ＡＬＣＵは、ユーザ機器３１ｃは光に基づくエンドポイント３８ｂとの直線視界を失ったと決定でき、ユーザ機器３１ｃとのＲＦスペクトルを通しての通信リンクを確立するように無線通信ユニット３８ａを構成できる。

幾つかの実施形態においては、ＷＡＰ３０と、ユーザ機器３１ａ～３１ｃの何れかとの間の通信リンクを改良することは、通信リンクの符号誤り率ＢＥＲを改良することを備えることができる。幾つかの実施形態においては、ＷＡＰ３０と、ユーザ機器３１ａ～３１ｃの何れかとの間の通信リンクを改良することは、通信リンクのスペクトル効率を改良することを備えることができる。幾つかの実施形態においては、ＷＡＰ３０と、ユーザ機器３１ａ～３１ｃの何れかとの間の通信リンクを改良することは、通信リンクの信号帯域幅を改良することを備えることができる。幾つかの実施形態においては、ＷＡＰ３０と、ユーザ機器３１ａ～３１ｃの何れかとの間の通信リンクを改良することは、通信リンクの信号対雑音比ＳＮＲを改良することを備えることができる。幾つかの実施形態においては、ＷＡＰ３０と、ユーザ機器３１ａ～３１ｃの何れかとの間の通信リンクを改良することは、通信リンクの信号対干渉プラス雑音比ＳＩＮＲを改良することを備えることができる。幾つかの実施形態においては、ＷＡＰ３０と、ユーザ機器３１ａ～３１ｃの何れかとの間の通信リンクを改良することは、第１および第２無線通信ユニットにかかる通信負荷のバランスを取ることを備えることができる。第１および第２無線通信ユニットにかかる通信負荷のバランスを取ることは、１つのインタフェース（ＲＦまたは可視／赤外線光）当たりの接続されているクライアントの数、クライアントにより要求されるトラフィッククラス（つまり、アプリケーションのサービス品質（ＱｏＳ）パラメータ）、集積バイト／秒で測定できる１つのインタフェース（ＲＦまたは可視／赤外線光）当たりの集積ダウンストリームトラフィック、インタフェース（ＲＦまたは可視／赤外線光）に接続されているクライアントに対する信号品質マップ、ＲＦおよび可視／赤外線光スペクトルの両者における干渉マップ、トラフィックスケジューリングポリシー、故障送信／受信要素および／またはＷＡＰの検出などについての情報にもとづいて第１および第２無線通信ユニットにかかる通信負荷を決定することを備えることができる。幾つかの実施形態においては、ＷＡＰ３０と、ユーザ機器３１ａ～３１ｃの何れかとの間の通信リンクを改良することは、より広い範囲を有する無線通信ユニットを使用することによりＷＡＰ３０の送受信可能領域を拡大することを備えることができる。幾つかの実施形態においては、ＷＡＰ３０と、ユーザ機器３１ａ～３１ｃの何れかとの間の通信リンクを改良することは、シングルユーザおよび／またはマルチユーザＭＩＭＯ機能をそれぞれのユーザ機器に渡すように無線通信ユニット３６ａ、３６ｂを管理することを備えることができる。幾つかの実施形態においては、ＷＡＰ３０と、ユーザ機器３１ａ～３１ｃの何れかとの間の通信リンクを改良することは、上記の任意の組み合わせを備えることができる。

上記の発明の実施形態は、可視光スペクトルにおける電磁波を送信する通信ユニットを記述しているが、技量を有する者は、発明の他の実施形態は、その代わりに赤外線光スペクトルにおいて送信できるということを認識するであろう。

Claims (13)

1. ユーザ機器と通信するための無線アクセスポイントＷＡＰであって、
   複数の無線通信ユニットと、
   前記複数の無線通信ユニットに通信可能に結合され、前記複数の無線通信ユニットを管理するように構成されているアクセス層制御ユニットＡＬＣＵを備え、
   前記複数の無線通信ユニットの第１無線通信ユニットは、無線周波数ＲＦスペクトルを通して通信し、
   前記複数の無線通信ユニットの第２無線通信ユニットは、可視または赤外線光スペクトルを通して通信することを特徴とするＷＡＰ。
2. 前記ＡＬＣＵは、前記ＷＡＰに通信可能に結合されている前記ユーザ機器と関連付けられ、前記複数の無線通信ユニットを通して収集された第１ネットワーク測定値に少なくとも部分的には基づいて、前記複数の無線通信ユニットを管理するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＷＡＰ。
3. 前記複数の無線通信ユニットを管理することは、前記ＷＡＰと前記ユーザ機器との間の通信リンクの符号誤り率ＢＥＲ、前記ＷＡＰと前記ユーザ機器との間の前記通信リンクのスペクトル効率、前記ＷＡＰと前記ユーザ機器との間の前記通信リンクの信号帯域幅、前記ＷＡＰと前記ユーザ機器との間の前記通信リンクの信号対雑音比ＳＮＲ、前記ＷＡＰと前記ユーザ機器との間の前記通信リンクの信号対干渉プラス雑音比ＳＩＮＲを改良すること、前記第１および第２無線通信ユニットの通信負荷のバランスを取ること、前記ＷＡＰの送受信可能領域を拡大すること、シングルユーザおよび／またはマルチユーザＭＩＭＯ機能を前記ユーザ機器に渡すこと、またはそれらの組み合わせを備えていることを特徴とする請求項２に記載のＷＡＰ。
4. 前記第１無線通信ユニットは、１つ以上のＲＦエンドポイントに通信可能に結合され、各ＲＦエンドポイントは、ＲＦ通信のための少なくとも１つのアンテナを備え、
   前記第２無線通信ユニットは、１つ以上の光に基づくエンドポイントに通信可能に結合され、各光に基づくエンドポイントは、前記可視または赤外線光スペクトルを通しての通信のために少なくとも１つの可視または赤外線光出射体を備えていることを特徴とする先行する請求項１から３のいずれか一項に記載のＷＡＰ。
5. 前記１つ以上のＲＦエンドポイントおよび／または前記１つ以上の光に基づくエンドポイントは、前記ＷＡＰの外部であることを特徴とする請求項４に記載のＷＡＰ。
6. ネットワーク化システムであって、
   先行する請求項１から５のいずれか一項に記載の、複数の無線アクセスポイントＷＡＰと、
   各ＷＡＰのＡＬＣＵに通信可能に結合され、前記複数のＷＡＰを管理するように構成されている認識制御ユニットＣＣＵを備えていることを特徴とするネットワーク化システム。
7. 前記ＣＣＵは、各ＷＡＰと関連付けられ、各ＷＡＰの前記ＡＬＣＵにより前記ＣＣＵに送信された第２ネットワーク測定値に少なくとも部分的には基づいて前記複数のＷＡＰを管理するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載のネットワーク化システム。
8. 前記複数のＷＡＰを管理することは、
   前記複数のＷＡＰにおける前記ＷＡＰの間でネットワーク負荷のバランスを取ることと、
   リンク不良の可能性が高いときに冗長通信リンクを提供するようにＷＡＰを構成することと、
   サービス品質保証に対する必要条件を遵守するようにＷＡＰを構成することと、
   ＷＡＰ間の帯域幅割り当てを最適化することと、
   ＲＦおよび可視／赤外線光通信リンクを構成することと、
   ＲＦまたは可視／赤外線光スペクトルに対する予め定義されたチャネルを割り当てることと、
   アクティブＲＦおよび光送信／受信要素の数を決定することと、
   特定のユーザ機器とＲＦまたは可視光スペクトルのみを通して通信するようにＷＡＰにさせることと、または、
   それらの組み合わせを備えていることを特徴とする請求項７に記載のネットワーク化システム。
9. 前記ＣＣＵは、前記システムを形成している前記複数のＷＡＰの１つにおいて統合されていることを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載のネットワーク化システム。
10. 前記ＣＣＵは、各ＷＡＰの前記ＡＬＣＵからの前記収集されたネットワーク測定値に基づいて、ニューラルネットワークを訓練することにより前記複数のＷＡＰを管理することを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載のネットワーク化システム。
11. 前記複数のＷＡＰは、スター型トポロジーにおいて通信可能に結合され、前記ＣＣＵを備えている中央ノードにより中央集中的に連係されていることを特徴とする請求項６から１０のいずれか一項に記載のネットワーク化システム。
12. 各ＷＡＰの前記第２無線通信ユニットは、ＩＥＥＥ ８０２．１５．７またはＩＥＥＥ ８０２．１１ｂｂプロトコルを通して通信するように構成されていることを特徴とする請求項６から１１のいずれか一項に記載のネットワーク化システム。
13. 請求項６から１２のいずれか一項に記載のネットワーク化システムを備えていることを特徴とする、飛行機に対する機内エンターテインメントおよび接続性ＩＦＥＣシステム。

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