JP7508481B2 - 統合型無線ソリューション - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１９年４月２４日に出願された米国特許出願第６２／８３７，８１６号の優先権を主張するものであり、その内容全体を参照により本明細書に組み込む。

例示的な実施形態は、一般的に無線通信に関し、より詳細には、単一のマルチモーダル無線ソリューションを介して、あらゆる高さ及び地理的位置にある航空機（及びその上のデバイス）の最適且つシームレスな接続を可能にする為の技術に関する。

高速データ通信と、そのような通信を可能にするデバイスは、現代社会の至るところに存在するようになった。これらのデバイスにより、多くのユーザがインターネットやその他の通信ネットワークにほぼ連続的に接続できるようになっている。このような高速データ通信は、電話回線やケーブルモデム等の物理的な有線接続を有するデバイスを介して利用できるが、無線接続は、モビリティを犠牲にすることなく接続を維持する能力に革命をもたらした。

しかし、人々は地上でネットワークに接続し続けることに慣れているにも関わらず、人々は一般的に、航空機に搭乗すると、簡単及び／又は安価な接続が停止する傾向があることを理解している。少なくとも搭乗者にとっては、航空機というプラットフォームは、未だに簡単且つ安価に通信ネットワークに接続されていない。空中で接続を維持しようとすると、一般的にコストが掛かり、帯域幅の制限や高いレイテンシの問題がある。更に、航空機の通信機能がもたらす費用や問題に対処しようとする乗客は、航空機で提供される厳密な通信アーキテクチャでサポートされる非常に特殊な通信モードに制限されることが多い。

都市や地域でのエアモビリティー及び他の航空輸送手段が増加するにつれ、エアモビリティーの可用性や一般の人々の意識への統合は間違いなく増加する。利用者の増加に伴い、航空旅行プラットフォームの一般ユーザと、プラットフォーム自体（及びその上の機器）の両方で、通信ニーズが増加する。しかし、航空ネットワーク事業者は、様々な地域や標高の事業に対応する為に、通常、別々に存在している。その為、１つの機器を、レイテンシやコストの面で大きな犠牲を払うことなく、ほぼあらゆる種類の旅の間ずっと１つのネットワークに接続させておくことは、一般的に不可能である。

航空分野では、特定の空域で独自の手順や操作を行う際に、通信、ナビゲーション、監視の為に異なる無線システムを必要とするため、更に複雑な問題が生じる。航空機の種類や空域の運用条件によって必要な無線システムが異なる状況を記述する為に、「混合装備（Ｍｉｘｅｄ Ｅｑｕｉｐａｇｅ）」という用語を用いる。これらの機能をより統合したソリューションを提供する無線システムは、より多くの種類の空域で運用される、より多くの種類の航空機に実装することが可能であり、空域の効率を高め、運用者のコストを削減する可能性がある。

幾つかの例示的な実施形態は、地上ネットワーク、衛星ネットワーク、空対地（ＡＴＧ）ネットワーク、空対空（ＡＴＡ又はＶ２Ｖ）、及び他の任意の適用可能なネットワークによって提供されるカバレッジが、同じ地理的領域に共存できるだけでなく、場所や高度に関わらず、信頼性の高い、最適化された継続的な通信を確保する為に活用できるシステムを提供し得る。

一例示的な実施形態では、航空機の高度に関わらず、航空機上の通信デバイスに無線通信を提供する為の統合型無線システムは、第１の高度以下の地上通信層で主に通信するように構成された複数の地上基地局を含む地上ネットワークと、第２の高度以上のＡＴＧ通信層で主に通信するように構成された複数のＡＴＧ基地局を含むＡＴＧネットワークと、搭載されたアンテナアセンブリと統合型無線機を有する航空機とを含んでもよい。統合型無線機は、地上ネットワーク及びＡＴＧネットワークのネットワークパラメータを監視し、ネットワークパラメータに基づいて、現行サービングネットワークと、非サービングネットワークとを切り替えるように構成されてもよい。

別の例示的な実施形態では、航空機の高度に関わらず、航空機上の通信デバイスに無線通信を提供する為の統合型無線機が提供される。統合型無線機は、第１の高度以下の地上通信層で主に通信するように構成された複数の地上基地局を備えた地上ネットワークと、第２の高度以上のＡＴＧ通信層で主に通信するように構成された複数のＡＴＧ基地局を備えた空対地（ＡＴＧ）ネットワークとの通信を容易にするように設定可能なアンテナアセンブリを含んでもよい。統合型無線機は、地上ネットワーク及びＡＴＧネットワークのネットワークパラメータを監視し、ネットワークパラメータに基づいて、現行サービングネットワークと、非サービングネットワークとを切り替えるように構成された処理回路をも含む。
このように本発明を一般的に説明してきたが、以下、必ずしも縮尺通りに描かれてはいない添付の図面に言及する。

例示的な実施形態による、マルチモーダル無線システムがインテリジェントに接続性を提供し得る複数のネットワークを提供する、例示的なネットワーク配備を示す側面図である。 例示的な実施形態による、統合型無線ソリューションのブロック図である。 例示的な実施形態による、統合型無線機の様々なコンポーネントのブロック図である。 例示的な実施形態のアンテナ要素の機能ブロック図である。 例示的な実施形態による方法の機能ブロック図である。

以下、幾つかの例示的な実施形態を、添付の図面を参照して、より完全に説明するが、図面では、全てではなく幾つかの例示的な実施形態が示されている。実際、本明細書で説明され図示される実施例は、本開示の範囲、適用性、又は構成に関して限定的であると解釈されるべきではない。寧ろ、これらの例示的な実施形態は、本開示が適用される法的要件を満たすように提供されている。同様の参照番号は、全体を通して同様の要素を指す。更に、本明細書では、「又は」という用語は、そのオペランドの１つ以上が真であるときには必ず真となる論理演算子として解釈されるべきである。本明細書では、操作可能な結合は、何れの場合も、互いに操作可能に結合されている構成要素の機能的な相互接続を可能にする直接的又は間接的な接続に関連すると理解されるべきである。

本明細書では、「モジュール」という用語は、限定はしないが、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（即ち、その上で実行されるソフトウェアによって特定の方法で構成されるハードウェア）等、コンピュータ関連エンティティを含むことを意図している。例えば、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（又は複数のプロセッサ）、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もよいが、これらに限定されない。例として、コンピューティングデバイス上で実行されているアプリケーション及び／又はコンピューティングデバイスの両方がモジュールであり得る。プロセス及び／又は実行スレッド内に１つ以上のモジュールが存在することができ、モジュールは、１つのコンピュータにローカライズされても、及び／又は２つ以上のコンピュータ間で分散されてもよい。更に、これらのコンポーネントは、その上に格納された様々なデータ構造を有する様々なコンピュータ可読媒体から実行され得る。モジュールは、ローカル及び／又はリモートプロセスによって、例えば、１つ以上のデータパケットを有する信号に従って、他のシステムと信号によって通信してもよく、データは例えば、ローカルシステム、分散システム、及び／又はインターネット等のネットワークを介して他のシステムと相互作用する１つのモジュールからのデータ等である。各々のモジュールは、本明細書でより詳細に説明される１つ以上の機能を実行してもよい。しかし、本実施例は、実行される様々な機能に対応する別個のモジュールの観点から説明されているが、幾つかの実施例は、夫々の異なる機能の採用の為に必ずしもモジュールアーキテクチャを利用しなくてもよいことを理解すべきである。従って、例えば、異なるモジュール間でコードが共有されてもよいし、処理回路自体が、本明細書に記載のモジュールに関連するものとして説明された機能の全てを実行するように構成されてもよい。更に、本開示の文脈において、「モジュール」という用語は、夫々のモジュールの機能性を実行する為の任意の汎用的な手段を識別する為の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、処理回路に具体的に構成されているか、又は処理回路に動作可能に結合することができ、それに応じて処理回路を構成する為に処理回路に追加されるか、又は他の方法で動作可能に結合されるハードウェア及び／又はソフトウェアに基づいて、処理回路の動作及び／又は能力を変更するモジュラーコンポーネントであると理解されるべきである。

本明細書で説明する幾つかの例示的な実施形態は、航空関連通信ネットワーク（例えば、衛星ネットワーク、空対地（ＡＴＧ）ネットワーク、空対空（ＡＴＡ又はＶ２Ｖ）ネットワーク、又はハイブリッドネットワーク）の性能を向上させる為のシステム、アーキテクチャ及び／又は方法を提供する。これに関連して、幾つかの例示的な実施形態は、航空関連ネットワーク通信のコンテキスト内で、全ての高度で、全ての地理的位置にある航空機（及びその上のデバイス）に最適且つシームレスな接続性を提供し得る統合型無線機システムを提供し得る。これに関連して、例示的な実施形態は、航空機に搭載された通信デバイス（例えば、航空機通信機器又は乗客通信機器）が、連続的な接続性を確保する為に、利用可能なネットワークを切り替えることを可能にしてもよい。更に、継続的な接続性は、パフォーマンス（例えば、レイテンシの低減、最適な信号強度及び信頼性）を最大化し、コストを最小化する為に管理されてもよい。

図１は、例示的な実施形態が実施され得る領域の側面図を示す。図１は、２次元（例えば、水平面のＸ方向と垂直面のＺ方向）のみを示しているが、図示されたデバイス及びコンポーネントは、ページ内及びページ外の方向（即ち、Ｙ方向）にも通信及び放射するように構成されていることを理解すべきである。又、図１は縮尺に合わせて描かれていないことにも留意すべきである。従って、示された様々なネットワークアーキテクチャの基地局によって生成されたセルの形状は、説明を容易にする為に或る程度誇張されている可能性があることを理解すべきである。例えば、幾つかの実施形態のＡＴＧ基地局は、夫々のセルアーキテクチャに対して、垂直方向成分（典型的には、約８マイル未満又は約４５，０００フィート未満）よりも、水平方向成分（例えば、数十マイルから恐らく１００マイル超）が遙かに長くなるように構成される場合がある。更に、衛星は実際には図１で表されているよりも遙かに遠くにあり、その他の不正確な情報も存在する可能性がある。このように、図１は、本明細書に記載されているトピックの考察を促進する為の非限定的なツールとして理解されるべきである。

図１に示すように、アーキテクチャの地上ネットワークコンポーネントは１つ以上の地上基地局１００を含んでもよい。地上基地局１００は、一般に、地上に分散している様々な固定又は移動通信ノード（例えば、ＵＥ）及び他の無線通信デバイスにサービスを提供する為に、地上ネットワークエミッション１０２を送信してもよい。地上基地局１００は、地上ネットワークの動作を調整及び／又は制御することができる、地上バックホール及びネットワーク制御コンポーネント１１０に動作可能に結合されてもよい。地上バックホール及びネットワーク制御コンポーネント１１０は、一般に、ＲＦスペクトル及びシステムリソースの割り当てを制御し、地上ネットワークのＵＥ及び他の無線通信デバイスが相互に通信することを可能にする、及び／又はインターネット等の広域ネットワーク（ＷＡＮ）１１５と通信することを可能にする為に、ルーティング及び制御サービスを提供してもよい。

地上基地局１００は、一般的に、Ｘ－Ｙ平面において、地上の基地局の各々の周りに無指向性パターンで送信するように構成される。しかし、地上基地局１００は、一般的に、Ｚ方向（即ち、高度）に少なくとも一部のカバレッジも含む。理論的地上ネットワーク高度制限１１８が図１に示されているのは、ＵＥ又は航空機への連続的な接続を可能にする為の十分な信号強度及び連続性の生成について、地上ネットワークエミッション１０２が一般に信頼できない限界を示すためである。理論的地上ネットワーク高度制限１１８は約５，０００フィートであると考えられる。但し、この値は、特定の地域では、地上基地局１００の１つに近接しているかどうか、及びその地域の物理的構造物の存在に依存して変化する可能性がある。

場合によっては、地上基地局１００のうち特定の地上基地局は、理論的地上ネットワーク高度制限１１８よりも高い標高でカバレッジを提供するように構成されたセルで増強されてもよい。しかし、そのようなセルは、独立したものであってもよく、又は、特定の指定された地理的な場所（例えば、都市のエアモビリティオプションに関連する空港又は港）に存在してもよい。例えば、Ｚ方向の地上ネットワークカバレッジを増強する為に、上方を指向する「スカイセル」又は垂直配向の地上ネットワークセル１２０が存在してもよい。垂直配向の地上ネットワークセル１２０は、地上基地局１００の対応する地上基地局から上向きに延びる円筒形又は円錐形のセルを定義してもよい。垂直配向地上ネットワークセル１２０は、従って、理論的地上ネットワーク高度制限１１８よりも上に延在してもよく、又、約１０，０００フィートであり得る理論的ＡＴＧネットワーク高度制限１２２よりも上に延在してもよい。

又、地上ネットワークのＵＥは、自身の地上ネットワークエミッションを送信してもよく、これにより、地上から理論的地上ネットワーク高度制限１１８まで延在する地上通信層において、相当な量の通信トラフィックが生成される可能性が生じることがある。従って、地上ネットワークで動作するように構成されているＵＥは、理論的地上ネットワーク高度制限１１８を超えて動作している場合、垂直配向の地上ネットワークセル１２０のうちの１つが存在する場合（及びそれによって定義されるカバレッジエリアにいる間）を除いて、通信を確実に受信することができないことになる。

一方、ＡＴＧネットワークの複数のＡＴＧ基地局１３０は、理論的ＡＴＧネットワーク高度制限１２２よりも概ね上で、約４０，０００～４５，０００フィートの所定の最大高度１３２までのＡＴＧカバレッジエリアを定義する為に、同じ地域に展開されてもよい。例示的な実施形態では、ＡＴＧ基地局１３０の各々は、ＡＴＧ基地局１３０の対応する１つから特定の方向の地平線上の領域に向かって延在する楔形セル１３４を生成してもよい。これに関連して、ＡＴＧ基地局１３０は夫々、第１の方向（主にＸ－Ｙ平面内であるが、ＡＴＧ基地局１３０からの距離が増加するとＺ方向に拡大する）に配向された指向性放射パターンを投射して、楔形状を定義してもよく、楔の頂点はＡＴＧ基地局１３０に由来する。ＡＴＧ基地局１３０は、理論上のＡＴＧネットワーク高度制限１２２で定義された最小高度と所定の最大高度１３２との間で連続的なカバレッジを提供する為に、楔形セル１３４が互いに重なるように、第１の方向に沿って配列されてもよい。

ＡＴＧネットワークのアーキテクチャは、楔形セル１３４が互いに重ねられて（即ち、互いに重なる）、隣接するセル間のハンドオーバーを可能にすることによってカバレッジが提供され得る連続的な領域を定義することをもたらしてもよい。飛行中の航空機１５０が専ら楔形セル１３４の第１の楔形セルである場合、航空機１５０は、割り当てられたＲＦスペクトルを使用して楔形セル１３４の第１の楔形セルと通信してもよく、航空機１５０が専ら楔形セル１３４の第２の楔形セルである場合、航空機１５０は、割り当てられたＲＦスペクトルを使用して楔形セル１３４の第２の楔形セルと通信してもよい。楔形セル１３４の第１の楔形セルと第２の楔形セルとの間の重複エリアは、ＡＴＧ基地局１３０の対応する第１の楔形セルと第２の楔形セルとの間で、夫々航空機１５０のハンドオーバーの機会を提供し得る。従って、本明細書に記載されているような重複したカバレッジエリアを有する基地局のカバレッジエリア間を通過する間に、航空機１５０上の受信機又は通信デバイスの途切れないハンドオーバーが提供され得る。

例示的な実施形態において、ＡＴＧバックホール及びネットワーク制御コンポーネント１４５は、ＡＴＧ基地局１３０の第１及び第２のＡＴＧ基地局に動作可能に結合されてもよい。ＡＴＧバックホール及びネットワーク制御コンポーネント１４５は、一般に、ＲＦスペクトル及びシステムリソースの割り当てを制御し、航空機１５０及びその上の任意のＵＥ及び他の無線通信デバイスが、互いに及び／又はインターネット等のＷＡＮ１１５と通信することを可能にする為に、ルーティング及び制御サービスを提供してもよい。

地球の曲率及びＡＴＧネットワークの基地局間の距離を考慮すると、楔形セル１３４のレイヤリングを強化することができる。更に、ＡＴＧ基地局１３０は、ビームフォーミング技術を用いて生成された比較的小さい指向性ビームを用いて、航空機１５０（又はその上のデバイス）と通信するように構成されてもよい。採用されるビームフォーミング技術は、比較的狭くて集束したビームの生成を含んでもよい。従って、地上通信層の通信との干渉を引き起こす可能性のあるサイドローブ（例えば、メインビームの方向以外の方向の放射エミッション）の生成が低減され得る。

従って、ネットワークアーキテクチャ自体が、クロスレイヤー干渉量を低減するのに役立ち得る。これに関して、楔形セル構造は、地平線のすぐ上にエネルギーを集中させ、ＡＴＧ基地局からの大きな干渉を受けずに地上のネットワーク運用に使用できる層を地上に残し、ＡＴＧネットワーク通信の為の別の上位高度層を作る。更に、ＡＴＧ基地局１３０によるビームステアリングを備えた指向性アンテナ、及びサイドローブ抑制を備えたアンテナの使用により、これらの層に亘る干渉の量を低減することができる。

幾つかの実施形態では、理論的ＡＴＧネットワーク高度制限１２２で規定された最小高度と、所定の最大高度１３２との間で定義されたエリアは、ＡＴＧ通信層と呼ばれることがある。上記の説明、及び図１から理解できるように、ＡＴＧ通信層と地上通信層とは、必ずしも重ならず、ましてや、標高又は高度において互いに連続していない場合がある。従って両層間にギャップ領域１４０が存在してもよい。航空機１５０がＡＴＧ通信層に位置している場合、航空機１５０は、ＡＴＧ基地局１３０から連続した質の高いサービスを受けることを（自身の通信機器及びその上のＵＥ又は他の通信機器に対して）合理的に期待できる。同様に、航空機１５０が地上にいるか、さもなければ地上通信層にいる場合、航空機１５０（及びその上の任意の通信機器又はＵＥ）が地上基地局１００から継続的且つ質の高いサービスを受けることが期待されてもよい。しかし、ギャップ領域１４０は、カバレッジが不確実な領域を規定してもよい。

場合によっては、ギャップ領域１４０は、垂直配向地上ネットワークセル１２０が存在する場合には、垂直配向地上ネットワークセル１２０によって橋渡しされてもよい。従って、上述のように、ＡＴＧ通信層と地上通信層との間の移行が予期される空港又は都市のエアモビリティポート等のエリアについては、垂直配向地上ネットワークセル１２０は、ギャップ領域１４０における接続の為の選択肢を提供するように意図的に配置されてもよい。しかし、場合によっては、垂直配向地上ネットワークセル１２０は、全ての地理的位置において連続的に提供されないこともある。代りに、上述の垂直配向地上ネットワークセル１２０は空港又は都市部の周辺に集中している場合があるので、そのようなカバレッジの為のオプションが存在しない他の地域があり得る。垂直配向地上ネットワークセル１２０が存在しない場合（場合によっては存在する場合）には、ギャップ領域１４０にカバレッジを拡張する為の幾つかのオプションが存在する可能性がある。更に、幾つかの領域（例えば、ギャップ領域１４０、ＡＴＧ通信層及び地上通信層）においてバックアップ通信オプションを規定することも望ましくあり得る。又、ギャップフィリング及び／又は冗長性の提供についても、同様のオプションが適用可能である。

この意味で、ギャップフィリング及び／又は冗長性提供の為のオプションは、衛星通信ネットワークと、予期される領域外のカバレッジを実現する範囲でのＡＴＧ基地局１３０及び地上基地局１００の何れか又は両方を含んでもよい。衛星通信ネットワークに関して、図１は、１つの地上局１６０と１つの衛星１６５を示している。しかし、衛星通信ネットワークは、これらの構成要素の夫々の複数のインスタンスを含み得ることを理解すべきである。又、衛星通信ネットワークは、地上局１６０の夫々に動作可能に結合されてもよく、一般的にＲＦスペクトル及びシステムリソースの割り当てを制御し、航空機１５０及びその上の任意のＵＥ及び他の無線通信デバイスが互いに通信することを可能にする、及び／又はインターネット等のＷＡＮ１１５と通信することを可能にするルーティング及び制御サービスを提供する、衛星バックホール及びネットワーク制御コンポーネント１７０を含んでもよい。

衛星通信ネットワークは、地球上の軌道上の位置から衛星１６５で下方向を指向する構造の為、地上通信層、ギャップ領域１４０、ＡＴＧ通信層におけるバックアップカバレッジの機会を提供し得る。更に、衛星通信網は、ギャップ領域１４０における一次通信提供の為の良い選択肢となり得る。しかし、航空機用の衛星通信ネットワークのアンテナのコストは極めて高い（多くの場合２０万ドル近く、設置やサービスを考慮すると３０万ドルを超える）。更に、衛星通信ネットワークは、高レイテンシに過度に悩まされる。レイテンシの問題は、一般的に、アップリンク方向とダウンリンク方向の両方に高い帯域幅を必要とするアプリケーションやサービスに対して衛星通信ネットワークを無効にする。実際、衛星通信ネットワークは、高レイテンシの影響を受けない一方向（即ち、ダウンリンク）の通信にしか使えない。このように、衛星通信ネットワークは、信頼性の高いバックアップ通信オプションやギャップフィラーとなり得るが、高レイテンシとコストは、他のオプションが利用可能な場合には、一般的にその使用に対してかなりの重荷となる。

一方、上記の説明、及び図１から理解できるように、ＡＴＧ基地局１３０及び地上基地局１００の両方は、図１に示された楔形セル１３４及び地上のネットワークエミッション１０２に関連する通常予期されるカバレッジの領域の外側にカバレッジを提供する能力を有してもよい。従って、理論的ＡＴＧネットワーク高度制限１２２以下で楔形セル１３４を介してＡＴＧ基地局１３０によってカバレッジを提供できる特定の領域があってもよい。同様に、地上ネットワークエミッション１０２の公称カバレッジエリアの外側で、従って、理論的地上ネットワーク高度制限１１８の上で、地上基地局１００によってカバレッジが提供され得る特定のエリアが存在してもよい。これらのエリアは、既知のものであっても、認識できるものであっても、時間、季節、天候、又は他の要因に依存するものであっても依存しないものであってもよい。しかし、他のケースでは、エリアはその場で検出されてもよく、無線リソースの資源配分は、航空機１５０及びその上の通信機器に提供される接続性を最適化する為に自動的に管理され得る。

従って、航空機１５０（又は少なくともその上の通信機器（例えば、ＵＥ及びオンボード機器））が、ユーザにシームレスな接続性を提供する方法で、利用可能なネットワーク間の移行を可能にするモジュール又は他のネットワークコンポーネントを利用することが望ましい場合があり、そのような「ユーザ」にはオンボードのセンサ及びシステムも含まれる。航空機１５０が動作する全ての高度に亘ってこのレベルの接続性を提供することは、統合型無線ソリューションと呼ばれることがある。統合型無線ソリューションは、実際、複数のネットワークと相互運用できるように構成可能な（最適な性能を得る為に選択された）単一の無線機を含んでいてもよいし、同じ結果を得る為に協力できる複数の無線機を含んでいてもよい。例えば、統合型無線ソリューションでは、ネットワーク間でセッションを転送する為に、ダイナミックＩＰアドレス（又はその他の方法）を採用してもよい。このように、ユーザの視点から見ると、統合型無線機は、ユーザが地上にいる間に（直接又はオンボードＷｉＦｉを介して）接続し、ユーザが任意の高度に上昇し、その後別の場所に着陸する為に下降しても、同じセッションを維持することができるように見える可能性がある。統合型無線は、各ユーザのセッションを維持する為にネットワーク間を移行することがあるが、結果としてユーザは殆ど又は一切の変化を体感しないであろう。具体的な形態に関わらず、航空機側の装置（又は、それ自体が統合型無線ソリューションで動作するように構成された任意の通信機器又はＵＥ）は、統合型無線機１９０と呼ばれることがある。統合型無線機１９０は、図１の航空機１５０に示されており、場合によっては、統合型無線機１９０が単独で動作して所望の結果を得ることができる場合がある。しかし、場合によっては、ネットワーク又はオンボードのコンポーネントを追加することで、以下でより詳細に説明する特定の方法で動作を強化することができる。

図２は、例示的な実施形態による統合型無線ソリューションのコンテキストで採用され得るネットワークの様々なコンポーネントのブロック図である。これに関して、図２に示すように、地上ネットワーク２００、ＡＴＧネットワーク２１０、及び衛星ネットワーク２２０が夫々提示されている。

図２に示すように、無線ネットワークの各々は、無線通信の為に構成されたアンテナを含む無線アクセスポイント（ＡＰ）を含んでもよい。従って、例えば、地上ネットワーク２００は、地上ネットワーク２００の為のカバレッジエリアを定義する為に結合する地理的に分散された複数の基地局のうち、夫々が基地局であり得る第１の地上ＡＰ２０２及び第２の地上ＡＰ２０４を含んでもよい。第１及び第２の地上ＡＰ２０２及び２０４は夫々、図１の地上基地局１００の例であってもよい。従って、第１及び第２の地上ＡＰ２０２及び２０４の一方、両方、又はどちらも、図１を参照して上述した垂直配向地上ネットワークセル１２０を提供するように構成されてもよい。第１及び第２の地上ＡＰ２０２及び２０４は夫々、ゲートウェイ（ＧＴＷ）デバイス２０６を介して、地上ネットワーク２００と通信してもよい。地上ネットワーク２００は、更に、インターネット１１５、仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）又は他の通信ネットワーク等の広域ネットワークと通信していてもよい。幾つかの実施形態では、地上ネットワーク２００は、パケットスイッチコア又は他の通信ネットワークを含むか、又は他の方法で結合されてもよい。従って、例えば、地上ネットワーク２００は、携帯電話ネットワーク（例えば、４Ｇ、５Ｇ、ＬＴＥ又は他のそのようなネットワーク）であってもよい。

ＡＴＧネットワーク２１０は、同様に、ＡＴＧネットワーク２１０の為のカバレッジエリアを定義する為に結合する地理的に分散された複数の基地局のうち、夫々が基地局である第１のＡＴＧＡＰ２１２及び第２のＡＴＧＡＰ２１４を含んでもよい。第１及び第２のＡＴＧＡＰ２１２及び２１４は、夫々、図１のＡＴＧ基地局１３０の例であってもよい。第１及び第２のＡＴＧＡＰ２１２及び２１４は夫々ＧＴＷデバイス２１６を介してＡＴＧネットワーク２１０と通信してもよい。又、ＡＴＧネットワーク２１０は、インターネット１１５やＶＰＮ等の広域ネットワークや他の通信ネットワークと通信していてもよい。幾つかの実施形態では、ＡＴＧネットワーク２１０は又、パケットスイッチコア若しくは他の通信ネットワークを含むか、又は他の方法で結合されてもよい。従って、例えば、ＡＴＧネットワーク２１０は、在空アセットに無線通信を提供するように構成されたネットワークであってもよく、４Ｇ、５Ｇ、ＬＴＥ及び／又は他の専有技術を採用してもよい。

衛星ネットワーク２２０は、１つ以上の地上局（例えば、図１の地上局１６０）及び１つ以上の衛星アクセスポイント２２２（例えば、図１の衛星１６５）を含んでもよい。衛星ネットワーク２２０は、Ｋａバンド、Ｋｕバンド、又は他の任意の適切な衛星周波数／技術を採用して、航空機１５０に、より具体的には航空機１５０上の統合型無線機１９０に、無線音声及びデータ通信サービスを提供し得る。

図２に示すように、計画モジュール２５０は、ネットワーク及び／又は統合型無線機１９０のうちの１つ以上にアクセス可能な場所に配置されてもよい。計画モジュール２５０は、本明細書に記載された統合型無線ソリューションを提供する為に、統合型無線機１９０及び／又は他のネットワークコンポーネントによって使用可能な情報を収集、保存及び／又は更新するように構成されてもよい。計画モジュール２５０は、場合によっては、ネットワークのうちの特定の１つの一部であってもよいし、インターネット１１５を介して、ネットワーク及びそれに動作可能に結合されたデバイスのうちの任意の１つにアクセス可能であってもよい。更に他の場合には、計画モジュール２５０は、航空機１５０に配置されてもよいし、統合型無線機１９０を実装する別のデバイス（例えば、ＵＥ）に配置されてもよい。

例示的な実施形態の統合型無線機１９０の例示的な構造が図３のブロック図に示されている。これに関して、図３に示すように、統合型無線機１９０は、本発明の例示的な実施形態に従って、データ処理、制御機能実行及び／又は他の処理及び管理サービスを実行するように構成された処理回路３１０を含んでもよい。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具現化されてもよい。言い換えると、処理回路３１０は、構造アセンブリ（例えば、ベースボード）上の材料、コンポーネント及び／又はワイヤを含む１つ以上の物理的パッケージ（例えば、チップ）を備えてもよい。構造アセンブリは、その上に含まれるコンポーネント回路に対して、物理的強度、サイズの保存、及び／又は、電気的相互作用の制限を提供してもよい。従って、処理回路３１０は、場合によっては、本発明の実施形態を単一のチップ上で、又は単一の「システムオンチップ」として実装するように構成されてもよい。このように、場合によっては、チップ又はチップセットは、本明細書に記載された機能性を提供する為の１つ以上の動作を実行する為の手段を構成してもよい。

例示的な実施形態では、処理回路３１０は、デバイスインターフェース３２０と通信するか、又はその他の方法で制御することができるプロセッサ３１２及びメモリ３１４の１つ以上のインスタンスを含んでもよい。このように、処理回路３１０は、本明細書に記載された動作を実行するように（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で）構成された回路チップ（例えば、集積回路チップ）として具現化されてもよい。しかし、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として具現化されてもよい。幾つかの実施形態では、処理回路３１０は、例えば、デバイスインターフェース３２０を介して、航空機１５０の様々なコンポーネント、エンティティ、システム及び／又はセンサと通信してもよい。従って、例えば、処理回路３１０は、高度情報、位置情報（例えば、ＧＰＳ座標、緯度／経度等）、ピッチ及びロール情報等を受信する為に、航空機１５０のセンサネットワーク３２４又は他のオンボードシステム３２５と通信してもよい。又、処理回路３１０は、アンテナアセンブリ３２８と通信して、アンテナアセンブリ３２８が動作するように構成された周波数及び／又は方向を制御してもよい。更に、センサネットワーク３２４及び／又はオンボードシステム３２５から収集又は受信された情報の少なくとも一部は、航空機１５０のリターンリンク能力のロバストな性質により、リアルタイムで航空機１５０から通信されてもよい。実効的に、処理回路３１０は、オンボードシステム又は状態に関するデータの収集及び地上への送信の為のハブとして機能し得る。従って、在空のモノのインターネット（ＩＯＴ）ネットワークが作成されてもよく、航空機１５０から通信されるデータは、ライブストリーミングされるか、又は他の通信負荷に基づいて帯域幅が利用可能になったときに送信されてもよい。一部のデータ（例えば、優先度の低いデータ）は、航空機１５０が着陸したときに、航空機１５０から送信する為に（例えば、メモリ３１４に）保存され得る。しかし、より高い優先度の情報が機内で送信されてもよく、最高優先度の情報は、リターンリンクを介して航空機１５０の外でライブストリーミングされてもよい。

デバイスインターフェース３２０は、他のデバイス（例えば、航空機１５０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為の１つ以上のインターフェース機構を含んでもよい。場合によっては、デバイスインターフェース３２０は、処理回路３１０と通信している航空機１５０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を受信及び／又は送信するように構成された、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の何れかで具現化されたデバイス又は回路等の任意の手段であってもよい。この意味で、例えば、デバイスインターフェース３２０は、処理回路３１０をネットワークモニタ３３０、ネットワークセレクタ３４０及び／又はセッションマネジャ３５０に動作可能に結合するように構成されてもよい。

プロセッサ３１２は幾つかの異なる方法で具現化されてもよい。例えば、プロセッサ３１２は、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、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）等の集積回路を含む他の様々なコンピューティング又は処理装置のうちの１つ以上等の様々な処理手段として具現化されてもよい。例示的な実施形態では、プロセッサ３１２は、メモリ３１４に格納された、又はその他の方法でプロセッサ３１２にアクセス可能な命令を実行するように構成されてもよい。このように、ハードウェアによって構成されるか、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るかに関わらず、プロセッサ３１２は、適宜構成されている間、本発明の実施形態による動作を実行することができるエンティティ（例えば、回路で物理的に具現化される－処理回路３１０の形で）を表してもよい。従って、例えば、プロセッサ３１２がＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等として具現化される場合、プロセッサ３１２は、本明細書に記載された動作を行う為に特別に構成されたハードウェアであってもよい。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者として具現化される場合、その命令は、本明細書に記載された動作を行う為にプロセッサ３１２を具体的に構成してもよい。

例示的な実施形態では、プロセッサ３１２（又は処理回路３１０）は、処理回路３１０によって受信された、航空機１５０の高度、位置等を示す入力に基づいて、ネットワークモニタ３３０、ネットワークセレクタ３４０及び／又はセッションマネジャ３５０の動作を含むか、又はその他の方法で制御するように具現化されてもよい。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）は、ネットワークモニタ３３０、ネットワークセレクタ３４０及び／又はセッションマネジャ３５０に関連して説明した動作の夫々を引き起こすと言ってもよい。又、プロセッサ３１２は、プロセッサ３１２（又は処理回路３１０）を適宜構成する命令又はアルゴリズムの実行に基づいて、アレイ構成に関連する対応する機能性を遂行する為にアンテナアレイに加えられるべき調整に関連して、ネットワークセレクタ３４０によって識別されるネットワークを選択するようにアンテナアセンブリ３２８を調整するように制御してもよい。特に、命令は、アンテナアセンブリ３２８のアンテナアレイに、アンテナアレイと図１及び図２のネットワークのうちの選択された１ネットワークのＡＰとの間で通信リンクを確立することを容易にする周波数及び／又は方向に向けてビームを配向させるか、又はその他の方法で調整するように指示する為に、航空機１５０の３Ｄ位置情報（例えば、高度及び位置）（方位を含む）を処理する為の命令を含み得る。

例示的な実施形態では、メモリ３１４は、例えば、固定又は取り外し可能な揮発性及び／又は不揮発性メモリ等の１つ以上の非一時的メモリデバイスを含んでもよい。メモリ３１４は、本発明の例示的な実施形態に従って、処理回路３１０が様々な機能を実行できるようにする為の情報、データ、アプリケーション、命令等を格納するように構成されてもよい。例えば、メモリ３１４は、プロセッサ３１２による処理の為に入力データをバッファリングするように構成され得る。更に又は別の選択肢として、メモリ３１４は、プロセッサ３１２による実行の為の命令を格納するように構成され得る。更に別の選択肢として、メモリ３１４は、入力センサ及びコンポーネントに応答する様々なデータセットを格納することができる１つ以上のデータベースを含み得る。メモリ３１４のコンテンツのうち、アプリケーション及び／又は命令は、夫々のアプリケーション／命令に関連する機能を実行する為に、プロセッサ３１２による実行の為に格納されてもよい。場合によっては、アプリケーションは、本明細書で説明したように、アンテナアセンブリ３２８及び／又はネットワークモニタ３３０、ネットワークセレクタ３４０及び／又はセッションマネジャ３５０の動作を制御する為の入力を提供する為の命令を含んでもよい。例示的な実施形態では、メモリ３１４は、計画モジュール２５０からの情報を格納又は含んでもよく、又は計画モジュール２５０は、プロセッサ３１２での実行の為にメモリ３１４にそれに関連する命令／コードを格納することによって、航空機１５０で実装されてもよい。その他、計画モジュール２５０がシステムの他の場所に物理的に配置されている場合、計画モジュール２５０は、上述の処理回路３１０、プロセッサ３１２及び／又はメモリ３１４と機能及び／又は形態が類似した構成要素を含むと理解されてよい。

ネットワークモニタ３３０は、現行サービングネットワーク（統合型無線機１９０又はそれによってサービスを受けるデバイスとの少なくとも１つのアクティブなセッションを伴うネットワーク）のネットワークパラメータを監視するように構成されてもよく、又、随時、少なくとも１つの他の非サービングネットワーク（即ち、統合型無線機１９０が通信するように構成可能であるが、現在はアクティブにセッションを行っていないネットワーク）のネットワークパラメータを監視するように構成されてもよい。しかし、場合によっては、ネットワークモニタ３３０は、全ての利用可能なネットワーク（例えば、地上ネットワーク２００、ＡＴＧネットワーク２１０及び衛星ネットワーク２２０）のネットワークパラメータを監視するように構成されてもよい。監視されるネットワークパラメータは、信号強度、干渉レベルの指標、信号対雑音比、及び所定の期間に亘る先行パラメータのピーク値及び／又は平均値を含んでもよい。ネットワークモニタ３３０は、場合によっては、非サービングネットワークのパラメータを定期的又は連続的にスニッフィング又はその他の方法で監視するように構成されたアンテナアレイを含むように構成されたアンテナアセンブリ３２８と協働してもよい。監視が連続的でない実施形態では、予め定義された期間、又は一連のイベントベースの刺激を使用して、ネットワークパラメータの測定をトリガしてもよい。イベントベースの刺激には、様々な高度の閾値の通過又は接近、高度変化の特定の速度の遭遇、又は送信されるデータの重要性と優先度が含まれる場合がある。何れの場合も、高度変化の方向（上昇か下降か）も考慮される。従って、例えば、理論的地上ネットワーク高度制限１１８に上から接近している場合は、地上ネットワーク２００への切り替えがまもなく必要になり得ると想定され得る。従って、理論的地上ネットワーク高度制限１１８への近接度、又は理論的地上ネットワーク高度制限１１８への接近速度は、地上ネットワーク２００のネットワークパラメータのチェックをトリガして、ＡＴＧネットワーク２１０（接近の少なくとも一部の間は現行サービングネットワークであると想定され得る）からの切り替えが必要かどうかを判断することができる。一方、高度変化の方向が逆であり、航空機１５０が上昇している場合、地上ネットワーク２００が現行サービングネットワークであってＡＴＧネットワーク２１０が非サービングネットワークであってもよく、その上昇方向の理論的地上ネットワーク高度制限１１８への接近に応答してネットワークパラメータが測定される。

同様の状況が、理論的ＡＴＧネットワーク高度制限１２２にも存在する可能性がある。例えば、下降方向における理論的ＡＴＧネットワーク高度制限１２２への接近又は理論的ＡＴＧネットワーク高度制限１２２への接近速度が、地上ネットワーク２００のネットワークパラメータのチェックをトリガして、ＡＴＧネットワーク２１０（これは、下降の少なくとも一部の間は現行サービングネットワークであると仮定され得る）からの切り替えが保証されるかどうかを判断することができる。一方、高度変化の方向が逆であり、航空機１５０が上昇している場合、地上ネットワーク２００が現行サービングネットワークであってＡＴＧネットワーク２１０が非サービングネットワークであってもよく、その上昇方向の理論的ＡＴＧネットワーク高度制限１２２への接近に応答してネットワークパラメータが測定される。

場合によっては、監視の頻度は、上昇／下降の割合又は現在の高度に基づいて増加してもよい。例えば、航空機１５０がギャップ領域１４０にあるとき、航空機１５０が地上ネットワーク２００又はＡＴＧネットワーク２１０の夫々が提供する層で高度を安定させるまで、監視のレート又は頻度を最大にしてもよい。更に、上述した状況の何れかにおいて、衛星ネットワーク２２０のネットワークパラメータを追加的又は代替的に監視してもよいことを理解すべきである。

非サービングネットワークのネットワークパラメータが測定されると、ネットワークパラメータは、（現行サービングネットワークのネットワークパラメータと共に）ネットワークセレクタ３４０に伝達されてもよい。ネットワークセレクタ３４０は、ネットワーク選択基準を用いて、統合型無線機１９０による通信の為にどのネットワーク（即ち、地上ネットワーク２００、ＡＴＧネットワーク２１０、又は衛星ネットワーク２２０）を使用すべきかの決定を行うように構成されてもよい。場合によっては、ネットワークパラメータの測定に使用されるのと同じ周期性、周波数、又は刺激を、ネットワークセレクタ３４０でのネットワーク選択のトリガとして使用してもよい。従って、ネットワークモニタ３３０は、ネットワークパラメータ情報を送信してもよい。

判定が行われた後、ネットワークセレクタ３４０は、ネットワークパラメータに関するデータをネットワークセレクタ３４０に提供してもよく、ネットワークセレクタ３４０は、そのような情報（履歴情報あり又は履歴情報なし）を使用して、新しい現行サービングネットワークとして選択されたネットワークに切り替えるようにアンテナアレイを構成する為に、（例えば、処理回路３１０によって）アンテナアセンブリ３２８に通信する為に使用される選択指示を決定してもよい。先行する現行サービングネットワークは、その後、非サービングネットワーク、又は非サービングネットワークの１つになることがある。従って、例えば、統合型無線機１９０が機内無線アクセスポイント（ＣＷＡＰ）３６０を介して航空機１５０に搭載されたＵＥ又は他の機器にサービスを提供している場合、統合型無線機１９０は、ＡＴＧネットワーク２１０への移行が可能及び／又は推奨されるようになる一定の高度に到達するまで、最初は地上ネットワーク２００を介してＵＥのコンテンツにサービスを提供し得る。ネットワークモニタ３３０は、地上ネットワーク２００及びＡＴＧネットワーク２１０のネットワークパラメータをネットワークセレクタ３４０に提供してもよく、ネットワークセレクタ３４０は、サービングネットワークをＡＴＧネットワーク２１０に切り替える為に、アンテナアセンブリ３２８のアンテナアレイを調整することを決定してもよい。ＵＥは、その後、スイッチに応答して、地上ネットワーク２００を介しての代わりに、ＡＴＧネットワーク２１０からコンテンツを受信することになる。

例示的な実施形態では、セッションマネジャ３５０は、統合型無線機１９０を介して提供されている各セッションを維持するように構成されてもよい。従って、例えば、地上ネットワーク２００を介してインターネット１１５との間で維持されている１つ以上のセッションは、ＡＴＧネットワーク２１０を介して維持されるように移行してもよい。セッションマネジャ３５０は、動的ＩＰアドレス又はその他の適切な方法を用いてネットワークの移行を通じてセッションを維持してもよい。

このように、幾つかの例示的な実施形態では、統合型無線機１９０は、ネットワークモニタ３３０、ネットワークセレクタ３４０及び／又はセッションマネジャ３５０を採用して、利用可能なネットワークアセットを管理してユーザエクスペリエンスの品質を最大化する為に、高度層間の移行に関連する様々な条件を監視してもよい。このように、例えば、統合型無線機１９０は、複数の無線モダリティをインテリジェントに切り替える機能を有するアジャイル無線機として動作することができる。インテリジェンスは、場所、高度、メディア又はデータの種類（例えば、サービス又はアプリケーションの種類）、或いはそれらの組み合わせに基づいて、ネットワークに優先順位付けすることに基づき得る。更に、インテリジェンスは、リアルタイムで測定を行い、測定と同時に（又はほぼ同時に）意思決定を行うという、リアルタイム方式で動作してもよい。しかし、場合によっては、計画モジュール２５０の追加により、過去の情報に完全に又は部分的に基づいて、インテリジェンスを実施することが可能になることがある。

このように、統合型無線機１９０は（特にネットワークセレクタ３４０の動作を介して）、離陸（及び離陸前）から着陸（及び着陸後）までの全経路において接続性保証を採用してもよく、航空機１５０の通信機器（例えば、ユーザデバイス（又はＵＥ）又はオンボード通信機器）が航空機１５０上で動作している全時間において、通信機器が（ＣＷＡＰ３６０を介して又は直接）、接続目的でネットワークにアクセスできるようにする。更に、ネットワークセレクタ３４０は、（コスト、信号強度、信頼性、及び／又は所定のメディアタイプに対する適合性の観点から）最良のネットワークが常に通信機器に利用可能となるようにしてもよい。接続性の保証は、各所与の高度帯で（又は各瞬間に）最良のチャネルを選択する為に、リアルタイムのチャネル（例えば、周波数）監視によって達成されてもよい。しかし、上述したように、接続性確保の為に履歴情報を利用することもできる。

これに関連して、計画モジュール２５０は、例示的な実施形態を一般的に採用したシステム内の各統合型無線機のネットワークモニタ３３０によって行われた測定に関する履歴情報を含んでもよい。例えば、その上に統合型無線機１９０を有する全ての航空機１５０は、各々の位置及び高度で各ネットワークについて測定されたネットワークパラメータを、そのような測定の時間／日付と相関させる為のテーブル又は他のデータリポジトリが達成できるように、ネットワークパラメータ及び対応する位置情報（例えば、緯度／経度）及び高度情報を通信してもよい。大容量のストレージが可能な場合は、そのようなデータを全て保存してもよい。しかし、小規模のストレージ容量が利用可能である場合、データは、その古さ（ａｇｅ）に基づいて平均化又は維持されてもよい（即ち、古いデータは、循環的に新しいデータの為のスペースを作る為に消去されてもよい）。このように、計画モジュール２５０は、測定期間中に航空機が飛行した夫々の場所及び高度で各ネットワークが達成した性能の３Ｄ画像を効果的に定義することができる。更に、場合によっては、このデータを使用して、夫々のネットワークについて、所定の時間又は時間範囲における場所及び高度毎のネットワーク性能の評価を示す３Ｄネットワーク性能マップを生成してもよい。

場合によっては、この履歴情報は、各所与の場所及び／又は高度帯で使用する為に最優先されるべき主要ネットワークの指定に使用されてもよく、又はそれを含んでもよい。従って、計画モジュール２５０は、各場所及び高度に対する主要ネットワークのリストを含んでもよい。場合によっては、計画モジュール２５０は、更に、夫々の場所及び高度における他のネットワークを同様にランク付けしてもよく、ネットワークの選択は、場所及び高度、ならびに現行サービングネットワークに対するネットワークの可用性の表示に依存して、ランク順に行われてもよい。例えば、所定の場所にいる航空機が、地上から３８，０００フィートの巡航高度まで上昇している場合がある。その所定の場所では、地上ネットワーク２００が５，０００フィート以下の主要ネットワークとして指定され、ＡＴＧネットワーク２１０が１０，０００フィート以上の主要ネットワークとして指定されてもよい。その所定の場所の地上基地局が、垂直ビームフォーミングの有無に関わらず、垂直配向地上ネットワークセル１２０を提供するように構成されている場合、地上ネットワーク２００は、高度５，０００フィートと１０，０００フィートとの間のギャップ領域においても、主要ネットワークとして指定されてもよい。しかし、所定の場所の地上基地局が、垂直ビームフォーミングの有無に関わらず、垂直配向地上ネットワークセル１２０を含むように構成されていない場合、ギャップ領域における地上ネットワーク２００及びＡＴＧネットワーク２１０の何れか（又は両方）の信頼性の高い性能を履歴データが示していない限り、ギャップ領域では衛星ネットワーク２２０が主要ネットワークとして指定されてもよく、その場合、優れたネットワークパラメータを有するネットワークが主要ネットワークとして指定されてもよい。

場合によっては、統合型無線機１９０は、高度及び場所毎に主要ネットワークを示す情報に（プランニングモジュール２５０を介して）アクセスし、それに応じて現行サービングネットワークとなる主要ネットワークを選択してもよい。ネットワークモニタ３３０が、主要ネットワークが利用できないか、（例えば、場所及び／又は高度の変更に基づいて）変更されようとしているか、又は利用可能な別の選択肢よりも性能が劣っているとネットワークセレクタ３４０が判断できるような測定を行った場合、ネットワークセレクタ３４０は、別のネットワーク（即ち、非サービングネットワークの１つ）への変更を開始してもよい。選択された非サービングネットワークは、その後、新たな現行サービングネットワークとなるようにシフトされてもよく、シフト前の現行サービングネットワークは、その後、非サービングネットワークとなるように移行する。上述のように、シフトは、計画モジュール２５０からの情報を用いて、主要ネットワークの後のネットワークの順位に基づいて行われてもよい。そのような例では、シフトは、ネットワークの順位を生成する為に使用された履歴情報に基づいて行われたことになる。しかし、他の例では、シフトは、より最新の（更にはリアルタイムの）ネットワーク性能メトリクスに基づいて行われてもよい。このように、ネットワークセレクタ３４０は、現在の情報、履歴情報、又はそれらの組み合わせに基づいて動作してもよい。

このように、ネットワークの選択基準には、履歴性能関連情報に基づくネットワークの順位付けや、現在又はリアルタイムの情報に基づくネットワークの順位付けが含まれる場合がある。又、ネットワーク選択基準は、例えば、レイテンシへの耐性のないメディアタイプが使用されている場合、レイテンシベースの基準を考慮できるように、特定のメディアタイプのネットワーク性能特性をランク付け、スコアリング、又はその他の方法で比較することを含んでもよい。このように、例えば、サービス、アプリケーション、優先順位付けされたデータ又はメディアタイプ（例えば、夫々の異なるメディアタイプに関連するデータ転送要件）がアクティブなセッションに採用されており、それらのサービス、アプリケーション又はメディアタイプが低いレイテンシ耐性を有する場合、衛星ネットワーク２２０の使用を回避する（又は、少なくとも衛星ネットワーク２２０を低くランク付けする）為に、アプリケーション及びサービス要件に関連するレイテンシ耐性の表示を使用することができる。例示的な実施形態では、ネットワークセレクタ３４０は、優先順位に基づいてネットワークを介してメッセージトラフィックをルーティングしてもよい。例えば、場合によっては、夫々の利用可能なネットワークの順方向リンク及び逆方向リンクの能力を考慮し、そのような能力を、特定のメッセージトラフィックに割り当てられた優先順位と比較してもよい。優先順位は、安全性や規制を考慮したものであっても、様々な異なる実施形態において加入者のサービスレベルに基づいたものであってもよい。又、アプリケーションの要件が優先順位に影響する場合もある。その場合、特定のネットワークとのリンクは一般的に、ネットワークの変更を必要とする超過イベントが発生するまで維持され得る。ネットワークの変更は、継続性を維持する為に、同じネットワーク又は異なるネットワーク上のチャネルを並行して使用する期間（任意の適切な長さ）に応じて行われ得る。

又、場合によってはコストも、ネットワークセレクタ３４０が採用する考慮事項となり得る。例えば、統合型無線機１９０は、統合型無線機１９０が主にサービス及び／又は維持される「ホームネットワーク」を有していてもよい。従って、統合型無線機１９０は、ホームネットワークの公認加入者としての統合型無線機１９０の識別及び認証を可能にする加入者識別情報（例えば、インターナショナル・モバイルサブスクライバー・アイデンティティ（ＩＭＳＩ）番号）及び対応する鍵を安全に格納する為に、ホームネットワークから提供された加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カードを有していてもよい。このように、ホームネットワークに固有の集積回路であってもよいＳＩＭカードは、統合型無線機１９０がホームネットワーク上で動作することを可能にする為の固有の情報を含むユニバーサル集積回路カード（ＵＩＣＣ）として機能してもよい。又、統合型無線機１９０は、他のネットワーク用のＳＩＭカードを含んでいてもよく、これらのネットワークは、統合型無線機１９０が対応するＳＩＭカードを有しているという事実により、統合型無線機１９０が動作可能な「ゲストネットワーク」と考えられ、従って、夫々のネットワークで識別及び認証され得る。しかし、ホームネットワーク上で動作させる為のコストが、ゲストネットワーク上で動作させる為のコストよりも低い場合がある。従って、統合型無線機１９０は、ホームネットワークが利用可能な場合（少なくとも品質又は信号強度の閾値以上の場合）は常にホームネットワークを優先してもよい。ネットワークセレクタ３４０によってコストが考慮される場合、ホームネットワークの品質の閾値レベル以上のリアルタイム測定値は、（所定の場所／高度でどのネットワークが別途主要ネットワークであるかに関わらず）ホームネットワークへのシフトをトリガすることができる。しかし、他のケースでは、ホームネットワークとしてどのネットワークにも優先度が与えられない可能性があり、又、所定の場所及び高度において主要ネットワークとして別の方法でリストアップされているネットワークよりもホームネットワークに優先度が与えられる可能性がある。

計画モジュール２５０は、場合によっては、所定の飛行計画、ルート、又は軌道に対する接続性保証計画を定義する為に使用されてもよい。これに関連して、高度帯及び／又は場所毎に主要ネットワークを定義することに加えて、又はそれに代わるものとして、計画モジュール２５０は、（履歴情報に基づいて）所与の飛行計画、経路又は軌道について、高度帯及び／又は場所毎に使用されるべき特定のネットワークを規定又は推奨してもよい。接続性保証計画は、接続性保証計画に従って、場所、時間、又は高度のトリガに達した時にネットワークセレクタ３４０にネットワーク選択を行わせる為に、ネットワークセレクタ３４０に与えられてもよい。これは、場合によっては、（ネットワーク性能又は可用性に関する）リアルタイム情報によって増強されてもよく、又は、リアルタイム情報は、単に、与えられた飛行計画、ルート又は軌道の任意の特定の部分について、主要ネットワークとして識別された（又は選択されるべき）ネットワークの可用性を確認するだけであってもよい。

従って、例えば、接続性保証計画は、最適な接続性を維持する為に、特定の高度（上昇率又は下降率、及びそのような上昇軌道又は下降軌道を開始する時期を含む）を達成する為の推奨位置を定義してもよい。更に、計画モジュール２５０は、所定の軌道に留まることによる接続性の影響に関するガイダンス（又は警告）を提供するように構成されてもよい。ガイダンス通信は、（接続性が失われた場合に）何時接続性が回復すると予想されるか、又は所定の軌道上でどの程度の期間接続性が良好又は十分であると予想されるかをユーザに助言する為に、ユーザに提供されてもよい。場合によっては、ガイダンス通信は、現在の軌道又は現在の飛行計画を継続することによるユーザエクスペリエンスへの影響をユーザが理解できるように、起動中のメディアタイプ又はアプリケーションに固有のものであってもよい。従って、例えば、ユーザは、リアルタイム接続アプリケーション（ビデオ会議又はチャットアプリケーション等）を起動することができる。計画モジュール２５０は、飛行経路又は軌道に基づいて、このタイプのアプリケーションがどの程度の時間に渡り有効にサポートされるかを判断し、ユーザにその旨を通知できてもよい。このように、航空機１５０が、衛星ネットワーク２２０が主要ネットワークであると共に１０分間は主要ネットワークである予定のエリアから３０分離れている場合、計画モジュール２５０は、現在の飛行計画に基づいて、約３０分後に始まる１０分間のウィンドウで、非常に高いレイテンシの期間（即ち、衛星ネットワーク２２０がカバレッジを提供する場合）が経験されることになる旨をユーザに伝えてもよい。ユーザ又はシステムは、それに応じて、アプリケーションに関与する決定を管理することができる。

特定の通信チャネル又は周波数が所定の高度又は高度帯の航空機に使用される幾つかのケースでは、通信チャネル又は周波数は、高度を管理又は追跡する為の差別化要素又は方法として使用されてもよい。例えば、或るエリアの高度８，０００フィートで特定の周波数又はチャネルが使用され、同じエリアの高度６，０００フィートで別のチャネル又は周波数が使用されている場合、夫々の高度を運行する航空機は、通信チャネルに基づいて互いに区別される可能性がある。従って、接続性保証計画では、航空機が所定の高度に到達してから、その高度に対応するチャネルに切り替えるよう指示することができる。その後、高度帯は、高度と方向に基づいてトラフィックパターンを規定できるように、指向性コリドーとして形成され、接続性保証計画に従って特定の周波数と関連付けられてもよい。

統合型無線機１９０が効果的に動作する能力は、或る程度、状況によっては、航空機１５０（又はその上のデバイス）がその位置と高度を正確に決定する能力に依存し得る。ＧＰＳ又はＧＮＳＳは、航空機１５０の飛行経路及び／又は位置／高度を決定する為の信頼できるメカニズムであることは確かであるが、他の方法も採用されてもよい。例えば、航空機の位置を継続的に決定する為に、広域航法（ＲＮＡＶ）を採用してもよい。広域航法性能（ＲＮＰ－ＲＮＡＶ）は、正確な二次元（例えば、ＬＮＡＶ）及び三次元（例えば、ＶＮＡＶ）の位置を組み合わせて、航空機１５０の正確な位置及び追跡情報を決定してもよい。ＡＤＳ－Ｂ及びＰＮＴ（位置、ナビゲーション及びタイミング）は、高度及び位置を正確に決定する為に使用され得る機構の他の例である。

上述のように、統合型無線機１９０は、位置、高度、ネットワークパラメータ（現在及び／又は過去）、コスト、及び場合によってはメディアタイプの何れか又は全てに基づいてネットワーク選択をインテリジェントに行うことができるマルチモーダル無線機として動作するように構成されてもよい。場合によっては、アンテナアセンブリ３２８は、夫々のアンテナアレイがネットワークのうちの対応する１つの基地局と通信（監視及び／又は１つ以上のセッションの確立のため）できるように構成可能な１つ以上のアンテナアレイを含んでもよい。例示的な実施形態では、アンテナアレイは、ネットワークの１つの基地局の場所への接続を可能にする為に、特定の選択された周波数及び／又は特定の選択された方向／場所に調整する（水平及び垂直ビームフォーミングの何れか又は両方を介して）フェーズドアレイとして構成可能な１つ以上のアレイを含んでもよい。しかし、他のケースでは、アンテナアレイは、ネットワークの夫々に固有に調整された、又はその他の方法で構成された物理的なアンテナ又はアンテナ要素を含んでもよい。図４は、そのようなアンテナアセンブリ３２８の一例を示すブロック図である。これに関連して、アンテナアセンブリ３２８は、第１のアンテナアレイ４００を含んでもよく、この第１のアンテナアレイ４００は、地上ネットワーク２００の地上基地局１００に接続するように第１のアンテナアレイ４００を構成する為に、機械的及び／又は電気的に操縦及び／又は調整され得る１つ以上のアンテナ要素を含んでもよい。アンテナアセンブリ３２８は第２のアンテナアレイ４１０を更に含んでもよく、この第２のアンテナアレイ４１０は、ＡＴＧネットワーク２２０のＡＴＧ基地局１３０に接続するように第２のアンテナアレイ４１０を構成する為に、機械的及び／又は電気的に操縦及び／又は調整され得る１つ以上のアンテナ要素を含んでもよい。又、アンテナアセンブリ３２８は、第３のアンテナアレイ４２０を含んでもよく、この第３のアンテナアレイ４２０は、衛星ネットワーク２２０の衛星１６４に接続するように第３のアンテナアレイ４２０を構成する為に、機械的及び／又は電気的に操縦及び／又は調整され得る１つ以上のアンテナ要素を含んでもよい。大型の機体の場合等の幾つかの実施形態では、受信素子は、任意に、夫々、１つ以上のケーブルを介してリモート無線ヘッド４３０に結合されてもよい。しかし、リモート無線ヘッドが採用されない場合、統合型無線機１９０自体がリモート無線ヘッドと関連して本明細書に記載された機能を実行することができる。場合によっては、リモート無線ヘッド４３０は、複数の物理的な場所に分散されてもよい（分散要素（ＤＥ）４３２及び４３４によって示されるように）。そして、リモート無線ヘッド４３０は、典型的な変調、復調及び他の無線機能が実施される統合型無線機１９０に（例えば、光ファイバ又は他のケーブルを介して）結合されてもよい。又、送信要素４０６は、ベース無線機４４０に結合されてもよい。

例示的な実施形態では、リモート無線ヘッド４３０は受信アンテナ間の切り替えを提供してもよい。アレイパネルの垂直ビームステアリングが実施される例では、４本以上のケーブルを使用して、左側パネル要素４０２及び右側パネル要素４０４の夫々をリモート無線ヘッド４３０に接続してもよい。リモート無線ヘッド４３０は、リモート無線ヘッド４３０に提供されるアンテナ出力の数に対応する１つ以上のキャビティフィルタを含んでいてもよい。アレイの電気的な傾きを調整する機械的な装置を用いて垂直方向のビームステアリングが行われる場合には、各アレイに対して１つのケーブル及びキャビティフィルタ、バルクアコースティックウェーブ（ＢＡＷ）フィルタ、表面アコースティックウェーブ（ＳＡＷ）フィルタ、サーキュレータ、又は他の任意の適切なフィルタのみが採用されてもよい。場合によっては、リモート無線ヘッド４３０が排除される可能性があり、フィルタ、低雑音増幅器（ＬＮＡ）及びスイッチングコンポーネントは、アンテナハウジング又はアンテナに近接した他のハウジングに統合されてもよい。スイッチングコンポーネント（リモート無線ヘッド４３０の一部であるか外部であるかを問わない）は、ターゲット又はソースの位置、基地局の信号強度、及び周囲の基地局からの干渉のレベルに基づいて、任意の信号の受信又は送信に最適なアンテナを選択する為に使用されるものである。すると、アンテナ選択は、信号対干渉＋ノイズ比を最大化するように設計された複数のトリガを有している。

図５は、上述のような例示的な実施形態に関連し得る１つの方法のブロック図を示す。技術的な観点から、上述の処理回路３１０は、図５で説明した操作の一部又は全部をサポートする為に使用されてもよい。その為、図１～３で説明したプラットフォームは、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インタラクションの実施を容易にする為に使用されてもよい。一例として、図５は、本発明の例示的な実施形態による方法及びプログラム製品のフローチャートである。フローチャートの各ブロック、及びフローチャート内のブロックの組み合わせは、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、様々な手段によって実装され得ることが理解されるであろう。例えば、上述の手順のうち１つ以上はコンピュータプログラム命令によって具現化されてもよい。この点において、上述の手順を具体化するコンピュータプログラム命令は、デバイス（例えば、処理回路３１０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もよい。理解されるように、このような任意の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ム可能な装置（例えば、ハードウェア）にロードされて、コンピュータ又は他のプログラム可能な装置上で実行される命令が、フローチャートブロック（複数可）で指定された機能を実施する為の手段を作成するような機械を生成してもよい。これらの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ム可能な装置が特定の方法で機能するように指示するコンピュータ可読メモリに格納されてもよく、その場合、コンピュータ可読メモリに格納された命令は、フローチャートブロックで指定された機能を実装する製品を製造する。又、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ム可能な装置にロードされ、コンピュータ又は他のプログラム可能な装置上で実行される命令がフローチャートブロックで指定された機能を実装するようにコンピュータ実装プロセスを生成する為に、コンピュータ又は他のプログラム可能な装置上で一連の操作を実行させることができる。

従って、フローチャートのブロックは、指定された機能を実行する為の手段の組み合わせと、指定された機能を実行する為の操作の組み合わせをサポートする。又、フローチャートの１つ以上のブロック、及びフローチャートのブロックの組み合わせは、指定された機能を実行する特別目的のハードウェアベースのコンピュータシステム、又は特別目的の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装され得ることが理解されるであろう。

これに関連して、図５に示すように、本発明の一実施形態による方法は、オペレーション５００で航空機の位置（例えば、地上での位置と高度）を決定することを含んでもよい。本方法は更に、オペレーション５１０で、航空機の位置に基づいて、選択された（現行サービング）ネットワークと通信するようにアンテナアセンブリを構成することを含んでもよい。その後、オペレーション５２０で、選択されたネットワーク及び少なくとも１つの他の（非選択又は非サービング）ネットワークのネットワーク性能が監視されてもよい。オペレーション５３０で、アンテナアセンブリは、（上述のような）選択基準に基づいて、非選択ネットワークと通信するように構成されてもよい。

従って、例示的な実施形態によれば、航空機の高度に関わらず、航空機上の通信デバイスに無線通信を提供する為の統合型無線機システムが提供され得る。統合型無線機システムは、第１の高度以下の地上通信層で主に通信するように構成された複数の地上基地局を含む地上ネットワークと、第２の高度以上のＡＴＧ通信層で主に通信するように構成された複数のＡＴＧ基地局を含むＡＴＧネットワークと、空対空リレーと、オンボードアンテナアセンブリ及び統合型無線機を有する航空機とを含んでもよい。統合型無線機は、地上ネットワーク及びＡＴＧネットワークのネットワークパラメータを監視し、ネットワークパラメータに基づいて、現行サービングネットワークと、非サービングネットワークとを切り替えるように構成されていてもよい。

幾つかの実施形態では、システムは追加の任意の機能を含んでいてもよく、及び／又は、上述の機能が修正又は増強されていてもよい。修正、オプションの機能、及び増強の幾つかの例を以下に説明する。変更、オプション機能、及び拡張機能は、夫々単独で追加されてもよく、又は任意の望ましい組み合わせで累積的に追加されてもよいことを理解されたい。例示的な実施形態では、統合型無線機は、航空機の高度に基づいて、現行サービングネットワークから非サービングネットワークへの切り替えを指示するように構成されていてもよい。例示的な実施形態では、システムは、高度及び位置に基づいて主要ネットワークを定義する計画モジュールを更に含んでもよい。統合型無線機は、非サービングネットワークが航空機の現在の位置に対する主要ネットワークとして識別される場合に、航空機の高度に基づいて、現行サービングネットワークから非サービングネットワークへの切り替えを指示するように構成されてもよい。場合によっては、統合型無線機は、地上通信層、ＡＴＧ通信層、及び第１及び第２の高度の間に配置されたギャップ領域を含む複数の通信ゾーンの夫々に主要ネットワークを定義するように構成されてもよい。例示的な実施形態では、統合型無線機は、地上通信層、ＡＴＧ通信層、及びギャップ領域の夫々１つにおいて、主要ネットワークを現行サービングネットワークとして選択するように構成される。場合によっては、アンテナアセンブリは、非サービングネットワークを監視するように構成されたアンテナアレイを含んでもよい。非サービングネットワークのネットワークパラメータがネットワーク選択基準を満たしたことに応答して、統合型無線機は、新しい現行サービングネットワークとして非サービングネットワークに切り替えるように構成されてもよい。例示的な実施形態では、システムは、衛星ネットワークを更に含んでもよい。統合型無線機は、地上ネットワーク、ＡＴＧネットワーク、及び衛星ネットワークの夫々のネットワークパラメータを監視するように構成されてもよい。統合型無線機は、非サービングネットワークの測定されたネットワークパラメータが、現行サービングネットワークの測定されたネットワークパラメータに対するネットワーク選択基準を満たしたことに応答して、地上ネットワーク、ＡＴＧネットワーク、及び衛星ネットワークのうちの１つを新たな現行サービングネットワークとして選択するように構成されてもよい。場合によっては、統合型無線機は、現行サービングネットワークから非サービングネットワークに切り替わる間、各セッションを維持するように構成されてもよい。例示的な実施形態では、非サービングネットワークを監視する速度は、第１の高度又は第２の高度への航空機の近接度に基づいて又はそれに応じて、或いは航空機の上昇率又は下降率に基づいて又はそれに応じて変更されてもよい。場合によっては、統合型無線機は、地上ネットワーク及びＡＴＧネットワークの夫々のネットワークパラメータを監視し、現行サービングネットワークがサポートするセッションに関連するアプリケーション及びサービス要件を監視するように構成されてもよい。統合型無線機は、アプリケーション及びサービス要件に関連するネットワークパラメータ及びレイテンシ耐性の両方に基づいて、非サービングネットワークへの切り替えを選択するように構成されてもよい。

前述の説明及び関連する図面に示された教示の恩恵を受けて、本明細書に記載の発明の多くの修正及び他の実施形態が、これら本発明が関係する技術分野の当業者には思い浮かぶであろう。従って、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、修正及び他の実施形態が添付の請求項の範囲内に含まれることが意図されていることを理解されたい。更に、前述の説明及び関連する図面は、要素及び／又は機能の特定の例示的な組み合わせの文脈で例示的な実施形態を説明しているが、添付の請求項の範囲から逸脱することはなく、要素及び／又は機能の異なる組み合わせが代替的な実施形態によって提供され得ることを理解すべきである。これに関連して、例えば、上記で明示的に説明したものとは異なる要素及び／又は機能の組み合わせも、添付の請求項の幾つかに記述され得るように想定されている。本明細書で利点、利益、又は問題に対するソリューションが記載されている場合、そのような利点、利益、及び／又はソリューションは、幾つかの例示的な実施形態に適用できるが、必ずしも全ての例示的な実施形態に適用できるわけではないことを理解すべきである。従って、本明細書に記載されているあらゆる利点、利益、又はソリューションは、全ての実施形態又は本明細書の請求項に記載の内容にとって重要、必要、又は必須であると考えるべきではない。本明細書では特定の用語が使用されているが、それらは一般的且つ説明的な意味でのみ使用されており、限定を目的としたものではない。
〔付記１〕
航空機の高度に関わらず、航空機上の通信デバイスに無線通信を提供する為の統合型無線機システムであって、
第１の高度以下の地上通信層で主に通信するように構成された複数の地上基地局を含む地上ネットワークと、
第２の高度以上のＡＴＧ通信層で主に通信するように構成された複数のＡＴＧ基地局を含む空対地（ＡＴＧ）ネットワークと、
接続された航空機を介してデータを中継する空対空メッシュネットワークと、
搭載されたアンテナアセンブリ及び統合型無線機を備えた航空機とを備え、
前記統合型無線機は、前記地上ネットワーク、前記ＡＴＧネットワーク及び前記ＡＴＡネットワークのネットワークパラメータを監視し、前記ネットワークパラメータに基づいて、現行サービングネットワークと、非サービングネットワークとを切り替えるように構成されている、統合型無線機システム。
〔付記２〕
前記統合型無線機は、前記航空機の高度に基づいて、前記現行サービングネットワークから前記非サービングネットワークへの切り替えを指示するように構成されている付記１に記載のシステム。
〔付記３〕
高度及び位置に基づいて主要ネットワークを定義する計画モジュールを更に備え、前記統合型無線機は、前記非サービングネットワークが前記航空機の現在位置に対する前記主要ネットワークとして識別される場合に、前記航空機の高度に基づいて、前記現行サービングネットワークから前記非サービングネットワークへの切り替えを指示するように構成される、付記２に記載のシステム。
〔付記４〕
前記統合型無線機は、地上通信層、ＡＴＧ通信層、及び第１の高度と第２の高度の間に配置されたギャップ領域を含む複数の通信ゾーンの夫々に主要ネットワークを定義するように構成されている、付記１に記載のシステム。
〔付記５〕
前記統合型無線機は、前記地上通信層、前記ＡＴＧ通信層、及び前記ギャップ領域の夫々の１つにおいて、前記主要ネットワークを前記現行サービングネットワークとして選択するように構成されている、付記４に記載のシステム。
〔付記６〕
前記アンテナアセンブリは、前記非サービングネットワークを監視するように構成されたアンテナアレイを備え、前記非サービングネットワークのネットワークパラメータがネットワーク選択基準を満たしたことに応答して、前記統合型無線機は、前記非サービングネットワークを新たな現行サービングネットワークとして切り替えるように構成されている、付記５に記載のシステム。
〔付記７〕
衛星ネットワークを更に含み、
前記統合型無線機が、前記地上ネットワーク、前記ＡＴＧネットワーク、及び前記衛星ネットワークの夫々のネットワークパラメータを監視するように構成されており、
前記統合型無線機が、前記非サービングネットワークの測定されたネットワークパラメータが前記現行サービングネットワークの測定されたネットワークパラメータに対するネットワーク選択基準を満たしたことに応答して、前記地上ネットワーク、前記ＡＴＧネットワーク、及び前記衛星ネットワークのうちの１つを新たな現行サービングネットワークとして選択するように構成されている、付記５に記載のシステム。
〔付記８〕
前記非サービングネットワークを監視するレートは、前記航空機の上昇速度又は下降速度に応じて変化する、付記７に記載のシステム。
〔付記９〕
前記非サービングネットワークを監視するレートは、前記航空機の前記第１の高度又は前記第２の高度への近接度に応じて変化する、付記７に記載のシステム。
〔付記１０〕
前記統合型無線機は、前記現行サービングネットワークから前記非サービングネットワークに切り替わる間、各セッションを維持するように構成されている、付記１に記載のシステム。
〔付記１１〕
前記統合型無線機が、地上ネットワーク及びＡＴＧネットワークの夫々のネットワークパラメータを監視し、現行サービングネットワークによってサポートされるセッションに関連するアプリケーション及びサービス要件を監視するように構成され、且つ、
前記統合型無線機が、前記ネットワークパラメータと、前記アプリケーション及びサービス要件に関連するレイテンシ耐性の両方に基づいて、前記非サービングネットワークへの切り替えを選択するように構成されている、付記１に記載のシステム。
〔付記１２〕
航空機の高度に関わらず、航空機上の通信機器に無線通信を提供する為の統合型無線機であって、
主に第１の高度以下の地上通信層で通信するように構成された複数の地上基地局を含む地上ネットワークと、
主に第２高度以上のＡＴＧ通信層で通信するように構成された複数のＡＴＧ基地局を含む空対地（ＡＴＧ）ネットワークと、
の通信を容易にするように設定可能なアンテナアセンブリと、
前記地上ネットワーク及び前記ＡＴＧネットワークのネットワークパラメータを監視し、前記ネットワークパラメータに基づいて、現行サービングネットワークと非サービングネットワークとを切り替えるように構成された処理回路と、
を備えた統合型無線機。
〔付記１３〕
前記処理回路は、前記航空機の高度に基づいて、前記現行サービングネットワークから前記非サービングネットワークへの切り替えを指示するように構成されている、付記１２に記載の統合型無線機。
〔付記１４〕
高度及び位置に基づいて主要ネットワークを定義する計画モジュールを更に備え、前記処理回路は、前記非サービングネットワークが前記航空機の現在の位置に対する主要ネットワークとして識別される場合に、前記航空機の高度に基づいて、前記現行サービングネットワークから前記非サービングネットワークへの切り替えを指示するように構成されている、付記１３に記載の統合型無線機。
〔付記１５〕
前記処理回路は、前記地上通信層、前記ＡＴＧ通信層、及び前記第１及び第２の高度の間に配置されたギャップ領域を含む複数の通信ゾーンの夫々に、主要ネットワークを定義するように構成される、付記１２に記載の統合型無線機。
〔付記１６〕
前記処理回路は、前記地上通信層、前記ＡＴＧ通信層、及び前記ギャップ領域の夫々の１つにおいて、前記主要ネットワークを前記現行サービングネットワークとして選択するように構成される、付記１５に記載の統合型無線機。
〔付記１７〕
前記アンテナアセンブリは、前記非サービングネットワークを監視するように構成されたアンテナアレイを備え、前記非サービングネットワークのネットワークパラメータがネットワーク選択基準を満たしたことに応答して、前記統合型無線機は、新たな現行サービングネットワークとして前記非サービングネットワークに切り替えるように構成されている、付記１６に記載の統合型無線機。
〔付記１８〕
前記アンテナアセンブリが、衛星ネットワークと通信するように更に構成されており、
前記処理回路が、前記地上ネットワーク、前記ＡＴＧネットワーク、及び前記衛星ネットワークの夫々のネットワークパラメータを監視するように構成されており、
前記処理回路が、前記非サービングネットワークの測定されたネットワークパラメータが、前記サービングネットワークの測定されたネットワークパラメータに対するネットワーク選択基準を満たしたことに応答して、前記地上ネットワーク、前記ＡＴＧネットワーク、及び前記衛星ネットワークのうちの１つを新たな現行サービングネットワークとして選択するように構成されている、付記５に記載の統合型無線機。
〔付記１９〕
前記非サービングネットワークを監視するレートは、航空機の上昇率又は下降率に応じて、又は前記航空機が前記第１の高度又は前記第２の高度に近接していることに応じて変化する、付記１８に記載の統合型無線機。
〔付記２０〕
前記処理回路は、前記現行サービングネットワークから前記非サービングネットワークに切り替わる間、各セッションを維持するように構成される、付記１２に記載の統合型無線機。
〔付記２１〕
前記処理回路が、前記地上ネットワーク及び前記ＡＴＧネットワークの夫々のネットワークパラメータを監視し、前記現行サービングネットワークによってサポートされているセッションに関連するアプリケーション及びサービス要件を監視するように構成され、且つ、
前記統合型無線機が、前記ネットワークパラメータと、前記アプリケーション及びサービス要件に関連するレイテンシ耐性の両方に基づいて、前記非サービングネットワークへの切り替えを選択するように構成されている、付記１２に記載の統合型無線機。

１０２ 地上ネットワークエミッション
１１０ 地上基地局
１１５ ＷＡＮ
１１８ 理論的地上ネットワーク高度制限
１２０ 地上ネットワークセル
１２２ 理論的ＡＴＧネットワーク高度制限
１３０ ＡＴＧ基地局
１３４ 楔形セル
１４０ ギャップ領域
１４５ ＡＴＧバックホール及びネットワーク制御コンポーネント
１５０ 航空機
１６０ 地上局
１６５ 衛星
１７０ 衛星バックホール及びネットワーク制御コンポーネント
１９０ 統合型無線機
２００ 地上ネットワーク
２０２ 第１の地上ＡＰ
２０４ 第２の地上ＡＰ
２０６ ゲートウェイデバイス
２１０ ＡＴＧネットワーク
２１２ 第１のＡＴＧＡＰ
２１４ 第２のＡＴＧＡＰ
２１６ ＧＴＷデバイス
２２０ 衛星ネットワーク
２２２ 衛星アクセスポイント
２５０ 計画モジュール
３１０ 処理回路
３１２ プロセッサ
３１４ メモリ
３２０ デバイスインターフェース
３２４ センサネットワーク
３２５ オンボードシステム
３２８ アンテナアセンブリ
３３０ ネットワークモニタ
３４０ ネットワークセレクタ
３５０ セッションマネジャ
４００ 第１のアンテナアレイ
４０２ 左側パネル要素
４０４ 右側パネル要素
４０６ 送信要素
４１０ 第２のアンテナアレイ
４２０ 第３のアンテナアレイ
４３０ リモート無線ヘッド
４３２、４２４ 分散要素
４４０ ベース無線機

Claims (21)

1. 航空機の高度に関わらず、航空機上の通信デバイスに無線通信を提供する為の統合型無線機システムであって、
   第１の高度以下の地上通信層で主に通信するように構成された複数の地上基地局を含む地上ネットワークと、
   第２の高度以上のＡＴＧ通信層で主に通信するように構成された複数のＡＴＧ基地局を含む空対地（ＡＴＧ）ネットワークと、
   接続された航空機を介してデータを中継する空対空（ＡＴＡ）メッシュネットワークと、
   搭載されたアンテナアセンブリ及び統合型無線機を備えた航空機とを備え、
   前記統合型無線機は、前記地上ネットワーク、前記ＡＴＧネットワーク及び前記ＡＴＡメッシュネットワークのネットワークパラメータを監視し、前記ネットワークパラメータに基づいて、現行サービングネットワークと、非サービングネットワークとを切り替えるように構成されている、統合型無線機システム。
2. 前記統合型無線機は、前記航空機の高度に基づいて、前記現行サービングネットワークから前記非サービングネットワークへの切り替えを指示するように構成されている請求項１に記載のシステム。
3. 高度及び位置に基づいて主要ネットワークを定義する計画モジュールを更に備え、前記統合型無線機は、前記非サービングネットワークが前記航空機の現在位置に対する前記主要ネットワークとして識別される場合に、前記航空機の高度に基づいて、前記現行サービングネットワークから前記非サービングネットワークへの切り替えを指示するように構成される、請求項２に記載のシステム。
4. 前記統合型無線機は、地上通信層、ＡＴＧ通信層、及び第１の高度と第２の高度の間に配置されたギャップ領域を含む複数の通信ゾーンの夫々に主要ネットワークを定義するように構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記統合型無線機は、前記地上通信層、前記ＡＴＧ通信層、及び前記ギャップ領域の夫々の１つにおいて、前記主要ネットワークを前記現行サービングネットワークとして選択するように構成されている、請求項４に記載のシステム。
6. 前記アンテナアセンブリは、前記非サービングネットワークを監視するように構成されたアンテナアレイを備え、前記非サービングネットワークのネットワークパラメータがネットワーク選択基準を満たしたことに応答して、前記統合型無線機は、前記非サービングネットワークを新たな現行サービングネットワークとして切り替えるように構成されている、請求項５に記載のシステム。
7. 衛星ネットワークを更に含み、
   前記統合型無線機が、前記地上ネットワーク、前記ＡＴＧネットワーク、及び前記衛星ネットワークの夫々のネットワークパラメータを監視するように構成されており、
   前記統合型無線機が、前記非サービングネットワークの測定されたネットワークパラメータが前記現行サービングネットワークの測定されたネットワークパラメータに対するネットワーク選択基準を満たしたことに応答して、前記地上ネットワーク、前記ＡＴＧネットワーク、及び前記衛星ネットワークのうちの１つを新たな現行サービングネットワークとして選択するように構成されている、請求項５又は６に記載のシステム。
8. 前記非サービングネットワークを監視するレートは、前記航空機の上昇速度又は下降速度に応じて変化する、請求項７に記載のシステム。
9. 前記非サービングネットワークを監視するレートは、前記航空機の前記第１の高度又は前記第２の高度への近接度に応じて変化する、請求項７に記載のシステム。
10. 前記統合型無線機は、前記現行サービングネットワークから前記非サービングネットワークに切り替わる間、各セッションを維持するように構成されている、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
11. 前記統合型無線機が、地上ネットワーク及びＡＴＧネットワークの夫々のネットワークパラメータを監視し、現行サービングネットワークによってサポートされるセッションに関連するアプリケーション及びサービス要件を監視するように構成され、且つ、
    前記統合型無線機が、前記ネットワークパラメータと、前記アプリケーション及びサービス要件に関連するレイテンシ耐性の両方に基づいて、前記非サービングネットワークへの切り替えを選択するように構成されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム。
12. 航空機の高度に関わらず、航空機上の通信機器に無線通信を提供する為の統合型無線機であって、
    主に第１の高度以下の地上通信層で通信するように構成された複数の地上基地局を含む地上ネットワークと、
    主に第２高度以上のＡＴＧ通信層で通信するように構成された複数のＡＴＧ基地局を含む空対地（ＡＴＧ）ネットワークと、
    の通信を容易にするように設定可能なアンテナアセンブリと、
    前記地上ネットワーク及び前記ＡＴＧネットワークのネットワークパラメータを監視し、前記ネットワークパラメータに基づいて、現行サービングネットワークと非サービングネットワークとを切り替えるように構成された処理回路と、
    を備えた統合型無線機。
13. 前記処理回路は、前記航空機の高度に基づいて、前記現行サービングネットワークから前記非サービングネットワークへの切り替えを指示するように構成されている、請求項１２に記載の統合型無線機。
14. 高度及び位置に基づいて主要ネットワークを定義する計画モジュールを更に備え、前記処理回路は、前記非サービングネットワークが前記航空機の現在の位置に対する主要ネットワークとして識別される場合に、前記航空機の高度に基づいて、前記現行サービングネットワークから前記非サービングネットワークへの切り替えを指示するように構成されている、請求項１３に記載の統合型無線機。
15. 前記処理回路は、前記地上通信層、前記ＡＴＧ通信層、及び前記第１及び第２の高度の間に配置されたギャップ領域を含む複数の通信ゾーンの夫々に、主要ネットワークを定義するように構成される、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の統合型無線機。
16. 前記処理回路は、前記地上通信層、前記ＡＴＧ通信層、及び前記ギャップ領域の夫々の１つにおいて、前記主要ネットワークを前記現行サービングネットワークとして選択するように構成される、請求項１５に記載の統合型無線機。
17. 前記アンテナアセンブリは、前記非サービングネットワークを監視するように構成されたアンテナアレイを備え、前記非サービングネットワークのネットワークパラメータがネットワーク選択基準を満たしたことに応答して、前記統合型無線機は、新たな現行サービングネットワークとして前記非サービングネットワークに切り替えるように構成されている、請求項１６に記載の統合型無線機。
18. 前記アンテナアセンブリが、衛星ネットワークと通信するように更に構成されており、
    前記処理回路が、前記地上ネットワーク、前記ＡＴＧネットワーク、及び前記衛星ネットワークの夫々のネットワークパラメータを監視するように構成されており、
    前記処理回路が、前記非サービングネットワークの測定されたネットワークパラメータが、前記サービングネットワークの測定されたネットワークパラメータに対するネットワーク選択基準を満たしたことに応答して、前記地上ネットワーク、前記ＡＴＧネットワーク、及び前記衛星ネットワークのうちの１つを新たな現行サービングネットワークとして選択するように構成されている、請求項１５に記載の統合型無線機。
19. 前記非サービングネットワークを監視するレートは、航空機の上昇率又は下降率に応じて、又は前記航空機が前記第１の高度又は前記第２の高度に近接していることに応じて変化する、請求項１８に記載の統合型無線機。
20. 前記処理回路は、前記現行サービングネットワークから前記非サービングネットワークに切り替わる間、各セッションを維持するように構成される、請求項１２から１９のいずれか一項に記載の統合型無線機。
21. 前記処理回路が、前記地上ネットワーク及び前記ＡＴＧネットワークの夫々のネットワークパラメータを監視し、前記現行サービングネットワークによってサポートされているセッションに関連するアプリケーション及びサービス要件を監視するように構成され、且つ、
    前記統合型無線機が、前記ネットワークパラメータと、前記アプリケーション及びサービス要件に関連するレイテンシ耐性の両方に基づいて、前記非サービングネットワークへの切り替えを選択するように構成されている、請求項１２から２０のいずれか一項に記載の統合型無線機。

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