特開 2022-122278 見通し線外通信

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022122278

(43)【公開日】2022-08-22

(54)【発明の名称】見通し線外通信

(51)【国際特許分類】

   H04W 76/14 20180101AFI20220815BHJP

   H04W 88/04 20090101ALI20220815BHJP

   H04W 12/06 20210101ALI20220815BHJP

【ＦＩ】

H04W76/14

H04W88/04

H04W12/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022017595

(22)【出願日】2022-02-08

(31)【優先権主張番号】17/171,324

(32)【優先日】2021-02-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/233,745

(32)【優先日】2021-04-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．３ＧＰＰ

２．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ

(71)【出願人】

【識別番号】505347433

【氏名又は名称】ロックウェル・コリンズ・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(72)【発明者】

【氏名】ジョン ヴィー．ソマーナ

(72)【発明者】

【氏名】リジー ポール

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA01

5K067EE02

5K067EE07

5K067EE10

5K067EE25

(57)【要約】

【課題】５Ｇ波形の使用可能性が向上したシステムを提供する。
【解決手段】５Ｇセルラーなどのセルラー通信は、携帯電話と基地局との間の主要なリンクであり得る。高いリンクレートに起因して、このようなセルラー通信が望ましい場合がある。携帯電話通信が拒否された場合、戦術波形を使用して、携帯電話と基地局との間の通信をブリッジングすることができる。戦術波形は、携帯電話に結合された戦術無線機の間で送信され得る。波形は、見通し線波形を含み得る。戦術波形はまた、見通し線外波形も含み得る。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

システムであって、
第１のセルラー波形によって第１の基地局と双方向に通信するように構成された第１のユーザ機器と、
前記第１のユーザ機器と双方向に通信するために、第１のコネクティビティインターフェースによって前記第１のユーザ機器と結合された第１の戦術無線機であって、見通し線外波形によって通信するように構成されている、前記第１の戦術無線機と、
前記見通し線外波形によって通信するように構成された第２の戦術無線機であって、前記見通し線外波形によって前記第１の戦術無線機と双方向に通信する、前記第２の戦術無線機と、
前記第２の戦術無線機と双方向に通信するために、第２のコネクティビティインターフェースによって前記第２の戦術無線機と結合するように構成された第２のユーザ機器であって、前記第２のユーザ機器が、第２のセルラー波形によって第２の基地局と双方向に通信し、前記第１のユーザ機器が、前記第１の戦術無線機、前記第２の戦術無線機、及び前記第２のユーザ機器によって前記第２の基地局と双方向に通信する、前記第２のユーザ機器と、を備える、システム。

【請求項2】

前記第１のユーザ機器が、前記第１の基地局との双方向通信を損失したことに応答して、前記第２の基地局と双方向に通信する、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

見通し線波形によって通信するように構成された第３の戦術無線機であって、前記第１の戦術無線機が、前記見通し線波形によって通信するように構成されており、前記第１の戦術無線機が、前記見通し線波形によって前記第３の戦術無線機と双方向に通信する、前記第３の戦術無線機と、
前記第３の戦術無線機と双方向に通信するために、第３のコネクティビティインターフェースによって前記第３の戦術無線機と結合された第３のユーザ機器であって、前記第３のユーザ機器が、第３のセルラー波形によって前記第１の基地局と双方向に通信し、前記第１のユーザ機器が、前記第１の戦術無線機、前記第３の戦術無線機、及び前記第３のユーザ機器によって前記第１の基地局と双方向に通信する、前記第３のユーザ機器と、をさらに備える、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記第１のユーザ機器は、前記第３のユーザ機器が、前記第１の基地局との前記双方向通信を損失したことに続いて、前記第２の基地局と双方向に通信する、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記第１のユーザ機器が、少なくとも２つの静的構成である、前記第１の基地局のための第１の静的構成と、前記第２の基地局のための第２の静的構成と、を含み、
前記第１のユーザ機器または前記第１の戦術無線機の近接サービスアプリケーションは、前記第１のユーザ機器が前記第１の基地局とのコネクティビティを損失したときに、前記第２の静的構成を選択する、請求項２に記載のシステム。

【請求項6】

前記第１のユーザ機器が、少なくとも２つの静的構成である、前記第１の基地局のための第１の静的構成と、前記第２の基地局のための第２の静的構成と、を含み、
前記第１のユーザ機器または前記第１の戦術無線機の近接サービスアプリケーションが、前記第１の基地局及び前記第２の基地局と同時に接続するために、前記少なくとも２つの静的構成を管理するように構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記第１の基地局が、第１の近接サーバに結合されており、
前記第２の基地局が、第２の近接サーバに結合されており、
前記第２の近接サーバが、前記第１の近接サーバと通信することによって、前記第１のユーザ機器を動的に認証するように構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記第１のユーザ機器を認証した後、前記第２の近接サーバが、前記第１のユーザ機器と前記第２の基地局との間の前記双方向通信によって、前記第１のユーザ機器に１つ以上のパラメータを転送するように構成されている、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記見通し線外波形が、衛星通信波形を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記見通し線外波形が、高周波波形または広帯域高周波波形のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

システムであって、
セルラー波形によって第１の基地局と通信するように構成された第１のユーザ機器と、
前記第１のユーザ機器と双方向に通信するために、第１のコネクティビティインターフェースによって前記第１のユーザ機器と結合された第１の戦術無線機であって、第１の見通し線波形によって通信するように構成されている、前記第１の戦術無線機と、
前記第１の見通し線波形によって通信するように構成された第２の戦術無線機であって、前記第２の戦術無線機が、前記第１の見通し線波形によって、前記第１の戦術無線機と双方向に通信し、前記第２の戦術無線機が、前記第１の見通し線外波形によって通信するようにさらに構成されている、前記第２の戦術無線機と、
前記第１の見通し線外波形によって通信するように構成された第３の戦術無線機であって、前記第３の戦術無線機が、前記第１の見通し線外波形によって、前記第２の戦術無線機と双方向に通信し、前記第３の戦術無線機が、第２の見通し線波形によって通信するように構成されている、前記第３の戦術無線機と、
前記第２の見通し線波形によって通信するように構成された第４の戦術無線機であって、前記第３の戦術無線機が、前記第２の見通し線波形によって、前記第３の戦術無線機と双方向に通信する、前記第４の戦術無線機と、
第２のコネクティビティインターフェースによって前記第４の戦術無線機と結合された第２のユーザ機器であって、前記第２のユーザ機器が、第２のセルラー波形によって第２の基地局と双方向に通信し、前記第１のユーザ機器が、前記第１の戦術無線機、前記第２の戦術無線機、前記第３の戦術無線機、第４の戦術無線機、及び前記第２のユーザ機器によって、前記第２の基地局と双方向に通信する、前記第２のユーザ機器と、を備える、システム。

【請求項12】

前記第４の戦術無線機が、第２の見通し線外波形によって通信するように構成されており、
前記第１の戦術無線機が、前記第２の見通し線外波形によって通信するように構成されており、
前記第１の戦術無線機が、前記第２の見通し線外波形によって前記第４の戦術無線機と双方向に通信し、
前記第１のユーザ機器が、前記第１の戦術無線機、前記第４の戦術無線機、及び前記第２のユーザ機器によって、前記第２の基地局と双方向に通信する、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記第１の見通し線外波形が、高周波波形または広帯域高周波波形のうちの少なくとも１つを含み、
前記第２の見通し線外波形が、衛星通信波形を含む、請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

前記第１のユーザ機器は、前記第１のユーザ機器が、前記第１の戦術無線機、前記第４の戦術無線機、及び前記第３のユーザ機器による前記第２の基地局との双方向通信を損失したときに、前記第１の戦術無線機、前記第４の戦術無線機、及び前記第３のユーザ機器による前記第２の基地局との双方向通信を確立する、請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

第３の見通し線波形によって通信するように構成された第５の戦術無線機であって、前記第１の戦術無線機が、前記第３の見通し線波形によって通信するようにさらに構成されており、前記第１の戦術無線機が、前記第３の見通し線波形によって前記第５の戦術無線機と双方向に通信する、前記第５の戦術無線機と、
前記第５の戦術無線機と双方向に通信するために、第３のコネクティビティインターフェースによって前記第５の戦術無線機と結合された第３のユーザ機器であって、前記第３のユーザ機器が、第３のセルラー波形によって前記第１の基地局と双方向に通信するように構成されており、前記第１のユーザ機器が、前記第１の戦術無線機、前記第５の戦術無線機、及び前記第３のユーザ機器によって、前記第１の基地局と双方向に通信する、前記第３のユーザ機器と、をさらに備える、請求項１１に記載のシステム。

【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、２０２１年２月９日に出願された米国特許出願第１７／１７１，３２４号の一部継続出願であり、この出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明は、概して、通信システム、より具体的には、拒否耐性通信に関する。

【背景技術】

【0003】

２０１５年に、Ｌｏｎｇ－Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬＴＥ－Ａ）Ｒｅｌｅａｓｅ－１２が解放された。この解放の一環として、「デバイス間（Ｄ２Ｄ）」通信と呼ばれる機能がサポートされて、緊急時の治安出動が可能になった。それ以来、この機能は進化し、今日では５ＧでＶ２Ｘ（ビークルツーエブリシング）通信をサポートするための直接のデバイス間通信の基盤を形成している。このような５Ｇ通信は、サイバー脅威及び５Ｇ標準によって提供されるすべてのセキュリティ機能が有効になっている場合に、許可された環境で使用可能である。外部のエンドツーエンド暗号化の使用及びゼロトラストネットワークの組み込みは、許可された環境で動作するのに十分であると考えられている。ただし、紛争場面では、自身と勢力が拮抗する敵が５Ｇ波形を拒否する機能を有していることから、５Ｇ波形の使用可能性は制限される。

【0004】

したがって、上述した欠点を解決するデバイス、システム、及び方法を提供することは有利であろう。

【発明の概要】

【0005】

本開示の１つ以上の実施形態による、システムが開示される。一実施形態では、システムは、第１のセルラー波形によって第１の基地局と双方向に通信するように構成された第１のユーザ機器を含む。別の実施形態では、システムは、第１のユーザ機器と双方向に通信するように、第１のコネクティビティインターフェースによって第１のユーザ機器に結合された第１の戦術無線機を含む。別の実施形態では、第１の戦術無線機は、見通し線外波形によって通信するように構成されている。別の実施形態では、システムは、見通し線外波形によって通信するように構成された第２の戦術無線機を含む。別の実施形態では、第２の戦術無線機は、見通し線外波形によって第１の戦術無線機と双方向に通信する。別の実施形態では、システムは、第２の戦術無線機と双方向に通信するように、第２のコネクティビティインターフェースによって第２の戦術無線機と結合するように構成された第２のユーザ機器を含む。別の実施形態では、第２のユーザ機器は、第２のセルラー波形によって、第２の基地局と双方向に通信する。別の実施形態では、第１のユーザ機器は、第１の戦術無線機、第２の戦術無線機、及び第２のユーザ機器によって第２の基地局と双方向に通信する。

【0006】

本開示の１つ以上の実施形態によるシステムが開示される。一実施形態では、システムは、セルラー波形によって、第１の基地局と通信するように構成された第１のユーザ機器を含む。別の実施形態では、システムは、第１のユーザ機器と双方向に通信するように、第１のコネクティビティインターフェースによって第１のユーザ機器に結合された第１の戦術無線機を含む。別の実施形態では、第１の戦術無線機は、第１の見通し線波形によって通信するように構成されている。別の実施形態では、システムは、第１の見通し線波形によって通信するように構成された第２の戦術無線機を含む。別の実施形態では、第２の戦術無線機は、第１の見通し線波形によって、第１の戦術無線機と双方向に通信する。別の実施形態では、システムは、第１の見通し線外波形によって通信するように構成された第３の戦術無線機を含む。別の実施形態では、第３の戦術無線機は、第１の見通し線外波形によって第２の戦術無線機と双方向に通信する。別の実施形態では、第３の戦術無線機は、第２の見通し線波形によって通信するように構成されている。別の実施形態では、システムは、第２の見通し線波形によって通信するように構成された第４の戦術無線機を含む。別の実施形態では、第３の戦術無線機は、第２の見通し線波形によって第３の戦術無線機と双方向に通信する。別の実施形態では、システムは、第２のコネクティビティインターフェースによって、第４の戦術無線機と結合するように構成された第２のユーザ機器を含む。別の実施形態では、第２のユーザ機器は、第２のセルラー波形によって、第２の基地局と双方向に通信する。別の実施形態では、第１のユーザ機器は、第１の戦術無線機、第２の戦術無線機、第３の戦術無線機、第４の戦術無線機、及び第２のユーザ機器によって、第２の基地局と双方向に通信する。

【0007】

本明細書に開示される概念の実装は、以下のその詳細な説明を考慮すると、よりよく理解され得る。このような説明は含まれる図面を参照しており、これらの図面は、必ずしも縮尺通りではなく、いくつかの特徴が誇張されている場合があり、いくつかの特徴が省略されているか、または明確にするために概略的に表されている場合がある。図面中の同様の参照番号は、同じもしくは類似の要素、特徴、または機能を表し、参照することができる。図面は以下のとおりである。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】本開示の１つ以上の実施形態によるシステムを示す。

【図1B】本開示の１つ以上の実施形態によるシステムを示す。

【図1C】本開示の１つ以上の実施形態によるシステムを示す。

【図2】本開示の１つ以上の実施形態によるシステムを示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の１つ以上の実施形態を詳細に説明する前に、実施形態が、以下の説明に記載される、または以下の図面に示される、構造の詳細及び構成要素の配置、またはステップもしくは方法論への適用に限定されないことを理解されたい。以下の実施形態の詳細な説明では、本開示のより完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細が記載されている。しかしながら、本明細書に開示された実施形態は、これらの具体的な詳細のいくつかを伴わずに実践され得ることが、本開示の恩恵を受けた当業者には明らかであろう。他の例では、本開示を不必要に複雑にすることを避けるために、周知の特徴は詳細には説明されないことがある。

【0010】

本明細書で使用される場合、参照番号に続く文字は、同じ参照番号（たとえば、１、１ａ、１ｂ）を有する前述の要素または特徴と類似するが、必ずしも同一ではない可能性がある特徴または要素の実施形態を参照することを意図している。このような省略表記は、便宜上の目的でのみ使用されており、特に明記されていない限り、本開示を何らかの形で限定すると解釈されるべきではない。

【0011】

さらに、明示的に反対に述べられない限り、「または（ｏｒ）」は包括のまたはを指し、排他のまたはではない。たとえば、条件ＡまたはＢは、Ａが真（または存在する）でありＢが偽（または存在しない）である、Ａが偽（存在しない）でありＢが真（または存在する）である、及びＡならびにＢの両方が真（または存在する）のうちのいずれの１つによっても満たされる。

【0012】

加えて、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」の使用は、本明細書に開示される実施形態の要素及び構成要素について記載するために採用されることがある。これは単に便宜上行われるものであり、「１つの（ａ）」及び「１つの（ａｎ）」は、「１つの（ｏｎｅ）」または「（少なくとも１つの）ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ」を含むことを意図しており、また単数は、そうでないことが意味されていることが明白でない限り、複数を含む。

【0013】

最後に、本明細書で使用される場合、「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「いくつかの実施形態（ｓｏｍｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」へのあらゆる参照は、その実施形態と関係して記載される特定の要素、機能、構造、または特性が、本明細書に開示される少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書のさまざまな箇所における「いくつかの実施形態では」という表現の出現は、すべてが必ずしも同じ実施形態を指しているわけではなく、実施形態は、本明細書に明示的に記載された、または本質的に存在する特徴のうちの１つ以上の、または２つ以上のそのような特徴の任意の組み合わせもしくは部分組み合わせを、必ずしも本開示に明示的に記載されていない、または本質的に存在しない可能性がある任意の他の特徴とともに含むことができる。

【0014】

次に、開示された主題を詳細に参照し、その例を添付図面に示す。図１Ａ～図２を概して参照すると、本開示の１つ以上の実施形態による、ネットワーキング通信システムが説明されている。

【0015】

セルラー通信の波形は低い堅牢性を有するため、軍隊が採用している主要、代替、予備、緊急（ＰＡＣＥ）の原理では、セルラー通信は最後の選択肢として使用される。本開示は、主要リンクとして５Ｇセルラーの使用を可能にし、セルラーノードが拒否の対象となったときに、代替通信にフォールバックすることができる。セルラー通信の主要リンクとしての使用は、戦術波形よりもスペクトル効率の高い方法で、はるかに高いスループットを維持できるため、望ましい。

【0016】

Ｒｏｈｄｅ＆Ｓｃｈｗａｒｚによる「Ｄｅｖｉｃｅ ｔｏ Ｄｅｖｉｃｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ＬＴＥ」は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0017】

ユーザ機器（ＵＥ）は、メッセージを基地局に双方向に通信（たとえば、送信及び／または受信）し得る。ＵＥは、携帯電話またはセルラーネットワーク接続のために装備された任意のデバイスなど、基地局と通信するための任意の好適なデバイスを含み得るが、これらに限定されない。基地局は、進化型地上無線アクセスネットワーク（Ｅ－ＵＴＲＡＮ）ノードＢ局を含み得、これは一般に、ｅＮＢと呼ばれる。基地局はまた、３ＧＰＰ ５Ｇ次世代ノードＢ基地局も含み得、これは一般に、ｇＮＢと呼ばれる。ＵＥは、１つ以上のエアインターフェース（たとえば、アクセスモード）によって基地局と通信し得る。エアインターフェースは、物理レイヤとデータリンクレイヤとの両方を含み得る。たとえば、エアインターフェースは、ＬＴＥ／ＬＴＥ－Ａモードを含み得、これは一般に、ＵｕインターフェースまたはＵｕと呼ばれる。次に、基地局（たとえば、ｅＮＢまたはｇＮＢ）は、ネットワークにメッセージを通信（たとえば、送信及び／または受信）し得る。ネットワークは、Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ（ＥＰＣ）などの、任意の好適な３ＧＰＰネットワークアーキテクチャを含み得るが、これに限定されない。基地局は、Ｓ１インターフェースなどであるがこれに限定されない任意の好適なインターフェースによって、ネットワークと通信し得る。

【0018】

ＵＥはまた、近接サービス（ＰｒｏＳｅ）サーバとも通信し得る。ＵＥは、ＰＣ３インターフェースなどであるがこれに限定されない任意の好適なインターフェースによって、ＰｒｏＳｅサーバと通信し得る。ＰＣ３インターフェースは、セルラー基地局において同じ場所に配置されているＰｒｏＳｅサーバと通信するためのセルラーインターフェース仕様を含み得るが、これは限定することを意図するものではない。ＰＣ３インターフェースは、基地局がＰｒｏＳｅサーバにルーティングするＵｕインターフェースを介して中継され得る。

【0019】

ＵＥのプロトコルスタックは、１つ以上のスタックレイヤを含み得る。１つ以上のスタックレイヤは、近接サービス（ＰｒｏＳｅ）アプリケーションレイヤ、ネットワークレイヤ（ＩＰ）、パケットデータコンバージェンス制御（ＰＤＣＰ）レイヤ、無線リソース制御（ＲＲＣ）レイヤ、無線リンク制御（ＲＬＣ）レイヤ、媒体アクセス（ＭＡＣ）レイヤ、及び物理レイヤ（ＬＴＥ－ＰＨＹ）を含み得る。Ｒｅｌｅａｓｅ １２のＤ２Ｄ通信は、ＵＥ間の通信にＬＴＥアップリンク物理レイヤを使用し得る。ＵＥはまた、ＵＳＢプロトコルレイヤ、ＵＳＢリンクレイヤ、及びＵＳＢ物理レイヤのうちの１つ以上のレイヤも含み得る。たとえば、ＵＥは、ＵＳＢ １．１、２．０、３．０、または３．１などであるがこれらに限定されない任意のＵＳＢ規格で構成され得る。ＵＳＢプロトコルレイヤは、ネットワークレイヤ（ＩＰ）から、ＵＳＢリンクレイヤへと、データを受信及び／または送信するように構成され得る。同様に、ＵＳＢリンクレイヤは、ＵＳＢプロトコルレイヤから、ＵＳＢ物理レイヤへと、データを受信及び／または送信するように構成され得る。同様に、ＵＳＢ物理レイヤは、コネクティビティインターフェースを介してＵＳＢリンクレイヤから、データを受信及び／または送信するように構成され得る。

【0020】

ＵＥはまた、Ｕｕインターフェースによって、１つ以上のＵＥからの基地局とのメッセージを中継することもできる。たとえば、ＵＥは、デバイス間（Ｄ２Ｄ）通信によって、互いに双方向に通信してもよい。Ｄ２Ｄ通信は、ＰＣ５インターフェースを含み得る。Ｄ２Ｄ通信でサポートされるサービスは、近接サービス（ＰｒｏＳｅ）として知られている。ＵＥ間のＤ２Ｄ通信は、サイドリンク通信としても知られている。Ｒｅｌｅａｓｅ １２のＤ２Ｄ標準は、近接サービスをサポートするために必要なＤ２Ｄ発見、ネットワーク同期、リソース管理、及びモビリティ管理プロトコルをサポートする。ＬＴＥでのＤ２Ｄは、ＵＥが互いの範囲内にあり、セルラー帯域が妨害されていない場合に利用可能である。したがって、ＵＥは、１つ以上の追加のＵＥを通じて中継することによって、基地局と間接的に通信し得る。しかしながら、ＵＥは、基地局と直接通信することを妨げられることがあり、同様に、中継ＵＥとのＤ２Ｄサイドリンクを行うことを拒否されることがある。

【0021】

ＵＥ及び戦術無線機は、コネクティビティインターフェースによって結合され得る。たとえば、コネクティビティインターフェースは、ＰＣ５インターフェースを含み得る。ＰＣ５インターフェースは、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣ、イーサネット、またはＵＳＢ接続のうちの１つ以上を介して伝送され得る。ＵＥのタイプ及び戦術無線機のタイプによっては、ＰＣ５インターフェースの伝送にアダプタが必要になる場合がある。たとえば、戦術無線機がＡＮ／ＰＲＣ－１６２戦術無線機を含む場合、アダプタは、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣ、またはイーサネット接続に必要とされ得るが、ＵＳＢ接続に必要とされないことがある。

【0022】

戦術無線及び戦術波形は、概して、「Ａ Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ Ｆｏｒ Ｔａｃｔｉｃａｌ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｖａｌｉｄａｔｅｄ Ｂｙ Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ （ＪＣＳＳ） Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ： Ａ Ｓｗｅｄｉｓｈ Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ」（Ｆｒｅｄｒｉｋ Ｍａｘｅｎ ２０１１）、及び「Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ Ｔａｃｔｉｃａｌ Ｒａｄｉｏ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ」（Ａｒｍｙ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ（ＡＴＰ）６－０２．５３）に記載されており、これらの両方は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0023】

戦術無線機は、波形によって通信するように構成され得る。波形は、１つ以上の戦術的なワイヤレスアドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）波形を含み得、これらは、妨害防止であり、戦術的な紛争環境で動作することができる。１つ以上のＭＡＮＥＴ波形は、１つ以上の周波数帯域を含み得る。同様に、ＭＡＮＥＴ波形は、マルチバンド周波数帯域を含み得る。たとえば、戦術無線機は、第１のＭＡＮＥＴをサポートするように構成された第１のチャネルと、第２のＭＡＮＥＴをサポートするように構成された第２のチャネルと、を含み得る。第１のＭＡＮＥＴは、第２のＭＡＮＥＴと比較して、異なる堅牢性を有し得る。さらに、第１のＭＡＮＥＴは、第２のＭＡＮＥＴと比較して、異なるデータレート及び／またはネットワークスループットをサポートし得る。１つ以上のＭＡＮＥＴ波形を使用して、戦術無線機間で１つ以上のＰＣ５メッセージを伝送してもよい。

【0024】

各チャネルは、波形を同時に受け入れて、信号の冗長性を向上させるか、またはデータ送信速度を向上させることができる。異なるチャネルで同じ通信を送信することによって、冗長なコネクティビティを確立してもよい。向上したデータレートのコネクティビティはまた、第１のチャネルを介してデータの第１のパケットを送信するともに、第２のチャネルを介してデータの第２のパケットを送信することによって確立されてもよく、この場合、データの第１のパケットは、データの第２のパケットとは異なる（たとえば、逆多重化及び／またはデマルチプレクスによって）。

【0025】

実施形態では、戦術無線機は、見通し線（ＬＯＳ）波形によって通信するように構成されている。ＬＯＳ波形によって、戦術無線機は、戦術無線機の見通し線にある他の戦術無線機との双方向通信を確立し得る。実施形態では、戦術無線機は、見通し線外（ＢＬＯＳ）波形によって通信するように構成されている。ＢＬＯＳ波形によって、戦術無線機は、見通し線外にある他の戦術無線機との双方向通信を確立し得る。たとえば、ＢＬＯＳ波形は、衛星通信波形（たとえば、モバイルユーザ客観システム（ＭＵＯＳ）波形、要求割当多元接続及び積分波形（ＤＡＭＡ／ＩＷ））、商用波形（たとえば、イリジウム）など）、または地球の電離層によって反射された波形（たとえば、高周波（ＨＦ）波形、広帯域高周波（ＷＢＨＦ）波形など）を含み得るが、これらに限定されない。

【0026】

戦術無線機は、マンパック、ハンドヘルド無線機、車両用無線機、または空中無線機などの、任意の戦術無線機を含み得るが、これらに限定されない。理解され得るように、単一、２チャネル、マルチチャネルの戦術無線機の任意の組み合わせを使用して、ミッションに固有であるネットワークトポロジを作成することができる。たとえば、戦術無線機は、陸軍海軍のＰＲＣ－１６２マンパックを含み得る。ＰＲＣ－１６２マンパックは、２つの同時妨害防止波形（各チャネルに１つの波形）を受け入れることができる２チャネルのソフトウェア無線（ＳＤＲ）である。ＰＲＣ－１６２マンパックは、見通し線波形によって第１のチャネル内で通信し、見通し線外（ＢＬＯＳ）衛星通信（ＳＡＴＣＯＭ）波形によって、第２のチャネル内で通信するように構成され得る。別の例として、戦術無線機は、高周波（ＨＦ）ミッションモジュールを備えたＶＲＣ－１２６またはＶＲＣ－１２７無線機を含み得る。ＶＲＣ－１２６またはＶＲＣ－１２７無線機は、第１のチャネル内で見通し線波形を受け入れ、第２のチャネル内でＢＬＯＳ高周波（ＨＦ）波形を受け入れるケーブルである。

【0027】

戦術無線機はまた、以下のプロトコルレイヤのうちの１つ以上も含み得る：近接サービス（ＰｒｏＳｅ）アプリケーションレイヤ、インターネットプロトコル（ＩＰ）中継レイヤ、ＵＳＢプロトコルレイヤ、ＵＳＢリンクレイヤ、ＵＳＢ物理レイヤ、メッシュレイヤ１、メッシュレイヤ２、及び／またはメッシュレイヤ３。戦術無線機は、ＵＥのプロトコルスタックを調整することなく、ＵＥと通信するように構成され得る。これに関して、ＵＥのアプリケーションレイヤは、戦術無線機のＩＰ中継レイヤと通信し得る。コネクティビティインターフェースを介して戦術無線機へと及び／またはそこから送信される任意のメッセージは、ＵＥのアプリケーションレイヤへと／及びそこから送信され得る。

【0028】

ネットワーク内のセルラーノード（たとえば、ＵＥ）は、紛争エリアで動作することができる戦術無線機と結合され得る。戦術無線機は、基地局との遮断または拒否されたセルラー接続を修復するための戦術メッシュアドホックネットワーク波形によって、他の戦術無線機と通信するように構成され得る。たとえば、第１のＵＥは、第１の戦術無線機、第２の戦術無線機、及び第２のＵＥを通じて通信を中継することによって、基地局と双方向に通信し得る。戦術無線機間のブリッジング範囲は、メッシュ波形のリンクカバレッジ範囲によって異なることがある。理解され得るように、戦術無線機は、メッシュ波形によって通信を送信及び受信するための任意の好適な送受信機を含み得る。

【0029】

次に図１を参照すると、システム１００は、本開示の１つ以上の実施形態に従って説明される。システム１００は、１つ以上の基地局１０２を含み得る。システム１００は、１つ以上のユーザ機器（ＵＥ）１０４を含み得る。ＵＥ１０４は、セルラー波形によって１つ以上の基地局１０２と通信するように構成され得る。ＵＥ１０４はまた、Ｄ２Ｄサイドリンクによって他のＵＥ１０４と通信するようにも構成され得る。システム１００は、１つ以上の戦術無線機１０６を含み得る。ＵＥ１０４は、コネクティビティインターフェースによって戦術無線機１０６に結合され得る。コネクティビティインターフェースによって、ＵＥ１０４は、関連する戦術無線機１０６と双方向に通信し得る。戦術無線機１０６は、見通し線（ＬＯＳ）波形によって通信するように構成され得る。ＬＯＳ波形によって、戦術無線機１０６は、他の戦術無線機１０６と双方向に通信するように構成され得る。したがって、戦術無線機１０６は、ＵＥ１０４と基地局１０２との間の見通し線接続を確立するために、ＵＥ１０４との、及び続いて基地局１０２との間の通信を中継し得る。

【0030】

戦術無線機１０６は、見通し線外（ＢＬＯＳ）波形によって通信するようにも構成され得る。ＢＬＯＳ波形によって、戦術無線機１０６は、戦術無線機１０６の見通し線外にある他の戦術無線機１０６と双方向に通信するように構成され得る。したがって、見通し線外にあるＵＥ１０４は、戦術無線機１０６によって双方向に通信し得る。さらに、戦術無線機１０６は、見通し線外にあるＵＥ１０４と基地局１０２との間の双方向通信を確立することができる。

【0031】

戦術無線機１０６のＰｒｏＳｅアプリケーションレイヤは、ネットワーク内の複数の戦術無線機１０６のメッシュネットワークコネクティビティ状態を追跡し得、戦術無線機１０６に接続されたＵＥ１０４のセルラーコネクティビティ状態を追跡し得る。メッシュネットワークコネクティビティ及びセルラーコネクティビティ強度の組み合わせが、コネクティビティメトリックを作成するために使用される。コネクティビティメトリックに基づいて、双方向通信を確立するためのルートが、利用可能な基地局１０２上で確立され得る。利用可能な基地局１０２は、見通し線にあっても見通し線外にあってもよい。ＰｒｏＳｅアプリケーションレイヤは、データレートに基づいて双方向通信を優先してもよい。たとえば、ＰｒｏＳｅアプリケーションレイヤは、基地局との直接のセルラー通信を優先し、次に基地局にルーティングされるＤ２Ｄセルラー通信を優先し、次に基地局への見通し線戦術中継を優先し、次に見通し線外基地局への見通し線外戦術中継を優先してもよい。

【0032】

各戦術無線機１０６は、見通し線外にある基地局１０２との双方向通信を確立するために、双方向ＢＬＯＳコネクティビティを含む必要はない。少なくとも１つのノードが双方向ＢＬＯＳコネクティビティを含む場合、利用可能なＢＬＯＳデータレートは、複数のＵＥ１０４間で共有され得る。たとえば、戦術無線機１０６のサブセットは、第１のチャネル上の見通し線（ＬＯＳ）戦術波形と、第２のチャネル上の見通し線外（ＢＬＯＳ）波形と、を含み得る。第２のチャネル上のＢＬＯＳ波形によって、双方向ＢＬＯＳコネクティビティは、見通し線外にある戦術無線機１０６と、続いて、見通し線にある基地局１０２との間で確立され得る。第１のチャネル上のＬＯＳ波形によって、戦術無線機１０６は、基地局との双方向ＢＬＯＳコネクティビティを確立した戦術無線機１０６と共有される通信を共有し得る。

【0033】

理解され得るように、システム１００は、基地局１０２、ＵＥ１０４、及び戦術無線機１０６のさまざまな構成を含み得る。

【0034】

たとえば、システム１００は、ＵＥ１０４ａを含み得る。ＵＥ１０４ａは、セルラー波形によって基地局１０２ａと双方向に通信するように構成され得る。ＵＥ１０４ａは、Ｄ２Ｄセルラー波形によってＵＥ１０４ｂと通信するように構成され得る。ＵＥ１０４ａが基地局１０２ａとの直接のセルラー通信を損失した場合、ＵＥ１０４ａは、ＵＥ１０４ｂとのＤ２Ｄ通信によって、基地局１０２ａとの双方向通信を確立し得る。しかしながら、Ｄ２Ｄ通信が妨げられてもよい。ＵＥ１０４ａはまた、戦術無線機１０６ａと双方向に通信するために、コネクティビティインターフェースによって戦術無線機１０６ａに結合され得る。戦術無線機１０６ａは、少なくとも２つのチャネル内で通信するように構成されたマルチチャネル無線機を含み得る。たとえば、戦術無線機１０６ａは、第１のチャネル内の見通し線外波形によって通信し、また第２のチャネル内の見通し線波形によって通信するように構成され得る。システム１００はまた、戦術無線機１０６ｂも含み得る。戦術無線機１０６ｂは、見通し線波形によって通信するように構成され得る。戦術無線機１０６ａは、ＬＯＳ波形によって戦術無線機１０６ｂとの双方向通信を確立し得る。戦術無線機１０６ｂはまた、コネクティビティインターフェースによってＵＥ１０４ｂに結合され得る。したがって、ＵＥ１０４ａは、戦術無線機１０６ａ、戦術無線機１０６ｂ、及びＵＥ１０４ｂによる基地局１０２ａとの双方向コネクティビティを確立し得る。しかしながら、ＵＥ１０４ａは、基地局１０２ａへの接続を確立することを妨げられてもよい（たとえば、基地局１０２ａとのすべてのセルラー通信を妨げる自身と勢力が拮抗する妨害、基地局１０２ａのキネティック攻撃などに起因する）。

【0035】

システム１００はまた、戦術無線機１０６ｃも含み得る。戦術無線機１０６ａは、ＢＬＯＳ波形によって戦術無線機１０６ｃと双方向に通信するように構成され得る。たとえば、戦術無線機１０６ａ及び戦術無線機１０６ｃが双方向に通信するＢＬＯＳ波形は、ＢＬＯＳ ＳＡＴＣＯＭ波形（図示される）または電離層から反射するように構成された波形（たとえば、高周波（ＨＦ）波形、広帯域高周波（ＷＢＨＦ）波形など）を含み得る。戦術無線機１０６ｃは、ＵＥ１０４ｃと双方向に通信するためのコネクティビティインターフェースによって、ＵＥ１０４ｃに結合され得る。ＵＥ１０４ｃは、セルラー波形によって、基地局１０２ｂと双方向に通信するように構成され得る。したがって、ＵＥ１０４ａは、戦術無線機１０６ａ、戦術無線機１０６ｃ、及びＵＥ１０４ｃによる基地局１０２ａとの双方向通信を確立し得る。そのような双方向通信の例については、図１Ｂを参照されたい。

【0036】

実施形態では、ＵＥ１０４ａと基地局１０２ｂとの間の双方向通信は、ＵＥ１０４ａが基地局１０２ａとの双方向通信を損失することに応答して確立される。たとえば、ＵＥ１０４ａが基地局１０２ａとの直接のセルラー通信を損失したときに、またはＵＥ１０４ｂとのＤ２Ｄサイドリンクを損失したときに、ＵＥ１０４ａは、基地局１０２ａとの双方向通信を損失し得る。ＵＥ１０４ａはまた、ＬＯＳ波形によって戦術無線機１０６ａを通じて戦術無線機１０６ｂにＵＥ１０４ａをルーティングするときに、ＵＥ１０４ｂが基地局との双方向通信を損失したことに続いて、基地局１０２ｂとのＢＬＯＳ双方向通信を確立してもよい。セルラー通信の損失またはＬＯＳ通信の喪失に続いて、基地局１０２ｂとのＢＬＯＳ双方向通信を確立することは、ＢＬＯＳ通信と比較して、セルラー通信またはＬＯＳ波形に関連するより高いデータレートのため、好ましい場合がある。

【0037】

システム１００はまた、戦術無線機１０６ｄも含み得る。戦術無線機１０６ｄは、ＬＯＳ波形によって戦術無線機１０６ａと双方向に通信するように構成され得る。戦術無線機１０６ｄはさらに、ＢＬＯＳ波形によって通信するように構成され得る。たとえば、戦術無線機１０６ｄが通信するＢＬＯＳ波形は、図示されるように、電離層によって反射された波形を含み得る。システム１００はまた、戦術無線機１０６ｅも含み得る。戦術無線機１０６ｅは、ＢＬＯＳ波形によって戦術無線機１０６ｄと双方向に通信するように構成され得る。戦術無線機１０６ｅは、ＬＯＳ波形によって通信するようにさらに構成され得る。たとえば、戦術無線機１０６ｅは、ＬＯＳ波形によって戦術無線機１０６ｃと双方向に通信し得る。したがって、ＵＥ１０４ａは、戦術無線機１０６ａ、戦術無線機１０６ｄ、戦術無線機１０６ｅ、戦術無線機１０６ｃ、及びＵＥ１０４ｃによる基地局１０２ｂとの双方向通信を確立し得る。そのような双方向通信の例については、図１Ｃを参照されたい。

【0038】

実施形態では、戦術無線機１０６ａ、戦術無線機１０６ｄ、戦術無線機１０６ｅ、戦術無線機１０６ｃ、及びＵＥ１０４ｃによる双方向通信は、ＵＥ１０４ａが戦術無線機１０６ａ、戦術無線機１０６ｃ、及びＵＥ１０４ｃによる双方向通信を損失したことに続いて確立される。たとえば、戦術無線機１０６ａ及び戦術無線機１０６ｃは、ＢＬＯＳ ＳＡＴＣＯＭ波形によって通信し得る。戦術無線機１０６ｄ及び戦術無線機１０６ｅは、ＢＬＯＳ波形の電離層反射によって通信し得る。ＢＬＯＳ ＳＡＴＣＯＭ波形は、ＢＬＯＳ波形の電離層反射よりも高いデータレートを含み得る。したがって、近接サービスアプリケーションは、そのような通信が損失されるまで、より高いデータレートのＢＬＯＳ通信を使用することがある。

【0039】

次に図２を参照すると、システム２００は、本開示の１つ以上の実施形態に従って説明される。

【0040】

近接サービスのリソースは、公衆陸上移動体通信網（ＰＬＭＮ）に割り当てられ得る。国防総省のネットワークは、単一のＰＬＭＮとして登録され得る。許可されたエリアでは、すべてのＵＥ１０４を検証することができ、ネットワーク内の任意のセルタワーから近接サービスにアクセスへのアクセスを得ることができるため、これは実現可能な方法である。紛争環境では、モバイルタワーは、ＵＥ１０４を検証してサービスを提供するために必要なコネクティビティを有していない場合がある。このような場合、ＵＥ１０４は、使用が許可されているタワーからのみサービスを取得することができる。

【0041】

ＵＥ１０４は、ローカルネットワーク上で通信するようにプロビジョニングされ得る（たとえば、基地局１０２とのＬＯＳ通信によって）。ＵＥ１０４（たとえば、ＵＥ１０４ａ）が、基地局１０２（たとえば、基地局１０２ｂ）とのＢＬＯＳ波形による双方向通信を確立する場合、ＵＥ１０４は、そのようなネットワークにプロビジョニングされなければならない。さらに、ＵＥ１０４は、複数のネットワーク内で通信するように構成され得る（たとえば、ＬＯＳ通信及びＢＬＯＳ通信によって）。２つのネットワークが独立している場合、ＵＥ１０４は、両方のネットワークでプロビジョニングされなければならない。たとえば、基地局１０２ａは、第１のネットワークに接続され得、基地局１０２ｂは、第２のネットワークに接続され得る。

【0042】

実施形態では、ＵＥ１０４は、事前計画によって複数のネットワークにプロビジョニングされ得る。ＵＥ１０４は、複数の静的構成で構成され得る。ＵＥ１０４が接続しているネットワークに基づいて、近接サービスアプリケーションは、複数の静的構成のうちの１つを選択し得る。さらなる実施形態では、近接サービスアプリケーションは、２つ以上の静的構成を同時に管理するように構成され得る。２つ以上の静的構成を同時に管理することによって、ＵＥ１０４は、複数のネットワークに同時に接続し得る（たとえば、基地局１０２ａ及び基地局１０２ｂによって）。複数のネットワークに同時に接続すると、通信の冗長性または向上したデータレートのうちの１つ以上提供され得る。

【0043】

実施形態では、ＵＥ１０４は、複数のネットワーク内で動的にプロビジョニングされ得る。ＵＥ１０４を動的にプロビジョニングすることによって、ＵＥ１０４は、そのＰＬＭＮのサービスにアクセスするためにＰＬＭＮに登録される必要はない。たとえば、ＵＥ１０４を動的に認証するために、ＰＬＭＮ近接サーバは、ＵＥ１０４のホームネットワークの近接サーバ２０２に連絡することによって、ＵＥ１０４の真正性を検証してもよい。これは、ＬＯＳネットワークとＢＬＯＳネットワークとの両方の双方向コネクティビティによってサポートされ得る。近接サーバ２０２は、ＰＣ４またはＳ１インターフェースなどであるがこれらに限定されないインターフェースによって、基地局に結合され得る。たとえば、近接サーバ２０２ａは、基地局１０２ａに結合され得、近接サーバ２０２ｂは、基地局１０２ｂに結合され得る。基地局１０２ｂは、ＢＬＯＳルーティングによってＵＥ１０４ａから通信要求を受信し得る（たとえば、図１Ｂ、１Ｃを参照）。要求を受信すると、近接サーバ２０２ｂは、ＵＥ１０４ａを動的に認証するために、近接サーバ２０２ａにさまざまな認証情報を要求し得る。近接サーバ２０２ｂは、近接サーバ２０２ａから認証情報を受信し得る。ＵＥ１０４ａを認証すると、サービング近接サーバ２０２ｂは、パラメータまたは構成をＵＥ１０４ａに転送し得る。パラメータは、ＢＬＯＳまたはＬＯＳネットワークを介して転送され得る。サービング近接サーバによって転送されるパラメータは、グループ識別情報（ＩＤ）、マルチキャストアドレス、無線リソースパラメータ、またはセキュリティパラメータを含み得るが、これらに限定されない。

【0044】

動的検証をサポートするために、ノード２０４（たとえば、戦術無線機１０６）を近接サーバ２０２に接続してもよい。ノード２０４は、ＬＯＳまたはＢＬＯＳ波形によって通信するように構成され得る。これに関して、ノード２０４は、近接サーバ２０２間で情報を中継するために、他のノード２０４と通信し得る。ノード２０４は、ＰＣ３インターフェースなどであるがこれに限定されないインターフェースによって近接サーバに結合され得る。たとえば、ノード２０４ａは、さまざまな認証情報を双方向に送信するために、近接サーバ２０２ａに結合され得る。同様に、ノード２０４ｂは、さまざまな認証情報を双方向に送信するために、近接サーバ２０２ｂに結合され得る。ノード２０４ａ、２０４ｂは、ＢＬＯＳ ＳＡＴＣＯＭ波形によって、互いに双方向に通信し得る。したがって、近接サーバ２０２ａは、ＵＥ１０４の認証情報を共有するために、近接サーバ２０２ｂと双方向に通信し得る。近接サーバ２０２ａはまた、有線接続（図示せず）によって近接サーバ２０２ｂとも通信し得る。

【0045】

前述の開示された方法におけるステップの特定の順序は、例示的なアプローチの例であることに留意されたい。設計における設定に基づいて、本開示の範囲内にとどまりつつ、方法におけるステップの特定の順序を並べ替えることができることが理解される。本発明及びそれに付随する利点の多くは、前述の説明によって理解されると考えられる。また、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく、その構成要素の形態、構造、及び配置にさまざまな変更を加えることができることも明らかであると考えられる。本明細書に記載された形態は、その説明のための実施形態である。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】