特表 2024-530882 インテリジェントかつ動的なゲートウェイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-08-27

(54)【発明の名称】インテリジェントかつ動的なゲートウェイ

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/46 20060101AFI20240820BHJP

   G09C 1/00 20060101ALI20240820BHJP

   H04L 12/66 20060101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

H04L12/46 100C

G09C1/00 650Z

H04L12/66

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024503711

(86)(22)【出願日】2022-07-29

(85)【翻訳文提出日】2024-01-18

(86)【国際出願番号】 US2022038831

(87)【国際公開番号】W WO2023009796

(87)【国際公開日】2023-02-02

(31)【優先権主張番号】63/227,705

(32)【優先日】2021-07-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/273,064

(32)【優先日】2021-10-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＹｏｕＴｕｂｅ

２．アンドロイド

３．Ｌｉｎｕｘ

４．ＰＹＴＨＯＮ

５．ＰａｃＳｔａｒ

(71)【出願人】

【識別番号】524025196

【氏名又は名称】トリバルコ エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】サップ ジェフリー ケー．

(72)【発明者】

【氏名】サップ ジェーソン ビー．

【テーマコード（参考）】

5K030

5K033

【Ｆターム（参考）】

5K030GA15

5K030HC01

5K030HD03

5K030LD19

5K033AA08

5K033AA09

5K033CB02

5K033CB08

5K033DA05

(57)【要約】

本開示は、複数の経路、プロトコル、物理スペクトル、又はソースから受信された通信を受信及び処理し、ソフトウェア（例えば、ミドルウェア又は１つ以上の仮想マシン（ＶＭ））を使用してそのような入力を処理して、プロトコル、物理スペクトル、又は宛先に関係なく、複数の経路に伝送することができるワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）出力を生成することができる、インテリジェントかつ動的なゲートウェイによる複数のセキュアな経路を介したセキュアな通信のためのシステム及び方法を説明する。このように、本ゲートウェイは、入力又は出力技術の性質に依存しないように構成され、ユビキタス電気通信管理のためのデータの変換を管理することができる。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インテリジェントかつ動的なゲートウェイであって、
複数の異種のソース経路、プロトコル、物理スペクトル、及び物理媒体から通信を受信するように適応された入力モジュールと、
前記異種のソース経路、プロトコル、物理スペクトル、及び物理媒体のうちのいずれかから、複数の異種の宛先経路、プロトコル、物理スペクトル、及び物理媒体のうちのいずれかに、前記受信された通信を変換するように適応されたプロセッサと、
前記異種の宛先経路、プロトコル、物理スペクトル、及び物理媒体を介して前記通信を送信するように適応された出力モジュールと、を備え、
前記ソースプロトコル又は前記宛先プロトコルのうちの少なくとも１つは、個々のパーティが他のパーティのデータを見ることができないように、計算を複数のパーティに分散させる暗号化プロトコルを含む、インテリジェントかつ動的なゲートウェイ。

【請求項2】

前記暗号化プロトコルが、ブロックチェーンベースのプロトコルである、請求項１に記載のインテリジェントかつ動的なゲートウェイ。

【請求項3】

前記暗号化プロトコルが、マルチパーティプロトコル（ＭＰＰ）である、請求項１又は２に記載のインテリジェントかつ動的なゲートウェイ。

【請求項4】

着信ＧＰＳ信号が所定の波形、周波数、又は標準のうちの少なくとも１つに適合するかどうかを判定するＧＰＳ信号走査モジュールと、
前記着信ＧＰＳ信号に含まれるタイミング情報に従って、原子時計を同期させる原子時計同期モジュールと、を更に備える、請求項１～３のいずれか一項に記載のインテリジェントかつ動的なゲートウェイ。

【請求項5】

前記着信ＧＰＳ信号が、所定の波形、周波数、又は標準のうちの少なくとも１つに適合しない場合、前記原子時計が、前記タイミング情報とは独立して動作する、請求項４に記載のインテリジェントかつ動的なゲートウェイ。

【請求項6】

提供される前記原子時計が、チップスケールパッケージである、請求項４又は５に記載のインテリジェントかつ動的なゲートウェイ。

【請求項7】

前記原子時計によって提供されるタイミング及び同期データが、前記インテリジェントかつ動的なゲートウェイで認証されたデバイスと同期される、請求項４～６のいずれか一項に記載のインテリジェントかつ動的なゲートウェイ。

【請求項8】

前記インテリジェントかつ動的なゲートウェイが、極端な温度、放射線、高い重力、並びに周囲及び環境要因のうちの少なくとも１つに対して耐力強化されている、請求項１～７のいずれか一項に記載のインテリジェントかつ動的なゲートウェイ。

【請求項9】

前記プロセッサが、Ａｄｖａｎｃｅｄ ＲＩＳＣ Ｍａｃｈｉｎｅｓ（ＡＲＭ）プロセッサとして提供される、請求項１～８のいずれか一項に記載のインテリジェントかつ動的なゲートウェイ。

【請求項10】

前記インテリジェントかつ動的なゲートウェイが、ＰＴＰプロトコルを使用する、保証された位置、ナビゲーション、及びタイミング（ＰＮＴ）情報のソースである、請求項１～９のいずれか一項に記載のインテリジェントかつ動的なゲートウェイ。

【請求項11】

通信ネットワークであって、
ゲートウェイであって、
複数の異種のソース経路、プロトコル、物理スペクトル、及び物理媒体から通信を受信するように適応された入力モジュールと、
前記異種のソース経路、プロトコル、物理スペクトル、及び物理媒体のうちのいずれかから、複数の異種の宛先経路、プロトコル、物理スペクトル、及び物理媒体のうちのいずれかに、前記受信された通信を変換するように適応されたプロセッサと、
前記異種の宛先経路、プロトコル、物理スペクトル、及び物理媒体を介して前記通信を送信するように適応された出力モジュールと、を備える、ゲートウェイと、
複数の異なるプロトコル、異なる無線周波数（ＲＦ）帯域、異なるスペクトル、及び異なる物理層通信技術を使用して無線通信を確立するソフトウェア定義無線（ＳＤＲ）と、を備える、通信ネットワーク。

【請求項12】

前記ＳＤＲが、カスタム波形を利用して、前記無線通信を前記異なる物理スペクトルに分散させる、請求項１１に記載の通信ネットワーク。

【請求項13】

前記ＳＤＲが、光ネットワークを介して通信する、請求項１１又は１２に記載の通信ネットワーク。

【請求項14】

着信ＧＰＳ信号が所定の波形、周波数、又は標準のうちの少なくとも１つに適合するかどうかを判定するＧＰＳ信号走査モジュールと、
前記着信ＧＰＳ信号に含まれるタイミング情報に従って、原子時計を同期させる原子時計同期モジュールと、を更に備え、
前記原子時計が、ＳＤＲ通信経路上のマスタタイミングソースとして動作する、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の通信ネットワーク。

【請求項15】

前記着信ＧＰＳ信号が、所定の波形、周波数、又は標準のうちの少なくとも１つに適合しない場合、前記原子時計が、前記タイミング情報とは独立して動作する、請求項１４に記載の通信ネットワーク。

【請求項16】

前記ＳＤＲが、Ａｄｖａｎｃｅｄ ＲＩＳＣ Ｍａｃｈｉｎｅｓ（ＡＲＭ）プロセッサに実装される、請求項１１～１５のいずれか一項に記載の通信ネットワーク。

【請求項17】

前記複数の異なるプロトコル、異なる無線周波数（ＲＦ）帯域、異なるスペクトル、及び異なる物理層通信技術が、ＴＣＰ／ＩＰ、ＳＩＰＲ、ＮＩＰＲ、３Ｇ、４Ｇ、４Ｇ ＬＴＥ、５Ｇ、無線ＲＦ、高周波数（ＨＦ）、超低周波数（ＶＬＦ）、超高周波数（ＶＨＦ）、極高周波数（ＵＨＦ）、シリアル、イーサネット、光ファイバ、及び光レーザのうちのいずれか１つを含む、請求項１１～１６のいずれか一項に記載の通信ネットワーク。

【請求項18】

前記ゲートウェイが、ＰＴＰプロトコルを使用する、保証された位置、ナビゲーション、及びタイミング（ＰＮＴ）情報のソースである、請求項１１～１７のいずれか一項に記載の通信ネットワーク。

【請求項19】

小型化された通信ゲートウェイであって、
前記ゲートウェイ内のコンポーネントに複数の出力電圧を提供する電力コントローラと、
ＧＰＳ信号を受信及び認証し、チップスケールの原子時計（ＣＳＡＣ）にタイミング情報を提供する、選択的可用性アンチスプーフィングモジュール（ＳＡＡＳＭ）ベースのＧＰＳ受信機と、
ネットワークベースの通信を受信するネットワークインターフェースと、
衛星アンテナ入力と、
複数の異なるプロトコル、異なる無線周波数（ＲＦ）帯域、異なるスペクトル、及び異なる物理層通信技術を使用して双方向通信を確立するソフトウェア定義無線（ＳＤＲ）であって、前記ＳＤＲが、それぞれのＲＦ出力と関連付けられた少なくとも１つの増幅器に出力ＲＦ信号を提供する、ソフトウェア定義無線（ＳＤＲ）と、
前記ＳＤＲと関連付けられた信号処理を実施するプロセッサと、を備える、小型化された通信ゲートウェイ。

【請求項20】

衛星モデムを更に備える、請求項１９に記載の小型化された通信ゲートウェイ。

【請求項21】

前記複数の異なるプロトコル、異なる無線周波数（ＲＦ）帯域、異なるスペクトル、及び異なる物理層通信技術が、ＴＣＰ／ＩＰ、ＳＩＰＲ、ＮＩＰＲ、３Ｇ、４Ｇ、４Ｇ ＬＴＥ、５Ｇ、無線ＲＦ、高周波数（ＨＦ）、超低周波数（ＶＬＦ）、超高周波数（ＶＨＦ）、極高周波数（ＵＨＦ）、シリアル、イーサネット、光ファイバ、及び光レーザのうちのいずれか１つを含む、請求項１９又は２０に記載の小型化された通信ゲートウェイ。

【請求項22】

請求項１９～２１のいずれか一項に記載の小型化された通信ゲートウェイであって、その中の前記コンポーネントが、回路基板上に提供される、小型化された通信ゲートウェイ。

【請求項23】

請求項１９～２１のいずれか一項に記載の小型化された通信ゲートウェイであって、その中の前記コンポーネントが、カスタムチップとして提供される、小型化された通信ゲートウェイ。

【請求項24】

請求項１９～２１のいずれか一項に記載の小型化された通信ゲートウェイであって、その中の前記コンポーネントが、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として提供される、小型化された通信ゲートウェイ。

【請求項25】

請求項１９～２４のいずれか一項に記載の小型化された通信ゲートウェイであって、その中の前記コンポーネントが、所定の環境条件又は動作条件に従って耐力強化される、小型化された通信ゲートウェイ。

【請求項26】

前記プロセッサが、Ａｄｖａｎｃｅｄ ＲＩＳＣ Ｍａｃｈｉｎｅｓ（ＡＲＭ）プロセッサである、請求項１９～２５のいずれか一項に記載の小型化された通信ゲートウェイ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[背景技術]

【0002】

ゲートウェイデバイスは、何十年にもわたって電気通信で使用されている。多くの利用可能なゲートウェイの１つの問題は、それらが、インターネットプロトコル（ＩＰ）などの１つのセットのプロトコル、又は警察若しくは軍事用途で使用されるプログラム可能な無線のためのものなどの独自のプロトコルの使用に限定され得るという柔軟性の欠如である。

【発明の概要】

【0003】

本開示は、複数の経路、プロトコル、物理スペクトル、又はソースから受信された通信を受信及び処理し、ソフトウェア（例えば、ミドルウェア又は１つ以上の仮想マシン（ＶＭ））を使用してそのような入力を処理して、複数の経路、プロトコル、物理スペクトル、又は宛先に伝送することができるワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）出力を生成することができる、インテリジェントかつ動的なゲートウェイによる複数のセキュアな経路を介したセキュアな通信のためのシステム及び方法を説明する。これは、ａｎｙ－ｔｏ－ａｎｙ機能として大まかに知られているが、「ａｎｙ」の使用は、目標が実際にデータを受信、処理、及び送信することができるようにすることであり、現在又は将来のデータ経路が本ゲートウェイを介して処理するのに実用的ではない可能性があるという点で、口語的表現である。

【0004】

したがって、本ゲートウェイは、他の開示されたコンポーネントと組み合わせて、以下の選択された又は任意選択的な機能を実施するように動作する：ａ）検出又は傍受を回避する様式で、１つ以上の通信プロトコル又は無線周波数（ＲＦ）帯域を使用した、アルゴリズム精査を介したデータのセキュアでインテリジェントなルーティング、及び１つ以上の経路を介したその後の配布、ｂ）専用ＵＤＰポート割り当て、デバイス登録、又はゲートウェイとの通信を求めるデバイスをゲートウェイが認識してアドレス指定することを可能にする他の技法を使用した、１つ以上のそのような経路を介したデータのマルチキャスト配信、ｃ）例えば、サービスが中断された領域においてセルラ又は他の無線サービスを確立及び提供することができるソフトウェア定義無線（ＳＤＲ）、これにおいて、ＳＤＲは、車両に固定されているか又は人間が運ぶように構成されていることを含めて、固定された場所又はモバイルにあり得る、ｄ）アドホックピアツーピア通信又は他の開示された技法を介した自己修復ネットワーク管理、ｅ）そのような経路を介して通信されるデータの対称的又は非対称的な鍵ベースの暗号化のためのブロックチェーン暗号化、ｆ）ブロックマルチパーティプロトコル（ＭＰＰ）、マルチパーティコンピュテーション（ＭＰＣ）を使用するコンステレーションプロトコル、コンステレーション内のｎ個のパーティ間のコンセンサス共有、中央認可、署名、又は信用の排除を使用したチェーンベースの通信、セキュアでインテリジェントなデータ伝送のために構成された１つ以上のレーザを使用した１つ以上のそのような経路を介したデータの光伝送、ｇ）ＧＰＳ又は他の同期がそのような経路を介した通信のために利用不可能になる例でのフェイルセーフシステム原子時計を使用した同期管理。

【0005】

本ゲートウェイは、ゲートウェイが、多くの異なるソース、プロトコル、物理スペクトル、又は通信技術からオーディオ、ビデオ、制御、又は他のデータストリームを受信し、ペイロードを抽出し、ペイロードを、広範な宛先、プロトコル、物理スペクトル、又は通信技術への発信ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）出力のための１つ以上のフォーマットに変換することを可能にする、構成可能なハードウェア及びソフトウェアを使用することによって、従来のシステムにおける問題を解決する。ゲートウェイはまた、ＧＰＳ又はそのような情報の他の共通のソースがない場合に、正確な位置、ナビゲーション、及び／若しくはタイミング（ＰＮＴ）情報を提供する、暗号化技術、ソフトウェア定義無線、伝送難読化技法、自己修復技法、（例えば、マルチパーティプロトコルを使用した）ブロックチェーンベースのセキュリティ、又はフェイルセーフ同期技術のアレイで構成することができる。

【0006】

他のシステム、方法、特徴、及び／又は利点は、以下の図面及び詳細な説明を検討することにより、当業者には明らかであるか、又は明らかになり得る。このような全ての追加のシステム、方法、特徴、及び／又は利点は、本明細書に含まれ、添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。

【0007】

図面におけるコンポーネントは、必ずしも互いに対して縮尺通りではない。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】ゲートウェイにおいて受信された音声データをルーティングする、本ゲートウェイ内のソフトウェア／ミドルウェアのサンプル論理フロー図を描示する。

【図2A】本明細書で考察されるように、本ゲートウェイと組み合わせることができるＳＤＲ音声無線のサンプル論理フロー図を描示する。

【図2B】本明細書で考察されるように、本ゲートウェイと組み合わせることができるＳＤＲ音声無線のサンプル論理フロー図を描示する。

【図3】本明細書で考察されるように、本ゲートウェイをそれと組み合わせることができるＳＤＲ無線を介した制御のサンプル論理フロー図を描示する。

【図4】本ゲートウェイの実施形態からの複数の出力経路の通信難読化又はフェイルオーバー使用のサンプル論理フロー図を描示する。

【図5】防衛又は軍事用途のためのＷＡＮネットワークトポロジの一例を例解する。

【図6A】本ゲートウェイのネットワークトポロジの高レベルかつ詳細な例を例解する。

【図6B】本ゲートウェイのネットワークトポロジの高レベルかつ詳細な例を例解する。

【図7A】本ゲートウェイのネットワークトポロジの一例のためのイーサネット接続の高レベルかつ詳細な例を例解する。

【図7B】本ゲートウェイのネットワークトポロジの一例のためのイーサネット接続の高レベルかつ詳細な例を例解する。

【図8A】本ゲートウェイの１つの例示的なトポロジのデータフローの高レベルかつ詳細な例を例解する。

【図8B】本ゲートウェイの１つの例示的なトポロジのデータフローの高レベルかつ詳細な例を例解する。

【図9A】本ゲートウェイの１つの例示的なトポロジのデータフローの高レベルかつ詳細な例を例解する。

【図9B】本ゲートウェイの１つの例示的なトポロジのデータフローの高レベルかつ詳細な例を例解する。

【図10A】本ゲートウェイの１つの例示的なトポロジのデータフローの高レベルかつ詳細な例を例解する。

【図10B】本ゲートウェイの１つの例示的なトポロジのデータフローの高レベルかつ詳細な例を例解する。

【図11】データが本ゲートウェイとクラウドストレージとの間で通信されるＭＰＰの使用例を例解する。

【図12】ＭＰＰプロトコルの態様を例解する。

【図13】ＭＰＰと公開鍵インフラストラクチャベースの暗号化との間のいくつかの潜在的な違いを例解する。

【図14A】本ゲートウェイから音声及びデータ通信を受信したものとして示されるハンドセットを例解する。

【図14B】本ゲートウェイから音声及びデータ通信を受信したものとして示されるハンドセットを例解する。

【図14C】本ゲートウェイから音声及びデータ通信を受信したものとして示されるハンドセットを例解する。

【図14D】本ゲートウェイから音声及びデータ通信を受信したものとして示されるハンドセットを例解する。

【図14E】本ゲートウェイから音声及びデータ通信を受信したものとして示されるハンドセットを例解する。

【図14F】本ゲートウェイから音声及びデータ通信を受信したものとして示されるハンドセットを例解する。

【図14G】本ゲートウェイから音声及びデータ通信を受信したものとして示されるハンドセットを例解する。

【図15】レーザ通信を使用した接続性を有する本ゲートウェイを例解する。

【図16】着信ＧＰＳ信号の性質に応じて、原子時計からの時間及び同期データを実装するためのサンプル論理フロー図を描示する。

【図17】ゲートウェイのコンポーネントが回路基板上にある、本ゲートウェイのハードウェア図の一例を例解する。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本明細書に説明されるシステムアーキテクチャは、上記で定義された「ａｎｙ－ｔｏ－ａｎｙ」通信を可能にし、容易にする、インテリジェントかつ動的な通信ゲートウェイを含み、これは、ゲートウェイが様々な経路からの通信を受信し、異なるネットワーク上のデバイス間の通信を可能にし、ネットワーク自体が、異なるプロトコル、異なる無線周波数（ＲＦ）帯域、異なるスペクトル、又は異なるタイプの物理層通信技術（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ、ＳＩＰＲ、ＮＩＰＲ、３Ｇ、４Ｇ、４Ｇ ＬＴＥ、５Ｇ、無線ＲＦ、高周波数（ＨＦ）、超低周波数（ＶＬＦ）、超高周波数（ＶＨＦ）、極高周波数（ＵＨＦ）、シリアル、イーサネット、光ファイバ、光学レーザなど）を潜在的に完全に使用することを意味する。ゲートウェイは、そのような様々な入力経路、プロトコル、物理スペクトル、又はソースからの通信を受信し、潜在的にミドルウェア若しくは１つ以上の仮想マシン（ＶＭ）、又は当業者によく知られている他の好適なソフトウェアを含むソフトウェアを使用してそのような入力を処理して、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）出力を生成し、これは、１つ以上の経路、プロトコル、物理スペクトル、又は宛先を介して送信され得る。したがって、ゲートウェイは、入力及び出力ネットワーク構成及びプロトコルに依存しないことが可能であり、ミドルウェアが扱うように構成及び設定されている「任意の」入力を動的に処理することができる。これにより、本ゲートウェイが媒介として機能し、受信デバイスの要件に対応するように出力を変換又はトランスコードすることができるため、あるメーカーのデバイスが別のメーカーのデバイスと話すことができないという一般的な問題が回避される。ソフトウェア／ミドルウェアは、任意の利用可能な入力ソース通信からのデータペイロードを分析、検出、又は受け入れることができ、ペイロードを、本明細書に説明されているか又は他の方法で利用可能である宛先経路のうちの１つ以上にＷＡＮ出力として送信され得るフォーマットに変換することができる。したがって、ゲートウェイは、例えば、ＴＣＰ／ＩＰソースから入力を受信し、ペイロードを、例えば、所望の宛先デバイス（複数可）へのそのプロトコルを使用する経路を介した出力のために、セキュアインターネットプロトコルルータ／非セキュアインターネットプロトコルルータ（ＳＩＰＲ／ＮＩＰＲ）フォーマットに変換することができる。

【0010】

図１～図３の論理フロー図に例解されるように、ゲートウェイソフトウェア／ミドルウェアは、ゲートウェイとそのユーザ（複数可）又は管理者（複数可）が、使用する出力経路と、１つ以上のそのような利用可能な出力経路を介して送信するペイロードの量をインテリジェントに判定するように、そのときにアクティブ又は利用可能な全ての経路などの利用可能な入力及び出力経路を監視するように構成することができる。本明細書で考察される一実施形態では、ゲートウェイは、ＷＡＮ出力として、（例えば、影響スループットを切り替える、ＳＤＲサーバに記憶されたＰＡＣＥ（プライマリ、代替、コンティンジェンシー、及び緊急）プランファイルに従って）１つのＲＦ帯域にわたってペイロードの一部分を送信し、第２のＲＦ帯域にわたって第２の部分を送信して、スペクトルアナライザ、パケットスニファ、又はデータバースト若しくは他のスペクトルエネルギーのベースライン量からの逸脱を検出することができる他のデバイス若しくはプロセスを使用したリスナーなど、当該のペイロードをリッスン又は傍受しようとするサードパーティによる検出を最小化又は回避することができる。したがって、ゲートウェイは、軍事通信、あるいはセキュリティ及び機密性が所望され、検出又は傍受が最小化又は完全に回避される他のシナリオなど、難読化が有益である用途のための発信通信を難読化することができる。ゲートウェイは、ｎ個の経路にわたるそのようなセキュアな通信を最適化することができ、ｎは、任意の所与の時間又は任意の所与の構成における利用可能な出力経路の数を反映する。これを効率的に達成する１つの方式は、ソフトウェア／ミドルウェアが、利用可能な経路のレコードを維持するテーブル、データベース、又は他のデータ構造と関連付けられ、ゲートウェイが構成されたときに、そのレコードを継続的に、エピソード的に、定期的に、又はさもなければ満たされるべき目的の要求を満たすために必要に応じて、潜在的に更新することである。

【0011】

１つの例示的な実施形態では、図１～図３の論理フロー図に例解されるように、ゲートウェイが接続されているネットワークと関連付けられた無線又は他の通信デバイスは各々、ゲートウェイが無線、電話、コンピュータなどの特定の宛先デバイスに通信を方向付けることができるように、異なるＵＤＰポートを割り当てることができる。この例では、ゲートウェイは、１つのデバイス（ユニキャスト）、複数の利用可能なデバイス（マルチキャスト）、全ての利用可能なデバイス（ブロードキャスト）、又はその他をアドレス指定するように構成することができる。そのようなアドレス指定の一例は、特定の通信を意図した宛先デバイスに割り当てられたＵＤＰポート番号を含むヘッダ構造を有するデータストリームをＷＡＮ出力として送信することである。図１～図３は、本明細書で考察された。

【0012】

別の例では、図４に例解されるように、ＷＡＮ出力として送信されるセキュアなデータは、傍受者又は他の攻撃者がインターネットビデオストリーム、ＹｏｕＴｕｂｅビデオなどとしてプライマリコンテンツを見ることができるように、サイドバンド又は他の方法で偽装することができる。異なる主な目的を有する伝送上に挿入されるデータの初期の例としては、アナログテレビジョン信号の垂直ブランキング間隔（ＶＢＩ）へのデジタル情報のテレテキスト及び他の挿入が挙げられ、そのような技法は、１９８０年代以前から当業者によく知られたものであり得る。機密データペイロードを偽装するためのそのような従来技法の他のより最近の例としては、ＯｕｔＧｕｅｓｓ、Ｓｔｅｇｈｉｄｅ、Ｓｔｅｇｔｏｏｌｓ、及びＳｔｅＧＵＩアプリケーションが挙げられる。本ゲートウェイは、機密データアプリケーションのための１つ以上のそのような偽装技法と組み合わせることができ、当業者は、他のそのような技法又はアプリケーションに精通しているであろう。

【0013】

防衛用途に好適な一実施形態では、ゲートウェイは、軍事的に承認されたプロトコルに関するデータを受信及び送信することができるように構成され得る。そのようなプロトコルは現在、国防情報システム局（ＤＩＳＡ）及びそのネットワークＤＩＳＮの全体的な包括的スキームの下に存在し、将来的には他の方法で管理される可能性がある。現在の防衛ネットワーク環境では、セキュアインターネットプロトコルルータ／非セキュアインターネットプロトコルルータ（ＳＩＰＲ／ＮＩＰＲ）アクセスポイント（ＳＮＡＰ）地上衛星端末は、例えば、中隊、小隊、及びチームレベルでの前方作戦基地（ＦＯＢ）を含む任意の所望の人にネットワークアクセスを拡張するように戦術的ネットワーク能力を増強するためにフィールド化され得る。ＳＮＡＰの例では、商用のＶｅｒｙ Ｓｍａｌｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ（ＶＳＡＴ）衛星端末は、ＤＩＳＡの戦術的ネットワーク（ＳＩＰＲ、ＮＩＰＲ、及びＣｏａｌｉｔｉｏｎ）へのアクセスを提供し、ミッションコマンド、情報交換（音声、ビデオ、及びデータ）、火災のための呼び出し、Ｍｅｄｅｖａｃサポート、あるいは宛先デバイス（複数可）によって又は宛先デバイスと共に実行される他の命令又はコマンドを可能にすることができる。

【0014】

ＳＮＡＰは、小規模な軍事部隊にとって重要な通信コンポーネントであり、多くの場合、セキュアな見通し線外通信とネットワーク接続性を提供する。ＳＮＡＰは、高移動性多目的ホイール車両、ヘリコプター、他の車両での、又は人による容易な輸送を可能にするための輸送ケース設計を含む多くの形態で構成することができ、モジュール設計は、ミッション要件を適切に満たすために様々なディッシュ及びアンテナサイズを可能にすることができる。ＳＩＰＲ／ＮＩＰＲプロトコルは、戦術中隊、小隊、チーム前方作戦基地、又は個々の兵士との堅牢な、長距離の、見通し線外のＳＩＰＲ、ＮＩＰＲ、及び連合ネットワーク通信能力を可能にすることができる。これらのプロトコルは、戦術的ネットワークアーキテクチャの一部として、ａｔ－ｔｈｅ－ｈａｌｔとｏｎ－ｔｈｅ－ｍｏｖｅの両方の戦術的ネットワーク機器と相互運用可能である。関連するシステムは、戦場周辺での移動が容易であり、軍隊に遠征の要素を提供する。これらのシステムは、国防総省（ＤｏＤ）のワイドバンドグローバルＳＡＴＣＯＭ衛星を利用するための認定されたＫａ及びＸバンド能力を有することができ、Ｃ、Ｋｕ、Ｋａ、Ｘ、及びＬバンド衛星リンクを含むことができる。

【0015】

本明細書に説明されるゲートウェイは、これらの現在の防衛通信プロトコル及び経路に対して構成することができ、将来のプロトコル及び経路に対応するように将来的に構成することができる。ゲートウェイミドルウェアは、接続されたデバイス及び／又は利用可能な出力経路の現在のレコードを維持するデータ構造と関連付けられ得、１つ以上の所望の目的を満たすように出力を最適化することができ、例えば、容易性のために１つの経路を介して、又は検出を最小化するために複数の経路を介して出力の全てを送信し、傍受された部分が攻撃者又は他の傍受者に意味のある情報を提供することを回避し、又は複数の経路を介した配信のために出力データを潜在的に分割することによって前進される任意の他の目的のために、出力を最適化することができる。

【0016】

図５は、本ゲートウェイの防衛又は軍事実装形態の一例のネットワークトポロジを例解する。この図では、ＷＡＮ全体の３つの部分に３つのゲートウェイデバイスが配置されている。３つのゲートウェイの各々は、ＳＦＰ（Ｓｉｇｎａｌ Ｆｕｓｉｏｎ Ｐｌａｔｆｏｒｍ）とラベル付けされ、これは、ＤＩＳＡの傘下で現在確立及び管理されているＳＩＰＲ／ＮＩＰＲネットワークを介して通信することが可能であり、したがって、現在の防衛又は軍事プロトコルスキームの一部であるゲートウェイの略である。ゲートウェイの各々は、着信経路のフォーマット及びプロトコルのデータを、選択された発信経路又は経路のフォーマット及びプロトコルのＷＡＮデータ出力に翻訳又は変換することができるソフトウェア／ミドルウェアで構成される。

【0017】

左から、大隊とラベル付けされた破線ボックスに１つのＳＦＰが描示されている。大隊ＳＦＰは、音声データ処理機能及びＳＦＰの動作に対する制御を提供することができるラップトップコンピュータと関連付けられて示されている。デスクトップ又は他のコンピュータ又はコンピューティングデバイスは、これらの機能を適切に実施することができ、図５は、モバイルエンドユースに便利なフォームファクタとしてラップトップを描示している。コンピュータはまた、通信サーバとして機能するか、又はネットワークトポロジ内の任意の他のサーバを制御し、この例では、大隊ＳＦＰが、ＤＩＳＡネットワーク接続、ＮＩＰＲプロトコル、ＳＩＰＲプロトコル、（この場合、ＩＥＥＨ．２６４プロトコルを使用しても達成され得るＶｏＳＩＰ、又はボイスオーバーセッション開始プロトコル（ＳＩＰ）を使用した）ボイスオーバーＩＰ、及びビデオ遠隔会議（ＶＴＣ）を介して通信することを可能にする。これは、防衛ネットワーク構成の一例であり、本開示を限定することを意図しない。この例のコンピュータは、ＷＡＶＥディスパッチアプリケーションを更に含み、これは、コンピュータがＭｏｔｏｒｏｌａ無線との通信を管理することを可能にするＭｏｔｏｒｏｌａソフトウェアアプリケーションを指し、Ｍｏｔｏｒｏｌａ無線自体は、セキュアな通信のためにプログラム可能又は構成可能であり得る。この例のコンピュータは、ＳＣＩ ＴＯＣＮＥＴとラベル付けされたアプリケーションを更に含み、ＳＣＩ ＴＯＣＮＥＴは、統一音声管理システム（ＵＶＭＳ）としても知られているＳＣＩ製品スイート、遠征及び他の軍事作戦において展開されるように設計された通信プラットフォームを指す。大隊ＳＦＰは、ＮＳＡ Ｔｙｐｅ１暗号化を使用した通信のために認定された、Ｈａｒｒｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造された移動式戦術ＨＦ及びＶＨＦ無線である「マンパック」又はＦａｌｃｏｎ ＩＩとしても知られているＰＲＣ１５０に更に接続されている。最後に、この例では、ＳＦＰは、ＤＩＳＡ戦術的ゲートウェイを介して、ＮＳＡ（国家安全保障局）の商用機密ソリューション（ＣＳｆＣ）プログラムの下で、ＮＳＡに準拠した仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）接続を介してＤｏＤ衛星と通信できることが示されている。ＣＳｆＣプログラムは、機密ＮＳＳデータを保護する階層ソリューションにおいて商用製品を使用することを可能にする。この大隊ＳＦＰのために描示されたプロトコル及び通信経路の各々は、単に例としてであり、限定することは意図されず、示された広範な通信経路は、本ゲートウェイの「ａｎｙ－ｔｏ－ａｎｙ」能力の範囲を描示する。このサンプル構成では、ゲートウェイＳＦＰは、ＳＩＰＲ経路からの通信を受け入れ、例えば、ＨＦ又はＶＨＦ経路を介して出力を変換し、Ｆａｌｃｏｎ ＩＩマンパックと関連付けられた兵士又はユニットに送信することができるであろう。大隊ＳＦＰ、及び図１に描示される全てのＳＦＰは、本明細書の図１～図４の文脈で考察されたように、そのような機能を実施するソフトウェア／ミドルウェア（コンピュータ可読命令）を含む。

【0018】

図５の左中央には、前方作戦基地（ＦＯＢ）、海軍作戦センター（ＮＯＣ）、又は戦術作戦センター（ＴＯＣ）を指すＦＯＢ ＮＯＣ／ＴＯＣとラベル付けされた破線ボックスにＳＦＰがある。このＳＦＰは、いくつかの例外を除いて、大隊ＳＦＰと同様に構成される。ＦＯＢ／ＮＯＣ／ＴＯＣ ＳＦＰはまた、別のマンパックであるＰＲＣ１１７Ｇ、この場合はＦａｌｃｏｎ ＩＩＩに接続され、このＦａｌｃｏｎ ＩＩＩは、上で考察されたＦａｌｃｏｎ ＩＩよりも後のＨａｒｒｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ移動式戦術ＨＦ／ＶＨＦ無線のリリースである。このＳＦＰは、ソフトウェア定義ネットワーク（ＳＤＮ）を介して、ＮＳＡ準拠のＶＰＮを介してＤＯＤ衛星に通信していることも示されている。大隊とＦＯＢ／ＮＯＣ／ＴＯＣネットワークの両方は、本出願の他の場所で考察されるソフトウェア定義無線（ＳＤＲ）を介した見通し線外（ＢＬＯＳ、Ｂｅｙｏｎｄ Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｔｅ）音声通信のために互いに接続されている。最後に、このＳＦＰは、再びＮＳＡ準拠のＶＰＮを介してインターネットに接続されていることが示され、ＦＯＢ／ＮＯＣ／ＴＯＣがインターネットデータ入力を受信し、インターネット出力を生成するための経路を可能にする。このサンプル構成では、ゲートウェイＳＦＰは、ＤｏＤ衛星からの通信を受け入れ、例えば、ＨＦ又はＶＨＦ経路を介して出力を変換し、Ｆａｌｃｏｎ ＩＩＩ無線と関連付けられた兵士又はユニットに送信することができるであろう。このＦＯＢ／ＮＯＣ／ＴＯＣ ＳＦＰのために描示されたプロトコル及び通信経路の各々は、単に例としてであり、限定することは意図されず、広範な通信経路は、本ゲートウェイの「ａｎｙ－ｔｏ－ａｎｙ」能力の範囲を描示する。

【0019】

図５の右中央には、それ自体が大隊の下位部隊である軍隊のそのサブユニットを指して、中隊とラベル付けされた破線ボックスにＳＦＰがある。中隊ＳＦＰは、少なくとも以下の違いがあるが、前の２つのＳＦＰと同様に構成される。中隊ＳＦＰはまた、戦術的４Ｇ ＬＴＥに接続することもでき、これにより、このＳＦＰは、この例に示されているＭｏｔｏｒｏｌａ ＬＥＸ１１アンドロイドスマートフォンなどの４Ｇ ＬＴＥ準拠デバイスに接続することができ、この例は本出願の他の場所で考察され、様々なＬＴＥベースの通信、コマンド、及び命令を可能にすることができる。このＳＦＰは、携帯性の高いフォームファクタで音声、ビデオ、及び高速データを同時に提供できるＬ３Ｈａｒｒｉｓ Ｆａｌｃｏｎ ＩＩＩ ＡＮ／ＰＲＣ－１５２Ａ無線であるＰＲＣ１５２Ａにも接続することができる。このハンドヘルドデバイスは、Ｓｏｌｄｉｅｒ Ｒａｄｉｏ Ｗａｖｅｆｏｒｍ（ＳＲＷ）及びＬ３Ｈａｒｒｉｓ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｗａｖｅｆｏｒｍ（ＡＮＷ２（登録商標）Ｃ）を使用して、アドホック、自己修復（すなわち、ピアツーピア、メッシュ、又はネットワーク接続性を再構成して回復する他の技法を介してネットワーク可用性を修復又は再構築する）、及び適応型ネットワーキング機能を提供する。このＳＦＰは、示されている他の２つのＳＦＰ、並びにＰＲＣ－１５２Ａ、パートナー国軍無線、インターネット、及びＮＳＡ準拠のＶＰＮを介したＤｏＤ衛星を使用した他の米軍と通信していることが更に示されている。このサンプル構成では、ゲートウェイＳＦＰは、ＤｏＤ衛星からの通信を受け入れ、例えば、戦術的４Ｇ ＬＴＥを介して出力を変換し、Ｍｏｔｏｒｏｌａ ＬＥＸ１１ハンドセットに送信することができるであろう。この中隊ＳＦＰのために描示されたプロトコル及び通信経路の各々は、単に例としてであり、限定することは意図されず、広範な通信経路は、本ゲートウェイの「ａｎｙ－ｔｏ－ａｎｙ」能力の範囲を描示する。図５に示される３つのＳＦＰの各々はまた、１つのＳＦＰに利用可能な接続又は経路を他のＳＦＰ又はそれらのそれぞれのユーザに利用可能にさせ得るように、互いに通信するように構成され得る。

【0020】

図６Ａは、ＳＦＰのネットワークトポロジの高レベルの例を例解する。図６Ｂは、図６Ａの詳細な例を描示し、単に例として示される様々なスイッチ、ルータ、及び他の構成部分を含む、ＳＦＰゲートウェイがＳＦ１０００として識別されるＳＦＰのネットワークトポロジを示す。図５のように、図６のコンピュータは、ＳＦＰのための制御コンソールを提供する。ＰａｃＳｔａｒ４６３ ＲｏＩＰは、ランドモバイル無線（ＬＭＲ）からＩＰへのデータ変換、異なる無線タイプ間の相互運用性、無線クロスバンド、及びＩＰを介したリモート無線制御を、小さいフォームファクタの頑丈なモジュールで提供することができる。これは、例えば、Ｍｏｔｏｒｏｌａ無線がＨａｒｒｉｓ無線と話すことができない（すなわち、Ｈａｒｒｉｓ無線との間で送受信することができない）、又はインターネットＶｏＩＰプロトコルを介してデータを送受信することができないことがある、従来技術のシステムとは対照的に、特定の入力又は出力技術の構成又はプロトコルに依存しないゲートウェイの能力を例解する。対照的に、本ゲートウェイは、プロトコルに関係なく、全ての利用可能な経路からの通信を受け入れ、プロトコルに関係なく、任意の他の利用可能なデバイスに送信されるそのペイロードを処理することができる。他のＰａｃＳｔａｒ４００シリーズモジュールと組み合わせると、ＰａｃＳｔａｒ４６３は、包括的、戦術的、及びモバイル相互運用性ソリューションを提供することを含めて、ＩＰベースの通信ネットワークとＬＭＲ戦術無線ネットワークとの間のギャップを埋めることができる。このサンプルＰａｃＳｔａｒ４６３は、最大４つの無線ネットワークを同時にサポートする。これは、Ｅ＆Ｍ信号（すなわち、Ｅリード及びＭリードと呼ばれる別個のリード上でＤＣ信号を使用する一種の監督線シグナリングであって、伝統的には電話スイッチ間の電気通信業界で使用される）をＩＰデータに変換することができ、業界標準のＲＪ４５及びＲＳ－２３２インターフェースを介してクロスバンド及び無線制御を提供することができる。ＰａｃＳｔａｒ４６３は、何千ものシステムと５０個を超える主要な防衛プログラムに展開されているＳＣＩ ＴＯＣＮＥＴ Ｇ４製品から適応された実証済みのソフトウェア定義技術に基づいている。ＰａｃＳｔａｒ４５１サーバは、コンパクトで迅速なセットアップ、堅牢なフォームファクタで複数のソフトウェアアプリケーションをホストするための高性能仮想化アプライアンスを提供することができる。軍事、国土安全保障、ファーストレスポンダ、及び商用／エンタープライズユーザ向けの現場コミュニケーション、エグゼクティブコミュニケーション、車両マウント、エントリ又は前方作戦基地の展開用に設計されている。ＰａｃＳｔａｒ４５１は、戦術通信アプリケーションでの使用に適した多種多様な事前ロードされた、事前確保された、及び事前認定されたソフトウェアアプリケーションと共に利用可能である。ＰＮＴ（本明細書の他の場所で考察される）で使用されるようなＰＴＰプロトコルを提供するＯｒｏｌｉａ ＳｅｃｕｒｅＳｙｎｃは、意図しない干渉及び悪意のある攻撃を含むＧＰＳ信号の異常を検出するために独自のソフトウェアアルゴリズムを採用する。統合ソリューションは、ＧＰＳ／ＧＮＳＳ同期の通知、アラーム、及び自動無効化を提供する。Ｔｒｉｂａｌｃｏ ＳＦ１００ ＲｏＩＰは、Ｔｅｌｅｘ ＩＰ２２４デバイス、Ｔｒｉｂａｌｃｏ ＳＦ２００ＳＤＲ（４つの１０ＭＨｚ～６ＧＨｚの無線を含み、各々独立した波形を実行し、１００を超える無線メーカーと互換性があるＳＤＲ）、又はＣ－Ｓｏｆｔ及び／又はＩＰ－２２４と相互運用可能な他のデバイスであることができる。この実施形態では、ゲートウェイは、Ｌｉｎｕｘオペレーティングシステムを採用し、２つのオーディオデバイスのリモート制御のための信頼性の高いプラットフォームを提供し、デジタルコンソールとアナログコンソールの両方で動作するように構成することができる、修正されたＴｅｌｅｘ ＩＰ－２２４デュアルＩＰリモートアダプタとインターフェースすることができる。Ｔｅｌｅｘアダプタは、診断を含む、デジタルネットワーク上の無線の動作に関連する多種多様な他のタスクを実施する。ＧｏＳｉｌｅｎｔ Ｃｕｂｅは、ＣＳｆＣ、ＮＳＡ楕円カーブ、ＡＥＳ１２８、ＡＥＳ２５６、ＭＰＰブロックチェーン（標準、ＮＳＡ、又は他のキーマットを使用する）、又は特定の用途に好適な他の電気通信暗号化技術を含む、ＮＳＡ準拠の暗号化を使用したセキュアな通信を可能にするハードウェアＶＰＮであり、当業者はこれを使用することに精通しているであろう。ＰａｃＳｔａｒ４４４スイッチは、Ｃｉｓｃｏ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｓｗｉｔｃｈ（ＥＳＳ）３３００に基づいており、コンパクトで頑丈なフォームファクタで、重要な音声、データ、及びビデオ接続性のためにギガビット速度で高密度ネットワークアクセスを提供する。ＰａｃＳｔａｒ４４１ルータは、コンパクトで迅速なセットアップ、超コンパクトなフォームファクタで、重要な音声、データ、ビデオ接続性のための高性能ルーティング、スイッチング、及び高度なネットワークサービスを提供する。ＰａｃＳｔａｒ４４１は、Ｃｉｓｃｏ（登録商標）テクノロジーに基づいており、最大４ポートのＰｏＥ ＬＡＮアクセスを提供する。Ｃｒａｄｌｅ Ｐｏｉｎｔ ＩＢＲ９００ルータは、ギガビットクラスのＬＴＥ接続性、並びにイーサネット及びＷｉ－Ｆｉを提供する。インターネットを介して、ＳＦＰは、ＭｉｃｒｏｓｏｆｔのＡｚｕｒｅクラウドインフラストラクチャ、Ａｍａｚｏｎ Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ（ＡＷＳ）、Ｇｏｏｇｌｅ Ｃｌｏｕｄ、又は他の好適な専用又はクラウドインフラストラクチャなどの外部データセンター又はクラウドインフラストラクチャに接続されているように示されている。このサンプルＳＦ１０００構成のために描示されたプロトコル及び通信経路の各々は、単に例としてであり、限定することは意図されず、広範な通信経路は、本ゲートウェイの「ａｎｙ－ｔｏ－ａｎｙ」能力の範囲を描示する。

【0021】

図７Ａは、可能なイーサネット接続の高レベルの例を例解する。図７Ｂは、図７Ａの詳細な例を描示し、図６に描示されるＳＦＰ／ＳＦ１０００の上で考察された様々なコンポーネント間の内部イーサネット接続の可能な構成を示す。図６に描示されるワイヤ、接続、内部経路、又はバスの各々は、単に例としてであり、限定することは意図されない。

【0022】

図８Ａ、図９Ａ、及び図１０Ａは、様々なコンポーネント間の接続を示す高レベルのデータフロー図を例解する。図８Ｂ、図９Ｂ、及び図１０Ｂは、それぞれ、本ゲートウェイを含むネットワークのサンプル構成におけるＳＦ１０００／ＳＦＰ内図８Ａ、図９Ａ、及び図１０Ａの追加の詳細を例解する。特に、図８Ａ及び図８Ｂは、Ｃ－Ｓｏｆｔベースのネットワーク構成のサンプルデータフローを描示し、図９Ａ及び図９Ｂは、ＴＯＣＮＥＴベースのネットワーク構成のサンプルデータフローを示し、図１０Ａ及び図１０Ｂは、ＳＤＲベースのネットワーク構成のサンプルデータフローを描示する。コンポーネント間の通信のための様々なプロトコルは、一方向であれ二重であれ（例えば、ＳＩＰ、ＲＴＰ、ＴＣＰ４４３など）、データフロー及び方向を表す矢印と関連して識別される。ＳＦ１０００には、ＰａｃＳｔａｒ４６３ ＴｏｃＮｅｔ、Ｔｒｉｂａｌｃｏ ＳＦ１００ ＲｏＩＰ、コールマネージャサーバ、ＳＤＲ／相互運用性サーバ、及び内部ＶＰＮサーバが含まれている。

【0023】

別の実施形態では、ゲートウェイは、ゲートウェイ及びそのミドルウェアに利用可能な無線出力経路を拡張するために、ソフトウェア定義無線（ＳＤＲ）と関連付けることができる。ＳＤＲは、静止又は可動であり得、様々な場所に設定されることが可能であるか、又は車両、人間、又はその他によって輸送されることが可能である。そのような一実施形態では、ＳＤＲは、３Ｕ ＯｐｅｎＶＰＸデュアルチャネルＨＦ／ＶＨＦ／ＵＨＦ／マイクロ波トランシーバモジュールであり得る。ＨＴＬｖ－Ｃは、センサオープンシステムアーキテクチャ（ＳＯＳＡ（商標））の技術標準に従って設計された３Ｕ ＶＰＸリファレンスシャーシである。これは、スナップショット２及びスナップショット３のバージョン、並びに１９スロット及び１１スロット、３Ｕ ＶＰＸシャーシなどの異なる数のスロットに合わせることができ、１９個のＳＤＲモジュールを搭載することができ、各無線は、４つの独立した波形又はＥＷ技法を介して伝送することができる。したがって、この実施形態では、ＳＤＲは、最大７６個の独立した波形又はＥＷ技法を可能にする。代替の実施形態では、ＳＤＲは、別のシャーシに挿入することができるボード、カード、又はブレードとして構成された３Ｕ Ｏｐｅｎ ＶＰＸクアッドチャネルＨＦ／ＵＨＦ／ＶＨＦトランシーバモジュールであり得る。そのようなＳＤＲは、２ＭＨｚ～６ＧＨｚの周波数範囲、各チャネルの８０ＭＨｚの瞬間帯域幅、５０μ秒のチューニング速度を有することができ、４つのチャネルが、送信又は受信するように構成され、コヒーレント又は独立したチューニングを使用して、２０μ秒で動的に構成可能であり得る。別の代替の実施形態では、ＳＤＲは、３Ｕ ＶＰＸ ＳＤＲ ＳＷａＰ－Ｃソフトウェア定義無線（ＳＤＲ）ワイドバンドトランシーバを備えたマンパックとして構成されたＳＩＧＩＮＴトランシーバシステムであり得る。これらの波形を戦術的に定義することによって、ゲートウェイは、異なる波形を使用して経路のうちの１つ又は多数にわたってデータパッケージを解析及び送信するようにＳＤＲに指示することができる。この実施形態では、及び現在の技術的能力内で、（全体的なゲートウェイトポロジ内の）単一のサーバは、より複雑な波形の作成及び使用のために複数のサーバを必要とする、最大４つの定義された波形を指示及び実装することができる。この例では、ＳＤＲをドローン、別の車両、又は人に配置して、サービスが本来なら中断されている所でサービスを提供し、したがって、自己修復機能を提供することができる。これは、自然災害及びインフラストラクチャが中断された他の状況において有用であり得、ＳＤＲと併せて本ゲートウェイは、ハードインフラストラクチャの代わりになり得る。図１０は、本明細書の他の場所で考察されるカスタム波形を含む、ＳＤＲを通してＷＡＮ出力を可能にするためにＴｒｉｂａｌｃｏ２００ ＳＤＲが含まれる本ゲートウェイを含むネットワークの別の構成における様々なコンポーネント間のデータフロー図を描示する。カスタム波形は、Ｃ＋＋、「Ｊａｓｓｏｎ」を使用して作成され得る。Ｐｙｔｈｏｎ、Ｊａｖａ、又は他のソフトウェアは、周波数、ホップ、デュプレックス、時刻、キーパラメータ、出力電力、又は波形のカスタマイズを可能にする他のパラメータを定義することができる。周波数及び帯域幅を表す別個のＧＵＩがある。本ゲートウェイはまた、ユーザが発信無線波形をカスタマイズするために周波数、帯域幅、又は他の詳細を指定することを可能にするグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を有することができる。ＳＤＲの正確なタイプ又はブランドは、限定することを意図したものではなく、当業者は、広い範囲の利用可能な商用ＳＤＲがあり、達成される特定の目的（例えば、どの帯域、スペクトル、通信経路又は技術が所望されるか）が、適切なＳＤＲ又は複数のＳＤＲの選択を推進することを理解するであろう。構成可能であり、所望の経路にわたる通信を可能にするＳＤＲは、本開示のニーズを満たすべきであり、ＳＤＲの１つの好ましい特徴は、本明細書の他の場所で考察されるように、カスタマイズされた波形の使用を可能にする程度であり得る。

【0024】

別の実施形態では、ゲートウェイは、保証された位置、ナビゲーション、及びタイミング（ＰＮＴ）情報のソースと関連付けることができる。ＰＴＰプロトコルは、空中、陸上、及び海上でのミッションクリティカルな用途の信頼性、パフォーマンス、及び安全性を向上させることができる。好適なＰＮＴの一例は、ＧＰＳシステムがＳＡＡＳＭに準拠するというＤｏＤ要件に準拠する超セキュアな選択的可用性アンチスプーフィングモジュール（ＳＡＡＳＭ）ベースのＧＰＳ受信機と精密な時間及び周波数技術を組み合わせることができるＯｒｏｌｉａ ＳｅｃｕｒｅＳｙｎｃ ＳＡＡＳＭである。ＳｅｃｕｒｅＳｙｎｃ ＳＡＡＳＭは、２４チャンネルのＭｉｎｉａｔｕｒｅ Ｒｕｇｇｅｄｉｚｅｄ Ｕｎｉｔ（ＭＲＵ）又は１２チャンネルのＧｒｏｕｎｄ－Ｂａｓｅｄ ＧＰＳ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ（ＧＢ－ＲＡＭ）として商業的に利用可能であり得、これらのブランド及びフォームファクタは、本開示を限定することを意図していない。ミッションクリティカルな軍事用途は、ＳｅｃｕｒｅＳｙｎｃ ＳＡＡＳＭの極めて高い信頼性、セキュリティ、及び柔軟性の恩恵を受ける。ＳｅｃｕｒｅＳｙｎｃ ＳＡＡＳＭの利点の１つは、耐久性のある衝撃及び振動テスト済みのシャーシであり、環境性能のためにＭＩＬ－ＳＴＤ－８１０Ｆを満たすように設計されている。ベースユニットは、１０ＭＨｚの位相不連続なしに、１０ＭＨｚの周波数信号に整合された非常に正確な１ＰＰＳタイミング信号を提供する。内部発振器オプションの取り揃えは、ホールドオーバー及び位相ノイズのための幅広い要件を満たすために利用可能である。モジュール設計により、多種多様な高度に特殊化された時間及び周波数機能が可能になる。現在入手可能な製品では、最大４つの追加の入出力モジュール、並びに任意選択的なカードを各ＳｅｃｕｒｅＳｙｎｃ ＳＡＡＳＭに追加して、タイミング信号、又は１ＰＰＳタイムコード（ＩＲＩＧ、ＡＳＣＩＩ、ＨａｖｅＱｕｉｃｋ）など、周波数出力（１０ＭＨｚ、５ＭＨｚ、２．０４８ＭＨｚ、又は１．５４４ＭＨｚ）、テレコムＴ１／Ｅ１データレート、マルチポートＮＴＰ、及びＰＴＰのカスタム構成を追加することができる。別の実施形態では、ゲートウェイのＰＮＴ機能は、ｅＬｏｒａｎで強化することができる。ネットワークコンポーネントのこの追加の組み合わせは、ＧＰＳ／ＧＮＳＳの停止又は利用不可能シナリオにおいて更なるＰＴＰデータを提供することができる。ＰＮＴ ｅＬｏｒａｎシステム（ＰｅＬＳ）は、ＧＰＳが機能することができないときに機能することができ、ジャムすることが困難であり得、擬似ランダムパルス及びデータチャネルと組み合わせて、暗号化鍵のないデータストリームを使用不可能にさせることができ、正確な広域カバレッジを提供することができ、ファーストレスポンダなどに堅牢な緊急ブロードキャスト信号を提供することができ、ユーザが静止している間に方位及びアジマスデータを提供することができる。ＷＷＶブロードキャスト無線はまた、時刻及び日付情報の別の既知のソースである。ＯｒｅｌｉａＳｅｃｕｒｅ Ｓｙｎｃ若しくはＶｅｒｓａデバイス又は他の好適な原子時計が、本ゲートウェイ、又はｅＬｏｒａｎ若しくはＷＷＶブロードキャスト無線、あるいはＰＮＴ情報を提供することができる他の外部ソースに内部的に提供することができるという原子時計機能性のために、本ゲートウェイは、ＧＰＳの有無にかかわらず確実なＰＮＴを維持することができ、様々なネットワークコンポーネントとその間の伝送との間の正確な同期を可能にする。

【0025】

別の実施形態では、ゲートウェイは、利用可能なスペクトルを走査して、ＧＰＳ衛星を識別し、そのような衛星からの着信ＧＰＳ信号が、適用可能な波形、周波数、又は他の標準に適合するかどうかを判定し、着信ＧＰＳ信号がおそらくは変更又は干渉のために真正又は正確ではないことを示す、ＧＰＳ信号が適用される標準に適合しない場合、オンボード原子時計をそのような着信データと同期させるか、又はそのような着信データと同期しないことを選択することができるソフトウェアを採用することができる。そのようなソフトウェアの例が、図１６の論理フロー図に描示されている。図１６に示されるように、ソフトウェアは、利用可能なスペクトルを走査して、ＧＰＳ信号を識別する。軍用グレードのＳＡＡＳＭは、１つ以上の利用可能なＧＰＳ衛星にロックオンし、それらの信号と関連付けられた周波数及び波形情報をコンパレータに提供することができる。したがって、コンパレータは、利用可能なＧＰＳ信号を監視し、周波数、波形、又は他の情報を、業界標準又はゲートウェイで定義された標準の、適用可能な標準と比較し、着信ＧＰＳデータの妥当性又は望ましさを判定することができる。着信ＧＰＳ信号が適用される標準に適合する場合、ソフトウェアは、図１６ではチップスケールの時計として識別されるオンボード原子時計を、その入力ＧＰＳ信号に同期させることができる。このシナリオでは、チップスケールの原子時計は、常にＳＤＲ通信経路上のマスタタイミングソースとして動作し、ローカルクロックが適用可能な標準を超えてドリフト又は逸脱するのを防ぐために、検証された着信ＧＰＳ信号との同期を維持する。着信ＧＰＳ信号が適用される標準から逸脱する場合、ＳＡＡＳＭコンパレータは、チップスケールの原子時計をタイミング同期信号から切断し、オンボード原子時計がそのような着信信号とは独立して動作することを可能にすることができる。図はこのプロセスを単一のＧＰＳ信号に関して描示しているが、複数のＧＰＳ信号又はＵＮＳＯ入力に関して反復的に行うこともできる。利用可能なＧＰＳ信号を処理する際に、ゲートウェイは、信号強度、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）、又は他の測度を使用して、利用可能なＧＰＳ信号の中から選択するか又は優先順位を付けることができる。図１６はまた、左下の象限において、オンボード原子時計からネットワークタイムプロトコル（ＮＴＰ）データを抽出することができるゲートウェイソフトウェアの態様を描示する。ＮＴＰは、パケット交換可変レイテンシデータネットワーク上のコンピュータシステム間のクロック同期のためのネットワーキングプロトコルである。ＮＴＰは、１００ミリ秒の範囲内で正確であり得るが、保証されたＰＴＰとして本出願の他の場所で考察されるＧＰＳからのより正確な現在の時間データは、１マイクロ秒の範囲内で正確であり得る。このように、ＰＴＰプロトコルは、ＮＴＰよりも正確であり得、ＮＴＰよりも少ないレイテンシを導入することができる。

【0026】

別の実施形態では、ゲートウェイは、エンタープライズ又は商用用途用に、そのような通信に好適なプロトコルを使用して構成される。現在のエンタープライズ又は商用ネットワーク環境では、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）及びインターネットプロトコル（ＩＰ）を含む、プロトコルのインターネットプロトコルスイートを含む多くのプロトコルが使用される。ＵＤＰ（ユーザデータグラムプロトコル）は、主にインターネット上のアプリケーション間で低レイテンシ及び損失許容接続を確立するために使用される通信プロトコルである。それは、受信パーティが合意を提供する前にデータの転送を可能にすることにより、伝送を高速化する。結果として、ＵＤＰは、ボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）、ドメインネームシステム（ＤＮＳ）ルックアップ、及びビデオ又はオーディオの再生を含む、時間に敏感な通信において有益である。ＵＤＰは、当業者が精通しているであろうプロトコルスタック内のＴＣＰの代替である。

【0027】

別の実施形態では、本ゲートウェイは、ブロックチェーンベースの暗号化又は電気通信を可能にするために、マルチパーティプロトコルを採用することができる。多くのレガシープロトコルは、ポイントツーポイント通信を可能にするが、本明細書に説明されるゲートウェイは、マルチパーティプロトコル（ＭＰＰ）、典型的には、マルチパーティコンピューティング（ＭＰＣ）を使用するコンステレーションプロトコルを採用し、コンステレーション内のｎ個のパーティ間でコンセンサスを共有し、中央認可、署名、又は信用を排除することができる。これは、ａｎｙ－ｔｏ－ａｎｙプロトコルとすることができる。ＭＰＰは、認証されたエンティティ間のセキュアなマルチパーティ接続を確立するために使用され得る。接続されたエンティティは、マルチパーティの意思決定を形成するために分散計算（ＭＰＣ）を行うように装備され得、それによって、コンセンサスベースの意思決定を作成する。ＭＰＣは、サーバのグループが算術回路又はブール回路への入力を提供し、サーバの固定部分を破損させ得る攻撃者の存在下で回路を安全に評価することを可能にすることができる。攻撃者は、サーバを破損させると、そのサーバに記憶されている全ての情報を知ることができる。攻撃者は、プロトコルに関係なく、破損したサーバを恣意的に動作させることができる。ＭＰＰ及び／又はＭＰＣの使用を可能にするソフトウェアの１つの商用ソースは、ブロックチェーンベースのテクノロジープロバイダが所属する業界組織であるＭＰＣアライアンスの他のメンバーに加えて、Ｐｒｉｖｅ Ｃｏｍｍｓである。

【0028】

図１１に示されるように、ＭＰＰは、本ゲートウェイが、転送中の対象データを公開又は復号化することなく、クラウドストレージとやり取りすることを可能にすることができる。ＭＰＰの利点のいくつかを図１２に例解する。図１３は、パーティ間のＭＰＰ通信の詳細と、コンセンサスが形成されるプロセスを例解する。図１３は、ＭＰＰと公開鍵インフラストラクチャベースの暗号化との間の違いも示している。図１４に示されるように、ＭＰＰを使用して、本ゲートウェイから音声及びデータ通信を受信したものとして示される電話又はハンドセットは、ＭＰＰベースの電気通信のためのゲートウェイの動作上の使用を実証する。

【0029】

別の実施形態では、ゲートウェイは、ゲートウェイで認証されたデバイスに時間及び同期データを配布するためにＭＰＰと組み合わせて使用され得る。ＭＰＰを使用して、ゲートウェイの時間及び同期データは、セキュアで暗号化された様式で配布又は分散され得る。そのような時間及び同期データは、ＮＴＰグレード又はＰＴＰグレードとすることができ、所望のセキュリティレベルなどの選択されたパラメータに応じて、ヘッダ又はペイロードデータとして送信され得る。一例では、ＰＮＴデータは、そのようなデータの１つ以上の部分を傍受する者が、そのようなデータを解読するために必要とされる適用可能なＭＰＰ鍵なしに意味のある情報を導出することができないように、本出願の他の場所で考察される難読化方法を使用して分散させることができる。

【0030】

図１５は、レーザを使用して通信する本ゲートウェイを例解する。データは、前述のソースのいずれか１つを介して受信及び送信され得、加えて、レーザ通信技法を使用して通信され得る。

【0031】

別の実施形態では、ゲートウェイは、特定の環境に対して最適化され得る。一例は、極端な温度、放射線、高い重力（Ｇ力）、又は他の周囲若しくは環境要因若しくは制約のためにゲートウェイを耐力強化させる必要があり得る高高度環境で使用するためのものである。そのような環境では、ネットワークトポロジはまた、ドローン、バルーン、又はゲートウェイを運ぶ他の好適な高高度車両の間で、ピアツーピア、メッシュ、又はその他であるかどうかにかかわらず、ネットワーキングを可能にし得る。そのような環境では、本ゲートウェイは、総重量が約５ポンド未満若しくは約５ポンドなどの軽量であるか、又は軍若しくは他のユーザが課し得る重量制約を満たす必要があり得る。図１７に示されるように、広範な環境又は課された他の制約のために、本出願を通して考察されるコンポーネントが、回路基板、カスタムチップ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又はゲートウェイのコンポーネントがサイズ及び重量を縮小されるか若しくは小型化される他のフォームファクタとして利用可能であるように、本ゲートウェイは、サイズ及び重量を縮小することができる。図１７の例示的なハードウェア図に示されるように、ＳＤＲは、本発明を限定することを意図しない単なる例として、２つのＡｄｖａｎｃｅｄ ＲＩＳＣ Ｍａｃｈｉｎｅｓ（ＡＲＭ）プロセッサとしてここに示される１つ以上のプロセッサと関連付けられる。ＡＲＭプロセッサは、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）アーキテクチャに基づくＣＰＵファミリの１つであり、現在、３２ビット及び６４ビットＲＩＳＣマルチコアプロセッサを実装している。ＲＩＳＣプロセッサは、より高速に動作し、毎秒数百万の命令（ＭＩＰＳ）を実行することができるように、より少数のタイプのコンピュータ命令を実施するように設計されている。命令を縮小し、経路を最適化することによって、ＲＩＳＣプロセッサは、複雑な命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）デバイスよりも少ない電力で大幅な性能を提供する。ＡＲＭプロセッサは、スマートフォン、タブレット、マルチメディアプレーヤ、及びウェアラブルなどの他のモバイルデバイスなどの消費者向け電子デバイスにおいて広く使用されている。縮小命令セットのために、ＡＲＭプロセッサは、より少ないトランジスタを必要とし、これにより、集積回路（ＩＣ）のためのより小さいダイサイズが可能になる。ＡＲＭプロセッサのより小さいサイズ、低減された複雑性、より低い消費電力により、ＡＲＭプロセッサは、ますます小型化されたデバイスに好適にされる。

【0032】

この例では、２つのオンボードＡＲＭプロセッサを備えたＳＤＲは、ＳＡＡＳＭ、チップスケールクロック、及び中央プロセッサ（ＣＰＵ）（任意選択的に、オンボード衛星モデム又は別個の衛星モデムを含む）、図の右側に示されている無線出力及び関連するチャネル増幅器を含む、ゲートウェイが採用するための様々な接続経路に必要なコンポーネント、５Ｇ／４Ｇ ＬＴＥ／３Ｇの経路、及びカスタマイズされた波形通信、イーサネット通信など）、チップスケール原子時計（ＣＳＡＣ、Ｍｉｃｒｏｓｅｍｉ ＳＡ．４５ｓなど））、並びに適切な電源及び制御コンポーネントに接続される。本ゲートウェイのコンポーネントのサイズ及び重量をボード又はチップスケールに縮小することによって、ゲートウェイが、衣類、バッグ若しくはバックパック、又は他の適切なフォームファクタに埋め込まれることを含めて、ユーザによってより容易に着用可能又は運搬可能であることを可能にすることを含む、多種多様なフォームファクタ及びユースケースに対処することができる。本ゲートウェイの様々な実施形態はまた、ゲートウェイが、攻撃パーティによる傍受又は捕捉などの、ある特定の状況下でそれ自体を使用不可能にするであろう、熱又は他の自己破壊デバイスと組み合わせることができる。

【0033】

別の例では、本ゲートウェイは、ＭＰＰ又は他のブロックチェーンベースのプロトコルの使用を可能にするために、修正されたプロトコルスタックを備えたキャリアとして、セルラ通信（５Ｇ／４Ｇ ＬＴＥ／３Ｇ又は他の好適な現在又は将来のプロトコル）を採用することができる。５Ｇは、拡張モバイルブロードバンド（ｅＭＢＢ）、超高信頼及び低レイテンシ通信（ＵＲＬＬＣ）、及び大規模マシンタイプ通信（ｍＭＴＣ）を可能にする。これらのユースケースは、ＩＴＵ－Ｒ（ＩＴＵ無線通信セクター（ＩＴＵ－Ｒ））によって定義されている。本発明のこの実施形態では、５Ｇ物理層は、通信を確立及び維持するために必要な５Ｇプロトコルスタックのそれらの態様が保持されるように保持され得、ＩＰパケットコアなどのスタックの他の部分は、ＭＰＰ又は他の好適なブロックチェーンベースの進化したパケットコアプロトコルで置き換えられる。この実施形態では、ゲートウェイは、５Ｇの双方向増幅器（ＢＤＡ）と互換性のある様式で通信することができ、スペクトルアナライザ又は他の好適な分析デバイス上では通常の５Ｇ信号のように見えるであろう。しかしながら、５Ｇキャリア上で運ばれるペイロードは、ＭＰＰ又は他の好適なブロックチェーンベースのプロトコルを使用して暗号化され、保護され、したがって、適切な復号化鍵を用いて本ゲートウェイを使用していないいかなるパーティにとっても解読不可能である。

【0034】

したがって、本ゲートウェイは、従来のシステムにおける問題を解決し、ゲートウェイが、多くの異なるソース、プロトコル、物理スペクトル、又は通信技術からオーディオ、ビデオ、制御、又は他のデータストリームを受信し、ペイロードを抽出し、ペイロードを、広範な宛先、プロトコル、物理スペクトル、又は通信技術への発信ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）出力のための１つ以上のフォーマットに変換することを可能にする、構成可能なハードウェア及びソフトウェアを提供する。ゲートウェイはまた、ＧＰＳ又はそのような情報の他の共通のソースがない場合に、正確な位置、ナビゲーション、又はタイミング（ＰＮＴ）情報を提供する、暗号化技術、ソフトウェア定義無線、伝送難読化技法、自己修復技法、（例えば、マルチパーティプロトコルを使用して）ブロックチェーンベースのセキュリティ、又はフェイルセーフ同期技術のアレイで構成することができる。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図14D】

【図14E】

【図14F】

【図14G】

【図15】

【図16】

【図17】

【国際調査報告】