特表 2025-503557 航空ネットワークを介した無人航空機システムのための航空管制音声中継を実施するためのシステムおよび方法

(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】2025-02-04

(54)【発明の名称】航空ネットワークを介した無人航空機システムのための航空管制音声中継を実施するためのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 36/32 20090101AFI20250128BHJP

   H04W 48/16 20090101ALI20250128BHJP

   H04W 4/44 20180101ALI20250128BHJP

   H04W 88/04 20090101ALI20250128BHJP

【ＦＩ】

H04W36/32

H04W48/16 134

H04W4/44

H04W88/04

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024539662

(86)(22)【出願日】2023-01-10

(85)【翻訳文提出日】2024-08-27

(86)【国際出願番号】 US2023060402

(87)【国際公開番号】W WO2023137276

(87)【国際公開日】2023-07-20

(31)【優先権主張番号】63/299,316

(32)【優先日】2022-01-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/325,030

(32)【優先日】2022-03-29

(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．ＪＡＶＡ

２．ＰＹＴＨＯＮ

(71)【出願人】

【識別番号】523243535

【氏名又は名称】オーラ ネットワーク システムズ， インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＵＲＡ ＮＥＴＷＯＲＫ ＳＹＳＴＥＭＳ， ＩＮＣ．

【住所又は居所原語表記】１７６５ Ｇｒｅｅｎｓｂｏｒｏ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｐｌａｃｅ， Ｓｕｉｔｅ ９００ ＭｃＬｅａｎ， Ｖｉｒｇｉｎｉａ ２２１０２， Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ケイシー， タマラ リン

(72)【発明者】

【氏名】ガニエ， ミカエル ロバート

(72)【発明者】

【氏名】モアー， ミカエル リゴウリ

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA23

5K067BB06

5K067EE03

5K067EE10

5K067JJ12

5K067JJ39

(57)【要約】

本明細書で提供されるのは、デジタル航空ネットワーク上で航空管制（ＡＴＣ）音声通信を実施するためのシステムおよび方法であり、これにより、地上の１人以上のパイロットが、特定のＡＴＣ音声局の空域を通過するＵＡＳを操縦しながら、ＡＴＣ管制官と通信することができる。１つ以上の例では、スペクトル管理システム（またはスペクトル管理システムから受信した情報を使用するＡＴＣ音声管制官）は、超高周波（ＶＨＦ）ＡＴＣ音声を航空ネットワーク上のオペレータ／パイロットに中継する中継航空機を指定することができる。１つ以上の例では、ＡＴＣがＶＨＦサービスエリアまたはセクタ内のすべてのＵＡＳおよび他の航空機に対して音声通信を開始すると、ＡＴＣアナログ音声メッセージが、中継航空機のＶＨＦ無線機によって受信され得る。１つ以上の例では、中継航空機は、デジタルメッセージをＡＴＣ音声プロセッサおよび／または基地局に中継する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空対地通信ネットワークにおいて、航空管制音声局と、１つ以上の航空機を操縦する１人以上のパイロットとの間の音声通信を促進するシステムであって、前記システムは、
メモリと、
１つ以上のプロセッサと、
前記メモリは１つ以上のプログラムを格納し、前記１つ以上のプログラムは、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記１つ以上のプロセッサに、
前記１つ以上の航空機に関連する１つ以上の飛行計画を受信することであって、各飛行計画は、前記空対地通信ネットワークの１つ以上のカバーエリア内を飛行する飛行のタイミング、位置、および高度情報を含む、ことと、
前記１つ以上の航空機の各航空機について、前記受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＲＦ通信リンクの利用可能性と航空管制（ＡＴＣ）音声通信リンクの利用可能性とを決定することと、
前記受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、前記航空機と、前記航空機に関連する、前記１人以上のパイロットの前記パイロットとの間のＲＦ通信リンクを、前記通信ネットワークの基地局において生成することと、
前記１つ以上の航空機の各航空機を、複数の航空管制（ＡＴＣ）音声グループのうちのＡＴＣ音声グループに割り当てることと、
前記航空機の前記割り当てられた航空管制（ＡＴＣ）音声グループと前記受信した１つ以上の飛行計画とに基づいて、前記１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、をさせるシステム。

【請求項2】

請求項１に記載のシステムであって、前記１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、前記ＡＴＣ音声グループに割り当てられている各航空機に関連する前記受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、前記ＡＴＣ音声グループに対して指定された中継機として機能する前記航空機を選択することを含む、システム。

【請求項3】

請求項２に記載のシステムであって、前記１つ以上のプロセッサは、
前記デジタル音声通信リンクを介して、前記指定された中継航空機からＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、
複数の前記受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、
前記複数の前記受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、前記ＡＴＣ音声グループの前記１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、をさせる、システム。

【請求項4】

請求項３に記載のシステムであって、前記ＡＴＣデジタル音声通信は、ＡＴＣ音声局によって送信されたアナログ音声通信に基づく、システム。

【請求項5】

請求項４に記載のシステムであって、前記アナログ音声送信は、前記ＡＴＣ音声グループに対する前記指定された中継航空機に設置された無線機によって受信され、前記指定された中継航空機に設置された変換器を用いて前記ＡＴＣデジタル音声通信に変換される、システム。

【請求項6】

請求項５に記載のシステムであって、前記指定された中継航空機は、前記デジタル音声通信リンクを用いて、前記ＡＴＣデジタル音声通信を前記システムに送信する、システム。

【請求項7】

請求項２から６のいずれか１項に記載のシステムであって、前記１つ以上のプロセッサは、
前記指定された中継航空機からの前記デジタル音声通信リンクの障害を検出することと、
前記デジタル音声通信リンクの障害が検出された場合、地上中継ノードからＡＴＣ音声通信を受信することと、
複数の前記受信したＡＴＣ音声通信のコピーを生成することと、
前記複数の前記受信したＡＴＣ音声通信のコピーを、前記ＡＴＣ音声グループ内の前記１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、をさせるシステム。

【請求項8】

請求項７に記載のシステムであって、前記地上中継ノードは、
前記地上中継ノードに関連付けられたＡＴＣ音声局から前記ＡＴＣ音声通信を受信するように構成された地上ベースの受信機と、
前記受信したＡＴＣ音声通信を前記１つ以上のプロセッサに送信するように構成された地上ベースの送信機とを含む、システム。

【請求項9】

請求項８に記載のシステムであって、前記地上中継ノードは、
ＡＴＣ音声局からアナログ音声通信を受信することと、
前記ＡＴＣ音声局からの前記アナログ音声通信をＡＴＣデジタル音声通信に変換することと、
前記変換されたデジタル音声通信を前記１つ以上のプロセッサに送信することと、をするように構成される、システム。

【請求項10】

請求項８に記載のシステムであって、前記地上中継ノードは、
ＡＴＣ音声局からアナログ音声通信を受信することと、
前記ＡＴＣ音声局からの前記アナログ音声通信を前記１つ以上のプロセッサに送信することと、をするように構成される、システム。

【請求項11】

請求項９に記載のシステムであって、前記１つ以上のプロセッサは、
前記ＡＴＣ音声局からの前記アナログ音声通信をＡＴＣデジタル音声通信に変換すること、をさせるシステム。

【請求項12】

請求項７に記載のシステムであって、前記地上中継ノードが地上ベースであり、前記地上中継ノードがＶＨＦ通信リンクを用いてＡＴＣ音声局と通信することができるように配置される、システム。

【請求項13】

請求項７に記載のシステムであって、前記地上中継ノードは、有線物理接続を用いて前記１つ以上のプロセッサと通信可能に接続される、システム。

【請求項14】

請求項１から１３のいずれか１項に記載のシステムであって、前記１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、
前記１人以上のパイロットのパイロットからＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、
前記パイロットに関連する前記１つ以上の航空機の航空機を決定することと、
前記パイロットに関連すると決定された前記航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、を含むシステム。

【請求項15】

請求項１４に記載のシステムであって、前記１つ以上のプロセッサは、
複数の前記受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、
前記複数の前記受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、前記ＡＴＣ音声グループの前記１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、をさせる、システム。

【請求項16】

請求項１５に記載のシステムであって、前記ＡＴＣ音声グループ内の前記１つ以上の航空機に関連する各パイロットへの前記受信されたＡＴＣ音声デジタル通信の前記複数のコピーは、各パイロットと前記システムとの間のインターネットプロトコル（ＩＰ）接続を用いて送信される、システム。

【請求項17】

請求項１４に記載のシステムであって、前記１つ以上のプロセッサは、
前記生成されたデジタル音声通信リンクを使用して、前記受信したデジタル音声通信を、前記パイロットに関連する前記航空機に送信することをさせる、システム。

【請求項18】

請求項１７に記載のシステムであって、前記送信されたデジタル音声通信は、前記パイロットに関連する前記航空機によって受信されるように構成される、システム。

【請求項19】

請求項１８に記載のシステムであって、前記送信されたデジタル音声通信は、前記航空機のコンバータによって、ＡＴＣ音声局に送信されるアナログ音声通信に変換されるように構成される、システム。

【請求項20】

請求項１４に記載のシステムであって、前記パイロットから受信した前記ＡＴＣデジタル音声通信は、前記パイロットから送信されたアナログ音声通信に基づく、システム。

【請求項21】

請求項１４に記載のシステムであって、前記デジタル通信リンクは、前記パイロットから前記デジタル音声通信を受信したときに生成される、システム。

【請求項22】

請求項１４に記載のシステムであって、前記１つ以上のプロセッサに、
前記パイロットに関連する前記航空機との前記デジタル音声通信リンクの障害を検出することと、
前記デジタル音声通信リンクの障害が検出された場合、前記１人以上のパイロットの前記パイロットからの前記ＡＴＣデジタル音声通信を、地上中継ノードに送信することと、をさせるシステム。

【請求項23】

請求項２２に記載のシステムであって、前記地上中継ノードは、
前記１つ以上のプロセッサから前記ＡＴＣデジタル音声通信を受信するように構成された地上ベースの受信機と、
前記受信したＡＴＣデジタル音声通信を、前記地上中継ノードに関連するＡＴＣ音声局に送信するように構成された地上ベースの送信機と、を含むシステム。

【請求項24】

請求項２３に記載のシステムであって、前記地上中継ノードは、
前記１つ以上のプロセッサからデジタル音声通信を受信することと、
前記１つ以上のプロセッサからの前記デジタル音声通信を、アナログ音声通信に変換することと、
前記変換されたデジタル音声通信を前記ＡＴＣ音声局に送信することとをするように構成される、システム。

【請求項25】

請求項２３に記載のシステムであって、前記地上中継ノードは、
前記１つ以上のプロセッサからアナログ音声通信を受信することと、
前記１つ以上のプロセッサからの前記アナログ音声通信を、前記ＡＴＣ音声局に送信することと、をするように構成されるシステム。

【請求項26】

請求項２２に記載のシステムであって、前記地上中継ノードは、地上ベースであり、前記地上中継ノードがＶＨＦ通信リンクを用いてＡＴＣ音声局と通信することができるように配置されるシステム。

【請求項27】

請求項２２に記載のシステムであって、前記地上中継ノードは、有線物理接続を用いて、前記１つ以上のプロセッサに通信可能に接続される、システム。

【請求項28】

請求項１４に記載のシステムであって、前記１つ以上のプロセッサに、
前記パイロットに関連する前記航空機との前記デジタル音声通信リンクの障害を検出することと、
前記デジタル音声通信リンクの障害が検出された場合、前記１人以上のパイロットの前記パイロットから、前記パイロットと同じＡＴＣ音声グループ内の前記１人以上のパイロットの別のパイロットに関連するＵＡＳに、前記ＡＴＣデジタル音声通信を送信することと、をさせるシステム。

【請求項29】

空対地通信ネットワークにおいて、航空管制音声局と、１つ以上の航空機を操縦する１人以上のパイロットとの間の音声通信を促進する方法であって、前記方法は、
前記１つ以上の航空機に関連する１つ以上の飛行計画を受信することであって、各飛行計画は、前記空対地通信ネットワークの１つ以上のカバーエリア内を飛行する飛行のタイミング、位置、および高度情報を含む、ことと、
前記１つ以上の航空機の各航空機について、前記受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＲＦ通信リンクの利用可能性と航空管制（ＡＴＣ）音声通信リンクの利用可能性とを決定することと、
前記受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、前記航空機と、前記航空機に関連する、前記１人以上のパイロットの前記パイロットとの間のＲＦ通信リンクを、前記通信ネットワークの基地局において生成することと、
前記１つ以上の航空機の各航空機を、複数の航空管制（ＡＴＣ）音声グループのうちのＡＴＣ音声グループに割り当てることと、
前記航空機の前記割り当てられた航空管制（ＡＴＣ）音声グループと前記受信した１つ以上の飛行計画とに基づいて、前記１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、を含む方法。

【請求項30】

請求項２９に記載の方法であって、前記１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、前記ＡＴＣ音声グループに割り当てられている各航空機に関連する前記受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、前記ＡＴＣ音声グループに対して指定された中継機として機能する前記航空機を選択することを含む、方法。

【請求項31】

請求項３０に記載の方法であって、前記方法は、
前記デジタル音声通信リンクを介して、前記指定された中継航空機からＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、
複数の前記受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、
前記複数の前記受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、前記ＡＴＣ音声グループの前記１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、を含む、方法。

【請求項32】

請求項３１に記載の方法であって、前記ＡＴＣデジタル音声通信は、ＡＴＣ音声局によって送信されたアナログ音声通信に基づく、方法。

【請求項33】

請求項３２に記載の方法であって、前記アナログ音声送信は、前記ＡＴＣ音声グループに対する前記指定された中継航空機に設置された無線機によって受信され、前記指定された中継航空機に設置された変換器を用いて前記ＡＴＣデジタル音声通信に変換される、方法。

【請求項34】

請求項３３に記載の方法であって、前記指定された中継航空機は、前記デジタル音声通信リンクを用いて、前記ＡＴＣデジタル音声通信をパイロットに送信する、方法。

【請求項35】

請求項３０に記載の方法であって、前記方法は、
前記指定された中継航空機からの前記デジタル音声通信リンクの障害を検出することと、
前記デジタル音声通信リンクの障害が検出された場合、地上中継ノードからＡＴＣ音声通信を受信することと、
複数の前記受信したＡＴＣ音声通信のコピーを生成することと、
前記複数の前記受信したＡＴＣ音声通信のコピーを、前記ＡＴＣ音声グループの前記１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、を含む、方法。

【請求項36】

請求項３５に記載の方法であって、前記地上中継ノードは、
前記地上中継ノードに関連付けられたＡＴＣ音声局から前記ＡＴＣ音声通信を受信するように構成された地上ベースの受信機と、
前記受信したＡＴＣ音声通信を前記１つ以上のプロセッサに送信するように構成された地上ベースの送信機とを含む、方法。

【請求項37】

請求項３６に記載の方法であって、前記地上中継ノードは、
ＡＴＣ音声局からアナログ音声通信を受信することと、
前記ＡＴＣ音声局からの前記アナログ音声通信をＡＴＣデジタル音声通信に変換することと、
前記変換されたデジタル音声通信を前記１つ以上のプロセッサに送信することと、をするように構成される、方法。

【請求項38】

請求項３６に記載の方法であって、前記地上中継ノードは、
ＡＴＣ音声局からアナログ音声通信を受信することと、
前記ＡＴＣ音声局からの前記アナログ音声通信を前記１つ以上のプロセッサに送信することと、をするように構成される、方法。

【請求項39】

請求項３７に記載の方法であって、前記方法は、
前記ＡＴＣ音声局からの前記アナログ音声通信をＡＴＣデジタル音声通信に変換すること、を含む方法。

【請求項40】

請求項３５に記載の方法であって、前記地上中継ノードは、地上ベースであり、前記地上中継ノードがＶＨＦ通信リンクを用いてＡＴＣ音声局と通信することができるように配置される方法。

【請求項41】

請求項３５に記載の方法であって、前記地上中継ノードは、有線物理接続を用いて、前記１つ以上のプロセッサに通信可能に接続される、方法。

【請求項42】

請求項２９から４１のいずれか１項に記載の方法であって、前記１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、
前記１人以上のパイロットのパイロットからＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、
前記パイロットに関連する前記１つ以上の航空機の航空機を決定することと、
前記パイロットに関連すると決定された前記航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、を含む方法。

【請求項43】

請求項４２に記載の方法であって、前記方法は、
複数の前記受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、
前記複数の前記受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、前記ＡＴＣ音声グループの前記１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、を含む、方法。

【請求項44】

請求項４３に記載の方法であって、前記ＡＴＣ音声グループ内の前記１つ以上の航空機に関連する各パイロットへの前記受信されたＡＴＣ音声デジタル通信の前記複数のコピーは、各パイロットと、ＡＴＣ音声デジタル通信を管理するように構成されるシステムとの間のインターネットプロトコル（ＩＰ）接続を用いて送信される、方法。

【請求項45】

請求項４２に記載の方法であって、前記方法は、
前記生成されたデジタル音声通信リンクを使用して、前記受信したデジタル音声通信を、前記パイロットに関連する前記航空機に送信することを含む、方法。

【請求項46】

請求項４５に記載の方法であって、前記送信されたデジタル音声通信は、前記パイロットに関連する前記航空機によって受信されるように構成される、方法。

【請求項47】

請求項４６に記載の方法であって、前記送信されたデジタル音声通信は、前記航空機のコンバータによって、ＡＴＣ音声局に送信されるアナログ音声通信に変換されるように構成される、方法。

【請求項48】

請求項４２に記載の方法であって、前記パイロットから受信した前記ＡＴＣデジタル音声通信は、前記パイロットから送信されたアナログ音声通信に基づく、方法。

【請求項49】

請求項４２に記載の方法であって、前記デジタル通信リンクは、前記パイロットから前記デジタル音声通信を受信したときに生成される、方法。

【請求項50】

請求項４２に記載の方法であって、前記方法は、
前記パイロットに関連する前記航空機との前記デジタル音声通信リンクの障害を検出することと、
前記デジタル音声通信リンクの障害が検出された場合、前記１人以上のパイロットの前記パイロットからの前記ＡＴＣデジタル音声通信を、地上中継ノードに送信することと、を含む方法。

【請求項51】

請求項５０に記載の方法であって、前記地上中継ノードは、
前記１つ以上のプロセッサから前記ＡＴＣデジタル音声通信を受信するように構成された地上ベースの受信機と、
前記受信したＡＴＣデジタル音声通信を、前記地上中継ノードに関連するＡＴＣ音声局に送信するように構成された地上ベースの送信機と、を含む方法。

【請求項52】

請求項５１に記載の方法であって、前記地上中継ノードは、
前記１つ以上のプロセッサからデジタル音声通信を受信することと、
前記１つ以上のプロセッサからの前記デジタル音声通信を、アナログ音声通信に変換することと、
前記変換されたデジタル音声通信を前記ＡＴＣ音声局に送信することとをするように構成される、方法。

【請求項53】

請求項５１に記載の方法であって、前記地上中継ノードは、
前記１つ以上のプロセッサからアナログ音声通信を受信することと、
前記１つ以上のプロセッサからの前記アナログ音声通信を、前記ＡＴＣ音声局に送信することと、をするように構成される方法。

【請求項54】

請求項５０に記載の方法であって、前記地上中継ノードは、地上ベースであり、前記地上中継ノードがＶＨＦ通信リンクを用いてＡＴＣ音声局と通信することができるように配置される方法。

【請求項55】

請求項５０に記載の方法であって、前記地上中継ノードは、有線物理接続を用いて、前記１つ以上のプロセッサに通信可能に接続される、方法。

【請求項56】

請求項５２に記載の方法であって、前記方法は、
前記パイロットに関連する前記航空機との前記デジタル音声通信リンクの障害を検出することと、
前記デジタル音声通信リンクの障害が検出された場合、前記１人以上のパイロットの前記パイロットから、前記パイロットと同じＡＴＣ音声グループ内の前記１人以上のパイロットの別のパイロットに関連するＵＡＳに、前記ＡＴＣデジタル音声通信を送信することと、を含む方法。

【請求項57】

空対地通信ネットワークにおいて、航空管制音声局と、１つ以上の航空機を操縦する１人以上のパイロットとの間の音声通信を促進する１つ以上のプログラムを記憶した非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記１つ以上のプログラムは、ディスプレイとユーザ入力インターフェースとを含む電子デバイスによって実行されると、前記デバイスに、
前記１つ以上の航空機に関連する１つ以上の飛行計画を受信することであって、各飛行計画は、前記空対地通信ネットワークの１つ以上のカバーエリア内を飛行する飛行のタイミング、位置、および高度情報を含む、ことと、
前記１つ以上の航空機の各航空機について、前記受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＲＦ通信リンクの利用可能性と航空管制（ＡＴＣ）音声通信リンクの利用可能性とを決定することと、
前記受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、前記航空機と、前記航空機に関連する、前記１人以上のパイロットの前記パイロットとの間のＲＦ通信リンクを、前記通信ネットワークの基地局において生成することと、
前記１つ以上の航空機の各航空機を、複数の航空管制（ＡＴＣ）音声グループのうちのＡＴＣ音声グループに割り当てることと、
前記航空機の前記割り当てられた航空管制（ＡＴＣ）音声グループと前記受信した１つ以上の飛行計画とに基づいて、前記１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、をさせる命令を含むコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項58】

請求項５７に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、前記ＡＴＣ音声グループに割り当てられている各航空機に関連する前記受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、前記ＡＴＣ音声グループに対して指定された中継機として機能する前記航空機を選択することを含む、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項59】

請求項５８に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記デバイスに、
前記デジタル音声通信リンクを介して、前記指定された中継航空機からＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、
複数の前記受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、
前記複数の前記受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、前記ＡＴＣ音声グループの前記１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、をさせる、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項60】

請求項５９に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記ＡＴＣデジタル音声通信は、ＡＴＣ音声局によって送信されたアナログ音声通信に基づく、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項61】

請求項６０に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記アナログ音声送信は、前記ＡＴＣ音声グループに対する前記指定された中継航空機に設置された無線機によって受信され、前記指定された中継航空機に設置された変換器を用いて前記ＡＴＣデジタル音声通信に変換される、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項62】

請求項６１に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記指定された中継航空機は、前記デジタル音声通信リンクを用いて、前記ＡＴＣデジタル音声通信をパイロットに送信する、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項63】

請求項５８に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記デバイスに、
前記指定された中継航空機からの前記デジタル音声通信リンクの障害を検出することと、
前記デジタル音声通信リンクの障害が検出された場合、地上中継ノードからＡＴＣ音声通信を受信することと、
複数の前記受信したＡＴＣ音声通信のコピーを生成することと、
前記複数の前記受信したＡＴＣ音声通信のコピーを、前記ＡＴＣ音声グループ内の前記１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、をさせるコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項64】

請求項６３に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記地上中継ノードは、
前記地上中継ノードに関連付けられたＡＴＣ音声局から前記ＡＴＣ音声通信を受信するように構成された地上ベースの受信機と、
前記受信したＡＴＣ音声通信を前記デバイスに送信するように構成された地上ベースの送信機とを含む、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項65】

請求項６４に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記地上中継ノードは、
ＡＴＣ音声局からアナログ音声通信を受信することと、
前記ＡＴＣ音声局からの前記アナログ音声通信をＡＴＣデジタル音声通信に変換することと、
前記変換されたデジタル音声通信を前記デバイスに送信することと、をするように構成される、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項66】

請求項６４に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記地上中継ノードは、
ＡＴＣ音声局からアナログ音声通信を受信することと、
前記ＡＴＣ音声局からの前記アナログ音声通信を前記デバイスに送信することと、をするように構成される、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項67】

請求項６５に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記デバイスに、
前記ＡＴＣ音声局からの前記アナログ音声通信をＡＴＣデジタル音声通信に変換すること、をさせるコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項68】

請求項６３に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記地上中継ノードは、地上ベースであり、前記地上中継ノードがＶＨＦ通信リンクを用いてＡＴＣ音声局と通信することができるように配置されるコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項69】

請求項６３に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記地上中継ノードは、有線物理接続を用いて、前記デバイスと通信可能に接続される、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項70】

請求項５７から６９のいずれか１項に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、
前記１人以上のパイロットのパイロットからＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、
前記パイロットに関連する前記１つ以上の航空機の航空機を決定することと、
前記パイロットに関連すると決定された前記航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、を含むコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項71】

請求項７０に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記デバイスに、
複数の前記受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、
前記複数の前記受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、前記ＡＴＣ音声グループの前記１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、をさせる、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項72】

請求項７１に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記ＡＴＣ音声グループ内の前記１つ以上の航空機に関連する各パイロットへの前記受信されたＡＴＣ音声デジタル通信の前記複数のコピーは、各パイロットと前記デバイスとの間のインターネットプロトコル（ＩＰ）接続を用いて送信される、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項73】

請求項７０に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記デバイスに、
前記生成されたデジタル音声通信リンクを使用して、前記受信したデジタル音声通信を、前記パイロットに関連する前記航空機に送信することをさせる、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項74】

請求項７３に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記送信されたデジタル音声通信は、前記パイロットに関連する前記航空機によって受信されるように構成される、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項75】

請求項７４に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記送信されたデジタル音声通信は、前記航空機のコンバータによって、ＡＴＣ音声局に送信されるアナログ音声通信に変換されるように構成される、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項76】

請求項７０に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記パイロットから受信した前記ＡＴＣデジタル音声通信は、前記パイロットから送信されたアナログ音声通信に基づく、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項77】

請求項７０に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記デジタル通信リンクは、前記パイロットから前記デジタル音声通信を受信したときに生成される、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項78】

請求項７０に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記デバイスに、
前記パイロットに関連する前記航空機との前記デジタル音声通信リンクの障害を検出することと、
前記デジタル音声通信リンクの障害が検出された場合、前記１人以上のパイロットの前記パイロットからの前記ＡＴＣデジタル音声通信を、地上中継ノードに送信することと、をさせるコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項79】

請求項７８に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記地上中継ノードは、
１つ以上のプロセッサから前記ＡＴＣデジタル音声通信を受信するように構成された地上ベースの受信機と、
前記受信したＡＴＣデジタル音声通信を、前記地上中継ノードに関連するＡＴＣ音声局に送信するように構成された地上ベースの送信機と、を含むコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項80】

請求項７９に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記地上中継ノードは、
前記１つ以上のプロセッサからデジタル音声通信を受信することと、
前記１つ以上のプロセッサからの前記デジタル音声通信を、アナログ音声通信に変換することと、
前記変換されたデジタル音声通信を前記ＡＴＣ音声局に送信することとをするように構成される、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項81】

請求項７９に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記地上中継ノードは、
前記１つ以上のプロセッサからアナログ音声通信を受信することと、
前記１つ以上のプロセッサからの前記アナログ音声通信を、前記ＡＴＣ音声局に送信することと、をするように構成されるコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項82】

請求項７８に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記地上中継ノードは、地上ベースであり、前記地上中継ノードがＶＨＦ通信リンクを用いてＡＴＣ音声局と通信することができるように配置されるコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項83】

請求項７８に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記地上中継ノードは、有線物理接続を用いて、前記デバイスと通信可能に接続される、コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項84】

請求項７０に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記デバイスに、
前記パイロットに関連する前記航空機との前記デジタル音声通信リンクの障害を検出することと、
前記デジタル音声通信リンクの障害が検出された場合、前記１人以上のパイロットの前記パイロットから、前記パイロットと同じＡＴＣ音声グループ内の前記１人以上のパイロットの別のパイロットに関連するＵＡＳに、前記ＡＴＣデジタル音声通信を送信することと、をさせるコンピュータ可読記憶媒体。

【請求項85】

請求項１から２８のいずれか１項に記載のシステムであって、前記１つ以上のプロセッサに、
前記パイロットからの音声通信を受信することと、
前記パイロットからの前記受信した音声通信が、航空管制官を対象としたものであるか、または前記パイロットに関連する航空機を対象としたものであるかを判定することと、
前記受信した音声通信が前記パイロットに関連する前記航空機を対象としたものであると判定した場合、
前記受信した音声通信を、前記パイロットに関連する前記航空機を対象としたものであることを識別する情報を用いてエンコードすることと、
前記エンコードした音声通信を、前記航空機に関連する前記通信ネットワークの前記基地局から前記航空機に送信することと、をさせるシステム。

【請求項86】

請求項２９から５６のいずれか１項に記載の方法であって、
前記パイロットからの音声通信を受信することと、
前記パイロットからの前記受信した音声通信が、航空管制官を対象としたものであるか、または前記パイロットに関連する航空機を対象としたものであるかを判定することと、
前記受信した音声通信が前記パイロットに関連する前記航空機を対象としたものであると判定した場合、
前記受信した音声通信を、前記パイロットに関連する前記航空機を対象としたものであることを識別する情報を用いてエンコードすることと、
前記エンコードした音声通信を、前記航空機に関連する前記通信ネットワークの前記基地局から前記航空機に送信することと、を含む方法。

【請求項87】

請求項５７から８４のいずれか１項に記載のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記デバイスに、
前記パイロットからの音声通信を受信することと、
前記パイロットからの前記受信した音声通信が、航空管制官を対象としたものであるか、または前記パイロットに関連する航空機を対象としたものであるかを判定することと、
前記受信した音声通信が前記パイロットに関連する前記航空機を対象としたものであると判定した場合、
前記受信した音声通信を、前記パイロットに関連する前記航空機を対象としたものであることを識別する情報を用いてエンコードすることと、
前記エンコードした音声通信を、前記航空機に関連する前記通信ネットワークの前記基地局から前記航空機に送信することと、をさせるコンピュータ可読記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【関連出願へのクロスリファレンス】

【0001】

本出願は、２０２２年１月１３日に出願された米国仮出願第６３／２９９，３１６号および２０２２年３月２９日に出願された米国仮出願第６３／３２５，０３０号の利益を主張するものであり、これらの各出願の全内容は参照により本明細書に組み込まれる。

【技術分野】

【0002】

本開示は、一般に、航空管制音声を送受信するシステムおよび方法に関し、特に、飛行計画に基づくスペクトル管理システムを使用して、デジタル航空ネットワーク上で航空管制音声通信を調整および管理するシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0003】

管制空域で飛行する有人・無人飛行のいずれにおいても、パイロット、航空アセット、航空管制官（ＡＴＣ）の間の継続的な通信を維持することが極めて重要である。無人航空機システム（ＵＡＳ）を国家空域に統合するためには、ＵＡＳの交通の管理と監視を、従来の有人航空交通の管理と監視と両立させることが望ましい。例えば、有人航空機（人間のパイロットが操縦する）が管制空域にいる場合、その動きは航空管制官によって調整され、管制官は音声通信を使ってパイロットに高度、速度、方位を指示する。ＡＴＣとの通信は、航空機が飛行している間だけでなく、航空機が地上にいるときも同様に重要である。ＵＡＳの移動は有人航空機とも調整する必要があるため、ＵＡＳパイロットも有人航空機パイロットと同じようにＡＴＣと会話することができる必要がある。

【0004】

従来の有人航空機の場合、パイロットが航空機内にいるため、ＡＴＣ音声通信（航空機に近接した場所から発生する）をパイロットに直接送信することができる。対照的に、ＵＡＳのオペレータは、ネットワークに接続された任意の場所から空中のリソースを制御することができ、ＡＴＣ送信の通信範囲内にいる必要がない。したがって、ＡＴＣ音声送信がＡＴＣ施設の範囲内にいるＵＡＳに向けられた場合、パイロットがメッセージを受信するためには、ＵＡＳは受信した送信をパイロットに向けなければならない。同様に、ＵＡＳのパイロットがそのＵＡＳの動きを調整しているＡＴＣ施設と通信したい場合、パイロットはＵＡＳに音声通信を指示する必要があり、その結果、ＡＴＣへ送信を向けることができる。このようなシステムでは、ＵＡＳは事実上、パイロットとＡＴＣ間の通信中継機の役割を果たすことができる。

【0005】

しかし、ＵＡＳ・アズ・中継機（ＵＡＳ－ａｓ－Ｒｅｌａｙ）のパラダイムは、航空ネットワークに課題をもたらす可能性がある。オペレーショナルデータリンクを維持し、ＵＡＳとパイロットの間にＡＴＣ音声中継を提供するという要件は、周波数リソースを枯渇させ、チャンネル要件がチャンネル容量を超える可能性がある。したがって、ＡＴＣ音声をデジタル航空ネットワークに統合するためには、オペレーショナルデータリンクのためのスペクトルリソースを節約する方法でＡＴＣ音声を送信するシステムが望ましく、必要である。

【発明の概要】

【0006】

ある側面によれば、地上（すなわち地面上）から空中への通信ネットワークは、ＵＡＳの指揮統制を管理するために設計された無線ネットワーク（航空ネットワーク）を活用するように構成されたスペクトル管理システムを含むことができる。１つ以上の例では、スペクトル管理システムは、提出された飛行計画を航空ネットワークとＡＴＣ音声サービスの両方のサービス能力およびスペクトルリソースと照合し、ＵＡＳオペレータとＡＴＣ音声ネットワーク間の通信を送信する最適なＵＡＳ中継機または地上中継ノードを指定することによって動作する。１つ以上の例では、航空ネットワークは、スペクトル管理システム、航空ネットワークコア（すなわち、ＡＴＣ音声プロセッサ）、航空アセットと通信する１つ以上の基地局（または航空ネットワークサイト）と通信することができる有人航空機および／またはＵＡＶなどの１つ以上の航空アセット、基地局および航空アセットと通信する１つ以上の地上中継ノード（または基地局タワー）、ならびに基地局および航空アセットと通信する１つ以上のオペレータ／パイロットを含むことができる。

【0007】

１つ以上の例では、ＵＡＳ飛行の操作をしようとするパイロット（または無人航空機を運用する管理者や組織などの他のエンティティ）は、所定の空域の無線周波数（ＲＦ）スペクトルを管理するように構成されるスペクトル管理システムに飛行計画を送信する。１つ以上の例では、飛行計画には、航空機の意図された地理的ルート、飛行の開始時刻、予想される飛行の終了時刻、及びデータスループット要件や航空機の無線設定などの飛行のオペレーションの詳細を含めることができる。１つ以上の例では、受信した飛行計画に基づいて、スペクトル管理システムは、飛行中に使用する航空機にＲＦスペクトル周波数「スロット」（すなわち、タイムスロット、サブチャネル、又はリソースブロック）を割り当てることができる。１つ以上の例では、スペクトル管理システムは、飛行計画だけでなく、飛行用に作成された動的リンクバジェット、動的ＲＦカバレッジ予測、動的干渉及び共存（すなわち、時間、空間、及びＲＦチャネル使用率における他の航空機との）予測などの他の様々な要因に基づいて、どのスペクトルスロットを航空機に与えるかを選択することができる。スペクトル管理システムは、その飛行中に航空機に安定した連続的な通信チャネルを提供できるＲＦスペクトルスロットを判定するために、予測されたネットワークトラフィックおよびそれらのスペクトル割り当てと共に、利用可能なスペクトルを考慮に入れることができる。

【0008】

１つ以上の例では、飛行計画がデジタル航空ネットワークのスペクトル管理システムに提出されると、システムは、飛行計画で指定された飛行の期間中、オペレーショナルデータリンクとＡＴＣ音声リンクの両方のＲＦ可用性を決定することができる。スペクトル管理システムがＲＦの利用可能性を確認し、提出された飛行計画を承認すると、１つ以上の例では、デジタル航空ネットワークの基地局の地上基地局スケジューラ（スペクトル管理システムおよびＡＴＣ音声コントローラと連携して動作する）は、デジタル航空ネットワーク内の１つ以上の航空機の間のＡＴＣ ＲＦ音声リンクを作成し、維持することができる。１つ以上の例では、スペクトル管理システム（またはスペクトル管理システムから受信した情報を使用するＡＴＣ音声管制官）は、超高周波（ＶＨＦ）ＡＴＣ音声を航空ネットワーク上のオペレータ／パイロットに中継する中継航空機を指定することができる。１つ以上の例において、スペクトル管理システムは、最良のカバレッジおよび提出された飛行計画からの情報（例えば、継続時間、速度、高度、ＡＴＣ周波数ジオフェンスエリアまたはセクタ等との関係）に基づいて、ＡＴＣ音声のＶＨＦサービスエリアまたはセクタ内の１つ以上のＵＡＳを「中継航空機」として特定し得る。１つ以上の例では、ＡＴＣがＶＨＦサービスエリアまたはセクタ内のすべてのＵＡＳおよび他の航空機に対して音声通信を開始すると、ＡＴＣアナログ音声メッセージが、中継航空機のＶＨＦ無線機によって受信され、中継航空機のボコーダが、アナログメッセージをデジタルメッセージに変換し得る。１つ以上の例では、中継航空機は、デジタルメッセージをＡＴＣ音声プロセッサおよび／または基地局に中継する。１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサは、同じＶＨＦ周波数に割り当てられたＶＨＦサービスエリアまたはセクタ内でＵＡＳを操作するパイロットにデジタルメッセージをコピーして転送することができる。

【0009】

１つ以上の例では、航空ネットワークは、送信要求のタイミングに基づいて中継機を動的に割り当てるように構成することもできる。１つ以上の例では、中継機の割り当てが動的である場合、ＡＴＣ音声グループ内のすべてのＵＡＳは、それぞれの搭載ＶＨＦ無線を通じてＡＴＣからパイロットへの音声送信を受信する能力を有することができる。１つ以上の例では、ＡＴＣがパイロットにＶＨＦ音声送信を開始すると、ＶＨＦ周波数に割り当てられたすべてのＵＡＳ ＶＨＦ無線機（すなわち、ＡＴＣ音声グループ）がその情報を受信することができる。１つ以上の例では、各ＵＡＳ無線機は、受信したＡＴＣ ＶＨＦ信号をボコーダを介してアナログからデジタルに変換し、その後、地上基地局に無線リソースを要求することができる。１つ以上の例では、地上基地局は、スペクトル管理システムによって割り当てられた無線リソースしか持たないため、そのＶＨＦ周波数に割り当てられたすべてのＵＡＳからの最初の開始要求のみを処理する。１つ以上の例では、ＶＨＦ周波数に沿ったＡＴＣからのアクティブな送信中の他のすべての要求は、システムによって拒否され、１つのＡＴＣからパイロットへの送信のみが発生するようになる。１つ以上の例では、航空ネットワークがＵＡＳから地上ベースの無線へのより多くの無線リンクを許可するように設定されている場合、航空ネットワークコア（ＡＴＣプロセッサ）によって受信された重複送信は、重複メッセージを無視してメッセージの配信を管理することができる。１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサが転送するメッセージの選択は、時間、無線リンクの品質、あるいは空中無線とパイロットに割り当てられた優先アクセスに基づくことができる。

【0010】

１つ以上の例では、スペクトル管理システムの定義されたスペクトルリソースを使用する航空ネットワークコア（ＡＴＣ音声プロセッサ）と地上基地局は、ＡＴＣに向けられたパイロット通信を、ＡＴＣと、割り当てられたＶＨＦサービスエリアまたはセクタ内の他のすべてのパイロット／オペレータとの両方に中継し得る。１つ以上の例では、パイロット／オペレータがＡＴＣとの通信を開始した場合、パイロット／オペレータの音声はボコーダによってデジタルメッセージに変換され、ＡＴＣ音声プロセッサ＝および／または基地局に送信される。１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサおよび／または基地局で受信すると、デジタルメッセージのコピーが、ＶＨＦサービスエリアまたはセクター内の航空ネットワークでＵＡＳを操作するパイロットにマルチキャストされる。１つ以上の例では、通信するパイロットのＵＡＳでデジタルメッセージを受信すると、ＵＡＳのボコーダを介してデジタル音声をアナログに変換し、搭載されたＶＨＦ無線機を介して、割り当てられたＶＨＦ周波数でＡＴＣおよび他のすべての航空機に中継することができる。

【0011】

１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサは、代替的に、地上ベースのＶＨＦ中継機（すなわち、リレーノード）を介して、ＡＴＣからパイロット／オペレータへの通信を中継するように構成されてもよい。１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサが地上ベースのＶＨＦ中継機を介してＡＴＣ対パイロット通信を中継するように構成されている場合、ＡＴＣは地上中継ノードを介してすべての航空機に音声通信を開始することができ、中継ノードは次に、以下に説明する方法でＶＨＦサービスエリア内のすべてのパイロットにＡＴＣ ＶＨＦメッセージを中継する。１つ以上の例では、中継ノードでＶＨＦ無線によるＡＴＣアナログ音声メッセージを受信すると、中継ノードのボコーダが音声メッセージをデジタルフォーマットに変換する。１つ以上の例では、中継ノードはデジタル音声メッセージを、基地局および／または航空ネットワークコア内にあるＡＴＣ音声プロセッサに中継する。１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサは次に、ＶＨＦサービスエリア内でＵＡＳを操縦するパイロットにメッセージをコピーして転送（マルチキャスト）する。ＡＴＣの音声を地上波ＶＨＦでパイロット／オペレータに中継する利点は、待ち時間の短縮や、より高速なボコーダによる音声品質の向上であり得る。

【0012】

１つ以上の例では、スペクトル管理システムの定義されたスペクトルリソースを使用する航空ネットワークコア（ＡＴＣ音声プロセッサ）および地上基地局は、代替的に、ハイブリッドＵＡＳ ＶＨＦ中継機によってＡＴＣからパイロット／オペレータへの通信を管理するように構成され得る。１つ以上の例では、航空ネットワークがハイブリッドＵＡＳ ＶＨＦ中継機によって通信を管理するように構成されている場合、システムは、上述のように、実質的に中継航空機または中継ノードを介してパイロット／オペレータにＡＴＣ音声通信を中継することができる。ハイブリッド中継モデルは、ＡＴＣのＶＨＦ音声システム内にカバレッジホールがある場合、地上ベースのＶＨＦ中継機を適切に配置することで、航空ネットワーク上のすべてのパイロットが、特定されたカバレッジホールのメッセージを確実に受信できるようにすることができる。換言すれば、ＵＡＳ中継機でＡＴＣ通信を中継することが不可能な場合があり、そのような状況では、代わりに地上ＶＨＦ中継機で通信を中継することができる。

【0013】

１つ以上の例では、スペクトル管理システムによって定義された航空ネットワークコアおよび地上無線のスペクトルリソースは、ＶＨＦサービスエリアから出る指定された中継ＵＡＳを管理するようにも構成され得る。１つ以上の例では、現在の中継航空機が飛行計画を完了した場合（すなわち着陸した場合）、ＡＴＣによって新しいＶＨＦ周波数が割り当てられた場合、スペクトル管理システムによって決定された最適な中継地点でなくなった場合、又は、その他中継航空機として運用を継続できなくなった場合に、新しい中継航空機を特定する必要があり得る。１つ以上の例では、新たな中継機が必要な場合、スペクトル管理システムは、最良のカバレッジと飛行計画に基づいて、新たな中継機を割り当てる。１つ以上の例では、スペクトル管理システムは、あるＶＨＦサービスエリアから異なるＶＨＦサービスエリアへ移動する１つ以上のＵＡＳを管理するために、航空ネットワークコアおよび地上基地局を構成することもできる。１つ以上の例では、ＶＨＦ周波数に１つのＵＡＳしか残っていない場合、デフォルトでこのＵＡＳが中継機となる。

【0014】

１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサは、スペクトル管理システムと連携して、デジタル航空ネットワーク上のパイロットが、その位置に基づいて正しいＡＴＣ音声ＶＨＦ周波数に合わせるようにすることができる。例えば、１つ以上の例では、スペクトル管理システムは、航空ネットワーク上の地上基地局によってカバーされるエリアまたはセクタに、関連するすべてのＶＨＦ周波数を定義することができ、地上基地局によってサービスされる各エリアまたはセクタのＶＨＦ周波数をＡＴＣ音声プロセッサに定義することができる。１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサが、パイロットの合わせたＶＨＦ周波数がスペクトル管理システムによって予定される周波数と一致しないと判断した場合、１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサは、パイロットに不一致を警告することができる。１つ以上の例では、基地局スケジューラは、飛行中にスペクトル管理システムから提供される情報に基づいて、各航空機に割り当てられたスペクトルリソースを更新することができ、これにより、適切な量の無線リソースが常にＡＴＣ音声トラフィックのために利用可能であることが保証される。

【0015】

１つ以上の例では、デジタル航空ネットワークは、ＡＴＣと個々のパイロット間の通信を双方向で中継するように、地上ベースの中継（ＵＡＳ中継とは対照的）を介してすべてのＡＴＣ音声トラフィックを処理し、中継することができる。１つ以上の例では、地上又は地上付近にいる航空機がＡＴＣと通信するために、地上ベースの中継を使用することができる。

【0016】

１つ以上の例では、ＡＴＣ音声用に構成された航空ネットワークコアは、航空ネットワークコア（ＡＴＣ音声プロセッサ）が、ほぼ同時に発生する可能性のある、パイロットからのＡＴＣ音声通信を管理できるようにすることができる。有人ＡＴＣ音声通信の例では、パイロットがほぼ同時にＡＴＣ音声通信を開始することが可能である。このような場合、一方または両方のメッセージが劣化したり、ＡＴＣによって受信されなかったり、理解されなかったりする、互いの干渉や踏みつけを起こさせ得る。１つ以上の例では、デジタル航空ネットワークのＡＴＣ音声プロセッサは、（第１のパイロットからの）第１のメッセージを受信して中継することを許可する一方で、（第２のパイロットからの）他のメッセージを、そのメッセージが配信されるまで待ち行列に入れることによって、パイロットが互いに「踏みつける」ことを回避することができ、これにより、両方のメッセージが航空ネットワーク上のＡＴＣおよび他のパイロットに確実に配信される。

【0017】

本開示の１つ以上の例に従って、空対地通信ネットワークにおいて、航空管制音声局と、１つ以上の航空機を操縦する１人以上のパイロットとの間の音声通信を促進するシステムであって、前記システムは、メモリと１つ以上のプロセッサとを含み、メモリは１つ以上のプログラムを格納し、１つ以上のプログラムは、１つ以上のプロセッサによって実行されると、１つ以上のプロセッサに、１つ以上の航空機に関連する１つ以上の飛行計画を受信することであって、各飛行計画は、空対地通信ネットワークの１つ以上のカバーエリア内を飛行する飛行のタイミング、位置、および高度情報を含む、ことと、１つ以上の航空機の各航空機について、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＲＦ通信リンクの利用可能性と航空管制（ＡＴＣ）音声通信リンクの利用可能性とを決定することと、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、航空機と、航空機に関連する、１人以上のパイロットのうちのパイロットとの間のＲＦ通信リンクを、通信ネットワークの基地局において生成することと、１つ以上の航空機の各航空機を、複数の航空管制（ＡＴＣ）音声グループのうちのＡＴＣ音声グループに割り当てることと、航空機の割り当てられた航空管制（ＡＴＣ）音声グループと受信した１つ以上の飛行計画とに基づいて、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、をさせる。

【0018】

オプションとして、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、ＡＴＣ音声グループに割り当てられている各航空機に関連する、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＡＴＣ音声グループに対して指定された中継機として機能する航空機を選択することを含む。

【0019】

オプションとして、１つ以上のプロセッサに、デジタル音声通信リンクを介して、指定された中継航空機からＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、ＡＴＣ音声グループの１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、をさせる。

【0020】

オプションとして、ＡＴＣデジタル音声通信は、ＡＴＣ音声局によって送信されたアナログ音声通信に基づく。

【0021】

オプションとして、アナログ音声送信は、ＡＴＣ音声グループに対する、指定された中継航空機に設置された無線機によって受信され、指定された中継航空機に設置された変換器を用いてＡＴＣデジタル音声通信に変換される。

【0022】

オプションとして、指定された中継航空機は、デジタル音声通信リンクを用いて、ＡＴＣデジタル音声通信をシステムに送信する。

【0023】

オプションとして、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、１人以上のパイロットのパイロットからＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、パイロットに関連する航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、を含む。

【0024】

オプションとして、１つ以上のプロセッサに、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、ＡＴＣ音声グループの１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することとをさせる。

【0025】

オプションとして、ＡＴＣ音声グループ内の１つ以上の航空機に関連する各パイロットへの受信されたＡＴＣ音声デジタル通信の複数のコピーは、各パイロットとシステムとの間のインターネットプロトコル（ＩＰ）接続を用いて送信される。

【0026】

オプションとして、１つ以上のプロセッサに、生成されたデジタル音声通信リンクを使用して、受信したデジタル音声通信を、パイロットに関連する航空機に送信することをさせる。

【0027】

オプションとして、送信されたデジタル音声通信は、パイロットに関連する航空機によって受信されるように構成される。

【0028】

オプションとして、送信されたデジタル音声通信は、航空機のコンバータによって、ＡＴＣ音声局に送信されるアナログ音声通信に変換されるように構成される。

【0029】

オプションとして、パイロットから受信したＡＴＣデジタル音声通信は、パイロットから送信されたアナログ音声通信に基づく。

【0030】

オプションとして、パイロットからデジタル音声通信を受信すると、デジタル通信リンクが生成される。

【0031】

オプションとして、１つ以上のプロセッサに、ＡＴＣ音声局からアナログ音声通信を受信することと、ＡＴＣ音声局からのアナログ音声通信をＡＴＣデジタル音声通信に変換することとをさせる。

【0032】

オプションとして、１つ以上のプロセッサに、複数のＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、ＡＴＣ音声局に関連するＡＴＣ音声グループの１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することとをさせる。

【0033】

オプションとして、１つ以上のプロセッサに、１人以上のパイロットのパイロットから、パイロットに関連する航空機のＡＴＣ無線周波数を変更するコマンドを受信することと、生成されたＲＦ通信リンクを用いてコマンドを航空機に送信することと、パイロットに関連する航空機のＡＴＣ無線周波数を変更するためにパイロットから受信したコマンドに基づいて、航空機を１つ以上のＡＴＣ音声グループ内のＡＴＣ音声グループに割り当てることとをさせる。

【0034】

オプションとして、複数のＡＴＣ音声グループの各ＡＴＣ音声グループは、予め定められた送信周波数でアナログ音声通信を送信するように構成されたＡＴＣ音声局に対応する。

【0035】

オプションとして、ＡＴＣ音声通信リンクは、航空機からＡＴＣ音声局にアナログ音声メッセージを送信するように構成される。

【0036】

オプションとして、ＡＴＣ音声通信リンクは、ＶＨＦ周波数を用いて、航空機からＡＴＣ音声ス局にアナログ音声メッセージを送信する。

【0037】

オプションとして、１つ以上の航空機の航空機が、その飛行計画に基づいて、利用可能なＲＦ通信リンクまたは利用可能なＡＴＣ音声通信リンクを有していないと判定された場合、飛行計画が拒否されたことを示す表示を飛行の送信者に送信する。

【0038】

本開示の１つ以上の例に従って、空対地通信ネットワークにおいて、航空管制音声局と、１つ以上の航空機を操縦する１人以上のパイロットとの間の音声通信を促進するシステムであって、前記システムは、メモリと１つ以上のプロセッサとを含み、メモリは１つ以上のプログラムを格納し、１つ以上のプログラムは、１つ以上のプロセッサによって実行されると、１つ以上のプロセッサに、１つ以上の航空機に関連する１つ以上の飛行計画を受信することであって、各飛行計画は、空対地通信ネットワークの１つ以上のカバーエリア内を飛行する飛行のタイミング、位置、および高度情報を含む、ことと、１つ以上の航空機の各航空機について、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＲＦ通信リンクの利用可能性と航空管制（ＡＴＣ）音声通信リンクの利用可能性とを決定することと、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、航空機と、航空機に関連する、１人以上のパイロットのうちのパイロットとの間のＲＦ通信リンクを、通信ネットワークの基地局において生成することと、１つ以上の航空機の各航空機を、複数の航空管制（ＡＴＣ）音声グループのうちのＡＴＣ音声グループに割り当てることと、受信した１つ以上の飛行計画とに基づいて、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、をさせる。

【0039】

本開示の１つ以上の例に従って、空対地通信ネットワークにおいて、航空管制音声局と、１つ以上の航空機を操縦する１人以上のパイロットとの間の音声通信を促進する方法であって、１つ以上の航空機に関連する１つ以上の飛行計画を受信することであって、各飛行計画は、空対地通信ネットワークの１つ以上のカバーエリア内を飛行する飛行のタイミング、位置、および高度情報を含む、ことと、１つ以上の航空機の各航空機について、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＲＦ通信リンクの利用可能性と航空管制（ＡＴＣ）音声通信リンクの利用可能性とを決定することと、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、航空機と、航空機に関連する、１人以上のパイロットのうちのパイロットとの間のＲＦ通信リンクを、通信ネットワークの基地局において生成することと、１つ以上の航空機の各航空機を、複数の航空管制（ＡＴＣ）音声グループのうちのＡＴＣ音声グループに割り当てることと、航空機の割り当てられた航空管制（ＡＴＣ）音声グループと受信した１つ以上の飛行計画とに基づいて、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、を含む。

【0040】

オプションとして、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、ＡＴＣ音声グループに割り当てられている各航空機に関連する、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＡＴＣ音声グループに対して指定された中継機として機能する航空機を選択することを含む。

【0041】

オプションとして、方法は、デジタル音声通信リンクを介して、指定された中継航空機からＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、ＡＴＣ音声グループの１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、を含む。

【0042】

オプションとして、ＡＴＣデジタル音声通信は、ＡＴＣ音声局によって送信されたアナログ音声通信に基づく。

【0043】

オプションとして、アナログ音声送信は、ＡＴＣ音声グループに対する、指定された中継航空機に設置された無線機によって受信され、指定された中継航空機に設置された変換器を用いてＡＴＣデジタル音声通信に変換される。

【0044】

オプションとして、指定された中継航空機は、デジタル音声通信リンクを用いて、ＡＴＣデジタル音声通信をシステムに送信する。

【0045】

オプションとして、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、１人以上のパイロットのパイロットからＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、パイロットに関連する航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、を含む。

【0046】

オプションとして、方法は、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、ＡＴＣ音声グループの１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することとを含む。

【0047】

オプションとして、ＡＴＣ音声グループ内の１つ以上の航空機に関連する各パイロットへの受信されたＡＴＣ音声デジタル通信の複数のコピーは、各パイロットとシステムとの間のインターネットプロトコル（ＩＰ）接続を用いて送信される。

【0048】

オプションとして、方法は、生成されたデジタル音声通信リンクを使用して、受信したデジタル音声通信を、パイロットに関連する航空機に送信することを含む。

【0049】

オプションとして、送信されたデジタル音声通信は、パイロットに関連する航空機によって受信されるように構成される。

【0050】

オプションとして、送信されたデジタル音声通信は、航空機のコンバータによって、ＡＴＣ音声局に送信されるアナログ音声通信に変換されるように構成される。

【0051】

オプションとして、パイロットから受信したＡＴＣデジタル音声通信は、パイロットから送信されたアナログ音声通信に基づく。

【0052】

オプションとして、パイロットからデジタル音声通信を受信すると、デジタル通信リンクが生成される。

【0053】

オプションとして、方法は、ＡＴＣ音声局からアナログ音声通信を受信することと、ＡＴＣ音声局からのアナログ音声通信をＡＴＣデジタル音声通信に変換することとを含む。

【0054】

オプションとして、方法は、複数のＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、ＡＴＣ音声局に関連するＡＴＣ音声グループの１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することとを含む。

【0055】

オプションとして、方法は、１人以上のパイロットのパイロットから、パイロットに関連する航空機のＡＴＣ無線周波数を変更するコマンドを受信することと、生成されたＲＦ通信リンクを用いてコマンドを航空機に送信することと、パイロットに関連する航空機のＡＴＣ無線周波数を変更するためにパイロットから受信したコマンドに基づいて、航空機を１つ以上のＡＴＣ音声グループ内のＡＴＣ音声グループに割り当てることとを含む。

【0056】

オプションとして、複数のＡＴＣ音声グループの各ＡＴＣ音声グループは、予め定められた送信周波数でアナログ音声通信を送信するように構成されたＡＴＣ音声局に対応する。

【0057】

オプションとして、ＡＴＣ音声通信リンクは、航空機からＡＴＣ音声局にアナログ音声メッセージを送信するように構成される。

【0058】

オプションとして、ＡＴＣ音声通信リンクは、ＶＨＦ周波数を用いて、航空機からＡＴＣ音声ス局にアナログ音声メッセージを送信する。

【0059】

オプションとして、１つ以上の航空機の航空機が、その飛行計画に基づいて、利用可能なＲＦ通信リンクまたは利用可能なＡＴＣ音声通信リンクを有していないと判定された場合、飛行計画が拒否されたことを示す表示を飛行の送信者に送信する。

【0060】

本開示の１つ以上の例に従って、空対地通信ネットワークにおいて、航空管制音声局と、１つ以上の航空機を操縦する１人以上のパイロットとの間の音声通信を促進する方法であって、１つ以上の航空機に関連する１つ以上の飛行計画を受信することであって、各飛行計画は、空対地通信ネットワークの１つ以上のカバーエリア内を飛行する飛行のタイミング、位置、および高度情報を含む、ことと、１つ以上の航空機の各航空機について、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＲＦ通信リンクの利用可能性と航空管制（ＡＴＣ）音声通信リンクの利用可能性とを決定することと、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、航空機と、航空機に関連する、１人以上のパイロットのうちのパイロットとの間のＲＦ通信リンクを、通信ネットワークの基地局において生成することと、１つ以上の航空機の各航空機を、複数の航空管制（ＡＴＣ）音声のうちのＡＴＣ音声グループに割り当てることと、受信した１つ以上の飛行計画とに基づいて、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、を含む。

【0061】

１つ以上の例に従って、空対地通信ネットワークにおいて、航空管制音声局と、１つ以上の航空機を操縦する１人以上のパイロットとの間の音声通信を促進する１つ以上のプログラムを記憶した非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、電子デバイスの１つ以上のプログラムによる実行用に、デバイスによって実行されると、当該デバイスに、１つ以上の航空機に関連する１つ以上の飛行計画を受信することであって、各飛行計画は、空対地通信ネットワークの１つ以上のカバーエリア内を飛行する飛行のタイミング、位置、および高度情報を含む、ことと、１つ以上の航空機の各航空機について、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＲＦ通信リンクの利用可能性と航空管制（ＡＴＣ）音声通信リンクの利用可能性とを決定することと、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、航空機と、航空機に関連する、１人以上のパイロットのうちのパイロットとの間のＲＦ通信リンクを、通信ネットワークの基地局において生成することと、１つ以上の航空機の各航空機を、複数の航空管制（ＡＴＣ）音声グループのうちのＡＴＣ音声グループに割り当てることと、航空機の割り当てられた航空管制（ＡＴＣ）音声グループと受信した１つ以上の飛行計画とに基づいて、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、をさせる。

【0062】

オプションとして、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、ＡＴＣ音声グループに割り当てられている各航空機に関連する、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＡＴＣ音声グループに対して指定された中継機として機能する航空機を選択することを含む。

【0063】

オプションとして、デバイスに、デジタル音声通信リンクを介して、指定された中継航空機からＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、ＡＴＣ音声グループの１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、をさせる。

【0064】

オプションとして、ＡＴＣデジタル音声通信は、ＡＴＣ音声局によって送信されたアナログ音声通信に基づく。

【0065】

オプションとして、アナログ音声送信は、ＡＴＣ音声グループに対する、指定された中継航空機に設置された無線機によって受信され、指定された中継航空機に設置された変換器を用いてＡＴＣデジタル音声通信に変換される。

【0066】

オプションとして、指定された中継航空機は、デジタル音声通信リンクを用いて、ＡＴＣデジタル音声通信をシステムに送信する。

【0067】

オプションとして、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、１人以上のパイロットのパイロットからＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、パイロットに関連する航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、を含む。

【0068】

オプションとして、デバイスに、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、ＡＴＣ音声グループの１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することとをさせる。

【0069】

オプションとして、ＡＴＣ音声グループ内の１つ以上の航空機に関連する各パイロットへの受信されたＡＴＣ音声デジタル通信の複数のコピーは、各パイロットとシステムとの間のインターネットプロトコル（ＩＰ）接続を用いて送信される。

【0070】

オプションとして、デバイスに、生成されたデジタル音声通信リンクを使用して、受信したデジタル音声通信を、パイロットに関連する航空機に送信することをさせる。

【0071】

オプションとして、送信されたデジタル音声通信は、パイロットに関連する航空機によって受信されるように構成される。

【0072】

オプションとして、送信されたデジタル音声通信は、航空機のコンバータによって、ＡＴＣ音声局に送信されるアナログ音声通信に変換されるように構成される。

【0073】

オプションとして、パイロットから受信したＡＴＣデジタル音声通信は、パイロットから送信されたアナログ音声通信に基づく。

【0074】

オプションとして、パイロットからデジタル音声通信を受信すると、デジタル通信リンクが生成される。

【0075】

オプションとして、デバイスに、ＡＴＣ音声局からアナログ音声通信を受信することと、ＡＴＣ音声局からのアナログ音声通信をＡＴＣデジタル音声通信に変換することとをさせる。

【0076】

オプションとして、デバイスに、複数のＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、ＡＴＣ音声局に関連するＡＴＣ音声グループの１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することとをさせる。

【0077】

オプションとして、デバイスに、１人以上のパイロットのパイロットから、パイロットに関連する航空機のＡＴＣ無線周波数を変更するコマンドを受信することと、生成されたＲＦ通信リンクを用いてコマンドを航空機に送信することと、パイロットに関連する航空機のＡＴＣ無線周波数を変更するためにパイロットから受信したコマンドに基づいて、航空機を１つ以上のＡＴＣ音声グループ内のＡＴＣ音声グループに割り当てることとをさせる。

【0078】

オプションとして、複数のＡＴＣ音声グループの各ＡＴＣ音声グループは、予め定められた送信周波数でアナログ音声通信を送信するように構成されたＡＴＣ音声局に対応する。

【0079】

オプションとして、ＡＴＣ音声通信リンクは、航空機からＡＴＣ音声局にアナログ音声メッセージを送信するように構成される。

【0080】

オプションとして、ＡＴＣ音声通信リンクは、ＶＨＦ周波数を用いて、航空機からＡＴＣ音声ス局にアナログ音声メッセージを送信する。

【0081】

オプションとして、１つ以上の航空機の航空機が、その飛行計画に基づいて、利用可能なＲＦ通信リンクまたは利用可能なＡＴＣ音声通信リンクを有していないと判定された場合、飛行計画が拒否されたことを示す表示を飛行の送信者に送信する。

【0082】

本開示の１つ以上の例に従って、空対地通信ネットワークデバイスにおいて、航空管制音声局と、１つ以上の航空機を操縦する１人以上のパイロットとの間の音声通信を促進する１つ以上のプログラムを記憶した非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、デバイスによって実行されると、当該デバイスに、１つ以上の航空機に関連する１つ以上の飛行計画を受信することであって、各飛行計画は、空対地通信ネットワークの１つ以上のカバーエリア内を飛行する飛行のタイミング、位置、および高度情報を含む、ことと、１つ以上の航空機の各航空機について、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＲＦ通信リンクの利用可能性と航空管制（ＡＴＣ）音声通信リンクの利用可能性とを決定することと、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、航空機と、航空機に関連する、１人以上のパイロットのうちのパイロットとの間のＲＦ通信リンクを、通信ネットワークの基地局において生成することと、１つ以上の航空機の各航空機を、複数の航空管制（ＡＴＣ）音声のうちのＡＴＣ音声グループに割り当てることと、受信した１つ以上の飛行計画とに基づいて、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、をさせる。

【0083】

１つ以上の例では、空対地通信ネットワークにおいて、航空管制音声局と、１つ以上の航空機を操縦する１人以上のパイロットとの間の音声通信を促進するシステムであって、メモリと１つ以上のプロセッサとを含み、メモリは１つ以上のプログラムを格納し、１つ以上のプログラムは、１つ以上のプロセッサによって実行されると、１つ以上のプロセッサに、１つ以上の航空機に関連する１つ以上の飛行計画を受信することであって、各飛行計画は、空対地通信ネットワークの１つ以上のカバーエリア内を飛行する飛行のタイミング、位置、および高度情報を含む、ことと、１つ以上の航空機の各航空機について、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＲＦ通信リンクの利用可能性と航空管制（ＡＴＣ）音声通信リンクの利用可能性とを決定することと、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、航空機と、航空機に関連する、１人以上のパイロットのうちのパイロットとの間のＲＦ通信リンクを、通信ネットワークの基地局において生成することと、１つ以上の航空機の各航空機を、複数の航空管制（ＡＴＣ）音声グループのうちのＡＴＣ音声グループに割り当てることと、航空機の割り当てられた航空管制（ＡＴＣ）音声グループと受信した１つ以上の飛行計画とに基づいて、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、をさせる。

【0084】

オプションとして、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、ＡＴＣ音声グループに割り当てられている各航空機に関連する、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＡＴＣ音声グループに対して指定された中継機として機能する航空機を選択することを含む。

【0085】

オプションとして、１つ以上のプロセッサに、デジタル音声通信リンクを介して、指定された中継航空機からＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、ＡＴＣ音声グループの１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、をさせる。

【0086】

オプションとして、ＡＴＣデジタル音声通信は、ＡＴＣ音声局によって送信されたアナログ音声通信に基づく。

【0087】

オプションとして、アナログ音声送信は、ＡＴＣ音声グループに対する、指定された中継航空機に設置された無線機によって受信され、指定された中継航空機に設置された変換器を用いてＡＴＣデジタル音声通信に変換される。

【0088】

オプションとして、指定された中継航空機は、デジタル音声通信リンクを用いて、ＡＴＣデジタル音声通信をシステムに送信する。

【0089】

オプションとして、１つ以上のプロセッサに、指定された中継航空機からのデジタル音声通信リンクの障害を検出することと、デジタル音声通信リンクの障害が検出された場合、地上中継ノードからＡＴＣ音声通信を受信することと、複数の受信したＡＴＣ音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声通信のコピーを、ＡＴＣ音声グループ内の１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、をさせる。

【0090】

オプションとして、地上中継ノードは、地上中継ノードに関連付けられたＡＴＣ音声局から前記ＡＴＣ音声通信を受信するように構成された地上ベースの受信機と、受信したＡＴＣ音声通信を１つ以上のプロセッサに送信するように構成された地上ベースの送信機とを含む。

【0091】

オプションとして、地上中継ノードは、ＡＴＣ音声局からアナログ音声通信を受信することと、ＡＴＣ音声局からのアナログ音声通信をＡＴＣデジタル音声通信に変換することと、変換されたデジタル音声通信を１つ以上のプロセッサに送信することと、をするように構成される。

【0092】

オプションとして、地上中継ノードは、ＡＴＣ音声局からアナログ音声通信を受信することと、ＡＴＣ音声局からのアナログ音声通信を１つ以上のプロセッサに送信することと、をするように構成される。

【0093】

オプションとして、１つ以上のプロセッサに、ＡＴＣ音声局からのアナログ音声通信をＡＴＣデジタル音声通信に変換すること、をさせる。

【0094】

オプションとして、地上中継ノードは、地上ベースであり、地上中継ノードがＶＨＦ通信リンクを用いてＡＴＣ音声局と通信することができるように配置される。

【0095】

オプションとして、地上中継ノードは、有線物理接続を用いて、１つ以上のプロセッサに通信可能に接続される。

【0096】

オプションとして、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、１人以上のパイロットのパイロットからＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、パイロットに関連する航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、を含む。

【0097】

オプションとして、１つ以上のプロセッサに、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、ＡＴＣ音声グループの１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することとをさせる。

【0098】

オプションとして、ＡＴＣ音声グループ内の１つ以上の航空機に関連する各パイロットへの受信されたＡＴＣ音声デジタル通信の複数のコピーは、各パイロットとシステムとの間のインターネットプロトコル（ＩＰ）接続を用いて送信される。

【0099】

オプションとして、１つ以上のプロセッサに、生成されたデジタル音声通信リンクを使用して、受信したデジタル音声通信を、パイロットに関連する航空機に送信することをさせる。

【0100】

オプションとして、送信されたデジタル音声通信は、パイロットに関連する航空機によって受信されるように構成される。

【0101】

オプションとして、送信されたデジタル音声通信は、航空機のコンバータによって、ＡＴＣ音声局に送信されるアナログ音声通信に変換されるように構成される。

【0102】

オプションとして、パイロットから受信したＡＴＣデジタル音声通信は、パイロットから送信されたアナログ音声通信に基づく。

【0103】

オプションとして、パイロットからデジタル音声通信を受信すると、デジタル通信リンクが生成される。

【0104】

オプションとして、１つ以上のプロセッサに、パイロットに関連する航空機とのデジタル音声通信リンクの障害を検出することと、デジタル音声通信リンクの障害が検出された場合、１人以上のパイロットのパイロットからのＡＴＣデジタル音声通信を、地上中継ノードに送信することと、をさせる。

【0105】

オプションとして、地上中継ノードは、１つ以上のプロセッサからＡＴＣデジタル音声通信を受信するように構成された地上ベースの受信機と、受信したＡＴＣデジタル音声通信を、地上中継ノードに関連するＡＴＣ音声局に送信するように構成された地上ベースの送信機と、を含む。

【0106】

オプションとして、地上中継ノードは、１つ以上のプロセッサからデジタル音声通信を受信することと、１つ以上のプロセッサからのデジタル音声通信を、アナログ音声通信に変換することと、変換されたデジタル音声通信をＡＴＣ音声局に送信することとをするように構成される。

【0107】

オプションとして、地上中継ノードは、１つ以上のプロセッサからアナログ音声通信を受信することと、１つ以上のプロセッサからのアナログ音声通信を、ＡＴＣ音声局に送信することと、をするように構成される。

【0108】

オプションとして、地上中継ノードは、地上ベースであり、地上中継ノードがＶＨＦ通信リンクを用いてＡＴＣ音声局と通信することができるように配置される。

【0109】

オプションとして、地上中継ノードは、有線物理接続を用いて、１つ以上のプロセッサに通信可能に接続される。

【0110】

オプションとして、１つ以上のプロセッサに、パイロットに関連する航空機とのデジタル音声通信リンクの障害を検出することと、デジタル音声通信リンクの障害が検出された場合、１人以上のパイロットのパイロットから、パイロットと同じＡＴＣ音声グループ内の１人以上のパイロットの別のパイロットに関連するＵＡＳに、ＡＴＣデジタル音声通信を送信することと、をさせる。

【0111】

１つ以上の例では、空対地通信ネットワークにおいて、航空管制音声局と、１つ以上の航空機を操縦する１人以上のパイロットとの間の音声通信を促進する方法であって、１つ以上の航空機に関連する１つ以上の飛行計画を受信することであって、各飛行計画は、空対地通信ネットワークの１つ以上のカバーエリア内を飛行する飛行のタイミング、位置、および高度情報を含む、ことと、１つ以上の航空機の各航空機について、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＲＦ通信リンクの利用可能性と航空管制（ＡＴＣ）音声通信リンクの利用可能性とを決定することと、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、航空機と、航空機に関連する、１人以上のパイロットのうちのパイロットとの間のＲＦ通信リンクを、通信ネットワークの基地局において生成することと、１つ以上の航空機の各航空機を、複数の航空管制（ＡＴＣ）音声グループのうちのＡＴＣ音声グループに割り当てることと、航空機の割り当てられた航空管制（ＡＴＣ）音声グループと受信した１つ以上の飛行計画とに基づいて、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、をさせる。

【0112】

オプションとして、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、ＡＴＣ音声グループに割り当てられている各航空機に関連する、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＡＴＣ音声グループに対して指定された中継機として機能する航空機を選択することを含む。

【0113】

オプションとして、方法は、デジタル音声通信リンクを介して、指定された中継航空機からＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、ＡＴＣ音声グループの１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、を含む。

【0114】

オプションとして、ＡＴＣデジタル音声通信は、ＡＴＣ音声局によって送信されたアナログ音声通信に基づく。

【0115】

オプションとして、アナログ音声送信は、ＡＴＣ音声グループに対する、指定された中継航空機に設置された無線機によって受信され、指定された中継航空機に設置された変換器を用いてＡＴＣデジタル音声通信に変換される。

【0116】

オプションとして、指定された中継航空機は、デジタル音声通信リンクを用いて、ＡＴＣデジタル音声通信をパイロットに送信する。

【0117】

オプションとして、方法は、指定された中継航空機からのデジタル音声通信リンクの障害を検出することと、デジタル音声通信リンクの障害が検出された場合、地上中継ノードからＡＴＣ音声通信を受信することと、複数の受信したＡＴＣ音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声通信のコピーを、ＡＴＣ音声グループ内の１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、を含む。

【0118】

オプションとして、地上中継ノードは、地上中継ノードに関連付けられたＡＴＣ音声局から前記ＡＴＣ音声通信を受信するように構成された地上ベースの受信機と、受信したＡＴＣ音声通信を１つ以上のプロセッサに送信するように構成された地上ベースの送信機とを含む。

【0119】

オプションとして、地上中継ノードは、ＡＴＣ音声局からアナログ音声通信を受信することと、ＡＴＣ音声局からのアナログ音声通信をＡＴＣデジタル音声通信に変換することと、変換されたデジタル音声通信を１つ以上のプロセッサに送信することと、をするように構成される。

【0120】

オプションとして、地上中継ノードは、ＡＴＣ音声局からアナログ音声通信を受信することと、ＡＴＣ音声局からのアナログ音声通信を１つ以上のプロセッサに送信することと、をするように構成される。

【0121】

オプションとして、方法は、ＡＴＣ音声局からのアナログ音声通信をＡＴＣデジタル音声通信に変換すること、を含む。

【0122】

オプションとして、地上中継ノードは、地上ベースであり、地上中継ノードがＶＨＦ通信リンクを用いてＡＴＣ音声局と通信することができるように配置される。

【0123】

オプションとして、地上中継ノードは、有線物理接続を用いて、１つ以上のプロセッサに通信可能に接続される。

【0124】

オプションとして、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、１人以上のパイロットのパイロットからＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、パイロットに関連する航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、を含む。

【0125】

オプションとして、方法は、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、ＡＴＣ音声グループの１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することとを含む。

【0126】

オプションとして、ＡＴＣ音声グループ内の１つ以上の航空機に関連する各パイロットへの、受信されたＡＴＣ音声デジタル通信の複数のコピーは、各パイロットと、ＡＴＣ音声デジタル通信を管理するように構成されるシステムとの間のインターネットプロトコル（ＩＰ）接続を用いて送信される。

【0127】

オプションとして、方法は、生成されたデジタル音声通信リンクを使用して、受信したデジタル音声通信を、パイロットに関連する航空機に送信することを含む。

【0128】

オプションとして、送信されたデジタル音声通信は、パイロットに関連する航空機によって受信されるように構成される。

【0129】

オプションとして、送信されたデジタル音声通信は、航空機のコンバータによって、ＡＴＣ音声局に送信されるアナログ音声通信に変換されるように構成される。

【0130】

オプションとして、パイロットから受信したＡＴＣデジタル音声通信は、パイロットから送信されたアナログ音声通信に基づく。

【0131】

オプションとして、パイロットからデジタル音声通信を受信すると、デジタル通信リンクが生成される。

【0132】

オプションとして、方法は、パイロットに関連する航空機とのデジタル音声通信リンクの障害を検出することと、デジタル音声通信リンクの障害が検出された場合、１人以上のパイロットのパイロットからのＡＴＣデジタル音声通信を、地上中継ノードに送信することと、を含む。

【0133】

オプションとして、地上中継ノードは、１つ以上のプロセッサからＡＴＣデジタル音声通信を受信するように構成された地上ベースの受信機と、受信したＡＴＣデジタル音声通信を、地上中継ノードに関連するＡＴＣ音声局に送信するように構成された地上ベースの送信機と、を含む。

【0134】

オプションとして、地上中継ノードは、１つ以上のプロセッサからデジタル音声通信を受信することと、１つ以上のプロセッサからのデジタル音声通信を、アナログ音声通信に変換することと、変換されたデジタル音声通信をＡＴＣ音声局に送信することとをするように構成される。

【0135】

オプションとして、地上中継ノードは、１つ以上のプロセッサからアナログ音声通信を受信することと、１つ以上のプロセッサからのアナログ音声通信を、ＡＴＣ音声局に送信することと、をするように構成される。

【0136】

オプションとして、地上中継ノードは、地上ベースであり、地上中継ノードがＶＨＦ通信リンクを用いてＡＴＣ音声局と通信することができるように配置される。

【0137】

オプションとして、地上中継ノードは、有線物理接続を用いて、１つ以上のプロセッサに通信可能に接続される。

【0138】

オプションとして、方法は、パイロットに関連する航空機とのデジタル音声通信リンクの障害を検出することと、デジタル音声通信リンクの障害が検出された場合、１人以上のパイロットのパイロットから、パイロットと同じＡＴＣ音声グループ内の１人以上のパイロットの別のパイロットに関連するＵＡＳに、ＡＴＣデジタル音声通信を送信することと、を含む。

【0139】

１つ以上の例では、空対地通信ネットワークにおいて、航空管制音声局と、１つ以上の航空機を操縦する１人以上のパイロットとの間の音声通信を促進する１つ以上のプログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体であって、１つ以上のプログラムは、ディスプレイとユーザ入力インターフェースとを含む電子デバイスによって実行されると、デバイスに、１つ以上の航空機に関連する１つ以上の飛行計画を受信することであって、各飛行計画は、空対地通信ネットワークの１つ以上のカバーエリア内を飛行する飛行のタイミング、位置、および高度情報を含む、ことと、１つ以上の航空機の各航空機について、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＲＦ通信リンクの利用可能性と航空管制（ＡＴＣ）音声通信リンクの利用可能性とを決定することと、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、航空機と、航空機に関連する、１人以上のパイロットのうちのパイロットとの間のＲＦ通信リンクを、通信ネットワークの基地局において生成することと、１つ以上の航空機の各航空機を、複数の航空管制（ＡＴＣ）音声グループのうちのＡＴＣ音声グループに割り当てることと、航空機の割り当てられた航空管制（ＡＴＣ）音声グループと受信した１つ以上の飛行計画とに基づいて、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、をさせる。

【0140】

オプションとして、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、ＡＴＣ音声グループに割り当てられている各航空機に関連する、受信した１つ以上の飛行計画に基づいて、ＡＴＣ音声グループに対して指定された中継機として機能する航空機を選択することを含む。

【0141】

オプションとして、デバイスに、デジタル音声通信リンクを介して、指定された中継航空機からＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、ＡＴＣ音声グループの１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、をさせる。

【0142】

オプションとして、ＡＴＣデジタル音声通信は、ＡＴＣ音声局によって送信されたアナログ音声通信に基づく。

【0143】

オプションとして、アナログ音声送信は、ＡＴＣ音声グループに対する、指定された中継航空機に設置された無線機によって受信され、指定された中継航空機に設置された変換器を用いてＡＴＣデジタル音声通信に変換される。

【0144】

オプションとして、指定された中継航空機は、デジタル音声通信リンクを用いて、ＡＴＣデジタル音声通信をデバイスに送信する。

【0145】

オプションとして、デバイスに、指定された中継航空機からのデジタル音声通信リンクの障害を検出することと、デジタル音声通信リンクの障害が検出された場合、地上中継ノードからＡＴＣ音声通信を受信することと、複数の受信したＡＴＣ音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声通信のコピーを、ＡＴＣ音声グループ内の１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することと、をさせる。

【0146】

オプションとして、地上中継ノードは、地上中継ノードに関連付けられたＡＴＣ音声局から前記ＡＴＣ音声通信を受信するように構成された地上ベースの受信機と、受信したＡＴＣ音声通信を１つ以上のプロセッサに送信するように構成された地上ベースの送信機とを含む。

【0147】

オプションとして、地上中継ノードは、ＡＴＣ音声局からアナログ音声通信を受信することと、ＡＴＣ音声局からのアナログ音声通信をＡＴＣデジタル音声通信に変換することと、変換されたデジタル音声通信を１つ以上のプロセッサに送信することと、をするように構成される。

【0148】

オプションとして、地上中継ノードは、ＡＴＣ音声局からアナログ音声通信を受信することと、ＡＴＣ音声局からのアナログ音声通信を１つ以上のプロセッサに送信することと、をするように構成される。

【0149】

オプションとして、デバイスに、ＡＴＣ音声局からのアナログ音声通信をＡＴＣデジタル音声通信に変換すること、をさせる。

【0150】

オプションとして、地上中継ノードは、地上ベースであり、地上中継ノードがＶＨＦ通信リンクを用いてＡＴＣ音声局と通信することができるように配置される。

【0151】

オプションとして、地上中継ノードは、有線物理接続を用いて、１つ以上のプロセッサに通信可能に接続される。

【0152】

オプションとして、１つ以上の航空機の航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することは、１人以上のパイロットのパイロットからＡＴＣデジタル音声通信を受信することと、パイロットに関連する航空機とのデジタル音声通信リンクを生成することと、を含む。

【0153】

オプションとして、１つ以上のプロセッサに、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル音声通信のコピーを生成することと、複数の受信したＡＴＣ音声デジタル通信のコピーを、ＡＴＣ音声グループの１つ以上の航空機に関連する各パイロットに送信することとをさせる。

【0154】

オプションとして、ＡＴＣ音声グループ内の１つ以上の航空機に関連する各パイロットへの受信されたＡＴＣ音声デジタル通信の複数のコピーは、各パイロットとシステムとの間のインターネットプロトコル（ＩＰ）接続を用いて送信される。

【0155】

オプションとして、１つ以上のプロセッサに、生成されたデジタル音声通信リンクを使用して、受信したデジタル音声通信を、パイロットに関連する航空機に送信することをさせる。

【0156】

オプションとして、送信されたデジタル音声通信は、パイロットに関連する航空機によって受信されるように構成される。

【0157】

オプションとして、送信されたデジタル音声通信は、航空機のコンバータによって、ＡＴＣ音声局に送信されるアナログ音声通信に変換されるように構成される。

【0158】

オプションとして、パイロットから受信したＡＴＣデジタル音声通信は、パイロットから送信されたアナログ音声通信に基づく。

【図面の簡単な説明】

【0159】

以下の図面を参照して、例示としてのみ本発明が説明される。

【0160】

【図1】図１は、本開示の例に従う例示的な航空ネットワークを示す。

【0161】

【図2】図２は、本開示の例に従う航空通信ネットワークのＲＦスペクトル管理のための例示的なシステムを示す。

【0162】

【図3】図３は、本開示の例に従うＲＦスペクトル割り当て及び管理のための例示的なシステムを示す。

【0163】

【図4】図４は、本開示の１つ以上の例に従う、無人航空機システムのオペレータとＡＴＣとの間の通信を促進するための例示的なシステムを示す。

【0164】

【図5】図５は、本開示の例に従う、スペクトル管理に提出された飛行計画に基づいて中継航空機を指定するための例示的なプロセスを示す。

【0165】

【図6】図６は、本開示の例に従う、無人航空機システムを通じてＡＴＣ音声をオペレータに中継するための例示的なシステムを示す。

【0166】

【図7】図７は、本開示の例に従う例示的なＵＡＳ通信システムを示す。

【0167】

【図8A】図８Ａは、本開示の例に従う、航空ネットワーク内の１人以上のパイロットにＡＴＣ音声通信を送信するための例示的なプロセスを示す。

【0168】

【図8B】図８Ｂは、本開示の例に従う、航空ネットワーク内の１人以上のパイロットにＡＴＣ音声通信を送信するための別の例示的なプロセスを示す。

【0169】

【図9】図９は、本開示の例に従う、無人航空機システムを通じてＡＴＣ音声をオペレータに中継するための例示的なシステムを示す。

【0170】

【図10A】図１０Ａは、本開示の１つ以上の例に従う、ＵＡＳのパイロットからＡＴＣ音声局にＡＴＣ音声通信を送信するための例示的なプロセスを示す。

【0171】

【図10B】図１０Ｂは、本開示の１つ以上の例に従って、ＵＡＳのパイロットからパイロットに関連する航空機に音声通信を送信するための例示的なプロセスを示す。

【0172】

【図11】図１１は、本開示の例に従ってＡＴＣ音声グループメンバを調整するための例示的なプロセスを示す。

【0173】

【図12】図１２は、本開示の１つ以上の例に従う、無人航空機システムのオペレータとＡＴＣとの間の通信を容易にするための別の例示的なシステムを示す。

【0174】

【図13】図１３は、本開示の例に従う、航空ネットワーク内の１人以上のパイロットにＡＴＣ音声通信を送信するための別の例示的なプロセスを示す。

【0175】

【図14】図１４は、本開示の例に従って、オペレータ通信をＡＴＣ音声局に送信するための別の例示的なプロセスを示す。

【0176】

【図15】図１５は、本開示の実施例に従って、オペレータ通信をＡＴＣ音声局に送信するための別の例示的なプロセスを示す。

【0177】

【図16】図１６は、本開示の例に従う例示的な計算システムを示す。

【発明を実施するための形態】

【0178】

ここで、本明細書に記載するシステム及び方法の様々な態様及びバリエーションの実装及び実施形態について詳細に言及する。本明細書には、システム及び方法のいくつかの例示的なバリエーションが説明されるが、システム及び方法の他のバリエーションは、本明細書に記載されるシステム及び方法の態様を、記載される態様のすべて又は一部の組み合わせを有する任意の適切な方法で組み合わせて含むことができる。

【0179】

本明細書では、航空管制音声を送受信するシステムおよび方法を説明する。本開示の１つ以上の例では、スペクトル管理システムによる飛行計画及び完了したスペクトルリソースの予約及び割り当ての受信時に、スペクトル管理システムは、指定された中継航空機を介して、ＵＡＳオペレータとＡＴＣとの間の通信を中継することができる。さらに又は代替的に、スペクトル管理システムは、地上中継ノードを介してＵＡＳオペレータとＡＴＣとの間の通信を中継することができる。

【0180】

以下の様々な実施形態の説明において、以下の説明で使用される単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈が明確に別段の指示をしない限り、複数形を同様に含むことを意図していることを理解されたい。また、本明細書で使用される「及び／又は」という用語は、関連するリストされた項目の１つ以上の任意の及びすべての可能な組み合わせを指し、それらを包含することを理解されたい。「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、及び／又は「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合、記載された特徴、整数、ステップ、操作、要素、コンポーネント、及び／又はユニットの存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、コンポーネント、ユニット、及び／又はそれらのグループの存在又は追加を妨げないことをさらに理解されたい。

【0181】

本開示のある側面では、アルゴリズムの形成で本明細書に記載する処理ステップ及び命令が含まれる。本開示の処理ステップ及び命令は、ソフトウェア、ファームウェア、又はハードウェアで具体化することができ、ソフトウェアで具体化される場合、様々なオペレーティングシステムによって使用される様々なプラットフォーム上に存在し、それらのプラットフォームから操作されるようにダウンロードすることができることに留意されたい。特に言及されない限り、以下の議論から明らかなように、記述全体を通して、「処理」、「計算（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」、「計算（ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ）」、「判定」、「表示」、「生成」などの用語を利用する議論は、コンピュータシステム、又は同様の電子計算デバイスの動作及びプロセスを意味し、コンピュータシステムメモリ又はレジスタ又は他のそのような情報記憶、送信、又は表示デバイス内で物理的（電子的）量として表されるデータを操作し、変換することを意味することが理解されよう。

【0182】

いくつかの実施形態における本開示はまた、本明細書における操作を実行するためのデバイスに関する。このデバイスは、要求される目的のために特別に構成されてもよく、又は、コンピュータに記憶されたコンピュータプログラムによって選択的に作動又は再構成される汎用コンピュータを含んでもよい。このようなコンピュータプログラムは、フロッピーディスク、ＵＳＢフラッシュドライブ、外付けハードドライブ、光ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気光学ディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気カード又は光学カード、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は電子命令を記憶するのに適した任意のタイプの媒体を含む、任意のタイプのディスクなどの一時的でないコンピュータ可読記憶媒体に記憶することができるが、これらに限定されない。さらに、本明細書で言及されるコンピューティングシステムは、単一のプロセッサを含んでもよく、又は異なる機能を実行したり、又は演算能力を増大させるためなど、複数のプロセッサデザインを採用したアーキテクチャであってもよい。適切なプロセッサには、中央演算装置、グラフィカル処理装置、フィールドプログラマブルゲートアレイ、及びＡＳＩＣが含まれる。

【0183】

本明細書に記載する方法、デバイス、及びシステムは、特定のコンピュータ又は他のデバイスに本質的に関連するものではない。本明細書に記載される教示に従って、様々な汎用システムをプログラムとともに使用することもでき、また、必要な方法ステップを実行するために、より特殊化された装置を構築することが便利であることが判明する。様々なこれらのシステムに対して必要とされる構造は、下記の記載から明らかとなる。更に、本発明は、任意の特定のプログラミング言語を参照して記載されていない。本明細書に記載する本開示の教示を実施するために、様々なプログラミング言語を使用することができることが理解されよう。

【0184】

図１は、本開示の例に従う例示的な航空ネットワークを示す。図１の例は、１つ以上の地上基地局１０４ａ－ｃと、飛行中の又は地上の１つ以上の航空機１０２との間の通信を提供するように構成することができる例示的な通信ネットワーク１００を示す。地上基地局１０４ａ－ｃの各々は、地上から（飛行中または地上にある）１つ以上の航空機１０２に通信を送信するように構成された１つ以上複数のアンテナを含む。１つ以上の例では、各地上基地局１０４ａ－ｃは、カバーエリア１０８ａ－ｃ内に送信を提供するように構成することができる。例えば、地上基地局１０４ａは、無線周波数（ＲＦ）スペクトル無線信号を地理的カバーエリア１０８ａ上で送信するように構成することができる。地上基地局１０４ｂはＲＦスペクトル無線信号を地理的カバーエリア１０８ｂ上で送信するように構成することができ、地上基地局１０４ｃはＲＦスペクトル無線信号を地理的カバーエリア１０８ｃ上で送信するように構成することができる。１つ以上の例では、地理的なカバーエリア１０８ａ－ｃは、特定の緯度と経度の範囲をカバーするだけでなく、地上からサービス可能な最大高度までのエリアへのカバレッジを提供する３次元エリアとすることができる。

【0185】

１つ以上の例では、各航空機１０２は、その飛行の飛行期間中に、１つの地上基地局から次の地上基地局へ引き渡されることができる。例えば、飛行の開始時において、航空機１０２はカバーエリア１０８ａ内にある間、地上基地局１０４ａは地上のオペレータと航空機との間の通信チャネルを提供する責務を負うことができる。飛行中に、航空機がカバーエリア１０８ａからカバーエリア１０８ｂに移動する場合、通信チャネルを提供する責務は、地上基地局１０４ａから地上局１０４ｂに移行することができる。飛行中、航空機１０２がカバーエリア１０８ｂからカバーエリア１０８ｃに移動する場合、通信チャネルを提供する責務は、地上基地局１０４ｂから地上局１０４ｃに移行することができる。このように、通信ネットワーク１００は、飛行計画がその飛行中の任意のポイントで少なくとも１つのカバーエリアを通過する限り、航空機がその飛行計画に沿った任意のポイントで少なくとも１つの地上基地局との確立された通信チャネルを有することを保証するように構成することができる。

【0186】

１つ以上の例において、各基地局１０４ａ－ｃは、それぞれ基地局コントローラ１０６ａ－ｃに通信可能に接続することができる。したがって、１つ以上の例において、地上基地局１０４ａは、基地局コントローラ１０６ａに通信可能に接続することができ、地上基地局１０４ｂは、基地局コントローラ１０６ｂに通信可能に接続することができ、地上基地局１０４ｃは、基地局コントローラ１０６ｃに通信可能に接続することができる。以下にさらに詳細に説明するように、各基地局コントローラは、航空機が動作するように構成されている基地局に対応するカバーエリア１０８ａ－ｃを通過しているときに、地上オペレータと航空機１０２との間にＲＦベースの通信チャネルを実施するように構成することができる。１つ以上の例では、ＲＦベースの通信チャネルを実施することは、航空機１０２に割り当てられたＲＦスペクトル周波数に対してオペレータによって送信される変調信号を含み、送信される信号に適切な変調スキームを適用し、エラー訂正コードのような任意の他の物理層通信プロトコルを適用することができる。

【0187】

１つ以上の例において、通信ネットワーク１００の目標は、その飛行期間を通して、ネットワーク内で動作する任意の所与の航空機１０２に、連続的で信頼性のあるＲＦスペクトルチャネルを提供することである。１つ以上の例では、航空機に連続的で信頼性のあるＲＦスペクトルを提供することは、飛行期間を通して地上と通信するために信頼性の高い使用が可能な単一のＲＦスペクトルチャネル（すなわちスロット）を航空機に提供することを含むことができる。１つ以上の例では、特定の空域内の各航空機は、専用のＲＦスペクトルチャネル（すなわち航空機に固有のＲＦスペクトル内の周波数範囲であり、地上との通信の送受信には、その個々の航空機でのみ使用できる）を使用して地上と通信することができる。効率的な飛行運用を容易にするために、１つ以上の例では、対応する基地局コントローラ１０６ａ－ｃに接続された各地上基地局１０４ａ－ｃは、そのカバーエリア１０８ａ－ｃ内の各航空機が、その航空機に割り当てられたＲＦスペクトルチャネルで送信される通信を使用して地上と通信できるように構成することができる。

【0188】

１つ以上の例では、各地上基地局１０４ａ－ｃは、基地局に取り付けられ、信号を、１つ以上の地上オペレータ（すなわち、パイロット）から、航空機１０２に取り付けられた１つ以上の空中無線機に送信するように構成された１つ以上のアンテナを含むことができる。１以上の例において、および以下でさらに詳細に説明されるように、１つ以上のアンテナは、ネットワーク１００内の航空機の位置に応じて異なる方向を向くように電子的に「操縦」され得るコンピュータ制御アンテナのアレイとして実装されることができる。１つ以上の例では、アンテナはフェーズド・アレイ・アンテナとして実装することができ、これにより、アンテナを物理的に移動させることなく、信号を特定の方向に向けることができる。アンテナをターゲット（アンテナとの間でデータを送受信する航空無線機）の方向に向けることで、アンテナと航空無線機間の通信リンクのＳ／Ｎ比を最大化することができ、地上と航空無線機の間の安定した通信リンクを確保することができる。

【0189】

図２は、本開示の例に従う航空通信ネットワークのＲＦスペクトル管理のための例示的なシステムを図示する。開示の１つ以上の例において、図２の通信ネットワーク２００は、図１に関して上述した通信ネットワーク１００と同じコンポーネント（すなわち、航空機１０２、地上基地局１０４ａ－ｃ、基地局コントローラ１０６ａ－ｃ）を含むことができるが、ネットワーク２００内の航空機１０２にＲＦスペクトルチャネルを割り当てるプロセスを管理することができる１つ以上のスペクトル管理システムコンポーネント（さらに詳細に後述する）を含むこともできる。

【0190】

開示の１つ以上の例では、１つ以上のパイロット／オペレータ２０６をネットワーク２００に接続して、１つ以上の航空機１０２にデータ（コマンドや制御データなど）を送信することができる。パイロット２０６の各々は、パイロット２０６によって制御されている航空機２０２の各々にＲＦスペクトルチャネルを割り当てるように構成することができるスペクトル管理システム２０２を通じてネットワーク２００に通信可能に接続することができる。１つ以上の例において、スペクトル管理システム２０２は、各航空機に割り当てられた特定のＲＦスペクトルチャネルを使用してＲＦ通信リンクを確立することにより、各パイロット２０６とそれらの対応する航空機１０２との間の通信リンクを容易にするように構成することができる。

【0191】

本開示の１つ以上の例では、スペクトル管理システム２０２は、航空機１０２とパイロット／オペレータ２０６との間の各アクティブ通信リンク（すなわち、地上ベースの基地局と連携した動作リンク）を管理するように構成されることができる。従って、１つ以上の例において、スペクトル管理システム２０２が所与の通信リンクが侵害され又は劣化したと判定した場合、スペクトル管理システム２０２は、問題を軽減するために通信リンクを調整するアクションをとることができる。例えば、１つ以上の例では、航空機１０２によって使用されている所与のＲＦスペクトルチャネルが、もはや満足のいく性能を発揮していない場合、又は要求される仕様に対して性能を発揮していない場合、スペクトルチャネル管理システム２０２は、ＲＦスペクトルチャネル（以下に詳述する）を、リアルタイムで代替の利用可能なチャネルに変更して、各航空機が信頼性のあるＲＦ通信リンクを維持することを確実にする。１つ以上の例において、パイロットが（例えば、予期されたよりも長く飛行することによって）アドバタイズされた飛行計画から逸脱した場合、スペクトル管理システム２０２は、通信チャネルへのいかなる中断も確実に緩和されるように行動をとる（例えば、ＲＦチャネルを切り替えることによって）ように構成することができる。

【0192】

開示の１つ以上の例では、通信チャネルを能動的に管理することに加えて、スペクトル管理システム２０２は、その飛行の飛行期間に使用される、所与の飛行のための１つ以上のＲＦチャネルを割り当て、予約するように構成することができる。以下でさらに詳細に説明するように、スペクトル管理システム２０２は、飛行計画を受信することができ、ファイルされた飛行計画ならびに他の要因（アンテナの利用可能性など）に基づいて、飛行中に遭遇する可能性のある干渉を考慮した決定論的な方法で、各飛行にＲＦチャネルを割り当てることができる。

【0193】

１つ以上の例では、上述のスペクトル割り当てプロセスは、スペクトル管理システム２０２によって実行することができ、及び／又は、本明細書では「デジタルツイン」と総称される１つ以上の別個のコンポーネントで処理することができる。情報の大容量と、所与の空域の何万というエンドユーザによるスペクトル及び／又はトラフィックチャネル要求の可能性のために、スペクトル管理システムのデジタルツインを使用して、運用システムに影響を与えることなく必要な解析を実行することができる。１つ以上の例では、図２の例に示すように、デジタルツイン２０４は、スペクトル管理システム２０２の処理負荷を低減するようにスペクトル管理システム２０２とは別に実施することができ、したがって、スペクトル管理システム２０２によって管理されている空域を通過する航空機のアクティブな通信チャネルの管理に関連するリアルタイム動作を自由に実行することができる。代わりに、デジタルツイン２０４は、空対地通信リンクのリアルタイム管理と飛行計画の両方が同じコンポーネントによって実行されるように、スペクトル管理システムの一部として実施することもできる。

【0194】

１つ以上の例において、デジタルツイン２０４は、所与の飛行計画中に使用するスペクトルのために、パイロット２０６から１つ以上の要求を受信するように構成することができる。パイロットが提供する飛行計画と他の要因（以下で説明）を使用しているデジタルツインは、飛行開始時にどのＲＦスペクトルチャネルを航空機に割り当てるかを決定することができる。デジタルツイン２０４で要求が確認されると、運用スペクトル管理システム２０２上の通信チャネルの実行及び割当てを実行することができる。

【0195】

上述したように、スペクトル管理システム２０２及びデジタルツイン２０４は、所与の通信ネットワークにおいて複数の航空機のＲＦスペクトルニーズを調整することができ、これにより、各個々の航空機が、その飛行の全期間中、地上との信頼性のある連続する通信チャネルへのアクセスを確実に有することができるようになる。１つ以上の例において、スペクトル管理システム２０２及びデジタルツイン２０４は、各航空機にＲＦスペクトルチャネルを割り当て及び予約するために、タンデムで動作することができ、以下に説明するように、通信リンクがその要件に対して動作していることを確実にするために、飛行中の各通信リンクを監視することができる。

【0196】

特定の航空機に割り当てるＲＦチャネルを選択するには、複数の変数を分析して、選択したチャネルが飛行期間中を通じて航空機のニーズに対応できるようにする必要がある。１つ以上の例において、スペクトル管理システム２０２及びデジタルツインは、利用可能なスペクトルリソース、無線リンクのスループット及び性能要件、位置、期間、ならびに無線周波数環境などのいくつかの変数を分析して、パイロットと航空機との間で競合しないリソースを割り当てることができる。１つ以上の例では、チャネル選択に影響を与える変数は、以下に説明するように、飛行中に使用する１つ以上のＲＦチャネルに航空機を一致させるために協働するスペクトル管理システム２０２に対して、いくつかの内部及び外部コンポーネントによって追加することができる。

【0197】

１つ以上の例において、通信ネットワーク内の各パイロット（すなわちオペレータ）は、スペクトル管理システム２０２及びデジタルツイン２０４を介して、その飛行の前及び飛行中に、通信ネットワークとインターフェースすることができる。飛行前に、また、以下に説明するように、パイロットは、スペクトル管理システム及びデジタルツインとインターフェースし、それらのファイルされた飛行計画及び他の変数に基づいて、飛行中に使用するＲＦスペクトルチャネル割当を受信することができる。飛行の間、スペクトル管理システム２０２は、連続通信リンクを確立するために、割り当てられたＲＦスペクトルチャネルを航空機とパイロットの両方に提供することができ、スペクトル管理システムは、飛行の間、リンクを監視して、それが仕様内で実行していることを確認することができる。

【0198】

本開示の１つ以上の例では、ネットワーク２００は、スペクトル管理システム２０２へのポイントツーポイント通信リンクなどに接続されていてもいなくてもよい１つ以上の基地局を含むことができる。１つ以上の例において、スペクトル管理システム２０２へのアクセスを提供し、維持するサービスプロバイダは、すべての所望の地理的位置へのカバレッジを提供しない場合がある。１つ以上の例では、パイロットが飛行を操作したいが、既存の基地局のカバーエリア内に収まらないエリアでは、サービスプロバイダは、パイロットに一時的又はポータブルな基地局２０８を提供することができる。１つ以上の例において、一時的／ポータブルな基地局はスペクトル管理システム２０２とのコネクションを有していないかもしれず、従って、航空機にＲＦチャネルを供給する目的でスペクトル管理システムに情報を受信／送信することができない。１つ以上の例では、これらの非接続基地局は、スペクトル管理システムとデジタルツインに提出した運用計画を有し、干渉とカバレッジのために調整されジオフェンスされる。

【0199】

１つ以上の例では、一時的／ポータブルな基地局２０８は、一時的／ポータブルな基地局２０８と飛行動作のための１つ以上の航空機無線機との間のポイントツーポイント及びマルチポイントリンクをセットアップするために使用されることができる。開示の１つ以上の例では、一時的／ポータブルな基地局２０８のオペレータは、航空機の数、飛行する回数、航空機と通信するために使用するスペクトルを記述する基地局２０８の「運用コンセプト」をサービスプロバイダに知らせることができる。スペクトル監視システム２０２は、一時的／ポータブルな基地局２０８にリアルタイム情報を送信することはできないが、スペクトル管理システム２０２は、一時的／ポータブルな基地局の運用コンセプトを使用して、ネットワークに接続されている基地局１０６ａ－ｃのジオフェンス（詳細は後述する）を更新することができ、そのネットワーク２００内を飛行している飛行が一時的／ポータブルな基地局２０８の飛行動作と干渉しないことを確実にするために動作することができる。１つ以上の例において、スペクトル管理システム２０２は、一時／ポータブル基地局２０８によって引き起こされるそれらの動作に対する物理的制限について、ネットワーク２００を通過する飛行をオペレータに通知することができ、ＲＦスペクトルスロット割り当てを行うときに、一時／ポータブル基地局２０８の動作を要因にすることができる。このように、スペクトル管理システム２０２は、一時／ポータブル基地局２０８の動作を調整しないが、一時／ポータブル基地局のポイントツーポイント動作の動作から、それ自体のネットワーク（すなわち、スペクトル管理システムに接続された基地局）を保護するように動作することができる。

【0200】

図３は、本開示の例に従うＲＦスペクトル割り当て及び管理のための例示的なシステムを示す。１つ以上の例において、システム３００は、図１及び２に示される通信ネットワークの単一リンクを表すことができ、パイロット３０２と航空機３３６との間のリンクを管理するコンポーネントを含む。パイロット３０２と航空機３３６との間のリンクの開示、計画、作成、及び動作の１つ以上の例では、パイロット３０２が、それらの提案された飛行に関する情報をデジタルツイン３０４に提出することから始めることができる。１つ以上の例において、及び図３に示されるように、パイロット３０２によってデジタルツイン３０４に送信される情報は、飛行計画、航空機／無線構成、及びスループット要件を含むことができる。

【0201】

１つ以上の例において、パイロット３０２によって提出された飛行計画（運用計画とも呼ばれ得る）は、提案された飛行中の航空機の意図されたタイミング、高度、位置、および速度などの飛行任務の詳細を含み得る。１つ以上の例において、パイロット３０２は、承認のために、飛行計画を両方の規制機関（連邦航空局（ＦＡＡ）のような）に提出することができ、さらに、提案された飛行の間に使用するための１つ又はＲＦスペクトルチャネルを得る目的のために、デジタルツイン３０４を介して、飛行計画をスペクトル管理システムに送ることができる。飛行計画に加えて、パイロット３０２は、デジタルツインがＲＦスペクトルチャネルを選択してユーザに割り当てるために使用できる追加情報をデジタルツイン３０４に送ることができる。例えば、１つ以上の例では、パイロット３０４は航空機又は無線の構成を送信して、デジタルツイン３０４に、飛行中にパイロットが通信していることを無線機のタイプについて知らせることができる。無線構成の知識は、デジタルツイン３０４が航空機のスペクトルニーズを理解することを可能にするだけでなく、ディジタルツインが変調スキーム及び進行中に活動する前方エラー訂正コードのような通信チャネルに関する他の必要な情報を判定し予測することを可能にすることができる。

【0202】

開示の１つ以上の例において、パイロット３０２はまた、スループット要求をデジタルツイン３０４に送信することができる。１つ以上の例では、スループット要件は、通信リンクを介して送受信される必要があるデータの量を表すことができる。１つ以上の例では、スループットは、パイロット３０２によって指定されるか、又はパイロットによって提出された航空機／無線構成に基づいて導出することができる。例えば、１つ以上の例では、特定の航空機（ＵＡＶなど）が自動パイロット機能を適切に動作させるために、チャネルの特定のデータスループットを必要とする場合がある。そのため、航空機のタイプを知ることで、システムはその航空機のスループット要件を導き出すことができる。以下で詳細に説明するように、スループット要件は、ＲＦスペクトルチャネルの帯域幅の合計量を決定するために使用することができ、したがって、飛行のスループット要件に対応するために有効な帯域幅を有するチャネルの選択を通知することができる。

【0203】

上述したように、デジタルツイン３０４は、飛行計画と、飛行中にパイロット３０２によって使用される１つ以上のＲＦスペクトルチャネルを選択するための他の情報及びパイロット３０２によってそれに送信される他の情報を使用することができる。１つ以上の例において、デジタルツイン３０４は、トラフィックチャネルプール３１４にアクセスして、所与の飛行をサービスするためのＲＦスペクトルチャネルの利用可能性を判定することができる。１つ以上の例において、トラフィックチャネルプール３１４は、所与の飛行をサービスするために使用され得るすべてのＲＦスペクトルチャネルを表すことができる。しかしながら、ネットワーク内には任意の時間に複数の航空機が存在することが可能であり、また、緊急目的（以下で詳細に説明する）のために特定のチャネルを予約する必要があるため、トラフィックチャネルプール３１４内のすべてのチャネルが、その飛行計画に基づいて飛行が必要とする時間及び位置の間、特定の航空機によって利用可能になるわけではない。

【0204】

１つ以上の例では、デジタルツイン３０４は、トラフィックチャネルプール３１４から１つのチャネル又は複数のチャネルを選択することができ、上記のように、利用可能なサブチャネル３１６、予約されたチャネル３１８、及び制限されたトラフィックチャネル３２０を含むことができる。

【0205】

航空機にＲＦチャネルを割り当てるために、デジタルツイン３０４は、１つ以上の例で、最初に、飛行の全期間中、航空機にＲＦカバレッジが利用可能であるか否かを判定することができる。そのためには、１つ以上の例において、スペクトル管理システムのデジタルツイン３０４は、３０６に示されるように、ネットワーク内の地上基地局の各々のカバーエリアを「ジオフェンス（ｇｅｏｆｅｎｃｅ）」することができる。１つ以上の例において、「ジオフェンス」３０６は、飛行トラフィックに対して十分なＲＦ利用可能性があるカバーエリア内のゾーンを参照することができる。１つ以上の例では、パイロット３０２が飛行計画を提出すると、システムはジオフェンス３０６に問い合わせて、計画の経路全体及び飛行計画で表されたすべての高度でＲＦが利用可能であることを確認することができる。開示の１つ以上の例において、ジオフェンスは、飛行のパイロット／オペレータと共有することができ、飛行中に使用するために航空機の自動パイロットにプログラムすることができる。

【0206】

１つ以上の例において、ジオフェンスは、デジタルツイン３０４によって維持される動的リンクバジェット３０８を使用して作成され得る。１つ以上の例において、各ジオフェンス３０６は、それ自身の動的リンクバジェット３０８を有することができる。動的リンクバジェット３０８は、所与のジオフェンスのＲＦ利用可能性が特定の瞬間にどのようなものであるかを判定することができ、種々のパラメータに基づいて、所与のジオフェンスに対する将来のＲＦ利用可能性を予測することさえできる。１つ以上の例では、動的リンクバジェット３０８は、アンテナゲイン、ＲＦ損失、受信機感度、電力、周波数、スペクトル帯域幅、トラフィックチャネルサイズ／量（すなわち、サブチャネル、リソースブロック）、サービス品質（ＱＯＳ）要件、変調、スペクトルモニタリングシステム結果（以下でさらに詳細に説明する）、及び任意の既知の同一チャネル干渉器の位置などのパラメータを含むことができる。動的リンクバジェット３０８はまた、ＲＦ安全マージンを含み、ジオフェンス３０６内の信頼できる通信信号を確実にすることができる。１つ以上の例において、運用スペクトル管理システム３２２（以下に詳細に説明する）は、ＲＦ環境における変化条件に基づいて変化するリンクバジェットのリアルタイムバージョンを維持することができる。１つ以上の例において、デジタルツイン３０４は、リンクバジェットのモデルを維持することができ、その動的リンクバジェット３０８は、所与の飛行パスに関連する時間に基づいて、将来の時間におけるＲＦ条件を予測するために使用することができる。１つ以上の例では、各ジオフェンスの動的リンクバジェットは、エリア内の各基地局におけるＲＦスペクトル活動の測定値を使用して検証することができ、動的リンクバジェットには最新の情報が含まれ、動的リンクバジェットがモデル化するものを表すＲＦ環境を正確に反映することを保証する。１つ以上の例では、各ジオフェンスは、スペクトル管理システムに提示された飛行計画のコンポーネント、各ベース状態で使用されるスペクトル監視システム、各基地局でのビーム／ヌル形成アンテナの能力、ならびに他の航空無線機の既知の位置に基づいて、カバレッジを予測するように構成することができる。１つ以上の例では、基地局で作成された無線リンクの実際の性能を監視することができ、ジオフェンスの妥当性確認及び修正のためにスペクトル管理システムに送られる情報を監視することができる。

【0207】

１つ以上の例において、及びＲＦスペクトルチャネルを航空機に割り当てるプロセスの一部として、デジタルツイン３０４は、キャリブレーションされたＲＦカバレッジ予測ツール３１０で動的リンクバジェットを相互参照することができる。１つ以上の例では、ＲＦカバレッジ予測ツール３１０は、適切なＲＦ予測モデル、形態、トポロジ、アンテナパターン特性、及びアンテナ高度を使用して、遠隔無線構成及びユーザ要件に基づいて動的ジオフェンスカバーエリアを作成する。１つ以上の例では、ＲＦカバレッジ予測ツール３１０を使用して、飛行がその申請された飛行計画に基づいて伝送する各ジオフェンスカバーエリアの動的リンクバジェットを生成することができる。

【0208】

本開示の１つ以上の例において、デジタルツイン３０４は、ビーム／ヌルステアリングアンテナが、互いに衝突しない方法で、意図されたターゲットに必要なローブ及びヌルを同時に提供することができるか否かを判定するように構成することもできる。上述したように、デジタルツインに提出された飛行計画に基づき、デジタルツインは航空機間のチャンネル干渉の可能性を事前に知ることができる。例えば、特定の基地局において、基地局の空域を通過する航空無線機は、隣接するカバーエリアを通過する航空機が送信している通信によるチャネル干渉を経験する可能性があり、その航空機は同時にそれぞれの基地局と通信している。１つ以上の例において、また上述したように、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、所望の信号（すなわち、そのカバーエリア内の空中無線機）にローブ（すなわち、ビーム）を投射し、隣接するカバーエリア内の他の航空機にヌル信号を向けて、その航空機による干渉を最小化することができる。しかし、上述したように、アンテナはその素子（すなわち、送信素子と受信素子）を調整して、例えばビームを交差させてアンテナ内で競合を発生させることにより、互いに受信される信号と送信される信号が干渉しないようにすることが要求され得る。１つのビーム／ヌルステアリングアンテナは、一度に多数の通信チャンネルを操作することができるため、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、競合を起こさないように（すなわち、ビームとヌルが互いに干渉しないように）、それらの通信リンクを動作させなければならない。

【0209】

１つ以上の例では、受信した飛行計画がその飛行期間にわたってＲＦ利用可能性を有することを保証するプロセスの一部として、デジタルツイン３０４は、要求されるローブ及びヌル並びにそれらの方向が上述のようにアンテナにおいて競合を引き起こすか否かをシミュレートし、判定することができる。アンテナ競合が検出された場合、デジタル・ツイン３０４は、競合のために飛行計画を調整する必要があることをオペレータに警告することができる。

【0210】

上述したプロセスは、パイロットが操縦しているＵＡＳとの継続的なオペレーショナル通信（ＵＡＳにコマンドを送信し、ドローンから飛行情報を受信することができる）を確保することができる一方で、パイロットは、ＵＡＳの動きを他の有人航空機や無人航空機と調整して衝突を回避し、ＵＡＳが他の航空機や空域の運用を妨害しないようにするために、飛行中にＡＴＣと連絡を取り続けることも求められる場合がある。したがって、上述の航空ネットワーク内の航空機およびパイロットが飛行中にＡＴＣと通信できることを保証するために、上述の航空ネットワークは、飛行中にＡＴＣと通信するために有人飛行のために提供される既存のインフラストラクチャと互換性があることが要求される場合がある。

【0211】

１つ以上の例では、有人飛行は、超高周波（ＶＨＦ）通信を使用して（地上に位置する）航空管制官と通信する。特に、１０８～１３７ＭＨｚの周波数帯は、航空管制官が飛行中の航空機と通信できるようにするため、民間航空用に予約されている。ＶＨＦ通信は、低高度から高高度を飛行する航空機にクリアな通信を提供する一方で、送信元と受信側の間の視界を必要とする。ＶＨＦ通信の送信範囲と航空機との視界の必要性から、ＡＴＣ通信は地理的なゾーンで管理され、飛行中の航空機は、その位置に最も近い航空管制官と通信し、別のＡＴＣ管制官が航空機に近づくか、その範囲内に入ると、その管制官に引き渡される。１つ以上の例では、１つの航空管制官が、航空管制官が管理する地理的領域を飛行しているときに、空域内の各航空機／パイロットが同調するように指示される予め定められた周波数を使用して、割り当てられた地理的領域を飛行する複数の航空機と通信することができる。

【0212】

ＡＴＣが有人航空機との通信に使用している既存のインフラは、ＵＡＳとそのパイロットにとって特異な課題をもたらす可能性がある。例えば、パイロットが飛行中の航空機に物理的に配置されている有人航空機とは異なり、ＵＡＳのパイロットは航空機と同じ地理的エリアに物理的に配置されていない可能性がある。したがって、ＵＡＳが通過する地理的エリアのＡＴＣ管制官は、航空機に割り当てられたＶＨＦチャネルを使用して、パイロットに直接連絡することができない場合がある。さらに、空域を調整するためには、ある地理的ゾーンにいるすべてのパイロットが、ＡＴＣとゾーン内のパイロットとの間のすべての通信を聞くことができなければならず、また、ＡＴＣとの通信がゾーン内の他のすべてのパイロットに聞こえるようにしなければならない。

【0213】

１つ以上の例では、ＵＡＳパイロットのＡＴＣとの通信は、パイロットの航空機とのオペレーショナル通信とは別であってもよい。上述したように、スペクトル管理システムは、飛行中の航空機との専用のオペレーショナル通信リンクをパイロットに提供するために採用することができる。オペレーショナル通信リンクは、他のパイロットと共有されることはなく、パイロットが飛行中に自分が操縦している航空機にコマンドを提供し、航空機からオペレーション情報を受信できるようにするための専用リンクである。したがって、１つ以上の例では、ＵＡＳパイロットは、飛行中に２つの別々の通信チャネルを使用する必要があり得る。１つは、操縦している航空機とのオペレーショナル通信を維持するためのものであり、他の１つは、航空機が通過する地域を担当する航空管制官との通信を維持するためのものである。

【0214】

１つ以上の例では、図１に戻って、所定の基地局１０４は、複数の航空機１０２のオペレーショナル通信リンクを同時に管理する責務を負うことがある。従って、基地局は、上記のようなスペクトル管理システムを使用することで、ある時点で維持している個々の運用リンクのいずれもがスペクトル干渉を受けないようにする必要がある。基地局１０４の空域を通過する各航空機がＡＴＣ音声通信も送受信しなければならない場合、そのＡＴＣ通信がオペレーショナル通信リンクに干渉するリスクが大幅に高まる可能性がある。したがって、さらに詳細に後述するように、デジタル航空ネットワークは、パイロットと航空管制官との間のＡＴＣ音声通信を管理するように構成されたＡＴＣ音声プロセッサを採用することができ、このＡＴＣ音声プロセッサは、パイロットが、スペクトル管理システムによって管理されるオペレーショナル通信リンクとのスペクトル干渉のリスクも最小化する方法で、その航空機が割り当てられる地理的ゾーンの航空管制官からの送信を受信できるようにする。１つ以上の例では、以下でさらに詳細に説明するように、ＡＴＣ音声プロセス（図２－３に関して上述したスペクトル管理システムからの入力を伴う）を使用して、スペクトル管理システムに提供された飛行計画を使用して、ＡＴＣ音声通信を調整するＡＴＣ音声通信システムを管理し、パイロットが航空機を監視している航空管制官との接続性を確保する一方で、ＡＴＣ音声通信が、スペクトル管理システムによっても管理されているオペレーショナル通信リンクとのスペクトル干渉の可能性を最小限に抑えるようにすることができる。

【0215】

図４は、本開示の１つ以上の例に従う、無人航空機システムのオペレータとＡＴＣとの間の通信を容易にするための例示的なシステムを示す。１つ以上の例では、システム４００は、ＵＡＳパイロット４１２Ａ－４１２Ｄと１つ以上のＡＴＣ音声局４０８との間の音声通信を容易にするように構成され得る。上述したように、ＡＴＣ音声局４０８は、メッセージを送信するために視界を必要とするＶＨＦ通信を利用するので、１つ以上の例では、システム４００は、ＡＴＣ音声局４０８と１人以上のパイロット４１２Ａ－Ｄとの間の音声通信を中継するために、１つ以上のＵＡＳ４０２Ａ－Ｄを利用することができる。図４の例では、各ＵＡＳ４０２Ａ－Ｄは、それぞれプロット４０２Ａ－Ｄに対応し得る。換言すれば、パイロット４１２ＡはＵＡＳ４０２Ａを操縦することができる。

【0216】

１つ以上の例では、各パイロット４１２Ａ－Ｄは、ＡＴＣ音声プロセッサ４１４に通信可能に接続され得る。１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサ（ＡＶＰ）は、パイロットとＡＴＣ音声局４０８との間のＡＴＣ音声通信を促進することに関連する様々な機能を実行する航空ネットワーク（図２に関して上述したものなど）のサーバとして機能することができる。例えば、１つ以上の例では、ＡＶＰ４１４は、ＡＴＣ音声サービスを必要とする航空ネットワークに接続されたすべてのＵＡＳおよびパイロットを識別し、音声トラフィックのキューを管理し（すなわち、通信が受信された順序で処理され、別の通信と干渉しないようにする）、メッセージをコピーして必要なすべての関係者に配信し（すなわち、マルチキャスト）、音声トラフィックのマルチウェイ・スイッチとして機能し、基地局リソースマネージャおよびスペクトル管理システム４１０によって定められた航空ネットワーク無線リンク（以下でさらに詳細に説明する）に沿って適切に割り当てられたＵＡＳへの音声トラフィックを管理する。１つ以上の例では、ＡＶＰ４１４は、パイロット４１２Ａ－Ｄ、基地局４０６、およびスペクトル管理システム４１０（図２に関して上述）と通信可能に接続され、ＡＴＣ音声局４０８とパイロット４１２Ａ－Ｄとの間で音声トラフィックを処理及び発信するために、各コンポーネント間のメッセージの受け渡しを調整することができる。

【0217】

１つ以上の例では、上述したように、ＡＶＰ ４１４は、図２－３に関して上述したスペクトル管理システムと同様のスペクトル管理システム４１０に通信可能に接続することができる。１つ以上の例において、また以下でさらに詳細に説明されるように、スペクトル管理システム４１０は、１人以上のユーザによって提出された１つ以上の飛行計画を受信するように構成され得る。提出された飛行計画を使用して、スペクトル管理システム４１０は、（上述したように）航空ネットワークをジオフェンスするだけでなく、ＡＴＣ音声ネットワーク（すなわち、特定の飛行計画によってどのＡＴＣ音声局４０８が関与するか）をジオフェンスして、飛行計画によって示された飛行期間中のスペクトルリソースの利用可能性を決定することができる。したがって、１つ以上の例では、スペクトル管理システム４１０は、提出された飛行計画に基づき、ＡＴＣ音声局の位置と周波数の知識に基づき、飛行によってどのＡＴＣ音声局４０８が使用されるかを予測することができる。１つ以上の例では、スペクトル管理システム４１０は、（図４の４０４に図示されているように）ＡＴＣ音声局のカバーエリアをジオフェンスで囲み、任意の瞬間にどの航空機が特定のＡＴＣ音声局と最も強い通信リンクを有するかを決定するなど、さまざまな決定を行うことができる。詳細は後述するが、スペクトル管理システム４１０はこの情報をＡＶＰ４１４に提供することができ、ＡＶＰ４１４はこの情報を使用してパイロット４１２Ａ－Ｄと１つ以上のＡＴＣ音声局４０８との間の音声トラフィックを管理することができる。

【0218】

１つ以上の例では、また上述したように、ＡＶＰ４１４は航空ネットワークの１つ以上の基地局４０６と通信可能に接続することもできる。１つ以上の例では、ＡＶＰ４１４は、パイロット４１２Ａ－Ｄと１つ以上のＡＴＣ音声局４０８との間の音声通信の中継に関連して取るべき行動に関する指示を提供する１つ以上のメッセージを、ネットワーク内を飛行する航空機４０２Ａ－４０２Ｄに渡すことができる。以下でさらに詳細に説明するように、１つ以上の基地局４０６の各基地局は、ネットワーク内の１つ以上の航空機４０２Ａ－４０２Ｄと基地局４０６との間で音声通信を伝送するために使用することができる１つ以上の音声トラフィックリソースを運用および維持することができる。例えば、１つ以上の例では、音声トラフィックリソースは、専用のＲＦチャネル、または特定のＲＦチャネル内のタイムスロット（オペレーショナル通信リンクと時間多重化できる）、またはＲＦチャネルのサブチャネルを含むことができる。１つ以上の例では、ネットワーク基地局によって維持される無線音声チャネルは、図に関して上述したスペクトル管理システムによって各ＵＡＳ４０２Ａ－Ｄに割り当てられる専用のオペレーショナル通信チャネルに追加することができる。ネットワーク基地局によって維持される無線音声チャネルは、図１から３に関して上述されたスペクトル管理システムによって各ＵＡＳ４０２Ａ－Ｄに割り当てられる専用のオペレーショナル通信チャネルに加えて、パイロットが操縦しているＵＡＳを制御し、飛行中のＵＡＳの運用状況に関する情報を受信するために使用される。

【0219】

図４に関して上述したシステムは、ＡＴＣ音声局から１人以上のパイロットへの通信および１人以上のパイロットからＡＴＣ音声局への通信を含む、パイロットとＡＴＣ音声局との通信を容易にするために使用することができる。パイロットと彼らが操縦しているＵＡＳとの間の複数の専用無線リンクの運用によって生じるスペクトル要件は、ＡＴＣ音声通信を促進する上で課題となり得る。上述したように、従来の有人航空機では、パイロットは操縦している航空機内にいるため、操縦している航空機内にある無線機を使用してＡＴＣと通信し、航空機の視界内にあるＡＴＣ音声局と通信することができる。しかし、無人航空機（すなわちＵＡＳ）の場合、パイロットは操縦するＵＡＳと同じ場所にいるとは限らない。例えば、シアトルからロサンゼルスへのＵＡＳ飛行は、マイアミにいるパイロットが操縦することもある。したがって、ＵＡＳに割り当てられたＡＴＣ音声局がＵＡＳへの視界を有していても、ＡＴＣ音声局はＵＡＳのパイロットへの視界を有していないことがあり、したがって、ＵＡＳパイロットはＡＴＣ音声局と直接通信することができず、代わりに、１つ以上の例では、パイロットとＡＴＣ音声局の間で音声メッセージを渡すための中継として、そのＵＡＳ（ＡＴＣ音声局と見通しを持っている）を使用することがある。したがって、もう１つの例では、ＡＴＣ音声局が音声局に割り当てられた周波数で音声メッセージを送信すると、音声局に割り当てられている（したがって、音声局に割り当てられた周波数に合わせている）各ＵＡＳは、メッセージを受信し、スペクトル管理システムによって提供される専用の無線通信リンクを使用して、パイロットにメッセージを中継して返すことができ、パイロットとＵＡＳとの間のオペレーショナル通信が容易になる。

【0220】

しかし、各ＵＡＳが、パイロットと割り当てられたＡＴＣ音声局との間の中継機として機能するこのようなシステムには、課題もある。例えば、各ＵＡＳが、スペクトル管理システムによって割り当てられたオペレーショナル通信リンクを使用して音声通信を中継する場合、チャネルは、音声トラフィックと単一のチャネル上のオペレーショナル制御データの両方を処理するのに十分な帯域幅を持たない可能性があるため、パイロットによるＵＡＳのオペレーショナル制御が中断される。代替的に、１つ以上の例では、ネットワーク上の各ＵＡＳは、それ自身の個別の音声チャネル（すなわち、専用周波数で）を提供され得るが、そのようなシステムを維持するために必要な多数のチャネルはネットワーク内のＵＡＳの専用のオペレーショナル通信リンクとの干渉を引き起こす可能性があるため、そのようなシステムもスペクトル輻輳をもたらす可能性がある。

【0221】

したがって、１つ以上の例では、以下でさらに詳細に説明するように、ネットワーク内の各ＵＡＳを、ＡＴＣ音声局とパイロットの間で音声メッセージを受け渡す中継機として使用するのではなく、航空ネットワーク内の単一のＵＡＳを、ＡＴＣ音声局と地上のパイロットの間でメッセージを伝送する中継機として使用することができる。１つ以上の例では、また以下でさらに詳細に説明するように、航空ネットワーク上にあり、任意の与えられた瞬間に特定のＡＴＣ音声局に関連するすべてのＵＡＳは、ＡＴＣ音声グループを形成するように決定することができる。１つ以上の例では、以下でさらに詳細に説明するように、スペクトル管理システムは、ＵＡＳの各パイロットによって提出された飛行計画を使用して、ＡＴＣ音声グループのどの航空機を中継航空機として指定すべきかを決定することができる。中継機が選択されると、１つ以上の例では、中継機を使用して、ＡＴＣ音声グループに関連付けられたＡＴＣ音声局からの音声メッセージを中継することができる。

【0222】

図４の例に戻ると、１つ以上の例では、ＡＴＣ音声局４０８は、ＡＴＣ音声局との視界内のＶＨＦ通信を維持できる地理的領域によって定義されるカバーエリア４０４を有することができる。１つ以上の例では、カバーエリア４０４は規制機関によって定義されうる。例えば、米国では、ＦＡＡが航空路管制センター（ＡＲＴＣＣ）を維持している。ＡＲＴＣＣは、米国内に地理的に散在する複数のＡＴＣ音声局であり、各音声局は、そのエリア内のあらゆる飛行が米国内の現在位置に関連する音声局と通信するよう割り当てられる、境界のある地理的エリアにサービスを提供している。したがって、１つ以上の例では、図４のカバーエリア４０４は、特定のＡＴＣ音声局４０８によってカバーされる地理的エリアを表すことができる。図４の例では、ＡＴＣ音声局４０８は、ターミナルＡＴＣ音声局（すなわち、空港の管制塔内など、空港に位置する音声局）とすることができる。

【0223】

１つ以上の例では、ＡＴＣ音声局４０８は、そのカバー範囲４０４を飛行する１つ以上のＵＡＳ４０２Ａ－Ｄを有することができる。１つ以上の例では、カバーエリア４０４内を飛行するＵＡＳの各々は、１つ以上の例では、そのＡＴＣ通信の周波数をその現在位置に基づいてその飛行に割り当てられたＡＴＣ音声局に対応する周波数に切り替えるようにパイロットに指示する、ＡＴＣコントローラによって割り当てられ得る。１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサ４１４は、ネットワーク内のどの飛行が特定の音声局に割り当てられているかを追跡することができる。１つ以上の例では、ＡＴＣ音声局４０８のようなＡＴＣ音声局に割り当てられることに加えて、カバーエリア４０４内の航空機は、基地局４０６のような基地局にも割り当てられることができる。１つ以上の例において、基地局４０６は、図１－３に関して上述した航空ネットワークの基地局と実質的に同様に構成することができる。１つ以上の例において、ＡＴＣ音声局カバーエリア４０４に関連付けられた複数のＵＡＳは、１つ以上の基地局に割り当てられることができ、各ＵＡＳは単一の基地局にのみ割り当てられる。言い換えれば、ＡＴＣ音声局のカバーエリア４０４内のいくつかのＵＡＳが第１の基地局に割り当てられる一方で、同じくカバーエリア４０４の一部である他の航空機が異なる基地局に割り当てられる可能性があるように、カバーエリア４０４と基地局のカバーエリアは同じではない可能性がある。１つ以上の例では、特定のカバーエリアに割り当てられたすべてのＵＡＳは、ＡＴＣ音声プロセッサ４１４によって識別され、ＡＴＣ音声グループに属するものとして分類され得る。したがって、１つ以上の例では、デジタル航空ネットワークのＡＴＣ音声プロセッサ４１０は、複数のＡＴＣ音声グループを維持および更新することができ、各音声グループは、ＡＴＣ音声局に関係し、ＡＴＣ音声グループに関係するＡＴＣ音声局と通信するように割り当てられたすべてのＵＡＳを含む。

【0224】

１つ以上の例において、および上記で簡単に説明したように、ＡＴＣ音声プロセッサ４１４は（スペクトル管理システム４１０から提供される情報を使用して）特定のＡＴＣ音声グループ内の単一のＵＡＳを指定して、音声グループ内のすべての航空機に代わって「中継航空機」として機能させることができる。あるいは、１つ以上の例では、スペクトル管理システム４１０自体が、特定のＡＴＣグループ内の航空機のスペクトル条件および位置のリアルタイムの知識に基づいて、中継航空機を指定することができる。したがって、図４の例示的なシステム４００において、１つ以上の例では、ＵＡＳ４０２Ｄは、ＡＴＣ音声局に関連付けられているＡＴＣ音声グループのための音声トラフィック中継機として機能するように、ＡＴＣ音声プロセス４１４によって指定され得る。１つ以上の例では、スペクトル管理システム４１０は、ユーザによってシステムに提出された飛行計画（上述）を使用して、直接的に、または最終的にどの航空機を中継航空機として指定するかを決定することができるＡＴＣ音声プロセス４１４に情報を供給することによって、特定のＡＴＣ音声グループの音声トラフィック中継機として機能するＵＡＳを選択することができる。１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサは、特定のＡＴＣ音声グループのメンバーのうちどのＵＡＳがＡＴＣ音声局とＵＡＳとの間の高品質の無線リンクを確保するために利用可能な最良のレベルの信号品質を有するかを決定することに基づいて、特定のグループの音声トラフィック中継ＵＡＳを選択することができる。このように、音声トラフィック中継ＵＡＳは、ＡＴＣ音声局とＡＴＣ音声グループ内のすべてのＵＡＳとの間の唯一のリンクとして機能する可能性があるため、音声トラフィック中継機として機能するために、ＡＴＣ音声局への最も信頼性の高い通信チャネルを有するＵＡＳを選択することによって、通信エラーの可能性が最小化される。

【0225】

図５は、本開示の例に従う、スペクトル管理に提出された飛行計画に基づいて中継航空機を指定するための例示的なプロセスを示す。１つ以上の例において、図５に示されるプロセス５００は、飛行計画がスペクトル管理システム（図４のスペクトル管理システム４１０など）によって受信されるステップ５０２から開始することができる。１つ以上の例では、飛行計画は、意図された飛行に関する情報を含むことができ、提案された飛行中の航空機の意図されたタイミング、高度、位置、速度などの飛行任務の詳細を含むことができる。

【0226】

ステップ５０２で飛行計画が受信されると、プロセス５００はステップ５０４に移行し、スペクトル管理システムを使用して、受信された飛行計画を、航空ネットワークとＡＴＣネットワークの両方のスペクトルカバレッジに対してマッピングすることができる。１つ以上の例において、スペクトル管理システムは、図１－３に関して上述したのと実質的に同様に構成することができ、したがって、受信した飛行計画に関係する１つ以上のエリアをジオフェンスし、割り当てに利用可能なＲＦチャネルおよび他のリソースの利用可能性、および飛行期間中の所与のトラフィックリソースの通信品質に基づいて、飛行のために航空機に割り当てるＲＦチャネル（または他のトラフィック通信リソース）を決定するように構成することができる。１つ以上の例では、航空ネットワークのジオフェンシングに加えて、スペクトル管理システムは、航空管制ネットワーク（すなわち、飛行計画に関与する１つ以上のＡＴＣ音声局）をジオフェンスして、飛行中の所与の航空機に最適な音声パスを決定するように構成することもできる。１つ以上の例では、最良の音声パスを決定することは、飛行中の任意の瞬間に、所定の飛行がどのＡＴＣ音声局と関連付けられるかを決定すること、および飛行が、トラフィックリソースの利用可能性に基づいて、飛行中に関連付けられるＡＴＣ音声局と必要なＶＨＦリンクを確立する能力を有することを保証することを含むことができる。したがって、１つ以上の例では、受信した飛行計画に基づいて、スペクトル管理システムは、特定のＡＴＣ音声グループに属するＵＡＳ機を予測することができ、また、ＡＴＣ音声局との通信品質を予測することができる。１つ以上の例では、航空ネットワーク信号の利用可能性とＡＴＣ信号の利用可能性の両方のジオフェンスが、飛行中にいずれかの無線ネットワークに十分な信号がないと決定した場合、１つ以上の例では、スペクトル管理システムは、飛行計画を拒否し、提案された飛行の間に十分な信号の利用可能性が得られないことを要求者に通知することができる。

【0227】

１つ以上の例では、飛行計画情報がマッピングされると、プロセス５００はステップ５０６に移行し、その情報を使用してＡＴＣ音声グループを作成するか、代わりに（受信した飛行計画に関連する）１つ以上の飛行を既存のＡＴＣ音声グループに追加することができる。１つ以上の例では、スペクトル管理システムは、デジタル航空ネットワーク用のＡＴＣ音声グループを作成、維持、更新することができるＡＴＣ音声プロセッサに、飛行に関する情報を提供することができる。１つ以上の例では、飛行計画情報を使用して、任意の時点におけるＡＴＣ音声グループのメンバを予測することができるが、所定のＵＡＳは、ＡＴＣ音声グループに関連付けられたＡＴＣ音声局にＶＨＦ周波数を合わせるように指示されるまで、ＡＴＣ音声グループに実際に参加することができない場合がある。したがって、１つ以上の例では、ステップ５０６は、飛行計画自体を使用して、および／または追加的に、所定のＵＡＳの無線機がどのＶＨＦ無線周波数に合せているかに基づいて実行することができる。１つ以上の例では、パイロットが操縦しているＵＡＳに、合わせたＶＨＦ周波数を変更するよう命令した場合、１つ以上の例では、スペクトル管理システムはその命令を登録し、パイロットによって入力された周波数に基づいてＵＡＳを新しいＡＴＣ音声グループに自動的に配置するためにそれを使用することができる。

【0228】

１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサは、スペクトル管理システムと連携して、デジタル航空ネットワーク上のパイロットが、その位置に基づいて正しいＡＴＣ音声ＶＨＦ周波数に合わせるようにすることができる。例えば、１つ以上の例では、スペクトル管理システムは、航空ネットワーク上の地上ベースの配給によってカバーされるエリアまたはセクタに、関連するすべてのＶＨＦ周波数を定義することができ、任意の時点の飛行に対して予定されるＶＨＦ周波数をＡＴＣ音声プロセッサに中継することができる。１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサが、パイロットの合わせたＶＨＦ周波数がスペクトル管理システムによって予定される周波数と一致しないと判定した場合、１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサは、パイロットに不一致を警告することができる。１つ以上の例では、地上基地局スケジューラ（すなわち、航空ネットワークコア）は、飛行中にスペクトル管理システムから提供される情報に基づいて、各航空機に割り当てられたスペクトルリソースを更新することができ、これにより、適切な量の無線リソースが常にＡＴＣ音声トラフィックのために利用可能であることが保証される。したがって、航空機を特定のＡＴＣ音声グループに作成または参加させる一環として、ステップ５０６でＡＴＣ音声プロセッサは、航空機に割り当てられているＡＴＣ音声グループが（航空機のＶＨＦ無線が合わせている周波数に基づいて）、ＵＡＳの提出された飛行計画に基づいて予想される音声グループと一致することを判定するためのチェックとして、スペクトル管理システムを使用することができる。

【0229】

１つ以上の例では、プロセス５００がステップ５０６でＡＴＣ音声グループを作成または更新すると、プロセス５００はステップ５０８に移行し、ＡＴＣ音声プロセッサ（またはスペクトル管理システム）がＡＴＣ音声グループの中継航空機を指定することができる。１つ以上の例では、ステップ５０８は、スペクトル管理システムからの各飛行計画に関連付けられたジオフェンス情報を使用して、ＡＴＣ音声グループ内のどのＵＡＳが、ＡＴＣ音声グループに関連付けられたＡＴＣ音声局との最高品質の通信リンクを有するかを決定することを含むことができる。１つ以上の例では、スペクトル管理は、飛行のＲＦ利用可能性を決定するときに生成されたジオフェンス情報を使用するだけでなく、リアルタイムのスペクトル条件を使用して中継機を指定したり、ＡＴＣ音声プロセッサにその情報を提供して中継機を指定したりすることもできる。このようにして、ステップ５０８で指定されたＵＡＳ中継機は、ＡＴＣ音声局と通信するときにリンク障害の確率が最も低いＵＡＳを表すことができる。指定された中継機は、音声グループのＵＡＳにとって地上への唯一のリンクである可能性があるため、リンク障害の確率を最小限に抑えることは、航空ネットワーク全体の安全性を確保する上で非常に重要である。

【0230】

１つ以上の例では、ＡＴＣ音声グループの指定音声トラフィック中継機（図５に関して上述したプロセスを使用して指定される）は、ＡＴＣ音声局からアナログＶＨＦ音声通信を受信し、アナログ音声信号をデジタル音声信号に変換し、次いでデジタル信号を航空ネットワークに送信する責任を負うことができ、音声チャネルは、音声通信を発信したＡＴＣ音声局に関連付けられたＡＴＣ音声グループ内のＵＡＳを操作するパイロットのすべてにマルチキャストすることができる。

【0231】

１つ以上の例では、ステップ５０８で、中継機を動的に指定することができる（すなわち、中継航空機を、例えばスペクトル管理システムによって可視であるスペクトル条件に基づいて変更することができる）。１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサは（スペクトル管理システムから提供される情報と連携して）、送信要求のタイミングに基づいて中継機を割り当てることができる。１つ以上の例では、中継機の割り当てが動的である場合、ＡＴＣ音声グループ内のすべてのＵＡＳは、それぞれの搭載ＶＨＦ無線を通じてＡＴＣからパイロットへの音声送信を受信する能力を有することができる。１つ以上の例では、ＡＴＣがパイロットにＶＨＦ音声送信を開始すると、ＶＨＦ周波数に割り当てられたすべてのＵＡＳのＶＨＦ無線機（すなわち、ＡＴＣ音声グループ）がその情報を受信することができる。１つ以上の例では、各ＵＡＳ無線機は、受信したＡＴＣのＶＨＦ信号をボコーダを介してアナログからデジタルに変換し、その後、地上基地局に無線リソースを要求することができる。１つ以上の例では、地上基地局は、スペクトル管理システムによって割り当てられた無線リソースしか持たないため、そのＶＨＦ周波数に割り当てられたすべてのＵＡＳからの最初の開始要求のみを処理する。１つ以上の例では、ＶＨＦ周波数に沿ったＡＴＣからのアクティブな送信中の他のすべての要求は、システムによって拒否され、１つのＡＴＣからパイロットへの送信のみが発生するようになる。１つ以上の例では、航空ネットワークがＵＡＳから地上ベースの無線へのより多くの無線リンクを許可するように設定されている場合、航空ネットワークコア（ＡＴＣプロセッサ）によって受信された重複送信は、重複メッセージを無視してメッセージの配信を管理することができる。１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサが転送するメッセージの選択は、時間、無線リンクの品質、あるいは空中無線とパイロットに割り当てられた優先アクセスに基づくことができる。

【0232】

１つ以上の例では、デジタル航空ネットワークは、ＡＴＣと個々のパイロット間の通信を双方向で中継するように、地上ベースの中継（ＵＡＳ中継とは対照的）を介してすべてのＡＴＣ音声トラフィックを処理し、中継することができる。１つ以上の例では、地上にいる航空機がＡＴＣと通信するために、地上ベースの中継機を使用することができる。したがって、１つ以上の例では（スペクトル管理システムから提供される情報と連携して）、ステップ５０８で、中継航空機を指定するのではなく、代わりに、ＡＴＣ音声プロセッサは、１つ以上のＡＴＣ音声グループの中継として動作する地上ベースの中継機を指定することができる。

【0233】

図６は、本開示の例に従う、無人航空機システムを通じてＡＴＣ音声をオペレータに中継するための例示的なシステムを示す。図６の例示的システム６００は、図４の例示的システム４００と実質的に類似しているが、航空ネットワークにおける１人以上のパイロット間の通信を促進するために単一の中継ＵＡＳを使用することに関連する特定の特徴を説明するために、さらに注釈が付されている。例示的なシステム６００は、ＡＴＣ音声局６０８と通信している航空機６０２Ａ－Ｃおよび指定された中継機ＵＡＳ６１２を含むＡＴＣ音声グループを示す。１つ以上の例において、ＵＡＳ６０２Ａ－Ｃの各々ならびに指定された中継機ＵＡＳ６１２はまた、航空ネットワークの基地局６０６に通信可能に接続されることができる。１つ以上の例において、ＡＴＣ音声局６０８は、そのカバーエリアにわたってアナログ音声信号（ＶＨＦ範囲のその指定された搬送波周波数で）を送信することができる。１つ以上の信号において、ＡＴＣ音声局６０８に割り当てられた航空機は、無人航空機と有人航空機の両方を含むことができる。ＡＴＣ音声局６０８に合わせている有人航空機の場合、（航空機に座っている）パイロットは、航空機内にある無線機を使用して、ＡＴＣ音声局６０８から送信される音声通信を直接聞くことができる。

【0234】

しかしながら、無人航空機（すなわち、ＵＡＳ）の場合、上述したように、パイロットは、操縦しているＵＡＳと同じ地理的領域に位置していない場合があり、したがって、音声通信の範囲内にいないため、ＡＴＣ音声局６０８によって送信されるアナログ音声通信を直接聞くことができない場合がある。したがって、１つ以上の例において、指定された中継機ＵＡＳ６１２は、ＶＨＦ信号の受信と送信の両方を行うように構成されるＶＨＦ無線を含むことができる。１つ以上の例では、ＡＴＣ音声グループ内の他のＵＡＳ（すなわち、ＵＡＳ６０２Ａ－Ｃ）は、ＶＨＦ信号の受信と送信の両方を行うように構成されたＶＨＦ無線機（これは、以下に説明するように、特定の文脈で利用することができる）も含むことができる。したがって、１つ以上の例では、それらのステータス（すなわち、指定された中継）に関係なく、ＡＴＣ音声サービスを必要とする航空ネットワーク内のそれぞれおよびすべてのＵＡＳは、ＡＴＣ音声局からＶＨＦ音声トラフィックを受信するように構成することができ、また、ＡＴＣ音声局にＶＨＦ音声トラフィックを送信することができる。

【0235】

図７は、本開示の例に従う例示的なＵＡＳ通信システムを示す。１つ以上の例では、通信システム７００は、ＵＡＳに搭載することができ、ＵＡＳがＡＴＣ、そのパイロット、およびそれが動作している航空ネットワークと通信することを可能にするように構成することができる。１つ以上の例では、通信システム７００は、ＡＴＣ ＶＨＦ無線機７０６（上述）を含むことができる。１つ以上の例では、ＡＴＣ ＶＨＦ無線機７０６は、ＵＡＳがＶＨＦ音声チャネル７１２を使用してＶＨＦ無線通信を送受信できるように構成することができる。１つ以上の例では、ＡＴＣ ＶＨＦ無線機は、デジタル音声トラフィックを受信し、デジタル音声トラフィックをアナログ音声信号に変換するように構成することができる。１つ以上の例では、ＡＴＣ ＶＨＦ無線機７０６は、次に、ＵＡＳが通信しているＡＴＣ音声局の周波数に合わせているＶＨＦ音声チャンネル７１２を使用して、アナログ音声信号を送信することができる。無線機７０６は「ＶＨＦ」無線機として説明されているが、本開示は限定的なものと見なすべきではなく、無線機７０６は、音声通信を使用する航空管制官または他のエンティティとの通信に必要な任意の周波数範囲で動作することができる。

【0236】

１つ以上の例において、通信システム７００は、ＵＡＳと上述の航空ネットワークの地上基地局との間の通信を促進するように構成された航空ネットワーク無線機７０２を含むことができる。１つ以上の例において、航空ネットワーク無線機７０２は、スペクトル管理システム（上述）によって割り当てられたその割り当てられた運用チャネル７０８を使用して、そのパイロットおよび航空ネットワークから運用情報およびコマンドを送受信するように構成することができる。１つ以上の例において、また後に詳述するように、航空ネットワーク無線機７１０は、デジタル音声チャネル７１０を使用して地上基地局と通信するように構成することもできる。１つ以上の例では、デジタル音声チャネル７１０は、航空ネットワーク無線７０２を介してＵＡＳとの間でデジタル音声信号を伝送することができる。したがって、１つ以上の例では、航空ネットワーク無線機７０２は、地上基地局との間でデジタル音声信号を送受信するように構成することができる。

【0237】

１つ以上の例では、通信システム７００は、ＡＴＣ音声ＵＡＳクライアント（ＡＶＵＣ）７０４も含むことができる。１つ以上の例において、ＡＶＵＣ７０４は、航空ネットワーク無線機７０２内または航空ネットワーク無線機７０２とは別のデバイスであってもよく、航空ネットワーク無線機７０２とＡＴＣ ＶＨＦ無線機７０６との間のインタフェースとして機能するように構成することができる。１つ以上の例では、ＡＶＵＣ７０４は航空ネットワーク無線７０２から制御情報を受信するように構成することができ、それを使ってＡＴＣ ＶＨＦ無線７０６を指揮し制御することができる。制御情報の一例として、ＡＶＵＣは、（割り当てられたＡＴＣ音声局と通信できるように）ＡＴＣ ＶＨＦ無線をどの周波数に設定するかに関する情報制御情報を受信することができ、また、ＵＡＳがそのＡＴＣ音声グループのための指定された中継機であるかどうか、またはそうでなければＡＴＣと地上との間の音声トラフィックを中継する必要があるかどうかを示す制御情報を受信することができる。

【0238】

１つ以上の例では、ＡＶＵＣ７０４はデジタル音声チャネル７１０を介してデジタル音声信号を受信し、デジタル音声信号をアナログ音声信号に変換し、ＶＨＦ音声チャネル７１２を使用してアナログ音声信号を送信するようにＡＴＣ ＶＨＦ無線機７０６に指示することができる。さらに、１つ以上の例では、ＡＶＵＣ７０４は、ＶＨＦ音声チャネル７１２で受信したＡＴＣ ＶＨＦ無線機からアナログ音声信号を受信し、アナログ信号をデジタル音声信号に変換し、航空ネットワーク無線機７０２を介してデジタル音声チャネル７１０を使用してデジタル音声信号を地上局に送信することができる。

【0239】

図６の例示的なシステム６００に戻ると、１つ以上の例において、ＡＴＣ音声局６０８が、それに割り当てられた航空機の全てに音声メッセージをブロードキャストするとき、１つ以上の例において、ＡＴＣ音声局４０８に対応するＡＴＣ音声グループ内の各ＵＡＳおよび全てのＵＡＳは、そのＡＴＣ ＶＨＦ無線機（図７に関して上述した）を使用して音声メッセージを受信することができる。しかし、１つ以上の例では、指定された中継機６１２のみが、受信したアナログ音声信号をデジタル音声信号に変換し、デジタル音声信号を基地局６０６に送信することができる。１つ以上の例では、地上基地局６０６は、受信したデジタル音声信号をＡＴＣ音声プロセッサに送信するように構成することができ、ＡＴＣ音声プロセッサは、以下でさらに詳細に説明するプロセスにおいて）デジタル音声信号を、各パイロット６１８Ａ－Ｃ、ならびに指定された中継機６１２のパイロット６１４に送信することができ、したがって、これらのパイロットはＡＴＣ音声局６０８から発信された音声送信を聞くことができる。

【0240】

図８Ａは、本開示の例に従う、航空ネットワーク内の１人以上のパイロットにＡＴＣ音声通信を送信するための例示的なプロセスを示す。１つ以上の例では、図８のプロセス８００は、ＡＴＣ音声局がアナログ音声信号（予め決められた周波数のＶＨＦ信号によって搬送されるように変調される）をブロードキャストするステップ８１２から開始することができる。１つ以上の例において、また上述したように、ＡＴＣ音声局によって送信されるアナログ音声信号は、特定の航空機を対象としている場合があるが、１つ以上の例において、特定のＡＴＣ音声局に割り当てられている各航空機が、ＡＴＣ音声局から送信され、ＡＴＣ音声局へ送信される、各音声メッセージを聞くことが必要な場合がある。したがって、１つ以上の例では、ステップ８０２でＡＴＣ音声送信がブロードキャストされると、処理８０４に移行し、中継機がアナログ通信を受信し、アナログ信号をデジタル音声信号に変換することができる。１つ以上の例では、上述したように、特定のＡＴＣ音声グループは、ＡＴＣから地上のパイロットへの音声通信を中継するために動作することができる単一の指定された中継機のみを含むことができる。したがって、１つ以上の例では、特定のＡＴＣ音声グループ内の各ＵＡＳおよびすべてのＵＡＳが、ＡＴＣ音声局からＶＨＦ音声通信を受信するように構成される可能性があるが、指定された中継機は、アナログＡＴＣ音声トラフィックをデジタル音声信号に変換するプロセスを経る唯一のＵＡＳである可能性がある。

【0241】

１つ以上の例では、ステップ８０４で、音声トラフィックの帯域幅を全体的に減少させ、地上基地局を介してパイロットまで狭帯域ＲＦチャネルを使用して送信できるように、アナログ音声信号をデジタル音声信号に変換することができる。１つ以上の例では、指定された中継機ＵＡＳがＡＴＣ音声局からアナログ通信を受信し、アナログ音声信号をデジタル音声信号に変換すると、プロセス８００は、ステップ８０６に移行することができ、ここで、ＵＡＳは、特にその航空ネットワーク無線を使用することによって、デジタル音声信号を、それが通信している地上基地局に送信することができる。１つ以上の例では、図６を参照すると、基地局６０６は、そのビーム形成アンテナを用いてＲＦビームを指定された中継機ＵＡＳ６１２に向けることができる。ＲＦビームは、ＵＡＳが地上基地局６０６にデジタル音声を送信し、地上基地局６０６からデジタル音声を受信できるように、指定された中継機ＵＡＳ６１２との間に専用のデジタル音声チャネルを生成するために使用することができる。

【0242】

図８Ａに戻ると、一旦ＵＡＳがデジタル音声オーディオを地上基地局に送信すると、１つ以上の例において、プロセス８００は、地上基地局が受信したデジタル音声オーディオ（専用デジタル音声チャネルを介して受信した）を航空ネットワークのＡＴＣ音声プロセッサに送信するステップ８０８に移行することができる。１つ以上の例では、上述のように、地上基地局は、地上基地局を航空ネットワークの他のコンポーネントに接続する航空ネットワークのＩＰコアを使用して、デジタルビデオをＡＴＣ音声プロセッサに送信することができる。

【0243】

１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサがステップ８０８で基地局から送信されたデジタル音声を受信すると、プロセス８００はステップ８１０に移行することができ、ここでＡＴＣ音声プロセッサは、受信した通信をＡＴＣ音声グループ内の個々のパイロットにマルチキャストすることができる。１つ以上の例では、マルチキャストは、受信したデジタル音声メッセージのコピーを作成し、デジタル音声メッセージのコピーをＡＴＣ音声グループの一員である個々のパイロットに送信することを含むことができる。このようにして、各パイロットはＡＴＣ音声通信を受信することができるが、ＡＴＣ音声グループの単一のＵＡＳ（すなわち、指定された中継機）のみが、ＡＴＣ音声局からＡＴＣ音声グループのパイロットに音声通信を中継する。１つ以上の例において、各パイロット地上局（すなわち、飛行を実施するために使用するコンピューティングシステムおよびハードウェア）は、デジタル音声をアナログ音声に、アナログ音声をデジタル音声に変換するように構成されたボコーダ（ｖｏｃｏｄｅｒ）を含むことができる。したがって、１つ以上の例では、パイロットがステップ８１０でマルチキャスト音声通信を受信すると、パイロットの地上局にあるボコーダを使用して、デジタル音声信号をアナログ音声信号に変換することができ、したがって、パイロットは、割り当てられたＡＴＣ音声局から送信されたＡＴＣ音声メッセージを聞くことができる。

【0244】

１つ以上の例では、ＡＴＣ音声局から基地局へ音声通信を送信するために指定された中継機を使用するのではなく（そこでＡＴＣ音声プロセッサを介してパイロットに送信することができる）、１つ以上の例では、ＡＴＣ音声通信を基地局に設置されたＶＨＦ無線機で直接受信することができる。したがって、地上基地局のＶＨＦ無線機は、１つ以上のＡＴＣ音声グループの中継機として機能することができる。図８Ｂは、本開示の例に従う、航空ネットワーク内の１人以上のパイロットにＡＴＣ音声通信を送信するための別の例示的なプロセスを示す。１つ以上の例では、図８Ｂのプロセス８１２は、図８Ａのステップ８０２に関して上述したのと同様に、ＡＴＣ音声局がアナログ音声通信を送信するステップ８１４から開始することができる。

【0245】

１つ以上の例では、ステップ８１４でＡＴＣ音声局がアナログ音声通信を送信すると、プロセス８１２はステップ８１６に移行し、送信された信号を地上基地局にあるＶＨＦ無線機が受信することができる。上述したように、地上基地局がＡＴＣ音声局から送信されたＡＴＣ音声通信を直接受信できるようにするため、１つ以上の例では、地上基地局はＡＴＣ音声局ＶＨＦ送信機の視界内にあることがあり、これによりＡＴＣ音声局からのＶＨＦ音声送信を直接受信することができる。１つ以上の例では、アナログ音声通信を受信した基地局は、その信号をデジタル音声通信に変換することができる。

【0246】

１つ以上の例では、基地局がアナログ音声信号を受信し、ステップ８１６でデジタル音声信号に変換すると、プロセス８１２は、デジタル音声通信がＡＴＣ音声プロセッサに送信されるステップ８１８に移行することができる。１つ以上の例では、基地局は、航空ネットワークのＩＰコアを使用して、デジタル音声信号をＡＴＣ音声プロセッサに送信することができる。ステップ８１８でＡＴＣ音声プロセッサでデジタル音声通信を受信した後、プロセス８１２は、ステップ８２０に移行することができ、ＡＴＣ音声プロセッサは、受信したデジタル通信を、音声通信を発信したＡＴＣ音声局に対応するＡＴＣ音声グループに属するパイロットにマルチキャストすることができる。

【0247】

１つ以上の例では、デジタル航空ネットワークは、図８Ａおよび図８Ｂで説明したプロセスの両方を利用して、ＡＴＣ音声通信を地上のパイロットに伝えることができる。このようなハイブリッドアプローチでは、指定された中継機を使用するか、基地局に設置された中継機を使用するかの選択は、特定のＡＴＣ音声局からのＶＨＦ信号を受信するために、航空ネットワークが地上基地局で許容可能なカバレッジを持っているかどうかに依存し得る。したがって、１つ以上の例では、ＡＴＣからのＶＨＦ通信の一部は地上基地局で受信することができ、他の通信は上述のように指定された中継機を使って受信することができる。１つ以上の例では、地上基地局に中継機を配置することで、（地上基地局の中継機のサイズは、ＵＡＳの中継機のサイズほど制約されない可能性があるため）より高いレートのボコーダを使用することができるため、待ち時間が短縮され、音声品質が高くなる。

【0248】

図８Ａの例に戻ると、プロセス８００は、単一の指定された中継機ＵＡＳがＡＴＣ音声局からの通信を処理し、ＡＴＣ音声グループ内の他のパイロットに送信することを可能にすることができる。スペクトル管理システムは、ＡＴＣ音声グループ内のＵＡＳの飛行計画を使用して、どのＵＡＳがＡＴＣ音声局への最高品質の通信リンクを有するかを決定することができるため、指定された中継機は、他のＵＡＳもＡＴＣ音声局から発信される音声送信を受信することを保証する限りにおいて、ＡＴＣグループ内の他のＵＡＳに信頼できるサービスを提供することができる。しかし、パイロットから発信される音声トラフィックの場合、上記の指定された中継機モデルは、ＡＴＣ音声局に音声通信を送信するための好ましいアプローチではないかもしれない。パイロットがＡＴＣに音声メッセージを送信している場合、ＡＴＣ音声局がその送信を受信することが重要であるだけでなく、開始したパイロットが操縦するＵＡＳの無線サービス内にいる（すなわち、最も近くにいる）有人航空機または無人航空機も音声通信を受信することも重要な場合がある。これは、パイロットが中継した情報が、パイロットのＵＡＳから遠くにいるＡＴＣ音声グループの航空機よりもそれらに影響を与える可能性が高いためである。指定された中継機が、音声送信を開始したパイロットに対応するＵＡＳと同じでない場合、ＡＴＣ音声局はその送信を受信することができるが、発信元のパイロットのＵＡＳに最も近いパイロットはその送信を受信できないことがある。したがって、１つ以上の例では、パイロットが音声通信を開始した場合、対応するＵＡＳが音声送信を中継するために使用されることを保証することは、隣接する航空機が音声送信を受信することを保証するのに役立つ。

【0249】

図９は、本開示の例に従う、無人航空機システムを通じてＡＴＣにオペレータ通信を中継するための例示的なシステムを示す。図９の例示的なシステム９００は、図４の例示的なシステム４００と実質的に類似しているが、パイロットの割り当てられたＡＴＣ音声局と同様に、そのＡＴＣ音声グループ内の他の航空機にパイロットの音声通信を送信することに関連する特定の特徴を説明するために、さらに注釈が付されている。１つ以上の例では、システム９００は、複数のＵＡＳ９０２Ａ－Ｃと、ＡＴＣ音声局９０８に対応するカバーエリア９０４に関連付けられたＡＴＣ音声グループに集合的に属することができる指定された中継機ＵＡＳ９１２とを含むことができる。

【0250】

１つ以上の例では、パイロット９１８Ａ（ＵＡＳ９０２Ａを操縦している）は、カバーエリア９０４内の他の航空機と同様に、ＡＴＣ音声局９０８に送信される音声通信を開始することができる。１つ以上の例では、パイロット９１８Ａの地上局のボコーダ（パイロットのアナログ音声信号を変換し、デジタル音声通信に変換することができる。１つ以上の例では、パイロット９１８Ａのデジタル音声信号は、次にＡＴＣ音声プロセッサ９１６に送信され得る。１つ以上の例では、デジタル音声信号を受信すると、航空ネットワークのＩＰコアを使用して、ＡＴＣ音声グループ内の他のパイロット（すなわち、パイロット９１８Ｂ－Ｃとパイロット９１４）に音声信号をマルチキャストすることができる。

【0251】

航空ネットワークの一部でもあるＡＴＣ音声グループ内のすべてのパイロットにデジタル音声通信をマルチキャストすることに加えて、１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサ９１６は、パイロット９１８Ａに対応するＵＡＳ９０２Ａにサービスを提供している基地局９０６にもデジタル音声送信を送信することができる。以下でさらに詳細に説明するように、地上基地局９０６は、（ビーム・ヌル・ステアリングアンテナを使用して）デジタル音声チャネルを指示して、基地局とＵＡＳ９０２Ａとの間でデジタル音声送信を渡すための専用デジタル音声チャネルを提供することができる。１つ以上の例では、デジタル音声チャネルが確立されると、地上基地局９０６はデジタル音声通信をＵＡＳ９０２Ａに送信することができる。１つ以上の例において、図７の例と実質的に類似し得るＵＡＳ９０２Ａに搭載された無線通信システムは、デジタル音声送信を受信し、デジタル信号をアナログ信号に変換し、アナログ音声信号をＶＨＦ周波数でＡＴＣ音声局ならびにＵＡＳ９０２ＡのＶＨＦ無線カバーエリア内の他の航空機に送信することができる。

【0252】

図１０Ａは、本開示の１つ以上の例に従う、ＵＡＳのパイロットからＡＴＣ音声局にＡＴＣ音声通信を送信するための例示的なプロセスを示す。１つ以上の例では、図１０Ａのプロセス１０００は、ステップ１００２で開始することができ、ここでパイロットは、航空ネットワークのＡＴＣ音声プロセッサに音声通信を送信する。１つ以上の例では、パイロットはプッシュ・ツー・トーク（ＰＴＴ）を使って音声通信を開始することができる。プッシュ・ツー・トークとは、半二重通信回線で会話をする方法である。１つ以上の例では、ステップ１００２において、パイロットのアナログ音声通信は、図８に関して上述したボコーダを使用してデジタル音声通信に変換され、次いでＡＴＣ音声プロセッサに送信されることができる。

【0253】

１つ以上の例では、デジタル音声通信がＡＴＣ音声プロセッサに送信されると、プロセス１０００は、ＡＴＣ音声プロセッサが、ＡＴＣ音声グループ内の他のＵＡＳのパイロットであって、航空ネットワークＩＰコアを介してＡＴＣ音声プロセッサに接続されている他のＵＡＳパイロットにデジタル音声信号をマルチキャストするステップ１００４に移行することができる。このようにして、ＵＡＳ航空ネットワーク内の各パイロットで、発信元パイロットと同じＡＴＣ音声グループに属するパイロットも音声通信を受信することができる。１つ以上の例では、ステップ１００４の後またはステップ１００４と並行して、ＡＴＣ音声プロセッサは、航空ネットワーク上でパイロットのＵＡＳにサービスを提供している基地局に、デジタル音声通信を送信することもできる。１つ以上の例において、またステップ１００６において、ＡＴＣ音声プロセッサからデジタル音声通信を受信すると、１つ以上の例において、地上基地局は、音声通信を送信したパイロットに対応するＵＡＳの専用オペレーショナル通信チャネルを介して、ＵＡＳがデジタル音声通信を受信できるように、その航空ネットワーク無線を特定の専用音声チャネル（またはＡＴＣ音声通信のために割り当てられた他のトラフィックリソース）に調整するように指示する信号を送信することができる。１つ以上の例では、デジタル音声チャネルは、ＡＴＣ音声局から地上基地局へＡＴＣ音声トラフィックを送信するために指定された中継機によって使用される同じ音声チャネル（すなわち、同じ周波数）または同じトラフィックリソースとすることができる。したがって、１つ以上の例では、基地局のリソース・スケジューラは、基地局のビーム／ヌル・ステアリングアンテナに、指定された中継機から音声通信のパイロットに対応するＵＡＳにデジタル音声チャネルビームを向けさせ、ＵＡＳが地上からデジタル音声送信を受信できるようにすることができる。

【0254】

１つ以上の例において、一旦、地上基地局が、通信を発信したパイロットに対応するＵＡＳのためのデジタル音声チャネルを作成するように基地局を構成し、一旦、地上基地局が、ＵＡＳに、地上基地局によって確立されたチャネルの周波数にデジタル音声無線を合わせるように指示する動作コマンド信号をＵＡＳに送信すると、１つ以上の例において、プロセス１０００は、基地局はパイロットＵＡＳに送信するステップ１００８に移行することができる。１つ以上の例では、ＵＡＳがステップ１００８でデジタル音声通信を受信すると、プロセス１０００は、ＵＡＳが受信したデジタル通信をアナログ音声信号に変換するステップ１０１０に移行することができる。本開示の１つ以上の例では、ＵＡＳはＡＶＵＣを利用して変換を実行することができる。最後に、デジタル通信がアナログ音声信号に変換されると、１つ以上の例において、ＵＡＳは、ステップ１０１２で、そのＶＨＦ無線を使用して、アナログ音声信号をＡＴＣ音声局（およびＵＡＳのカバーエリア内の他の航空機）に送信することができる。音声通信を発信するパイロットに関連する特定のＵＡＳを使用して、音声トラフィックをＡＴＣ音声局に中継することにより、ＵＡＳに最も近接している飛行機が音声通信を受信する可能性が高くなる。

【0255】

１つ以上の例では、上述したように、航空機のＡＴＣ音声グループへの割り当ては、動的なプロセスとすることができる。言い換えれば、どのＵＡＳも飛行中に何度もＡＴＣ音声グループを切り替える可能性がある。このように、特定のＡＴＣグループから見れば、グループのメンバは常に変化している可能性がある。１つ以上の例では、指定された中継機は、飛行中にＡＴＣ音声グループから移動することもできる。したがって、１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサは、航空ネットワーク内のＡＴＣ音声グループを追跡し、各ＡＴＣ音声グループがＡＴＣ音声グループに関連付けられたＡＴＣ音声局との音声チャネルリンクを維持するように、ＡＴＣ音声グループの無線チャネルおよび音声パスを管理することができる。

【0256】

図１０Ｂは、本開示の１つ以上の例に従って、ＵＡＳのパイロットから当該パイロットに関連する航空機に音声通信を送信するための例示的なプロセスを示す。１つ以上の例では、プロセス１０１４は、地上のパイロットが、その音声送信をＡＴＣ音声局および／または航空ネットワーク内または同じＡＴＣ音声グループ内で飛行している他のパイロットに送信させることなく、（例えば、飛行中の乗客と話すために）自分が操縦している航空機に音声コマンドまたは通信を提供したい状況で利用することができる。１つ以上の例では、プロセス１０１４は、パイロットがＡＴＣ音声プロセッサに音声通信を送信するステップ１０１６で開始することができる。１つ以上の例では、ステップ１０１６で、航空機のみを意図した音声通信と航空管制官を意図した音声通信とを区別するために、パイロットは、音声通信が管制官ではなく航空機を意図したものであることをシステムが認識できるようにするスイッチ（機械的またはグラフィカルユーザインタフェースを介して）を操作することができる。１つ以上の例では、ステップ１０１６で、パイロットが、音声送信が航空機向けであるという指示を提供する場合、デジタル化されたときの後続の音声送信は、送信がＡＴＣではなく航空機向けであることを示すパケットヘッダまたは他の情報ビットを含むことができる。同様に、音声送信がＡＴＣ向けである場合、音声送信は、音声送信がＡＴＣ向けであることを示すパケットヘッダで符号化することができる。

【0257】

１つ以上の例では、パイロットがステップ１０１６でＡＴＣ音声プロセッサに音声通信を送信すると、プロセス１０１４はステップ１０１８に移行することができ、ＡＴＣ音声プロセスは、パイロットが操縦している航空機に関連する航空ネットワークの基地局に音声通信を送信する。１つ以上の例において、ステップ１０１８は、図１０Ａに関して上述したプロセス１０００のステップ１００６と実質的に同様に動作させ得る。したがって、１つ以上の例において、およびステップ１０１８において、ＡＴＣ音声プロセッサからデジタル音声通信を受信すると、１つ以上の例において、地上基地局は、音声通信を送信したパイロットに対応するＵＡＳの専用オペレーショナル通信チャネルを介して、ＵＡＳがデジタル音声通信を受信できるように、その航空ネットワーク無線を特定の専用音声チャネル（またはＡＴＣ音声通信のために割り当てられた他のトラフィックリソース）に調整するように指示する信号を送信することができる。１つ以上の例では、デジタル音声チャネルは、ＡＴＣ音声局から地上基地局へＡＴＣ音声トラフィックを送信するために指定された中継機によって使用される同じ音声チャネル（すなわち、同じ周波数）または同じトラフィックリソースとすることができる。したがって、１つ以上の例では、基地局のリソーススケジューラは、基地局のビーム／ヌル・ステアリングアンテナに、指定された中継機から音声通信のパイロットに対応するＵＡＳへのデジタル音声チャネルビームを向けさせ、ＵＡＳが地上からのデジタル音声送信を受信できるようにすることができる。

【0258】

１つ以上の例では、ステップ１０１８でＡＴＣ音声プロセッサがパイロットのＵＡＳの基地局に音声通信を送信すると、プロセス１０１４は、地上基地局が受信した送信をパイロットに関連するＵＡＳに中継して送信することができるステップ１０２０に移行することができる。１つ以上の例において、プロセス１０１４のステップ１０２０は、図１０Ａに関して上述したプロセス１０００のステップ１００８と実質的に同様に動作し得る。１つ以上の例では、航空機がステップ１０２０で地上基地局から送信された送信を受信すると、プロセス１０１４はステップ１０２２に移行することができ、ここで、航空機の無線機のプロセッサは、受信された音声送信が（ＶＨＦ無線機を介して）ＡＴＣに送信されるべきか、または音声通信が航空機内で内部送信されるべきかを決定することができる。１つ以上の例では、ステップ１０２２において、航空機のプロセッサは、ステップ１０１６に関して上述した音声送信に付加されたパケットまたはヘッダに基づいて判定を行うことができる。最後に、ステップ１０２４において、プロセッサが、送信が内部通信である（すなわち、ＡＴＣ向けではない）と判定した場合、１つ以上の例では、ＵＡＳは、送信をそのＶＨＦ無線でＡＴＣ音声局に転送することなく、送信を航空機内でブロードキャストすることを許可することができる。

【0259】

図１０Ａの例に戻ると、特定の航空機が意図した飛行計画を飛行する際、例えば異なるＡＴＣ音声局と通信するために、音声グループを変更する必要があり得る。図１１は、本開示の例に従ってＡＴＣ音声グループメンバを調整するための例示的なプロセスを示す。１つ以上の例では、図１１のプロセス１１００は、ＡＴＣ音声プロセッサが航空ネットワーク上で動作するＵＡＳのＡＴＣ音声グループ状態の変化を検出するステップ１１０２で開始することができる。一例として、ＡＴＣ音声局は、ＵＡＳ飛行の現在位置と軌道に基づいて、異なるＡＴＣ音声局に合わせるようパイロットに指示することができる。有人航空機と同様、ＡＴＣ音声局の管制官は、パイロットにＡＴＣ ＶＨＦ無線を新しい周波数に合わせるよう指示する音声通信を発することができる。そのメッセージは、例えば、図８に関して上述したプロセスを用いて地上のパイロットに伝えることができる。１つ以上の例では、パイロットが周波数変更の指示を受けると、ＵＡＳにＡＴＣ ＶＨＦ無線を変更するコマンドを発行することができる。１つ以上の例では、ステップ１１０２で、ＡＴＣ音声プロセッサは、無線周波数を変更するコマンドを検出することができ、したがって、ＵＡＳが属するＡＴＣ音声グループが（ＵＡＳを削除するために）修正されなければならないことを検出し、１つ以上の例では、ＵＡＳが移行するＡＴＣ音声グループも（ＵＡＳを追加するために）修正されなければならないことを検出する。さらに、（スペクトル管理システムと連動して）ＡＴＣ音声プロセッサは、飛行が（着陸したなどの理由で）もはや運航されていないことを検出し、ＡＴＣ音声プロセッサがＡＴＣ音声グループの変更を検出するトリガとなるように構成することもできる。

【0260】

１つ以上の例では、ステップ１１０２で１つ以上のＡＴＣ音声グループへの変更が検出されると、プロセス１１００は、ステップ１１０４に移行することができ、ここで、ＵＡＳが削除されたＡＴＣグループの中継機状態を再評価して、ＡＴＣ音声グループの別のＵＡＳを中継機として指定すべきかどうかを決定することができる。したがって、１つ以上の例では、ＡＴＣ音声グループ内の各ＵＡＳの飛行計画情報を使用して、ＡＴＣ音声プロセッサは、（スペクトル管理システムによって提供される情報に基づいて）ＡＴＣ音声局と最も強い通信リンクを有する音声グループ内のＵＡＳを決定し、最も強い通信リンクを有するＵＡＳを音声グループの指定された中継機ＵＡＳに指定することができる。多くの場合、ステップ１１０４は、特に音声グループから離脱するＵＡＳが指定された中継機ＵＡＳでなかった場合、ＡＴＣ音声グループの指定された中継機の変更をもたらさないかもしれない。

【0261】

１つ以上の例において、また、音声グループから離脱したＵＡＳが新しいＡＴＣ音声局に移行した場合、１つ以上の例において、プロセス１１００は、ステップ１１０６に移行することができ、ここで、ＡＴＣ音声プロセッサは、ＵＡＳを、ＵＡＳが現在合わせているＡＴＣ音声局に関連付けられたＡＴＣ音声グループに関連付けることができる。１つ以上の例では、ＵＡＳの新しい音声グループへの割り当ては、ＵＡＳのＡＴＣ ＶＨＦ無線が、その音声グループに関連するＡＴＣ音声局に周波数を変更したことが確認された後にのみ実施される。

【0262】

１つ以上の例では、ＵＡＳがその新しいＡＴＣ音声グループに関連付けられると、プロセス１１００は、ステップ１１０４に関して上述したプロセスを使用して、ＡＴＣ音声グループの指定された中継機が決定されるステップ１１０８に移行することができる。１つ以上の例では、音声グループに新しいＵＡＳが追加されても、指定された中継機は変更されないままであってもよいが、１つ以上の例では、音声グループへの新しいＵＡＳが、音声グループに関連するＡＴＣ音声局と最も強いリンクを有すると決定された場合、グループへの新しいＵＡＳは、グループの新しい指定された中継機になることができる。

【0263】

上述のシステムおよび方法は、基地局を介してＵＡＳ航空ネットワークに接続されたパイロットが、ＵＡＳ航空ネットワークの基地局に接続されている間、ＡＴＣ音声局に継続的にアクセスできることを保証することができる。しかし、１つ以上の例では、システム障害またはパイロットのエラー（すなわち、パイロットが計画ルートから逸脱するように航空機を制御する）によって、ＵＡＳはＵＡＳ航空ネットワークの基地局への接続性を失うか、少なくともＡＴＣ音声送信能力を失う可能性がある。これは、パイロットがＡＴＣの音声通信を受信できないか、ＡＴＣへの音声通信が正しく伝わらないか、あるいはその両方であるため、パイロットがＡＴＣと通信できない状況に陥る可能性がある。飛行中にＡＴＣとの通信能力を失うと、ＡＴＣがパイロットに指示を出せなくなったり、パイロットがＡＴＣに空域の安全維持に必要な情報を提供できなくなったりするため、無人飛行だけでなく、ある空域での有人飛行にとっても安全でない状況につながる可能性がある。

【0264】

したがって、１つ以上の例では、航空ネットワーク内のＵＡＳと基地局との間のＡＴＣ音声通信障害に安全に耐えることができる堅牢なシステムを構築するために、ＵＡＳと地上基地局との間のリンクが失われた場合でも、パイロットが割り当てられたＡＴＣ音声局と通信できることを保証するフェイルセーフとして、地上中継ノードを提供することができる。図１２は、本開示の１つ以上の例による地上中継ノードを含む、無人航空機システムオペレータとＡＴＣとの間の通信を促進するための例示的なシステムを示す。１つ以上の例において、システムは、図４のシステム４００と実質的に類似したものとすることができる。したがって、１つ以上の例では、システムは、ＡＴＣ音声グループ１２１０Ａ－Ｄ（各々がそれぞれのＵＡＳ１２０２Ａ－Ｄを操作する）の１人以上のパイロットとＡＴＣ音声局１２０４との間のＡＴＣ音声通信を容易にするように、図４に関して上述したそれらの対応物と実質的に同じ方法で動作することができるスペクトル管理システム１２１０、基地局１２０６、ＡＴＣ音声プロセッサ１２１２、およびＡＴＣ音声局１２０４を含むことができる。

【0265】

１つ以上の例において、および以下でさらに詳細に説明するように、システム１２００は、ＡＴＣ音声局１２０４とＡＴＣ音声グループ１２１０Ａ－Ｄの１つ以上のパイロットとの間の通信を中継することができる地上中継ノード１２０８も含むことができる。１つ以上の例では、地上中継ノード１２０８は、ＡＴＣ音声局１２０４と視界を有するように、ＡＴＣ音声局１２０４に近接して配置することができ、したがって、ＡＴＣ音声局と地上中継ノードとの間の通信を容易にする。さらに、または代替的に、地上中継ノード１２０８をＡＴＣ音声局自体に配置することができ、有線／物理接続（イーサネットなど）を介してＡＴＣ音声局にデータを送信し、ＡＴＣ音声局からデータを受信することができる（音声通信を含む）。１つ以上の例では、地上中継ノード１２０８は、ＡＴＣ音声プロセッサ１２１２に通信可能に接続されることができる。１つ以上の例では、地上中継ノード１２０８は、ＡＴＣ音声プロセッサ１２１２とのイーサネット／ＩＰ接続を利用することができ、またはＡＴＣ音声局１２０４から地上中継ノード１２０８を介してＡＴＣ音声プロセッサ１２１２にアナログ音声伝送を伝送することができる他の任意のトランスポート媒体を使用することができる。１つ以上の例では、地上ノード１２０８は、ＡＴＣ音声局１２０８からアナログ音声送信を受信し、中継ノード１２０８の一部であるボコーダを使用して、受信したアナログ送信をデジタル音声送信に変換することができる。追加的または代替的に、地上中継ノード１２０８は、アナログ音声通信をＡＴＣ音声プロセッサ１２１２に中継するように構成することができ、ＡＴＣ音声プロセッサ１２１２は、ＡＴＣ音声プロセッサ１２１２の一部であるボコーダを使用して、受信したアナログ送信をデジタル音声データに変換することができる。詳細は後述するが、地上中継ノード１２０８は、「ロストリンク」状況において、パイロットからＡＴＣ音声局への通信、およびＡＴＣ音声局からパイロットへの通信の両方に利用することができ、通信の継続性を確保することで、ＡＴＣ音声通信の重要なフェイルセーフとして機能する。

【0266】

．上述したように、１つ以上の例では、ＡＴＣ音声局から送信されたＡＴＣ音声送信は、ＡＴＣ音声に関連付けられたＡＴＣ音声グループ内のＵＡＳに送信され、中継として機能することができる。指定された中継機ＵＡＳは、受信したＡＴＣ音声トラフィックを基地局に送信することができ、基地局はその送信をＡＴＣ音声プロセッサに送信し、ＡＴＣ音声プロセッサはその送信をＡＴＣ音声グループ（ネットワークの一部である）内のすべてのパイロットに配信する。しかし、上記の通信方式は、中継ＵＡＳが受信したＡＴＣ音声通信を航空ネットワークの基地局に中継する能力を失った場合、脆弱になる可能性がある。これは、ＡＴＣ音声グループが１機のみを含む場合に特に当てはまり、ＵＡＳがＡＴＣ音声通信を地上に送信する能力を失った場合、パイロットは割り当てられたＡＴＣ音声局からＡＴＣ音声通信を受信する能力を失う可能性がある。これは、パイロットがＡＴＣからのコマンドやあらゆる種類の通信を受け取ることができなくなるという危険な状況につながる可能性がある。したがって、１つ以上の例では、上述の地上中継ノード１２０８は、ＡＴＣ音声局からの送信が、ＵＡＳが地上とのＡＴＣ音声通信能力を失ったために、そうでなければ音声送信を受信することができないかもしれないパイロットに最終的に届くようにするために、「ロストリンク」シナリオの間に使用することができる。

【0267】

図１３は、本開示の例に従う、航空ネットワーク内の１人以上のパイロットにＡＴＣ音声通信を送信するための別の例示的なプロセスを示す。１つ以上の例では、図１３のプロセス１３００は、システム１２００の地上中継ノード１２０８などの地上中継ノードを使用して、ＡＴＣ音声局から、デジタル航空ネットワークに接続されたＵＡＳパイロットにＡＴＣ音声局通信を送信するための例示的な方法を示すことができる。１つ以上の例では、図１３のプロセス１３００は、ＵＡＳと地上基地局との間の通信リンクが損なわれ、その結果、通信をサポートするために地上中継ノードが呼び出される「ロストリンク」シナリオで利用されるものとして提示されているが、この例は限定的なものと見なすべきではない。したがって、１つ以上の例において、プロセス１３００は、地上中継ノードを使用することが望まれ得るあらゆるシナリオに対処することもできる。

【0268】

１つ以上の例では、図１３のプロセス１３００は、システムが（例えば、ＵＡＳと通信している基地局に位置する基地局コントローラを介して）ＡＴＣ音声グループ内の１つ以上のＵＡＳと基地局との間の通信リンクの損失を検出することができるステップ１３０２で開始することができる。例えば、１つ以上の例において、ＡＴＣ音声グループが１つのＵＡＳのみを含む場合、ステップ１３０２において、スペクトル管理システム１２１０は、ＵＡＳが地上基地局１２０６を介してネットワークへのＡＴＣ音声通信リンクを失ったときを検出することができる。１つ以上の例において、「ロストリンク」を検出することは、スペクトル管理システム１２１０が地上基地局１２０６から（地上基地局に配置された地上基地局コントローラを介して）アラートを受信することを含み得る。さらに、または代替的に、スペクトル管理システム１２１０は、地上基地局１２０６から受信された信号を監視し、スペクトル管理システム１２１０によって管理されている１つ以上の航空機に関連するロストリンク状態を決定することができる。代替的および／または追加的に、ステップ１３０２は、複数のＵＡＳを含むＡＴＣ音声グループの指定された中継機ＵＡＳ（図６に関して上述）間の通信リンクの損失を検出することも含むことができる。したがって、１つ以上の例では、スペクトル管理システム１２１０または基地局コントローラは、ＵＡＳと地上との間の通信リンク損失により、ＡＴＣ音声局とＡＴＣ音声グループのパイロットとの間のリンクが失われたことを検出することができる。

【0269】

１つ以上の例では、システムがステップ１３０２でロストリンクを検出すると、プロセス１３００は、地上リンクノード１２０８などの地上リンクノードがＡＴＣ音声局からの送信を受信することができるステップ１３０４に移行することができる。１つ以上の例において、また上述したように、地上中継ノードは、ＡＴＣ音声局からアナログＶＨＦ音声通信を受信するように構成することができる。１つ以上の例では、ステップ１３０４でＡＴＣ音声が地上中継ノードによって受信されると、プロセス１３００はステップ１３０６に移行することができ、地上中継ノードは、音声データをデジタル航空ネットワークのＡＴＣ音声プロセッサに送信することができる。上述したように、地上中継ノード１２０８は、ＡＴＣ音声局からＶＨＦ通信を受信するのに必要な視界を有するように、それが関連するＡＴＣ音声局に関連して配置することができ、あるいは代替的にＡＴＣ音声局に配置することもできる。１つ以上の例では、地上中継ノードは、複数のＡＴＣ音声局からＶＨＦ音声トラフィックを受信するように配置することができる。

【0270】

１つ以上の例では、ステップ１３０４でＡＴＣ音声信号または送信が地上中継ノードで受信されると、プロセス１３００は、受信信号がデジタル航空ネットワークのＡＴＣ音声プロセッサに中継または送信されるステップ１３０６に移行することができる。上記で詳細に説明したように、地上中継ノードは、ステップ１３０４で受信したデータを元の形態で、またはＡＴＣ音声プロセッサが使用できる何らかの変換された形態で送信するのに適した任意のトランスポート媒体を使用して、有線および／または無線通信リンクを使用してＡＴＣ音声プロセッサに接続することができる。１つ以上の例において、また上述したように、地上中継ノードは、ＡＴＣ音声局から受信したアナログ音声送信をデジタル音声信号に変換することができるボコーダを含むことができる。１つ以上の例では、音声データがステップ１３０６でＡＴＣ音声プロセッサに送信されると、プロセス１３００は、ステップ１３０８に移行することができ、ＡＴＣ音声プロセッサは、音声データを、トラフィックに関連付けられたＡＴＣ音声グループにある（すなわち、ＡＴＣ音声グループに関連付けられたＡＴＣ音声局から）ＵＡＳパイロットにルーティングすることができる。

【0271】

したがって、上述のプロセス１３００は、ＵＡＳからＡＴＣ音声局へのＡＴＣ音声通信を送信する能力がロストリンクによって損なわれても、デジタル航空ネットワーク上の各パイロットがＡＴＣ音声トラフィックを継続的に受信することを可能にすることができる。１つ以上の例では、地上中継ノード１２０８は、ＵＡＳパイロットからＡＴＣ音声トラフィックへの送信のための通信の継続性を提供するためにも利用することができる。図１４は、本開示の例に従って、オペレータ通信をＡＴＣ音声局に送信するための例示的なプロセスを示す。１つ以上の例では、図１４のプロセス１４００は、システムが（例えば地上基地局および／またはスペクトル管理システムを介して）ＡＴＣ音声グループ内の１つ以上のＵＡＳと基地局との間の通信リンクの損失を検出することができるステップ１４０２で開始することができる。例えば、１つ以上の例では、ＡＴＣ音声グループが１つのＵＡＳのみを含む場合、ステップ１４０２で、基地局１２１０は、ＵＡＳが地上基地局１２０６を介してネットワークへのＡＴＣ音声通信リンクを失ったときを検出することができる。図９および図１０に関して上述したように、ＡＴＣ音声グループのパイロットが、そのＡＴＣ音声グループに関連付けられたＡＴＣ音声局に音声送信を送信すると、その送信はＡＴＣ音声プロセッサにルーティングされる。上記の図９および図１０に関して説明したように、ＡＴＣ音声グループのパイロットが、そのＡＴＣ音声グループに関連するＡＴＣ音声局に音声送信を送信すると、伝送は、ＡＴＣ音声プロセッサにルーティングされ、次に、地上基地局に送信を送信し、次に、ＲＦリンクを介してパイロットに関連するＵＡＳに送信される。上述したように、ＵＡＳは信号をＶＨＦ音声信号に変換し、ＡＴＣ音声局に送信する。しかし、上述したシステムとプロセスは、ＡＴＣ音声局がパイロットの送信を確実に受信できるように、地上基地局とＵＡＳの間にＲＦリンクを必要とすることがある。１つ以上の例では、地上とＵＡＳの間のリンクが損なわれる（またはＵＡＳとＡＴＣ音声局の間のリンクが損なわれる）ロストリンクシナリオがある場合、パイロットがＡＴＣ音声局と話す能力を失う可能性がある安全でない状況が発生する可能性がある。したがって、１つ以上の例では、ステップ１４０２でロストリンクシナリオが検出された場合に、プロセス１４００を使用することができる。

【0272】

１つ以上の例では、ステップ１４０２でロストリンクシナリオが検出されると、プロセス１４００はステップ１４０４に移行することができ、ステップ１４０４でパイロット音声送信が受信される。ステップ１４０４は、パイロットの音声通信がＡＴＣ音声プロセッサに送信される方法を説明する図１０Ａのステップ１００２と実質的に類似することができる。１つ以上の例では、ＡＴＣ音声プロセッサがステップ１４０４で送信を受信すると、プロセス１４００はステップ１４０６に移行することができ、ここで、送信は、（図１０Ａのステップ１００４に関して上述したように）ＡＴＣ音声グループ内の他のパイロットにマルチキャストされ、また、地上中継ノード１２０８などの地上中継ノードに送信されることができる。１つ以上の例において、また図１２に関して上述したように、ＡＴＣ音声プロセッサは、パイロット音声データを地上中継ノードに送信するように構成された地上中継ノードとの物理的または無線通信リンクを有することができる。

【0273】

１つ以上の例では、地上中継ノード１２０８がＡＴＣ音声プロセッサからパイロットの通信を受信すると、地上中継ノードは、受信信号を（必要であれば）ＶＨＦ音声通信に変換し、パイロットの通信をＡＴＣ音声局に送信することができる。このようにして、パイロットのＵＡＳを介したＡＴＣ音声局とパイロット間の通信リンクに障害が発生しても、パイロットの通信をＡＴＣ音声局が受信することができる。１つ以上の例では、音声配信の重複を避けるため、地上中継ノードで音声トラフィックが捕捉されると、特定のＶＨＦ周波数上のパイロットとＵＡＳは、ＡＴＣプロセッサによって、ＡＴＣ音声局へのメッセージ配信をブロックされる。このように通信を遮断することで、ＡＴＣ音声局が冗長なメッセージを受信しないようにしたり、各パイロットからのメッセージが互いに干渉しないようにすることができる。

【0274】

上記で詳細に議論したように、ＵＡＳパイロットがＡＴＣ音声グループに音声送信を発信する場合、近接航空機（すなわち、ＵＡＳに近接する可能性のある音声グループ内の他の航空機）も送信を受信できるように、そのパイロットが制御するＵＡＳに、パイロットに関連するＵＡＳを使用してＶＨＦ通信リンクを介して音声トラフィックを送信させることが望ましい。しかしながら、地上中継ノードを使用することによる上述のプロセス１４００は、地上中継ノードとの視線の問題により、パイロットに関連するＵＡＳに近接する航空機が送信を受信しない可能性があることを意味する場合がある。１つ以上の例では、航空機がＡＴＣ音声局への視界を有する場合、地上中継ノードにも視界を有するように、地上中継ノードをＡＴＣ音声局に近接して配置することで、このリスクを軽減することができる。しかしながら、またはそれ以上の例において、および図１４に関して上述したプロセスに追加的および／または代替的に、パイロットからＡＴＣ音声局への通信を送信するために地上中継ノードを使用する代わりに、スペクトル管理システム１２１０は、パイロットからＡＴＣ音声局への音声送信を中継するために、代わりに別のＵＡＳ（送信を送信するパイロットとは関連しない）を指定することができる。

【0275】

図１５は、本開示の実施例に従ってオペレータ通信をＡＴＣ音声局に送信するための別の例示的なプロセスを示す。１つ以上の例において、図１５のプロセス１５００は、システムが（例えばスペクトル管理システムまたは基地局を介して）ＡＴＣ音声グループ内の１つ以上のＵＡＳと基地局との間の通信リンクの損失を検出することができるステップ１５０２で開始することができる。例えば、１つ以上の例において、ＡＴＣ音声グループが１つのＵＡＳのみを含む場合、ステップ１５０２において、スペクトル管理システム１２１０は、ＵＡＳが地上基地局１２０６を介してネットワークへのＡＴＣ音声通信リンクを失ったときを検出することができる。図９および図１０に関して上述したように、ＡＴＣ音声グループのパイロットが、そのＡＴＣ音声グループに関連付けられたＡＴＣ音声局に音声送信を送信すると、その伝送はＡＴＣ音声プロセッサにルーティングされる。上記の図９および図１０に関して説明したように、ＡＴＣ音声グループのパイロットが、そのＡＴＣ音声グループに関連するＡＴＣ音声局に音声送信を送信すると、当該送信は、ＡＴＣ音声プロセッサにルーティングされ、次に、地上基地局に当該送信を送信し、次に、ＲＦリンクを介してパイロットに関連するＵＡＳに送信される。上述したように、ＵＡＳは信号をＶＨＦ音声信号に変換し、ＡＴＣ音声局に送信する。しかし、上述したシステムとプロセスは、ＡＴＣ音声局がパイロットの送信を確実に受信できるように、地上基地局とＵＡＳの間にＲＦリンクを必要とすることがある。

【0276】

１つ以上の例では、地上とＵＡＳまたはＵＡＳとＡＴＣ音声局との間のＵＡＳリンクの喪失がステップ１５０２で検出されると、プロセス１５００は、ＡＴＣ音声プロセッサ１２１２などのＡＴＣ音声プロセッサが、ステップ１５０２で通信を喪失したと判定されたＵＡＳに関連するパイロットからの音声送信を受信するステップ１５０４に移行することができる。１つ以上の例では、そしてステップ１５０４で、ＡＴＣ音声プロセッサは、図１０Ａの１００４に関して上述したように、同じＡＴＣ音声グループに割り当てられているネットワーク上の任意の他のＵＡＳパイロットに、受信した音声送信をマルチキャストすることができる。しかしながら、ＡＴＣ音声プロセッサは、地上とＵＡＳ、またはＵＡＳとＡＴＣ音声局との間の通信リンクが侵害されたことを認識しているので、ステップ１５０６における１つ以上の例では、スペクトル管理システムによって定義されるＡＴＣ音声プロセッサは、通信リンクが侵害されたＵＡＳパイロットからの送信を中継するために、中継として使用するＡＴＣ音声グループ内の代替ＵＡＳを決定することができる。したがって、１つ以上の例では、ＵＡＳパイロットがそのＵＡＳを使用してＡＴＣ音声送信を送信する能力を失った場合、システムは、ＡＴＣ音声局に音声送信を中継するために代替ＵＡＳ（パイロットに関連していない）を使用してそれらの送信をルーティングすることができる。１つ以上の例では、代替中継ノードは、通信を失ったパイロットのＵＡＳに対するその位置に基づいて選択することができる。１つ以上の例では、代替中継ＵＡＳを選択することは、スペクトル管理システムからの各飛行計画に関連付けられたジオフェンス情報を使用して、ＡＴＣ音声グループ内のどのＵＡＳがＡＴＣ音声グループに関連付けられたＡＴＣ音声局との最高品質の通信リンクを有するかを決定することを含むことができる。１つ以上の例では、スペクトル管理は、飛行のＲＦ利用可能性を決定するときに作成されたジオフェンス情報を使用するだけでなく、リアルタイムのスペクトル条件を使用して中継機を指定したり、ＡＴＣ音声プロセッサにその情報を提供して中継機を指定したりすることもできる。このようにして、ステップ１５０６で指定されたＵＡＳ中継は、ＡＴＣ音声局と通信するときにリンク障害の確率が最も低いＵＡＳを表すことができる。

【0277】

１つ以上の例において、一旦中継がステップ１５０６で指定されると、プロセス１５００は、パイロットの音声送信が代替ＵＡＳ中継機に送信され、代替ＵＡＳ中継機が、図９－１０に関して上述したシステム及び方法を使用して音声データをＡＴＣ音声局に送信するステップ１５０８に移行することができる。１つ以上の例において、例示的な処理１４００と１５００は、ロストリンクの場合にスペクトル管理システムによって採用される。例えば、１つ以上の例では、パイロットの音声送信を、地上中継ノードを使用して送信するのが良いか、ＡＴＣ音声グループ内の代替ＵＡＳを介して送信するのが良いかについて決定することができる。１つ以上の例では、判定は、リンクを喪失したパイロットのＵＡＳに対する代替ＵＡＳの近接性、ＡＴＣ音声グループ内の他のＵＡＳが地上中継ノードからの送信を受信する能力、およびパイロットの音声送信を処理するための地上中継ノードの可用性に限定されない様々な要因に基づいて行うことができる。

【0278】

図１６は、本開示の例に従う例示的な計算システムを示す。図１６は、いくつかの実施形態による計算システム１６００の一例を示し、システム１６００は、クライアント又はサーバとすることができる。図１６に示されるように、システム１６００は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、サーバ、電話又はタブレットのようなハンドヘルドコンピューティングデバイス、又は専用デバイスのような、任意の適切なタイプのプロセッサベースのシステムとすることができる。システム１６００は、例えば、１以上の入力デバイス１６２０、出力デバイス１６３０、１以上のプロセッサ１６１０、記憶装置１６４０、及び通信デバイス１６６０を含むことができる。入力デバイス１６２０及び出力デバイス１６３０は、一般に、上述のものに対応し、コンピュータに接続可能又は統合可能である。

【0279】

入力デバイス１６２０は、タッチスクリーン、キーボード又はキーパッド、マウス、仮想／拡張現実システムのジェスチャ認識コンポーネント、又は音声認識デバイスなどの入力を提供する任意の適切なデバイスとすることができる。出力デバイス１６３０は、ディスプレイ、タッチスクリーン、ハプティクスデバイス、仮想／拡張現実ディスプレイ、又はスピーカなどの、出力を提供する任意の適切なデバイスであってもよく、又はそれを含むものであってもよい。

【0280】

記憶装置１６４０は、ＲＡＭ、キャッシュメモリ、ハードドライブ、リムーバブル記憶ディスク、又は他の一時的でないコンピュータ読取可能媒体を含む電気的、磁気的、又は光学的メモリなどの記憶装置を提供する任意の適当なデバイスとすることができる。通信デバイス１６６０は、ネットワークインタフェースチップ又はデバイスなどの、ネットワークを介して信号を送受信できる任意の適当なデバイスを含むことができる。計算システム１６００のコンポーネントは、物理バスを介して、又はワイヤレスでなどの任意の適切な方法で接続することができる。

【0281】

プロセッサ１６１０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及び特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のいずれか又は任意の組合せを含む、任意の適切なプロセッサ又はプロセッサの組み合せとすることができる。記憶装置１６４０に記憶され、１つ以上のプロセッサ１６１０によって実行されるソフトウェア１６５０は、例えば、本開示の機能性又は機能性の一部を具現化するプログラミングを含むことができる（例えば、上述のようにデバイスに具現化される）。

【0282】

ソフトウェア１６５０は、上述のような命令実行システム、装置、又はデバイスからソフトウェアに関連する命令をフェッチし、命令を実行することができる、上述のような命令実行システム、装置、又はデバイスによる使用又はそれに関連する装置による使用のために、任意の非一時的コンピュータ可読記憶媒体内に記憶及び／又は移送することもできる。本開示の文脈において、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置又はデバイスによって、又はそれに関連して使用するためのプログラムを収容又は記憶することができる、記憶装置１６４０などの任意の媒体であることができる。

【0283】

また、ソフトウェア１６５０は、上述のような命令実行システム、装置、又はデバイスによって、又はそれに関連して使用するために、任意の搬送媒体内に伝搬され、命令実行システム、装置、又はデバイスからソフトウェアに関連する命令をフェッチして、その命令を実行することができる。本開示の文脈では、搬送媒体は、命令実行システム、装置、又はデバイスによって、又はそれに関連して使用するために、通信、伝搬又は搬送プログラムを行うことができる任意の媒体であってもよい。搬送コンピュータ可読媒体は、電子媒体、磁気媒体、光学媒体、磁気媒体、赤外線有線媒体、又は無線伝搬媒体を含むことができるが、これらに限定されない。

【0284】

システム１６００は、任意の適切なタイプの相互接続通信システムとすることができるネットワークに接続することができる。ネットワークは、任意の適切な通信プロトコルを実施することができ、任意の適切なセキュリティプロトコルによって保護することができる。ネットワークは、無線ネットワークコネクション、Ｔ１又はＴ３回線、ケーブルネットワーク、ＤＳＬ、又は電話回線など、ネットワーク信号の送受信を実施できる任意の適切な配置のネットワークリンクを含むことができる。

【0285】

システム１６００は、ネットワーク上で動作するのに適した任意のオペレーティングシステムを実現することができる。ソフトウェア１６５０は、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ又はＰｙｔｈｏｎのような任意の適切なプログラミング言語で記述することができる。様々な実施形態では、本開示の機能性を具体化するアプリケーションソフトウェアは、例えば、クライアント／サーバ配置で、又はＷｅｂベースのアプリケーション又はＷｅｂサービスとしてのＷｅｂブラウザを介して、異なる構成で展開することができる。

【0286】

前述の説明は、説明のために、特定の実施形態を参照して説明された。しかしながら、上記の説明は、網羅的であること、又は本発明を開示された正確な形式に限定することを意図していない。上記技術を考慮した多くの修正及び変形が可能である。実施形態は、技術の原理及び実用的な利用を最もよく説明するために選択され、説明されたものである。これにより、当業者は、意図された特定の用途に適したものとして本技術と様々な修正を伴う様々な修正を最も有効に利用することができる。明確さと簡潔な説明のために、特徴は、本明細書において、同一又は別個の実施形態の一部として記述されるが、開示の範囲は、記述された特徴のすべて又は一部の組合せを有する実施形態を含むことが理解されるであろう。

【0287】

本開示及び例は添付の図面を参照して十分に説明されたが、様々な変更及び修正が当業者にとって明らかであることに留意されるべきである。そのような変更及び修正は、本開示及び例の範囲内に含まれるものとして特許請求の範囲によって定義されるように理解されるべきである。最後に、本出願で言及されている特許及び出版物の全体の開示は、ここに基準によって組み込まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【国際調査報告】