JP2024512552A - ビーム／ヌル形成アンテナ制御を用いる飛行計画のためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

ここでは、ビーム／ヌル形成アンテナを用いる飛行計画を実施するためのシステム及び方法が提示される。一態様によれば、地（すなわち地上）対空通信ネットワークは、空中の無線機と地上ベースのオペレータとの間の１つ以上の通信リンクを提供するためにスペクトル管理システムと連携して動作するように構成することができるビーム／ヌルステアリングアンテナを含むことができる。ビーム／ヌルステアリングアンテナはまた、システムを用いて、スペクトル監視システムからの航空機の飛行計画を受信することができる。１つ以上の例では、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、スペクトル管理システムが提供する飛行計画情報を使用して、アンテナで受信した信号が既知の所望の信号か、既知の望ましくない信号か、または未知の望ましくない信号かを判定することができる。１つ以上の例では、アンテナは判定に応じてビーム又はヌルを特定の信号に向けるように構成されることができる。

Description

関連出願

本出願は、２０２１年８月２７日に出願された米国仮出願第６３／２３７，８０１号及び２０２１年３月２２日に出願された米国仮出願第６３／１６４，２６９号に対する優先権及び利益を主張し、これらの各々の内容全体は、参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、航空通信ネットワークにおけるＲＦスペクトル管理に関し、より具体的には、地上通信ネットワークとの通信を容易にするために、航空機のアセット間のＲＦ狭帯域スペクトルチャネルを割り当てるシステム及び方法に関する。

有人飛行と無人飛行の両方に対する航空安全の重要な特徴の１つは、航空機のアセットが地上と通信して、運用上重要な通信を中継する能力である。航空機のアセットが地上との連続的かつ中断のない通信リンクを維持することを確実にすることは、航空機のアセットが所与の飛行中の任意及び全てのポイントにおいて、地上コントローラから必要な情報を受信すると共に、地上コントローラに必要な情報を送信することを確実にする。

航空機のアセット、具体的には無人航空機（ＵＡＶ）の普及により、各航空機のアセットが地上局と連続した双方向通信チャネルを有するようにするタスクを複雑化している。ＵＡＶは、現在では、地上との特殊な通信要件を有しながら、多様な地形領域を横断して長距離を飛行することができる。例えば、地上をベースにしたＵＡＶオペレータは、地上からＵＡＶに命令を与えるだけでなく、地上をベースにしたオペレータにＵＡＶの動作状態を知らせるＵＡＶからクリティカルテレメトリを受信するために、ＵＡＶと常時通信していなければならない。

空域における航空業務のための地上基地局と遠隔無線との間のクリティカルデータリンクの性能を確保することは、有人、無人、及びパイロット飛行の安全要件を支援する上で極めて重要である。データリンクは、規制当局が定めた信頼性、完全性、可用性の性能目標を満たす必要がある。遠隔無線のための連続的なデータリンクを確実にすることは、空域を通過する多くの航空機のアセットがある環境では、いかなる時でも困難である。使用可能なＲＦスペクトルの具体的な可用性は、困難な問題となり得る。航空トラフィック量の増加に伴い、ある航空機の通信が飛行中に別の航空機の通信を妨害する可能性が高まっている。航空ネットワーク内のスペクトル干渉は、所与のネットワーク内の航空機が大きな地理的区域を横切って遷移している場合にさらに悪化する可能性があり、したがって、地上との連続的な通信リンクを維持するためにその飛行中に複数の地上基地局に依存しなければならない。

一態様によれば、地（すなわち地上）対空通信ネットワークは、空中の無線機と地上ベースのオペレータとの間の１つ以上の通信リンクを提供するためにスペクトル管理システムと連携して動作するように構成することができるビーム／ヌルステアリングアンテナを含むことができる。１つ以上の例では、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、無線周波数（ＲＦ信号）を送受信することができる複数の送受信要素を含むことができる。１つ以上の例では、送信要素及び受信要素は、ステアリング可能であり、したがって、アンテナによって送信されたビーム及びヌルを特定の方向に向けることを可能にすることができる。１つ以上の例では、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、ビーム）とヌルの両方を複数のターゲットに同時に送信することができる。ビーム／ヌルステアリングアンテナは、ビームとヌルが互いに競合しないこと（すなわち、互いに干渉しないこと）を確実にするように構成することができ、それにより、アンテナによって送信される各ビームとヌルが、他のビームと、ビーム／ヌルステアリングアンテナによって送信されるヌルとから最小限のクロスチャンネル干渉を受けることを確実にする。

一態様によれば、ビーム／ヌルステアリングアンテナはまた、システムを用いてスペクトル管理システムからの航空機の飛行計画を受信することができる。飛行計画は、地上アンテナのネットワークによってカバーされている空域を通過する航空無線機のこれらの場所で、予想される場所と時間をアンテナが知ることを可能にする。１つ以上の例では、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、スペクトル管理システムが提供する飛行計画情報を使用して、アンテナで受信した信号が既知の所望の信号か、既知の望ましくない信号か、又は未知の望ましくない信号かを判定することができる。信号が既知の所望の信号である場合、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、地上と航空無線機との間の通信リンクを容易にするように、ビームが既知の所望の信号の方向に向けられることを確実にするように動作することができる。１つ以上の例において、信号が既知の望ましくない信号であると判定された場合（すなわち、所望の信号に干渉する可能性のある空域の別の飛行機からの信号）、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、ビーム／ヌルステアリングアンテナによってサービスされている所望の信号に対する望ましくない信号の影響を緩和及び／又は最小化するように、ヌルが既知の望ましくない信号の方向に向けられることを確実にするように動作することができる。

一態様によれば、ビーム／ヌルステアリングアンテナによって受信された信号が、所望の信号及び望ましくない信号の両方の受信した飛行計画のいずれとも一致しない場合、アンテナは、１つ以上の例において、未知の信号の決定された方向にヌルを向けるように作用することができ、また、未知の信号及び望ましくない信号を識別するように、基地局のスペクトル監視システム（アンテナが接続されている）と通信することもできる。１つ以上の例では、スペクトル管理システムに提出された飛行計画を用いたビーム／ヌルステアリングアンテナを提供することにより、ビームとヌルとの間のＲＦ競合を引き起こさない方法で、ビームとヌルがアンテナによって送信されることを確実にし、また、ビームが所望の航空無線信号に向けられ、ヌルが望ましくない航空無線信号に向けられることを可能にすることができる。

１つ以上の例では、ビーム／ヌルステアリングアンテナに実施されるノイズキャンセル技術は、システムが所望の航空信号を最大化し、望ましくない航空無線干渉を低減することを可能にすることができる。１つ以上の例では、ネットワークは、所望の航空無線信号と望ましくない航空無線信号の両方の位置及びＲＦ構成を知っているため、干渉デジタルノイズキャンセリングをより効率的に実施することができる。連続ノイズキャンセリング及びマルチユーザ検出（Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ Ｎｏｉｓｅ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）のようなノイズキャンセリング技術は、所望の航空無線信号及び望ましくない航空無線干渉の既知のＲＦ特性を含むビーム／ヌル形成ステアリングアンテナによって強化することができる。

一態様によれば、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナを操作するための方法は、１つ以上の飛行計画の各飛行計画を受信することであって、１つ以上の飛行計画の各飛行計画は、航空通信ネットワークの１つ以上のカバレッジエリア内を飛行する飛行に対するタイミング、位置、及び高度情報を含む、ことと、信号情報を受信することであって、信号情報は、航空通信ネットワークの１つ以上のカバレッジエリア内で送信される信号の位置情報を含む、ことと、受信した信号情報が１つ以上の受信した飛行計画の飛行計画と一致するかを判定し、受信した信号情報が１つ以上の受信した飛行計画の飛行計画と一致すると判定された場合、受信した信号情報の位置情報によって示される位置に信号を送信するようにアンテナの１つ以上の要素を操作し、受信した信号情報と一致する、１つ以上の飛行計画の飛行計画に基づいて、アンテナの１つ以上の要素で信号を追跡することと、を含む。

オプションとして、飛行計画は、飛行計画を実行する航空機の無線構成に関する情報を含む。

オプションとして、飛行計画を実行する飛行機の無線構成に関する情報に基づいて、アンテナの１つ以上の要素が操作される。

オプションとして、飛行計画は、飛行計画に関連した航空無線が所望の信号であるか関する情報を含み、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、所望の信号と関連した航空無線機とアンテナとの間の通信リンクを維持するように、ＲＦビームを所望の信号に向けるように構成される。

オプションとして、飛行計画は、飛行計画に関連する航空無線が望ましくない信号であるかに関する情報を含み、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、望ましくない信号によって引き起こされるＲＦ干渉を低減するように、望ましくない信号にＲＦヌルを向けるように構成される。

オプションとして、信号情報は、基地局の監視用アンテナで受信された無線周波数（ＲＦ）信号を受信して処理するように構成されたスペクトル監視デバイスから受信される。

オプションとして、信号情報は、アンテナの１つ以上の受信要素において、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナによって受信される。

オプションとして、飛行計画は、飛行計画に関連する航空無線が所望の信号であるか否かに関する情報を含み、受信された信号情報が１つ以上の受信した飛行計画の飛行計画と一致するかを判定することは、受信した信号情報が所望の信号の飛行計画と一致するか否かを判定することを含む。

オプションとして、方法は、受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致する場合、航空無線ネットワークの１つ以上のカバレッジエリアで送信されている信号の位置情報に関連する方向にＲＦヌルを送信するように、アンテナの１つ以上の要素を操作することを含む。

オプションとして、方法は、受信信号情報が所望の信号の飛行計画と一致する場合、受信信号に一致すると判定された所望の信号の飛行計画に基づいて、アンテナの１つ以上の要素を操作して、受信信号を追跡する。

オプションとして、飛行計画は、飛行計画に関連する航空無線が望ましくない信号であるか否かに関する情報を含み、受信された信号情報が１つ以上の受信した飛行計画の飛行計画と一致するかを判定することは、受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致するか否かを判定することを含む。

オプションとして、方法は、受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致する場合、航空無線ネットワークの１つ以上のカバレッジエリアで送信されている信号の位置情報に関連する方向にＲＦヌルを送信するように、アンテナの１つ以上の要素を操作することを含む。

オプションとして、方法は、受信信号情報が望ましくない信号の飛行計画に一致する場合、受信信号に一致すると判定された望ましくない信号の飛行計画に基づいて、受信信号を追跡するようにアンテナの１つ以上の要素を動作させることを含む。

オプションとして、受信した信号情報が所望の信号又は望ましくない信号の飛行計画と一致しない場合、方法は、航空無線ネットワークの１つ以上のカバレッジエリアで送信される信号の位置情報に関連する方向にＲＦヌルを送信するために、アンテナの１つ以上の要素を操作することを含む。

オプションとして、受信信号情報が所望信号又は望ましくない信号の飛行計画と一致しない場合、基地局の監視アンテナで受信された無線周波数信号を受信して処理するように構成されたスペクトル監視デバイスに信号情報を送信する。

オプションとして、スペクトル監視デバイスは、ビーム及びヌルステアリングアンテナから受信した信号情報に関連付けられた航空無線の識別に関連付けられた情報を判定するように構成される。

オプションとして、受信した信号情報と一致する１つ以上の飛行計画の飛行計画に基づいて、アンテナの１つ以上の要素で信号を追跡することは、飛行計画に基づいて送信された信号の位置を調整することを含む。

オプションとして、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナが、送信元からＲＦエネルギーを受信するように構成された複数の受信要素を含む。

複数の受信要素のうちの１つ以上は、送信元から水平に偏向されたＲＦエネルギを受信するように構成される、請求項１８に記載の方法。

オプションとして、複数の受信要素の１つ以上の受信要素は、送信元から垂直に偏向されたＲＦエネルギーを受信するように構成される。

オプションとして、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、ＲＦエネルギーを送信するように構成された複数の通過要素を含む。

オプションとして、複数の送信要素の１つ以上の送信要素は、水平に偏向されたＲＦエネルギーを送信するように構成される。

オプションとして、複数の送信要素の１つ以上の送信要素は、垂直に偏向されたＲＦエネルギーを送信するように構成される。

一態様によれば、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、ＲＦエネルギを受信して送信するように構成された１つ以上の要素、メモリ、１つ以上のプロセッサとを含む。メモリは、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つ以上の飛行計画を受信することであって、１つ以上の飛行計画の各飛行計画は、航空通信ネットワークの１つ以上のカバレッジエリア内を飛行するためのタイミング、位置、及び高度情報を含む、ことと、信号情報を受信することであって、信号情報は、航空通信ネットワークの１つ以上のカバレッジエリア内で送信される１つ以上のカバレッジエリア内で送信される１つの位置情報を含む、ことと、受信された信号情報が、受信された１つ以上の飛行計画の飛行計画と一致するかどうかを判定し、受信された１つ以上の飛行計画の飛行計画と一致する場合は、受信された１つ以上の飛行計画の飛行計画を操作し、アンテナの１つ又は要素を、アンテナの位置情報によって示される位置情報に信号を送信するように、受信した信号情報を追跡し、受信した信号情報と一致する１つ以上の飛行計画の飛行計画に基づいて、アンテナの１つ以上の要素で信号を追跡することと、をさせる１つ以上のプログラムを記憶する。

オプションとして、飛行計画は、飛行計画を実行する航空機の無線構成に関する情報を含む。

オプションとして、飛行計画を実行する飛行機の無線構成に関する情報に基づいて、アンテナの１つ以上の要素が操作される。

オプションとして、飛行計画は、飛行計画に関連した航空無線が所望の信号であるかに関する情報を含み、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、所望の信号と関連した航空無線機とアンテナとの間の通信リンクを維持するように、ＲＦビームを所望の信号に向けるように構成される。

オプションとして、飛行計画は、飛行計画に関連した航空無線が望ましくない信号であるかに関する情報を含み、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、望ましくない信号によって引き起こされるＲＦ干渉を低減するように、望ましくない信号にＲＦヌルを向けるように構成される。

オプションとして、信号情報は、基地局の監視用アンテナで受信された無線周波数信号を受信して処理するように構成されたスペクトル監視デバイスから受信される。

オプションとして、信号情報は、アンテナの１つ以上の受信要素において、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナによって受信される。

オプションとして、飛行計画は、飛行計画に関連する航空無線が所望の信号であるかに関する情報を含み、受信された信号情報が１つ以上の受信した飛行計画の飛行計画と一致するかを判定することは、受信した信号情報が所望の信号の飛行計画と一致するかを判定することを含む。

オプションとして、１つ以上のプロセッサは、受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致する場合、航空無線ネットワークの１つ以上のカバレッジエリアで送信される信号の位置情報に関連する方向にＲＦヌルを送信するために、アンテナの１つ以上の要素を操作する。

オプションとして、１つ以上のプロセッサは、受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致する場合、受信した信号と一致すると判定された望ましくない信号の飛行計画に基づいて受信した信号を追跡するために、アンテナの１つ以上の要素を操作する。

オプションとして、飛行計画は、飛行計画に関連する航空無線が望ましくない信号であるかに関する情報を含み、受信された信号情報が１つ以上の受信した飛行計画の飛行計画と一致するかを判定することは、受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致するかを判定することを含む。

オプションとして、１つ以上のプロセッサは、受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致する場合、航空無線ネットワークの１つ以上のカバレッジエリアで送信される信号の位置情報に関連する方向にＲＦヌルを送信するために、アンテナの１つ以上の要素を操作する。

オプションとして、１つ以上のプロセッサは、受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致する場合、受信した信号と一致すると判定された望ましくない信号の飛行計画に基づいて受信した信号を追跡するために、アンテナの１つ以上の要素を操作する。

オプションとして、受信した信号情報が所望の信号又は望ましくない信号の飛行計画と一致しない場合、１つ以上のプロセッサに、航空通信ネットワークの１つ以上のカバレッジエリアで送信される信号の位置情報に関連する方向にＲＦヌルを送信するために、アンテナの１つ以上の要素を操作する。

オプションとして、受信した信号情報が所望の信号又は望ましくない信号の飛行計画と一致しない場合、１つ以上のプロセッサに、基地局の監視アンテナで受信された無線周波数（ＲＦ）信号を受信及び処理するように構成されたスペクトル監視デバイスに信号情報を送信させる。

オプションとして、スペクトル監視デバイスは、ビーム及びヌルステアリングアンテナから受信した信号情報に関連付けられた航空無線の識別に関連付けられた情報を判定するように構成される。

オプションとして、受信した信号情報と一致する１つ以上の飛行計画の飛行計画に基づいて、アンテナの１つ以上の要素で信号を追跡することは、飛行計画に基づいて送信された信号の位置を調整することを含む。

オプションとして、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、送信元からＲＦエネルギーを受信するように構成された複数の受信要素を含む。

オプションとして、複数の受信要素の１つ以上の受信要素は、送信元から水平に偏向されたＲＦエネルギを受信するように構成される。

オプションとして、複数の受信要素の１つ以上の受信要素は、送信元から垂直に偏向されたＲＦエネルギーを受信するように構成される。

オプションとして、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、ＲＦエネルギーを送信するように構成された複数の通過要素を含む。

オプションとして、複数の送信要素の１つ以上の送信要素は、水平に偏向されたＲＦエネルギーを送信するように構成される。

オプションとして、複数の送信要素の１つ以上の送信要素は、垂直に偏向されたＲＦエネルギーを送信するように構成される。

一態様によれば、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナを動作させるための１つ以上のプログラムを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、電子デバイスの１つ以上のプロセッサによって実行されると、デバイスに、１つ以上の飛行計画を受信することであって、１つ以上の飛行計画の各飛行計画は、航空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に対するタイミング、位置、及び高度情報を含む、ことと、信号情報を受信することであって、信号情報は航空通信ネットワークの１つ以上のカバーエリア内で送信される信号の位置情報を含む、ことと、受信した信号情報が１つ以上の受信した飛行計画の飛行計画と一致するか否かを判定し、受信した信号情報が１つ以上の受信した飛行計画の飛行計画と一致すると判定される場合、受信した信号情報の位置情報によって示される位置に信号を送信するようにアンテナの１つ以上の要素を操作することと、受信した信号情報と一致する１つ以上の飛行計画の飛行計画に基づいて、アンテナの１つ以上の要素で信号を追跡することと、をさせる。

オプションとして、飛行計画は、飛行計画を実行する航空機の無線構成に関する情報を含む。

オプションとして、飛行計画を実行する飛行機の無線構成に関する情報に基づいて、アンテナの１つ以上の要素が操作される。

オプションとして、飛行計画は、飛行計画に関連した航空無線が所望の信号であるかに関する情報を含み、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、所望の信号と関連した航空無線機とアンテナとの間の通信リンクを維持するように、ＲＦビームを所望の信号に向けるように構成される。

オプションとして、飛行計画は、飛行計画に関連した航空無線が望ましくない信号であるかに関する情報を含み、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、望ましくない信号によって引き起こされるＲＦ干渉を低減するように、望ましくない信号にＲＦヌルを向けるように構成される。

オプションとして、信号情報は、基地局の監視用アンテナで受信された無線周波数（ＲＦ）信号を受信して処理するように構成されたスペクトル監視デバイスから受信される。

オプションとして、信号情報は、アンテナの１つ以上の受信要素において、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナによって受信される。

オプションとして、飛行計画は、飛行計画に関連する航空無線が所望の信号であるかに関する情報を含み、受信された信号情報が１つ以上の受信した飛行計画の飛行計画と一致するかを判定することは、受信した信号情報が所望の信号の飛行計画と一致するかを判定することを含む。

オプションとして、デバイスは、受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致する場合、航空無線ネットワークの１つ以上のカバレッジエリアで送信される信号の位置情報に関連する方向にＲＦヌルを送信するように、アンテナの１つ以上の要素を操作する。

オプションとして、デバイスは、受信した信号情報が所望の信号の飛行計画と一致する場合、受信した信号と一致すると判定された所望の信号の飛行計画に基づいて受信した信号を追跡するように、アンテナの１つ以上の要素を操作する。

オプションとして、飛行計画は、飛行計画に関連する航空無線が望ましくない信号であるか否かに関する情報を含み、受信された信号情報が１つ以上の受信した飛行計画の飛行計画と一致するか否かを判定することは、受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致するか否かを判定することを含む。

オプションとして、デバイスは、受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致する場合、航空無線ネットワークの１つ以上のカバレッジエリアで送信される信号の位置情報に関連する方向にＲＦヌルを送信するように、アンテナの１つ以上の要素を操作する。

オプションとして、デバイスは、受信した信号情報が所望の信号の飛行計画と一致する場合、受信した信号と一致すると判定された所望の信号の飛行計画に基づいて受信した信号を追跡するように、アンテナの１つ以上の要素を操作する。

オプションとして、受信した信号情報が所望の信号又は望ましくない信号の飛行計画と一致しない場合、デバイスに、航空通信ネットワークの１つ以上のカバレッジエリアで送信される信号の位置情報に関連する方向にＲＦヌルを送信するために、アンテナの１つ以上の要素を操作させる。

オプションとして、受信した信号情報が所望の信号又は望ましくない信号の飛行計画と一致しない場合、デバイスに、基地局の監視アンテナで受信された無線周波数信号を受信して処理するように構成されたスペクトル監視デバイスに信号情報を送信させる。

オプションとして、スペクトル監視デバイスは、ビーム及びヌルステアリングアンテナから受信した信号情報に関連付けられた航空無線の識別に関連付けられた情報を判定するように構成される。

オプションとして、受信した信号情報と一致する１つ以上の飛行計画の飛行計画に基づいて、アンテナの１つ以上の要素で信号を追跡することは、飛行計画に基づいて送信された信号の位置を調整することを含む。

オプションとして、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、送信元からＲＦエネルギーを受信するように構成された複数の受信要素を含む。

オプションとして、複数の受信要素の１つ以上の受信要素は、送信元から水平に偏向されたＲＦエネルギを受信するように構成される。

オプションとして、複数の受信要素の１つ以上の受信要素は、送信元から垂直に偏向されたＲＦエネルギーを受信するように構成される。

オプションとして、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、ＲＦエネルギーを送信するように構成された複数の通過要素を含む。

オプションとして、複数の送信要素の１つ以上の送信要素は、水平に偏向されたＲＦエネルギーを送信するように構成される。

オプションとして、複数の送信要素の１つ以上の送信要素は、垂直に偏向されたＲＦエネルギーを送信するように構成される。

本発明は、以下の図面を参照して、例としてのみ説明される。

図１は、本開示の例に従う航空通信ネットワークを示す。

図２は、本開示の例に従う例示的なステアリング可能アンテナを示す。

図３は、本開示の例に従うビーム／ヌルステアリングアンテナ内の受信機及び送信機アレイの例示的な実施を示す。

図４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。

図５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。

図６は、本開示の例に従う、アンテナの可用性を判定するための例示的なプロセスを示す。

図７は、本開示の例に従う例示的なスペクトル監視デバイスを示す。

図８は、本開示の例に従う、飛行計画情報を用いてビーム／ヌルステアリングアンテナを操作するための例示的なプロセスを示す。

図９は、本開示の例に従う代表的なビームステアリングアンテナシステムを示す。

図１０は、本開示の例に従う例示的なコンピューティングシステムを示す。

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施及び実施形態について詳細に説明する。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。

ここでは、ビーム／ヌルステアリングアンテナを実現し、動作させるためのシステム及び方法を説明する。１つ以上の例では、航空通信ネットワークは、航空無線と地上ベースのオペレータとの間の１つ以上のバイドライブ通信リンクを提供するために、スペクトル管理システムと関連して動作するように構成することができるビーム／ヌルステアリングアンテナを含むことができる。１つ以上の例では、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、無線周波数（ＲＦ信号）を送受信することができる複数の送受信要素を含むことができる。１つ以上の例では、送信要素及び受信要素は、ステアリング可能であり、したがって、アンテナによって送信されたビーム及びヌルを、スペクトル管理システムによって決定される特定の方向に向けることを可能にすることができる。１つ以上の例では、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、複数の所望の信号（すなわち、ビーム）とヌルの両方を複数のターゲットに同時に送信することができる。

１つ以上の例では、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、地対空通信ネットワークを介して、航空無線機と地上オペレーションとの間の通信を管理するように構成される、飛行計画ベースのスペクトル管理システムからタスクを受信することができる。１つ以上の例では、アンテナは、飛行計画情報を使用して、ネットワーク内の信号が既知の所望の信号であるか、既知の望ましくない信号であるか、又は未知の望ましくない信号であるかを判定することができる。１つ以上の例では、アンテナが信号を検出し、それを受信した飛行計画情報に基づいて既知の所望の信号として分類する場合、アンテナは、所望の信号の位置にビームを向けて、航空無線機と地上ベースのオペレータとの間の通信リンクを確立することができる。１つ以上の例では、受信信号が既知の望ましくない信号であると判定される場合（飛行計画情報に基づいて）、アンテナは、望ましくない信号がネットワーク内の所望の信号と干渉する可能性を最小化又は完全に排除するように、望ましくない信号にヌル化信号を向けることができる。

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」、「備える」、及び／又は「備えている」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。

本開示のある側面では、アルゴリズムの形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。以下の議論から明白なように明記されていない限り、記述全体を通して、「処理」、「コンピューティング」、「計算」、「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、又は同様の電子コンピューティング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。

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、ランダムアクセスメモリ、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非一時的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（ＣＰＵ）、グラフィカル処理装置（ＧＰＵ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及びＡＳＩＣが含まれる。

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。

航空機が飛行中である場合、航空機が地上と信頼性のある連続的な通信リンクを有することが重要である。例えば、航空機が地上から飛行し、オペレータによって制御される無人航空機（ＵＡＶ）の文脈では、オペレータは、ＵＡＶの状態に関する情報が継続的に更新されることを必要とする。無人飛行を容易にするために、ＵＡＶは命令を受け取ることができるように、そして、重要な遠隔測定情報を送信して飛行の状態をオペレータに知らせることができるように、地上のオペレータと継続的に連絡を取る必要がある。しかし、航空トラフィックが世界中で増加するにつれて、その飛行期間全体にわたって航空機に信頼性がある連続的な通信リンクを提供することは、困難であり得る。地対空通信ネットワークは、そのネットワーク内の単一の航空機がその飛行中に信頼性のある連続的な通信チャネルを提供できることを保証するために調整する必要がある多くの航空機、地上局、及び地理的区域を含むことができる。

図１は、開示の例に従う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。１つ以上の例では、通信ネットワーク１００は、１つ以上の地上基地局１０４ａ－ｃを含むことができる。地上基地局１０４ａ－ｃの各々は、地上から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、カバレッジエリア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、ＲＦスペクトル無線信号を地理的カバレッジエリア１０８ａ上で送信するように構成されることができる。地上基地局１０４ｂはＲＦスペクトル無線信号を地理的カバレッジエリア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レッジエリア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、地理的なカバレッジエリア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。

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すことができる。例えば、飛行の開始時に、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、一方、航空機１０２はカバレッジエリア１０８ａ内にある。飛行中に、航空機がカバレッジエリア１０８ａからカバレッジエリア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。飛行中に、航空機１０２がカバレッジエリア１０８ｂからカバレッジエリア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つのカバレッジ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。

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レッジエリア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。

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、そのカバレッジエリア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。

１つ以上の例では、各地上基地局１０４ａ－ｃは、基地局に配置され、１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に配置された１つ以上の航空無線機に信号を送信するように構成される１つ以上のアンテナを含むことができる。１つ以上の例では、以下でさらに詳細に説明するように、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指すように電子的に「ステアリングされる」ことができるコンピュータ制御アンテナのアレイとして実施することができる。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施することができ、これにより、アンテナを物理的に動かすことなく、信号を特定の方向に向けることができる。アンテナを目標物の方向に向けることによって（すなわち、アンテナへデータを送受信するであろう航空無線機）、アンテナは、アンテナと航空無線機との間の通信リンクの信号対雑音比を最大化することができ、それによって、地上と航空無線機との間の安定した通信リンクを確保する。

図２は、本開示の例に従う例示的なステアリング可能アンテナを示す。１つ以上の例では、図２のアンテナ２００は、地上基地局タワー１０４に配置することができる。開示の１つ以上の例において、アンテナ２００は、受信アレイ２０２及び送信アレイ２０４を含むことができる。１つ以上の例では、送信アレイ２０４は、地上基地局１０４から１つ以上の航空機１０２に（さらに具体的には、航空機に配置された航空無線機のそれぞれに）信号を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、送信アレイ２０４は、複数のアンテナ素子２１６を含むことができ、送信アレイ２０４の各素子２１６は、信号を送信するように構成される。１つ以上の例では、フェーズドアレイの実施例では、送信アレイ２０４のアンテナ素子２１６は、集合的に動作して、１つ以上の信号を上述したように所望の地理的位置に向けることができる。開示の１つ以上の例では、各送信アレイ要素２１６は、意図された受信機が位置する方向に向けられるように、独立して動作可能である。

１つ以上の例では、受信アレイ２０２は、地上基地局１０４において、１つ以上の機体１０２（さらに具体的には、飛行機に配置された航空無線機の各々）から信号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、受信アレイ２０２は、複数のアンテナ素子２１４を含むことができ、受信アレイ２０２の各素子２１４は、信号を受信するように構成される。１つ以上の例では、フェーズドアレイの実施例では、受信アレイ２０２のアンテナ素子２１４は、上述したように、所望の地理的位置から信号を受信するように、集合的に動作させることができる。開示の１つ以上の例では、各受信アレイ素子２１４は、受信される信号が位置する方向に向けられるように、独立して動作可能である。

１つ以上の例では、アンテナアレイ素子２１４及び２１６は、ローブ（すなわち、信号のゲインが最大となる）とヌル（すなわち、信号のゲインがほぼゼロに最小となる）の両方を含む放射パターンを生成するように構成することができる。１つ以上の例では、アンテナの放射パターン（すなわち、ローブ及びヌル）は、所望の信号が方向付けられる場所（すなわち、基地局が通信リンクを確立したい航空無線機）にローブを向けることができ、アンテナの放射パターンのヌルを、アンテナと、地上基地局の空域を通過する航空無線機との間の通信を干渉する可能性のある干渉物又は未知の信号の方向に向けることができるように、動的に再構成することができる。１つ以上の例では、アンテナ素子２１４及び２１６は、物理的に移動させることができ、又はフェーズドアレイの場合、アンテナを最適に動作させるために必要とされるように、ヌル及びローブを特定の方向に向けることができるように位相を調節することができる。

１つ以上の例では、アンテナ２００は、ローブ及びヌルパターンが、アンテナの動作中に互いに干渉しないことを確実にすることができる処理ロジックを含むことができる。例えば、ヌルの伝搬経路とヌルの伝搬経路が互いに交差するようにアンテナのヌルとローブが指向されている場合、２つの信号は互いに競合する可能性がある。信号間の競合により、アンテナの全体的な性能が劣化する可能性があり、アンテナ２００は、十分に高い信号対雑音比を所望の信号に与えることができず、その結果、それらの航空機無線に通信チャネルを確実に提供して地上のオペレータと通信することができない。１つ以上の例では、アンテナ２００は、ローブとヌルを特定の地理的領域に向ける要求を検査し、アンテナが要求間の信号競合を引き起こさない方法でそれらの要求を確実に満たすように構成することができる。

１つ以上の例では、アンテナ２００は、分離水平偏波受信及び垂直偏波送信素子を含むことができる。別個の偏波を含むことにより、アンテナ２００は、事実上、その送受信容量の２倍とすることができる。水平と垂直偏波の使用は例としてのみ意図されており、限定と見なすべきではない。１つ以上の例では、アンテナ２００は、同様に、非偏波信号及び円偏波信号を受信するように構成することができる。図２に示すように、アンテナ２００は、信号の垂直偏波部分を受信するように構成された複数の受信垂直偏波素子２０６を含むことができる。１つ以上の例では、アンテナ２００は、信号の水平偏波部分を受信するように構成された複数の受信水平偏波素子２０８を含むことができる。１つ以上の例では、アンテナ２００は、１つ以上の航空無線機に垂直に偏向された信号を送信するように構成された複数の送信垂直偏波素子２１０を含むことができる。１つ以上の例では、アンテナ２００は、１つ以上の航空無線機に水平偏向された信号を送信するように構成された複数の送信水平偏波素子２１２を含むことができる。

アンテナ素子自体に加えて、図２のアンテナ２００は、アンテナを動作させるように集合的に動作させることができる複数の処理コンポーネントを含むことができ、これにより、アンテナは、基地局のカバレッジエリア内の航空無線機と地上設置オペレータとの間の通信リンクを提供することができる。図３は、開示の例に従った、ビーム／ヌルステアリングアンテナ内の受信及び送信アレイの例示的な実施を示している。図３の例では、受信及び送信アレイは、アンテナを動作させるように集合的に構成することができる処理システム３００に通信可能に結合することができ、これにより、航空無線機と地上との間に通信チャネルを提供する一方、また、（以下にさらに詳細に説明するように）カバレッジエリアにおいても伝播する望まない信号又は望ましくない信号の影響を最小限に抑えるように動作することができる。

１つ以上の例において、システム３００は、デジタルビーム形成を集合的に実行するように構成されるデジタル処理コンポーネント３０２を含むことができる。１つ以上の例では、デジタルビーム形成は、アンテナ素子へのデータストリームとアンテナ素子からのデータストリームとをデジタル的に加算して、アンテナ素子から供給され受信された信号を反映する複合信号を生成するプロセスを含むことができる。１つ以上の例において、システム３００は、１つ以上のアナログコンポーネント３０４を含むことができる。１つ以上のアナログコンポーネント３０４は、アナログコンポーネント３０４とデジタルコンポーネント３０２との間のインタフェースとして機能するように構成された１つ以上の変換器（デジタル－アナログ変換器（ＤＡＣ）及びアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）など）を含むことができる。１つ以上の例では、ＤＡＣは、アンテナに送られているデジタルプロセッサからアナログ信号にデジタル信号を変換するように構成することができる。ＡＤＣは、デジタル処理コンポーネント３０２によって処理するために、アンテナからのアナログ信号をデジタル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、アナログコンポーネント３０４は、アンテナ素子に送信される信号をそれぞれアップコンバートし、アンテナ素子から受信される信号をダウンコンバートするように構成されたアナログアップ及びダウンコンバータを含むことができる。

１つ以上の例では、システム３００は、フロントエンドモジュール及びアンテナ素子を含むことができるアンテナアーキテクチャ素子３０６を含むことができる。１つ以上の例では、フロントエンドモジュールは、アンテナによって要求される特定のビームパターン（すなわち、ローブ及びヌル）を発揮するように集合的に動作する増幅器及びスイッチを含むことができる。従って、上述のように、１つ以上の例では、アンテナアーキテクチャコンポーネント３０６は、通信チャネルを必要とする航空無線機の位置、及びアンテナが最小化又は排除するために動作できる干渉信号に依存して、アンテナの必要に応じて、アンテナのローブ及びヌルを向けるように操作することができる。１つ以上の例では、ヌルは、目標の航空機に直接向けられるのではなく、追加的に、地上局によって運用されているさまざまな通信チャネルの全体的なキャリア対雑音比を下げることを目標とすることができる。

また、図３には、アンテナ素子の物理アーキテクチャ３０８の例も示されている。１つ以上の例では、送信及び受信アンテナ素子は、３０８で示されているように円形アーキテクチャに配置することができ、これにより、送信及び受信素子は、アンテナが存在する基地局のカバレッジエリアに３６０度のカバレッジを提供することができる。

以下に詳細に説明するように、図２及び図３に関して上述したビーム／ヌル形成アンテナは、ネットワーク内の１つ以上の基地局と、スペクトル管理システムによって管理される通信ネットワークを通過する１つ以上の航空無線機との間の通信を調整することができるスペクトル管理システム内で動作することができる。アンテナの能力は、スペクトル管理システムによって提供される情報と連動して機能し、また、それを使用して、アンテナの動作を強化し、飛行中に、ネットワークを経て、ネットワーク内の１つ以上の航空無線機に信頼性のある連続する通信チャネルを提供することができる。１つ以上の例において、さらに詳細に後述するように、ビーム／ヌル形成ステアリングアンテナシステムは、航空ネットワークのスペクトル管理システムからスペクトルリソースを要求する航空無線機を有する航空機の飛行計画を提出することによって、強化することができる。スペクトル管理システムによって提供される飛行計画を使用することによって、アンテナシステムは、ネットワークの全ての航空無線機がどこに位置するか、又は常に位置することが期待されるかについての知識を有することができる。この知識には、更新／修正／追加された飛行計画ファイリングに基づいて必要とされる可能性のある逸脱を含むことができ、これは航空管制の指示に基づいてリアルタイムで発生する可能性がある。この知識は、航空無線機がアンテナシステムの有効性を最大にする所定の位置に配置されることを保証することにより、位置支援ビーム／ヌル形成ステアリングアンテナの使用を通じて得られる利益を含むように、トラフィックチャンネルの計画及び割り当てを可能にすることができる。リアルタイムで収集された航空無線機の遠隔測定をアンテナシステムに提供し、飛行計画との比較で追跡することができる。１つ以上の例では、位置と高度の遠隔測定は、ＧＰＳ、拡張ＲＴＫ ＧＰＳ、及び複数の地上ベースのナビゲーションビーコン、航空気圧計、レーダー高度計の三角測量に基づく代替ＧＰＳのような外部リソースによって提供することができる。

航空機に専用のＲＦスペクトルチャネルを割り当ててその飛行の飛行期間を通して使用することは困難な場合がある。多くの場合、所与の基地局が何時でも何百回もの飛行に通信チャネルを提供する責務を負い、カバレッジ内の各航空機は、空域内の他の航空トラフィックによって途切れることなく地上と通信できるように、自身の専用ＲＦスペクトルチャネルを必要とする。さらに、飛行は所与の飛行中に複数の基地局を横断し得るので、地上と競合しない通信を行うために、飛行期間全体にわたって使用することができる、飛行に専用のＲＦスペクトルを割り当てることは、同一のＲＦスペクトルチャネルを用いる２機の航空機が同一のカバレッジエリアを通過しないことを保証するために、高レベルの調整を必要とし得る。さらに、所定のカバレッジエリア内のＲＦ環境が動的であるため、所定のカバレッジエリア内の２つの飛行が同じＲＦチャネル上で動作しないことを確実にする必要があるだけでなく、航空機と地上との間のあらゆる通信が、所定のカバレッジエリア内で動作することができる様々なノイズ源からの干渉を受けないことを確実にする必要もある。これらのノイズ源には、ＲＦノイズフロア、関連又は無関係であるネットワークの共存チャネル又は隣接チャネルの干渉、ならびに帯域外干渉源が含まれる。

航空機へのＲＦスペクトルチャネルの割り当てを調整するために、１つ以上の例で、安全な航空オペレーションをサポートするように構成された動的スペクトル管理のためのシステムを、所与の通信ネットワークで動作する航空機へのＲＦスペクトルチャネル割り当てを調整するように実施することができる。１つ以上の例では、スペクトル管理システムは、地上基地局とネットワーク内の航空機上で動作する航空無線との間で無線リソースが利用可能であることを確実にするために、決定論的な方法でスペクトルとトラフィックチャネルを割り当てることができる。

図４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。開示の１つ以上の例において、図４の通信ネットワーク４００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４００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。

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４０６をネットワーク４００に接続して、１つ以上の機体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４０６の各々は、パイロット４０６によって制御されている航空機４０２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４０２を通じてネットワーク４００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４０２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４０６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。

開示の１つ以上の例では、スペクトル管理システムは、航空機１０２とパイロット／オペレータ４０６との間の各アクティブ通信リンクを管理するように構成することができる。従って、１つ以上の例において、スペクトル管理システム４０２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４０２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４０２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４０２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ように（例えば、ＲＦチャネルを切り替えることによって）構成され得る。

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だけでなく、スペクトル管理システム４０２は、飛行の間に使用される所与の飛行のために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。以下に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、パイロット／オペレータ２０６から飛行計画を受信することができ、申請された飛行計画ならびに他の要因（アンテナの可用性など）に基づいて、飛行中に遭遇し得る潜在的な干渉を考慮に入れた決定論的方法で、ＲＦチャネルを各飛行に割り当てることができる。

１つ以上の例において、上述のスペクトル割当てプロセスは、スペクトル管理システム４０２によって実行することができ、及び／又は、本明細書では総称して「デジタルツイン」と呼ぶ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。情報の大容量及び／又は、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ン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、運用システムに影響を与えることなく、所要の解析を実行するために使用することができる。１つ以上の例では、図４の例に示すように、デジタルツイン４０４は、スペクトル管理システム４０２の処理負荷を低減するためにスペクトル管理システム４０２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４０２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４０４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。

１つ以上の例において、デジタルツイン４０４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４０６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飛行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４０４で要求が確認されると、運用スペクトル管理システム４０２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。

上述したように、スペクトル管理システム４０２及びデジタルツイン４０４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４０２及びデジタルツイン４０４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。

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４０２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４０２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。

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４０２及びデジタルツイン４０４を介して、それら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を有することができる。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４０２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。

開示の１つ以上の例では、ネットワーク４００は、スペクトル管理システム４０２へのポイントツーポイント通信リンクのような接続された或いは接続されていない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４０２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レッジ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基地局４０８を提供することができる。１つ以上の例において、一時／ポータブル基地局はスペクトル管理システム４０２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、これらの接続されていない基地局は、スペクトル管理システム及びデジタルツインに、干渉及びカバレッジのために調整されジオフェンスされるように、動作計画を提出する。

１つ以上の例では、一時／ポータブル基地局４０８は、一時／ポータブル基地局４０８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することができる。開示の１つ以上の例では、一時／ポータブル基地局４０８のオペレータは、機体の数、飛行する回数、及び飛行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４０８の「オペレーションのコンセプト」をサービスプロバイダに通知することができる。スペクトル監視システム４０２は、一時／ポータブル基地局４０８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４０２は、一時／ポータブル基地局２０８の動作の概念を使用して、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（以下で詳細に説明する）を更新することができ、そのネットワーク４００内を飛行している航空機が一時／ポータブル基地局４０８の飛行動作に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４０２は、一時／ポータブル基地局４０８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４００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４０８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４０８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。

図５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４に示される通信ネットワークの単一リンクとすることができ、パイロット５０２と飛行機５３６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５０２と航空機５３６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５０２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５０４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５に示されるように、パイロット５０２によってデジタルツイン５０４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。

１つ以上の例において、パイロット５０２によってサブミットされた飛行計画（オペレーションプランとも呼ばれる）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、速度などの飛行ミッションの詳細を含むことができる。１つ以上の例において、パイロット５０２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５０４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。さらに、また、以下にさらに詳細に説明するように、デジタルツイン５０４を介してスペクトル管理システムに提供される飛行計画情報は、１つ以上の例において、図２及び３に関して上述した例に従って実施することができるビームステアリングアンテナ５３０に提供することもできる。飛行計画に加えて、パイロット５０２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５０４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５０４は航空機又は無線の構成を送信して、デジタルツイン５０４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５０４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。

開示の１つ以上の例において、パイロット５０２はまた、スループット要求をデジタルツイン５０４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５０２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。

上述したように、デジタルツイン５０４は、飛行計画と、飛行中にパイロット５０２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５０２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５０４は、トラフィックチャネルプール５１４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５１４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５１４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。

１つ以上の例において、デジタルツイン５０４は、トラフィックチャネルプール５１４からチャネル又は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５１６、予約されたチャネル５１８、及び制限されたトラフィックチャネル５２０を含むことができる。

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５０４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５０４は、５０６に示されるように、ネットワーク内の地上ベース局の各々のカバレッジエリアを「ジオフェンス」することができる。１つ以上の例において、「ジオフェンス」５０６は、飛行トラフィックに対して十分なＲＦ可用性があるカバレッジ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５０２が飛行計画を提出すると、システムはジオフェンス５０６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車両の自動パイロットにプログラムすることができる。

１つ以上の例において、ジオフェンスは、デジタルツイン５０４によって維持される動的リンクバジェット５０８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５０６は、それ自身の動的リンクバジェット５０８を有することができる。動的リンクバジェット３５８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５０８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５０８はまた、ジオフェンス５０６内の信頼できる通信信号を保証するために、ＲＦ安全マージンを含むことができる。１つ以上の例において、運用スペクトル管理システム５２２（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５０４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、所与の飛行経路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、及び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。

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５０４は、キャリブレーションされたＲＦカバレッジ予測ツール５１０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５１０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レッジエリアを作成する。１つ以上の例では、ＲＦカバレッジ予測ツール５１０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レッジ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。

開示の１つ以上の例において、デジタルツイン５０４はまた、ビーム／ヌルステアリングアンテナが、互いに競合しない方法で、所望のローブ及びヌルを意図されたターゲットに同時に提供できるか否かを決定するように構成することができる。上述のように、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、航空機間の潜在的なチャネル干渉に関する先験的な知識を有することができる。例えば、特定の基地局では、基地局の空域を通過する航空無線機は、隣接カバレッジエリアを通過し、自身の各基地局と同時に通信している航空機によって送信される通信からチャネル干渉を受けることがある。１つ以上の例において、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、そのカバレッジエリア内の航空無）でローブ（すなわち、ビーム）を投影し、その飛行機によって引き起こされる干渉を最小化するように、隣接するカバレッジエリア内の他の飛行機にヌル信号を向けることができる。しかし、上述のように、アンテナは、その要素（すなわち、送信及び受信要素）を調和させて、互いに送受信される信号が、例えば、ビームを横切ることによって互いに干渉し、これによりアンテナ内にコンフリクトを作り出さないように要求され得る。単一のビーム／ヌルステアリングアンテナは多数の通信チャネルを一度に動作させ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、それらの通信リンクを、競合を引き起こさない（すなわち、ビームとヌルが互いに干渉しない）方法で動作させることを確実にしなければならない。

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可用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５０４は、必要なローブとヌルとその方向が上述したようにアンテナ内で競合を引き起こすか否かを判定することができる。おそらくアンテナの競合が検出された場合、デジタルツイン５０４は、オペレータに、競合のために飛行計画を調整する必要があることを警告することができる。

図６は、開示の例による、アンテナの可用性を判定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６のプロセス６００は、デジタルツイン５０４で実行することができ、その結果、受信した飛行計画についてのＲＦ可用性を決定する一部として、デジタルツイン５０４は、ビーム／ヌルステアリングアンテナが、基地局のカバレッジエリアを通過する航空機のすべてについて、全体として信頼性のある通信リンクを提供するために、必要な軌道における必要なローブ及びヌルを提供することができるかどうかを決定することができる。開示の１つ以上の例では、処理６００はステップ６０２で始まり、デジタルツイン５０４で飛行計画が受信される。１つ以上の例では、前述したように、飛行計画には、提案された飛行中の機体の意図されたタイミング、高度、位置、速度などの飛行ミッションの詳細を含めることができる。

１つ以上の例では、デジタルツイン５０４がステップ６０２で飛行計画情報を受信すると、処理６００はステップ６０４に移行し、受信した飛行計画から得られた飛行情報を、前述したようにサイトカバレッジの利用可能性及び利用可能なチャネルキャパシティに対してマッピングすることができる。ステップ６０４で、デジタルツインは、特定のカバレッジエリア内のジオフェンス５０６と、１つ以上の動的リンクバジェット５０８（上述）を使用して、提案された飛行計画が、飛行計画で提案されたすべての時間及び位置で、利用可能なＲＦカバレッジを有するかどうかを判定することができる。

１つ以上の例では、ステップ６０４で実行されるサイトカバレッジ及び利用可能なチャネル容量に対する飛行情報のマッピングは、ビーム／ヌルステアリングアンテナ５３０が、飛行計画を実行する所与の飛行機に通信チャネルを提供するために必要なローブ（すなわち、ビーム）を提供するために利用可能なアンテナ素子を有し、また、飛行計画を実行する航空機の通信チャネルに干渉し得る望ましくない信号に向けるために必要なヌルを有することを想定することができる。しかしながら、上述したように、アンテナは、アンテナにおいて「競合」を引き起こす場合、必要なローブとヌルを提供することができない場合がある。上述したように、「競合」は、ローブとヌルとの間のクロスチャンネル干渉を引き起こすことなく、基地局のカバレッジエリア内のすべての飛行機に必要なローブとヌルを提供するアンテナの能力を参照することができる。上述のように、ビーム／ヌルステアリングアンテナ５３０は、特定の信号が所望の信号であるか、又は望ましくない信号であるかに基づいて、ローブ及びヌルを特定の地理的位置に提供するように特定の方向に向けられた複数の受信要素及び送信要素を含むことができる。１つ以上の例では、アンテナがローブを提供する場所とヌルを提供する場所の指示を受け取ると、それらの指示を処理し、どの要素がどの方向を指すか、どの要素がローブを提供するべきか、そしてどの要素がヌルを提供すべきかを判定することができる。その判定の一部として、アンテナは、ヌル及びローブ、ならびにそれらの方向をアンテナ上の各個別要素に割り当てることができる。交差チャネル干渉を避けるために、アンテナは、送信されたローブとヌルが互いに経路を交差しないような方法で要素を割り当てることができる。言い換えると、アンテナは、送信されたローブ又はヌルの要素が、別の要素によって送信されている別のローブ又はヌルの経路を横断しないように、各要素を割り当てることができる。

したがって、１つ以上の例において、及びステップ６０６において、デジタルツイン５０４は、ビーム間の競合を起こさないような方法で、与えられた飛行計画がアンテナによって利用可能であるか否かを判定することができる。ステップ６０６でのこの判定は、査定されている現在の飛行計画、現在の飛行計画の経路中に空域を通過することになる他の受信飛行計画、及び飛行計画の性能中に存在するであろう既知の干渉者の位置に基づいて行うことができる。システムはステップ６０４で決定されたようにＲＦの利用可能性を有することができるが、そのＲＦの利用可能性は、アンテナが飛行計画の動作中に必要なヌル及びローブを航空機及び干渉者に適切に供給することができるという仮定に依存し得る。ステップ６０６で、処理６００は、その想定が有効であるか否かを判定することができる。

ステップ６０６において、アンテナの利用可能性の確認が行われると、処理６００はステップ６０８に移行することができ、ステップ６０２において受信された飛行計画により、アンテナに競合が生じるか否かについての判定が行われる。競合が存在することがステップ６０８で判定された場合、プロセス６００はステップ６１０に移行し、システムのオペレータに競合を警告することができ、さらにステップ６０６で判定された競合を回避するために飛行計画を調整する必要があることを警告する。一方、ステップ６０８において、競合が存在しないと判定される場合、プロセス６００はステップ６１２へ移行することができ、ここで、飛行計画はスペクトル管理システム５２２に送信される。１つ以上の例において、スペクトル管理システム５２２は、飛行計画を地上局コントローラ５２４に送信することができ、これにより（以下でさらに詳細に説明するように）、飛行計画をビーム／ヌルステアリングアンテナに送信して、アンテナの動作中にアンテナがその情報を使用できるようにすることができる。

図６の例に戻ると、１つ以上の例において、与えられた飛行計画がその飛行期間を通じて信頼できる通信チャネルを維持することができないということが動的リンクバジェット／バジェット（複数）及び／又はアンテナの可用性を介して判定された場合、飛行機５３６及びパイロット５０２にその飛行期間に必要な通信チャネルを与えるためにその飛行計画が変更されなければならないことがパイロット５０２に通知される。１つ以上の例において、飛行計画がサービス可能であると判定された場合、その開示の１つ以上の例において、トラフィックチャネルプールからの飛行に割り当てられた特定のＲＦスペクトルチャネル又はチャネルは、動的干渉及び共存予測ツール５１２（「干渉ツール」）に対して相互参照して、上述のように飛行に割り当てられた特定の周波数が、ネットワーク内の別の飛行を妨害したり妨害したりする可能性を有するか否かを判定することができる。１つ以上の例では、干渉ツール５１２は、飛行中に発生し得る既知の同一チャネル干渉を計算するように構成することができる。１つ以上の例では、ネットワーク内で動作する他のリモート無線機が、飛行計画に基づいて特定の飛行が通過する地理的なカバレッジエリア全体に地理的に及び高度で分散できるため、同一チャネル干渉が発生する可能性がある。同一チャネル干渉が所与のチャネル割り当てを生じさせると判定される場合、いくつかの例において、デジタルツイン３５４は、別のチャネル又は複数のチャネルをトラフィックチャネルプールから選択し、干渉ツール５１２を使用して割り当てられたチャネルを分析して、パイロット５０２によって送信されたような飛行計画の全体にわたってチャネルが信頼性があり利用可能であるかどうかを判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、干渉ツール５１２を使用して、１つ以上の除外ゾーン（すなわち、飛行が許可されていない場所）を設定することができる。さらに、スペクトル管理システムは、種々の規制要件、干渉、ポイントツーポイント動作、及び衛星又は地上通信ネットワークを含む代替技術動作に基づいて、１つ以上の除外ゾーンを設定することができる。

従って、上述したように、動的リンクバジェット５０８（動的ＲＦカバレッジ予測ツール５１０と関連させて）は、所与の飛行計画が飛行計画中の全ての地点及び時間においてＲＦカバレッジを有するか否かを判定するように構成することができ、一方、干渉ツール５１２は、トラフィックチャネルプール５１４から割り当てられたチャネルが飛行中に有害な量の干渉を受けないように構成することができる。上述したように、ダイナミックリンクバジェット５０８又は干渉ツール５１２が、飛行中に信頼できるＲＦリンクを確立できないこと、又は飛行計画の必要性を満たすチャネルが、飛行の提案された時間中に利用できないことを判定した場合、１つ以上の例において、デジタルツイン５０４は、飛行計画を調整する必要があることをパイロット５０２に知らせることができる。

上述のように、デジタルツイン５０４は、飛行が行われる前に、飛行のためにスペクトルを割り当て、動作を計画する責任を負うことができる。しかしながら、通信チャネルの実際の動作は、別個のスペクトル管理システム５２２によって処理することができる。１つ以上の例では、デジタルツイン５０４及びスペクトル管理システム５０４は、単一システムとして実施することができる。あるいは、デジタルツイン５０４及びスペクトル管理システム５２２は、別個のシステムとして実施することができる。開示の１つ以上の例では、スペクトル管理システム５２２は、所与の通信ネットワークで動作している通信リンクのすべてを管理する責務を負うことができる。スペクトル管理システム５２２はリアルタイムで動作しており、複数の通信リンクに影響を与える可能性のある決定を行う必要があるため、１つ以上の例では、デジタルツイン５０４とスペクトル管理システム５２２を別々のシステム上で実施して、デジタルツイン３０４の動作がスペクトル管理システム３２２がその動作を実行する速度に影響を与えないようにすることが有利である。

１つ以上の例において、及び以下に説明するように、スペクトル管理５２２は、所与の航空通信ネットワーク内の全ての飛行の通信リンクを実施し、管理することに責任を負うことができる。従って、スペクトル要求がデジタルツイン５０４によって確認されると、割り当てられたチャネル又はチャネルとの通信チャネルの実行及び割り当ては、スペクトル管理システム５２２上で実行され得る。

上述したように、スペクトル管理システム５２２は、所与の通信ネットワークにおいて、パイロット５０２と飛行５３６との間の全ての通信チャネルを実現するだけでなく、それらが飛行中に要件に従って動作していることを確実にするために、リンクをリアルタイムで監視する責務も負うことができる。その実施及び監視タスクを実行するために、１つ以上の例では、スペクトル管理システム５２２は、図１及び図４に関して上述した基地局コントローラ５２４を介して通信ネットワークの各基地局５２６と通信することができる。開示の１つ以上の例では、ネットワーク内の各基地局は、航空機５３６が基地局のカバレッジエリアを通過する際に、リアルタイムで通信リンクをセットアップ及び監視する際にスペクトル管理システム５２２を支援する１つ以上のコンポーネント及びツールを含むことができる。基地局コントローラ５２４は、基地局コントローラに通信可能に接続して、スペクトル管理システムが所与の基地局のＲＦ環境を監視するために使用される１つ以上のアンテナ素子及びツールのようなセットアップ及びメンテナンスと共に課される、通信リンクを実施及び監視するために必要なコンポーネント及びツールにアクセスすることができる。

開示の１つ以上の例では、スペクトル管理システム５２２は、通信ネットワーク内の各基地局５２６に配置されたスペクトル監視デバイス５２８にアクセスし、これを制御することができる。１つ以上の例では、スペクトル監視デバイスは、基地局５２６のＲＦ環境を監視するように集合的に構成される１つ以上のハードウェア構成部品（アンテナ及びセンサなど）を含むことができる。スペクトル監視デバイスは、通信ネットワーク内の各基地局及び各基地局に配置することができ、干渉のために基地局のアクティブなＲＦ環境を継続的に測定するように構成することができる。

図７は、本開示の例に従う例示的なスペクトル監視デバイスを示す。１つ以上の例では、スペクトル監視デバイス７０４は、スペクトル管理システムによって管理されるジオフェンスを自動的かつリアルタイムに更新するために、スペクトルに関する情報をデジタルツイン及びスペクトル管理更新に通信することができる基地局コントローラ５２４内で実施することができる。基地局コントローラ５２４は、スペクトル監視デバイスが基地局のＲＦ環境を監視するために使用するセンサとして機能することができる１つ以上のタワーに搭載された監視アンテナ７０２と通信可能に接続（例えば同軸接続による）することができる。１つ以上の例では、スペクトル監視デバイス７０４は、タワーに搭載された監視用アンテナ７０２によって受信されたＲＦ信号を受信して処理するように構成することができるソフトウェア定義受信機７０６を含むことができる。ソフトウェア定義受信機は、スペクトル監視デバイス７０４の１つ以上のコンポーネントによって使用され、基地局のＲＦ環境を監視するために必要な解析を実行することができる。

１つ以上の例では、スペクトル監視デバイス７０４は、基地局のノイズフロアを測定するように構成されたノイズフロア監視コンポーネント６０８を含むことができる。開示の１つ以上の例では、スペクトル監視デバイス７０４は、基地局で予期されない任意のＲＦ信号を検出するように構成された望ましくない信号検出コンポーネント７１０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５２２は、基地局で操作する飛行に基づいて、基地局によって見られるべきアクティブＲＦ信号の知識を有することができる。したがって、１つ以上の例では、望ましくない信号検出コンポーネント７１０は、基地局のＲＦカバレッジエリア内に、スペクトル管理システム５２２によって基地局で実施される１つ以上の通信リンクに対する望ましくない外部干渉が存在しない可能性があり、かつ潜在的に望ましくない外部干渉として作用する可能性がある、何らかのＲＦエネルギーが存在するかどうかを決定するように構成することができる。

不要なＲＦ信号を検出することに加えて、スペクトル監視デバイス７０４は、不要な信号の正確な電力及び方向を検出することができる方向／電力検出コンポーネント７１２を含むことができる。以下に詳細に説明するように、基地局は、望ましくない潜在的に干渉するＲＦ信号を最小化又は除去するために利用することができるビームステアリングアンテナを含むことができる。従って、方向／電力検出コンポーネント７１２は、不要な信号がどのパワー及び方向から来ているかを判定するために使用することができ、不要な信号を無効化又は最小化するためにビームステアリングアンテナを使用することができる。

１つ以上の例において、スペクトル監視デバイス７０４は、ＲＦ署名データベース７１４を含むことができる。ＲＦ署名データベース７１４は、スペクトル監視デバイスが識別のために既知のＲＦ署名のデータベースと任意の識別された不要なＲＦ信号を比較することを可能にすることができる。１つ以上の例では、不要な干渉源のＲＦ署名（許可なくスペクトルを使用している悪意のあるユーザなど）がＲＦ署名データベースを使用して識別できる場合、そのインシデントは規制当局に報告され、悪意のあるユーザに対する潜在的なアクションが可能である。

１つ以上の例では、スペクトル管理システム５２２は、スペクトル監視デバイス７０４によって生成されたデータを利用して、各通信リンクが所望の性能レベルまで確実に実行するように、その責務において１つ以上の通信チャネルを調整することができる。図５に戻って説明し、上述したように、基地局５２６は、基地局カバレージエリアからの不要なＲＦ信号を緩和又は除去するように構成された１つ以上のビームステアリングアンテナコンポーネント５３０を含むことができる。１つ以上の例では、ＲＦ干渉は、隣接する空域を飛ぶ高度航空機などの既知の干渉源、又は許可なくＲＦスペクトルを使用している悪意のあるユーザなどの非協力的な発生源から発生する可能性がある。これらのタイプの干渉に対する防御として、１つ以上の例において、基地局５２６は、干渉体をヌル点にすることができ、干渉体が基地局で動作している航空機に引き起こす可能性のある干渉を排除するか実質的に減少させるように働くことができるビーム／ヌル形成ステアリングアンテナ５３０を含むことができる。

１つ以上の例では、ビーム／ヌルステアリングアンテナ５３０は、パイロットによってスペクトル管理システム５２２に提出された飛行計画情報を使用して、干渉を低減させる予め定義された競合低減方法でアンテナのリソースを割り当てることができる。１つ以上の例において、さらに詳細に後述するように、ビーム／ヌルステアリングアンテナ５３０は、スペクトル管理システム５２２に提出された飛行計画を使用して、希望する航空無線信号にビーム（すなわち、ローブ）を向け、望ましくない航空無線機にヌルを向けることができる。１つ以上の例では、以下にさらに詳細に説明するように、ビーム／ヌルステアリングアンテナ５３０は、スペクトル管理システムから受信した飛行計画情報を使用して、そのネットワーク内の所望信号と望ましくない信号との両方を追跡して、アンテナによってサービスされている通信リンクの性能を最適化するように、アンテナの構成がリアルタイムで更新されることを確実にすることができる。

図８は、本開示の例に従う、飛行計画情報を用いてビーム／ヌルステアリングアンテナを動作させ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８のプロセス８００は、図２－３に関して上述したもののようなビーム／ヌルステアリングアンテナで実行することができる。処理８００は、図５に関して上述したスペクトル管理システムの文脈で説明されるが、文脈は限定として見られるべきではなく、１つ以上の例において、処理８００は、図５において提供された例とは異なる文脈で動作するアンテナを使用して実装することができる。

１つ以上の例において、図８のプロセス８００はステップ８０２から始まり、アンテナは飛行計画情報を受信する。上述したように、スペクトル管理システムプロセスの一部として、パイロットは自身の飛行計画をスペクトル管理システム５２２に送信することができ、これは、飛行計画に対するＲＦ可用性があること、アンテナが競合せずに飛行計画を収容できること、及びスペクトル管理システム５２２（デジタルツイン５０４を介して）が飛行のために１つ以上のＲＦスペクトルチャネルを飛行に割り当てることができることを検証することができる。１つ以上の例では、スペクトル管理システム５２２は飛行計画を地上基地コントローラ５２４に送信することができ、これはステップ８０２でビーム／ヌルステアリングアンテナ５３０に次に情報を中継することができる。上述したように、飛行計画には、航空機の意図したタイミング、高度、位置、速度などの飛行ミッションの詳細を含めることができる。ステップ８０２でビーム／ヌルステアリングアンテナに供給される飛行計画情報は、所望の信号（すなわち、地上と通信するために基地局を使用する航空機）に対する飛行計画情報、ならびに既知の望ましくない信号（すなわち、他の基地局を通過しているが、依然として現在のカバレッジエリア内の所望の信号との干渉を引き起こし得る信号）に対する飛行計画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５２２は、所望の信号と望ましくない信号の両方の飛行計画を送ることに加えて、所望の信号（従って、ビーム／ローブを受信すべき）及び望ましくない（従って、ヌル信号を受信すべき）信号についての指示も送ることができる。

１つ以上の例では、ステップ８０２で１つ以上の航空無線機の飛行計画情報が受信されると、処理８００はステップ８０４に移行し、リアルタイム信号情報がアンテナに提供される。１つ以上の例では、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、航空無線機からの信号が検出されると、ビーム及びヌルのみを提供するように構成することができる。したがって、１つ以上の例では、ステップ８０４において、アンテナは、航空無線機がアンテナのカバレッジエリア内で検出されたことを示す信号情報を受信することができる。１つ以上の例では、アンテナ自体が信号情報を受信することができ、又は代替的に、信号情報は、スペクトル監視デバイス５２８によって提供することができ、上述のように、基地局のカバレッジエリアのＲＦスペクトルを監視するように構成することができる。一例として、（例えば離陸前に）飛行が機上無線でスイッチする場合、スペクトル監視デバイス又はアンテナ自体は、ステップ８０４においてその信号の存在を検出し、その情報を収集することができる。

ステップ８０２に関して上述したように、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、所望信号と望ましくない信号との両方に関する事前知識と、それらの飛行計画とを受信することができる。飛行計画情報を使用する１つ以上の例では、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、ステップ８０４で検出された信号が既知の所望の信号であるか、既知の望ましくない信号であるか、又は未知の望ましくない信号であるかを判定することができる。１つ以上の例において、ステップ８０４で受信された信号を、ステップ８０２で受信された飛行計画と相互参照して、ステップ８０２で、受信された信号が、すでにビーム／ヌルステアリングアンテナで受信された飛行計画の１つに属するか否かを判定することができる。例えば、スペクトル管理に飛行計画を既に提出しているパイロットが、離陸前に無線をオンにすると、スペクトル監視デバイスは無線を検出し、信号情報をビーム／ヌルステアリングアンテナに送ることができる。ビーム／ヌルステアリングアンテナは、飛行計画の情報を使用して、信号が既知の所望の信号であることを決定することができ、アンテナの処分（すなわち、受信及び送信要素）においてリソースを集め、航空機の現在位置の方向にビーム／ローブを方向付けることができる。

１つ以上の例において、及びステップ８０６で示されるように、処理８００は、ステップ８０４で受信された信号が既知の所望の信号の期待した位置と一致するか否かを判定することができる（すなわち、登録された飛行計画を実行する飛行機）。ステップ８０６において、ビーム／ヌルステアリングアンテナが、ステップ８０４において受信された信号が所望の既知の信号であると判定した場合、１つ以上の例において、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、ステップ８０８において示されるように、ビーム（すなわちローブ）を信号の位置に向けることができる。１つ以上の例では、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、信号の位置の推定又は測定された距離に基づいて、ビームの実効輻射電力（ＥＩＲＰ）を設定することができる。例えば、ビーム／ヌルステアリングアンテナ送信ＥＩＲＰは、信号の推定された／測定された強度に直接比例することができ、従って、もし信号がより遠くにあるならば、アンテナは、より高いＥＩＲＰで送信することができる。１つ以上の例において、信号とアンテナとの間の距離は、ステップ８０４で受信された信号及び／又は信号情報に対応する飛行計画に基づくことができる。１つ以上の例では、ビーム／ヌル形成アンテナは、信号のＥＩＲＰを制御するための自動ゲイン制御を実施することができ、飛行機の距離（すなわち、信号）だけでなく、信号を送信している無線機の特性（すなわち、航空無線機）に基づいてＥＩＲＰを調整する。１つ以上の例では、ビーム／ヌルアンテナは、特定の航空無線機がその飛行期間を通してその受信機で一貫したＥＩＲＰを受信すること、及びこの電力がビーム／ヌルアンテナからの航空無線機の距離に基づいて変動しないことを確実にするために、自動ゲイン制御を使用することができる。

１つ以上の例において、基地局は、様々なチャネル（すなわち、ビーム）の間で共有することができる固定ＲＦ電力増幅器を有するのではなく、個々のビーム（すなわち、ＲＦチャネル）は、それ自身のＲＦ電力増幅器を有することができ、各々は、自動ゲイン制御を使用して、飛行機が基地局に近いときには、より少ない電力を飛行機に送信し、飛行機が遠くにあるときは、より多くの電力を送信することができる。１つ以上の例では、飛行機が近い時に、ビーム／ヌル形成アンテナがより低い電力で送信することを可能にすることによって、特定のビームが別のビームに干渉する可能性が低減される。例えば、第１のビームのパワーを低減することは、隣接する地上局で別の航空機に送信される同じ周波数のビームに対する、キャリア対干渉及びノイズ比（ＣＩＮＲ）（例えば、ＳＮＲ）を低減することができる。

１つ以上の例では、一旦、ビーム／ヌルステアリングアンテナが、信号が既知の所望の信号であることを判定したことに応答して、信号にビームを向けると、処理８００はステップ８１０に移動することができ、そこでその既知の所望の信号の飛行計画を使用して、アンテナが信号を追跡する（すなわち、飛行の運動に連動してアンテナのローブを移動させる）ことが可能になる。飛行計画を使用することにより、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、ネットワークのすべての航空無線機がどこに配置されているか、あるいは配置されることが予想されるかを常にネットワーク内で知ることができる。これには、更新／修正／追加された飛行計画ファイリングに基づいて必要とされる逸脱を含む。これは、航空管制からの指示に基づいてリアルタイムで発生する可能性がある。これにより、航空無線がアンテナシステムの有効性を最大化する所定の位置に配置されることを保証することによって、ビーム／ヌルステアリングアンテナの使用を通じて得られる利益を含むように、トラフィックチャンネルの計画及び割り当てが可能となる。

１つ以上の例では、飛行を追跡するために、アンテナは、追跡している航空無線機からリアルタイムの遠隔測定情報を収集し、遠隔測定情報を飛行計画と比較して、ビームが航空無線機をその実際の位置まで追跡していることを確認することができる。１つ以上の例では、機体の位置と高度の遠隔測定は、ＧＰＳ、拡張ＲＴＫ ＧＰＳ、及び複数の地上ベースのナビゲーションビーコン、航空気圧計、レーダー高度計の三角測量に基づく代替ＧＰＳなどの外部リソースによっても提供することができる。

図８の例に戻って、ステップ８０４で受信した信号が既知の所望の信号でないと判定された場合には、ステップ８０６に戻って、ステップ８１２に進み、受信した信号が既知の望ましくない信号であるか否かの判定を行うことができる。上述のように、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、所望の信号と、望ましくない干渉物に関する情報との両方に関する飛行計画情報を受信することができる。ステップ８０４において受信した信号が既知の所望の信号でないと判定された場合、ステップ８１２において、処理８００は、既知の望ましくない信号の飛行計画に対して信号を確認し、受信した信号が既知の望ましくない信号であるか否かを判定することができる。１つ以上の例において、ステップ８１２で、ステップ８０４で受信された信号が既知の望ましくない信号であると判定された場合、処理８００はステップ８１４に移行し、そこで、アンテナは、ネットワーク内の既知の所望の信号と引き起こし得る干渉を最小限に抑えるために、信号にヌルを向けることができる。１つ以上の例では、一旦、ビーム／ヌルステアリングアンテナが、信号が既知の望ましくない信号であるとの判定に応答して、信号にヌルが向けられると、処理８００は、ステップ８１６に移動することができ、そこでは、その既知の望ましくない信号の飛行計画を使用して、アンテナが信号を追跡する（すなわち、飛行の運動と連動してアンテナのヌルを移動させる）ことを可能にする。

一方、ステップ８１２において、アンテナが、ステップ８０４において受信した信号が既知の所望の信号でなく、また既知の望ましくない信号でもないと判定した場合、プロセス８００はステップ８１８に進み、アンテナは信号の位置にヌル信号を送信することができる。開示の１つ以上の例において、信号がステップ８０２でアンテナによって受信された飛行計画のいずれとも一致しないために信号が既知の信号として識別されない場合、ビーム／ヌルステアリングアンテナは、信号が望ましくない信号であると仮定し、信号がネットワーク内の既知の信号に引き起こす可能性のある干渉を最小限に抑えるための適切なステップを実行することができる。したがって、１つ以上の例では、ステップ８１８において、アンテナは、未知の望ましくない信号の信号位置においてヌルを導くことができ、その信号によって引き起こされ得る任意の干渉を緩和する。

１つ以上の例では、ヌルを未知の信号に向けることに加えて、ヌル／ビームステアリングアンテナは、航空無線でヌル信号を追跡することによって、同一チャネル干渉の未知の送信元にも反応することができる。１つ以上の例では、ステップ８２０で、ビーム／ヌルステアリングアンテナはまた、スペクトル監視信号がそのＲＦシグネチャによって送信元を識別し、図５に関して上述したように未知の信号をログすることができるように、スペクトル監視システム５２８に警告を送信することができる。１つ以上の例では、信号モニタは、ＲＦシグネチャ、及び未知の信号に関する他の情報を決定することができ、その結果、干渉体を識別し、迅速な解決のために位置を特定することができる。図８の例は、基地局上に位置するビーム／ヌルステアリングアンテナに関して説明されているが、その例を限定的なものとして見るべきではなく、上記の方法及び技術を、航空機自体上に位置するビーム／ヌルステアリングアンテナにも適用することができる。

図９は、本開示の例に従う代表的なビームステアリングアンテナシステムを示す。図９は、システムの特徴をより良く示すために、通信ネットワーク９００の文脈における例示的なビームステアリングアンテナシステムを示す。１つ以上の例において、通信ネットワーク９００は、２つの別個の基地局９０８及び基地局９０４を含むことができる。１つ以上の例では、基地局９０８は所望の信号９１４を、基地局９０８のカバレッジエリアを通過している航空機９０６に送信することができる。図９の例では、基地局９０８は４５９．８２５ＭＨｚのＲＦ信号を送信するものとして示している。１つ以上の例では、航空機９０６は、図に示すように、２５，０００フィートの高度で飛行することができる。

１つ以上の例では、通信システム９００は、基地局９０８のカバレッジエリアに隣接するカバレッジエリアで動作している基地局９０４を含むこともできる。１つ以上の例では、基地局９０４は、所望の信号９１２を、航空機９０６が基地局９０８のカバレッジエリアを送信しているのと同時に、それ自体のカバレッジエリアを遷移している航空機９０２に送信することができる。図９の例では、航空機９０２は、１２００フィートで飛行し、航空機９０６が対応する基地局９０８と通信するために使用しているのと同じ周波数である４５９．８２５ＭＨｚを中心とするＲＦチャネルを使用して基地局９０４と通信していることが示されている。

図９に示すように、航空機９０６は航空機９０２とは異なる基地局で動作しているが、基地局９０８とのその通信は航空機９０２とその基地局９０２との通信との干渉を引き起こす可能性がある。１つ以上の例では、その相対的に高い高度のため、（航空機９０６の方に向けられている）基地局９０８の所望の信号９１４は、望ましくない信号９１０の形式で基地局９０４によって観測することができる。基地局９０８と航空機９０６との間の通信によって引き起こされる望ましくない信号９１０は、航空機９０２と基地局９０４との間の信号９１２と同じ周波数である４５９．８２５ＭＨｚにすることができる。従って、望ましくない信号９１０は、所望の信号９１２との干渉を引き起こし得る。

１つ以上の例では、図７に関連して上述したスペクトル監視デバイスならびに基地局リンク監視ツール（以下に詳述する）を用いて、スペクトル管理システム５２２は、ネットワーク上の既知の航空無線機のすべてに関する知識を検証又は検出することができ、既知又は未知の望ましくない信号９１０の存在を確認又は検出することができ、基地局９０４のタワーに取り付けられて航空機９０２のＲＦスペクトル環境から望ましくない信号９１０を実質的に低減又は除去するビーム／ヌル形成ステアリングアンテナ９１６を利用することができる。１つ以上の例では、ビーム／ヌル形成ステアリングアンテナ９１６は、望ましくない信号の方向に向けることができる操縦可能なアンテナとして構成することができる。１つ以上の例では、ビーム／ヌル形成ステアリングアンテナ９１６は、特定の所望の方向にＲＦエネルギーを送信するように構成することができるビーム形成機能を備えたフェーズドアレーアンテナを実施することができる。１つ以上の例では、ビームの方向は、基地局９０４に接続された基地局コントローラ又はスペクトル管理システム５２２によって直接制御することができる。

１つ以上の例では、スペクトル管理システム５２２が、ネットワーク内の特定の基地局で不要な信号を検出した場合、スペクトル管理システム５２２は、スペクトル監視デバイスを使用して、信号の方向ならびに信号の電力を判定することができる（例えば、方向／電力検出コンポーネント６１２を使用することによって）。スペクトル管理システム５２２が望ましくない信号の電力及び方向を決定すると、情報をビームステアリングアンテナ９１６に中継して、望ましくない信号の方向にヌルを形成することができ、また、逐次ノイズキャンセル及びマルチユーザ検出のようなノイズキャンセル技術を併せて導入することにより、基地局９０４のＲＦカバレッジエリア内の望ましくない信号の影響を実質的に低減することができる。

再び図５を参照すると、スペクトル監視デバイス５２８、及びビーム／ヌル形成ステアリングアンテナ５３０に加えて、１つ以上の例では、基地局５２６は基地局リンク監視機能５３２を含む。１つ以上の例において、基地局リンク監視機能５３２は、基地局５２６においてスペクトル管理システム５２２によって割り当てられた個々のリンクの各々を監視する。スペクトル監視機能５２８は、基地局５２６のすべてのアクティブな無線リンクを個別に監視するように構成され、スペクトル管理システム５２２をリアルタイムに更新して、航空機及びオペレータによる個々のリンクの予測パフォーマンス及び利用を必要に応じて検証及び調整することができる。

１つ以上の例において、スペクトル管理システム５２２がネットワーク内のすべての通信リンクの状態又は干渉を検出した場合、動的リンクバジェットを調整し、ビーム／ヌル形成ステアリングアンテナ能力を実施する動的ＲＦカバレッジ予測を更新し、検出された干渉源にヌルを適用し、何らかのカバレッジ変更をオペレータに通知することにより、性能の低下を緩和することができる。しかしながら、１つ以上の例において、スペクトル管理システム５２２が上述の技術を通じて状況を緩和できない場合、スペクトル管理システム５２２は、ネットワーク内の個々の航空機のＲＦスペクトルチャネルの割り当てを変更して、使用するためのより好ましい通信チャネルを見つけることができる。従って、１つ以上の例では、基地局は、サービスの問題を経験し、それらの周波数を変更する必要がある可能性がある航空機に割り当てるために、システムによって予約された１つ以上のサブチャネル及びリソースブロック５３４を含むことができる。

上述したように、スペクトル管理システム５２２は、飛行の間、通信リンクをセットアップ及びモニタすることができ、飛行の間に、信頼性が高く連続的な通信リンクが脅かされた場合に行動をとる能力を有する。デジタルツイン５０４と連動して、システム全体は、飛行のための通信チャネルを計画し、飛行のための通信を実施し、飛行中の飛行の通信リンクに関する問題に応答することができる。

図１０は、いくつかの実施形態による計算システム１０００の一例を示し、システム１０００は、クライアント又はサーバとすることができる。図１０に示されるように、システム１０００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１０００は、例えば、１以上の入力デバイス１０２０、出力デバイス１０３０、１以上のプロセッサ１０１０、記憶装置１０４０、及び通信デバイス１０６０を含むことができる。入力デバイス１０２０及び出力デバイス１０３０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。

入力デバイス１０２０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１０３０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。

記憶装置１０４０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可読媒体を含む電気的、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１０６０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。コンピューティングシステム１０００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。

プロセッサ１０１０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１０４０に記憶され、１つ以上のプロセッサ１０１０によって実行されるソフトウェア１０５０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）。

ソフトウェア１０５０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１０４０などの任意の媒体であることができる。

また、ソフトウェア１０５０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。

システム１０００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。

システム１０００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１０５０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書くことができる。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。

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。

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。

Claims (45)

1. ビーム及びヌルステアリング可能アンテナを操作する方法であって、前記方法は、
   １つ以上の飛行計画を受信することであって、前記１つ以上の飛行計画のうちの各飛行計画が、航空通信ネットワークの１つ以上のカバレッジエリアを飛行する飛行のタイミング、位置、及び高度情報を含む、ことと、
   信号情報を受信することであって、前記信号情報は、前記航空通信ネットワークの前記１つ以上のカバレッジエリア内で送信される信号についての位置情報を含む、ことと、
   前記受信した信号情報が前記１つ以上の受信した飛行計画のうちの飛行計画と一致するかを判別することと、
   前記受信した信号情報が、前記１つ以上の受信した飛行計画のうちの飛行計画と一致すると判定された場合、
   前記受信した信号情報の前記位置情報によって示される位置に信号を送信するように、前記アンテナの１つ以上の要素を操作することと、
   前記受信した信号情報と一致する、前記１つ以上の飛行計画のうちの前記飛行計画に基づいて、前記アンテナの前記１つ以上の要素で前記信号を追跡することと、を含む方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記飛行計画は、前記飛行計画を実行する飛行機の前記無線構成についての情報を含む、方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法であって、前記アンテナの前記１つ以上の要素は、前記飛行計画を実行する前記飛行機の前記無線構成についての前記情報に基づいて操作される、方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の方法であって、前記飛行計画は、前記飛行計画に関連する航空無線が所望の信号であるかについての情報を含み、前記ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、前記所望の信号と関連する前記航空無線と前記アンテナとの間の通信リンクを維持するように、ＲＦビームを所望の信号に向けるように構成される、方法。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の方法であって、前記飛行計画は、前記飛行計画に関連する航空無線が望ましくない信号であるかについての情報を含み、前記ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、望ましくない信号によって引き起こされるＲＦ干渉を低減するように、ＲＦヌルを前記望ましくない信号に向けるように構成される、方法。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の方法であって、前記信号情報は、前記基地局の監視用アンテナで受信された無線周波数（ＲＦ）信号を受信して処理するように構成されたスペクトル監視デバイスから受信される、方法。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の方法であって、前記飛行計画は、前記飛行計画に関連する航空無線が所望の信号であるかについての情報を含み、前記受信した信号情報が前記１つ以上の受信した飛行計画のうちの飛行計画と一致するかを判定することは、前記受信した信号情報が所望の信号の飛行計画と一致するかを判定することを含む、方法。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の方法であって、前記方法は、
   前記受信した信号情報が所望の信号の飛行計画と一致する場合、
   前記航空通信ネットワークの前記１つ以上のカバレッジエリアで送信される前記信号についての前記位置情報に関連する方向にＲＦビームを送信するように、前記アンテナの前記１つ以上の要素を操作すること、を含む方法。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の方法であって、前記方法は、
   前記受信した信号情報が所望の信号の飛行計画と一致する場合、
   前記受信した信号と一致すると判定された前記所望の信号の前記飛行計画に基づいて、前記受信した信号を追跡するように前記アンテナの前記１つ以上の要素を操作することを含む、方法。
10. 請求項１から７のいずれか１項に記載の方法であって、前記飛行計画は、前記飛行計画に関連する航空無線が望ましくない信号であるかについての情報を含み、前記受信した信号情報が前記１つ以上の受信した飛行計画のうちの飛行計画と一致するかを判定することは、前記受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致するかを判定することを含む、方法。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法であって、前記方法は、
    前記受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致する場合、
    前記航空通信ネットワークの前記１つ以上のカバレッジエリアで送信される前記信号についての前記位置情報に関連する方向にＲＦヌルを送信するように、前記アンテナの前記１つ以上の要素を操作すること、を含む方法。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法であって、前記方法は、
    前記受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致する場合、
    前記受信した信号と一致すると判定された前記望ましくない信号の前記飛行計画に基づいて、前記受信した信号を追跡するように前記アンテナの前記１つ以上の要素を操作することを含む、方法。
13. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法であって、前記受信した信号情報が所望の信号又は望ましくない信号の飛行計画と一致しない場合、前記方法は、
    前記航空通信ネットワークの前記１つ以上のカバレッジエリアで送信される前記信号についての前記位置情報に関連する方向にＲＦヌルを送信するように、前記アンテナの前記１つ以上の要素を操作すること、を含む方法。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法であって、前記受信した信号情報が所望の信号又は望ましくない信号の飛行計画と一致しない場合、
    前記基地局の監視用アンテナで受信された無線周波数（ＲＦ）信号を受信して処理するように構成されたスペクトル監視デバイスに前記信号情報を送信することであって、前記スペクトル監視デバイスは、前記ビーム及びヌルステアリングアンテナから受信された前記信号情報と関連する航空無線の識別に関連する情報を判定するように構成される、ことを含む方法。
15. 請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法であって、前記受信した信号情報と一致する、前記１つ以上の飛行計画のうちの前記飛行計画に基づいて、前記アンテナの前記１つ以上の要素で前記信号を追跡することは、前記飛行計画に基づいて前記送信する信号の前記位置を調整することを含む、方法。
16. ビーム及びヌルステアリング可能アンテナであって、前記ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、
    ＲＦエネルギーを受信及び送信するように構成された１つ以上の要素と、
    メモリと、
    １つ以上のプロセッサと、を含み、
    前記メモリは１つ以上のプログラムを含み、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、
    １つ以上の飛行計画の受信することであって、前記１つ以上の飛行計画のうちの各飛行計画が、航空通信ネットワークの１つ以上のカバレッジエリアを飛行する飛行のタイミング、位置、及び高度情報を含む、ことと、
    信号情報を受信することであって、前記信号情報は、前記航空通信ネットワークの前記１つ以上のカバレッジエリア内で送信される信号についての位置情報を含む、ことと、
    前記受信した信号情報が前記１つ以上の受信した飛行計画のうちの飛行計画と一致するかを判別することと、
    前記受信した信号情報が、前記１つ以上の受信した飛行計画のうちの飛行計画と一致すると判定された場合、
    前記受信した信号情報の前記位置情報によって示される位置に信号を送信するように、前記アンテナの前記１つ以上の要素を操作することと、
    前記受信した信号情報と一致する、前記１つ以上の飛行計画のうちの前記飛行計画に基づいて、前記アンテナの前記１つ以上の要素で前記信号を追跡することと、をさせるビーム及びヌルステアリング可能アンテナ。
17. 請求項１６に記載のビーム及びヌルステアリング可能アンテナであって、前記飛行計画は、前記飛行計画を実行する飛行機の前記無線構成についての情報を含む、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナ。
18. 請求項１６又は１７に記載のビーム及びヌルステアリング可能アンテナであって、前記アンテナの前記１つ以上の要素は、前記飛行計画を実行する前記飛行機の前記無線構成についての前記情報に基づいて操作される、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナ。
19. 請求項１６から１８のいずれか１項に記載のビーム及びヌルステアリング可能アンテナであって、前記飛行計画は、前記飛行計画に関連する航空無線が所望の信号であるかについての情報を含み、前記ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、前記所望の信号と関連する前記航空無線と前記アンテナとの間の通信リンクを維持するように、ＲＦビームを所望の信号に向けるように構成される、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナ。
20. 請求項１６から１９のいずれか１項に記載のビーム及びヌルステアリング可能アンテナであって、前記飛行計画は、前記飛行計画に関連する航空無線が望ましくない信号であるかについての情報を含み、前記ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、望ましくない信号によって引き起こされるＲＦ干渉を低減するように、ＲＦヌルを前記望ましくない信号に向けるように構成される、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナ。
21. 請求項１６から２０のいずれか１項に記載のビーム及びヌルステアリング可能アンテナであって、前記信号情報は、前記基地局の監視用アンテナで受信された無線周波数（ＲＦ）信号を受信して処理するように構成されたスペクトル監視デバイスから受信される、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナ。
22. 請求項１６から２１のいずれか１項に記載のビーム及びヌルステアリング可能アンテナであって、前記飛行計画は、前記飛行計画に関連する航空無線が所望の信号であるかについての情報を含み、前記受信した信号情報が前記１つ以上の受信した飛行計画のうちの飛行計画と一致するかを判定することは、前記受信した信号情報が所望の信号の飛行計画と一致するかを判定することを含む、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナ。
23. 請求項１６から２２のいずれか１項に記載のビーム及びヌルステアリング可能アンテナであって、前記１つ以上のプロセッサに、
    前記受信した信号情報が所望の信号の飛行計画と一致する場合、
    前記航空通信ネットワークの前記１つ以上のカバレッジエリアで送信される前記信号についての前記位置情報に関連する方向にＲＦビームを送信するように、前記アンテナの前記１つ以上の要素を操作すること、をさせるビーム及びヌルステアリング可能アンテナ。
24. 請求項１６から２３のいずれか１項に記載のビーム及びヌルステアリング可能アンテナであって、前記１つ以上のプロセッサに、
    前記受信した信号情報が所望の信号の飛行計画と一致する場合、
    前記受信した信号と一致すると判定された前記所望の信号の前記飛行計画に基づいて、前記受信した信号を追跡するように前記アンテナの前記１つ以上の要素を操作すること、をさせるビーム及びヌルステアリング可能アンテナ。
25. 請求項１６から２２のいずれか１項に記載のビーム及びヌルステアリング可能アンテナであって、前記飛行計画は、前記飛行計画に関連する航空無線が望ましくない信号であるかについての情報を含み、前記受信した信号情報が前記１つ以上の受信した飛行計画のうちの飛行計画と一致するかを判定することは、前記受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致するかを判定することを含む、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナ。
26. 請求項１６から２５のいずれか１項に記載のビーム及びヌルステアリング可能アンテナであって、前記１つ以上のプロセッサに、
    前記受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致する場合、
    前記航空通信ネットワークの前記１つ以上のカバレッジエリアで送信される前記信号についての前記位置情報に関連する方向にＲＦヌルを送信するように、前記アンテナの前記１つ以上の要素を操作すること、をさせるビーム及びヌルステアリング可能アンテナ。
27. 請求項１６から２６のいずれか１項に記載のビーム及びヌルステアリング可能アンテナであって、前記１つ以上のプロセッサに、
    前記受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致する場合、
    前記受信した信号と一致すると判定された前記望ましくない信号の前記飛行計画に基づいて、前記受信した信号を追跡するように前記アンテナの前記１つ以上の要素を操作すること、をさせるビーム及びヌルステアリング可能アンテナ。
28. 請求項１６から２５のいずれか１項に記載のビーム及びヌルステアリング可能アンテナであって、前記受信した信号情報が所望の信号又は望ましくない信号の飛行計画と一致しない場合、前記１つ以上のプロセッサに、
    前記航空通信ネットワークの前記１つ以上のカバレッジエリアで送信される前記信号についての前記位置情報に関連する方向にＲＦヌルを送信するように、前記アンテナの前記１つ以上の要素を操作すること、をさせるビーム及びヌルステアリング可能アンテナ。
29. 請求項１６から２８のいずれか１項に記載のビーム及びヌルステアリング可能アンテナであって、前記受信した信号情報が所望の信号又は望ましくない信号の飛行計画と一致しない場合、前記１つ以上のプロセッサに、
    前記基地局の監視用アンテナで受信された無線周波数（ＲＦ）信号を受信して処理するように構成されたスペクトル監視デバイスに前記信号情報を送信することであって、前記スペクトル監視デバイスは、前記ビーム及びヌルステアリングアンテナから受信された前記信号情報と関連する航空無線の識別に関連する情報を判定するように構成される、ことをさせるビーム及びヌルステアリング可能アンテナ。
30. 請求項１６から２９のいずれか１項に記載のビーム及びヌルステアリング可能アンテナであって、前記受信した信号情報と一致する、前記１つ以上の飛行計画のうちの前記飛行計画に基づいて、前記アンテナの前記１つ以上の要素で前記信号を追跡することは、前記飛行計画に基づいて前記送信する信号の前記位置を調整することを含む、ビーム及びヌルステアリング可能アンテナ。
31. ビーム及びヌルステアリング可能アンテナを操作するための１つ以上のプログラムを記憶する非一時的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電子デバイスの１つ以上のプロセッサによって実行するためのものであり、前記デバイスによって実行されると、前記デバイスに、
    １つ以上の飛行計画の受信することであって、前記１つ以上の飛行計画のうちの各飛行計画が、航空通信ネットワークの１つ以上のカバレッジエリアを飛行する飛行のタイミング、位置、及び高度情報を含む、ことと、
    信号情報を受信することであって、前記信号情報は、前記航空通信ネットワークの前記１つ以上のカバレッジエリア内で送信される信号についての位置情報を含む、ことと、
    前記受信した信号情報が前記１つ以上の受信した飛行計画のうちの飛行計画と一致するかを判別することと、
    前記受信した信号情報が、前記１つ以上の受信した飛行計画のうちの飛行計画と一致すると判定された場合、
    前記受信した信号情報の前記位置情報によって示される位置に信号を送信するように、前記アンテナの１つ以上の要素を操作することと、
    前記受信した信号情報と一致する、前記１つ以上の飛行計画のうちの前記飛行計画に基づいて、前記アンテナの前記１つ以上の要素で前記信号を追跡することと、をさせる非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
32. 請求項３１に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記飛行計画は、前記飛行計画を実行する飛行機の前記無線構成についての情報を含む、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
33. 請求項３１又は３２に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記アンテナの前記１つ以上の要素は、前記飛行計画を実行する前記飛行機の前記無線構成についての前記情報に基づいて操作される、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
34. 請求項３１から３３のいずれか１項に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記飛行計画は、前記飛行計画に関連する航空無線が所望の信号であるかについての情報を含み、前記ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、前記所望の信号と関連する前記航空無線と前記アンテナとの間の通信リンクを維持するように、ＲＦビームを所望の信号に向けるように構成される、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
35. 請求項３１から３４のいずれか１項に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記飛行計画は、前記飛行計画に関連する航空無線が望ましくない信号であるかについての情報を含み、前記ビーム及びヌルステアリング可能アンテナは、望ましくない信号によって引き起こされるＲＦ干渉を低減するように、ＲＦヌルを前記望ましくない信号に向けるように構成される、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
36. 請求項３１から３５のいずれか１項に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記信号情報は、前記基地局の監視用アンテナで受信された無線周波数（ＲＦ）信号を受信して処理するように構成されたスペクトル監視デバイスから受信される、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
37. 請求項３１から３６のいずれか１項に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記飛行計画は、前記飛行計画に関連する航空無線が所望の信号であるかについての情報を含み、前記受信した信号情報が前記１つ以上の受信した飛行計画のうちの飛行計画と一致するかを判定することは、前記受信した信号情報が所望の信号の飛行計画と一致するかを判定することを含む、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
38. 請求項３１から３７のいずれか１項に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記デバイスに、
    前記受信した信号情報が所望の信号の飛行計画と一致する場合、
    前記航空通信ネットワークの前記１つ以上のカバレッジエリアで送信される前記信号についての前記位置情報に関連する方向にＲＦビームを送信するように、前記アンテナの前記１つ以上の要素を操作すること、をさせる非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
39. 請求項３１から３８のいずれか１項に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記デバイスに、
    前記受信した信号情報が所望の信号の飛行計画と一致する場合、
    前記受信した信号と一致すると判定された前記所望の信号の前記飛行計画に基づいて、前記受信した信号を追跡するように前記アンテナの前記１つ以上の要素を操作すること、をさせる非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
40. 請求項３１から３８のいずれか１項に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記飛行計画は、前記飛行計画に関連する航空無線が望ましくない信号であるかについての情報を含み、前記受信した信号情報が前記１つ以上の受信した飛行計画のうちの飛行計画と一致するかを判定することは、前記受信した信号情報が所望の信号の飛行計画と一致するかを判定することを含む、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
41. 請求項３１から４０のいずれか１項に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記デバイスに、
    前記受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致する場合、
    前記航空通信ネットワークの前記１つ以上のカバレッジエリアで送信される前記信号についての前記位置情報に関連する方向にＲＦヌルを送信するように、前記アンテナの前記１つ以上の要素を操作すること、をさせる非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
42. 請求項３１から４１のいずれか１項に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記デバイスに、
    前記受信した信号情報が望ましくない信号の飛行計画と一致する場合、
    前記受信した信号と一致すると判定された前記望ましくない信号の前記飛行計画に基づいて、前記受信した信号を追跡するように前記アンテナの前記１つ以上の要素を操作すること、をさせる非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
43. 請求項３１から４２のいずれか１項に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記受信した信号情報が所望の信号又は望ましくない信号の飛行計画と一致しない場合、前記デバイスに、
    前記航空通信ネットワークの前記１つ以上のカバレッジエリアで送信される前記信号についての前記位置情報に関連する方向にＲＦヌルを送信するように、前記アンテナの前記１つ以上の要素を操作すること、をさせる非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
44. 請求項３１から４３のいずれか１項に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記受信した信号情報が所望の信号又は望ましくない信号の飛行計画と一致しない場合、前記デバイスに、
    前記基地局の監視用アンテナで受信された無線周波数（ＲＦ）信号を受信して処理するように構成されたスペクトル監視デバイスに前記信号情報を送信することであって、前記スペクトル監視デバイスは、前記ビーム及びヌルステアリングアンテナから受信された前記信号情報と関連する航空無線の識別に関連する情報を判定するように構成される、ことをさせる非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
45. 請求項３１から４４のいずれか１項に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記受信した信号情報と一致する、前記１つ以上の飛行計画のうちの前記飛行計画に基づいて、前記アンテナの前記１つ以上の要素で前記信号を追跡することは、前記飛行計画に基づいて前記送信する信号の前記位置を調整することを含む、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

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