JP2006311190A

JP2006311190A - 飛翔体通信装置および飛翔体通信システム

Info

Publication number: JP2006311190A
Application number: JP2005131077A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Shirokawa; 伊知郎城川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】大規模な地震災害により、携帯電話（子局）用の親局や中継基地局等が破壊されると、携帯電話が正常でも、被災地内での通信ができなくなる。
【解決手段】被災地上空に飛行船等に自動発呼装置等を搭載した飛翔体通信装置１０１を配備し、前記飛翔体通信装置１０１に下記の機能を持たせる。被災地内の各子局２００の発信信号Ｓから各子局番号をデ−タ認識し、任意の発信側子局ａから受信側子局ｎへの呼出信号Ｃａｎがあった場合に受信側子局番号と前記デ−タを照合し、一致する時に受信側子局ｎに着信信号Ａｎを送信し、受信側子局ｎから返信信号Ｒｎがあった時に両子局間に通信回線Ｅａｎを割当てる。
【選択図】図２

Description

この発明は、特定地域内の携帯電話等の無線通信装置を用いた通信を確保するための飛翔体通信装置および飛翔体通信システムに関する。

防災行政通信手段として、人口衛星通信網を利用した数千台規模のＶＳＡＴ（超小型地球局）から構成される防災行政通信網がある。この防災行政通信網で実施されるＶＳＡＴ間での通信は、人口衛星通信ＤＡＭＡ（接続要求割当）システムによる回線割当によって実行されている（例えば、非特許文献１）。

しかしながら、人口衛星通信網を利用しているため、ＶＳＡＴには地上１５００ｋｍ以上の上空を周回する人口衛星と交信する必要があり、大型・高出力のアンテナを必要とし小型化が困難であるという課題がある。同様の理由から低出力である携帯電話等の子局から直接人口衛星と交信することは不可能である。その解決策として、地上約２０ｋｍ上空の成層圏に飛行船等の飛翔体を配備し、この飛翔体である飛行船にＶＳＡＴや携帯電話等と交信できる低出力の通信装置ならびに地上の親局と交信できる中出力の通信装置や人口衛星と交信できる高出力の通信装置を搭載することにより、携帯電話間やＶＳＡＴ間の無線交信を確保するための飛翔体通信装置や飛翔体通信システムが考案されている（例えば、特許文献１）。

三菱電機技報、Ｖｏｌ．７７、Ｎｏ．８、２００３．（５６項、１．まえがき、）特開２００１−９４４９３公報（段落００１７、図１）

大規模な地震が発生した場合、その発生地域では地上のＶＳＡＴや携帯電話用の親局や中継基地局等も破壊される。そのような場合、たとえ携帯電話等が正常であったとしても、親局や中継基地局等が破壊されているため、災害地域内での通信ができないという課題が発生する。しかしながら、考案されている従来の飛翔体通信装置では、地上のＶＳＡＴや自動発呼装置を含めて親局や中継基地局が正常に機能する場合を前提としているため、防災行政通信網に組込まれた災害地域外のＶＳＡＴや携帯電話と災害地域内の通信回線の確保ができないという課題がある。

本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、携帯電話等の親局や中継基地局がない特定地域内であっても、その特定地域内の子局間での通信が確保できるようにすることを目的とする。

本発明の飛翔体通信装置は、成層圏以下の高度で飛行可能な飛翔体に複数の子局と直接送受信可能な第１通信装置を備え、さらに、前記第１通信装置を経由した各子局からの発信信号に基づいた複数の子局の番号を番号デ−タとして認識する点と、発信側子局からの受信側子局の番号の情報を持った呼出信号に対して、前記番号デ−タと前記呼出信号の持った情報に基づく受信側子局の番号とが照合一致されるときに、受信側子局に着信信号を送信する点と、受信側子局から返信信号が前記第１通信装置に返信されたときに、発信側子局と受信側子局との間に通信回線を割当てるようにする点を有した自動発呼装置とを備えたことを特徴とするものである。

上記のように構成された飛翔体通信装置を携帯電話等の子局用の親局や中継基地局がない特定地域の上空に上げることから、前記特定地域の子局と前記飛翔体通信装置との無線通信が可能であるため、前記特定地域の子局間での通信回線の確保ができるという効果が得られる。

実施の形態１
以下図面に基づいて本発明の実施の形態１について詳細に説明する。図１はこの発明の飛翔体通信装置の概略構成を示す構成図である。図２は本発明の実施の形態１の飛翔体通信装置を親局や中継基地局が存在しない特定地域の上空に上げた時に、その特定地域内（飛翔体通信装置が子局からの発信信号を確認できる範囲内）における子局（携帯電話等）間での通信状態を説明するための系統図である。なお、図１もしくは図２中の同一部分ないし相当部分には、同一符号を付与している。

図１に示すように本発明の飛翔体通信装置１０１は、成層圏以下の高度で飛行可能な飛翔体である飛行船１０に子局用の第１アンテナ２１と第１通信装置３１と自動発呼装置４１を搭載したものである。地上の携帯電話等の子局と飛翔体通信装置１０１との無線通信は、第１アンテナ２１に接続される第１通信装置３１により実施される。地上での形態電話間等の子局間における無線通信は、飛翔体通信装置１０１を中継することで実施される。その際、子局間に割当られる回線割当は自動発呼装置４１によって決定され、その決定に従って第１通信装置３１の通信信号が制御されることから子局間の無線通信が可能となる。以下、子局間の通信に必要な回線割当に至るまでの手順について、図２を用いて詳細に説明する。

図２の系統図において、親局や中継基地局がない特定地域の上空の成層圏以下の高さに飛翔体通信装置１０１が配備されている。飛翔体通信装置１０１は、特定地域内の子局２００ａないし２００ｚと短距離のため通信可能な位置関係にあり、その結果、第１通信装置３１は子局２００ａないし２００ｚからの発信信号ＳａないしＳｚを受信している。このとき飛翔体通信装置１０１の自動発呼装置４１は、第１通信装置３１を介して各子局２００からのそれぞれの発信信号Ｓａ〜Ｓｚに基づいて、各子局２００に対応するそれぞれの子局番号ａ〜ｚを番号デ−タとして確認している。

例えば、子局番号ａの子局２００ａから子局番号ｎの子局２００ｎに向けての通信のための呼出信号Ｃａｎが発信された場合、飛翔体通信装置１０１の自動発呼装置４１は、先に確認している番号デ−タの中に子局２００ｎに対応する子局番号ｎの有無を検索し照合する。子局２００ｎに対応する子局番号ｎが照合される場合は、子局２００ｎに向けた着信信号Ａｎを発信するよう第１通信装置３１に制御信号が送られ、第１通信装置３１から着信信号Ａｎが発信され、子局２００ｎの携帯者等に対して着信確認を促す。それに伴い子局２００ｎの携帯者等が着信を確認し、返信信号Ｒｎを返信すると、自動発呼装置４１は子局２００ａと子局２００ｎとの間に通信回線Ｅａｎを割当てる。一方、子局２００ｎに対応する子局番号ｎが照合されなかった場合、自動発呼装置４１は子局２００ａに向けて子局２００ｎとの通信ができないことを図示しない着信信号Ａａによって発信するよう第１通信装置３１に指令する制御信号が送られる。これにより、第１通信装置３１から着信信号Ａａが発信され、子局２００ａに子局２００ｎとの通信が確保できないことを知らせる。

以上説明したとおり、本発明の実施の形態１の飛翔体通信装置１０１を子局用の親局や中継基地局がない特定地域の上空の成層圏以下の高さに上げることから、前記特定地域の任意の子局間での通信回線の確保ができるという効果が得られる。なお、ここでは、飛翔体として飛行船１０を用いたが、飛行船以外の気球等を用いても同様の飛翔体通信装置を得ることができることは明らかである。また、子局２００を携帯電話等としたが、地上のＶＳＡＴや他の無線通信装置であっても飛翔体通信装置１０１を中継することにより、同様の無線通信が可能であることは言うまでもない。

実施の形態２
以下図面に基づいて本発明の実施の形態２について詳細に説明する。図３は本発明の実施の形態２の飛翔体通信装置の概略構成を示す構成図である。図４は本発明の実施の形態２の飛翔体通信装置を前記特定地域の上空の成層圏以下の高さに上げた時の飛翔体通信装置と地上の電話システム等の親局との通信状態を説明するための系統図である。なお、図３もしくは図４中の同一部分ないし相当部分には、図１ないし図２と同一符号を付与している。

図３に示すように本発明の実施の形態２の飛翔体通信装置１０２は、実施の形態１の飛翔体通信装置１０１に人工衛星用の第２アンテナ２２と第２通信装置３２を新たに搭載したものであり、その他の構成は実施の形態１の飛翔体通信装置１０１と同じである。図４の系統図を用いて、人口衛星を中継することから、実施の形態２の飛翔体通信装置１０２が監視する特定地域内の子局に関する情報を前記特定地域外の親局に伝える通信方法について、以下詳細に説明する。人口衛星３００と飛翔体通信装置１０２との無線通信は、第２アンテナ２２に接続される第２通信装置３２により実施される。なお、地上の子局間における無線通信は、本発明の実施の形態１において説明したと同様に、自動発呼装置４１によって制御される第１通信装置３１を介して実施される。

特定地域内の子局２００に関する情報は自動発呼装置４１に把握されている。すなわち把握されている子局２００の番号デ−タや無線通信に割当られた子局間での回線割当履歴等は、一定の時間間隔ごとに通信衛星３００を経由した通信回線Ｅ１４により、特定地域外の親局４００に伝えられる。以下、より詳細に説明する。特定地域内の子局２００に関する情報を持った衛星通信信号Ｆは、一定の時間間隔で自動発呼装置４１から第２通信装置３２と第２アンテナ２２とを経由して人口衛星３００に向け送信される。人口衛星３００は、飛翔体通信装置１０２からの衛星通信信号Ｆを受信し、この衛星通信信号Ｆは人口衛星３００を経由した適切な通信回線Ｅ１４の確保により、特定地域外の地上の親局４００に送信される。なお、親局４００以外と接続した通信回線Ｅを別途設けてもよく、必要に応じて、適宜、自動発呼装置４１に把握されている特定地域内の子局２００に関する情報を親局４００以外で把握するようにしてもよい。

また、飛翔体通信装置１０２に図示しない撮影装置を搭載して、眼下に確認される特定地域の様子を前記撮影装置で撮像し、上記と同様の方法で、その撮像信号を前記自動発呼装置４１の制御により、前記衛星通信信号Ｆに乗せるようにすることから、前記特定地域の様子を特定地域外の親局４００やそれ以外の場所において、リアルタイムで画像確認できるようにすることも可能である。

以上説明したとおり、本発明の実施の形態２の飛翔体通信装置１０２を形態電話等の子局用の親局や中継基地局がない特定地域の上空に上げることにより、前記特定地域の任意の子局間での通信回線の確保ができるという効果が得られる。また、特定地域外の親局４００は、特定地域内の任意の各子局２００ｘの存在の有無を特定でき、また、子局間が実施した回線割当履歴等を把握できるため、特定地域内での子局の回線使用に対して、容易に課金実施が可能になるという効果が得られる。また、大規模な地震等の災害が発生した被災地においては、回線使用した子局を携帯する携帯者の安否推定に役立ったり、被災地の様子をリアルタイムで画像確認できたりするという格別の効果が得られる。

実施の形態３
以下図面に基づいて本発明の実施の形態３について詳細に説明する。図５は本発明の実施の形態２の飛翔体通信装置の概略構成を示す構成図である。図６は本発明の実施の形態３の飛翔体通信装置を前記特定地域の上空の成層圏以下の高さに上げた時の飛翔体通信装置と地上の特定地域外のＶＳＡＴとの通信状態を説明するための系統図である。なお、図５もしくは図６中の同一部分ないし相当部分には、図１ないし図４と同一符号を付与している。

図５に示すように本発明の実施の形態３の飛翔体通信装置１０３は、実施の形態２の飛翔体通信装置１０２に第１通信装置３１と第２通信装置３２に用いる通信信号を互いに翻訳させる信号変換装置５０を新たに搭載したものであり、その他の構成は実施の形態２の飛翔体通信装置１０２と同じである。図６の系統図を用いて、ＤＡＭＡシステムに組込まれた前記特定地域外のＶＳＡＴ５００ｎと実施の形態３の飛翔体通信装置１０３が監視する特定地域内の特定の子局２００ａとのＤＡＭＡシステムによる通信回線Ｄｎの確保の手順について説明する。なお、ＶＳＡＴ５００はＤＡＭＡシステムを管理統制するＤＡＭＡ装置６００（図示しない）に通信衛星３００等を経由するか、地上の電話回線等の通信網（図示しない）を経由してつながり、ＤＡＭＡ装置６００により制御されている。また、ＤＡＭＡ装置６００は本発明の実施の形態２において示した構成により得た特定地域内の子局の番号デ−タａ〜ｚについて親局を介する等して把握している。

ＶＳＡＴ５００ｎから子局２００ａとの通信のための呼出信号Ｖｎａが通信衛星３００に向けて発信された場合、ＤＡＭＡ装置６００は直ちに通信衛星３００を経由して飛翔体通信装置１０３の自動発呼装置４１に対して、優先的に子局２００ａを呼び出す着信信号Ａａを発信するように制御指令する。通信衛星３００は飛翔体通信装置１０３に向け着信信号Ｐを送信し、自動発呼装置４１は２００ａを呼び出す着信信号Ａａを発信する。子局２００ａへの着信信号Ａａに伴い子局２００ａの形態者から返信信号Ｒａが飛翔体通信装置１０３に返されると、自動発呼装置４１は衛星通信信号Ｆを通信衛星３００に送ることからＤＡＭＡ装置６００にＶＳＡＴ５００ｎと子局２００ａとの通信が可能であることを知らせる。これを受けＤＡＭＡ装置６００は、通信衛星３００および飛翔体通信装置１０３に対して、優先的にＶＳＡＴ５００ｎと子局２００ａとの専用回線Ｄｎを確保できるようにＤＡＭＡシステムの回線割当を制御指令していく。これにより、ＶＳＡＴ５００ｎと子局２００ａは専用回線Ｄｎを確保できる。

また、前記特定地域内の子局２００ａがＤＡＭＡシステムにアクセスできる専用のコ−ド等（暗証番号ないし専用信号等）を有している場合、上記方法と同様の手法で飛翔体通信装置１０３の自動発呼装置４１に対して、ＤＡＭＡ装置６００に子局２００ａが接続できるよう衛星通信信号Ｆを発信するよう設定できる。従って、専用のコ−ド等をあらかじめ決めておくことで、前記特定地域内の子局２００ａから通信衛星３００を経由して、前記特定地域外のＶＳＡＴ５００ｎやＤＡＭＡシステムにアクセス可能な電話ネットワ−クを経由した任意の子局と通信回線を確保できることは明らかである。

一般的に言って、大規模の災害が発生すると、その発生地域への災害地域以外からの通信が殺到する。そのため、その地域での通信回線容量の確保ができなく、その結果緊急性の高い災害地域との通信回線の確保ができないという課題が発生する。ところが上記本発明の実施の形態３において示した飛翔体通信装置１０３を用いる場合、会員数の限定されたＤＡＭＡシステムにアクセスできる子局２００やＶＳＡＴ５００のみに通信回線が優先的に与えられるため、非常時の緊急回線の確保が確実にできるという格別な効果がある。

本発明の実施の形態１の飛翔体通信装置の概略を示す構成図である。本発明の実施の形態１の飛翔体通信装置を用いた通信状態を説明するための系統図である。本発明の実施の形態２の飛翔体通信装置の概略を示す構成図である。本発明の実施の形態２の飛翔体通信装置を用いた通信状態を説明するための系統図である。本発明の実施の形態３の飛翔体通信装置の概略を示す構成図である。本発明の実施の形態３の飛翔体通信装置を用いた通信状態を説明するための系統図である。

符号の説明

１０飛行船（飛翔体）
３１第１通信装置
３２第２通信装置
４１自動発呼装置
５０信号変換装置
１０１実施の形態１の飛翔体通信装置
１０２実施の形態２の飛翔体通信装置
１０３実施の形態３の飛翔体通信装置
２００子局
３００人口衛星
４００親局
５００ＶＳＡＴ
ａ〜ｚ子局の番号
Ａａ子局ａへの着信信号
Ａｎ子局ｎへの着信信号
Ｃａｎ子局ａからの子局ｎへの呼出信号
ＤｎａＶＳＡＴ５００ｎと子局ａのＤＡＭＡ通信回線
Ｅａｎ子局ａと子局ｎの通信回線
Ｆ衛星通信信号
Ｒａ子局ａからの返信信号
Ｒｎ子局ｎからの返信信号

Claims

複数の子局と直接送受信可能な第１通信装置と、前記第１通信装置を経由した各子局からの発信信号に基づいた複数の子局の番号を番号デ−タとして認識し、発信側子局からの受信側子局の番号の情報を持った呼出信号に対して、前記番号デ−タと前記呼出信号の持った情報に基づく受信側子局の番号とが照合一致されるときに、受信側子局に着信信号を送信し、受信側子局から返信信号が前記第１通信装置に返信されたときに、発信側子局と受信側子局との間に通信回線を割当てる自動発呼装置とを、成層圏以下の高度で飛行可能な飛翔体に備えたことを特徴とする飛翔体通信装置。
請求項１記載の飛翔体通信装置に人口衛星と送受信可能な第２通信装置を備え、前記自動発呼装置の認識する子局の番号デ−タの情報を有する衛星通信信号を人口衛星に送信するようにしたことを特徴とする飛翔体通信装置。
請求項２に記載の飛翔体通信装置に第１通信装置と第２通信装置の通信信号を互いに翻訳できるようにした信号変換装置が備えられたことを特徴とする飛翔体通信装置。
請求項３に記載の飛翔体通信装置が、ＤＡＭＡ装置により制御指令されることを特徴とする飛翔体通信装置。
請求項４に記載の飛翔体通信装置が、ＤＡＭＡシステムへのアクセスコ−ドを有した子局からの前記ＤＡＭＡシステムへの呼出信号に対して、第２通信装置を経由した通信回線を割当てるようにした自動発呼装置を備えたことを特徴とする飛翔体通信装置。
請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の飛翔体通信装置を用いて、子局間の通信回線を確保できるようにした飛翔体通信システム。