JP2020048046A - 制御装置、プログラム、制御方法及び飛行体 - Google Patents

制御装置、プログラム、制御方法及び飛行体 Download PDF

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Abstract

【課題】飛行体の交代を適切に実行可能な技術を提供することが望ましい。【解決手段】地上にセルを形成してセル内のユーザ端末に無線通信サービスを提供するためのアンテナを有する飛行体を制御する制御装置であって、セルによって地上の対象エリアをカバーしている第１の飛行体と、第２の飛行体との交代を制御する交代制御部を備え、交代制御部は、第２の飛行体が、第１の飛行体の位置に対応する位置に移動し、ＣｏＭＰによって第２の飛行体及び第１の飛行体によるユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始した後、第１の飛行体がセルの形成を停止するように、第１の飛行体及び第２の飛行体を制御する、制御装置を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、プログラム、制御方法及び飛行体に関する。
成層圏プラットフォームを提供すべく、アンテナを有し、成層圏を飛行する飛行体が知られていた（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００２−２１１４９６号公報
飛行体の交代を適切に実行可能な技術を提供することが望ましい。
本発明の第１の態様によれば、地上にセルを形成してセル内のユーザ端末に無線通信サービスを提供するためのアンテナを有する飛行体を制御する制御装置が提供される。制御装置は、セルによって地上の対象エリアをカバーしている第１の飛行体と、第２の飛行体との交代を制御する交代制御部を備えてよい。交代制御部は、第２の飛行体が、第１の飛行体の位置に対応する位置に移動し、ＣｏＭＰによって第２の飛行体及び第１の飛行体によるユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始した後、第１の飛行体がセルの形成を停止するように、第１の飛行体及び第２の飛行体を制御してよい。
上記交代制御部は、上記第２の飛行体が、上記対象エリアの上空を定点飛行している上記第１の飛行体の軌道内に移動し、ＣｏＭＰによって上記第２の飛行体及び上記第１の飛行体による上記ユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始した後、上記第１の飛行体が上記セルの形成を停止するように、上記第１の飛行体及び上記第２の飛行体を制御してよい。上記交代制御部は、上記第２の飛行体が、マルチセルによって地上の対象エリアをカバーしている上記第１の飛行体の位置に対応する位置に移動し、ＣｏＭＰによって上記第２の飛行体及び上記第１の飛行体によるマルチセルを用いた上記ユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始した後、上記第１の飛行体が上記マルチセルの形成を停止するように、上記第１の飛行体及び上記第２の飛行体を制御してよい。
上記交代制御部は、マルチセルによって地上の対象エリアをカバーしている上記第１の飛行体に、上記マルチセルを仮想単一セルにさせた後、上記第２の飛行体が、上記第１の飛行体の位置に対応する位置に移動し、ＣｏＭＰによって上記第２の飛行体及び上記第１の飛行体による上記ユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始した後、上記第１の飛行体が上記セルの形成を停止し、かつ、上記第２の飛行体がマルチセルを形成するように、上記第１の飛行体及び上記第２の飛行体を制御してよい。上記交代制御部は、上記第１の飛行体が形成しているマルチセルのうちの１つのセルをメインセルとして決定し、上記メインセルを拡大し、上記マルチセルのうちの上記メインセル以外のセルを停止することによって、上記マルチセルを仮想単一セルにするように、上記第１の飛行体を制御してよい。上記交代制御部は、上記第１の飛行体が形成しているマルチセルの中心に位置するセルをメインセルとして決定してよい。上記交代制御部は、上記第１の飛行体が形成しているマルチセルのうち、他のセルと重複しているエリアの合計サイズが最も大きいセルをメインセルとして決定してよい。上記交代制御部は、上記第１の飛行体が形成しているマルチセルのそれぞれの通信トラフィックに基づいて、上記メインセルを決定してよい。上記交代制御部は、上記第１の飛行体が形成しているマルチセルのうち、通信トラフィックが最も多いセルを上記メインセルとして決定してよい。
本発明の第２の態様によれば、コンピュータを、上記制御装置として機能させるためのプログラムが提供される。
本発明の第３の態様によれば、地上にセルを形成してセル内のユーザ端末に無線通信サービスを提供するためのアンテナを有する飛行体を制御する制御方法が提供される。制御方法は、セルによって地上の対象エリアをカバーしている第１の飛行体と、第２の飛行体との交代を制御する交代制御段階を備えてよい。交代制御段階は、第２の飛行体が、第１の飛行体の位置に対応する位置に移動し、ＣｏＭＰによって第２の飛行体及び第１の飛行体によるユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始した後、第１の飛行体がセルの形成を停止するように、第１の飛行体及び第２の飛行体を制御してよい。
本発明の第４の態様によれば、地上にセルを形成してセル内のユーザ端末に無線通信サービスを提供するためのアンテナを有する飛行体が提供される。飛行体は、セルによって地上の対象エリアをカバーしているときに、対象エリアのカバーを他の飛行体と交代する交代処理を実行する交代制御部を備えてよい。交代制御部は、ＣｏＭＰによって他の飛行体とともにユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始した後、セルの形成を停止するよう制御してよい。
本発明の第５の態様によれば、地上にセルを形成してセル内のユーザ端末に無線通信サービスを提供するためのアンテナを有する飛行体が提供される。飛行体は、セルによって地上の対象エリアをカバーしている他の飛行体との交代を制御する交代制御部を備えてよい。交代制御部は、他の飛行体の位置に対応する位置に移動し、ＣｏＭＰによって他の飛行体とともにユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始するように、飛行体を制御してよい。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
飛行体１００の一例を概略的に示す。 制御装置３００による交代制御処理の流れの一例を概略的に示す。 制御装置３００による交代制御処理の流れの一例を概略的に示す。 制御装置３００による交代制御処理の流れの一例を概略的に示す。 制御装置３００による交代制御処理の流れの一例を概略的に示す。 制御装置３００の機能構成の一例を概略的に示す。 飛行体１００が有する制御装置１３０の機能構成の一例を概略的に示す。 制御装置３００として機能するコンピュータ１０００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、飛行体１００の一例を概略的に示す。飛行体１００は、本体部１０２及び主翼部１０４を備える。本体部１０２は、プロペラ１０６、スキッド１０８、及び車輪１１０を有する。主翼部１０４は、太陽電池パネル１１２を有する。
本体部１０２は、不図示のバッテリ及びアンテナを備える。太陽電池パネル１１２によって発電された電力は、バッテリに蓄積される。飛行体１００は、バッテリに蓄電された電力を用いてプロペラ１０６を回転させることによって飛行可能である。また、飛行体１００は、アンテナによって、地上に通信エリア１２０を形成して、通信エリア１２０内のユーザ端末３０に無線通信サービスを提供する。アンテナは、例えば、マルチビームアンテナであってよい。通信エリア１２０は、単一のセルによって構成されてよい。また、１２０は、複数のサブセル１２２によって構成されてもよい。すなわち、通信エリア１２０は、マルチセルによって構成されてもよい。飛行体１００は、例えば、成層圏を飛行して地上のユーザ端末３０に無線通信サービスを提供する。飛行体１００は、成層圏プラットフォームとして機能してよい。
ユーザ端末３０は、飛行体１００と通信可能な通信端末であればどのような端末であってもよい。例えば、ユーザ端末３０は、スマートフォン等の携帯電話である。ユーザ端末３０は、タブレット端末及びＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等であってもよい。
飛行体１００は、例えば、ユーザ端末３０と、地上のネットワーク２０との通信を中継することによって、ユーザ端末３０に無線通信サービスを提供する。ネットワーク２０は、通信事業者によって提供されるコアネットワークを含んでよい。また、ネットワーク２０は、インターネットを含んでよい。
飛行体１００は、地上の各地に配置されたゲートウェイ２２のうち、通信エリア１２０内のゲートウェイ２２を介してネットワーク２０と通信してよい。また、例えば、飛行体１００は、不図示の通信衛星を介してネットワーク２０と通信してもよい。
飛行体１００は、例えば、通信エリア１２０内のユーザ端末３０から受信したデータを、ネットワーク２０に送信する。また、飛行体１００は、例えば、ネットワーク２０を介して、通信エリア１２０内のユーザ端末３０宛のデータを受信した場合、当該データをユーザ端末３０に送信する。
ユーザ端末３０によって飛行体１００を介して行われる通信は、通信管理装置４００によって管理されてよい。通信管理装置４００は、例えば、通信事業者のコアネットワーク内に配置される。通信管理装置４００は、ユーザ端末３０によって飛行体１００を介して行われる通信に関する通信情報を外部に提供してよい。通信情報は、例えば、ユーザ端末３０によって飛行体１００を介して実行される通信の通信トラフィックを含む。通信管理装置４００は、通信情報を、ネットワーク２０を介して制御装置３００に送信してよい。なお、制御装置３００と通信管理装置４００とは一体であってもよい。すなわち、制御装置３００が、通信管理装置４００として機能してもよい。
飛行体１００は、制御装置３００によって制御されてよい。飛行体１００は、例えば、制御装置３００によってネットワーク２０及びゲートウェイ２２を介して送信された指示に従って飛行する。
制御装置３００は、指示を送信することによって飛行体１００を制御する。制御装置３００は、通信エリア１２０によって地上の対象エリアをカバーさせるべく、飛行体１００に、対象エリアの上空を旋回させてよい。飛行体１００が対象エリアをカバーすべく、対象エリアの上空を旋回することを定点飛行と記載する場合がある。制御装置３００は、複数の対象エリアのそれぞれに対して、飛行体１００に定点飛行をさせることにより、複数の対象エリアのそれぞれをカバーさせてよい。
制御装置３００は、対象エリアをカバーしている飛行体１００を、他の飛行体１００と交代させる交代制御処理を実行する。制御装置３００は、例えば、対象エリアをカバーしている飛行体１００のメンテナンスをする場合に、当該飛行体１００を、他の飛行体１００と交代させる。また、制御装置３００は、オペレータの指示に従って、任意のタイミングで、対象エリアをカバーしている飛行体１００を他の飛行体１００と交代させる。
対象エリアをカバーしている第１の飛行体１００を第２の飛行体１００と交代する場合、例えば、第１の飛行体１００に無線通信サービスの提供を停止させ、第１の飛行体１００が飛行していた飛行エリアに第２の飛行体１００を向かわせて、第２の飛行体１００による無線通信サービスの提供を開始させることが考えられる。しかしこの場合、交代時に、一時的にサービス断が発生したり、一時的にサービス品質が劣化してしまったりすることになる。地上に設置されている無線基地局の場合は、カバーエリアの大きさが限定的であるので一時的サービス品質劣化は許容されているが、例えば成層圏プラットフォームとして機能するような飛行体１００は、カバーエリアが広大になるので影響が甚大になる可能性がある。
本実施形態に係る制御装置３００は、第２の飛行体１００が、第１の飛行体１００の位置に対応する位置に移動し、ＣｏＭＰ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｐｏｉｎｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ／ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）によって第２の飛行体１００及び第１の飛行体１００によるユーザ端末３０への無線通信サービスの提供を開始した後、第１の飛行体１００がセルの形成を停止するように、第１の飛行体１００及び第２の飛行体を制御する。第１の飛行体１００の位置に対応する位置とは、例えば、第１の飛行体１００の飛行経路内であってよい。例えば、第１の飛行体１００が定点飛行をしている場合、第１の飛行体１００の位置に対応する位置は、定点飛行の軌道内であってよい。また、飛行体１００の位置に対応する位置とは、飛行体１００から予め定められた距離の範囲内のいずれかの位置であってもよい。
これにより、第１の飛行体１００に在圏していたユーザ端末３０は、第２の飛行体１００が第１の飛行体１００の位置に対応する位置に移動するまでは、第１の飛行体１００からサービスを受け、第２の飛行体１００が第１の飛行体１００の位置に対応する位置に移動した後は、ＣｏＭＰによるサービスを受け、第１の飛行体１００がセルの形成を停止した後は、第２の飛行体１００によるサービスを受けることができる。すなわち、本実施形態に係る制御装置３００によれば、ユーザ端末３０に発生する一時的なサービス断や一時的なサービス品質の劣化を抑制することができる。
図２は、制御装置３００による交代制御処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、飛行体１００を飛行体２００と交代させる処理を例に挙げて説明する。飛行体２００は、飛行体１００と同様の構成を有する。飛行体１００及び飛行体２００は、制御装置３００の指示に従って各動作を実行する。図２では、飛行体１００が、対象エリア４０の上空を定点飛行して、対象エリア４０を通信エリア１２０によってカバーしている状態を開始状態として説明する。
Ｓ１０２では、飛行体２００が、飛行体１００の位置に対応する位置に到着する。Ｓ１０４では、飛行体２００が、通信エリア２２０を形成する。飛行体２００は、通信エリア１２０と同一の周波数による通信エリア２２０を形成し、ＣｏＭＰによって飛行体１００とともにユーザ端末３０への無線通信サービスの提供を開始する。ユーザ端末３０の図示は省略している。
飛行体１００及び飛行体２００は、ＣｏＭＰ ＪＴ（Ｊｏｉｎｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）によって、ユーザ端末３０に無線通信サービスを提供してよい。飛行体１００及び飛行体２００がＣｏＭＰによってユーザ端末３０に無線通信サービスを提供している間、ユーザ端末３０は、飛行体１００及び飛行体２００からデータを受信可能である。また、ユーザ端末３０は、飛行体１００及び飛行体２００のいずれに対してもデータ送信可能である。すなわち、ユーザ端末３０からのＵＬ受信は、飛行体１００と飛行体２００との間で切替可能である。
Ｓ１０６では、飛行体１００が通信エリア１２０の形成を停止する。このとき、ユーザ端末３０は、飛行体２００に対してデータを送受信可能である。Ｓ１０８では、飛行体１００が、定点飛行の軌道から外れて、予め定められた場所や、指定された場所に移動する。
図３は、制御装置３００による交代制御処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、単一セルによって構成されるセル１５０を形成している飛行体１００と、飛行体２００とを交代させる処理を例に挙げて説明する。飛行体１００及び飛行体２００は、制御装置３００の指示に従って各動作を実行する。
Ｓ２０２では、飛行体２００が、飛行体１００の位置に対応する位置に移動し、セル１５０と同一周波数の単一セルによって構成されるセル２５０を形成する。このとき、制御装置３００は、飛行体２００及び飛行体１００に、セル１５０とセル２５０との位置を合わせるフットプリント合わせを行わせてよい。制御装置３００は、飛行体２００に対してセル１５０の位置を通知したり、飛行体１００に対してセル２５０の位置を通知したり、飛行体２００に対してセル１５０の位置を通知するとともに飛行体１００に対してセル２５０の位置を通知することによって、フットプリント合わせを行わせてよい。また、制御装置３００は、セル１５０とセル２５０の位置が合うように、飛行体２００に対してセル２５０の位置を指定したり、飛行体１００に対してセル１５０の位置を指定したりしてもよい。また、フットプリント合わせは、飛行体１００及び飛行体２００によって自律的に実行されてもよい。そして、制御装置３００は、飛行体２００及び飛行体１００に、ＣｏＭＰによってユーザ端末３０への無線通信サービスの提供を開始させる。ユーザ端末３０の図示は省略している。
Ｓ２０４では、飛行体１００がセル１５０の形成を停止し、定点飛行の軌道から外れて、予め定められた場所や、指定された場所に移動する。飛行体１００のセル１５０がカバーしていたエリアは、飛行体２００のセル２５０によってカバーされる。
図３に示すように、単一セルによって構成されるセル１５０を形成している飛行体１００の位置に対応する位置に飛行体２００を移動させ、飛行体２００に単一セルによって構成されるセル２５０を形成させ、飛行体１００及び飛行体２００にＣｏＭＰによる無線通信サービスの提供を開始させた後、セル１５０の形成を停止させることによって、無線通信サービスのシームレスな切替を実現でき、飛行体１００と飛行体２００との適切な交代を実現できる。
図４は、制御装置３００による交代制御処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、マルチセル１６０を形成している飛行体１００と、飛行体２００とを交代させる処理を例に挙げて説明する。飛行体１００及び飛行体２００は、制御装置３００の指示に従って各動作を実行する。
Ｓ３０２では、飛行体２００が、飛行体１００の位置に対応する位置に移動し、マルチセル１６０と同一の構成を有するマルチセル２６０を形成する。このとき、制御装置３００は、飛行体２００及び飛行体１００に、マルチセル１６０とマルチセル２６０との位置を合わせるフットプリント合わせを行わせてよい。制御装置３００は、飛行体２００に対してマルチセル１６０の位置を通知したり、飛行体１００に対してマルチセル２６０の位置を通知したり、飛行体２００に対してマルチセル１６０の位置を通知するとともに飛行体１００に対してマルチセル２６０の位置を通知することによって、フットプリント合わせを行わせてよい。また、制御装置３００は、マルチセル１６０とマルチセル２６０の位置が合うように、飛行体２００に対してマルチセル２６０の位置を指定したり、飛行体１００に対してマルチセル１６０の位置を指定したりしてもよい。また、フットプリント合わせは、飛行体１００及び飛行体２００によって自律的に実行されてもよい。そして、制御装置３００は、飛行体１００及び飛行体２００に、マルチセル１６０及びマルチセル２６０のそれぞれのセルについて、ＣｏＭＰによってユーザ端末３０への無線通信サービスの提供を開始させる。ユーザ端末３０の図示は省略している。
Ｓ３０４では、飛行体１００がマルチセル１６０の形成を停止し、定点飛行の軌道から外れて、予め定められた場所や、指定された場所に移動する。飛行体１００のマルチセル１６０がカバーしていたエリアは、飛行体２００のマルチセル２６０によってカバーされる。
図４に示すように、マルチセル１６０を形成している飛行体１００の位置に対応する位置に飛行体２００を移動させ、飛行体２００にマルチセル２６０を形成させ、ＣｏＭＰによる無線通信サービスの提供を開始させた後、マルチセル１６０の形成を停止させることによって、無線通信サービスのシームレスな切替を実現でき、飛行体１００と飛行体２００との適切な交代を実現できる。
図５は、制御装置３００による交代制御処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、図４と異なる点を主に説明する。
Ｓ４０２では、飛行体１００が、ＣｏＭＰにより、マルチセル１６０を仮想単一セル１５４にする。飛行体１００は、例えば、マルチセル１６０に含まれる複数のセルのうちの１つをメインセルとして決定し、メインセルを拡大し、メインセル以外のセルを停止することによって、マルチセル１６０を仮想単一セル１５４にしてよい。
Ｓ４０４では、飛行体２００が、飛行体１００の位置に対応する位置に移動し、仮想単一セル１５４と同一周波数の単一セルによって構成されるセル２５４を形成する。このとき、制御装置３００は、飛行体２００及び飛行体１００に、仮想単一セル１５４とセル２５４との位置を合わせるフットプリント合わせを行わせてよい。制御装置３００は、飛行体２００に対して仮想単一セル１５４の位置を通知したり、飛行体１００に対してセル２５４の位置を通知したり、飛行体２００に対して仮想単一セル１５４の位置を通知するとともに飛行体１００に対してセル２５４の位置を通知することによって、フットプリント合わせを行わせてよい。また、制御装置３００は、仮想単一セル１５４とセル２５４の位置が合うように、飛行体２００に対してセル２５４の位置を指定したり、飛行体１００に対して仮想単一セル１５４の位置を指定したりしてもよい。また、フットプリント合わせは、飛行体１００及び飛行体２００によって自律的に実行されてもよい。そして、制御装置３００は、飛行体１００及び飛行体２００に、ＣｏＭＰによってユーザ端末３０への無線通信サービスの提供を開始させる。ユーザ端末３０の図示は省略している。
Ｓ４０６では、飛行体１００が仮想単一セル１５４の形成を停止し、定点飛行の軌道から外れて、予め定められた場所や、指定された場所に移動する。
Ｓ４０８では、飛行体２００が、マルチセル２６０を形成する。飛行体２００は、セル２５４を縮小させるとともに、他の複数のセルを形成することによって、マルチセル２６０を形成してよい。飛行体１００のマルチセル１６０がカバーしていたエリアは、飛行体２００のマルチセル２６０によってカバーされる。
図５に示すように、マルチセル１６０を形成している飛行体１００に、マルチセル１６０を仮想単一セル１５４にさせた後、飛行体２００を飛行体１００の位置に対応する位置に移動させ、飛行体２００にセル２５４を形成させ、ＣｏＭＰによる無線通信サービスの提供を開始させた後、仮想単一セル１５４の形成を停止させ、飛行体２００に、セル２５４をマルチセル２６０にさせることによって、図４に示した例と比較して、マルチセル１６０及びマルチセル２６０のそれぞれのセル毎のフットプリント合わせを不要にすることができ、処理を簡略化することができる。
なお、図５に示す交代制御処理の場合、セルＡ、セルＢ、セルＣ、セルＤ、セルＥ、及びセルＦに在圏していたユーザ端末３０は、Ｓ４０２において、飛行体１００がマルチセル１６０を仮想単一セル１５４にするときに、無線瞬断が発生し得る。
制御装置３００は、例えば、マルチセル１６０に含まれる複数のセルの中心に位置するセルをメインセルとして決定してよい。また、制御装置３００は、マルチセル１６０に含まれる複数のセルのうち、他のセルと重複しているエリアの合計サイズが最も大きいセルをメインセルとして決定してよい。図５に示す例では、セルＧがメインセルとして決定される。そして、制御装置３００は、メインセルを拡大させ、メインセル以外のセルを停止させることによって、マルチセル１６０を仮想単一セル１５４にさせてよい。これにより、メインセル以外に在圏していたユーザ端末３０のうち、メインセルにハンドオーバすることによって無線瞬断を回避できるユーザ端末３０の数を増加させることができる。
また、制御装置３００は、マルチセル１６０に含まれる複数のセルのうち、通信トラフィックが最も多いセルをメインセルとして決定してよい。そして、制御装置３００は、メインセルを拡大させ、メインセル以外のセルを停止させることによって、マルチセル１６０を仮想単一セル１５４にさせてよい。これにより、他のセルをメインセルとして決定する場合と比較して、無線瞬断が発生するユーザ端末３０の数を低減することができる。
図６は、制御装置３００の機能構成の一例を概略的に示す。制御装置３００は、指示受付部３１２、指示送信部３１４、通信情報取得部３２０、及び制御部３３０を備える。
指示受付部３１２は、各種指示を受け付ける。指示受付部３１２は、例えば、対象エリア４０を指定する指示を受け付ける。また、指示受付部３１２は、例えば、飛行体１００が定点飛行する軌道を指定する指示を受け付ける。また、指示受付部３１２は、例えば、通信エリアを形成する位置を指定する指示を受け付ける。指示受付部３１２は、制御装置３００が備える操作部を介して入力された指示を受け付けてよい。また、指示受付部３１２は、制御装置３００が備える通信部を介して、ネットワーク２０を介して受信した指示を受け付けてもよい。
指示送信部３１４は、指示受付部３１２が受け付けた指示を飛行体１００に送信する。指示送信部３１４は、指示を複数の飛行体１００に送信してよい。指示送信部３１４は、複数の飛行体１００のうちの一の飛行体１００に指示を送信し、当該一の飛行体１００に、他の飛行体１００に対して当該指示を送信させてもよい。
通信情報取得部３２０は、飛行体１００が形成しているセルによってユーザ端末３０に提供される無線通信サービスにおける通信に関する通信情報を取得する。通信情報取得部３２０は、例えば、通信トラフィックに関する情報を取得する。通信情報取得部３２０は、通信管理装置４００から通信情報を受信してよい。
制御部３３０は、各種制御を実行する。制御部３３０は、飛行体１００の交代制御処理を実行する。制御部３３０は、指示送信部３１４を介して各種指示を飛行体１００に送信することにより、飛行体１００を制御してよい。制御部３３０は、複数の指示をそれぞれのタイミングにあわせて飛行体１００に送信してよく、また、複数の指示をまとめて飛行体１００に送信してもよい。制御部３３０は、交代制御部の一例であってよい。
例えば、制御部３３０は、セルによって地上の対象エリアをカバーしている第１の飛行体と、第２の飛行体との交代を制御する。制御部３３０は、第２の飛行体が、第１の飛行体の位置に対応する位置に移動し、ＣｏＭＰによって第２の飛行体及び第１の飛行体によるユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始した後、第１の飛行体がセルの形成を停止するように、第１の飛行体及び第２の飛行体を制御してよい。
また、制御部３３０は、第２の飛行体が、マルチセルによって地上の対象エリアをカバーしている第１の飛行体の位置に対応する位置に移動し、ＣｏＭＰによって第２の飛行体及び第１の飛行体によるマルチセルを用いたユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始した後、第１の飛行体がマルチセルの形成を停止するように、第１の飛行体及び第２の飛行体を制御してよい。
また、制御部３３０は、マルチセルによって地上の対象エリアをカバーしている第１の飛行体に、マルチセルを仮想単一セルにさせた後、第２の飛行体が、第１の飛行体の位置に対応する位置に移動し、ＣｏＭＰによって第２の飛行体及び第１の飛行体によるユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始した後、第１の飛行体がセルの形成を停止し、かつ、第２の飛行体がマルチセルを形成するように、第１の飛行体及び第２の飛行体を制御してよい。制御部３３０は、第１の飛行体が形成しているマルチセルのうちの１つのセルをメインセルとして決定し、メインセルを拡大し、マルチセルのうちのメインセル以外のセルを停止することによって、マルチセルを仮想単一セルにするように、第１の飛行体を制御してよい。
制御部３３０は、第１の飛行体が形成しているマルチセルの中心に位置するセルをメインセルとして決定してよい。また、制御部３３０は、第１の飛行体が形成しているマルチセルのうち、他のセルと重複しているエリアの合計サイズが最も大きいセルをメインセルとして決定してよい。また、制御部３３０は、第１の飛行体が形成しているマルチセルのそれぞれの通信トラフィックに基づいて、メインセルを決定してもよい。例えば、制御部３３０は、第１の飛行体が形成しているマルチセルのうち、通信トラフィックが最も多いセルをメインセルとして決定する。
図７は、飛行体１００が有する制御装置１３０の機能構成の一例を概略的に示す。制御装置１３０は、無線通信部１３６及び制御部１４０を備える。
無線通信部１３６は、バッテリ１３４に蓄電されている電力を用いて、各種通信を実行する。無線通信部１３６は、例えば、通信エリア１２０を形成する。無線通信部１３６は、ネットワーク２０との通信を実行してよい。無線通信部１３６は、制御装置３００との通信を実行してよい。無線通信部１３６は、通信管理装置４００との通信を実行してよい。無線通信部１３６は、他の飛行体１００との通信を実行してよい。無線通信部１３６は、通信衛星との通信を実行してよい。
制御部１４０は、飛行体１００の飛行を制御する。また、制御部１４０は、無線通信部１３６による通信エリアの形成を制御する。制御部１４０は、制御装置３００からの指示に従って、飛行体１００の飛行及び通信エリアの形成等を制御してよい。
制御部１４０は、通信情報取得部１４２及び交代制御部１４４を有する。通信情報取得部１４２は、飛行体１００が形成しているセルによってユーザ端末３０に提供される無線通信サービスにおける通信に関する通信情報を取得する。通信情報取得部１４２は、例えば、通信トラフィックに関する情報を取得する。通信情報取得部１４２は、通信管理装置４００から通信情報を受信してよい。
交代制御部１４４は、他の飛行体１００との交代を制御する。交代制御部１４４は、例えば、自機（交代制御部１４４が搭載されている飛行体１００を自機と記載する場合がある。）が地上の対象エリアの上空を定点飛行しながら、無線通信部１３６が形成するセルによって対象エリアをカバーしているときに、当該対象エリアのカバーを他の飛行体１００と交代する交代制御処理を実行する。
交代制御部１４４は、他の飛行体１００が、自機の位置に対応する位置に移動した場合に、当該他の飛行体１００とともに、ＣｏＭＰによってユーザ端末３０への無線通信サービスの提供を開始する。そして、交代制御部１４４は、ＣｏＭＰによる無線通信サービスの開始後に、無線通信部１３６にセルの形成を停止させる。そして、交代制御部１４４は、自機を、予め定められた場所や、指定された場所に移動させる。
自機がマルチセルによって地上の対象エリアをカバーしている場合、交代制御部１４４は、他の飛行体１００が、自機の位置に対応する位置に移動した場合に、当該他の飛行体１００とともに、ＣｏＭＰによってマルチセルを用いたユーザ端末３０への無線通信サービスの提供を開始してよい。そして、交代制御部１４４は、ＣｏＭＰによる無線通信サービスの開始後に、無線通信部１３６にマルチセルの形成を停止させる。そして、交代制御部１４４は、自機を、予め定められた場所や、指定された場所に移動させる。
また、自機がマルチセルによって地上の対象エリアをカバーしている場合、交代制御部１４４は、まず、無線通信部１３６に、マルチセルを仮想単一セルにさせてよい。そして、他の飛行体１００が、自機の位置に対応する位置に移動した場合に、当該他の飛行体１００とともに、ＣｏＭＰによってユーザ端末３０への無線通信サービスの提供を開始してよい。そして、交代制御部１４４は、ＣｏＭＰによる無線通信サービスの開始後に、無線通信部１３６にセルの形成を停止させる。そして、交代制御部１４４は、自機を、予め定められた場所や、指定された場所に移動させる。
交代制御部１４４は、無線通信部１３６に、マルチセルを仮想単一セルにさせる場合に、マルチセルのうちの１つのセルをメインセルとして決定し、メインセルを拡大し、マルチセルのうちのメインセル以外のセルを停止することによって、マルチセルを仮想単一セルにさせてもよい。交代制御部１４４は、マルチセルの中心に位置するセルをメインセルとして決定してよい。また、交代制御部１４４は、マルチセルのうち、他のセルと重複しているエリアの合計サイズが最も大きいセルをメインセルとして決定してよい。また、交代制御部１４４は、マルチセルのそれぞれの通信トラフィックに基づいて、メインセルを決定してもよい。例えば、交代制御部１４４は、マルチセルのうち、通信トラフィックが最も多いセルをメインセルとして決定する。
交代制御部１４４は、地上にセルを形成して地上の対象エリアをカバーしている他の飛行体１００と自機とを交代する交代制御処理を実行してもよい。
交代制御部１４４は、自機を他の飛行体１００の位置に対応する位置に移動させた後、無線通信部１３６に、他の飛行体１００が形成しているセルと同一の周波数のセルを形成させ、ＣｏＭＰによって、他の飛行体１００とともにユーザ端末３０への無線通信サービスを開始させてよい。
交代制御部１４４は、他の飛行体１００がマルチセルによって地上の対象エリアをカバーしている場合、自機を他の飛行体１００の位置に対応する位置に移動させた後、無線通信部１３６に、他の飛行体１００が形成しているマルチセルと同一の構成のマルチセルを形成させ、ＣｏＭＰによって、他の飛行体１００とともにマルチセルを用いたユーザ端末３０への無線通信サービスを開始させてよい。
交代制御部１４４は、例えば、単一セルによって他の飛行体１００とともにＣｏＭＰによるユーザ端末３０への無線通信サービスを開始させた、他の飛行体１００がセルの形成を停止した後に、無線通信部１３６に、単一セルをマルチセルにさせてもよい。交代制御部１４４は、無線通信部１３６に、単一セルをマルチセルにさせる場合、単一セルを縮小させるとともに、他の複数のセルを形成させることによって、マルチセルを形成させてよい。
図８は、制御装置１３０又は制御装置３００として機能するコンピュータ１０００の一例を概略的に示す。本実施形態に係るコンピュータ１０００は、ホストコントローラ１０９２により相互に接続されるＣＰＵ１０１０及びＲＡＭ１０３０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ１０９４によりホストコントローラ１０９２に接続されるＲＯＭ１０２０、通信Ｉ／Ｆ１０４０、記憶装置１０５０、及び入出力チップ１０８０を有する入出力部を備える。
ＣＰＵ１０１０は、ＲＯＭ１０２０及びＲＡＭ１０３０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。通信Ｉ／Ｆ１０４０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。また、通信Ｉ／Ｆ１０４０は、通信を行うハードウェアとして機能する。記憶装置１０５０は、ハードディスクドライブ、ソリッドステートディスク、及びソリッドステートドライブ等であってよく、ＣＰＵ１０１０が使用するプログラム及びデータを格納する。
ＲＯＭ１０２０は、コンピュータ１０００が起動時に実行するブート・プログラム及びコンピュータ１０００のハードウェアに依存するプログラムなどを格納する。入出力チップ１０８０は、例えばＵＳＢポート、パラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポートなどを介して各種の入出力装置を入出力コントローラ１０９４へと接続する。
ＲＡＭ１０３０を介して記憶装置１０５０に提供されるプログラムは、ＩＣカードなどの記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ１０３０を介して記憶装置１０５０にインストールされ、ＣＰＵ１０１０において実行される。
コンピュータ１０００にインストールされ、コンピュータ１０００を制御装置１３０又は制御装置３００として機能させるプログラムは、ＣＰＵ１０１０などに働きかけて、コンピュータ１０００を、制御装置１３０又は制御装置３００の各部としてそれぞれ機能させてよい。これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータ１０００に読込まれることにより、ソフトウエアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である無線通信部１３６及び制御部１４０として機能する。また、これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータ１０００に読込まれることにより、ソフトウエアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である指示受付部３１２、指示送信部３１４、通信情報取得部３２０、及び制御部３３０として機能する。そして、これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ１０００の使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の制御装置１３０又は制御装置３００が構築される。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
２０ ネットワーク、２２ ゲートウェイ、３０ ユーザ端末、４０ 対象エリア、１００ 飛行体、１０２ 本体部、１０４ 主翼部、１０６ プロペラ、１０８ スキッド、１１０ 車輪、１１２ 太陽電池パネル、１２０ 通信エリア、１２２ サブセル、１３０ 制御装置、１３４ バッテリ、１３６ 無線通信部、１４０ 制御部、１４２ 通信情報取得部、１４４ 交代制御部、１５０ セル、１５４ 仮想単一セル、１６０ マルチセル、２００ 飛行体、２２０ 通信エリア、２５０ セル、２５４ セル、２６０ マルチセル、３００ 制御装置、３１２ 指示受付部、３１４ 指示送信部、３２０ 通信情報取得部、３３０ 制御部、１０００ コンピュータ、１０１０ ＣＰＵ、１０２０ ＲＯＭ、１０３０ ＲＡＭ、１０４０ 通信Ｉ／Ｆ、１０５０ 記憶装置、１０８０ 入出力チップ、１０９２ ホストコントローラ、１０９４ 入出力コントローラ

Claims (13)

  1. 地上にセルを形成して前記セル内のユーザ端末に無線通信サービスを提供するためのアンテナを有する飛行体を制御する制御装置であって、
    前記セルによって地上の対象エリアをカバーしている第１の飛行体と、第２の飛行体との交代を制御する交代制御部を備え、
    前記交代制御部は、前記第２の飛行体が、前記第１の飛行体の位置に対応する位置に移動し、ＣｏＭＰによって前記第２の飛行体及び前記第１の飛行体による前記ユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始した後、前記第１の飛行体が前記セルの形成を停止するように、前記第１の飛行体及び前記第２の飛行体を制御する、
    制御装置。
  2. 前記交代制御部は、前記第２の飛行体が、前記対象エリアの上空を定点飛行している前記第１の飛行体の軌道内に移動し、ＣｏＭＰによって前記第２の飛行体及び前記第１の飛行体による前記ユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始した後、前記第１の飛行体が前記セルの形成を停止するように、前記第１の飛行体及び前記第２の飛行体を制御する、請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記交代制御部は、前記第２の飛行体が、マルチセルによって地上の対象エリアをカバーしている前記第１の飛行体の位置に対応する位置に移動し、ＣｏＭＰによって前記第２の飛行体及び前記第１の飛行体によるマルチセルを用いた前記ユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始した後、前記第１の飛行体が前記マルチセルの形成を停止するように、前記第１の飛行体及び前記第２の飛行体を制御する、請求項１又は２に記載の制御装置。
  4. 前記交代制御部は、マルチセルによって地上の対象エリアをカバーしている前記第１の飛行体に、前記マルチセルを仮想単一セルにさせた後、前記第２の飛行体が、前記第１の飛行体の位置に対応する位置に移動し、ＣｏＭＰによって前記第２の飛行体及び前記第１の飛行体による前記ユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始した後、前記第１の飛行体が前記セルの形成を停止し、かつ、前記第２の飛行体がマルチセルを形成するように、前記第１の飛行体及び前記第２の飛行体を制御する、請求項１又は２に記載の制御装置。
  5. 前記交代制御部は、前記第１の飛行体が形成しているマルチセルのうちの１つのセルをメインセルとして決定し、前記メインセルを拡大し、前記マルチセルのうちの前記メインセル以外のセルを停止することによって、前記マルチセルを仮想単一セルにするように、前記第１の飛行体を制御する、請求項４に記載の制御装置。
  6. 前記交代制御部は、前記第１の飛行体が形成しているマルチセルの中心に位置するセルをメインセルとして決定する、請求項５に記載の制御装置。
  7. 前記交代制御部は、前記第１の飛行体が形成しているマルチセルのうち、他のセルと重複しているエリアの合計サイズが最も大きいセルをメインセルとして決定する、請求項５に記載の制御装置。
  8. 前記交代制御部は、前記第１の飛行体が形成しているマルチセルのそれぞれの通信トラフィックに基づいて、前記メインセルを決定する、請求項５に記載の制御装置。
  9. 前記交代制御部は、前記第１の飛行体が形成しているマルチセルのうち、通信トラフィックが最も多いセルを前記メインセルとして決定する、請求項８に記載の制御装置。
  10. コンピュータを、請求項１から９のいずれか一項に記載の制御装置として機能させるためのプログラム。
  11. 地上にセルを形成して前記セル内のユーザ端末に無線通信サービスを提供するためのアンテナを有する飛行体を制御する制御方法であって、
    前記セルによって地上の対象エリアをカバーしている第１の飛行体と、第２の飛行体との交代を制御する交代制御段階を備え、
    前記交代制御段階は、前記第２の飛行体が、前記第１の飛行体の位置に対応する位置に移動し、ＣｏＭＰによって前記第２の飛行体及び前記第１の飛行体による前記ユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始した後、前記第１の飛行体が前記セルの形成を停止するように、前記第１の飛行体及び前記第２の飛行体を制御する、制御方法。
  12. 地上にセルを形成して前記セル内のユーザ端末に無線通信サービスを提供するためのアンテナを有する飛行体であって、
    前記セルによって地上の対象エリアをカバーしているときに、前記対象エリアのカバーを他の飛行体と交代する交代処理を実行する交代制御部
    を備え、
    前記交代制御部は、ＣｏＭＰによって前記他の飛行体とともに前記ユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始した後、前記セルの形成を停止するよう制御する、
    飛行体。
  13. 地上にセルを形成して前記セル内のユーザ端末に無線通信サービスを提供するためのアンテナを有する飛行体であって、
    前記セルによって地上の対象エリアをカバーしている他の飛行体との交代を制御する交代制御部
    を備え、
    前記交代制御部は、前記他の飛行体の位置に対応する位置に移動し、ＣｏＭＰによって前記他の飛行体とともに前記ユーザ端末への無線通信サービスの提供を開始するように、前記飛行体を制御する、
    飛行体。
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