JP2021192495A - システム、無線通信装置、プログラム、及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のドローン装置によるドローン間、及び地上通信装置とのネットワークを形成する方法を提供する。【解決手段】システムにおいて、地上のネットワーク５０に接続する優先接続部を有する地上通信装置と、夫々が移動体に搭載され、地上通信装置と無線通信する複数の移動体通信装置とを備える。複数の移動体通信装置の夫々は、複数のビームを用いて他の複数の移動体通信装置と並行して無線通信可能な無線通信部を有する。また、移動体通信装置は、異なる方向に指向性を有するように配置された複数のビームフォーミングアンテナを有し、複数のビームフォーミングアンテナによる複数のビームを用いて、他の複数の無線通信装置と無線通信する。【選択図】図１

Description

本開示に係る発明は、システム、無線通信装置、プログラム、及び通信方法に関する。

特許文献１には、バックホールノードに無線接続され、無線基地局として機能するドローン基地局が記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特表２０１７−５２１９６２号公報

本開示に係る発明の一実施形態によれば、システムが提供される。システムは、地上のネットワークに接続する接続部を有する地上通信装置を備えてよい。システムは、それぞれが移動体に搭載され、前記地上通信装置と無線通信する複数の移動体通信装置を備えてよい。複数の移動体通信装置のそれぞれは、複数のビームを用いて他の複数の移動体通信装置と並行して無線通信可能な無線通信部を有してよい。

上記システムは、上記地上通信装置と上記複数の移動体通信装置とによってメッシュネットワークを構成してよい。上記システムにおいて、上記複数の移動体通信装置のうちの一の移動体通信装置が上記地上通信装置と無線通信接続を確立し、上記一の移動体通信装置を含む複数の移動体通信装置が互いに無線通信接続を確立してよい。上記複数の移動体通信装置のそれぞれは、自機の位置情報及び他の複数の移動体通信装置の位置情報に基づいて、無線通信接続可能な他の移動体通信装置を検出する位置情報制御部を備えてよく、上記無線通信部は、上記位置情報制御部による検出結果に基づいて、他の移動体通信装置と無線通信接続を確立してよい。上記位置情報制御部は、上記地上のネットワークに接続された位置情報記録サーバに自機の位置情報を送信し、上記位置情報記録サーバから他の複数の移動体通信装置の位置情報を受信してよい。上記システムは、上記位置情報記録サーバをさらに備えてよい。上記複数の移動体通信装置のそれぞれは上記無線通信部が無線通信接続を確立した他の移動体通信装置の情報を含む接続情報に基づいて、データの伝達経路を管理する経路情報制御部を備えてよい。

上記複数の移動体通信装置のそれぞれは、異なる方向に指向性を有するように配置された複数のビームフォーミングアンテナを有してよく、上記無線通信部は、上記複数のビームフォーミングアンテナのうち少なくともいずれかから照射したビームを用いて、他の移動体通信装置と無線通信してよい。上記無線通信部は、上記複数のビームフォーミングアンテナのうちの２つ以上のビームフォーミングアンテナから照射したビームを用いて、他の複数の移動体通信装置と無線通信してよい。上記無線通信部は、上記複数のビームフォーミングアンテナから照射した複数のビームを用いて、他の複数の移動体通信装置と無線通信してよい。上記無線通信部は、無線通信接続を確立している通信相手の移動体通信装置と自機との位置関係が変化した場合に、ビームフォーミングによって、上記通信相手の移動体通信装置を追尾するように制御してよい。上記無線通信部は、上記複数のビームフォーミングアンテナのうちの第１のビームフォーミングアンテナによるビームによって第１の移動体通信装置と無線通信している間に、自機と上記第１の移動体通信装置との位置関係が変化した場合であって、上記第１の移動体通信装置が上記第１のビームフォーミングアンテナのビーム範囲内に位置する場合に、ビームフォーミングによって上記第１の移動体通信装置を追尾するように、上記第１のビームフォーミングアンテナを制御し、上記第１の移動体通信装置が上記第１のビームフォーミングアンテナのビーム範囲外に外れる場合に、上記第１の移動体通信装置と無線通信するために用いるアンテナを、上記第１のビームフォーミングアンテナから、上記複数のビームフォーミングアンテナのうちの他のビームフォーミングアンテナに切り替えるように、上記複数のビームフォーミングアンテナを制御してよい。上記複数の移動体通信装置のそれぞれは、無人航空機に搭載されてよい。

本開示に係る発明の一実施形態によれば、移動体に搭載される無線通信装置が提供される。無線通信装置は、異なる方向に指向性を有するように配置された複数のビームフォーミングアンテナを備えてよい。無線通信装置は、複数のビームフォーミングアンテナによる複数のビームを用いて、他の複数の無線通信装置と無線通信する無線通信部を備えてよい。

上記無線通信部は、無線通信接続を確立している通信相手の無線通信装置と自機との位置関係が変化した場合に、ビームフォーミングによって、上記通信相手の無線通信装置を追尾するように制御してよい。上記無線通信部は、上記複数のビームフォーミングアンテナのうちの第１のビームフォーミングアンテナによるビームによって第１の無線通信装置と無線通信している間に、自機と上記第１の無線通信装置との位置関係が変化した場合であって、上記第１の無線通信装置が上記第１のビームフォーミングアンテナのビーム範囲内に位置している間は、ビームフォーミングによって上記第１の無線通信装置を追尾するように、上記第１のビームフォーミングアンテナを制御し、上記第１の無線通信装置が上記第１のビームフォーミングアンテナのビーム範囲外に外れる場合に、上記第１の無線通信装置と無線通信するために用いるアンテナを、上記第１のビームフォーミングアンテナから、上記複数のビームフォーミングアンテナのうちの他のビームフォーミングアンテナに切り替えるように、上記複数のビームフォーミングアンテナを制御してよい。

本開示に係る発明の一実施形態によれば、コンピュータを、上記無線通信装置として機能させるためのプログラムが提供される。

本開示に係る発明の一実施形態によれば、移動体に搭載される無線通信装置によって実行される無線通信方法が提供される。無線通信方法は、異なる方向に指向性を有するように配置された複数のビームフォーミングアンテナによる複数のビームを用いて、他の複数の無線通信装置と並行して無線通信するステップを備えてよい。

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。

システム１０の一例を概略的に示す。 位置情報制御部１２０による処理の流れの一例を概略的に示す。 位置情報制御部２２０による処理の流れの一例を概略的に示す。 接続処理の流れの一例を概略的に示す。 無線通信部２３０の機能構成の一例を概略的に示す。 移動体通信装置２００の構成の一例を概略的に示す。 システム１０の一例を概略的に示す。 無人航空機２０に搭載された移動体通信装置２００のアンテナ構成の一例を概略的に示す。 移動体通信装置２００によるアンテナ制御について説明するための説明図である。 移動体通信装置２００によるアンテナ制御について説明するための説明図である。 地上通信装置１００又は移動体通信装置２００として機能するコンピュータ１２００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、システム１０の一例を概略的に示す。システム１０は、少なくとも１つの地上通信装置１００を備えてよい。図１では、２つの地上通信装置１００を例示している。システム１０は、複数の移動体通信装置２００を備えてよい。図１では、４つの移動体通信装置２００を例示している。移動体通信装置２００は、移動体に搭載されてよい。地上通信装置１００及び移動体通信装置２００を、ノードと記載する場合がある。システム１０は、位置情報記録サーバ３００を備えてもよい。

地上通信装置１００は、地上のネットワーク５０に有線接続されてよい。ネットワーク５０は、インターネットを含んでよい。ネットワーク５０は、移動体通信ネットワークを含んでよい。移動体通信ネットワークは、３Ｇ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式に準拠してよい。移動体通信ネットワークは、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）通信方式に準拠してよい。移動体通信ネットワークは、５Ｇ（５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式も準拠してよい。移動体通信ネットワークは、６Ｇ（６ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式以降の通信方式に準拠してよい。

地上通信装置１００は、地上に固定的に設置されてよい。地上通信装置１００は、例えば、建物の屋上等に設置されるが、これに限らず、任意の場所に設置されてよい。

地上通信装置１００は、移動可能であってもよい。例えば、地上通信装置１００は、車両に搭載されて、車両によって移動可能であってもよい。地上通信装置１００は、例えば、移動先でネットワーク５０に有線接続されてよい。地上通信装置１００は、例えば、移動先でネットワーク５０に無線接続されてもよい。

移動体は、空を移動する移動体であってよい。例えば、移動体は、ドローン及びＨＡＰＳ（Ｈｉｇｈ Ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｓｔａｔｉｏｎ）等の無人航空機であってよい。移動体は、陸上を移動する移動体であってもよい。例えば、移動体は、車両であってよい。移動体は、水上を移動する移動体であってもよい。例えば、移動体は、船舶であってよい。

移動体通信装置２００は、地上通信装置１００と無線通信可能であってよい。移動体通信装置２００は、例えば、ビームを用いて地上通信装置１００と無線通信してよい。

移動体通信装置２００は、他の移動体通信装置２００と無線通信可能であってよい。移動体通信装置２００は、例えば、ビームを用いて他の移動体通信装置２００と無線通信してよい。

位置情報記録サーバ３００は、ネットワーク５０に接続され、各ノードの位置情報を記録して管理してよい。位置情報記録サーバ３００は、移動体通信ネットワーク内に配置されてよい。位置情報記録サーバ３００は、例えば、コアネットワーク内に配置されてよい。位置情報記録サーバ３００は、インターネット上に配置されてもよい。位置情報記録サーバ３００は、各ノードから、各ノードの位置情報を受信してよい。

地上通信装置１００は、位置情報取得部１１０、位置情報制御部１２０、無線通信部１３０、経路情報制御部１４０、及び有線接続部１５０を備えてよい。位置情報制御部１２０は、地上通信装置１００の一構成要素であってよく、独立した一システムであってもよい。無線通信部１３０は、地上通信装置１００の一構成要素であってよく、独立したシステムであってもよい。経路情報制御部１４０は、地上通信装置１００の一構成要素であってよく、独立した一システムであってもよい。

位置情報取得部１１０は、自ノードの位置を示す位置情報を取得する。位置情報取得部１１０は、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）によって、自ノードの位置情報を取得してよい。位置情報取得部１１０は、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）によって自ノードの位置情報を取得してよい。位置情報は、地上通信装置１００の姿勢を示す姿勢情報を含んでもよい。位置情報取得部１１０は、例えば、ジャイロセンサによって、自ノードの姿勢情報を取得してよい。

位置情報取得部１１０は、自ノードの位置情報の変化を検知したことに応じて、自ノードの位置情報を位置情報制御部１２０及び無線通信部１３０に通知してよい。なお、位置情報取得部１１０は、定期的に自ノードの位置情報を、位置情報制御部１２０及び無線通信部１３０に通知してもよい。例えば、位置情報取得部１１０は、予め定められた周期に従って自ノードの位置情報を取得して、位置情報制御部１２０及び無線通信部１３０に通知してよい。

位置情報制御部１２０は、自ノードの位置情報に関連する制御を実行してよい。例えば、位置情報制御部１２０は、位置情報取得部１１０から通知された位置情報を記録部に記録してよい。本実施形態では、位置情報制御部１２０、無線通信部１３０、及び経路情報制御部１４０が、それぞれが有する記録部を用いる場合を例に挙げて説明するが、これに限らず、位置情報制御部１２０、無線通信部１３０、及び経路情報制御部１４０は、地上通信装置１００が備える共通の記録部を用いてもよい。

位置情報制御部１２０は、自ノードの位置情報を位置情報記録サーバ３００に通知してよい。位置情報制御部１２０は、自ノードの位置情報が変化する毎に、自ノードの位置情報を位置情報記録サーバ３００に送信してよい。なお、位置情報制御部１２０は、自ノードの位置情報を定期的に位置情報記録サーバ３００に通知してもよい。例えば、位置情報制御部１２０は、予め定められた周期に従って、自ノードの位置情報を位置情報記録サーバ３００に通知してよい。

位置情報制御部１２０は、他ノードの位置情報を取得して、記録部に記録してよい。位置情報制御部１２０は、位置情報記録サーバ３００から、他ノードの位置情報を受信してよい。位置情報記録サーバ３００は、例えば、管理している複数のノードのいずれかの位置情報が変化した場合に、管理している複数のノードに対して、変化後の位置情報をブロードキャストすることによって通知してよい。

位置情報制御部１２０は、自ノードの位置情報及び他ノードの位置情報に基づいて、無線通信接続可能な他ノードを検出してよい。位置情報制御部１２０は、例えば、自ノードと他ノードとの距離が予め定められた閾値より短い他ノードを、無線通信接続可能な他ノードとして検出してよい。当該閾値は、移動体通信装置２００の無線通信可能な距離に基づいて定められてよい。位置情報制御部１２０は、判断結果を無線通信部１３０に通知してよい。

無線通信部１３０は、他ノードと無線通信可能であってよい。無線通信部１３０は、ビームを用いて他ノードと無線通信可能であってよい。無線通信部１３０は、複数のビームを用いて複数の他ノードと並行して無線通信可能であってよい。すなわち、無線通信部１３０は、複数の他ノードと同時に無線通信可能であってよい。

無線通信部１３０は、位置情報制御部１２０による検出結果に基づいて、他ノードとの無線通信接続を確立してよい。無線通信部１３０は、他ノードとの無線通信接続が切断されないように、自ノードの位置情報及び他ノードの位置情報に基づいて、アンテナを制御してよい。アンテナの制御の例として、ビームフォーミングの指向性制御や、複数のアンテナの切り替え制御等が挙げられる。無線通信部１３０は、無線通信接続を確立した通信相手の他ノードの情報を含む接続情報を、位置情報制御部１２０及び経路情報制御部１４０に通知してよい。

経路情報制御部１４０は、無線通信部１３０から通知された接続情報に基づいて、データの伝達経路を管理してよい。経路情報制御部１４０は、経路テーブルを用いて、データの伝達経路を管理してよい。経路テーブルは、ルーティングテーブルであってよい。経路情報制御部１４０は、無線通信部１３０による接続関係が変化したことに応じて、経路テーブルを更新してよい。経路情報制御部１４０は、経路テーブルを元に、自ノードでのデータ伝達経路を決定して、データフローを制御してよい。経路情報制御部１４０は、既存のスイッチ及びルータ等によって構成されてよい。

有線接続部１５０は、ネットワーク５０に有線接続されてよい。有線接続部１５０は、光ファイバ及びメタルケーブル等を介して、ネットワーク５０に接続されてよい。

移動体通信装置２００は、位置情報取得部２１０、位置情報制御部２２０、無線通信部２３０、及び経路情報制御部２４０を備えてよい。位置情報制御部２２０は、移動体通信装置２００の一構成要素であってよく、独立した一システムであってもよい。無線通信部２３０は、移動体通信装置２００の一構成要素であってよく、独立したシステムであってもよい。経路情報制御部２４０は、移動体通信装置２００の一構成要素であってよく、独立した一システムであってもよい。

位置情報取得部２１０は、位置情報取得部１１０と同様に、自ノードの位置を示す位置情報を取得してよい。位置情報取得部２１０は、位置情報取得部１１０と同様に、自ノードの位置情報を位置情報制御部２２０及び無線通信部２３０に通知してよい。

位置情報制御部２２０は、位置情報制御部１２０と同様に、自ノードの位置情報に関連する制御を実行してよい。なお、位置情報制御部２２０は、位置情報制御部１２０と同様に、他ノードの位置情報を取得して、記録部に記録してよい。これにより、位置情報制御部２２０は、ネットワークを形成したり維持したりするために、位置情報記録サーバ３００から他ノードの位置情報を取得する回数を低減し得る。すなわち、一実施形態に係るシステム１０は、通信の遅延が生じる可能性を低減し得る。

位置情報制御部２２０は、自ノードの位置情報及び他ノードの位置情報に基づいて、無線通信接続可能な他ノードを検出してよい。位置情報制御部２２０は、判断結果を無線通信部２３０に通知してよい。なお、位置情報制御部２２０は、位置情報制御部１２０と同様の手法により、他ノードを検出してもよい。

無線通信部２３０は、他ノードと無線通信可能であってよい。無線通信部２３０は、複数のビームを用いて複数の他ノードと並行して無線通信可能であってよい。すなわち、無線通信部２３０は、複数の他ノードと同時に無線通信可能であってよい。これにより、一実施形態に係るシステム１０は、ネットワーク容量を調整することができる。すなわち、一実施形態に係るシステム１０は、ネットワーク容量を必要に応じて増減させることができる。なお、無線通信部２３０は、無線通信部１３０と同様の手法により、他ノードと無線通信可能であってもよい。

無線通信部２３０は、位置情報制御部２２０による検出結果に基づいて、他ノードとの無線通信接続を確立してよい。無線通信部２３０は、他ノードとの無線通信接続が切断されないように、自ノードの位置情報及び他ノードの位置情報に基づいて、アンテナを制御してよい。無線通信部２３０は、無線通信接続を確立した通信相手の他ノードの情報を含む接続情報を、位置情報制御部２２０及び経路情報制御部２４０に通知してよい。なお、無線通信部２３０は、無線通信部１３０と同様の手法により、他ノードとの無線通信接続を確立してもよい。

経路情報制御部２４０は、無線通信部２３０から通知された接続情報に基づいて、データの伝達経路を管理してよい。経路情報制御部２４０は、例えば、経路テーブルを元に、自ノードでのデータ伝達経路を決定して、データフローを制御してよい。これにより、一実施形態に係るシステム１０は、あるノード間において無線通信の接続が途絶した場合に、経路情報を参照して伝達経路を再構築することができる。すなわち、一実施形態に係るシステム１０は、メッシュネットワークにおいて比較的容易に伝達経路を再構築することができる。なお、経路情報制御部２４０は、経路情報制御部１４０と同様の手法により、データの伝達経路を管理してもよい。

システム１０において、複数の移動体通信装置２００のうちの一の移動体通信装置２００が地上通信装置１００と無線通信接続を確立し、当該一の移動体通信装置２００を含む複数の移動体通信装置２００が互いに無線通信接続を確立することによって、メッシュネットワークを構成してよい。従来、移動体に搭載された通信装置同士の無線通信接続は、固定の通信装置と比較して、移動体の移動によって、不安定になったり、切断されたりする可能性が高かった。これに対し、一実施形態に係るシステム１０によれば、メッシュネットワークを構成することによって、冗長性を確保することができる。すなわち、一実施形態に係るシステム１０は、移動体の移動によって、不安定になったり、切断されたりする可能性を低減することができる。

具体的には、システム１０は、例えば、メッシュネットワークにおいて、ある経路の無線通信接続が不安定になったり、切断されたり、あるいはアンテナが故障したりした場合であっても、他の経路を選択することによって無線通信接続を維持することができる。例えば、一実施形態に係るシステム１０は、比較的通信が安定しやすい経路を選択して、通信を行ってよい。また、例えば、一実施形態に係るシステム１０は、故障したアンテナ以外の他方向で接続できる経路を選択して通信を行ってよい。また、例えば、一実施形態に係るシステム１０は、鳥等の障害物が存在する方向以外の他方向の経路を選択して通信を行ってよい。また、一実施形態に係るシステム１０は、メッシュネットワークを構成する複数の移動体のうちのいずれかが離脱する場合等において、接続先を変更等することによって、全体の無線通信接続を容易に維持可能にできる。

図２は、位置情報制御部１２０による処理の流れの一例を概略的に示す。一実施形態に係るシステム１０は、各ノードの位置情報に基づいて、自ノードと無線通信接続が可能な他のノードを検出してよい。図２に示す処理は、位置情報制御部１２０に電源が供給されたことに応じて開始されてよい。各処理は、位置情報制御部１２０が主体となって実行されてよい。

ステップ（ステップをＳと省略して記載する場合がある。）１０２では、位置情報制御部１２０は、電源投入が初回であるか否かを判定する。初回であると判定した場合、Ｓ１０４に進み、初回でないと判定した場合、Ｓ１０６に進む。

Ｓ１０４では、位置情報制御部１２０は、位置情報記録サーバ３００から各ノードの位置情報を取得し、記録部に記録する。Ｓ１０６では、位置情報制御部１２０は、他ノードの位置情報に更新が有るか否かを判定する。位置情報制御部１２０は、位置情報記録サーバ３００に問い合わせることによって、更新が有るか否かを判定してよい。更新が有ると判定した場合、Ｓ１０８に進み、無いと判定した場合、Ｓ１１０に進む。Ｓ１０８では、位置情報制御部１２０は、位置情報が更新された他ノードの位置情報を位置情報記録サーバ３００から取得する。

Ｓ１１０では、位置情報制御部１２０は、位置情報取得部１１０から自ノードの位置情報を取得して、無線通信部１３０に送信する。Ｓ１１２では、位置情報制御部１２０は、初回電源投入時であるか、又は、自ノードの位置情報が前回取得位置と異なるか否かを判定する。位置情報制御部１２０は、前回取得した位置情報が示す位置と、Ｓ１１０において取得した位置情報が示す位置との距離が予め定められた閾値と異なる場合に、前回取得位置と異なると判定してよい。例えば、位置情報制御部１２０は、前回取得した位置情報が示す位置と、Ｓ１１０において取得した位置情報が示す位置との距離が予め定められた閾値より長い場合又は短い場合に、異なると判定してよい。初回電源投入時と判定したか、自ノードの位置情報が前回取得位置と異なると判定した場合、Ｓ１１４に進む。Ｓ１１４では、自ノードの位置情報を位置情報記録サーバ３００に送信する。

Ｓ１１６では、位置情報制御部１２０は、記録部に記録している位置情報に基づいて、各ノードとの位置関係を導出し、無線接続可能なノードを検出する。Ｓ１１８では、無線通信部１３０から、現在接続中のノード情報を取得し、記録部における接続ノード情報と差分が有る場合、記録部の接続ノード情報を更新する。ノード情報は、例えば、ノードの識別情報を含んでよい。ノード情報は、例えば、接続中のノード間の通信品質の情報を含んでもよい。ノード情報は、例えば、接続中のノード間の通信量の情報を含んでもよい。

Ｓ１２０では、位置情報制御部１２０は、Ｓ１１６において検出した無線接続可能なノードが、新規なものであるか否かを判定する。新規なものであると判定した場合、Ｓ１２２に進み、新規なものでないと判定した場合、Ｓ１２４に進む。Ｓ１２２では、無線接続可能な新規ノードとその位置情報を無線通信部１３０に送信する。位置情報制御部１２０は、例えば、検出したノードが新たにメッシュネットワークに接続するノードである場合に、新規なノードとして判定してよい。また、位置情報制御部１２０は、例えば、検出したノードが、移動体通信装置２００を充電させるためにメッシュネットワークを離脱させたノードであって、再度メッシュネットワークに接続するノードである場合に、新規なノードとして判定してよい。

Ｓ１２４では、位置情報制御部１２０は、接続中の他ノードに位置情報が変化したものが有るか否かを判定する。有ると判定した場合、Ｓ１２６に進む。Ｓ１２６では、位置情報が変化したノードの位置情報を無線通信部１３０に送信する。位置情報制御部１２０は、上記処理の停止指示を受け付けたり、電源供給が停止されたりした場合に、上記処理を終了してよい。

図３は、位置情報制御部２２０による処理の流れの一例を概略的に示す。一実施形態に係るシステム１０は、各ノードの位置情報に基づいて、メッシュネットワークを形成してよい。また、システム１０は、例えば、各ノードの位置情報に基づいて、移動体通信装置２００の位置を制御してよい。図３に示す処理は、任意のタイミングで開始され得る。各処理は、位置情報制御部２２０が主体となって実行されてよい。

Ｓ２０２では、位置情報制御部２２０は、複数の移動体通信装置２００によって形成されている無線ネットワークに接続済みであるか否かを判定する。接続済みであると判定した場合、Ｓ２０４に進み、接続済みでないと判定した場合、Ｓ２０８に進む。

Ｓ２０４では、位置情報制御部２２０は、他ノードの位置情報に更新が有るか否かを判定する。位置情報制御部２２０は、位置情報記録サーバ３００に問い合わせることによって、更新が有るか否かを判定してよい。更新が有ると判定した場合、Ｓ２０６に進み、無いと判定した場合、Ｓ２１２に進む。Ｓ２０６では、位置情報制御部２２０は、位置情報が更新された他ノードの位置情報を位置情報記録サーバ３００から取得する。

Ｓ２０８では、位置情報制御部２２０は、通信衛星等の外部ネットワークが有るか否かを判定する。有ると判定した場合、Ｓ２１０に進み、無いと判定した場合、Ｓ２１８に進む。Ｓ２１０では、位置情報制御部２２０は、外部ネットワークを介して、位置情報記録サーバ３００から各ノードの位置情報を取得する。

Ｓ２１２では、位置情報取得部２１０から自ノードの位置情報を取得して、無線通信部２３０に送信する。Ｓ２１４では、位置情報制御部２２０は、初回電源投入時であるか、又は、自ノードの位置情報が前回取得位置と異なるか否かを判定する。位置情報制御部２２０は、前回取得した位置情報が示す位置と、Ｓ２０６において取得した位置情報が示す位置との距離が予め定められた閾値と異なる場合に、前回取得位置と異なると判定してよい。例えば、位置情報制御部２２０は、前回取得した位置情報が示す位置と、Ｓ２１２において取得した位置情報が示す位置との距離が予め定められた閾値より長い場合又は短い場合に、異なると判定してよい。初回電源投入時と判定したか、自ノードの位置情報が前回取得位置と異なると判定した場合、Ｓ２１６に進む。Ｓ２１６では、位置情報制御部２２０は、自ノードの位置情報を位置情報記録サーバ３００に送信する。

Ｓ２１８では、位置情報制御部２２０は、記録部に、予め設定された各ノードの位置情報が有るか否かを判定する。このような位置情報は、例えば、移動体通信装置２００を搭載した移動体が移動を開始する前に、システム１０の管理者等によって設定され得る。有ると判定した場合、Ｓ２２０に進み、無いと判定した場合、エラー処理を実行して、本処理を終了する。エラー処理は、例えば、移動体通信装置２００を搭載している移動体に対して、予め設定されたホーム位置への移動を指示することであってよい。

Ｓ２２２では、位置情報制御部２２０は、記録部に記録している位置情報に基づいて、各ノードとの位置関係を導出し、無線接続可能なノードを検出する。Ｓ２２４では、無線接続可能なノードが検出されたか否かを判定する。検出されたと判定した場合、Ｓ２２６に進み、検出されていないと判定した場合、Ｓ２３６に進む。Ｓ２２６では、位置情報制御部２２０は、無線通信部２３０から、現在接続中のノード情報を取得し、記録部における接続ノード情報と差分が有る場合、記録部の接続ノード情報を更新する。

Ｓ２２８では、位置情報制御部２２０は、Ｓ２２２において検出した無線接続可能なノードが、新規なものであるか否かを判定する。新規なものであると判定した場合、Ｓ２３０に進み、新規なものでないと判定した場合、Ｓ２３２に進む。Ｓ２３０では、位置情報制御部２２０は、無線接続可能な新規ノードとその位置情報を無線通信部２３０に送信する。位置情報制御部２２０は、例えば、検出したノードが新たにメッシュネットワークに接続するノードである場合に、新規なノードとして判定してよい。また、位置情報制御部２２０は、例えば、検出したノードが、移動体通信装置２００を充電させるためにメッシュネットワークを離脱させたノードであって、再度メッシュネットワークに接続するノードである場合に、新規なノードとして判定してよい。

Ｓ２３２では、位置情報制御部２２０は、接続中の他ノードに位置情報が変化したものが有るか否かを判定する。有ると判定した場合、Ｓ２３４に進む。Ｓ２３４では、位置情報制御部２２０は、位置情報が変化したノードの位置情報を無線通信部２３０に送信する。Ｓ２３６では、位置情報制御部２２０は、自ノードと他ノードとの接続処理を実行する。位置情報制御部２２０は、上記処理の停止指示を受け付けたり、電源供給が停止されたりした場合に、上記処理を終了してよい。

図４は、接続処理の流れの一例を概略的に示す。Ｓ３０２では、移動体通信装置２００を搭載している移動体は、他ノードに無線接続可能な位置まで移動する。位置情報制御部２２０は、移動体に対して移動先を示す情報を送信してよい。移動体は、この情報に従って、他ノードに無線接続可能な位置まで移動してよい。位置情報制御部２２０は、例えば、記録部の位置情報を参照して、自ノードの位置に最も近い他ノードを特定し、当該他ノードが無線通信圏内に入る位置を、移動先として決定してよい。なお、移動体がすでに他ノードに無線接続可能な位置にあれば、Ｓ３０２は省略されてよい。

Ｓ３０４では、位置情報制御部２２０は、Ｓ３０２において特定した、接続対象ノード及びその位置情報を無線通信部２３０に送信する。Ｓ３０６では、位置情報制御部２２０は、ウェイトする。位置情報制御部２２０は、一定時間他ノードの接続を待機してよい。

Ｓ３０８では、位置情報制御部２２０は、無線通信部２３０から現在接続中のノード情報を取得する。位置情報制御部２２０は、記録部における接続ノード情報と差分が有る場合、記録部の接続ノード情報を更新してよい。Ｓ３１０では、位置情報制御部２２０は、接続中のノードが有るか否かを判定する。有ると判定した場合、位置情報制御部２２０は、接続処理を終了し、無いと判定した場合、Ｓ３１２に進んでよい。

一実施形態に係るシステム１０では、移動体通信装置２００同士の接続を試行することができる回数（リトライ残数）が予め設定されていてよい。Ｓ３１２では、位置情報制御部２２０は、予め設定された接続リトライ残数が１以上であるか否かを判定する。１以上であると判定した場合、接続リトライ残数から１を減算して、Ｓ３０２に戻る。１以上でないと判定した場合、エラー処理を実行して、図３に示す処理を終了する。

接続リトライ残数は、任意に設定可能であってよく、変更可能であってよい。一実施形態に係るシステム１０は、接続リトライ残数を設定することによって、リトライ数を制限することができる。すなわち、一実施形態に係るシステム１０は、例えば、現実的な時間範囲で接続を試みつつ、接続先が見つからない場合には処理を停止することができる。これにより、一実施形態に係るシステム１０は、エネルギーの無駄な消費を低減し得る。

図５は、無線通信部２３０の機能構成の一例を概略的に示す。無線通信部２３０は、ノード間無線制御部２４２、複数のノード間無線通信部２４４、及びアンテナシステム２４６を備えてよい。

ノード間無線通信部２４４は、他ノードのノード間無線通信部２４４と無線通信接続を確立して、データ通信を行ってよい。ノード間無線通信部２４４は、ノード間無線制御部２４２を経由して伝達される自ノードの位置情報及び接続先ノードの位置情報に基づいて、アンテナシステム２４６と連携して、無線通信接続を可能な限り維持してよい。ノード間無線通信部２４４は、無線通信接続が切断された場合、ノード間無線制御部２４２に通知してよい。

ノード間無線制御部２４２は、ノード間無線通信部２４４の回線接続及び無線リソースを管理してよい。ノード間無線制御部２４２は、位置情報制御部２２０からの接続可能ノード情報、無線リソース情報に基づいて、ノード間無線通信部２４４に対して接続を指示してよい。ノード間無線制御部２４２は、接続に必要な情報として、接続対象ノード、自ノードの位置情報、他ノードの位置情報をノード間無線通信部２４４に通知してよい。ノード間無線制御部２４２は、複数のノード間無線通信部２４４のそれぞれの無線接続の状況を把握し、位置情報制御部２２０及び経路情報制御部２４０に、無線接続先のノード情報を通知してよい。

アンテナシステム２４６は、異なる方向に指向性を有するように配置された複数のビームフォーミングアンテナを有してよい。これにより、一実施形態に係るシステム１０は、無線通信可能な範囲を拡大し得る。複数のノード間無線通信部２４４のそれぞれは、複数のビームフォーミングアンテナのそれぞれを用いてよい。無線通信部２３０は、複数のビームフォーミングアンテナのうち少なくともいずれかから照射したビームを用いて他ノードと無線通信してよい。無線通信部２３０は、例えば、複数のビームフォーミングアンテナから照射した複数のビームを用いて、複数の他ノードと並行して無線通信してよい。

ノード間無線制御部２４２は、位置情報制御部２２０から自ノードの位置情報が通知された場合、自ノードの位置情報を他ノードと現在接続しているノード間無線通信部２４４に通知してよい。通知を受けたノード間無線通信部２４４は、自ノードの位置情報に基づいて、他ノードとの無線接続を維持してよい。ノード間無線通信部２４４は、例えば、自ノードの位置情報に基づいて、アンテナシステム２４６を制御してよい。ノード間無線通信部２４４は、例えば、自ノードの位置情報から必要に応じてアンテナシステム２４６のアンテナ選択を実施したり、ビーム指向方向制御を実施したりして、無線接続を維持してよい。具体的には、ノード間無線通信部２４４は、例えば、自ノードと他ノードの通信強度が大きくなるように、アンテナ選択を実施したり、ビーム指向方向制御を実施したりしてよい。

ノード間無線制御部２４２は、位置情報制御部２２０から自ノードと接続している他ノードの位置情報が通知された場合、接続中の他ノードの位置情報を現在接続中のノード間無線通信部２４４に通知してよい。通知を受けたノード間無線通信部２４４は、接続中の他ノードの位置情報から必要に応じてアンテナシステム２４６のアンテナ選択を実施したり、ビーム指向方向制御を実施したりして、無線接続を維持してよい。

ノード間無線制御部２４２は、位置情報制御部２２０から接続可能ノード情報（位置情報を含む）が通知された場合、複数のノード間無線通信部２４４の回線接続状況、使用状況、装置番号を数値化して空きリソース状況を確認してよい。ノード間無線制御部２４２は、空きリソース状況に基づいて、他のノードと無線通信接続を確立するノード間無線通信部２４４を決定してよい。ノード間無線制御部２４２は、空きリソース状況に基づいて、無線通信接続を確立する優先度を決定してよい。これにより、一実施形態に係るシステム１０は、通信品質の良いパスを優先的に設定することができる。すなわち、一実施形態に係るシステム１０は、メッシュネットワーク全体の品質を向上させることができる。

ノード間無線制御部２４２は、例えば、空きリソースが多い順に、優先度を決定してよい。ノード間無線制御部２４２は、空きリソースが無い場合、接続可能ノード情報に対する処理は特に行わず、空きリソースが有る場合、接続可能ノード情報から接続可能ノードの接続優先度を整理してよい。ノード間無線制御部２４２は、例えば、接続可能ノードとの距離が短い順に優先度を決定してよい。

ノード間無線制御部２４２は、接続可能ノードと空きリソースの優先度とから、いずれのノード間無線通信部２４４をいずれの接続可能ノードに接続するかを決定してよい。ノード間無線制御部２４２は、対象のノード間無線通信部２４４に、接続可能ノード情報（位置情報を含む）、及び自ノードの位置情報を通知して、接続を指示してよい。対象のノード間無線通信部２４４は、通知された接続可能ノード情報及び自ノードの位置情報に基づいて、通知された接続可能ノードと無線通信接続を確立してよい。無線通信接続を確立できたノード間無線通信部２４４は、無線通信接続の確立をノード間無線制御部２４２に通知してよい。ノード間無線制御部２４２は、記録部に、新規接続ノード情報（位置情報を含む）を記録してよい。ノード間無線通信部２４４は、他ノードとの無線通信接続を確立する場合、接続可能ノード情報及び自ノードの位置情報に基づいて、アンテナシステム２４６のアンテナ選択や、ビーム指向方向制御を実施してよい。ノード間無線通信部２４４は、例えば、自ノードと接続可能ノードとの信号強度が大きくなるようにアンテナシステム２４６のアンテナ選択や、ビーム指向方向制御を実施してよい。

ノード間無線制御部２４２は、位置情報制御部２２０が現在接続中の他ノードのノード情報を要求してきた場合、記録部に記録されている現在接続中の他ノードのノード情報（位置情報を含む）を位置情報制御部２２０に通知してよい。ノード間無線制御部２４２は、経路情報制御部２４０が現在接続中の他ノードのノード情報を要求してきた場合、記録部に記録されている現在接続中の他ノードのノード情報（位置情報を含む）を経路情報制御部２４０に通知してよい。ノード間無線制御部２４２は、接続中のノード間無線通信部２４４から接続断の通知を受け取った場合、記録部の接続ノード情報を更新してよい。

図６は、移動体通信装置２００の構成の一例を概略的に示す。ここでは、アンテナシステム２４６が、６つのビームフォーミングアンテナ２５２と、アンテナ切替部２５４と、アンテナ制御部２５６とを有する場合を例示している。

６つのビームフォーミングアンテナ２５２は、アンテナ切替部２５４を介して、６つのノード間無線通信部２４４にそれぞれ接続されてよい。ノード間無線通信部２４４の数は、基本的にビームフォーミングアンテナ２５２の数を超えないが、ビームフォーミングアンテナ２５２がマルチビーム対応の場合は、この限りではない。

ノード間無線通信部２４４は、アンテナ切替部２５４におけるウェイト制御によりビームフォーミングアンテナ２５２と接続可能であってよい。なお、ノード間無線通信部２４４のそれぞれは、６つのビームフォーミングアンテナ２５２のいずれかとスイッチ切替で接続可能であってもよい。また、ビームフォーミングアンテナ２５２がマルチビーム対応である場合、基本的に１つのビームフォーミングアンテナ２５２に複数のノード間無線通信部２４４が接続したり、１つのノード間無線通信部２４４に複数のビームフォーミングアンテナ２５２が接続したりしてよい。また、ビームフォーミングアンテナ２５２がマルチビーム対応でない場合、基本的に１つのビームフォーミングアンテナ２５２に複数のノード間無線通信部２４４が接続しないものとしてよい。

６つのノード間無線通信部２４４は、経路情報制御部２４０に接続されていてよい。他ノードから他ノードへの通信は、経路情報制御部２４０を通して行われてよい。

アンテナ制御部２５６は、自ノードの位置情報及び通信相手の他ノードの位置情報に基づいて、アンテナ切替部２５４を制御したり、６つのビームフォーミングアンテナ２５２の指向方向を制御したりすることによって、メッシュネットワークを構成してよい。すなわち、ノード間無線通信部２４４は、接続可能ノード情報及び自ノードの位置情報をアンテナ制御部２５６に送信して、アンテナ制御部２５６にアンテナシステム２４６のアンテナ選択や、ビーム指向方向制御を実施させてよい。

図７は、システム１０の一例を概略的に示す。図７では、移動体通信装置２００が無人航空機２０に搭載された場合を例示している。複数の移動体通信装置２００は、互いに無線通信接続を確立することによって、メッシュネットワークを構成してよい。複数の移動体通信装置２００のうちの一部の移動体通信装置２００が、地上通信装置１００と無線通信接続を確立することによって、メッシュネットワークがネットワーク５０に接続されてよい。

無人航空機２０は、定点対空してよい。無人航空機２０は、移動してもよい。無人航空機２０に代えて、移動体通信装置２００を固定翼の飛行体や、飛行船等に搭載する場合、飛行体及び飛行船等は、定点を旋回してよい。

地上通信装置１００と無線通信接続を確立する移動体通信装置２００は、１つの地上通信装置１００と無線通信接続を確立してよく、複数の移動体通信装置２００と並行して無線通信接続を確立してもよい。複数の移動体通信装置２００と並行して無線通信接続を確立することによって、上空と地上との間の通信容量を増大することができる。

移動体通信装置２００は、下方に無線通信エリア２２を形成してよい。移動体通信装置２００は、例えば、下方のエリアに対応する基地局と通信することで、無線通信エリア２２を形成してよい。移動体通信装置２００は、無線通信エリア２２内の通信端末に対して、無線通信サービスを提供してよい。すなわち、移動体通信装置２００は、メッシュネットワークを介して、ネットワーク５０と通信端末との通信を中継してよい。具体的には、移動体通信装置２００は、例えば、無線通信エリア２２内の基地局と通信し、通信端末と基地局とが通信することで、通信端末に対して無線通信サービスを提供してよい。すなわち、メッシュネットワークは、バックホールとして機能してよい。通信端末の例として、スマートフォン等の携帯電話、タブレット端末、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、いわゆるＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇ）デバイス等が挙げられる。なお、移動体通信装置２００は、通信端末と直接無線通信を行ってもよい。

移動体通信装置２００は、３Ｇ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式に準拠してよい。移動体通信装置２００は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）通信方式に準拠してよい。移動体通信装置２００は、５Ｇ（５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式に準拠してよい。移動体通信装置２００は、６Ｇ（６ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式以降の通信方式に準拠してよい。

メッシュネットワークがバックホールとして機能する場合、複数の無人航空機２０のそれぞれは、地上から有線給電された電力によって稼働してもよい。また、複数の無人航空機２０のそれぞれは、ソーラーパネルによって発電した電力で稼働してもよい。また、無人航空機２０は、バッテリーにより給電された電力により稼働してもよい。また、無人航空機２０は、地上から無線給電された電力によって稼働してもよい。

移動体通信装置２００は、ダイレクトアクセス端末と無線通信接続を確立してもよい。図７では、移動体通信装置２００がダイレクトアクセス端末の一例である船舶４００と無線通信接続を確立している場合を例示している。船舶４００は、移動体通信装置２００との無線通信接続によって、メッシュネットワークを介してネットワーク５０にアクセスしてよい。船舶４００は、船上や船内の通信端末や、近隣の他の船舶等に無線通信サービスを提供してよい。

図８は、無人航空機２０に搭載された移動体通信装置２００のアンテナ構成の一例を概略的に示す。図８では、移動体通信装置２００が、６方向に指向性を有するように配置された６つのビームフォーミングアンテナ２５２と、下方向に指向性を有するように配置されたビームフォーミングアンテナ２５３とを有する場合を例示している。このように、移動体通信装置２００は、自機から見て通信対象が存在し得るすべての方位が、多面構成されるいずれかのアンテナでカバーされるアンテナ構成を有してよい。例えば、移動体通信装置２００は、隣り合うアンテナのカバー範囲が重複してよい。具体的には、移動体通信装置２００は、例えば、あるアンテナのカバー範囲のうち、隣り合うアンテナ側の半値幅内において、隣り合うアンテナとカバー範囲が重複してよい。

ビームフォーミングアンテナ２５３は、一部分が無線通信エリア２２を形成するために用いられ、他の部分がダイレクトリンク端末と無線通信するために用いられてよい。なお、ビームフォーミングアンテナ２５３は、無線通信エリア２２を形成するためにだけに用いられてもよい。また、ビームフォーミングアンテナ２５３は、ダイレクトリンク端末と無線通信するためだけに用いられてもよい。

図９及び図１０は、移動体通信装置２００によるアンテナ制御について説明するための説明図である。ビーム範囲２６２は、ビーム２６０のビームフォーミングの範囲を示す。無線通信部２３０は、無線通信接続を確立している通信相手の他ノードと自ノードとの位置関係が変化した場合に、ビームフォーミングによって、通信相手の他ノードを追尾するように制御してよい。無線通信部２３０は、通信相手の他ノードが、あるアンテナのビーム範囲２６２内の方向に位置するときはビームフォーミングで対応し、ビーム範囲２６２を外れる場合は、アンテナスイッチングで対応してよい。これらによれば、一実施形態に係るシステム１０は、ノード間の通信を比較的維持しやすくすることができる。

例えば、無線通信部２３０が複数のビームフォーミングアンテナ２５２のうちの第１のビームフォーミングアンテナ２５２によるビームによって第１の移動体通信装置２００と無線通信している間に、自機と第１の移動体通信装置２００との位置関係が変化した場合について説明する。この場合、無線通信部２３０は、例えば、第１の移動体通信装置２００が第１のビームフォーミングアンテナ２５２のビーム範囲内に位置する場合に、ビームフォーミングによって第１の移動体通信装置２００を追尾するように、第１のビームフォーミングアンテナを制御してよい。また、無線通信部２３０は、例えば、第１の移動体通信装置２００が第１のビームフォーミングアンテナ２５２のビーム範囲外に外れる場合に、第１の移動体通信装置２００と無線通信するために用いるアンテナを、第１のビームフォーミングアンテナ２５２から、複数のビームフォーミングアンテナ２５２のうちの他のビームフォーミングアンテナ２５２に切り替えるように、複数のビームフォーミングアンテナを制御してよい。このように、移動体通信装置２００は、ビームフォーミングとアンテナスイッチングによって、下半球の全方位をカバーすることができる。これにより、一実施形態に係るシステム１０は、移動体通信装置２００によってメッシュネットワークを形成しつつ、地上のゲートウェイとの通信やダイレクト端末との通信を比較的容易に実現することができる。すなわち、一実施形態に係るシステム１０は、より有用性の高いＩＰサービスを実現することができる。

なお、無線通信部２３０は、例えば、ビームフォーミングによって第１の移動体通信装置２００を追尾する場合、第１のビームフォーミングアンテナ２５２以外のビームフォーミングアンテナ２５２にも第１の移動体通信装置２００を追尾させてよい。また、無線通信部２３０は、例えば、用いるアンテナを他のビームフォーミングアンテナ２５２に切り替える場合、複数の他のビームフォーミングアンテナ２５２に切り替えてもよい。

図１１は、地上通信装置１００又は移動体通信装置２００として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。コンピュータ１２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ１２００を、上記実施形態に係る装置の１又は複数の「部」として機能させ、又はコンピュータ１２００に、上記実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該１又は複数の「部」を実行させることができ、及び／又はコンピュータ１２００に、上記実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ１２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。

一実施形態によるコンピュータ１２００は、ＣＰＵ１２１２、ＲＡＭ１２１４、及びグラフィックコントローラ１２１６を含み、それらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続されてよい。コンピュータ１２００はまた、通信インタフェース１２２２、記憶装置１２２４、並びにＤＶＤドライブ及びＩＣカードドライブのような入出力ユニットを含み、それらは入出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続されてよい。記憶装置１２２４は、ハードディスクドライブ及びソリッドステートドライブ等であってよい。コンピュータ１２００はまた、ＲＯＭ１２３０及びキーボードのようなレガシの入出力ユニットを含み、それらは入出力チップ１２４０を介して入出力コントローラ１２２０に接続されてよい。

ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御してよい。グラフィックコントローラ１２１６は、ＲＡＭ１２１４内に提供されるフレームバッファ等又はそれ自体の中に、ＣＰＵ１２１２によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス１２１８上に表示されるようにしてよい。

通信インタフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信してよい。記憶装置１２２４は、コンピュータ１２００内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納してよい。ＩＣカードドライブは、プログラム及びデータをＩＣカードから読み取り、及び／又はプログラム及びデータをＩＣカードに書き込んでよい。

ＲＯＭ１２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ１２００によって実行されるブートプログラム等、及び／又はコンピュータ１２００のハードウェアに依存するプログラムを格納してよい。入出力チップ１２４０はまた、様々な入出力ユニットを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、マウスポート等を介して、入出力コントローラ１２２０に接続してよい。

プログラムは、ＤＶＤ−ＲＯＭ又はＩＣカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供されてよい。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもある記憶装置１２２４、ＲＡＭ１２１４、又はＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ１２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらすことができる。装置又は方法が、コンピュータ１２００の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ１２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行してよい。そして、ＣＰＵ１２１２は、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、記憶装置１２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭ、又はＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取ってよい。そして、通信インタフェース１２２２は、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込んでよい。

また、ＣＰＵ１２１２は、記憶装置１２２４、ＤＶＤドライブ（ＤＶＤ−ＲＯＭ）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにしてよい。そして、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよい。そして、ＣＰＵ１２１２は、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックしてよい。また、ＣＰＵ１２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ１２１２は、当該複数のエントリの中から、第１の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索してよい。そして、ＣＰＵ１２１２は、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラム又はソフトウェアモジュールは、コンピュータ１２００上又はコンピュータ１２００近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はＲＡＭのような記録媒体は、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であってよい。すなわち、プログラムは、ネットワークを介してコンピュータ１２００に提供されてよい。

一実施形態におけるフローチャート及びブロック図におけるブロックは、オペレーションが実行されるプロセスの段階又はオペレーションを実行する役割を持つ装置の「部」を表わしてよい。特定の段階及び「部」が、専用回路、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、及び／又はコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び／又はアナログハードウェア回路を含んでよい。専用回路は、例えば、集積回路（ＩＣ）及び／又はディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及びプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のような、論理積、論理和、排他的論理和、否定論理積、否定論理和、及び他の論理演算、フリップフロップ、レジスタ、並びにメモリエレメントを含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

コンピュータ可読記憶媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよい。その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えてよい。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（登録商標）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、又はＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「Ｃ」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコード又はオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路が、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を生成するために当該コンピュータ可読命令を実行すべく、ローカルに又はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路に提供されてよい。プロセッサは、例えば、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等であってよい。

以上、本開示に係る発明を実施の形態を用いて説明したが、本開示に係る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。

１０ システム、２０ 無人航空機、２２ 無線通信エリア、５０ ネットワーク、１００ 地上通信装置、１１０ 位置情報取得部、１２０ 位置情報制御部、１３０ 無線通信部、１４０ 経路情報制御部、１５０ 有線接続部、２００ 移動体通信装置、２１０ 位置情報取得部、２２０ 位置情報制御部、２３０ 無線通信部、２４０ 経路情報制御部、２４２ ノード間無線制御部、２４４ ノード間無線通信部、２４６ アンテナシステム、２５２ ビームフォーミングアンテナ、２５３ ビームフォーミングアンテナ、２５４ アンテナ切替部、２５６ アンテナ制御部、２６０ ビーム、２６２ ビーム範囲、３００ 位置情報記録サーバ、４００ 船舶、１２００ コンピュータ、１２１０ ホストコントローラ、１２１２ ＣＰＵ、１２１４ ＲＡＭ、１２１６ グラフィックコントローラ、１２１８ ディスプレイデバイス、１２２０ 入出力コントローラ、１２２２ 通信インタフェース、１２２４ 記憶装置、１２３０ ＲＯＭ、１２４０ 入出力チップ

Claims (18)

1. 地上のネットワークに接続する接続部を有する地上通信装置と、
   それぞれが移動体に搭載され、前記地上通信装置と無線通信する複数の移動体通信装置と
   を備え、
   前記複数の移動体通信装置のそれぞれは、複数のビームを用いて他の複数の移動体通信装置と並行して無線通信可能な無線通信部を有する、
   システム。
2. 前記地上通信装置と前記複数の移動体通信装置とによってメッシュネットワークを構成する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記複数の移動体通信装置のうちの一の移動体通信装置が前記地上通信装置と無線通信接続を確立し、前記一の移動体通信装置を含む複数の移動体通信装置が互いに無線通信接続を確立する、請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記複数の移動体通信装置のそれぞれは、
   自機の位置情報及び他の複数の移動体通信装置の位置情報に基づいて、無線通信接続可能な他の移動体通信装置を検出する位置情報制御部
   を備え、
   前記無線通信部は、前記位置情報制御部による検出結果に基づいて、他の移動体通信装置と無線通信接続を確立する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記位置情報制御部は、前記地上のネットワークに接続された位置情報記録サーバに自機の位置情報を送信し、前記位置情報記録サーバから他の複数の移動体通信装置の位置情報を受信する、請求項４に記載のシステム。
6. 前記位置情報記録サーバをさらに備える、請求項５に記載のシステム。
7. 前記複数の移動体通信装置のそれぞれは
   前記無線通信部が無線通信接続を確立した他の移動体通信装置の情報を含む接続情報に基づいて、データの伝達経路を管理する経路情報制御部
   を備える、請求項４から６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 前記複数の移動体通信装置のそれぞれは、異なる方向に指向性を有するように配置された複数のビームフォーミングアンテナを有し、
   前記無線通信部は、前記複数のビームフォーミングアンテナのうち少なくともいずれかから照射したビームを用いて、他の移動体通信装置と無線通信する、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 前記無線通信部は、前記複数のビームフォーミングアンテナのうちの２つ以上のビームフォーミングアンテナから照射したビームを用いて、他の複数の移動体通信装置と無線通信する、請求項８に記載のシステム。
10. 前記無線通信部は、前記複数のビームフォーミングアンテナから照射した複数のビームを用いて、他の複数の移動体通信装置と無線通信する、請求項９に記載のシステム。
11. 前記無線通信部は、無線通信接続を確立している通信相手の移動体通信装置と自機との位置関係が変化した場合に、ビームフォーミングによって、前記通信相手の移動体通信装置を追尾するように制御する、請求項８から１０のいずれか一項に記載のシステム。
12. 前記無線通信部は、前記複数のビームフォーミングアンテナのうちの第１のビームフォーミングアンテナによるビームによって第１の移動体通信装置と無線通信している間に、自機と前記第１の移動体通信装置との位置関係が変化した場合であって、
    前記第１の移動体通信装置が前記第１のビームフォーミングアンテナのビーム範囲内に位置する場合に、ビームフォーミングによって前記第１の移動体通信装置を追尾するように、前記第１のビームフォーミングアンテナを制御し、
    前記第１の移動体通信装置が前記第１のビームフォーミングアンテナのビーム範囲外に外れる場合に、前記第１の移動体通信装置と無線通信するために用いるアンテナを、前記第１のビームフォーミングアンテナから、前記複数のビームフォーミングアンテナのうちの他のビームフォーミングアンテナに切り替えるように、前記複数のビームフォーミングアンテナを制御する、請求項１０に記載のシステム。
13. 前記複数の移動体通信装置のそれぞれは、無人航空機に搭載される、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム。
14. 移動体に搭載される無線通信装置であって、
    異なる方向に指向性を有するように配置された複数のビームフォーミングアンテナと、
    前記複数のビームフォーミングアンテナによる複数のビームを用いて、他の複数の無線通信装置と並行して無線通信する無線通信部と
    を備える無線通信装置。
15. 前記無線通信部は、無線通信接続を確立している通信相手の無線通信装置と自機との位置関係が変化した場合に、ビームフォーミングによって、前記通信相手の無線通信装置を追尾するように制御する、請求項１４に記載の無線通信装置。
16. 前記無線通信部は、前記複数のビームフォーミングアンテナのうちの第１のビームフォーミングアンテナによるビームによって第１の無線通信装置と無線通信している間に、自機と前記第１の無線通信装置との位置関係が変化した場合であって、
    前記第１の無線通信装置が前記第１のビームフォーミングアンテナのビーム範囲内に位置している間は、ビームフォーミングによって前記第１の無線通信装置を追尾するように、前記第１のビームフォーミングアンテナを制御し、
    前記第１の無線通信装置が前記第１のビームフォーミングアンテナのビーム範囲外に外れる場合に、前記第１の無線通信装置と無線通信するために用いるアンテナを、前記第１のビームフォーミングアンテナから、前記複数のビームフォーミングアンテナのうちの他のビームフォーミングアンテナに切り替えるように、前記複数のビームフォーミングアンテナを制御する、請求項１５に記載の無線通信装置。
17. コンピュータを、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の無線通信装置として機能させるためのプログラム。
18. 移動体に搭載される無線通信装置によって実行される通信方法であって、
    異なる方向に指向性を有するように配置された複数のビームフォーミングアンテナによる複数のビームを用いて、他の複数の無線通信装置と並行して無線通信するステップ
    を備える通信方法。

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