JP2022110534A - 制御装置、プログラム、システム、及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サービス飛行体の通信を中継する中継飛行体を制御する制御装置、プログラム、システム及び方法を提供する。【解決手段】システムにおいて、成層圏プラットフォームとして機能する制御装置３００は、ビームを照射することによって無線通信エリアを形成して無線通信エリア１４２内のユーザ端末４００に無線通信サービスを提供する通信装置を搭載する複数のサービス飛行体１００の位置を示すサービス飛行体位置情報を取得する飛行体位置情報取得部と、予め定められた条件及びサービス飛行体位置情報に基づいて、複数のサービス飛行体のうちの一のサービス飛行体の通信を中継する中継飛行体２００の配置を決定する配置決定部と、配置決定部によって決定された配置に従って移動して一のサービス飛行体と無線通信接続を確立するよう中継飛行体を制御する飛行体制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、プログラム、システム、及び制御方法に関する。

特許文献１には、ＨＡＰＳ（Ｈｉｇｈ Ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｓｔａｔｉｏｎ）を用いた通信システムが記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０１９－１３５８２３号公報

本発明の一実施態様によれば、制御装置が提供される。制御装置は、成層圏プラットフォームとして機能し、ビームを照射することによって無線通信エリアを形成して上記無線通信エリア内のユーザ端末に無線通信サービスを提供する通信装置を搭載する複数のサービス飛行体の位置を示すサービス飛行体位置情報を取得する飛行体位置情報取得部を備えてよい。制御装置は、予め定められた条件及び上記サービス飛行体位置情報に基づいて、上記複数のサービス飛行体のうちの一のサービス飛行体の通信を中継する中継飛行体の配置を決定する配置決定部を備えてよい。制御装置は、上記配置決定部によって決定された配置に従って移動して上記一のサービス飛行体と無線通信接続を確立するよう上記中継飛行体を制御する飛行体制御部を備えてよい。

上記配置決定部は、上記一のサービス飛行体及び地上のゲートウェイの両方と無線通信接続を確立できるよう上記中継飛行体の配置を決定してよい。上記飛行体制御部は、上記一のサービス飛行体と上記ゲートウェイとの間の通信を中継するよう上記中継飛行体をさらに制御してよい。上記配置決定部は、上記一のサービス飛行体及び上記ゲートウェイの両方と無線通信接続を確立できる範囲内において、上記中継飛行体と上記ゲートウェイとの間の距離がより短くなるよう上記中継飛行体の配置を決定してよい。上記配置決定部は、上記一のサービス飛行体及び上記複数のサービス飛行体のうちの他のサービス飛行体の両方と無線通信接続を確立できるよう上記中継飛行体の配置を決定してよい。上記飛行体制御部は、上記他のサービス飛行体と無線通信接続を確立し、上記一のサービス飛行体と上記他のサービス飛行体との間の通信を中継するよう上記中継飛行体をさらに制御してよい。上記配置決定部は、上記一のサービス飛行体及び他の中継飛行体の両方と無線通信接続を確立できるよう上記中継飛行体の配置を決定してよい。上記飛行体制御部は、上記他の中継飛行体と無線通信接続を確立し、上記一のサービス飛行体と上記他の中継飛行体との間の通信を中継するよう上記中継飛行体をさらに制御してよい。

制御装置は、上記中継飛行体と無線通信接続されている上記複数のサービス飛行体のそれぞれの上記無線通信エリアの優先度を設定する優先度設定部をさらに備えてよい。上記飛行体制御部は、上記優先度設定部が設定した上記優先度に基づいて、予め定められた通信容量を上記複数のサービス飛行体に配分するよう上記中継飛行体をさらに制御してよい。制御装置は、上記複数のサービス飛行体のそれぞれが形成する上記無線通信エリアの降雨量を示す降雨量情報を含む、上記複数のサービス飛行体のそれぞれが形成する上記無線通信エリアの天候に関する天候関連情報を受信する天候関連情報受信部をさらに備えてよい。上記配置決定部は、上記天候関連情報に含まれる上記降雨量情報に基づいて、上記複数のサービス飛行体のうち、形成している上記無線通信エリアの上記降雨量が予め定められた降雨量閾値より多い上記一のサービス飛行体の通信を中継する上記中継飛行体の配置を決定してよい。制御装置は、上記複数のサービス飛行体のそれぞれが形成する上記無線通信エリアの予測降雨量を示す予測降雨量情報を含む、上記複数のサービス飛行体のそれぞれが形成する上記無線通信エリアの天候に関する天候関連情報を受信する天候関連情報受信部をさらに備えてよい。上記配置決定部は、上記天候関連情報に含まれる上記予測降雨量情報に基づいて、上記複数のサービス飛行体のうち、形成している上記無線通信エリアの上記予測降雨量が予め定められた予測降雨量閾値より多い上記一のサービス飛行体の通信を中継する上記中継飛行体の配置を決定してよい。

制御装置は、上記複数のサービス飛行体の通信速度に関する通信速度関連情報を取得する通信速度関連情報取得部をさらに備えてよい。上記配置決定部は、上記通信速度関連情報に基づいて、上記複数のサービス飛行体のうち、上記ユーザ端末との通信速度が第１通信速度閾値より低い、又は、地上のゲートウェイとの通信速度が第２通信速度閾値より低い上記一のサービス飛行体の通信を中継する上記中継飛行体の配置を決定してよい。制御装置は、上記中継飛行体に搭載されてよい。

本発明の一実施態様によれば、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。

本発明の一実施態様によれば、システムが提供される。システムは、上記制御装置を備えてよい。システムは、中継飛行体を備えてよい。

上記中継飛行体は、上記無線通信サービスを提供する機能を有さなくてよい。

本発明の一実施態様によれば、コンピュータによって実行される制御方法が提供される。制御方法は、成層圏プラットフォームとして機能し、ビームを照射することによって無線通信エリアを形成して上記無線通信エリア内のユーザ端末に無線通信サービスを提供する通信装置を搭載する複数のサービス飛行体の位置を示すサービス飛行体位置情報を取得する飛行体位置情報取得段階を備えてよい。制御方法は、予め定められた条件及び上記サービス飛行体位置情報に基づいて、上記複数のサービス飛行体のうちの一のサービス飛行体の通信を中継する中継飛行体の配置を決定する配置決定段階を備えてよい。制御方法は、上記配置決定段階によって決定された配置に従って移動して上記一のサービス飛行体と無線通信接続を確立するよう上記中継飛行体を制御する飛行体制御段階を備えてよい。

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。 中継飛行体２００の配置の一例を説明するための説明図である。 中継飛行体２００の配置の他の一例を説明するための説明図である。 複数の中継飛行体２００の配置の一例を説明するための説明図である。 制御装置３００による処理の一例を説明するための説明図である。 制御装置３００による処理の他の一例を説明するための説明図である。 制御装置３００の機能構成の一例を概略的に示す。 サービス飛行体１００、中継飛行体２００、及び制御装置３００の処理の流れの一例を説明するための説明図である。 制御装置３００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。

サービスリンク（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｌｉｎｋ；ＳＬ）を提供中のＨＡＰＳ間で通信ネットワークを構築した場合、ＨＡＰＳは定点滞空しているため、柔軟で高度かつ変更可能なＮＷ（Ｎｅｔｗｏｒｋ）構成とすることが難しい。本実施形態に係るシステム１０は、例えば、上述の課題を解決するためのＨＡＰＳ間通信専用のＨＡＰＳ（以下、「インターＨＡＰＳ」と記載する場合がある。)及びＮＷ運用制御装置に関するものである。インターＨＡＰＳは、例えば、滞空位置を自由に移動する機能、ハブ機能、ルータ機能、５Ｇ ＭＥＣ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｅｄｇｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）機能、及び、異種ＨＡＰＳ間を中継可能する相互接続ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）機能を搭載する。これにより、本実施形態に係るシステム１０は、サービス提供用ＨＡＰＳの定点滞空位置の制限、ＨＡＰＳ間通信距離の制限、気象条件による制限、及び、ＧＷ（Ｇａｔｅｗａｙ）の設置場所の制限等の制限をクリアしつつ、（１）インターＨＡＰＳに搭載されたハブ機能を利用したＮＷ構成、（２）インターＨＡＰＳによるフィーダリンク（Ｆｅｅｄｅｒ Ｌｉｎｋ；ＦＬ）の中継、（３）複数のインターＨＡＰＳのそれぞれに搭載されたルーター機能を利用したメッシュ／リング型ＮＷ構成、（４）インターＨＡＰＳに搭載された５Ｇ ＭＥＣ機能を利用した５Ｇ低遅延サービス、及び（５）インターＨＡＰＳに搭載された相互接続ＩＦ機能を利用した異種ＨＡＰＳ間通信を実現し得る。

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係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。本実施形態に係るシステム１０は、中継飛行体２００及び制御装置３００を備える。図１では、１機の中継飛行体２００を図示しているが、システム１０は２機以上の中継飛行体２００を備えてよい。システム１０は、サービス飛行体１００を備えてよい。図１では、１機のサービス飛行体１００を図示しているが、システム１０は２機以上のサービス飛行体１００を備えてよい。システム１０は、ゲートウェイ４０を備えてよい。システム１０は、ゲートウェイ５０を備えてよい。

サービス飛行体１００は、主翼部１２１、本体部１２２、プロペラ１２４、太陽電池パネル１３０、アンテナ１３２、アンテナ１３４、及びアンテナ１３６を有する。本体部１２２は、通信装置１５０と、不図示のバッテリ及び飛行制御装置とを含む。バッテリは、太陽電池パネル１３０によって発電された電力を蓄電する。飛行制御装置は、サービス飛行体１００の飛行を制御する。飛行制御装置は、例えば、バッテリに蓄電された電力を用いてプロペラ１２４を回転させることによって、サービス飛行体１００を飛行させる。

通信装置１５０は、アンテナ１３２を用いてビームを照射することによって無線通信エリア１４２を形成して、無線通信エリア１４２内のユーザ４５０が所有するユーザ端末４００に無線通信サービスを提供する。通信装置１５０は、アンテナ１３２を用いて、無線通信エリア１４２内のユーザ端末４００との間で無線通信接続を確立してよい。通信装置１５０と飛行制御装置とは一体であってもよい。

通信装置１５０は、アンテナ１３４を用いて、地上のゲートウェイ４０との間で無線通信接続を確立してよい。例えば、通信装置１５０は、ゲートウェイ４０及びネットワーク２０を介して、制御装置３００と通信する。

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。コアネットワークは、例えば、５Ｇ（５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信システムに準拠する。コアネットワークは、６Ｇ（６ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信システム以降の移動体通信システムに準拠してもよい。コアネットワークは、３Ｇ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信システムに準拠してもよい。コアネットワークは、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）通信システムに準拠してもよい。ネットワーク２０は、インターネットを含んでもよい。

アンテナ１３４は、例えば、右旋偏波の電波を送受信する機能を有する。アンテナ１３４は、例えば、左旋偏波の電波を送受信する機能を有する。アンテナ１３４は、右旋偏波の電波及び左旋偏波の電波の両方を送受信する機能を有してもよい。

通信装置１５０は、アンテナ１３６を用いて、中継飛行体２００との間で無線通信接続を確立してよい。例えば、通信装置１５０は、中継飛行体２００を介して、制御装置３００と通信する。

通信装置１５０は、アンテナ１３６を用いて、他のサービス飛行体１００との間で無線通信接続を確立してもよい。例えば、通信装置１５０は、他のサービス飛行体１００を介して、制御装置３００と通信する。

サービス飛行体１００は、複数のアンテナ１３６を有してよい。サービス飛行体１００は、例えば、２本のアンテナ１３６を有する。サービス飛行体１００は、２本より多くのアンテナ１３６を有してもよい。

アンテナ１３６は、例えば、右旋偏波の電波を送受信する機能を有する。アンテナ１３６は、例えば、左旋偏波の電波を送受信する機能を有する。アンテナ１３６は、右旋偏波の電波及び左旋偏波の電波の両方を送受信する機能を有してもよい。

サービス飛行体１００は、例えば、成層圏を飛行してユーザ端末４００に無線通信サービスを提供する。サービス飛行体１００は、成層圏プラットフォームとして機能してよい。

サービス飛行体１００は、例えば、カバー対象のエリアの上空を巡回しながら、無線通信エリア１４２によって当該エリアをカバーする。また、サービス飛行体１００は、例えば、カバー対象のエリアの一部を無線通信エリア１４２によってカバーしながら、エリアの上空を移動することによって、領域の全体をカバーする。

サービス飛行体１００は、例えば、サービス飛行体１００の位置情報を取得する機能を有する。サービス飛行体１００は、例えば、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）機能を用いて、サービス飛行体１００の位置情報を取得する。サービス飛行体１００は、通信装置１５０を介して、取得したサービス飛行体１００の位置情報を制御装置３００に送信する。

サービス飛行体１００は、例えば、通信装置１５０の通信速度情報を取得する機能を有する。サービス飛行体１００は、通信装置１５０を介して、取得した通信速度情報を制御装置３００に送信する。

中継飛行体２００は、主翼部２２１、本体部２２２、プロペラ２２４、太陽電池パネル２３０、アンテナ２３４、及びアンテナ２３６を有する。本体部２２２は、中継装置２５０と、不図示のバッテリ及び飛行制御装置とを含む。バッテリは、太陽電池パネル２３０によって発電された電力を蓄電する。飛行制御装置は、中継飛行体２００の飛行を制御する。飛行制御装置は、例えば、バッテリに蓄電された電力を用いてプロペラ２２４を回転させることによって、中継飛行体２００を飛行させる。

中継装置２５０は、アンテナ２３４を用いて、地上のゲートウェイ５０との間で無線通信接続を確立してよい。例えば、中継装置２５０は、ゲートウェイ５０及びネットワーク２０を介して、制御装置３００と通信する。中継装置２５０と飛行制御装置とは一体であってもよい。

ゲートウェイ５０は、例えば、中継飛行体２００専用のゲートウェイである。ゲートウェイ５０は、サービス飛行体１００及び中継飛行体２００が利用可能なゲートウェイであってもよい。

ゲートウェイ５０は、電源や光回線等のインフラが既に整備されているポイントに設置されてよい。例えば、ゲートウェイ５０は、移動体通信事業者（Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｏｐｅｒａｔｏｒ；ＭＮＯ）が所有する建物やデータセンタの屋上に設置される。

アンテナ２３４は、例えば、右旋偏波の電波を送受信する機能を有する。アンテナ２３４は、例えば、左旋偏波の電波を送受信する機能を有する。アンテナ２３４は、右旋偏波の電波及び左旋偏波の電波の両方を送受信する機能を有してもよい。

中継装置２５０は、アンテナ２３６を用いて、サービス飛行体１００との間で無線通信接続を確立してよい。例えば、中継装置２５０は、サービス飛行体１００の通信を中継する。中継装置２５０は、例えば、サービス飛行体１００と地上のゲートウェイ５０との間の通信を中継する。中継装置２５０は、サービス飛行体１００と他のサービス飛行体１００との間の通信を中継してもよい。

中継装置２５０は、アンテナ２３６を用いて、他の中継飛行体２００との間で無線通信接続を確立してもよい。例えば、中継装置２５０は、他の中継飛行体２００の通信を中継する。中継装置２５０は、例えば、他の中継飛行体２００と地上のゲートウェイ５０との間の通信を中継する。中継装置２５０は、サービス飛行体１００と他の中継飛行体２００との間の通信を中継してもよい。

中継飛行体２００は、複数のアンテナ２３６を有してよい。中継飛行体２００は、例えば、２本のアンテナ２３６を有する。中継飛行体２００は、２本より多くのアンテナ２３６を有してもよい。

アンテナ２３６は、例えば、右旋偏波の電波を送受信する機能を有する。アンテナ２３６は、例えば、左旋偏波の電波を送受信する機能を有する。アンテナ２３６は、右旋偏波の電波及び左旋偏波の電波の両方を送受信する機能を有してもよい。

中継飛行体２００は、成層圏を飛行してサービス飛行体１００又は他の中継飛行体２００の通信を中継してよい。中継飛行体２００は、例えば、サービス飛行体１００又は他の中継飛行体２００が飛行する高度と同じ高度を飛行する。

中継飛行体２００は、サービス飛行体１００又は他の中継飛行体２００が飛行する高度とは異なる高度を飛行してもよい。例えば、中継飛行体２００は、サービス飛行体１００又は他の中継飛行体２００が飛行する高度より高い高度する。中継飛行体２００は、サービス飛行体１００又は他の中継飛行体２００が飛行する高度より低い高度を飛行してもよい。

中継飛行体２００は、例えば、サービス飛行体１００の通信を中継するために、飛行しながら上空に待機している。中継飛行体２００は、サービス飛行体１００の通信を中継するために、停止した状態で地上に待機していてもよい。

中継飛行体２００は、例えば、中継飛行体２００の位置情報を取得する機能を有する。例えば、中継飛行体２００は、ＧＮＳＳ機能を用いて、中継飛行体２００の位置情報を取得する。中継飛行体２００は、中継装置２５０を介して、取得した中継飛行体２００の位置情報を制御装置３００に送信する。

中継飛行体２００は、ユーザ端末４００に無線通信サービスを提供する機能を有していなくてよい。無線通信サービスを提供する機能を有していない中継飛行体２００は、無線通信サービスを提供するために必要な構成を搭載しないので、無線通信サービスを提供する機能を有する中継飛行体２００と比較して機体を軽量化できる。よって、無線通信サービスを提供する機能を有していない中継飛行体２００は、無線通信サービスを提供する機能を有する中継飛行体２００と比較して、大型で高性能のアンテナ２３４やアンテナ２３６を搭載できる。これにより、無線通信サービスを提供する機能を有していない中継飛行体２００は、当該中継飛行体２００からより離れたポイントに位置するゲートウェイ５０やサービス飛行体１００等と無線通信接続を確立できる。尚、中継飛行体２００は、ユーザ端末４００に無線通信サービスを提供する機能を有していてもよい。

ユーザ端末４００は、通信装置１５０を介して制御装置３００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４００は、スマートフォン等の携帯電話、タブレット端末及びウェアラブル端末等である。

制御装置３００は、中継飛行体２００を制御する。例えば、制御装置３００は、サービス飛行体１００の通信を中継する中継飛行体２００の配置を決定し、決定した配置に従って移動してサービス飛行体１００と無線通信接続を確立するよう中継飛行体２００を制御する。

制御装置３００は、例えば、サービス飛行体１００及びゲートウェイ５０の両方と無線通信接続を確立できるように、中継飛行体２００の配置を決定する。制御装置３００は、サービス飛行体１００と他のサービス飛行体１００の両方と無線通信接続を確立できるように、中継飛行体２００の配置を決定してもよい。

制御装置３００は、例えば、地上に設置される。制御装置３００は、例えば、ネットワーク２０上に設置される。制御装置３００は、サービス飛行体１００に搭載されてもよい。制御装置３００は、中継飛行体２００に搭載されてもよい。

天候関連情報管理サーバ５００は、複数のサービス飛行体１００のそれぞれが形成する無線通信エリア１４２の天候に関する天候関連情報を管理する。天候関連情報管理サーバ５００は、ネットワーク２０を介して、天候関連情報を制御装置３００に送信する。

従来システムにおいて、無線通信サービスを提供している飛行体と地上のゲートウェイとの間の通信ネットワークは、当該飛行体と地上のゲートウェイ又は無線通信サービスを提供している他の飛行体との間で無線通信接続を確立することによって構成されている。しかしながら、無線通信サービスを提供している飛行体は、形成する無線通信エリアの中心周辺の上空を飛行しなければならないので、自由に移動することができない。また、無線通信サービスを提供している飛行体間で無線通信接続可能な距離は、最大で約２００ｋｍであり、無線通信サービスを提供している飛行体が地上のゲートウェイと無線通信接続可能な距離は最大で約１００ｋｍである。そのため、無線通信サービスを提供している飛行体は、当該飛行体から無線通信接続可能な距離の範囲に位置する地上のゲートウェイや無線通信サービスを提供している他の飛行体としか無線通信接続を確立できない。特に、無線通信サービスを提供している飛行体が形成する無線通信エリアが気象条件の悪いエリア等のゲートウェイを設置できないエリアである場合、当該飛行体と無線通信接続可能なゲートウェイが存在しない。そのため、従来のシステムは、無線通信サービスを提供している飛行体と地上のゲートウェイとの間の通信ネットワークを柔軟に構築できない。

これに対して、本実施形態に係るシステム１０によれば、自由に移動することができる中継飛行体２００をさらに用いて、サービス飛行体１００と地上のゲートウェイとの間の通信ネットワークを構成する。中継飛行体２００がサービス飛行体１００の通信を中継することによって、当該サービス飛行体１００は、中継飛行体２００を介して、当該サービス飛行体１００から無線通信接続可能な距離より離れている他のサービス飛行体１００や地上のゲートウェイ５０と無線通信できる。これにより、本実施形態に係るシステム１０は、従来のシステムと比較して、サービス飛行体１００と地上のゲートウェイとの間の通信ネットワークを柔軟に構築できる。

図２は、中継飛行体２００の配置の一例を説明するための説明図である。中継飛行体２００は、例えば、地上のゲートウェイ５０から複数のサービス飛行体１００までの通信ネットワークがツリー型の通信ネットワークを構成するよう配置される。図２では、サービス飛行体１０１～サービス飛行体１１２のそれぞれが無線通信エリア１４２を形成している場合における中継飛行体２００の配置について説明する。

中継飛行体２００は、ゲートウェイ５０、サービス飛行体１０１、及びサービス飛行体１０７と無線通信接続を確立できるよう配置されている。この場合、中継飛行体２００は、サービス飛行体１０１及びサービス飛行体１０７がゲートウェイ５０と無線通信するためのハブとして機能する。

中継飛行体２００は、例えば、サービス飛行体１０１とゲートウェイ５０との間の通信を中継する。中継飛行体２００は、例えば、サービス飛行体１０７とゲートウェイ５０との間の通信を中継する。中継飛行体２００は、サービス飛行体１０１とサービス飛行体１０７との間の通信を中継してもよい。

例えば、中継飛行体２００は、ゲートウェイ５０から信号を受信し、当該信号に含まれるサービス飛行体の識別子情報に基づいて、当該信号をサービス飛行体１０１又はサービス飛行体１０７に送信する。この場合、中継飛行体２００は、サービス飛行体１０１及びサービス飛行体１０７のルータとして機能する。

図３は、中継飛行体２００の配置の他の一例を説明するための説明図である。ここでは、サービス飛行体１０１～サービス飛行体１１２のそれぞれが無線通信エリア１４２を形成している場合における中継飛行体２００の配置について説明する。

図３に示す例において、中継飛行体２００は、ＭＥＣとして機能する。中継飛行体２００は、ＭＥＣサーバ６００を搭載する。また、サービス飛行体１０１、サービス飛行体１１０、及びサービス飛行体１１２は、中継飛行体２００と同様に、ＭＥＣとして機能する。サービス飛行体１０１、サービス飛行体１１０、及びサービス飛行体１１２は、ＭＥＣサーバ６００を搭載する。サービス飛行体１０１、サービス飛行体１１０、及びサービス飛行体１１２は、例えば、アーバンエリア等のエリアに無線通信サービスを提供している。

一方、サービス飛行体１０２、サービス飛行体１０３、サービス飛行体１０４、サービス飛行体１０５、サービス飛行体１０６、サービス飛行体１０７、サービス飛行体１０８、サービス飛行体１０９、及びサービス飛行体１１１は、ＭＥＣとして機能しない。サービス飛行体１０２、サービス飛行体１０３、サービス飛行体１０４、サービス飛行体１０５、サービス飛行体１０６、サービス飛行体１０７、サービス飛行体１０８、サービス飛行体１０９、及びサービス飛行体１１１は、例えば、ルーラルエリア等のエリアに無線通信サービスを提供している。

ＭＥＣサーバ６００は、サービス飛行体１００が提供している無線通信サービスに関する処理を実行する。ＭＥＣサーバ６００は、当該処理を実行するためにネットワーク２０を介してサービス飛行体１００と通信する必要がない。よって、ＭＥＣサーバ６００は、当該処理を実行するためにネットワーク２０を介してサービス飛行体１００と通信しなければならないネットワーク２０上のサーバと比較して、当該処理を低遅延で実行できる。ＭＥＣサーバ６００は、制御装置３００の一例であってよい。

中継飛行体２００は、例えば、ＭＥＣサーバ６００を搭載していないサービス飛行体１００が提供している無線通信サービスに関する処理が低遅延で実行される必要がある場合に、当該サービス飛行体１００と無線通信接続できるよう配置される。また、中継飛行体２００は、無線通信サービスに関する処理を実行するネットワーク２０上のサーバの処理負荷が軽減される必要がある場合に、当該無線通信サービスを提供しているサービス飛行体１００と無線通信接続できるよう配置されてもよい。図３において、中継飛行体２００は、ゲートウェイ５０、ＭＥＣサーバ６００を搭載していないサービス飛行体１０３、及び、ＭＥＣサーバ６００を搭載していないサービス飛行体１０７と無線通信接続を確立できるよう配置されている。

中継飛行体２００に搭載されたＭＥＣサーバ６００は、サービス飛行体１０３が提供している無線通信サービスに関する処理を実行してよい。また、中継飛行体２００に搭載されたＭＥＣサーバ６００は、サービス飛行体１０７が提供している無線通信サービスに関する処理を実行してよい。

本実施形態に係るシステム１０によれば、無線通信サービスに関する処理が恒常的にＭＥＣサーバ６００によって実行される必要があるエリアの無線通信サービスは、ＭＥＣサーバ６００を搭載したサービス飛行体１００によって提供される。その一方で、無線通信サービスに関する処理が恒常的にＭＥＣサーバ６００によって実行される必要がないエリアの無線通信サービスは、ＭＥＣサーバ６００を搭載していないサービス飛行体１００によって提供される。そして、当該エリアの無線通信サービスに関する処理が一時的にＭＥＣサーバ６００によって実行される必要がある場合、中継飛行体２００に搭載されたＭＥＣサーバ６００が、当該エリアの無線通信サービスに関する処理を実行する。これにより、本実施形態に係るシステム１０は、全てのサービス飛行体１００にＭＥＣサーバ６００が搭載されているシステムより少ない数のＭＥＣサーバ６００で、サービス飛行体１００によって提供される無線通信サービスに関する処理を低遅延で実行できる。

また、本実施形態に係るシステム１０によれば、無線通信サービスに関する処理を実行するネットワーク２０上のサーバの処理負荷が軽減される必要がある場合に、中継飛行体２００に搭載されたＭＥＣサーバ６００が、ネットワーク２０上のサーバに代わって当該処理を実行できる。これにより、本実施形態に係るシステム１０は、無線通信サービスに関する処理を実行するネットワーク２０上のサーバの処理負荷を軽減できる。

図４は、複数の中継飛行体２００の配置の一例を説明するための説明図である。複数の中継飛行体２００は、例えば、メッシュ型の通信ネットワークを構成するよう配置される。複数の中継飛行体２００は、リング型の通信ネットワークを構成するよう配置されてもよい。図４では、中継飛行体２０１、中継飛行体２０２、及び中継飛行体２０３の配置について説明する。

中継飛行体２０１は、ゲートウェイ５０、サービス飛行体１０３、中継飛行体２０２、及び中継飛行体２０３と無線通信接続できるよう配置されている。中継飛行体２０２は、サービス飛行体１０１及び中継飛行体２０３と無線通信接続できるよう配置されている。中継飛行体２０３は、サービス飛行体１０２と無線通信接続できるよう配置されている。

中継飛行体２０１は、例えば、サービス飛行体１０３とゲートウェイ５０の間の通信を中継する。中継飛行体２０１、例えば、中継飛行体２０２とゲートウェイ５０との間の通信を中継する。中継飛行体２０１は、例えば、中継飛行体２０３とゲートウェイ５０との間の通信を中継する。

中継飛行体２０１は、サービス飛行体１０３と中継飛行体２０２との間の通信を中継してよい。中継飛行体２０１は、サービス飛行体１０３と中継飛行体２０３との間の通信を中継してもよい。中継飛行体２０１は、中継飛行体２０２と中継飛行体２０３との間の通信を中継してもよい。

例えば、中継飛行体２０１は、ゲートウェイ５０から信号を受信し、当該信号に含まれるサービス飛行体の識別子情報に基づいて、当該信号をサービス飛行体１０３、中継飛行体２０２、又は中継飛行体２０３に送信する。この場合、中継飛行体２０１は、サービス飛行体１０１、サービス飛行体１０２、及びサービス飛行体１０３のルータとして機能する。

中継飛行体２０２は、例えば、サービス飛行体１０１と中継飛行体２０１との間の通信を中継する。中継飛行体２０２は、例えば、中継飛行体２０１と中継飛行体２０３との間の通信を中継する。中継飛行体２０２は、サービス飛行体１０１と中継飛行体２０３との間の通信を中継してもよい。

例えば、中継飛行体２０２は、中継飛行体２０１から信号を受信し、当該信号に含まれるサービス飛行体の識別子情報に基づいて、当該信号をサービス飛行体１０１又は中継飛行体２０３に送信する。この場合、中継飛行体２０２は、サービス飛行体１０１及びサービス飛行体１０２のルータとして機能する。

中継飛行体２０３は、例えば、サービス飛行体１０２と中継飛行体２０１との間の通信を中継する。中継飛行体２０３は、例えば、中継飛行体２０１と中継飛行体２０２との間の通信を中継する。中継飛行体２０３は、サービス飛行体１０２と中継飛行体２０２との間の通信を中継してもよい。

例えば、中継飛行体２０３は、中継飛行体２０１から信号を受信し、当該信号に含まれるサービス飛行体の識別子情報に基づいて、当該信号をサービス飛行体１０２又は中継飛行体２０２に送信する。この場合、中継飛行体２０３は、サービス飛行体１０１及びサービス飛行体１０２のルータとして機能する。

図４において、中継飛行体２００が、中継飛行体２０１、中継飛行体２０２、及び中継飛行体２０３の通信ネットワークに追加されてもよい。追加の中継飛行体２００は、例えば、中継飛行体２０１、中継飛行体２０２、及び中継飛行体２０３と共にメッシュ型の通信ネットワークを構成するよう配置される。追加の中継飛行体２００は、中継飛行体２０１、中継飛行体２０２、及び中継飛行体２０３と共にリング型の通信ネットワークを構成する配置されてもよい。

本実施形態に係るシステム１０によれば、複数の中継飛行体２００が、メッシュ型又はリング型の通信ネットワークを構成するよう配置される。これにより、本実施形態に係るシステム１０は、地上のゲートウェイ５０から複数のサービス飛行体１００までの通信ネットワークの冗長性を高めることができる。

図５は、制御装置３００による処理の一例を説明するための説明図である。ここでは、制御装置３００が中継飛行体２０１の通信容量を配分する場合における制御装置３００の処理ついて説明する。

サービス飛行体１０１、サービス飛行体１０２、サービス飛行体１０３、サービス飛行体１０４、及びサービス飛行体１０７によってそれぞれ形成される無線通信エリア１４２には、ゲートウェイ４０が設置されている。サービス飛行体１０１、サービス飛行体１０２、サービス飛行体１０３、サービス飛行体１０４、及びサービス飛行体１０７はそれぞれ、無線通信エリア１４２内のゲートウェイ４０と無線通信接続を確立している。ここでは、制御装置３００が中継飛行体２０１の通信容量を配分する前のサービス飛行体１０１、サービス飛行体１０２、サービス飛行体１０３、サービス飛行体１０４、及びサービス飛行体１０７の通信容量がそれぞれ、１０００Ｍｂｐｓであるものとして説明を続ける。

一方、サービス飛行体１０５及びサービス飛行体１０６によってそれぞれ形成される無線通信エリア１４２には、ゲートウェイ４０が設置されていない。また、サービス飛行体１０５及びサービス飛行体１０６は、無線通信接続を確立している。

中継飛行体２０１は、ゲートウェイ５０、中継飛行体２０２、及び中継飛行体２０３と無線通信接続できるよう配置されている。中継飛行体２０２は、サービス飛行体１０１及びサービス飛行体１０２と無線通信接続できるよう配置されている。中継飛行体２０３は、サービス飛行体１０５及び中継飛行体２０４と無線通信接続できるよう配置されている。中継飛行体２０４は、サービス飛行体１０７と無線通信接続できるよう配置されている。

ゲートウェイ５０と無線通信接続を確立している中継飛行体２００は、マスタ中継飛行体であってよい。図５において、中継飛行体２０１は、マスタ中継飛行体である。一方、ゲートウェイ５０と無線通信接続を確立していない中継飛行体２００は、スレーブ中継飛行体であってよい。図５において、中継飛行体２０２、中継飛行体２０３、及び中継飛行体２０４は、スレーブ中継飛行体である。

制御装置３００は、中継飛行体２０１と地上のゲートウェイ５０との間の無線通信の通信容量をサービス飛行体１０１、サービス飛行体１０２、サービス飛行体１０５、サービス飛行体１０６、及びサービス飛行体１０７に配分するために、中継飛行体２０１～中継飛行体２０４を制御してよい。ここでは、中継飛行体２０１の通信容量が、左旋偏波の電波の通信容量（＝１０００Ｍｂｐｓ）及び右旋偏波の電波の通信容量（＝１０００Ｍｂｐｓ）の和（１０００Ｍｂｐｓ＋１０００Ｍｂｐｓ＝２０００Ｍｂｐｓ）であるものとして説明を続ける。

例えば、制御装置３００は、サービス飛行体１０１、サービス飛行体１０２、サービス飛行体１０５、サービス飛行体１０６、及びサービス飛行体１０７によってそれぞれ形成される無線通信エリア１４２の優先度に基づいて、中継飛行体２０１の通信容量を中継飛行体２０２及び中継飛行体２０３に配分するよう中継飛行体２０１を制御する。中継飛行体２０１は、制御装置３００による制御に従って、中継飛行体２０１の通信容量を中継飛行体２０２及び中継飛行体２０３に配分する。ここでは、中継飛行体２０１が、２０００Ｍｂｐｓの通信容量のうち７５０Ｍｂｐｓの通信容量を中継飛行体２０２に配分し、１２５０Ｍｂｐｓの通信容量を中継飛行体２０３に配分するものとして説明を続ける。

次に、制御装置３００は、サービス飛行体１０１及びサービス飛行体１０２によってそれぞれ形成される無線通信エリア１４２の優先度に基づいて、中継飛行体２０２に配分された通信容量をサービス飛行体１０１及びサービス飛行体１０２にさらに配分するよう中継飛行体２０２を制御する。中継飛行体２０２は、制御装置３００による制御に従って、中継飛行体２０２に配分された通信容量をサービス飛行体１０１及びサービス飛行体１０２にさらに配分する。ここでは、中継飛行体２０２が、７５０Ｍｂｐｓの通信容量のうち２５０Ｍｂｐｓの通信容量をサービス飛行体１０１に配分し、５００Ｍｂｐｓの通信容量をサービス飛行体１０２に配分するものとして説明を続ける。

次に、制御装置３００は、サービス飛行体１０５、サービス飛行体１０６、及びサービス飛行体１０７によってそれぞれ形成される無線通信エリア１４２の優先度に基づいて、中継飛行体２０３に配分された通信容量をサービス飛行体１０５及び中継飛行体２０４にさらに配分するよう中継飛行体２０３を制御する。中継飛行体２０３は、制御装置３００による制御に従って、中継飛行体２０３に配分された通信容量をサービス飛行体１０５及び中継飛行体２０４にさらに配分する。ここでは、中継飛行体２０３が、１２５０Ｍｂｐｓの通信容量のうち２５０Ｍｂｐｓの通信容量をサービス飛行体１０５に配分し、１０００Ｍｂｐｓの通信容量を中継飛行体２０４に配分するものとして説明を続ける。

次に、制御装置３００は、中継飛行体２０４に配分された通信容量をサービス飛行体１０７に割り当てるよう中継飛行体２０４を制御する。中継飛行体２０４は、制御装置３００による制御に従って、中継飛行体２０４に配分された通信容量をサービス飛行体１０７に割り当てる。ここでは、中継飛行体２０４が、１０００Ｍｂｐｓの通信容量をサービス飛行体１０７に割り当てるものとして説明を続ける。

次に、制御装置３００は、サービス飛行体１０５及びサービス飛行体１０６によってそれぞれ形成される無線通信エリア１４２の優先度に基づいて、サービス飛行体１０５に配分された通信容量をサービス飛行体１０６にさらに配分するようサービス飛行体１０５を制御する。サービス飛行体１０５は、制御装置３００による制御に従って、サービス飛行体１０５に配分された通信容量をサービス飛行体１０６にさらに配分する。ここでは、サービス飛行体１０５が、２５０Ｍｂｐｓの通信容量のうち５０Ｍｂｐｓをサービス飛行体１０６に配分するものとして説明を続ける。

上述の処理によって、中継飛行体２０１の通信容量の配分が完了する。中継飛行体２０１の通信容量の配分が完了した後のサービス飛行体１０１～サービス飛行体１０７の通信容量は、以下のとおりである。

サービス飛行体１０１の通信容量は、１０００Ｍｂｐｓ＋２５０Ｍｂｐｓ＝１２５０Ｍｂｐｓである。サービス飛行体１０２の通信容量は、１０００Ｍｂｐｓ＋５００Ｍｂｐｓ＝１５００Ｍｂｐｓである。

サービス飛行体１０３の通信容量は、１０００Ｍｂｐｓである。サービス飛行体１０４の通信容量は、１０００Ｍｂｐｓである。

サービス飛行体１０５の通信容量は、２００Ｍｂｐｓである。サービス飛行体１０６の通信容量は、５０Ｍｂｐｓである。サービス飛行体１０７の通信容量は、１０００Ｍｂｐｓ＋１０００Ｍｂｐｓ＝２０００Ｍｂｐｓである。

本実施形態に係るシステム１０によれば、制御装置３００は、複数のサービス飛行体１００のそれぞれによって形成される無線通信エリア１４２の優先度に基づいて、マスタ中継飛行体の通信容量を複数のサービス飛行体１００に配分するよう複数の中継飛行体２００を制御する。これにより、本実施形態に係るシステム１０は、複数のサービス飛行体１００のそれぞれによって形成される無線通信エリア１４２の優先度を考慮して、通信容量を複数のサービス飛行体１００に適切に配分できる。

図６は、制御装置３００による処理の他の一例を説明するための説明図である。ここでは、サービス飛行体１００が形成する無線通信エリア１４２内の天候が悪天候である場合における制御装置３００の処理について説明する。

制御装置３００は、天候関連情報管理サーバ５００から、ネットワーク２０を介して、サービス飛行体１００が形成する無線通信エリア１４２の天候に関する天候関連情報を受信する。制御装置３００は、受信した天候関連情報に基づいて、無線通信エリア１４２が悪天候であるか否かを決定する。ここでは、無線通信エリア１４２が悪天候であると制御装置３００が決定したものとして説明を続ける。

制御装置３００は、無線通信エリア１４２が悪天候であると決定したことに応じて、当該無線通信エリア１４２を形成しているサービス飛行体１００及び地上のゲートウェイ５０の両方と無線通信接続を確立できるよう中継飛行体２００の配置を決定する。その後、制御装置３００は、決定された配置に従って移動してサービス飛行体１００及び地上のゲートウェイ５０の両方と無線通信接続を確立するよう中継飛行体２００を制御する。中継飛行体２００は、制御装置３００による制御に従って、移動を開始してサービス飛行体１００及び地上のゲートウェイ５０の両方と無線通信接続を確立し、サービス飛行体１００と地上のゲートウェイ５０との間の通信を中継する。

サービス飛行体１００とゲートウェイ４０との間の無線通信には、雨等の影響を受けやすい周波数帯域の電波が用いられる。したがって、無線通信エリア１４２の天候が悪天候である場合、当該無線通信エリア１４２を形成しているサービス飛行体１００がゲートウェイ４０と正常に無線通信できない場合がある。

これに対して、本実施形態に係るシステム１０によれば、制御装置３００は、無線通信エリア１４２が悪天候であると決定した場合に、当該無線通信エリア１４２を形成しているサービス飛行体１００と地上のゲートウェイ５０との間の通信を中継するよう中継飛行体２００を制御する。これにより、サービス飛行体１００は、中継飛行体２００及び地上のゲートウェイ５０を介して、ネットワーク２０にアクセスできる。以上より、本実施形態に係るシステム１０は、無線通信エリア１４２が悪天候である場合でも、当該無線通信エリア１４２に無線通信サービスを提供できる。

図７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、格納部３０２、飛行体位置情報取得部３０４、配置決定部３０６、飛行体制御部３０８、優先度設定部３１０、天候関連情報受信部３１２、及び通信速度関連情報取得部３１４を有する。なお、制御装置３００がこれらの全ての構成を含むことは必須とは限らない。

格納部３０２は、各種情報を格納する。格納部３０２は、例えば、ゲートウェイ５０の設置位置を示す設置位置情報を格納する。

飛行体位置情報取得部３０４は、飛行体の位置情報を取得する。飛行体位置情報取得部３０４は、例えば、複数のサービス飛行体１００の位置を示すサービス飛行体位置情報を取得する。例えば、飛行体位置情報取得部３０４は、複数のサービス飛行体１００のそれぞれに搭載された通信装置１５０を介して、当該通信装置１５０を搭載したサービス飛行体１００の位置情報を受信することによって、サービス飛行体位置情報を取得する。飛行体位置情報取得部３０４は、取得したサービス飛行体位置情報を格納部３０２に格納する。

飛行体位置情報取得部３０４は、中継飛行体２００の位置を示す中継飛行体位置情報を取得してもよい。例えば、飛行体位置情報取得部３０４は、中継飛行体２００に搭載された中継装置２５０を介して、当該中継飛行体２００の位置情報を受信することによって、中継飛行体位置情報を取得する。飛行体位置情報取得部３０４は、取得した中継飛行体位置情報を格納部３０２に格納する。

配置決定部３０６は、中継飛行体２００の配置を決定する。配置決定部３０６は、例えば、予め定められた条件及び格納部３０２に格納されているサービス飛行体位置情報に基づいて、複数のサービス飛行体１００のうちの一のサービス飛行体１００の通信を中継する中継飛行体２００の配置を決定する。配置決定部３０６は、格納部３０２に格納されている設置位置情報にさらに基づいて、当該中継飛行体２００の配置を決定してもよい。配置決定部３０６は、格納部３０２に格納されている中継飛行体位置情報にさらに基づいて、当該中継飛行体２００の配置を決定してよい。

配置決定部３０６は、例えば、複数のサービス飛行体１００のうちの一のサービス飛行体１００及び地上のゲートウェイ５０の両方と無線通信接続を確立できるよう中継飛行体２００の配置を決定する。配置決定部３０６は、当該一のサービス飛行体１００及びゲートウェイ５０の両方と無線通信接続を確立できる範囲内において、中継飛行体２００とゲートウェイ５０との間の距離がより短くなるよう中継飛行体２００の配置を決定してもよい。

配置決定部３０６は、例えば、複数のサービス飛行体１００のうちの一のサービス飛行体１００と中継飛行体２００との間の距離が予め定められた距離閾値より短い場合、中継飛行体２００が当該一のサービス飛行体１００と無線通信接続を確立できると決定する。配置決定部３０６は、例えば、ゲートウェイ５０と中継飛行体２００との間の距離が予め定められた距離閾値より短い場合、中継飛行体２００がゲートウェイ５０と無線通信接続を確立できると決定する。

配置決定部３０６は、例えば、複数のサービス飛行体１００のうちの一のサービス飛行体１００及び他のサービス飛行体１００の両方と無線通信接続を確立できるよう中継飛行体２００の配置を決定する。配置決定部３０６は、当該一のサービス飛行体１００及び他の中継飛行体２００の両方と無線通信接続を確立できるよう中継飛行体２００の配置を決定してもよい。配置決定部３０６は、例えば、中継飛行体２００と他の中継飛行体２００との間の距離が予め定められた距離閾値より短い場合、中継飛行体２００が他の中継飛行体２００と無線通信接続を確立できると決定する。

飛行体制御部３０８は、飛行体を制御する。飛行体制御部３０８は、例えば、サービス飛行体１００を制御する。飛行体制御部３０８は、例えば、中継飛行体２００を制御する。

飛行体制御部３０８は、例えば、サービス飛行体１００を制御するサービス飛行体制御情報を生成し、生成したサービス飛行体制御情報をサービス飛行体１００に送信することによって、サービス飛行体１００を制御する。サービス飛行体制御情報は、例えば、サービス飛行体１００の飛行を制御するための制御情報を含む。サービス飛行体制御情報は、サービス飛行体１００に搭載された通信装置１５０を制御するための制御情報を含んでもよい。

飛行体制御部３０８は、例えば、無線通信エリア１４２を形成して、無線通信エリア１４２内のユーザ端末４００に無線通信サービスを提供するようサービス飛行体１００を制御する。サービス飛行体１００は、制御装置３００による制御に従って、無線通信エリア１４２を形成して、無線通信エリア１４２内のユーザ端末４００に無線通信サービスを提供する。

飛行体制御部３０８は、例えば、中継飛行体２００を制御する中継飛行体制御情報を生成し、生成した中継飛行体制御情報を中継飛行体２００に送信することによって、中継飛行体２００を制御する。中継飛行体制御情報は、例えば、中継飛行体２００の飛行を制御するための制御情報を含む。中継飛行体制御情報は、中継飛行体２００に搭載された中継装置２５０を制御するための制御情報を含んでもよい。

飛行体制御部３０８は、例えば、配置決定部３０６によって決定された配置に従って移動して複数のサービス飛行体１００のうちの一のサービス飛行体１００と無線通信接続を確立するよう中継飛行体２００を制御する。例えば、配置決定部３０６が当該一のサービス飛行体１００及び地上のゲートウェイ５０の両方と無線通信接続を確立できるよう中継飛行体２００の配置を決定した場合、飛行体制御部３０８は、当該一のサービス飛行体１００とゲートウェイ５０との間の通信を中継するよう中継飛行体２００をさらに制御する。

例えば、配置決定部３０６が複数のサービス飛行体１００のうちの一のサービス飛行体１００及び他のサービス飛行体１００の両方と無線通信接続を確立できるよう中継飛行体２００の配置を決定した場合、飛行体制御部３０８は、当該他のサービス飛行体１００と無線通信接続を確立し、当該一のサービス飛行体１００と当該他のサービス飛行体１００との間の通信を中継するよう中継飛行体２００をさらに制御する。例えば、配置決定部３０６が当該一のサービス飛行体１００及び他の中継飛行体２００の両方と無線通信接続を確立できるよう中継飛行体２００の配置を決定した場合、飛行体制御部３０８は、他の中継飛行体２００と無線通信接続を確立し、当該一のサービス飛行体１００と他の中継飛行体２００との間の通信を中継するよう中継飛行体２００をさらに制御する。

優先度設定部３１０は、複数のサービス飛行体１００のそれぞれによって形成される無線通信エリア１４２の優先度を設定する。優先度設定部３１０は、例えば、配置決定部３０６によって配置が決定された中継飛行体２００と無線通信接続されている複数のサービス飛行体１００のそれぞれによって形成される無線通信エリア１４２の優先度を設定する。優先度設定部３１０は、例えば、制御装置３００が備える不図示の入力デバイスが無線通信エリア１４２の優先度の入力を受け付けることによって、当該無線通信エリア１４２の優先度を設定する。

飛行体制御部３０８は、優先度設定部３１０が設定した優先度に基づいて、中継飛行体２００を制御してよい。飛行体制御部３０８は、例えば、予め定められた通信容量を複数のサービス飛行体１００に配分するよう中継飛行体２００を制御する。飛行体制御部３０８は、優先度設定部３１０が設定した優先度に基づいて、サービス飛行体１００を制御してよい。飛行体制御部３０８は、例えば、予め定められた通信容量を他のサービス飛行体１００に配分するようサービス飛行体１００を制御する。

予め定められた通信容量は、例えば、マスタ中継飛行体の通信容量である。予め定められた通信容量は、例えば、スレーブ中継飛行体の通信容量である。予め定められた通信容量は、例えば、サービス飛行体１００の通信容量であってもよい。

天候関連情報受信部３１２は、ネットワーク２０を介して、天候関連情報管理サーバ５００から天候関連情報を受信する。天候関連情報は、例えば、複数のサービス飛行体１００のそれぞれが形成する無線通信エリア１４２の降雨量を示す降雨量情報を含む。天候関連情報は、例えば、複数のサービス飛行体１００のそれぞれが形成する無線通信エリア１４２の予測降雨量を示す予測降雨量情報を含む。天候関連情報受信部３１２は、受信した天候関連情報を格納部３０２に格納する。

配置決定部３０６は、格納部３０２に格納されている天候関連情報にさらに基づいて、中継飛行体２００の配置を決定してよい。配置決定部３０６は、例えば、形成している無線通信エリア１４２が悪天候であるサービス飛行体１００の通信を中継する中継飛行体２００の配置を決定する。

配置決定部３０６は、例えば、複数のサービス飛行体１００のうち、形成している無線通信エリア１４２の降雨量が予め定められた降雨量閾値より多い一のサービス飛行体１００の通信を中継する中継飛行体２００の配置を決定する。配置決定部３０６は、複数のサービス飛行体１００のうち、形成している無線通信エリア１４２の予測降雨量が予め定められた予測降雨量閾値より多い一のサービス飛行体１００の通信を中継する中継飛行体２００の配置を決定してもよい。

通信速度関連情報取得部３１４は、複数のサービス飛行体１００の通信速度に関する通信速度関連情報を取得する。例えば、通信速度関連情報取得部３１４は、複数のサービス飛行体１００のそれぞれに搭載された通信装置１５０を介して、当該通信装置１５０を搭載したサービス飛行体１００の通信速度情報を受信することによって、通信速度関連情報を取得する。通信速度関連情報取得部３１４は、取得した通信速度関連情報を格納部３０２に格納する。

通信速度情報は、例えば、サービス飛行体１００とユーザ端末４００との間の通信速度を示す情報を含む。通信速度情報は、例えば、サービス飛行体１００と複数のユーザ端末４００のそれぞれとの間の通信速度の平均通信速度を示す情報を含む。通信速度情報は、サービス飛行体１００と地上のゲートウェイ４０との間の通信速度を示す情報を含んでもよい。

配置決定部３０６は、格納部３０２に格納されている通信速度関連情報にさらに基づいて、中継飛行体２００の配置を決定してよい。この場合、配置決定部３０６は、ＭＥＣサーバ６００を搭載した中継飛行体２００の配置を決定してよい。

配置決定部３０６は、例えば、複数のサービス飛行体１００のうち、ユーザ端末４００との通信速度が第１通信速度閾値より低い一のサービス飛行体１００の通信を中継する中継飛行体２００の配置を決定する。配置決定部３０６は、例えば、複数のサービス飛行体１００のうち、複数のユーザ端末４００のそれぞれとの間の通信速度の平均通信速度が平均通信速度閾値より低い一のサービス飛行体１００の通信を中継する中継飛行体２００の配置を決定する。配置決定部３０６は、複数のサービス飛行体１００のうち、地上のゲートウェイ４０との通信速度が第２通信速度閾値より低い一のサービス飛行体１００の通信を中継する中継飛行体２００の配置を決定してもよい。

図８は、サービス飛行体１００、中継飛行体２００、及び制御装置３００の処理の流れの一例を説明するための説明図である。図８では、格納部３０２がサービス飛行体位置情報を格納している状態を開始状態として説明する。

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において、配置決定部３０６は、複数のサービス飛行体１００のうちの一のサービス飛行体１００の通信を中継する中継飛行体２００の配置を決定する。Ｓ１０４において、飛行体制御部３０８は、中継飛行体２００が配置決定部３０６によって決定された配置に従って移動して当該一のサービス飛行体１００と無線通信接続を確立するために、中継飛行体制御情報を生成する。飛行体制御部３０８は、生成した中継飛行体制御情報を中継飛行体２００に送信する。

Ｓ１０６において、中継飛行体２００は、制御装置３００から中継飛行体制御情報を受信する。中継飛行体２００は、受信した中継飛行体制御情報に従って移動を開始する。中継飛行体２００は、移動が完了したことに応じて、当該一のサービス飛行体１００と無線通信接続を確立する。Ｓ１０８において、中継飛行体２００は、当該一のサービス飛行体１００の通信の中継を開始する。

図９は、制御装置３００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。

本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いる。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、ＤＶＤドライブ１２２６、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に接続されている。ＤＶＤドライブ１２２６は、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ及びＤＶＤ－ＲＡＭドライブ等であってよい。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１２４２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に接続されている。

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する。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する。

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する。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する。ＤＶＤドライブ１２２６は、プログラム又はデータをＤＶＤ－ＲＯＭ１２２７等から読み取り、記憶装置１２２４に提供する。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カードに書き込む。

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する。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－ＲＯＭ１２２７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る。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によって実行される。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。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、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－ＲＯＭ１２２７、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り、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む。

また、ＣＰＵ１２１２は、記憶装置１２２４、ＤＶＤドライブ１２２６（ＤＶＤ－ＲＯＭ１２２７）、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、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く、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックする。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、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のような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ１２００に提供する。

本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く、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く、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、製品を備えることになる。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（登録商標）、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。プロセッサの例としては、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を含む。

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、多様な変更又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。そのような変更又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、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及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、及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 ネットワーク、４０ ゲートウェイ、５０ ゲートウェイ、１００ サービス飛行体、１０１ サービス飛行体、１０２ サービス飛行体、１０３ サービス飛行体、１０４ サービス飛行体、１０５ サービス飛行体、１０６ サービス飛行体、１０７ サービス飛行体、１０８ サービス飛行体、１０９ サービス飛行体、１１０ サービス飛行体、１１１ サービス飛行体、１１２ サービス飛行体、１２１ 主翼部、１２２ 本体部、１２４ プロペラ、１３０ 太陽電池パネル、１３２ アンテナ、１３４ アンテナ、１３６ アンテナ、１４２ 無線通信エリア、１５０ 通信装置、２００ 中継飛行体、２０１ 中継飛行体、２０２ 中継飛行体、２０３ 中継飛行体、２０４ 中継飛行体、２２１ 主翼部、２２２ 本体部、２２４ プロペラ、２３０ 太陽電池パネル、２３４ アンテナ、２３６ アンテナ、２５０ 中継装置、３００ 制御装置、３０２ 格納部、３０４ 飛行体位置情報取得部、３０６ 配置決定部、３０８ 飛行体制御部、３１０ 優先度設定部、３１２ 天候関連情報受信部、３１４ 通信速度関連情報取得部、４００ ユーザ端末、４５０ ユーザ、５００ 天候関連情報管理サーバ、６００ ＭＥＣサーバ、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、１２２６ ＤＶＤドライブ、１２２７ ＤＶＤ－ＲＯＭ、１２３０ ＲＯＭ、１２４０ 入出力チップ、１２４２ キーボード

Claims (14)

1. 成層圏プラットフォームとして機能し、ビームを照射することによって無線通信エリアを形成して前記無線通信エリア内のユーザ端末に無線通信サービスを提供する通信装置を搭載する複数のサービス飛行体の位置を示すサービス飛行体位置情報を取得する飛行体位置情報取得部と、
   予め定められた条件及び前記サービス飛行体位置情報に基づいて、前記複数のサービス飛行体のうちの一のサービス飛行体の通信を中継する中継飛行体の配置を決定する配置決定部と、
   前記配置決定部によって決定された配置に従って移動して前記一のサービス飛行体と無線通信接続を確立するよう前記中継飛行体を制御する飛行体制御部と
   を備える、制御装置。
2. 前記配置決定部は、前記一のサービス飛行体及び地上のゲートウェイの両方と無線通信接続を確立できるよう前記中継飛行体の配置を決定し、
   前記飛行体制御部は、前記一のサービス飛行体と前記ゲートウェイとの間の通信を中継するよう前記中継飛行体をさらに制御する、
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記配置決定部は、前記一のサービス飛行体及び前記ゲートウェイの両方と無線通信接続を確立できる範囲内において、前記中継飛行体と前記ゲートウェイとの間の距離がより短くなるよう前記中継飛行体の配置を決定する、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記配置決定部は、前記一のサービス飛行体及び前記複数のサービス飛行体のうちの他のサービス飛行体の両方と無線通信接続を確立できるよう前記中継飛行体の配置を決定し、
   前記飛行体制御部は、前記他のサービス飛行体と無線通信接続を確立し、前記一のサービス飛行体と前記他のサービス飛行体との間の通信を中継するよう前記中継飛行体をさらに制御する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. 前記配置決定部は、前記一のサービス飛行体及び他の中継飛行体の両方と無線通信接続を確立できるよう前記中継飛行体の配置を決定し、
   前記飛行体制御部は、前記他の中継飛行体と無線通信接続を確立し、前記一のサービス飛行体と前記他の中継飛行体との間の通信を中継するよう前記中継飛行体をさらに制御する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の制御装置。
6. 前記中継飛行体と無線通信接続されている前記複数のサービス飛行体のそれぞれの前記無線通信エリアの優先度を設定する優先度設定部をさらに備え、
   前記飛行体制御部は、前記優先度設定部が設定した前記優先度に基づいて、予め定められた通信容量を前記複数のサービス飛行体に配分するよう前記中継飛行体をさらに制御する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 前記複数のサービス飛行体のそれぞれが形成する前記無線通信エリアの降雨量を示す降雨量情報を含む、前記複数のサービス飛行体のそれぞれが形成する前記無線通信エリアの天候に関する天候関連情報を受信する天候関連情報受信部をさらに備え、
   前記配置決定部は、前記天候関連情報に含まれる前記降雨量情報に基づいて、前記複数のサービス飛行体のうち、形成している前記無線通信エリアの前記降雨量が予め定められた降雨量閾値より多い前記一のサービス飛行体の通信を中継する前記中継飛行体の配置を決定する、請求項１から６のいずれか一項に記載の制御装置。
8. 前記複数のサービス飛行体のそれぞれが形成する前記無線通信エリアの予測降雨量を示す予測降雨量情報を含む、前記複数のサービス飛行体のそれぞれが形成する前記無線通信エリアの天候に関する天候関連情報を受信する天候関連情報受信部をさらに備え、
   前記配置決定部は、前記天候関連情報に含まれる前記予測降雨量情報に基づいて、前記複数のサービス飛行体のうち、形成している前記無線通信エリアの前記予測降雨量が予め定められた予測降雨量閾値より多い前記一のサービス飛行体の通信を中継する前記中継飛行体の配置を決定する、請求項１から６のいずれか一項に記載の制御装置。
9. 前記複数のサービス飛行体の通信速度に関する通信速度関連情報を取得する通信速度関連情報取得部をさらに備え、
   前記配置決定部は、前記通信速度関連情報に基づいて、前記複数のサービス飛行体のうち、前記ユーザ端末との通信速度が第１通信速度閾値より低い、又は、地上のゲートウェイとの通信速度が第２通信速度閾値より低い前記一のサービス飛行体の通信を中継する前記中継飛行体の配置を決定する、請求項１から８のいずれか一項に記載の制御装置。
10. 前記制御装置は、前記中継飛行体に搭載される、請求項１から９のいずれか一項に記載の制御装置。
11. コンピュータを、請求項１から１０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。
12. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の制御装置と、
    前記中継飛行体と
    を備える、システム。
13. 前記中継飛行体は、前記無線通信サービスを提供する機能を有さない、請求項１２に記載のシステム。
14. コンピュータによって実行される制御方法であって、
    成層圏プラットフォームとして機能し、ビームを照射することによって無線通信エリアを形成して前記無線通信エリア内のユーザ端末に無線通信サービスを提供する通信装置を搭載する複数のサービス飛行体の位置を示すサービス飛行体位置情報を取得する飛行体位置情報取得段階と、
    予め定められた条件及び前記サービス飛行体位置情報に基づいて、前記複数のサービス飛行体のうちの一のサービス飛行体の通信を中継する中継飛行体の配置を決定する配置決定段階と、
    前記配置決定段階によって決定された配置に従って移動して前記一のサービス飛行体と無線通信接続を確立するよう前記中継飛行体を制御する飛行体制御段階と
    を備える、制御方法。

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