JP2022156927A - 情報処理装置、情報処理方法及び情報処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信ネットワークの通信性能を向上させる。
【解決手段】本願に係る情報処理装置は、所定の飛行パターンにより飛行する飛行体であって、複数の無線通信アンテナをそれぞれ有する複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークの通信経路を制御する情報処理装置であって、飛行体に関する飛行情報を取得する取得部と、複数の無線通信アンテナのうち少なくとも１つの無線通信アンテナの所定の動作に関する動作情報を検出する検出部と、メッシュネットワークにおける通信経路を決定する決定部と、を備え、決定部は、飛行情報と動作情報とに基づいて、複数の無線通信アンテナのうち、動作情報に基づく所定の動作が検出された無線通信アンテナ以外の無線通信アンテナを用いて通信する通信経路を決定する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、情報処理装置、情報処理方法及び情報処理システムに関する。

従来、無線通信ネットワークの通信経路を決定するための様々な技術が知られている。例えば、ダイクストラ法を用いて、メッシュネットワークのノードを相互接続するための無線通信ルートを決定する技術が知られている。

国際公開第２０１８／１８０５３４号 特表２０２０－５３６４０９号公報 特開２０１６－８２５２２号公報

無線通信ネットワークの通信性能を向上させる技術が求められている。

実施形態に係る情報処理装置は、所定の飛行パターンにより飛行する飛行体であって、複数の無線通信アンテナをそれぞれ有する複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークの通信経路を制御する情報処理装置であって、前記飛行体に関する飛行情報を取得する取得部と、前記複数の無線通信アンテナのうち少なくとも１つの無線通信アンテナの所定の動作に関する動作情報を検出する検出部と、前記メッシュネットワークにおける通信経路を決定する決定部と、を備え、前記決定部は、前記飛行情報と前記動作情報とに基づいて、前記複数の無線通信アンテナのうち、前記動作情報に基づく所定の動作が検出された無線通信アンテナ以外の無線通信アンテナを用いて通信する通信経路を決定する。

図１は、実施形態に係る高周波帯メッシュ型無線ネットワークの一例を示す図である。 図２は、実施形態に係る単独の飛行体の飛行パターンの一例を示す図である。 図３は、実施形態に係る飛行体が備えるアンテナの構成について説明するための図である。 図４は、実施形態に係る飛行体が備えるアンテナのビームフォーミングの範囲について説明するための図である。 図５は、実施形態に係る飛行体の回転に伴うアンテナの回転、および他の飛行体と無線通信するリモート無線装置と他の飛行体の組み合わせの変更について説明するための図である。 図６は、実施形態に係る情報処理システムの構成例を示す図である。 図７は、実施形態に係る飛行体装置の構成例を示す図である。 図８は、実施形態に係る情報処理装置の構成例を示す図である。 図９は、既存技術に係る通信経路の決定処理を説明するための図である。 図１０は、実施形態に係る迂回通信経路の決定処理を説明するための図である。 図１１は、実施形態に係る情報処理システムによる情報処理手順を示すシーケンス図である。 図１２は、情報処理装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。

以下に、本願に係る情報処理装置、情報処理方法及び情報処理システムを実施するための形態（以下、「実施形態」と呼ぶ）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本願に係る情報処理装置、情報処理方法及び情報処理システムが限定されるものではない。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

（実施形態）
〔１．はじめに〕
図１は、実施形態に係る高周波帯メッシュ型無線ネットワークの一例を示す図である。高周波帯とは、具体的には、サブシックス（Ｓｕｂ６）と呼ばれる６ＧＨｚ未満の帯域（例えば、３．６ＧＨｚ～４．６ＧＨｚ）やミリ波（２７ＧＨｚ～３０ＧＨｚ）などのいわゆる第５世代通信方式（５Ｇ）で用いられる電波の周波数帯域のことを指す。本願明細書では、高周波帯メッシュ型無線ネットワークのことを単に「メッシュネットワーク」と記載する場合がある。

図１に示すメッシュネットワークＭＮは、地上のコアネットワークと上空の無線通信基地局を接続する地上ＧＷ（gateway）と、上空の無線通信基地局に相当する飛行体装置５０－１～５０－４と、地上に位置する利用者の端末装置（図１ではバスや船）によって形成される。図１に示すメッシュネットワークＭＮは、長距離無線通信を行う。なお、以下の説明において、飛行体装置５０－１～５０－４を互いに区別する必要の無い場合には、符号のうちハイフンから後ろを省略することにより、これらを飛行体装置５０と総称する。また、以下では、飛行体装置５０のことを単に「飛行体」と記載する場合がある。

図１に示す例では、地上ＧＷと飛行体装置５０－１が相互に無線通信する通信経路をフィーダーリンクと呼ぶ。また、飛行体装置５０－１～５０－４が相互に無線通信する通信経路をメッシュリンクと呼ぶ。また、飛行体装置５０－１～５０－４それぞれと地上に位置する利用者の端末装置とが相互に無線通信する通信経路をサービスリンクと呼ぶ。

図２は、実施形態に係る単独の飛行体の飛行パターンの一例を示す図である。図２は、単独の飛行体の飛行パターンを飛行体の上空から見た上面図である。飛行体は、メッシュネットワークＭＮを形成するために決められた特定の位置の周辺で滞空するために、特定の位置の周りを旋回する。図２に示す飛行体は、地面に対してほぼ平行に飛行する。メッシュネットワークＭＮを形成する飛行体装置５０それぞれは、特定の飛行パターンに従って、特定の位置の周りを旋回しながら飛行する。例えば、飛行体装置５０は、成層圏の気象条件（例えば、風向きなど）に応じて、図２の左側に示すＯ字パターンや図２の右側に示す８字パターンで示される飛行パターンに従って、特定の位置の周りを旋回しながら飛行する。

Ｏ字パターンは、飛行体がＯの字を描くように円形の軌道上を回転しながら（つまり、特定の位置の周りを旋回しながら）飛行する飛行パターンである。Ｏ字パターンの場合、特定の位置は、図２の左側に示す円形の軌道の中心の位置であってよい。

８字パターンは、飛行体が切替え点で接する２つの円形の軌道上をそれぞれ回転しながら８の字を描くように飛行する飛行パターンである。８字パターンの場合、特定の位置は、図２の右側に示す２つの円形で示される飛行体の軌道それぞれの中心の位置のうち少なくとも一方の位置であってよい。

図３は、実施形態に係る飛行体が備えるアンテナの構成について説明するための図である。図３は、飛行体が備えるアンテナＡＮ４の斜視図である。図３に示すアンテナＡＮ４は、四角形の板状をした７つのミリ波無線通信モジュールＭ１～Ｍ７によって構成される。具体的には、図３に示すアンテナＡＮ４は、６つのミリ波無線通信モジュールＭ１～Ｍ６が、ミリ波無線通信モジュールＭ７を中心とする円の円周上に等間隔に配置されて構成される。

ここで、ミリ波無線通信モジュールとは、無線プロトコル処理（ベースバンド）機能とアンテナを含むＲＦ（高周波）回路機能を一体化したコンパクトな装置組込み型モジュールである。ミリ波無線通信モジュールは、ベースバンドユニット（ＢＢＵ：Base Band Unit）およびリモート無線装置（ＲＲＵ：Remote Radio Unit）またはリモート無線ヘッド（ＲＲＨ：Remote Radio Head）を備える。本実施形態に係るミリ波無線通信モジュールＭ１～Ｍ７それぞれは、ベースバンドユニットＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃７（図示略）およびリモート無線装置ＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃７（図示略）を備えてよい。例えば、ＢＢＵとＲＲＵ（またはＲＲＨ）は、標準仕様であるＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）に準拠した光インターフェース（図示略）で接続される。

図３に示す６つのミリ波無線通信モジュールＭ１～Ｍ６それぞれが備える６つのリモート無線装置ＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃６それぞれは、上空の無線通信基地局である飛行体同士（メッシュリンク）の無線通信に用いられる。例えば、ＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃６は、他の飛行体装置５０から受信したＲＦ（Radio Frequency）信号をデジタルベースバンド信号に変換してＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃６に送信してよい。また、ＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃６は、ＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃６から受信したデジタルベースバンド信号を復調し、ネットワーク装置２０（図７参照）へＩＰパケットを送信してよい。また、ＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃６は、ネットワーク装置２０から受信したＩＰパケットをデジタルベースバンド信号に変換してＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃６に送信してよい。また、ＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃６は、ＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃６からの各プロトコル処理されたデジタルベースバンド信号をＲＦ信号に変換し、電力増幅して隣接する他の飛行体装置５０に送信してよい。

一方、ミリ波無線通信モジュールＭ７が備えるリモート無線装置ＲＲＵ＃７は、主にフィーダーリンクやサービスリンクといった地上との無線通信に用いられる。例えば、ＲＲＵ＃７は、地上ＧＷまたは利用者の端末装置から受信したＲＦ信号をデジタルベースバンド信号に変換してＢＢＵ＃７に送信してよい。また、ＢＢＵ＃７は、ＲＲＵ＃７から受信したデジタルベースバンド信号を復調し、ネットワーク装置２０へＩＰパケットを送信してよい。また、ＢＢＵ＃７は、ネットワーク装置２０から受信したＩＰパケットをデジタルベースバンド信号に変換してＲＲＵ＃７に送信してよい。また、ＲＲＵ＃７は、ＢＢＵ＃７からの各プロトコル処理されたデジタルベースバンド信号をＲＦ信号に変換し、電力増幅して地上ＧＷまたは利用者の端末装置に送信してよい。

図２で説明したように、飛行体は特定の位置の周りを旋回（回転）する。そのため、図３の矢印で示すように、飛行体の機体に設置されたアンテナＡＮ４は、飛行体の回転に伴って飛行体の機体とともに回転する。また、飛行体の回転に応じて、ＢＢＵとＲＲＵの接続関係が変わる。なお、飛行体の回転に伴うＢＢＵとＲＲＵの接続関係の変更については、後述する図９および図１０を用いて詳しく説明する。

図４は、実施形態に係る飛行体が備えるアンテナのビームフォーミングの範囲について説明するための図である。図４は、飛行体が備えるアンテナＡＮ４の上面図である。図４では、アンテナＡＮ４を構成するミリ波無線通信モジュールＭ１～Ｍ６が備えるリモート無線装置ＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃６それぞれのビームフォーミングの範囲について説明する。ここで、ビームフォーミングとは、無線通信に用いられる電波をアンテナから特定の方向に送受信する技術である。すなわち、リモート無線装置ＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃６は、指向性を有する指向性アンテナとして機能する。このように、飛行体は、複数の指向性アンテナを備える。

例えば、ミリ波無線通信モジュールＭ１のリモート無線装置ＲＲＵ＃１（図示略）が無線通信に用いられる電波を送受信できる水平方向のカバレッジ範囲（以下、ビームフォーミングの範囲ともいう）は、図４に示す中心角６０°の扇形Ｃ１－Ｃ２の領域に含まれる。また、ＲＲＵ＃１と同様に、ミリ波無線通信モジュールＭ２～Ｍ６それぞれのリモート無線装置ＲＲＵ＃２～ＲＲＵ＃６（図示略）それぞれのビームフォーミングの範囲それぞれは、図４に示す中心角６０°の扇形Ｃ２－Ｃ３～Ｃ６－Ｃ１の領域それぞれに含まれる。

すなわち、図４に示す円の円周上の各点Ｃ１～Ｃ６は、無線通信に用いられるリモート無線装置が隣のリモート無線装置に切り替わるアンテナスイッチングが起こる位置を示している。例えば、点Ｃ１では、無線通信に用いられるリモート無線装置が、ミリ波無線通信モジュールＭ６のリモート無線装置ＲＲＵ＃６（図示略）から、ミリ波無線通信モジュールＭ６の隣に位置するミリ波無線通信モジュールＭ１のリモート無線装置ＲＲＵ＃１（図示略）に切り替わる。また、点Ｃ１と同様に、点Ｃ２～点Ｃ６それぞれでは、無線通信に用いられるリモート無線装置が、ミリ波無線通信モジュールＭ１～Ｍ５それぞれのリモート無線装置ＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃５（図示略）それぞれから、ミリ波無線通信モジュールＭ１～Ｍ５それぞれの隣に位置するミリ波無線通信モジュールＭ２～Ｍ６それぞれのリモート無線装置ＲＲＵ＃２～ＲＲＵ＃６（図示略）それぞれに切り替わる。

図５は、実施形態に係る飛行体の回転に伴うアンテナの回転、および他の飛行体と無線通信するリモート無線装置と他の飛行体の組み合わせの変更について説明するための図である。図５に示すメッシュネットワークＭＮは、３つの飛行体装置５０－１～５０－３が、飛行体装置５０－４を中心とする円の円周上に等間隔に配置されて形成される。また、図５では、簡単のため、３つの飛行体装置５０－１～５０－３の回転については考えず、飛行体装置５０－４の回転のみに注目する。また、飛行体装置５０－４が回転する間、飛行体装置５０－４の中心位置に対する３つの飛行体装置５０－１～５０－３それぞれの相対位置は変わらないとする。また、図５では、簡単のため、飛行体装置５０－４が備えるアンテナＡＮ４に含まれるミリ波無線通信モジュールおよびリモート無線装置の数が３つである場合について考える。アンテナＡＮ４は、３つのミリ波無線通信モジュールＭ１～Ｍ３（リモート無線装置ＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃３）を備える。

図５の一番左の図は、飛行体装置５０－４の前端部が飛行体装置５０－１の方を向いた状態を示す。この状態における飛行体装置５０－４のアンテナＡＮ４の向きを下方に示す。図５の一番左の図では、飛行体装置５０－１と飛行体装置５０－４の無線通信にはミリ波無線通信モジュールＭ１のリモート無線装置ＲＲＵ＃１が用いられる。また、飛行体装置５０－２と飛行体装置５０－４の無線通信にはミリ波無線通信モジュールＭ２のリモート無線装置ＲＲＵ＃２が用いられる。また、飛行体装置５０－３と飛行体装置５０－４の無線通信にはミリ波無線通信モジュールＭ３のリモート無線装置ＲＲＵ＃３が用いられる。

図５の左から二番目の図は、飛行体装置５０－４が図５の一番左の図の状態から反時計回りに１２０度回転して、飛行体装置５０－４の前端部が飛行体装置５０－２の方を向いた状態を示す。この状態における飛行体装置５０－４のアンテナＡＮ４の向きを下方に示す。図５の左から二番目の図では、飛行体装置５０－１と飛行体装置５０－４の無線通信にはミリ波無線通信モジュールＭ３のリモート無線装置ＲＲＵ＃３が用いられる。また、飛行体装置５０－２と飛行体装置５０－４の無線通信にはミリ波無線通信モジュールＭ１のリモート無線装置ＲＲＵ＃１が用いられる。また、飛行体装置５０－３と飛行体装置５０－４の無線通信にはミリ波無線通信モジュールＭ２のリモート無線装置ＲＲＵ＃２が用いられる。

図５の左から三番目の図は、飛行体装置５０－４が図５の二番目の図の状態から反時計回りに１２０度回転して、飛行体装置５０－４の前端部が飛行体装置５０－３の方を向いた状態を示す。この状態における飛行体装置５０－４のアンテナＡＮ４の向きを下方に示す。図５の左から三番目の図では、飛行体装置５０－１と飛行体装置５０－４の無線通信にはミリ波無線通信モジュールＭ２のリモート無線装置ＲＲＵ＃２が用いられる。また、飛行体装置５０－２と飛行体装置５０－４の無線通信にはミリ波無線通信モジュールＭ３のリモート無線装置ＲＲＵ＃３が用いられる。また、飛行体装置５０－３と飛行体装置５０－４の無線通信にはミリ波無線通信モジュールＭ１のリモート無線装置ＲＲＵ＃１が用いられる。

図５の左から四番目の図は、飛行体装置５０－４が図５の三番目の図の状態から反時計回りに１２０度回転して、飛行体装置５０－４の向きが図５の一番左の図と同じ向きに戻った状態を示す。

上述したように、実施形態に係る飛行体は、特定の位置の周りを旋回する。また、実施形態に係る飛行体は、複数の指向性アンテナ（リモート無線装置）を備える。そして、実施形態に係る飛行体の回転に伴い機体に設置されたアンテナＡＮ４も回転するため、他の飛行体と無線通信する指向性アンテナと他の飛行体の組み合わせが変わる。そのため、実施形態に係る複数の指向性アンテナのうち、少なくとも１つの指向性アンテナが故障した場合（図３および図４に示す例では、ミリ波無線通信モジュールＭ４のリモート無線装置ＲＲＵ＃４が故障した場合）、故障した指向性アンテナと組み合わされた他の飛行体と飛行体は無線通信することができず、通信経路が遮断されてしまう。また、このような通信遮断は、飛行体が回転する度に、故障した指向性アンテナと組み合わされる他の飛行体との間で生じてしまう。

これに対し、本願に係る情報処理装置（実施形態では飛行体装置５０）は、特定の位置の周りを旋回する飛行体に関する飛行情報を取得する。また、情報処理装置（実施形態では飛行体装置５０）は、飛行体が備える複数の指向性アンテナのうち少なくとも１つの指向性アンテナの所定の動作（例えば、無線通信ができなくなるようなアンテナの動作）に関する動作情報を検出する。また、情報処理装置（実施形態では情報処理装置１００）は、飛行体装置５０によって取得された飛行情報と動作情報とに基づいて、動作情報に基づく所定の動作が検出された指向性アンテナ以外の指向性アンテナを用いて通信する通信経路であって、複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける通信経路（迂回通信経路ともいう）を決定する。

これにより、本願に係る情報処理装置は、無線通信ネットワークの通信経路上のアンテナの故障およびその影響時間を予測して、事前に迂回通信経路を決定し、アンテナの故障による影響時間に故障したアンテナ以外のアンテナを用いて通信する迂回通信経路に通信経路を切り替えることで、アンテナの故障による通信の遮断を回避することができる。したがって、本願に係る情報処理装置は、無線通信ネットワーク（例えば、高周波帯メッシュ型無線ネットワーク）の通信性能を向上させることができる。

〔２．情報処理システムの構成例〕
次に、図６を用いて、実施形態に係る情報処理システムの構成例について説明する。図６は、実施形態に係る情報処理システムの構成例を示す図である。情報処理システム１は、メッシュネットワークを形成する複数の飛行体装置５０と、情報処理装置１００と、を備える。飛行体装置５０と情報処理装置１００とは所定のネットワークＮを介して、有線または無線により通信可能に接続される。なお、図６に示す情報処理システム１には、任意の数の飛行体装置５０と任意の数の情報処理装置１００とが含まれてもよい。また、以下では、飛行体装置５０のことを単に「飛行体」と記載する場合がある。

飛行体装置５０は、図１に示すようなメッシュネットワークを形成する通信基地局を搭載し、高高度（例えば、成層圏）を飛び続ける無人飛行機である。具体的には、例えば、飛行体装置５０は、高高度基盤ステーション（ＨＡＰＳ：High Altitude Platform Station）やドローンなどの無人飛行機であってよい。飛行体装置５０は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式の無線通信に対応した携帯電話基地局であるｅＮＢ（evolved Node B）や第５世代通信方式（５Ｇ）における無線基地局であるｇＮＢ（next Generation Node B）を搭載してよい。また、飛行体装置５０は、メッシュネットワークの通信データを転送処理するネットワーク処理装置を搭載してよい。なお、本実施形態では、飛行体装置５０が高高度基盤ステーション（以下、ＨＡＰＳと記載する場合がある）である場合について説明する。

情報処理装置１００は、飛行体装置５０の飛行情報（位置および速度）に基づいて、通信経路のネットワークトポロジーを作成し、通信経路を算出する情報処理装置である。情報処理装置１００は、通信経路を算出すると、算出した通信経路に基づいて飛行する飛行命令を飛行体装置５０に送信する。具体的には、情報処理装置１００は、飛行情報と指向性アンテナの所定の動作に関する動作情報とに基づいて、所定の動作が検出された指向性アンテナ以外の指向性アンテナを用いて通信する迂回通信経路であって、複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける迂回通信経路を決定する。なお、情報処理装置１００は、ＳＤＮ（Software Defined Networking）コントローラの役割を果たす。

〔３．飛行体装置の構成例〕
次に、図７を用いて、実施形態に係る飛行体装置５０の構成について説明する。図７は、実施形態に係る飛行体装置５０の構成例を示す図である。図７に示すように、飛行体装置５０は、ネットワーク装置２０と、複数のアンテナ装置３０－Ｎ（Ｎ＝１～７）と、複数の無線通信装置４０－Ｎ（Ｎ＝１～７）と、を有する。飛行体装置５０の各部は、バス５１によって接続される。なお、以下の説明において、アンテナ装置３０－Ｎ（Ｎ＝１～７）を互いに区別する必要の無い場合には、符号のうちハイフンから後ろを省略することにより、これらをアンテナ装置３０と総称する。また、無線通信装置４０－Ｎ（Ｎ＝１～７）を互いに区別する必要の無い場合には、符号のうちハイフンから後ろを省略することにより、これらを無線通信装置４０と総称する。

ネットワーク装置２０は、情報を送受信する。例えば、ネットワーク装置２０は、メッシュネットワークＭＮを介して、メッシュネットワークを形成する他のノードへの情報を送信し、他のノードからの情報を受信する。例えば、ネットワーク装置２０は、他のノードからＩＰパケットを受信することができる。具体的には、例えば、アンテナ装置３０は、メッシュネットワークＭＮを介して、他のノードから受信したＲＦ信号をデジタルベースバンド信号に変換して無線通信装置４０に送信する。無線通信装置４０は、アンテナ装置３０から受信したデジタルベースバンド信号を復調して、ＩＰパケットをネットワーク装置２０に送信する。ネットワーク装置２０は、無線通信装置４０からＩＰパケットを受信する。このように、ネットワーク装置２０は、他のノードからの情報（に基づくＩＰパケット）を受信する。また、例えば、ネットワーク装置２０は、他のノードへＩＰパケットを送信することができる。具体的には、例えば、無線通信装置４０は、ネットワーク装置２０から受信したＩＰパケットをデジタルベースバンド信号に変換してアンテナ装置３０に送信する。アンテナ装置３０は、無線通信装置４０から受信したデジタルベースバンド信号をＲＦ信号に変換して、メッシュネットワークＭＮを介して、他のノードへ送信する。このように、ネットワーク装置２０は、他のノードへの情報（に基づくＩＰパケット）を送信する。なお、他のノードは、例えば、コアネットワークノードおよび他の飛行体装置５０を含んでよい。また、以下に述べるように、ネットワーク装置２０は、所定のネットワークＮを介して、メッシュネットワークにおける通信経路に関する情報を情報処理装置１００と送受信してよい。図７に例示するように、ネットワーク装置２０は、通信部２１と、記憶部２２と、制御部２３とを有する。

（通信部２１）
通信部２１は、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等によって実現される。また、通信部２１は、ネットワークＮ（図６参照）と有線又は無線で接続される。

（記憶部２２）
記憶部２２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。図７に示すように、記憶部２２は、通信経路管理表記憶部２２１を有する。

（通信経路管理表記憶部２２１）
通信経路管理表記憶部２２１は、メッシュネットワークにおける通信経路に関する情報を記憶する。例えば、通信経路管理表記憶部２２１は、メッシュネットワークを形成する飛行体装置５０それぞれの各時刻における位置を示す飛行体位置座標および速度を示す飛行体速度に関する情報を記憶する。また、通信経路管理表記憶部２２１は、飛行体装置５０それぞれの各時刻における飛行方向を示す情報を記憶する。また、通信経路管理表記憶部２２１は、飛行体装置５０が各時刻に通信する他の飛行体装置５０や地上ＧＷ、地上コアネットワーク装置に関する情報を記憶する。

（制御部２３）
制御部２３は、コントローラ（Controller）であり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等によって、ネットワーク装置２０の内部の記憶装置に記憶されている各種プログラム（情報処理プログラムの一例に相当）がＲＡＭ等の記憶領域を作業領域として実行されることにより実現される。図７に示す例では、制御部２３は、取得部２３１と、検出部２３２と、送信部２３３と、通信経路制御部２３４とを有する。

（取得部２３１）
取得部２３１は、飛行体に関する飛行情報を取得する。具体的には、取得部２３１は、飛行情報の一例として、飛行体の飛行パターン、各時刻における飛行体の位置を示す飛行体位置座標および各時刻における飛行体の速度を示す飛行体速度を取得してよい。例えば、取得部２３１は、通信経路管理表記憶部２２１を参照して、飛行体の飛行パターン、各時刻における飛行体位置座標および飛行体速度を取得してよい。

（検出部２３２）
検出部２３２は、飛行体装置５０が備える複数の指向性アンテナのうち少なくとも１つの指向性アンテナの所定の動作に関する動作情報を検出する。例えば、検出部２３２は、動作情報の一例として、指向性アンテナの故障を示す動作に関する動作情報を検出してよい。ここで、指向性アンテナの故障を示す動作とは、例えば、電波の送受信動作ができないことや、通常の指向性アンテナと比べて電波の送受信動作に異常があることであってよい。例えば、検出部２３２は、動作情報の一例として、動作情報に基づく所定の動作が検出された指向性アンテナを識別するアンテナ識別情報を検出する。例えば、検出部２３２は、動作情報の一例として、故障が検出された指向性アンテナを識別するアンテナ識別情報を検出する。

また、検出部２３２は、動作情報の一例として、所定の動作が検出された指向性アンテナによるメッシュネットワークにおける通信への影響時間を算出する。例えば、検出部２３２は、動作情報の一例として、故障が検出された指向性アンテナによるメッシュネットワークにおける通信への故障影響時間を算出する。ここで、故障影響時間とは、指向性アンテナの故障がメッシュネットワークの通信に影響を及ぼす時間のことを指す。例えば、故障影響時間は、故障が検出された指向性アンテナがメッシュネットワークの通信に影響を及ぼし始める時刻から故障が検出された指向性アンテナの影響が消失するまでの時刻のことを指してよい。例えば、検出部２３２は、取得部２３１が取得した飛行体の飛行パターン、飛行体位置座標および飛行体速度に基づいて、故障影響時間を算出する。

また、検出部２３２は、動作情報の一例として、故障が検出された指向性アンテナによる影響を受ける故障影響装置（ＢＢＵ）を算出する。ここで、故障影響装置とは、他の通信相手ノード（例えば、隣接する他の飛行体装置のネットワーク装置２０）と通信するために通常使用している指向性アンテナの故障を受けて、故障が検出された指向性アンテナの代わりに、故障が検出されていない他の指向性アンテナを用いて、他の通信相手ノードと通信することとなる無線通信装置４０（例えば、ＢＢＵ）のことを指す。

例えば、図９は、飛行体装置５０－４（ノードＮ４）に搭載されたすべての指向性アンテナＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃３が正常に動作している（どの指向性アンテナの故障も検出されていない）場合を示す。図９において、メッシュネットワークＭＮの中央に位置する飛行体装置５０－４（ノードＮ４）が回転する間、ノードＮ４の通信相手となる通信相手ノードＮ１～Ｎ３それぞれと接続するノードＮ４の無線通信装置４０は、ＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃３それぞれに固定される。

一方、飛行体装置５０－４（ノードＮ４）の向きに応じて、ノードＮ４が通信相手ノードＮ１～Ｎ３それぞれと通信するために使用されるノードＮ４のアンテナ装置３０は、飛行体装置５０－４（ノードＮ４）の回転周期に応じて時間帯ごとに変化する。例えば、図９に示す例では、ノードＮ４を正三角形の中心として、３つのノードＮ１～Ｎ３が正三角形の頂点に配置されている。そのため、飛行体装置５０－４（ノードＮ４）の３６０度の回転を１周期とすると、０度～１２０度の時間帯（時刻ｔ１～ｔ２）、１２０度～２４０度の時間帯（時刻ｔ２～ｔ３）、２４０度～３６０度の時間帯（時刻ｔ３～）の３つの時間帯ごとに変化する。

例えば、図９では、時刻ｔ１～ｔ２の時間帯は、ノードＮ４が通信相手ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３それぞれと通信するためのアンテナ装置３０として、ＲＲＵ＃１、ＲＲＵ＃２、ＲＲＵ＃３それぞれが用いられる。また、ＲＲＵ＃１、ＲＲＵ＃２、ＲＲＵ＃３それぞれと、無線通信装置４０であるＢＢＵ＃１、ＢＢＵ＃２、ＢＢＵ＃３それぞれがデジタルベースバンド信号を送受信する。

次に、時刻ｔ２～ｔ３の時間帯は、ノードＮ４が通信相手ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３それぞれと通信するためのアンテナ装置３０として、ＲＲＵ＃３、ＲＲＵ＃１、ＲＲＵ＃２それぞれが用いられる。また、ＲＲＵ＃３、ＲＲＵ＃１、ＲＲＵ＃２それぞれと、無線通信装置４０であるＢＢＵ＃１、ＢＢＵ＃２、ＢＢＵ＃３それぞれがデジタルベースバンド信号を送受信する。

次に、時刻ｔ３以降の時間帯は、ノードＮ４が通信相手ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３それぞれと通信するためのアンテナ装置３０として、ＲＲＵ＃２、ＲＲＵ＃３、ＲＲＵ＃１それぞれが用いられる。また、ＲＲＵ＃２、ＲＲＵ＃３、ＲＲＵ＃１それぞれと、無線通信装置４０であるＢＢＵ＃１、ＢＢＵ＃２、ＢＢＵ＃３それぞれがデジタルベースバンド信号を送受信する。

一方、図１０は、飛行体装置５０－４（ノードＮ４）に搭載された指向性アンテナＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃３のうち、指向性アンテナＲＲＵ＃１の故障が検出された場合を示す。図１０において、指向性アンテナＲＲＵ＃１の故障が検出された場合、指向性アンテナＲＲＵ＃１の故障の影響を受ける故障影響装置（ＢＢＵ）は時間帯ごとに変化する。

例えば、図１０では、検出部２３２は、時刻ｔ１～ｔ２の時間帯において、故障が検出された指向性アンテナＲＲＵ＃１による影響を受ける故障影響装置としてＢＢＵ＃１を検出する。例えば、ノードＮ４が通信相手ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３それぞれと通信するためのアンテナ装置３０として、（図９に示すＲＲＵ＃１の代わりに）ＲＲＵ＃２、ＲＲＵ＃２、ＲＲＵ＃３それぞれが用いられる。また、ＲＲＵ＃２、ＲＲＵ＃２、ＲＲＵ＃３それぞれと、無線通信装置４０であるＢＢＵ＃１、ＢＢＵ＃２、ＢＢＵ＃３それぞれがデジタルベースバンド信号を送受信する。

次に、検出部２３２は、時刻ｔ２～ｔ３の時間帯において、故障が検出された指向性アンテナＲＲＵ＃１による影響を受ける故障影響装置としてＢＢＵ＃２を検出する。例えば、ノードＮ４が通信相手ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３それぞれと通信するためのアンテナ装置３０として、ＲＲＵ＃３、（図９に示すＲＲＵ＃１の代わりに）ＲＲＵ＃２、ＲＲＵ＃２それぞれが用いられる。また、ＲＲＵ＃３、ＲＲＵ＃２、ＲＲＵ＃２それぞれと、無線通信装置４０であるＢＢＵ＃１、ＢＢＵ＃２、ＢＢＵ＃３それぞれがデジタルベースバンド信号を送受信する。

次に、検出部２３２は、時刻ｔ３以降の時間帯において、故障が検出された指向性アンテナＲＲＵ＃１による影響を受ける故障影響装置としてＢＢＵ＃３を検出する。例えば、ノードＮ４が通信相手ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３それぞれと通信するためのアンテナ装置３０として、ＲＲＵ＃２、ＲＲＵ＃３、（図９に示すＲＲＵ＃１の代わりに）ＲＲＵ＃２それぞれが用いられる。また、ＲＲＵ＃２、ＲＲＵ＃３、ＲＲＵ＃２それぞれと、無線通信装置４０であるＢＢＵ＃１、ＢＢＵ＃２、ＢＢＵ＃３それぞれがデジタルベースバンド信号を送受信する。

（送信部２３３）
送信部２３３は、検出部２３２が動作情報を検出すると、検出部２３２が検出した動作情報と取得部２３１が取得した飛行情報を情報処理装置１００に送信する。例えば、送信部２３３は、動作情報の一例として、故障が検出された指向性アンテナを識別するアンテナ識別情報および故障が検出された指向性アンテナによる故障影響時間に関する情報を情報処理装置１００に送信する。また、送信部２３３は、飛行情報の一例として、飛行体の飛行パターン、各時刻における飛行体位置座標および飛行体速度に関する飛行情報を情報処理装置１００に送信する。なお、情報処理装置１００が飛行情報を保持している場合には、送信部２３３は、動作情報のみを情報処理装置１００に送信してよい。

（通信経路制御部２３４）
通信経路制御部２３４は、経路切替え命令を情報処理装置１００から受信する。通信経路制御部２３４は、経路切替え命令を受信すると、受信した経路切替え命令を通信経路管理表記憶部２２１に記憶された通信経路管理表に反映する。

また、通信経路制御部２３４は、経路切替え命令を反映した通信経路表に基づいて、指定された時間に通信経路を迂回通信経路に切り替える。例えば、通信経路制御部２３４は、指定された時間の開始時刻になると、通常の通信経路から迂回通信経路に切り替える。また、通信経路制御部２３４は、指定された時間の終了時刻になると、迂回通信経路を元の通常の通信経路に切り替える。

アンテナ装置３０は、電波（ＲＦ信号ともいう）を送受信する。具体的には、アンテナ装置３０は、無線通信装置４０により出力されるデジタル信号を電波として空間に放射する。例えば、アンテナ装置３０は、無線通信装置４０から受信したデジタルベースバンド信号をＲＦ信号に変換して、メッシュネットワークＭＮを介して、他のノードへ送信する。また、アンテナ装置３０は、空間の電波をデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を無線通信装置４０へ出力する。例えば、アンテナ装置３０は、メッシュネットワークＭＮを介して、他のノードから受信したＲＦ信号をデジタルベースバンド信号に変換して無線通信装置４０に送信する。なお、本実施形態のアンテナ装置３０は、複数の指向性アンテナ素子を有し、ビームを形成し得る。また、アンテナ装置３０は、リモート無線装置（ＲＲＵ）またはリモート無線ヘッド（ＲＲＨ）を備えてよい。例えば、図７に示すアンテナ装置３０－１～３０－７それぞれは、図３で説明したＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃７それぞれを備えてよい。また、実施形態に係るミリ波無線通信モジュールＭ１～Ｍ７それぞれは、ＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃７それぞれを備えてよい。例えば、ＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃７それぞれは、無線通信装置４０－１～４０－７それぞれが備えるＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃７それぞれからの各プロトコル処理されたデジタルベースバンド信号をＲＦ信号に変換し、電力増幅して利用者の端末装置、地上ＧＷ、または隣接する他の飛行体装置５０に送信してよい。また、ＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃７それぞれは、利用者の端末装置、地上ＧＷ、または隣接する他の飛行体装置５０から受信したＲＦ信号をデジタルベースバンド信号に変換してＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃７それぞれに送信してよい。

無線通信装置４０は、デジタル信号を送受信する。例えば、無線通信装置４０は、アンテナ装置３０から受信したデジタルベースバンド信号を復調して、ＩＰパケットをネットワーク装置２０に送信する。また、無線通信装置４０は、ネットワーク装置２０から受信したＩＰパケットをデジタルベースバンド信号に変換してアンテナ装置３０に送信する。例えば、無線通信装置４０は、ベースバンドユニット（ＢＢＵ）を備えてよい。例えば、図７に示す無線通信装置４０－１～４０－７それぞれは、図３で説明したＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃７それぞれを備えてよい。また、実施形態に係るミリ波無線通信モジュールＭ１～Ｍ７それぞれは、ＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃７それぞれを備えてよい。例えば、ＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃７それぞれは、アンテナ装置３０－１～３０－７それぞれが備えるＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃７それぞれから受信したデジタルベースバンド信号を復調して、ＩＰパケットをネットワーク装置２０に送信してよい。また、ＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃７それぞれは、ネットワーク装置２０から受信したＩＰパケットをデジタルベースバンド信号に変換してＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃７それぞれに送信してよい。

〔４．情報処理装置の構成例〕
次に、図８を用いて、実施形態に係る情報処理装置１００の構成について説明する。図８は、実施形態に係る情報処理装置１００の構成例を示す図である。図８に示すように、情報処理装置１００は、通信部１１０と、記憶部１２０と、制御部１３０とを有する。

（通信部１１０）
通信部１１０は、例えば、ＮＩＣ等によって実現される。また、通信部１１０は、ネットワークＮ（図示略）と有線又は無線で接続される。

（記憶部１２０）
記憶部１２０は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。図８に示すように、記憶部１２０は、ネットワークトポロジー管理表記憶部１２１を有する。

（ネットワークトポロジー管理表記憶部１２１）
ネットワークトポロジー管理表記憶部１２１は、メッシュネットワークを形成する複数の飛行体装置５０同士の接続関係（通信経路）のトポロジーに関する情報を記憶する。

（制御部１３０）
制御部１３０は、コントローラであり、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等によって、情報処理装置１００の内部の記憶装置に記憶されている各種プログラム（情報処理プログラムの一例に相当）がＲＡＭ等の記憶領域を作業領域として実行されることにより実現される。図８に示す例では、制御部１３０は、受信部１３１と、決定部１３２と、送信部１３３とを有する。

（受信部１３１）
受信部１３１は、動作情報と飛行情報を飛行体装置５０から受信する。具体的には、受信部１３１は、飛行情報の一例として、飛行体位置座標および飛行体速度に関する情報を受信してよい。また、受信部１３１は、動作情報の一例として、故障が検出された指向性アンテナを識別するアンテナ識別情報および故障が検出された指向性アンテナによる故障影響時間に関する情報を受信してよい。

（決定部１３２）
ここから、図９を用いて、既存技術に係る通信経路の決定処理について説明する。図９は、既存技術に係る通信経路の決定処理を説明するための図である。図９では、図９に左側に示すメッシュネットワークＭＮにおける４つのノードＮ１～Ｎ４の間の通信経路の決定処理について説明する。

図９に左側に示すメッシュネットワークＭＮは、図５で説明したメッシュネットワークＭＮと同じものである。つまり、メッシュネットワークＭＮは、３つの飛行体装置５０－１～５０－３が、飛行体装置５０－４を中心とする円の円周上に等間隔に配置されて形成される。図９では、図５に示す４つの飛行体装置５０－１～５０－４それぞれをメッシュネットワークＭＮにおけるノードＮ１～Ｎ４とみなす点が図５と異なる。

また、図９では、図５と同様に、３つの飛行体装置５０－１～５０－３の回転については考えず、飛行体装置５０－４の回転のみに注目する。また、飛行体装置５０－４が回転する間、飛行体装置５０－４の中心位置に対する３つの飛行体装置５０－１～５０－３それぞれの相対位置は変わらないとする。また、図９では、図５と同様に、飛行体装置５０－４が備えるアンテナＡＮ４に含まれるミリ波無線通信モジュールの数が３つである場合について考える。アンテナＡＮ４は、３つのミリ波無線通信モジュールＭ１～Ｍ３を備える。また、ミリ波無線通信モジュールＭ１～Ｍ３それぞれは、ベースバンドユニットＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃３（図示略）およびリモート無線装置ＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃３（図示略）を備える。

ここで、ＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃３それぞれは、飛行体装置５０－１（ノードＮ１）～飛行体装置５０－３（ノードＮ３）それぞれと無線通信するために用いられる。具体的には、ＢＢＵ＃１は、飛行体装置５０－１（ノードＮ１）と無線通信するために用いられる。また、ＢＢＵ＃２は、飛行体装置５０－２（ノードＮ２）と無線通信するために用いられる。また、ＢＢＵ＃３は、飛行体装置５０－３（ノードＮ３）と無線通信するために用いられる。ＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃３とノードＮ１～ノードＮ３との接続関係は時間的に変化しない。

一方、ＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃３はそれぞれ指向性を有する指向性アンテナなので、飛行体装置５０－４の回転に応じて、ＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃３とノードＮ１～ノードＮ３との接続関係は時間的に変化する。そのため、図９の右側に示すように、飛行体装置５０－４の回転に応じて、ＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃３とＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃３の接続関係が時間ごとに変化する。

例えば、図９の右側の時刻ｔ１～ｔ２の時間は、飛行体装置５０－４の向きが図５の一番左の図の状態に対応する。このとき、決定部１３２は、ノードＮ１とノードＮ４の無線通信には、ＢＢＵ＃１とＲＲＵ＃１を接続する通信経路を決定する。また、決定部１３２は、ノードＮ２とノードＮ４の無線通信には、ＢＢＵ＃２とＲＲＵ＃２を接続する通信経路を決定する。また、決定部１３２は、ノードＮ３とノードＮ４の無線通信には、ＢＢＵ＃３とＲＲＵ＃３を接続する通信経路を決定する。

続いて、図９の右側の時刻ｔ２～ｔ３の時間は、飛行体装置５０－４の向きが図５の左から三番目の図の状態に対応する。このとき、決定部１３２は、ノードＮ１とノードＮ４の無線通信には、ＢＢＵ＃１とＲＲＵ＃３を接続する通信経路を決定する。また、決定部１３２は、ノードＮ２とノードＮ４の無線通信には、ＢＢＵ＃２とＲＲＵ＃１を接続する通信経路を決定する。また、決定部１３２は、ノードＮ３とノードＮ４の無線通信には、ＢＢＵ＃３とＲＲＵ＃２を接続する通信経路を決定する。

続いて、図９の右側の時刻ｔ３以降の時間は、飛行体装置５０－４の向きが図５の左から二番目の図の状態に対応する。決定部１３２は、ノードＮ１とノードＮ４の無線通信には、ＢＢＵ＃１とＲＲＵ＃２を接続する通信経路を決定する。また、決定部１３２は、ノードＮ２とノードＮ４の無線通信には、ＢＢＵ＃２とＲＲＵ＃３を接続する通信経路を決定する。また、決定部１３２は、ノードＮ３とノードＮ４の無線通信には、ＢＢＵ＃３とＲＲＵ＃１を接続する通信経路を決定する。

上述したように、決定部１３２は、飛行体の旋回に応じて、飛行体が備える複数のベースバンドユニット（図９に示す例では、ＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃３）それぞれと接続される指向性アンテナ（図９に示す例では、ＲＲＵ＃１～ＲＲＵ＃３）を決定することで、メッシュネットワークＭＮにおける通信経路を決定する。

次に、図１０を用いて、実施形態に係る迂回通信経路の決定処理について説明する。図１０は、実施形態に係る迂回通信経路の決定処理を説明するための図である。図１０の左側に示すメッシュネットワークＭＮは、図９に左側に示すメッシュネットワークＭＮと同じものである。図１０では、飛行体装置５０－４（ノードＮ４）のアンテナＡＮ４が備える３つのミリ波無線通信モジュールＭ１～Ｍ３のうち、ミリ波無線通信モジュールＭ１のＲＲＵ＃１が故障しており、ＲＲＵ＃１を無線通信に用いることができない状態である点が図９と異なる。

例えば、図１０の右側の時刻ｔ１～ｔ２の時間は、飛行体装置５０－４の向きが図５の一番左の図の状態に対応する。このとき、決定部１３２は、ノードＮ１とノードＮ４の無線通信には、故障したＲＲＵ＃１の代わりに、ＢＢＵ＃１とＲＲＵ＃２を接続する迂回通信経路を決定する。また、決定部１３２は、ノードＮ２とノードＮ４の無線通信には、ＢＢＵ＃２とＲＲＵ＃２を接続する通信経路を決定する。また、決定部１３２は、ノードＮ３とノードＮ４の無線通信には、ＢＢＵ＃３とＲＲＵ＃３を接続する通信経路を決定する。

続いて、図１０の右側の時刻ｔ２～ｔ３の時間は、飛行体装置５０－４の向きが図５の左から三番目の図の状態に対応する。このとき、決定部１３２は、ノードＮ１とノードＮ４の無線通信には、ＢＢＵ＃１とＲＲＵ＃３を接続する通信経路を決定する。また、決定部１３２は、ノードＮ２とノードＮ４の無線通信には、故障したＲＲＵ＃１の代わりに、ＢＢＵ＃２とＲＲＵ＃２を接続する迂回通信経路を決定する。また、決定部１３２は、ノードＮ３とノードＮ４の無線通信には、ＢＢＵ＃３とＲＲＵ＃２を接続する通信経路を決定する。

続いて、図１０の右側の時刻ｔ３以降の時間は、飛行体装置５０－４の向きが図５の左から二番目の図の状態に対応する。決定部１３２は、ノードＮ１とノードＮ４の無線通信には、ＢＢＵ＃１とＲＲＵ＃２を接続する通信経路を決定する。また、決定部１３２は、ノードＮ２とノードＮ４の無線通信には、ＢＢＵ＃２とＲＲＵ＃３を接続する通信経路を決定する。また、決定部１３２は、ノードＮ３とノードＮ４の無線通信には、故障したＲＲＵ＃１の代わりに、ＢＢＵ＃３とＲＲＵ＃２を接続する迂回通信経路を決定する。

上述したように、決定部１３２は、受信部１３１が受信した飛行情報と動作情報とに基づいて、動作情報に基づく所定の動作が検出された指向性アンテナ以外の指向性アンテナを用いて通信する迂回通信経路であって、複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける迂回通信経路を決定してよい。例えば、決定部１３２は、受信部１３１が受信した故障が検出された指向性アンテナを識別するアンテナ識別情報（図１０に示す例では、ＲＲＵ＃１を識別する識別情報）および故障が検出された指向性アンテナによる故障影響時間に関する情報（図１０に示す例では、時刻ｔ１～ｔ２、ｔ２～ｔ３、およびｔ３～）に基づいて、迂回通信経路を決定してよい。

また、決定部１３２は、飛行体の旋回に応じて、飛行体が備える複数のベースバンドユニット（図１０に示す例では、ＢＢＵ＃１～ＢＢＵ＃３）それぞれと接続される指向性アンテナであって、所定の動作（図１０に示す例では、故障を示す動作）が検出された指向性アンテナ（図１０に示す例では、ＲＲＵ＃１）以外の指向性アンテナ（図１０に示す例では、ＲＲＵ＃２～ＲＲＵ＃３）を決定することで、迂回通信経路を決定する。

また、決定部１３２は、既存のダイクストラ法を用いて、飛行体装置５０間の最適な通信経路を算出してよい。具体的には、決定部１３２は、飛行体の間を結ぶ無線通信経路の重みに基づいて、迂回通信経路を決定してよい。例えば、決定部１３２は、重みの総和が最小となる無線通信経路の組み合わせに基づいて、迂回通信経路を決定してよい。また、重みは、無線通信経路の通信にかかる通信コストに基づいて決定されてよい。例えば、重みは、通信コストとして、無線通信経路における無線電波受信品質、通信帯域、伝送遅延、無線フレームロス率のうち少なくとも１つに基づいて決定されてよい。

（送信部１３３）
送信部１３３は、決定部１３２が迂回通信経路を決定すると、決定部１３２が決定した迂回通信経路に基づいて通信経路を切り替える経路切替え命令を飛行体装置５０に送信する。

〔５．情報処理システムによる情報処理手順〕
次に、図１１を用いて、実施形態に係る情報処理システムによる情報処理手順について説明する。図１１は、実施形態に係る情報処理システムによる情報処理手順を例示するシーケンス図である。まず、飛行体装置５０のネットワーク装置２０の取得部２３１が、飛行体に関する飛行情報を取得する（ステップＳ１）。続いて、飛行体装置５０のネットワーク装置２０の検出部２３２は、飛行体装置５０が備える複数の指向性アンテナのうち少なくとも１つの指向性アンテナの所定の動作に関する動作情報を検出する（ステップＳ２）。例えば、検出部２３２は、動作情報として、故障が検出された指向性アンテナを識別するアンテナ識別情報および故障が検出された指向性アンテナによる故障影響時間に関する情報を検出する。続いて、飛行体装置５０のネットワーク装置２０の送信部２３３は、検出部２３２が動作情報を検出すると、検出部２３２が検出した動作情報と取得部２３１が取得した飛行情報を情報処理装置１００に送信する（ステップＳ３）。

情報処理装置１００の受信部１３１は、動作情報と飛行情報を飛行体装置５０から受信する。情報処理装置１００の決定部１３２は、受信部１３１が動作情報と飛行情報を受信すると、受信部１３１が受信した動作情報と飛行情報とに基づいて、メッシュネットワークの迂回通信経路を決定する（ステップＳ４）。情報処理装置１００の送信部１３３は、決定部１３２が迂回通信経路を決定すると、決定部１３２が決定した迂回通信経路に基づいて通信経路を切り替える経路切替え命令を飛行体装置５０に送信する（ステップＳ５）。

飛行体装置５０のネットワーク装置２０の通信経路制御部２３４は、経路切替え命令を情報処理装置１００から受信する（ステップＳ６）。飛行体装置５０のネットワーク装置２０の通信経路制御部２３４は、経路切替え命令を受信すると、受信した経路切替え命令を通信経路管理表に反映する。また、飛行体装置５０のネットワーク装置２０の通信経路制御部２３４は、経路切替え命令を反映した通信経路表に基づいて、指定された時間に通信経路を迂回通信経路に切り替える（ステップＳ７）。

〔６．効果〕
上述したように、本発明の一実施形態に係る情報処理装置（実施形態では飛行体装置５０と情報処理装置１００）は、取得部（実施形態では取得部２３１）と、検出部（実施形態では検出部２３２）と、決定部（実施形態では決定部１３２）を備える。情報処理装置は、所定の飛行パターンにより飛行する飛行体であって、複数の無線通信アンテナをそれぞれ有する複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークの通信経路を制御する。取得部は、飛行体に関する飛行情報を取得する。検出部は、複数の無線通信アンテナのうち少なくとも１つの無線通信アンテナの所定の動作に関する動作情報を検出する。決定部は、メッシュネットワークにおける通信経路を決定する。具体的には、決定部は、飛行情報と動作情報とに基づいて、複数の無線通信アンテナのうち、動作情報に基づく所定の動作が検出された無線通信アンテナ以外の無線通信アンテナを用いて通信する通信経路を決定する。例えば、決定部１３２は、飛行体の飛行パターンに応じて、飛行体が備える複数のベースバンドユニットそれぞれと接続される無線通信アンテナであって、所定の動作が検出された無線通信アンテナ以外の無線通信アンテナを決定することで、通信経路を決定する。

これにより、本願に係る情報処理装置は、無線通信ネットワークの通信経路上のアンテナの故障およびその影響時間を予測して、事前に迂回通信経路を決定し、アンテナの故障による影響時間に故障したアンテナ以外のアンテナを用いて通信する迂回通信経路に通信経路を切り替えることで、アンテナの故障による通信の遮断を回避することができる。したがって、本願に係る情報処理装置は、無線通信ネットワーク（例えば、高周波帯メッシュ型無線ネットワーク）の通信性能を向上させることができる。

また、飛行体は、特定の位置の周りを旋回する所定の飛行パターンにより飛行する。また、無線通信アンテナは、指向性を有する指向性アンテナである。

これにより、本願に係る情報処理装置は、飛行体の旋回に応じて回転する通信経路上の指向性アンテナの故障およびその影響時間を予測して、事前に迂回通信経路を決定し、指向性アンテナの故障による影響時間に故障した指向性アンテナ以外の指向性アンテナを用いて通信する迂回通信経路に通信経路を切り替えることで、指向性アンテナの故障による通信の遮断を回避することができる。

また、決定部は、飛行体の間を結ぶ無線通信経路の重みに基づいて、迂回通信経路を決定する。例えば、決定部は、重みの総和が最小となる無線通信経路の組み合わせに基づいて、迂回通信経路を決定する。例えば、決定部は、無線通信経路の通信にかかる通信コストに基づいて決定される重みに基づいて、迂回通信経路を決定する。例えば、決定部は、通信コストとして、無線通信経路における無線電波受信品質、通信帯域、伝送遅延、無線フレームロス率のうち少なくとも１つに基づいて決定される重みに基づいて、迂回通信経路を決定する。

これにより、本発明の一実施形態によれば、迂回通信経路を決定する場合であっても、通信コストの増大を抑えることができる。

〔７．ハードウェア構成〕
また、上述してきた実施形態に係る情報処理装置１００やネットワーク装置２０は、例えば図１２に示すような構成のコンピュータ１０００によって実現される。図１２は、情報処理装置１００またはネットワーク装置２０の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。コンピュータ１０００は、ＣＰＵ１１００、ＲＡＭ１２００、ＲＯＭ１３００、ＨＤＤ１４００、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１５００、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１６００、及びメディアインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１７００を備える。

ＣＰＵ１１００は、ＲＯＭ１３００またはＨＤＤ１４００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。ＲＯＭ１３００は、コンピュータ１０００の起動時にＣＰＵ１１００によって実行されるブートプログラムや、コンピュータ１０００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。

ＨＤＤ１４００は、ＣＰＵ１１００によって実行されるプログラム、及び、かかるプログラムによって使用されるデータ等を格納する。通信インターフェイス１５００は、所定の通信網を介して他の機器からデータを受信してＣＰＵ１１００へ送り、ＣＰＵ１１００が生成したデータを所定の通信網を介して他の機器へ送信する。

ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェイス１６００を介して、ディスプレイやプリンタ等の出力装置、及び、キーボードやマウス等の入力装置を制御する。ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェイス１６００を介して、入力装置からデータを取得する。また、ＣＰＵ１１００は、生成したデータを入出力インターフェイス１６００を介して出力装置へ出力する。

メディアインターフェイス１７００は、記録媒体１８００に格納されたプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ１２００を介してＣＰＵ１１００に提供する。ＣＰＵ１１００は、かかるプログラムを、メディアインターフェイス１７００を介して記録媒体１８００からＲＡＭ１２００上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。記録媒体１８００は、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＰＤ（Phase change rewritable Disk）等の光学記録媒体、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。

例えば、コンピュータ１０００が実施形態に係る情報処理装置１００またはネットワーク装置２０として機能する場合、コンピュータ１０００のＣＰＵ１１００は、ＲＡＭ１２００上にロードされたプログラムを実行することにより、制御部１３０または制御部２３の機能を実現する。コンピュータ１０００のＣＰＵ１１００は、これらのプログラムを記録媒体１８００から読み取って実行するが、他の例として、他の装置から所定の通信網を介してこれらのプログラムを取得してもよい。

以上、本願の実施形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

〔８．その他〕
また、上記実施形態及び変形例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。

例えば、上述した実施形態では、情報処理システム１が情報処理装置１００を中心とした中央処理型（集中型ともいう）のコンピューティングシステムである例について説明したが、情報処理システムの構成はこれに限られない。例えば、情報処理システム１は、複数台の飛行体装置５０で構成される分散型コンピューティングシステムであってよい。この場合、情報処理システム１は、複数台の飛行体装置５０がネットワークを介して互いに接続される。また、この場合、情報処理システム１では、それぞれの飛行体装置５０に図８で説明した情報処理装置１００の機能が実装される。

また、上述した情報処理装置１００は、複数のサーバコンピュータで実現してもよく、また、機能によっては外部のプラットホーム等をＡＰＩ（Application Programming Interface）やネットワークコンピューティング等で呼び出して実現するなど、構成は柔軟に変更できる。

また、上述してきた実施形態及び変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。

また、上述してきた「部（section、module、unit）」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、決定部は、決定手段や決定回路に読み替えることができる。

１ 情報処理システム
５０ 飛行体装置
２０ ネットワーク装置
２１ 通信部
２２ 記憶部
２２１ 通信経路管理表記憶部
２３ 制御部
２３１ 取得部
２３２ 検出部
２３３ 送信部
２３４ 通信経路制御部
３０ アンテナ装置
４０ 無線通信装置
１００ 情報処理装置
１１０ 通信部
１２０ 記憶部
１２１ ネットワークトポロジー管理表記憶部
１３０ 制御部
１３１ 受信部
１３２ 決定部
１３３ 送信部

Claims (10)

1. 所定の飛行パターンにより飛行する飛行体であって、複数の無線通信アンテナをそれぞれ有する複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークの通信経路を制御する情報処理装置であって、
   前記飛行体に関する飛行情報を取得する取得部と、
   前記複数の無線通信アンテナのうち少なくとも１つの無線通信アンテナの所定の動作に関する動作情報を検出する検出部と、
   前記メッシュネットワークにおける通信経路を決定する決定部と、
   を備え、
   前記決定部は、前記飛行情報と前記動作情報とに基づいて、前記複数の無線通信アンテナのうち、前記動作情報に基づく所定の動作が検出された無線通信アンテナ以外の無線通信アンテナを用いて通信する通信経路を決定する、
   情報処理装置。
2. 前記決定部は、
   前記飛行体の飛行パターンに応じて、前記飛行体が備える複数のベースバンドユニットそれぞれと接続される無線通信アンテナであって、前記所定の動作が検出された無線通信アンテナ以外の無線通信アンテナを決定することで、前記通信経路を決定する、
   請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記飛行体は、特定の位置の周りを旋回する前記所定の飛行パターンにより飛行する、
   請求項１または２に記載の情報処理装置。
4. 前記無線通信アンテナは、指向性を有する指向性アンテナである、
   請求項１～３のいずれか１つに記載の情報処理装置。
5. 前記決定部は、
   前記飛行体の間を結ぶ無線通信経路の重みに基づいて、前記通信経路を決定する、
   請求項１～４のいずれか１つに記載の情報処理装置。
6. 前記決定部は、
   前記重みの総和が最小となる前記無線通信経路の組み合わせに基づいて、前記通信経路を決定する、
   請求項５に記載の情報処理装置。
7. 前記決定部は、
   前記無線通信経路の通信にかかる通信コストに基づいて決定される前記重みに基づいて、前記通信経路を決定する、
   請求項５または６に記載の情報処理装置。
8. 前記決定部は、
   前記通信コストとして、前記無線通信経路における無線電波受信品質、通信帯域、伝送遅延、無線フレームロス率のうち少なくとも１つに基づいて決定される前記重みに基づいて、前記通信経路を決定する、
   請求項７に記載の情報処理装置。
9. 所定の飛行パターンにより飛行する飛行体であって、複数の無線通信アンテナをそれぞれ有する複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークの通信経路を制御するコンピュータが実行する情報処理方法であって、
   前記飛行体に関する飛行情報を取得する取得工程と、
   前記複数の無線通信アンテナのうち少なくとも１つの無線通信アンテナの所定の動作に関する動作情報を検出する検出工程と、
   前記メッシュネットワークにおける通信経路を決定する決定工程と、
   を含み、
   前記決定工程は、前記飛行情報と前記動作情報とに基づいて、前記複数の無線通信アンテナのうち、前記動作情報に基づく所定の動作が検出された無線通信アンテナ以外の無線通信アンテナを用いて通信する通信経路を決定する、
   情報処理方法。
10. 所定の飛行パターンにより飛行する飛行体であって、複数の無線通信アンテナをそれぞれ有する複数の飛行体と、前記複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークの通信経路を制御する情報処理装置と、
    を備える情報処理システムであって、
    前記飛行体は、
    前記飛行体に関する飛行情報を取得する取得部と、
    前記複数の無線通信アンテナのうち少なくとも１つの無線通信アンテナの所定の動作に関する動作情報を検出する検出部と、
    を備え、
    前記情報処理装置は、
    前記メッシュネットワークにおける通信経路を決定する決定部、
    を備え、
    前記決定部は、前記飛行情報と前記動作情報とに基づいて、前記複数の無線通信アンテナのうち、前記動作情報に基づく所定の動作が検出された無線通信アンテナ以外の無線通信アンテナを用いて通信する通信経路を決定する、
    情報処理システム。

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