JP6935891B2 - Wireless relay system - Google Patents
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Description
本発明は、通信技術に関し、特にデータを転送する無線中継システムに関する。 The present invention relates to communication technology, and more particularly to a wireless relay system for transferring data.
無線通信システムでは、基地局装置と端末装置が通信する。大規模災害等により基地局装置と端末装置との通信ができない、または通信ができにくい状態になる場合がある。そのような場合において、技術者が現地に赴くことなく、基地局装置と端末装置との通信を可能にするために、基地局装置と通信可能かつ端末装置と通信可能な範囲内に移動体が移動し、基地局装置と端末装置との間の通信を移動体が中継する(例えば、特許文献1参照。)。 In a wireless communication system, a base station device and a terminal device communicate with each other. Communication between the base station device and the terminal device may not be possible or communication may be difficult due to a large-scale disaster or the like. In such a case, in order to enable communication between the base station device and the terminal device without the engineer going to the site, the moving body is within the range that can communicate with the base station device and the terminal device. It moves and the mobile body relays the communication between the base station device and the terminal device (see, for example, Patent Document 1).
ドローンなどの無人の移動体に通信機能と撮像機能が搭載される場合、無線通信を介して、移動体に移動を指示しながら、移動した位置において撮像された映像を受信できる。これによって、例えば、災害発生時に災害発生現場に移動体を飛行させると、人が災害発生現場に移動しなくても、災害発生現場の映像を確認することが可能になる。このような処理において、無線通信は、移動体に移動を指示するような制御に使用される制御信号と、撮像された映像が含まれるデータとを伝送する。移動体の移動範囲を広げるために制御信号には長い伝送距離が求められ、映像の品質を向上させるためにデータには高速の伝送レートが求められる。 When an unmanned mobile body such as a drone is equipped with a communication function and an imaging function, it is possible to receive an image captured at the moved position while instructing the moving body to move via wireless communication. As a result, for example, when a moving body is flown to a disaster occurrence site at the time of a disaster, it is possible to check an image of the disaster occurrence site without a person moving to the disaster occurrence site. In such a process, the wireless communication transmits a control signal used for control such as instructing the moving body to move and data including the captured image. A long transmission distance is required for the control signal in order to widen the moving range of the moving body, and a high transmission rate is required for the data in order to improve the quality of the image.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、長い伝送距離と高速の伝送レートを両立させる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a technique for achieving both a long transmission distance and a high-speed transmission rate.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線中継システムは、第1無線通信ネットワークと第2無線通信ネットワークで通信可能である制御装置と、第1無線通信ネットワークと第2無線通信ネットワークで通信可能であるとともに、移動可能であるデータ送信元用移動体と、第1無線通信ネットワークと第2無線通信ネットワークで通信可能であるとともに、移動可能であるデータ中継用移動体とを備える。データ送信元用移動体は、第1無線通信ネットワークにより制御装置から受信した第1制御信号に応じて移動した位置において、第2無線通信ネットワークによりデータ中継用移動体にデータを送信し、データ中継用移動体は、第1無線通信ネットワークにより制御装置から受信した第2制御信号に応じて移動した位置において、第2無線通信ネットワークによりデータ送信元用移動体からのデータを受信するとともに、第2無線通信ネットワークにより制御装置にデータを送信し、制御装置は、第2無線通信ネットワークによりデータ中継用移動体からのデータを受信する。 In order to solve the above problems, the wireless relay system according to an embodiment of the present invention includes a control device capable of communicating between the first wireless communication network and the second wireless communication network, and a first wireless communication network and a second wireless communication network. It is provided with a data transmission mobile body that is communicable and mobile, and a data relay mobile body that is communicable and movable between the first wireless communication network and the second wireless communication network. The data transmission source mobile body transmits data to the data relay mobile body by the second wireless communication network at a position moved according to the first control signal received from the control device by the first wireless communication network, and data relays. The mobile body receives data from the data transmission source mobile body by the second wireless communication network at a position moved according to the second control signal received from the control device by the first wireless communication network, and also receives the data from the second wireless communication network. Data is transmitted to the control device by the wireless communication network, and the control device receives the data from the data relay mobile body by the second wireless communication network.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above components and the conversion of the expression of the present invention between methods, devices, systems, recording media, computer programs and the like are also effective as aspects of the present invention.
本発明によれば、長い伝送距離と高速の伝送レートを両立できる。 According to the present invention, both a long transmission distance and a high-speed transmission rate can be achieved at the same time.
(実施例1)
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。実施例1は、ドローンのような無人の移動体との間で無線通信を実行する無線中継システムに関する。移動体は、前述のごとく、通信機能と撮像機能とを備え、無線通信を介して受信した制御信号に含まれた指示にしたがって移動するとともに、移動した位置において撮像した映像が含まれたデータを送信する。このような移動体の作業範囲は制御信号の伝送距離に制限されるので、制御信号には長い伝送距離が求められる。一方、映像の品質はデータの帯域に制限されるので、データには高速の伝送レートが求められる。長い伝送距離を有し、かつ高速の伝送レートを有する無線通信システムの1つがLTE(Long Term Evolution)である。しかしながら、一般的に伝送距離が長くなると伝送レートが遅くなるので、長い伝送距離と高速の伝送レートの両立が困難になる場合もある。
(Example 1)
Before concretely explaining the present invention, an outline will be described. The first embodiment relates to a wireless relay system that performs wireless communication with an unmanned mobile body such as a drone. As described above, the moving body has a communication function and an imaging function, moves according to an instruction included in a control signal received via wireless communication, and acquires data including an image captured at the moved position. Send. Since the working range of such a moving body is limited to the transmission distance of the control signal, a long transmission distance is required for the control signal. On the other hand, since the quality of video is limited to the band of data, high-speed transmission rate is required for data. One of the wireless communication systems having a long transmission distance and a high transmission rate is LTE (Long Term Evolution). However, in general, as the transmission distance becomes longer, the transmission rate becomes slower, so that it may be difficult to achieve both a long transmission distance and a high-speed transmission rate at the same time.
本実施例では、これらを両立するために、制御信号の伝送にLTEのような移動通信システム(以下、「第1無線通信システム」あるいは「第1無線通信ネットワーク」という)を使用する。制御信号の伝送に要求される伝送レートは一般的に遅くてもよいので、伝送距離を長くするために第1無線通信ネットワークが使用される。一方、本実施例では、データの伝送に無線LAN(Local Area Network)(以下、「第2無線通信システム」あるいは「第2無線通信ネットワーク」という)を使用する。しかしながら、第2無線通信ネットワークの伝送距離は第1無線通信ネットワークの伝送距離も短い。そのため、データが伝送されなくなる。そこで、本実施例では、映像を撮像するための移動体(以下、「データ送信元用移動体」という)の他に、データ送信元用移動体からのデータを中継するための移動体(以下、「データ中継用移動体」という)も使用する。つまり、伝送距離が長い第1無線通信ネットワークによる制御信号の伝送と、伝送レートが高速であるが伝送距離の短い第2無線通信ネットワークによるデータの中継とが実行される。 In this embodiment, in order to achieve both of these, a mobile communication system such as LTE (hereinafter referred to as "first wireless communication system" or "first wireless communication network") is used for transmission of control signals. Since the transmission rate required for transmission of the control signal may generally be slow, a first wireless communication network is used to increase the transmission distance. On the other hand, in this embodiment, a wireless LAN (Local Area Network) (hereinafter referred to as "second wireless communication system" or "second wireless communication network") is used for data transmission. However, the transmission distance of the second wireless communication network is short as the transmission distance of the first wireless communication network. Therefore, the data is not transmitted. Therefore, in this embodiment, in addition to the mobile body for capturing an image (hereinafter, referred to as "data transmission source mobile body"), the mobile body for relaying data from the data transmission source mobile body (hereinafter, "data transmission source mobile body"). , "Mobile for data relay") is also used. That is, the transmission of the control signal by the first wireless communication network having a long transmission distance and the relay of data by the second wireless communication network having a high transmission rate but a short transmission distance are executed.
図1は、無線中継システム100の構成を示す。無線中継システム100は、制御装置10、第1ネットワーク12、第1基地局装置14、第2ネットワーク16、第2基地局装置18、データ送信元用移動体20、データ中継用移動体22を含む。無線中継システム100は、例えば、データ送信元用移動体20に対して、災害発生現場まで移動させ、災害発生現場において映像を撮像させ、撮像した映像を送信させる任務を実行する。
FIG. 1 shows the configuration of the
制御装置10は、クラウドのサーバに相当するコンピュータである。制御装置10は、1つのコンピュータにより構成されてもよく、複数のコンピュータの組合せにより構成されてもよい。制御装置10は、ユーザから任務の指示を受けつけ、データ送信元用移動体20に任務を実行させ、データ送信元用移動体20からの映像を受信する。これらの処理の詳細は後述する。
The
第1ネットワーク12は、制御装置10と第1基地局装置14とを接続する。第1基地局装置14は、例えば、LTEなどの第1無線通信ネットワークに含まれる。一方、第2ネットワーク16は、制御装置10と第2基地局装置18とを接続する。第2基地局装置18は、例えば、無線LANなどの第2無線通信ネットワークに含まれる。第2無線通信ネットワークは、第1無線通信ネットワークと比較して、短い伝送距離と高速の伝送レートを有する。このような構成によって、制御装置10は、第1無線通信ネットワークと第2無線通信ネットワークで通信可能である。ここでは、説明を明瞭にするために、第1基地局装置14に接続される第1ネットワーク12と、第2基地局装置18に接続される第2ネットワーク16とを別々に示したが、これらは共通化されてもよい。
The
データ送信元用移動体20とデータ中継用移動体22は、例えば、ドローンのような無人飛行装置であり、飛行のように移動可能である。データ送信元用移動体20とデータ中継用移動体22は、バッテリに蓄えられた電力によって駆動する。また、データ送信元用移動体20とデータ中継用移動体22は、第1無線通信ネットワークと第2無線通信ネットワークで通信可能である。データ送信元用移動体20とデータ中継用移動体22は、同一の構成を有するが、ここでは、役割の違いに応じた別の機能を説明する。
The data transmission source
以下では、このような構成をもとにして、データ送信元用移動体20に対して、災害発生現場まで移動させ、災害発生現場において映像を撮像させ、撮像した映像を送信させる任務のための処理を、(1)移動処理、(2)中継処理の順に説明する。
In the following, based on such a configuration, for the mission of moving the data transmission source
(1)移動処理
制御装置10の操作部30は、ユーザからの指示を受けつけ可能なインターフェイスである。操作部30は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等に相当する。操作部30は、ユーザから任務に関する指示(以下、「任務指示」という)を受けつける。任務指示は、例えば、災害発生現場の位置情報である。ここでは、任務の内容を、データ送信元用移動体20に対して、災害発生現場まで移動させ、災害発生現場において映像を撮像させ、撮像した映像を送信させることとするが、他の内容である場合、その内容が任務指示に含まれる。操作部30は、任務指示を処理部32に出力する。
(1) Movement processing The
処理部32は、操作部30からの任務指示を受けつける。処理部32は、任務指示に含まれた災害発生現場の位置情報を抽出し、災害発生現場の位置情報への移動の指示(以下、「第1移動指示」という)が含まれた第1制御信号を生成する。この第1制御信号の宛先は、データ送信元用移動体20である。処理部32は第1制御信号を第1通信部34に出力する。第1通信部34は、第1ネットワーク12、第1基地局装置14を介して、データ送信元用移動体20に第1制御信号を送信する。ここでは、第1基地局装置14と通信可能である通信エリア(以下、「第1通信エリア」という)に災害発生現場が含まれているとする。なお、第1基地局装置14が複数配置され、データ送信元用移動体20の現在位置から災害発生現場までの間に、複数の第1基地局装置14をまたぐハンドオーバがなされてもよい。
The
処理部32は、第2基地局装置18の位置情報を記憶しており、第2基地局装置18と災害発生現場との間の距離を計算する。処理部32は、第2基地局装置18の通信エリア端と第2基地局装置18との間の距離よりも、第2基地局装置18と災害発生現場との間の距離の方が長い場合、データ中継用移動体22の使用を決定する。これは、第2基地局装置18と通信可能である通信エリア(以下、「第2通信エリア」という)に災害発生現場が含まれていないことに相当する。
The
処理部32は、第2通信エリアに含まれた位置でありながら、災害発生現場に存在するデータ送信元用移動体20とのアドホック通信が可能な位置(以下、「中継位置」という)を特定する。例えば、処理部32は、第2基地局装置18の位置と災害発生現場との中間地点を中継位置として特定する。なお、処理部32は、地図情報を保持しており、特定した中継位置に高層ビルなどの障害物が配置されている場合、第2通信エリア内において中継位置を修正してもよい。処理部32は、中継位置への移動の指示(以下、「第2移動指示」という)が含まれた第2制御信号を生成する。この第2制御信号の宛先は、データ中継用移動体22である。処理部32は第2制御信号を第1通信部34に出力する。第1通信部34は、第1ネットワーク12、第1基地局装置14を介して、データ中継用移動体22に第2制御信号を送信する。ここでも、第1通信エリアに中継位置が含まる。
The
データ送信元用移動体20の第1通信部40は、第1無線通信ネットワークでの通信を実行可能であり、第1基地局装置14からの第1制御信号を受信する。第1通信部40は、第1制御信号を処理部42に出力する。処理部42は、第1制御信号から第1移動指示を抽出するとともに、第1移動指示をもとに災害発生現場の位置情報を特定する。また、測位部44は、GPS(Global Positioning System)受信機を備え、図示しないGPS衛星からの信号を受信することによって、データ送信元用移動体20の現在位置を測位する。測位部44における測位には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。測位部44は、定期的に測位した現在位置を処理部42に出力する。
The
処理部42は、測位部44から受けつけた現在位置が災害発生現場の位置情報に近づくように、駆動部46の動作を制御する。駆動部46は、例えば、プロペラに接続されたモータを含むとともに操舵機能を含み、処理部42による制御によって動作する。駆動部46の動作によって、データ送信元用移動体20は災害発生現場に向かって移動する。処理部42は、災害発生現場の位置情報から一定の範囲内に現在位置が近づいた場合に、データ送信元用移動体20が災害発生現場に到着したと判定する。処理部42は、到着を判定した場合、到着の報告が含まれた第1応答信号を生成する。第1応答信号の宛先は制御装置10である。
The
処理部42は、第1応答信号を第1通信部40に出力する。第1通信部40は、第1基地局装置14、第1ネットワーク12経由で制御装置10に第1応答信号を送信する。制御装置10の第1通信部34は、データ送信元用移動体20からの第1応答信号を受信し、第1応答信号を処理部32に出力する。処理部32は、第1通信部34からの第1応答信号を受けつけると、第1応答信号に含まれた到着の報告を確認し、データ送信元用移動体20が災害発生現場に到着したことを認識する。
The
データ中継用移動体22の第1通信部60、処理部62、測位部64、駆動部66は、データ送信元用移動体20の第1通信部40、処理部42、測位部44、駆動部46と同様の処理を実行する。データ中継用移動体22の第1通信部60は、第1基地局装置14からの第2制御信号を受信する。第1通信部60は、第2制御信号を処理部62に出力する。処理部62は、第2制御信号から第2移動指示を抽出するとともに、第2移動指示をもとに中継位置を特定する。処理部62は、測位部64から受けつけた現在位置が中継位置に近づくように、駆動部66の動作を制御する。駆動部66の動作によって、データ中継用移動体22は中継位置に向かって移動する。
The
処理部62は、中継位置から一定の範囲内に現在位置が近づいた場合に、データ中継用移動体22が中継位置に到着したと判定する。処理部62は、到着を判定した場合、到着の報告が含まれた第2応答信号を生成する。第2応答信号の宛先は制御装置10である。処理部62は、第2応答信号を第1通信部60に出力する。第1通信部60は、第1基地局装置14、第1ネットワーク12経由で制御装置10に第2応答信号を送信する。制御装置10の第1通信部34は、データ中継用移動体22からの第2応答信号を受信し、第2応答信号を処理部32に出力する。処理部32は、第1通信部34からの第2応答信号を受けつけると、第2応答信号に含まれた到着の報告を確認し、データ中継用移動体22が中継位置に到着したことを認識する。
The
(2)中継処理
制御装置10の処理部32は、データ送信元用移動体20に対して、撮像の指示、撮像した映像の送信の指示(以下、「送信指示」という)が含まれた第1制御信号を生成する。撮像の指示には、撮像すべき対象の位置情報が含まれてもよく、撮像の指示と送信指示には、撮像および送信を実行すべき期間に関する情報が含まれてもよい。この第1制御信号の宛先は、データ送信元用移動体20である。処理部32は第1制御信号を第1通信部34に出力する。第1通信部34は、第1ネットワーク12、第1基地局装置14を介して、データ送信元用移動体20に第1制御信号を送信する。
(2) Relay processing The
制御装置10の処理部32は、データ中継用移動体22に対して、データ送信元用移動体20からの映像の中継の指示(以下、「中継指示」という)が含まれた第2制御信号を生成する。中継指示には、中継を実行すべき期間に関する情報が含まれてもよい。この第2制御信号の宛先は、データ中継用移動体22である。処理部32は第2制御信号を第1通信部34に出力する。第1通信部34は、第1ネットワーク12、第1基地局装置14を介して、データ中継用移動体22に第2制御信号を送信する。
The
データ送信元用移動体20の第1通信部40は、第1基地局装置14からの第1制御信号を受信する。第1通信部40は、第1制御信号を処理部42に出力する。処理部42は、第1制御信号から撮像の指示と送信指示を抽出する。処理部42は、撮像の指示にしたがって、撮像部50に映像を撮像させる。なお、撮像の指示に、撮像すべき対象の位置情報が含まれている場合、処理部42は、当該位置情報の対象を撮像部50に撮像させる。撮像部50は、例えば、カメラであり、映像を撮像するとともに、映像を処理部42に出力する。処理部42は、撮像部50から映像を受けつけると、映像が含まれたデータを生成する。処理部42は、送信指示にしたがって、データを第2通信部48に送信させる。
The
第2通信部48は、第2無線通信ネットワークに対応しており、データ中継用移動体22の第2通信部68との間でアドホック通信を実行可能である。アドホック通信については公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。第2通信部48は、処理部42から受けつけたデータを第2通信部68に送信する。つまり、データ送信元用移動体20は、第1無線通信ネットワークにより制御装置10から受信した第1制御信号に応じて移動した位置において、第2無線通信ネットワークによりデータ中継用移動体22にデータを送信する。
The
データ中継用移動体22の第1通信部60は、第1基地局装置14からの第2制御信号を受信する。第1通信部60は、第2制御信号を処理部62に出力する。処理部62は、第2制御信号から中継指示を抽出するとともに、中継指示にしたがって、データを第2通信部68に中継させる。第2通信部68は、第2無線通信ネットワークに対応しており、データ送信元用移動体20の第2通信部48との間でアドホック通信を実行可能である。第2通信部68は、データ送信元用移動体20の第2通信部48からデータを受信し、データを第2基地局装置18に送信する。つまり、データ中継用移動体22は、第1無線通信ネットワークにより制御装置10から受信した第2制御信号に応じて移動した位置において、第2無線通信ネットワークによりデータ送信元用移動体20からのデータを制御装置10に転送する。
The
制御装置10の第2通信部36は、第2基地局装置18、第2ネットワーク16を介して、データ中継用移動体22からのデータを受信する。第2通信部36はデータを処理部32に出力する。処理部32は、受けつけたデータから映像を抽出する。処理部32は、映像を再生してもよい。
The
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。 In terms of hardware, this configuration can be realized by the CPU, memory, or other LSI of any computer, and in terms of software, it can be realized by a program with a communication function loaded in the memory. It depicts a functional block realized by the cooperation of. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that these functional blocks can be realized in various ways by hardware only, software only, or a combination thereof.
以上の構成による無線中継システム100の動作を説明する。図2は、無線中継システム100による中継手順を示すシーケンス図である。制御装置10は第1制御信号をデータ送信元用移動体20に送信する(S10)。データ送信元用移動体20は、災害発生現場に移動して(S12)、災害発生現場に到着する(S14)。制御装置10は第2制御信号をデータ中継用移動体22に送信する(S16)。データ中継用移動体22は、中継位置に移動して(S18)、中継位置に到着する(S20)。
The operation of the
データ送信元用移動体20は第1応答信号を制御装置10に送信し(S22)、データ中継用移動体22は第2応答信号を制御装置10に送信する(S24)。制御装置10は、第1制御信号をデータ送信元用移動体20に送信し(S26)、第2制御信号をデータ中継用移動体22に送信する(S28)。データ送信元用移動体20は、映像を撮像し(S30)、データ送信元用移動体20はデータをデータ中継用移動体22に送信し(S32)、データ中継用移動体22はデータを制御装置10に送信する(S34)。制御装置10はデータを取得する(S36)。
The data transmission source
本実施例によれば、第1無線通信ネットワークを使用して制御信号と応答信号を伝送するので、制御信号と応答信号の伝送距離を長くできる。また、制御信号と応答信号の伝送距離が長くなるので、データ送信元用移動体、データ中継用移動体の制御を安定的に実行できる。また、第2無線通信ネットワークを使用して、データ送信元用移動体からのデータをデータ中継用移動体に中継させるので、第2無線通信ネットワークを使用する場合であっても伝送距離を長くできる。また、第2無線通信ネットワークを使用して、データ送信元用移動体からのデータをデータ中継用移動体に中継させるので、伝送レートを高速にできる。また、第1無線通信ネットワークと第2無線通信ネットワークとを併用するので、長い伝送距離と高速の伝送レートを両立できる。 According to this embodiment, since the control signal and the response signal are transmitted using the first wireless communication network, the transmission distance between the control signal and the response signal can be lengthened. Further, since the transmission distance between the control signal and the response signal becomes long, it is possible to stably control the data transmission source moving body and the data relay moving body. Further, since the data from the data transmission source mobile body is relayed to the data relay mobile body by using the second wireless communication network, the transmission distance can be lengthened even when the second wireless communication network is used. .. Further, since the data from the data transmission source mobile body is relayed to the data relay mobile body by using the second wireless communication network, the transmission rate can be increased. Further, since the first wireless communication network and the second wireless communication network are used in combination, a long transmission distance and a high-speed transmission rate can be achieved at the same time.
(実施例2)
次に、実施例2を説明する。実施例2は、実施例1と同様に、移動体との間で無線通信を実行する無線中継システムに関する。また、実施例2でも、データ送信元用移動体とデータ中継用移動体に制御装置から制御信号を送信し、データ送信元用移動体からのデータをデータ中継用移動体において中継することによって制御装置が受信する。さらに、制御信号の伝送には第1無線通信ネットワークが使用され、データの中継には第2無線通信ネットワークが使用される。実施例2は、第2無線通信ネットワークにおける伝送レートをさらに高速化することを目的とする。そのため、実施例2では、第2基地局装置、データ送信元用移動体、データ中継用移動体のそれぞれに複数のアンテナが備えられ、アダプティブアレイ、ビームフォーミング、MIMO(Multiple Input Multiple Output)が実行される。以下では、これまでとの差異を中心に説明する。
(Example 2)
Next, Example 2 will be described. The second embodiment relates to a wireless relay system that executes wireless communication with a mobile body as in the first embodiment. Further, also in the second embodiment, control is performed by transmitting a control signal from the control device to the data transmission source mobile body and the data relay mobile body, and relaying the data from the data transmission source mobile body in the data relay mobile body. The device receives. Further, a first wireless communication network is used for transmission of control signals, and a second wireless communication network is used for data relay. The second embodiment aims to further increase the transmission rate in the second wireless communication network. Therefore, in the second embodiment, a plurality of antennas are provided for each of the second base station apparatus, the mobile body for data transmission, and the mobile body for data relay, and adaptive array, beamforming, and MIMO (Multiple Input Multiple Output) are executed. Will be done. In the following, the differences from the past will be mainly explained.
図3は、無線中継システム100の構成を示す。無線中継システム100は、図1と同様に、制御装置10、第1ネットワーク12、第1基地局装置14、第2ネットワーク16、第2基地局装置18、データ送信元用移動体20、データ中継用移動体22を含む。制御装置10、データ送信元用移動体20、データ中継用移動体22は、図1と同様の構成を有する。一方、第2基地局装置18は複数のアンテナを備え、データ送信元用移動体20は第2無線通信ネットワークのために複数のアンテナを備え、データ中継用移動体22は第2無線通信ネットワークのために複数のアンテナを備える。ここでは、これまでとの差異を中心に説明する。
FIG. 3 shows the configuration of the
実施例1では、(1)移動処理、(2)中継処理が順に実行されていたが、実施例2では、(1)移動処理、(1’)準備処理、(2)中継処理が順に実行される。つまり、実施例2では、実施例1と比較して(1’)準備処理が追加される。(1)移動処理は実施例1と同一であるので、ここでは説明を省略する。 In the first embodiment, (1) movement processing and (2) relay processing were executed in order, but in the second embodiment, (1) movement processing, (1') preparation processing, and (2) relay processing are executed in order. Will be done. That is, in the second embodiment, the (1') preparatory process is added as compared with the first embodiment. (1) Since the movement process is the same as that of the first embodiment, the description thereof will be omitted here.
(1’)準備処理
制御装置10の処理部32は、データ送信元用移動体20に対して、伝送路推定のためのトレーニング信号の送信の指示(以下、「送信指示」という)が含まれた第1制御信号を生成する。この第1制御信号の宛先は、データ送信元用移動体20である。処理部32は第1制御信号を第1通信部34に出力する。第1通信部34は、第1ネットワーク12、第1基地局装置14を介して、データ送信元用移動体20に第1制御信号を送信する。
(1') Preparatory processing The
制御装置10の処理部32は、データ中継用移動体22に対して、伝送路の推定の指示(以下、「推定指示」という)と、送信指示が含まれた第2制御信号を生成する。この第2制御信号の宛先は、データ中継用移動体22である。処理部32は第2制御信号を第1通信部34に出力する。第1通信部34は、第1ネットワーク12、第1基地局装置14を介して、データ中継用移動体22に第2制御信号を送信する。
The
データ送信元用移動体20の第1通信部40は、第1基地局装置14からの第1制御信号を受信する。第1通信部40は、第1制御信号を処理部42に出力する。処理部42は、第1制御信号から送信指示を抽出する。処理部42は、送信指示にしたがって、トレーニング信号を第2通信部48に送信させる。第2通信部48は、複数のアンテナのそれぞれからトレーニング信号をデータ中継用移動体22に送信する。トレーニング信号は、データ中継用移動体22にとって既知の信号である。
The
データ中継用移動体22の第1通信部60は、第1基地局装置14からの第2制御信号を受信する。第1通信部60は、第2制御信号を処理部62に出力する。処理部62は、第2制御信号から推定指示と送信指示とを抽出するとともに、推定指示にしたがって、データ送信元用移動体20からのトレーニング信号を第2通信部68に受信させる。第2通信部68は、データ送信元用移動体20からのトレーニング信号を複数のアンテナのそれぞれで受信し、伝送路特性を推定する。伝送路特性の推定には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。第2通信部68は、推定した伝送路特性を処理部62に出力する。処理部62は、第2通信部68から受けつけた伝送路特性が含まれた第2応答信号を生成する。処理部62は、第2応答信号を第1通信部60に出力する。第1通信部60は、第1基地局装置14、第1ネットワーク12経由で制御装置10に第2応答信号を送信する。
The
また、処理部62は、送信指示にしたがって、トレーニング信号を第2通信部68に送信させる。第2通信部68は、複数のアンテナのそれぞれからトレーニング信号を第2基地局装置18に送信する。トレーニング信号は、第2基地局装置18にとって既知の信号である。第2基地局装置18は、データ中継用移動体22からのトレーニング信号を複数のアンテナのそれぞれで受信し、伝送路特性を推定する。第2基地局装置18は、第2ネットワーク16を介して制御装置10に伝送路特性を送信する。
Further, the
制御装置10の第1通信部34は、データ中継用移動体22からの第2応答信号を受信し、第2応答信号を処理部32に出力する。処理部32は、第1通信部34からの第2応答信号を受けつけると、第2応答信号に含まれた伝送路特性を抽出する。これは、データ送信元用移動体20からデータ中継用移動体22に向かう伝送路の特性を示す。処理部32は、伝送路特性をもとに、データ送信元用移動体20の複数のアンテナに対する送信ウエイト、データ中継用移動体22の複数のアンテナに対する受信ウエイトの少なくとも1つを導出する。送信ウエイトと受信ウエイトは「ウエイト」と総称される。このようなウエイトは、アダプティブアレイ、ビームフォーミング、MIMOを実行するために使用され、ウエイトの導出には公知の技術が使用される。なお、データ送信元用移動体20のアンテナ数と、データ中継用移動体22のアンテナ数は、処理部32において予め管理されている。処理部32は、送信ウエイトを導出した場合、送信ウエイトが含まれた第1制御信号を生成し、第1制御信号を第1通信部34からデータ送信元用移動体20に送信させる。また、処理部32は、受信ウエイトを導出した場合、受信ウエイトが含まれた第2制御信号を生成し、第2制御信号を第1通信部34からデータ中継用移動体22に送信させる。
The
制御装置10の第2通信部36は、第2基地局装置18からの伝送路特性を受信し、伝送路特性を処理部32に出力する。処理部32は、第2通信部36からの伝送路特性を受けつける。これは、データ中継用移動体22から第2基地局装置18に向かう伝送路の特性を示す。処理部32は、伝送路特性をもとに、データ中継用移動体22の複数のアンテナに対する送信ウエイト、第2基地局装置18の複数のアンテナに対する受信ウエイトの少なくとも1つを導出する。送信ウエイトと受信ウエイトは前述のごとく「ウエイト」と総称される。なお、第2基地局装置18のアンテナ数は、処理部32において予め管理されている。処理部32は、送信ウエイトを導出した場合、送信ウエイトが含まれた第2制御信号を生成し、第2制御信号を第1通信部34からデータ中継用移動体22に送信させる。処理部32は、受信ウエイトを導出した場合、受信ウエイトを第2通信部36から第2基地局装置18に送信させる。つまり、制御装置10は、データ中継用移動体22に備えられる複数のアンテナを第2無線通信ネットワークによる通信に使用する場合の処理の内容であるウエイトを決定する。また、制御装置10は、決定したウエイトが含まれた第2制御信号を第1無線通信ネットワークによりデータ中継用移動体22に送信する。
The
送信ウエイトが導出された場合、データ送信元用移動体20の第1通信部40は、第1基地局装置14からの第1制御信号を受信する。第1通信部40は、第1制御信号を処理部42に出力する。処理部42は、第1制御信号から送信ウエイトを抽出する。また、データ中継用移動体22の第1通信部60は、第1基地局装置14からの第2制御信号を受信する。第1通信部60は、第2制御信号を処理部62に出力する。処理部62は、第2制御信号から受信ウエイト、送信ウエイトの少なくとも1つを抽出する。さらに、第2基地局装置18は、第2ネットワーク16を介して制御装置10から受信ウエイトを受信する。
When the transmission weight is derived, the
(2)中継処理
これまでと同様に、制御装置10の処理部32は、データ送信元用移動体20に対して、撮像の指示、送信指示が含まれた第1制御信号を生成する。第1通信部34は、第1ネットワーク12、第1基地局装置14を介して、データ送信元用移動体20に第1制御信号を送信する。制御装置10の処理部32は、データ中継用移動体22に対して、中継指示が含まれた第2制御信号を生成する。第1通信部34は、第1ネットワーク12、第1基地局装置14を介して、データ中継用移動体22に第2制御信号を送信する。
(2) Relay processing As in the past, the
データ送信元用移動体20の第1通信部40は、第1基地局装置14からの第1制御信号を受信する。第1通信部40は、第1制御信号を処理部42に出力する。処理部42は、第1制御信号から撮像の指示と送信指示を抽出する。処理部42は、撮像の指示にしたがって、撮像部50に映像を撮像させ、撮像部50から映像を受けつけると、映像が含まれたデータを生成する。その際、処理部42は、送信ウエイトを受けつけていれば、当該送信ウエイトによってデータを重み付け処理する。これは、ビームフォーミングあるいはMIMOを実行することに相当する。処理部42は、送信指示にしたがって、データを第2通信部48に送信させる。その際、データは複数のアンテナから送信される。
The
データ中継用移動体22の第1通信部60は、第1基地局装置14からの第2制御信号を受信する。第1通信部60は、第2制御信号を処理部62に出力する。処理部62は、第2制御信号から中継指示を抽出するとともに、中継指示にしたがって、データを第2通信部68に中継させる。第2通信部68は、データ送信元用移動体20の第2通信部48からのデータを複数のアンテナで受信し、受信したデータを処理部62に出力する。その際、処理部62は、受信ウエイトを受けつけていれば、当該受信ウエイトによってデータを重み付け処理する。これは、アダプティブアレイあるいはMIMOを実行することに相当する。処理部62は、送信ウエイトを受けつけていれば、当該送信ウエイトによってデータを重み付け処理する。これは、ビームフォーミングあるいはMIMOを実行することに相当する。処理部62は、データを第2通信部68に送信させる。その際、データは複数のアンテナから送信される。
The
第2基地局装置18は、データ中継用移動体22の第2通信部68からのデータを複数のアンテナで受信する。第2基地局装置18は、受信ウエイトを受けつけていれば、当該受信ウエイトによってデータを重み付け処理する。これは、アダプティブアレイあるいはMIMOを実行することに相当する。制御装置10の第2通信部36は、第2基地局装置18からのデータを受信する。第2通信部36はデータを処理部32に出力する。処理部32は、受けつけたデータから映像を抽出する。処理部32は、映像を再生してもよい。
The second
以上の構成による無線中継システム100の動作を説明する。図4は、無線中継システム100による中継手順を示すシーケンス図である。制御装置10は第1制御信号をデータ送信元用移動体20に送信する(S50)。データ送信元用移動体20は、災害発生現場に移動して(S52)、災害発生現場に到着する(S54)。制御装置10は第2制御信号をデータ中継用移動体22に送信する(S56)。データ中継用移動体22は、中継位置に移動して(S58)、中継位置に到着する(S60)。
The operation of the
データ送信元用移動体20は第1応答信号を制御装置10に送信し(S62)、データ中継用移動体22は第2応答信号を制御装置10に送信する(S64)。制御装置10は、第1制御信号をデータ送信元用移動体20に送信し(S66)、第2制御信号をデータ中継用移動体22に送信する(S68)。データ中継用移動体22は伝送路特性を推定する(S72)。データ中継用移動体22は第2応答信号を制御装置10に送信する(S76)。制御装置10はウエイトを導出する(S78)。制御装置10は、第1制御信号をデータ送信元用移動体20に送信し(S80)、第2制御信号をデータ中継用移動体22に送信する(S82)。データ送信元用移動体20は、映像を撮像し(S84)、データ送信元用移動体20はデータをデータ中継用移動体22に送信し(S86)、データ中継用移動体22はデータを制御装置10に送信する(S88)。制御装置10はデータを取得する(S90)。
The data transmission source
本実施例によれば、複数のアンテナを第2無線通信ネットワークによる通信に使用するので、伝送レートをさらに高速化できる。また、複数のアンテナを使用する場合のウエイトを制御装置において導出するので、データ送信元用移動体、データ中継用移動体の処理量の増加を抑制できる。また、データ送信元用移動体、データ中継用移動体の処理量の増加が抑制されるので、データ送信元用移動体、データ中継用移動体のバッテリによる駆動時間を長くできる。 According to this embodiment, since a plurality of antennas are used for communication by the second wireless communication network, the transmission rate can be further increased. Further, since the weight when a plurality of antennas are used is derived in the control device, it is possible to suppress an increase in the processing amount of the data transmission source mobile body and the data relay mobile body. Further, since the increase in the processing amount of the data transmission source mobile body and the data relay mobile body is suppressed, the drive time of the data transmission source mobile body and the data relay mobile body can be lengthened by the battery.
(実施例3)
次に、実施例3を説明する。実施例3は、これまでと同様に、移動体との間で無線通信を実行する無線中継システムに関する。また、実施例3でも、データ送信元用移動体とデータ中継用移動体に制御装置から制御信号を送信し、データ送信元用移動体からのデータをデータ中継用移動体において中継することによって制御装置が受信する。さらに、制御信号の伝送には第1無線通信ネットワークが使用され、データの中継には第2無線通信ネットワークが使用される。実施例3もまた、第2無線通信ネットワークにおける伝送レートをさらに高速化することを目的とする。そのため、実施例3では、データ中継用移動体として複数のデータ中継用移動体を使用し、これらによって協調伝送を実行させる。以下では、これまでとの差異を中心に説明する。
(Example 3)
Next, Example 3 will be described. The third embodiment relates to a wireless relay system that executes wireless communication with a mobile body as before. Further, also in the third embodiment, control is performed by transmitting a control signal from the control device to the data transmission source mobile body and the data relay mobile body, and relaying the data from the data transmission source mobile body in the data relay mobile body. The device receives. Further, a first wireless communication network is used for transmission of control signals, and a second wireless communication network is used for data relay. The third embodiment also aims to further increase the transmission rate in the second wireless communication network. Therefore, in the third embodiment, a plurality of data relay mobiles are used as the data relay mobiles, and cooperative transmission is executed by these. In the following, the differences from the past will be mainly explained.
図5は、無線中継システム100の構成を示す。無線中継システム100は、制御装置10、第1ネットワーク12、第1基地局装置14、第2ネットワーク16、第2基地局装置18、データ送信元用移動体20、データ中継用移動体22と総称される第1データ中継用移動体22a、第2データ中継用移動体22bを含む。なお、データ中継用移動体22の数は「3以上」であってもよい。制御装置10、データ送信元用移動体20、各データ中継用移動体22は、図1と同様の構成を有する。一方、第2基地局装置18は複数のアンテナを備え、データ送信元用移動体20は第2無線通信ネットワークのために複数のアンテナを備え、各データ中継用移動体22は第2無線通信ネットワークのために複数のアンテナを備える。ここでは、これまでとの差異を中心に説明する。実施例3では、(1)移動処理、(1’)準備処理、(2)中継処理が順に実行される。
FIG. 5 shows the configuration of the
(1)移動処理
処理部32は、第2基地局装置18と通信可能である第2通信エリアに災害発生現場が含まれていない場合、第1データ中継用移動体22a、第2データ中継用移動体22bの使用を決定する。処理部32は、第2通信エリアに含まれた位置でありながら、災害発生現場に存在するデータ送信元用移動体20とのアドホック通信が可能な2つの位置(以下、「第1中継位置」と「第2中継位置」という)を特定する。例えば、処理部32は、第2基地局装置18の位置と災害発生現場との中間地点の近傍において、予め定められた所定距離だけ離れた2地点を第1中継位置と第2中継位置して特定する。処理部32は、第1中継位置への第2移動指示が含まれた第2制御信号を生成し、第1通信部34は、第1ネットワーク12、第1基地局装置14を介して、第1データ中継用移動体22aに第2制御信号を送信する。また、処理部32は、第2中継位置への第2移動指示が含まれた第2制御信号を生成し、第1通信部34は、第1ネットワーク12、第1基地局装置14を介して、第2データ中継用移動体22bに第2制御信号を送信する。
(1) Mobile processing When the second communication area capable of communicating with the second
第1データ中継用移動体22aの第1通信部60は、第1基地局装置14からの第2制御信号を受信する。第1通信部60は、第2制御信号を処理部62に出力する。処理部62は、第2制御信号から第2移動指示を抽出するとともに、第2移動指示をもとに第1中継位置を特定する。処理部62は、測位部64から受けつけた現在位置が第1中継位置に近づくように、駆動部66の動作を制御する。駆動部66の動作によって、第1データ中継用移動体22aは第1中継位置に向かって移動する。処理部62は、第1中継位置への到着を判定した場合、到着の報告が含まれた第2応答信号を生成する。第1通信部60は、第1基地局装置14、第1ネットワーク12経由で制御装置10に第2応答信号を送信する。
The
第2データ中継用移動体22bの第1通信部60は、第1基地局装置14からの第2制御信号を受信する。第1通信部60は、第2制御信号を処理部62に出力する。処理部62は、第2制御信号から第2移動指示を抽出するとともに、第2移動指示をもとに第2中継位置を特定する。処理部62は、測位部64から受けつけた現在位置が第2中継位置に近づくように、駆動部66の動作を制御する。駆動部66の動作によって、第2データ中継用移動体22bは第2中継位置に向かって移動する。処理部62は、第2中継位置への到着を判定した場合、到着の報告が含まれた第2応答信号を生成する。第1通信部60は、第1基地局装置14、第1ネットワーク12経由で制御装置10に第2応答信号を送信する。制御装置10の第1通信部34は、第1データ中継用移動体22aからの第2応答信号を受信するとともに、第2データ中継用移動体22bからの第2応答信号を受信し、それらを処理部32に出力する。処理部32は、第1通信部34からのこれらの第2応答信号を受けつけると、第2応答信号に含まれた到着の報告を確認し、第1データ中継用移動体22aが第1中継位置に到着し、第2データ中継用移動体22bが第2中継位置に到着したことを認識する。
The
(1’)準備処理
制御装置10の処理部32は、第1データ中継用移動体22aと第2データ中継用移動体22bのそれぞれに対して、推定指示と送信指示が含まれた第2制御信号を生成する。処理部32は第2制御信号を第1通信部34に出力する。第1通信部34は、第1ネットワーク12、第1基地局装置14を介して、第1データ中継用移動体22aと第2データ中継用移動体22bに第2制御信号を送信する。
(1') Preparatory processing The
第1データ中継用移動体22aと第2データ中継用移動体22bの第1通信部60は、第1基地局装置14からの第2制御信号を受信する。第1通信部60は、第2制御信号を処理部62に出力する。処理部62は、第2制御信号から推定指示と送信指示とを抽出する。第2通信部68は、推定指示にしたがって、データ送信元用移動体20からのトレーニング信号を複数のアンテナのそれぞれで受信し、伝送路特性を推定する。第2通信部68は、推定した伝送路特性を処理部62に出力する。処理部62は、第2通信部68から受けつけた伝送路特性が含まれた第2応答信号を生成する。第1通信部60は、第1基地局装置14、第1ネットワーク12経由で制御装置10に第2応答信号を送信する。
The
また、処理部62は、送信指示にしたがって、トレーニング信号を第2通信部68に送信させる。第2通信部68は、複数のアンテナのそれぞれからトレーニング信号を第2基地局装置18に送信する。第2基地局装置18は、第1データ中継用移動体22aと第2データ中継用移動体22bのそれぞれからのトレーニング信号を複数のアンテナのそれぞれで受信し、伝送路特性を推定する。第2基地局装置18は、第2ネットワーク16を介して、伝送路特性を制御装置10に送信する。
Further, the
制御装置10の第1通信部34は、第1データ中継用移動体22aと第2データ中継用移動体22bのそれぞれからの第2応答信号を受信し、第2応答信号を処理部32に出力する。処理部32は、第1通信部34からの第2応答信号を受けつけると、第2応答信号に含まれた伝送路特性を抽出する。これは、データ送信元用移動体20から2つのデータ中継用移動体22に向かう伝送路の特性を示す。処理部32は、伝送路特性をもとに、データ送信元用移動体20の複数のアンテナに対する送信ウエイト、2つのデータ中継用移動体22のそれぞれの複数のアンテナに対する受信ウエイトの少なくとも1つを導出する。このようなウエイトは、第1データ中継用移動体22aと第2データ中継用移動体22bによる協調伝送を実行するために使用され、ウエイトの導出には公知の技術が使用される。処理部32は、送信ウエイトを導出した場合、送信ウエイトが含まれた第1制御信号を生成し、第1制御信号を第1通信部34からデータ送信元用移動体20に送信させる。また、処理部32は、受信ウエイトを導出した場合、受信ウエイトが含まれた第2制御信号を生成し、第2制御信号を第1通信部34から2つのデータ中継用移動体22に送信させる。
The
制御装置10の第2通信部36は、第2基地局装置18からの伝送路特性を受信し、伝送路特性を処理部32に出力する。処理部32は、第2通信部36からの伝送路特性を受けつける。これは、2つのデータ中継用移動体22から第2基地局装置18に向かう伝送路の特性を示す。処理部32は、伝送路特性をもとに、2つのデータ中継用移動体22の複数のアンテナに対する送信ウエイト、第2基地局装置18の複数のアンテナに対する受信ウエイトの少なくとも1つを導出する。処理部32は、送信ウエイトを導出した場合、送信ウエイトが含まれた第2制御信号を生成し、第2制御信号を第1通信部34から第1データ中継用移動体22a、第2データ中継用移動体22bに送信させる。処理部32は、受信ウエイトを導出した場合、受信ウエイトを第2通信部36から第2基地局装置18に送信させる。つまり、制御装置10は、第2無線通信ネットワークによる通信において第1データ中継用移動体22aと第2データ中継用移動体22bとに協調伝送を実行させるための処理の内容であるウエイトを決定する。また、制御装置10は、決定したウエイトが含まれた第2制御信号を第1無線通信ネットワークにより第1データ中継用移動体22aと第2データ中継用移動体22bとに送信する。
The
第1データ中継用移動体22aと第2データ中継用移動体22bの第1通信部60は、第1基地局装置14からの第2制御信号を受信する。第1通信部60は、第2制御信号を処理部62に出力する。処理部62は、第2制御信号から受信ウエイト、送信ウエイトの少なくとも1つを抽出する。さらに、第2基地局装置18は、第2ネットワーク16を介して制御装置10から受信ウエイトを受信する。
The
(2)中継処理
これまでと同様に、制御装置10の処理部32は、第1データ中継用移動体22aと第2データ中継用移動体22bに対して、中継指示が含まれた第2制御信号を生成する。第1通信部34は、第1ネットワーク12、第1基地局装置14を介して、第1データ中継用移動体22aと第2データ中継用移動体22bに第2制御信号を送信する。
(2) Relay processing As in the past, the
第1データ中継用移動体22aと第2データ中継用移動体22bの第1通信部60は、第1基地局装置14からの第2制御信号を受信する。第1通信部60は、第2制御信号を処理部62に出力する。処理部62は、第2制御信号から中継指示を抽出する。第2通信部68は、データ送信元用移動体20の第2通信部48からのデータを複数のアンテナで受信し、受信したデータを処理部62に出力する。その際、処理部62は、受信ウエイトを受けつけていれば、当該受信ウエイトによってデータを重み付け処理する。処理部62は、送信ウエイトを受けつけていれば、当該送信ウエイトによってデータを重み付け処理する。処理部62は、データを第2通信部68に送信させる。その際、データは複数のアンテナから送信される。
The
なお、第1データ中継用移動体22aと第2データ中継用移動体22bは、データを送信する際に、送信タイミングを同期させる。送信タイミングは、制御装置10からの第2制御信号によって指定されてもよい。また、送信タイミングは、第1データ中継用移動体22aと第2データ中継用移動体22bのうちの一方から他方に対して、第2無線通信ネットワークにおけるアドホック通信によって指定されてもよい。
The first data relay mobile body 22a and the second data relay
第2基地局装置18は、第1データ中継用移動体22aと第2データ中継用移動体22bの第2通信部68からのデータを複数のアンテナで受信する。第2基地局装置18は、受信ウエイトを受けつけていれば、当該受信ウエイトによってデータを重み付け処理する。制御装置10の第2通信部36は、第2基地局装置18からのデータを受信する。第2通信部36はデータを処理部32に出力する。処理部32は、受けつけたデータから映像を抽出する。処理部32は、映像を再生してもよい。
The second
以上の構成による無線中継システム100の動作を説明する。図6は、無線中継システム100による中継手順を示すシーケンス図である。制御装置10は第1制御信号をデータ送信元用移動体20に送信する(S100)。データ送信元用移動体20は、災害発生現場に移動して到着する(S102)。制御装置10は第2制御信号を第1データ中継用移動体22aに送信する(S104)。第1データ中継用移動体22aは、中継位置に移動して到着する(S106)。制御装置10は第2制御信号を第2データ中継用移動体22bに送信する(S108)。第2データ中継用移動体22bは、中継位置に移動して到着する(S110)。
The operation of the
データ送信元用移動体20は第1応答信号を制御装置10に送信し(S112)、第1データ中継用移動体22aは第2応答信号を制御装置10に送信し(S114)、第2データ中継用移動体22bは第2応答信号を制御装置10に送信する(S116)。制御装置10は、第1制御信号をデータ送信元用移動体20に送信し(S118)、第2制御信号を第1データ中継用移動体22aに送信し(S120)、第2制御信号を第2データ中継用移動体22bに送信する(S122)。第1データ中継用移動体22aは伝送路特性を推定し(S126)、第2データ中継用移動体22bも伝送路特性を推定する(S128)。第1データ中継用移動体22aは第2応答信号を制御装置10に送信し(S132)、第2データ中継用移動体22bは第2応答信号を制御装置10に送信する(S134)。制御装置10はウエイトを導出する(S136)。
The data transmission
制御装置10は、第1制御信号をデータ送信元用移動体20に送信し(S138)、第2制御信号を第1データ中継用移動体22aに送信し(S140)、第2制御信号を第2データ中継用移動体22bに送信する(S142)。データ送信元用移動体20は、映像を撮像し(S144)、データ送信元用移動体20は、データを第1データ中継用移動体22aに送信し(S146)、データを第2データ中継用移動体22bに送信する(S148)。第1データ中継用移動体22aはデータを制御装置10に送信し(S150)、第2データ中継用移動体22bはデータを制御装置10に送信する(S152)。制御装置10はデータを取得する(S154)。
The
本実施例によれば、第1データ中継用移動体と第2データ中継用移動体とを使用して協調伝送を実行させるので、伝送レートをさらに高速化できる。また、協調伝送を実行させる場合のウエイトを制御装置において導出するので、データ送信元用移動体、複数のデータ中継用移動体の処理量の増加を抑制できる。また、データ送信元用移動体、複数のデータ中継用移動体の処理量の増加が抑制されるので、データ送信元用移動体、複数のデータ中継用移動体のバッテリによる駆動時間を長くできる。 According to this embodiment, since the cooperative transmission is executed by using the first data relay mobile body and the second data relay mobile body, the transmission rate can be further increased. Further, since the weight for executing the coordinated transmission is derived in the control device, it is possible to suppress an increase in the processing amount of the data transmission source mobile body and the plurality of data relay mobile bodies. Further, since the increase in the processing amount of the data transmission source mobile body and the plurality of data relay mobile bodies is suppressed, the drive time of the data transmission source mobile body and the plurality of data relay mobile bodies can be lengthened by the battery.
(実施例4)
次に、実施例4を説明する。実施例4は、これまでと同様に、移動体との間で無線通信を実行する無線中継システムに関する。また、実施例4でも、データ送信元用移動体とデータ中継用移動体に制御装置から制御信号を送信し、データ送信元用移動体からのデータをデータ中継用移動体において中継することによって制御装置が受信する。さらに、制御信号の伝送には第1無線通信ネットワークが使用され、データの中継には第2無線通信ネットワークが使用される。実施例4は、第2無線通信ネットワークにおける伝送レートをさらに高速化することを目的とする。そのため、実施例2では、データの受信タイミングとデータの送信タイミングにおいてデータ中継用移動体を移動させる。以下では、これまでとの差異を中心に説明する。
(Example 4)
Next, Example 4 will be described. The fourth embodiment relates to a wireless relay system that executes wireless communication with a mobile body as before. Further, also in the fourth embodiment, control is performed by transmitting a control signal from the control device to the data transmission source mobile body and the data relay mobile body, and relaying the data from the data transmission source mobile body in the data relay mobile body. The device receives. Further, a first wireless communication network is used for transmission of control signals, and a second wireless communication network is used for data relay. The fourth embodiment aims to further increase the transmission rate in the second wireless communication network. Therefore, in the second embodiment, the data relay moving body is moved at the data reception timing and the data transmission timing. In the following, the differences from the past will be mainly explained.
図7は、無線中継システム100の構成を示す。無線中継システム100は、図3と同様に、制御装置10、第1ネットワーク12、第1基地局装置14、第2ネットワーク16、第2基地局装置18、データ送信元用移動体20、データ中継用移動体22を含む。ここでは、これまでとの差異を中心に説明する。実施例4では、(1)移動処理、(1’)準備処理、(2)中継処理が順に実行される。
FIG. 7 shows the configuration of the
(1)移動処理
処理部32は、第2基地局装置18と通信可能である第2通信エリアに災害発生現場が含まれていない場合、データ中継用移動体22の使用を決定する。処理部32は、中継位置としてデータ送信元用移動体20に近い中継位置P1と、第2基地局装置18に近い中継位置P2とを特定する。中継位置P1は、第2無線通信ネットワークによりデータ送信元用移動体20からのデータをデータ中継用移動体22が受信する場合の位置であり、第2通信エリアの外において、データ送信元用移動体20から所定距離離れた位置に配置される。ここで、処理距離は、データ送信元用移動体20との通信速度が最大値になるように定められる。
(1) Mobile processing The
一方、中継位置P2は、第2無線通信ネットワークにより第2基地局装置18にデータをデータ中継用移動体22が送信する場合の位置であり、第2通信エリア内において、第2基地局装置18から所定距離離れた位置に配置される。ここで、処理距離は、第2基地局装置18との通信速度が最大値になるように定められる。処理部32は、中継位置P1と中継位置P2の位置情報と、中継位置P1への第2移動指示が含まれた第2制御信号を生成し、第1通信部34は、第1ネットワーク12、第1基地局装置14を介して、データ中継用移動体22に第2制御信号を送信する。
On the other hand, the relay position P2 is a position when the data relay
第1データ中継用移動体22aの第1通信部60は、第1基地局装置14からの第2制御信号を受信する。第1通信部60は、第2制御信号を処理部62に出力する。処理部62は、第2制御信号から第2移動指示を抽出するとともに、第2移動指示をもとに中継位置P1を特定する。処理部62は、測位部64から受けつけた現在位置が中継位置P1に近づくように、駆動部66の動作を制御する。駆動部66の動作によって、データ中継用移動体22は中継位置P1に向かって移動する。処理部62は、中継位置P1への到着を判定した場合、到着の報告が含まれた第2応答信号を生成する。第1通信部60は、第1基地局装置14、第1ネットワーク12経由で制御装置10に第2応答信号を送信する。
The
制御装置10の第1通信部34は、データ中継用移動体22からの第2応答信号を受信し、第2応答信号を処理部32に出力する。処理部32は、第1通信部34からの第2応答信号を受けつけると、第2応答信号に含まれた到着の報告を確認し、データ中継用移動体22が中継位置P1に到着したことを認識する。
The
(1’)準備処理
制御装置10の処理部32は、データ中継用移動体22に対して、推定指示と送信指示が含まれた第2制御信号を生成する。処理部32は第2制御信号を第1通信部34に出力する。第1通信部34は、第1ネットワーク12、第1基地局装置14を介して、第1データ中継用移動体22aと第2データ中継用移動体22bに第2制御信号を送信する。
(1') Preparation process The
データ中継用移動体22の第1通信部60は、第1基地局装置14からの第2制御信号を受信する。第1通信部60は、第2制御信号を処理部62に出力する。処理部62は、第2制御信号から推定指示と送信指示とを抽出する。第2通信部68は、推定指示にしたがって、中継位置P1において、データ送信元用移動体20からのトレーニング信号を複数のアンテナのそれぞれで受信し、伝送路特性を推定する。第2通信部68は、推定した伝送路特性を処理部62に出力する。処理部62は、第2通信部68から受けつけた伝送路特性が含まれた第2応答信号を生成する。第1通信部60は、第1基地局装置14、第1ネットワーク12経由で制御装置10に第2応答信号を送信する。
The
これに続いて、処理部62は、測位部64から受けつけた現在位置が中継位置P2に近づくように、駆動部66の動作を制御する。駆動部66の動作によって、データ中継用移動体22は中継位置P2に向かって移動する。処理部62は、中継位置P2への到着を判定した場合、トレーニング信号を第2通信部68に送信させる。第2通信部68は、複数のアンテナのそれぞれからトレーニング信号を第2基地局装置18に送信する。その後、処理部62は、データ中継用移動体22が中継位置P1に近づくように、駆動部66の動作を制御する。第2基地局装置18は、データ中継用移動体22からのトレーニング信号を複数のアンテナのそれぞれで受信し、伝送路特性を推定する。第2基地局装置18は、第2ネットワーク16を介して、伝送路特性を制御装置10に送信する。
Following this, the
制御装置10の第1通信部34は、データ中継用移動体22からの第2応答信号を受信し、第2応答信号を処理部32に出力する。処理部32は、第1通信部34からの第2応答信号を受けつけると、第2応答信号に含まれた伝送路特性を抽出する。これは、データ送信元用移動体20から中継位置P1のデータ中継用移動体22に向かう伝送路の特性を示す。処理部32は、伝送路特性をもとに、データ送信元用移動体20の複数のアンテナに対する送信ウエイト、データ中継用移動体22の複数のアンテナに対する受信ウエイトの少なくとも1つを導出する。処理部32は、送信ウエイトを導出した場合、送信ウエイトが含まれた第1制御信号を生成し、第1制御信号を第1通信部34からデータ送信元用移動体20に送信させる。また、処理部32は、受信ウエイトを導出した場合、受信ウエイトが含まれた第2制御信号を生成し、第2制御信号を第1通信部34からデータ中継用移動体22に送信させる。
The
制御装置10の第2通信部36は、第2基地局装置18からの伝送路特性を受信し、伝送路特性を処理部32に出力する。処理部32は、第2通信部36からの伝送路特性を受けつける。これは、中継位置P2のデータ中継用移動体22から第2基地局装置18に向かう伝送路の特性を示す。処理部32は、伝送路特性をもとに、データ中継用移動体22の複数のアンテナに対する送信ウエイト、第2基地局装置18の複数のアンテナに対する受信ウエイトの少なくとも1つを導出する。処理部32は、送信ウエイトを導出した場合、送信ウエイトが含まれた第2制御信号を生成し、第2制御信号を第1通信部34からデータ中継用移動体22に送信させる。処理部32は、受信ウエイトを導出した場合、受信ウエイトを第2通信部36から第2基地局装置18に送信させる。
The
データ中継用移動体22の第1通信部60は、第1基地局装置14からの第2制御信号を受信する。第1通信部60は、第2制御信号を処理部62に出力する。処理部62は、第2制御信号から受信ウエイト、送信ウエイトの少なくとも1つを抽出する。さらに、第2基地局装置18は、第2ネットワーク16を介して制御装置10から受信ウエイトを受信する。
The
(2)中継処理
制御装置10の処理部32は、データ中継用移動体22に対して、中継指示が含まれた第2制御信号を生成する。第1通信部34は、第1ネットワーク12、第1基地局装置14を介して、データ中継用移動体22に第2制御信号を送信する。
(2) Relay processing The
データ中継用移動体22の第1通信部60は、第1基地局装置14からの第2制御信号を受信する。第1通信部60は、第2制御信号を処理部62に出力する。処理部62は、第2制御信号から中継指示を抽出するとともに、中継指示にしたがって、データを第2通信部68に中継させる。第2通信部68は、データ送信元用移動体20の第2通信部48からのデータを中継位置P1において複数のアンテナで受信し、受信したデータを処理部62に出力する。その際、処理部62は、受信ウエイトを受けつけていれば、当該受信ウエイトによってデータを重み付け処理する。
The
これに続いて、処理部62は、測位部64から受けつけた現在位置が中継位置P2に近づくように、駆動部66の動作を制御する。駆動部66の動作によって、データ中継用移動体22は中継位置P2に向かって移動する。処理部62は、中継位置P2への到着を判定した場合、送信ウエイトを受けつけていれば、当該送信ウエイトによってデータを重み付け処理する。処理部62は、中継位置P2において、データを第2通信部68に送信させる。その際、データは複数のアンテナから送信される。その後、処理部62は、データ中継用移動体22が中継位置P1に近づくように、駆動部66の動作を制御する。つまり、データ中継用移動体22は、データ送信元用移動体20からのデータを中継位置P1において受信し、中継位置P1から中継位置P2に移動し、第2基地局装置18にデータを中継位置P2において送信する。
Following this, the
第2基地局装置18は、中継位置P2のデータ中継用移動体22の第2通信部68からのデータを複数のアンテナで受信する。第2基地局装置18は、受信ウエイトを受けつけていれば、当該受信ウエイトによってデータを重み付け処理する。制御装置10の第2通信部36は、第2基地局装置18からのデータを受信する。第2通信部36はデータを処理部32に出力する。処理部32は、受けつけたデータから映像を抽出する。処理部32は、映像を再生してもよい。
The second
本実施例によれば、データ中継用移動体を中継位置P1に移動させて、データ送信元用移動体からのデータを受信するので、データ中継用移動体とデータ送信元用移動体との伝送距離を短くできる。また、データ中継用移動体とデータ送信元用移動体との伝送距離が短くなるので、伝送レートをさらに高速化できる。また、データ中継用移動体を中継位置P2に移動させて、第2基地局装置18へデータを送信するので、データ中継用移動体と第2基地局装置との伝送距離を短くできる。また、データ中継用移動体と第2基地局装置との伝送距離が短くなるので、伝送レートをさらに高速化できる。また、中継位置P1と中継位置P2との間でデータ中継用移動体を移動させるので、データ送信元用移動体の移動量の増加を抑制できる。また、データ送信元用移動体の移動量の増加が抑制されるので、データ送信元用移動体における撮像時間を長くできる。
According to this embodiment, since the data relay mobile body is moved to the relay position P1 and the data from the data transmission source mobile body is received, transmission between the data relay mobile body and the data transmission source mobile body is performed. The distance can be shortened. Further, since the transmission distance between the data relay mobile body and the data transmission source mobile body is shortened, the transmission rate can be further increased. Further, since the data relay mobile body is moved to the relay position P2 and the data is transmitted to the second
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on examples. This embodiment is an example, and it is understood by those skilled in the art that various modifications are possible for each of these components and combinations of each processing process, and that such modifications are also within the scope of the present invention. ..
実施例2から4において、データ送信元用移動体20、データ中継用移動体22、第2基地局装置18は、第2無線通信ネットワーク用の複数のアンテナを備え、制御装置10の処理部32は、処理の内容として、それらについてのウエイトを導出している。しかしながらこれに限らず例えば、制御装置10の処理部32は、処理の内容として、選択ダイバーシチにおけるアンテナを選択してもよい。また、データ送信元用移動体20、データ中継用移動体22、第2基地局装置18は、第2無線通信ネットワーク用の指向性アンテナを備え、処理部32は、処理の内容として、指向性アンテナを向ける方向を導出してもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。
In the second to fourth embodiments, the data transmission source
実施例1から4の任意の組合せであってもよい。本変形例によれば、実施例1から4の任意の組合せによる効果を得ることができる。 It may be any combination of Examples 1 to 4. According to this modification, the effect of any combination of Examples 1 to 4 can be obtained.
10 制御装置、 12 第1ネットワーク、 14 第1基地局装置、 16 第2ネットワーク、 18 第2基地局装置、 20 データ送信元用移動体、 22 データ中継用移動体、 30 操作部、 32 処理部、 34 第1通信部、 36 第2通信部、 40 第1通信部、 42 処理部、 44 測位部、 46 駆動部、 48 第2通信部、 50 撮像部、 60 第1通信部、 62 処理部、 64 測位部、 66 駆動部、 68 第2通信部、 100 無線中継システム。 10 Control device, 12 1st network, 14 1st base station device, 16 2nd network, 18 2nd base station device, 20 Data source mobile unit, 22 Data relay mobile unit, 30 Operation unit, 32 Processing unit , 34 1st communication unit, 36 2nd communication unit, 40 1st communication unit, 42 processing unit, 44 positioning unit, 46 drive unit, 48 2nd communication unit, 50 imaging unit, 60 1st communication unit, 62 processing unit , 64 Positioning unit, 66 Drive unit, 68 Second communication unit, 100 Wireless relay system.
Claims (4)
第1無線通信ネットワークと第2無線通信ネットワークで通信可能であるとともに、移動可能であるデータ送信元用移動体と、
第1無線通信ネットワークと第2無線通信ネットワークで通信可能であるとともに、移動可能であるデータ中継用移動体とを備え、
前記データ送信元用移動体は、第1無線通信ネットワークにより前記制御装置から受信した第1制御信号に応じて移動した位置において、第2無線通信ネットワークにより前記データ中継用移動体にデータを送信し、
前記データ中継用移動体は、第1無線通信ネットワークにより前記制御装置から受信した第2制御信号に応じて移動した位置において、第2無線通信ネットワークにより前記データ送信元用移動体からのデータを受信するとともに、第2無線通信ネットワークにより前記制御装置にデータを送信し、
前記制御装置は、第2無線通信ネットワークにより前記データ中継用移動体からのデータを受信することを特徴とする無線中継システム。 A control device capable of communicating with the first wireless communication network and the second wireless communication network,
A mobile body for a data source that can communicate and move between the first wireless communication network and the second wireless communication network,
It is equipped with a mobile body for data relay that can communicate with the first wireless communication network and the second wireless communication network and is also mobile.
The data transmission source mobile body transmits data to the data relay mobile body by the second wireless communication network at a position moved according to the first control signal received from the control device by the first wireless communication network. ,
The data relay moving body receives data from the data transmitting source moving body by the second wireless communication network at a position moved according to the second control signal received from the control device by the first wireless communication network. At the same time, data is transmitted to the control device by the second wireless communication network.
The control device is a wireless relay system characterized in that data from the data relay mobile body is received by a second wireless communication network.
前記制御装置は、前記データ中継用移動体に備えられる複数のアンテナを第2無線通信ネットワークによる通信に使用する場合の処理の内容を決定し、決定した処理の内容が含まれた第2制御信号を第1無線通信ネットワークにより前記データ中継用移動体に送信することを特徴とする請求項1に記載の無線中継システム。 The data relay mobile body includes a plurality of antennas and has a plurality of antennas.
The control device determines the content of processing when a plurality of antennas provided in the data relay mobile body are used for communication by the second wireless communication network, and the second control signal including the content of the determined processing. The wireless relay system according to claim 1, wherein the data is transmitted to the data relay mobile body by the first wireless communication network.
前記制御装置は、第2無線通信ネットワークによる通信において前記第1のデータ中継用移動体と前記第2のデータ中継用移動体とに協調伝送を実行させるための処理の内容を決定し、決定した処理の内容が含まれた第2制御信号を第1無線通信ネットワークにより前記第1のデータ中継用移動体と前記第2のデータ中継用移動体とに送信することを特徴とする請求項1に記載の無線中継システム。 The data relay mobile body includes a first data relay mobile body and a second data relay mobile body.
The control device determines and determines the content of processing for causing the first data relay mobile body and the second data relay mobile body to execute cooperative transmission in communication by the second wireless communication network. The first aspect of claim 1 is characterized in that a second control signal including the content of processing is transmitted to the first data relay mobile body and the second data relay mobile body by the first wireless communication network. The described wireless relay system.
前記データ中継用移動体は、第2無線通信ネットワークにより前記データ送信元用移動体からのデータを第1位置において受信し、第1位置から第2位置に移動し、第2無線通信ネットワークにより前記制御装置にデータを第2位置において送信することを特徴とする請求項1に記載の無線中継システム。 The control device transmits data to the control device by the second wireless communication network and a first position when the data relay mobile body receives data from the data transmission mobile body by the second wireless communication network. A second control signal including the second position when the data relay mobile body transmits is transmitted to the data relay mobile body by the first wireless communication network.
The data relay mobile body receives data from the data transmission source mobile body at the first position by the second wireless communication network, moves from the first position to the second position, and is said by the second wireless communication network. The wireless relay system according to claim 1, wherein data is transmitted to the control device at a second position.
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