JP7309981B1 - altitude determination device - Google Patents
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Abstract
【課題】飛行体に搭載される中継装置が空中で無線信号を受信して、地上に無線信号を送信する通信システムにおいて、良好な通信品質を確保するための、飛行体の高度を決定する。【解決手段】高度決定装置10は、飛行体50の高度を決定するための測定期間において、中継装置51が受信する第1無線信号の通信品質の程度を示す第1指標値を取得する第1取得部111と、測定期間において、第2無線信号の通信品質の程度を示す第2指標値を取得する第2取得部112と、第1指標値を取得した時点の飛行体50の高度と、第2指標値を取得した時点の飛行体50の高度とを取得する第3取得部113と、飛行体50の高度と第1指標値との関係、及び飛行体50の高度と第1指標値との関係に基づいて、中継装置51を介した無線通信を行うための飛行体50の高度を決定する決定部114と、を備える。【選択図】図3An object of the present invention is to determine the altitude of an aircraft in order to ensure good communication quality in a communication system in which a relay device mounted on an aircraft receives radio signals in the air and transmits the radio signals to the ground. SOLUTION: An altitude determination device (10) acquires a first index value indicating the degree of communication quality of a first radio signal received by a relay device (51) during a measurement period for determining the altitude of an aircraft (50). an acquisition unit 111, a second acquisition unit 112 that acquires a second index value indicating the degree of communication quality of the second radio signal during the measurement period, and an altitude of the aircraft 50 at the time when the first index value is acquired; A third acquisition unit 113 that acquires the altitude of the flying object 50 at the time of acquiring the second index value, the relationship between the altitude of the flying object 50 and the first index value, and the altitude of the flying object 50 and the first index value. and a determining unit 114 that determines the altitude of the aircraft 50 for performing wireless communication via the relay device 51 based on the relationship between the aircraft and the aircraft. [Selection diagram] Figure 3
Description
本発明は、高度決定装置に関する。とりわけ本発明は、第1の通信方式に従う第1無線信号を受信し、受信した第1無線信号を第2の通信方式に従う第2無線信号に変換し、変換した第2無線信号を地上に送信する中継装置を搭載した飛行体の高度を決定する高度決定装置に関する。 The present invention relates to an altitude determination device. In particular, the present invention receives a first radio signal according to a first communication scheme, converts the received first radio signal into a second radio signal according to a second communication scheme, and transmits the converted second radio signal to the ground. The present invention relates to an altitude determination device that determines the altitude of an aircraft equipped with a relay device that
通信障害が発生した場合に、中継装置を気球に搭載して、当該気球を地上に係留させたまま上昇させ、当該中継装置を基地局の代わりに使用することによって、通信障害を解消する方法が従来知られている。 When a communication failure occurs, there is a method of eliminating communication failure by mounting a relay device on a balloon, raising the balloon while it is moored on the ground, and using the relay device instead of the base station. conventionally known.
例えば、特許文献1は、通信障害を解消する方法として、中継装置を搭載した気球を用いる場合に、強風を受けた時でも姿勢が安定する気球に係る技術を開示している。特許文献1に係る技術においては、当該気球に中継局が搭載される。当該中継局は、中継用アンテナ及び対移動局用アンテナを有し、基地局と携帯端末との間での通信網を形成する。 For example, Patent Literature 1 discloses a technique related to a balloon in which the attitude is stable even when a strong wind hits, when using a balloon equipped with a relay device as a method of resolving communication failures. In the technique disclosed in Patent Document 1, a relay station is mounted on the balloon. The relay station has a relay antenna and a mobile station antenna, and forms a communication network between the base station and mobile terminals.
しかし、特許文献1に係る技術においては、良好な通信品質を確保するために、気球等の飛行体をどの程度の高度に位置させることが好適であるかは、考慮されていなかった。 However, in the technique according to Patent Document 1, no consideration is given to what altitude it is preferable to position a flying object such as a balloon in order to ensure good communication quality.
そこで、本発明は、飛行体に搭載される中継装置が空中において無線信号を受信して、地上に無線信号を送信する通信システムにおいて、良好な通信品質を確保するための、当該飛行体の高度を決定することが可能な高度決定装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a communication system in which a relay device mounted on an aircraft receives radio signals in the air and transmits the radio signals to the ground. An object of the present invention is to provide an altitude determination device capable of determining
本発明の好適な態様に係る高度決定装置は、第1の通信方式に従う第1無線信号を受信し、受信した前記第1無線信号を第2の通信方式に従う第2無線信号に変換し、変換した前記第2無線信号を地上に送信する中継装置を搭載した飛行体の高度を決定する高度決定装置であって、前記飛行体の高度を決定するための測定期間において、前記中継装置が受信する前記第1無線信号の通信品質の程度を示す第1指標値を取得する第1取得部と、前記測定期間において、前記第2無線信号の通信品質の程度を示す第2指標値を取得する第2取得部と、前記第1指標値を取得した時点の前記飛行体の高度と、前記第2指標値を取得した時点の前記飛行体の高度とを取得する第3取得部と、前記飛行体の高度と前記第1指標値との関係、及び前記飛行体の高度と前記第1指標値との関係に基づいて、前記中継装置を介した無線通信を行うための前記飛行体の高度を決定する決定部と、を備える、高度決定装置である。 An altitude determination device according to a preferred aspect of the present invention receives a first radio signal conforming to a first communication system, converts the received first radio signal into a second radio signal conforming to a second communication system, converts an altitude determination device for determining an altitude of an aircraft mounted with a relay device for transmitting to the ground the second radio signal received by the relay device during a measurement period for determining the altitude of the aircraft a first acquiring unit that acquires a first index value indicating the degree of communication quality of the first radio signal; and a second obtaining unit that obtains a second index value indicating the degree of communication quality of the second radio signal during the measurement period 2 an acquisition unit, a third acquisition unit that acquires the altitude of the flying object when the first index value is obtained, and the altitude of the flying object when the second index value is obtained, and the flying object and the relationship between the altitude of the flying object and the first index value, and the relationship between the altitude of the flying object and the first index value, determine the altitude of the flying object for wireless communication via the relay device and a determining unit for determining altitude.
本発明によれば、飛行体に搭載される中継装置が空中において無線信号を受信して、地上に無線信号を送信する通信システムにおいて、良好な通信品質を確保するための、当該飛行体の高度を決定することが可能となる。 According to the present invention, in a communication system in which a relay device mounted on an aircraft receives a radio signal in the air and transmits a radio signal to the ground, the altitude of the aircraft for ensuring good communication quality is improved. can be determined.
1:第1実施形態
以下、図1~図6を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係る高度決定装置10を含む中継システム1の構成について説明する。
1: First Embodiment Hereinafter, the configuration of a relay system 1 including an
1-1:第1実施形態の構成
1-1-1:全体構成
図1は、中継システム1の全体構成を示す図である。図1に示されるように、中継システム1は、高度決定装置10、第1中継装置20、第2中継装置30、第3中継装置40、飛行体50、及びワイヤー60を備える。なお、中継システム1においては、一例として、第1中継装置20が飛行体50に搭載される一方で、高度決定装置10、第2中継装置30、及び第3中継装置40は地上に設置される。
1-1: Configuration of First Embodiment 1-1-1: Overall Configuration FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a relay system 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 1 , the relay system 1 includes an
中継システム1においては、主として通信障害を解消するため、飛行体50に搭載された第1中継装置20が、第1の通信方式に従う上空の第1無線信号を受信し、受信した第1無線信号を、第1の通信方式とは互いに異なる第2の通信方式に従う第2無線信号に変換する。また、第1中継装置20は、変換した第2無線信号を、地上に設置された第2中継装置30に送信する。第2中継装置30は、親機として、第1中継装置20から受信した第2無線信号を、同じく地上に設置された、子機である第3中継装置40に送信する。ここで、「第1の通信方式」とは、例えばLTE(Long Term Evolution)規格に従った通信方式である。また、「第2の通信方式」とは、例えばWi-Fi(Wireless Fidelity)規格に従った通信方式である。更に、第1中継装置20は、一例としてWi-Fiルータである。なお、第1中継装置20は、スマートフォン又はタブレットであってもよい。
In the relay system 1, mainly to eliminate communication failure, the
中継システム1のユーザは、例えば森林のように遮蔽物が多く、上空の無線信号が地上に届きにくい領域でも、中継システム1を使用することで、無線通信を実行できる。 A user of the relay system 1 can perform wireless communication by using the relay system 1 even in an area such as a forest where there are many obstructions and it is difficult for radio signals in the sky to reach the ground.
ここで、飛行体50は、例えばヘリウムガスで充たされた気球を備えることで、空中に浮揚する。また、飛行体50は、ワイヤー60で地上に係留される。地上から飛行体50までのワイヤー60の長さを一定の長さに維持することで、飛行体50は、一定の高度を保って空中に浮揚する。一方で、ワイヤー60の長さを変化させることに伴って、飛行体50の高度も変化する。
Here, the
高度決定装置10は、飛行体50の高度を決定する。具体的には、高度決定装置10は、中継システム1のユーザが、第1無線信号及び第2無線信号を用いて無線通信する場合に、良好な通信品質を確保するための飛行体50の高度として、最適な高度を決定する。
The
第1中継装置20は、上記のように、第1無線信号を第2無線信号に変換し、変換した第2無線信号を第2中継装置30に送信するのに加え、第1無線信号の通信品質と、第2無線信号の通信品質とを測定する。
As described above, the
ここで、「通信品質」とは、例えば、第1無線信号又は第2無線信号を用いた無線通信の通信速度である。あるいは、「通信品質」とは、例えば、第1無線信号又は第2無線信号を伝達する電波の強度、すなわち電界強度又はRSSI(Received Signal Strength Indicator)であってもよい。あるいは、「通信品質」とは、例えば、第1無線信号又は第2無線信号のS/N比(Signal-noise ratio)であってもよい。あるいは、「通信品質」とは、例えば、第1無線信号又は第2無線信号のエラーレートであってもよい。あるいは、「通信品質」とは、とりわけ第1中継装置20がスマートフォン又はタブレットである場合、通常のアンテナピクトによって示される通信品質の度合いであってもよい。
Here, "communication quality" is, for example, the communication speed of wireless communication using the first wireless signal or the second wireless signal. Alternatively, the “communication quality” may be, for example, the strength of radio waves that transmit the first radio signal or the second radio signal, that is, the electric field strength or RSSI (Received Signal Strength Indicator). Alternatively, the "communication quality" may be, for example, the S/N ratio (Signal-noise ratio) of the first radio signal or the second radio signal. Alternatively, "communication quality" may be, for example, the error rate of the first radio signal or the second radio signal. Alternatively, "communication quality" may be the degree of communication quality indicated by a normal antenna pictogram, especially when the
高度決定装置10は、第1中継装置20から取得した、第1無線信号の通信品質の程度を示す第1指標値、第1指標値を取得した時点での飛行体50の高度、第2無線信号の通信品質の程度を示す第2指標値、及び第2指標値を取得した時点での飛行体50の高度を用いて、良好な通信品質を確保するための、飛行体50の高度を決定する。高度決定装置10は、一例として、スマートフォン又はタブレットである。
The
1-1-2:第1中継装置の構成
図2は、第1中継装置20の構成例を示すブロック図である。第1中継装置20は、処理装置21、記憶装置22、通信装置23、ディスプレイ24、及び入力装置25を備える。第1中継装置20が有する各要素は、情報を通信するための単体又は複数のバスによって相互に接続される。
1-1-2: Configuration of First Relay Device FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the
処理装置21は、第1中継装置20の全体を制御するプロセッサである。また、処理装置21は、例えば、単数又は複数のチップを用いて構成される。処理装置21は、例えば、周辺装置とのインタフェース、演算装置及びレジスタ等を含む中央処理装置(CPU)を用いて構成される。なお、処理装置21が有する機能の一部又は全部を、DSP、ASIC、PLD、FPGA等のハードウェアによって実現してもよい。処理装置21は、各種の処理を並列的又は逐次的に実行する。
The
記憶装置22は、処理装置21が読取及び書込が可能な記録媒体である。また、記憶装置22は、処理装置21が実行する制御プログラムPR2を含む複数のプログラムを記憶する。
The
通信装置23は、他の装置と通信を行うための、送受信デバイスとしてのハードウェアである。通信装置23は、例えば、ネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュール等とも呼ばれる。通信装置23は、有線接続用のコネクターを備え、上記コネクターに対応するインタフェース回路を備えていてもよい。また、通信装置23は、無線通信インタフェースを備えていてもよい。有線接続用のコネクター及びインタフェース回路としては有線LAN、IEEE1394、USBに準拠した製品が挙げられる。また、無線通信インタフェースとしては無線LAN及びBluetooth(登録商標)等に準拠した製品が挙げられる。
The
また、本実施形態において、通信装置23は、第1の通信方式に従う上空の第1無線信号を受信し、受信した第1無線信号を、第1の通信方式とは互いに異なる第2の通信方式に従う第2無線信号に変換する。また、通信装置23は、変換した第2無線信号を、地上に設置された第2中継装置30に送信する。更に、通信装置23は、第1無線信号及び第2無線信号を、処理装置21に出力する。
Further, in the present embodiment, the
ディスプレイ24は、画像及び文字情報を表示するデバイスである。ディスプレイ24は、処理装置21による制御のもとで各種の画像を表示する。例えば、液晶表示パネル及び有機EL(Electro Luminescence)表示パネル等の各種の表示パネルがディスプレイ24として好適に利用される。
The
入力装置25は、第1中継装置20のユーザからの操作を受け付ける。例えば、入力装置25は、キーボード、タッチパッド、タッチパネル又はマウス等のポインティングデバイスを含んで構成される。ここで、入力装置25は、タッチパネルを含んで構成される場合、ディスプレイ24を兼ねてもよい。
The
処理装置21は、記憶装置22から制御プログラムPR2を読み出して実行することによって、第1測定部211、第2測定部212、及び出力部213として機能する。
The
第1測定部211は、通信装置23から第1無線信号を取得する。また、第1測定部211は、取得した第1無線信号の通信品質を測定する。更に、第1測定部211は、測定結果を第1指標値として出力する。上記のように、当該「通信品質」とは、例えば、通信速度、電界強度、RSSI、及びS/N比のうち、いずれか1つである。あるいは、当該「通信品質」は、これら通信速度、電界強度、RSSI、及びS/N比のうち、いずれか2つ以上を用いて算出されてもよい。一例として、第1中継装置20がスマートフォン又はタブレットである場合、第1測定部211は、当該スマートフォン又はタブレットに備わるディスプレイ24にアンテナピクトを表示するために使用される、電界強度の測定装置と同種の測定装置であってよい。
The
第2測定部212は、通信装置23から第2無線信号を取得する。また、第2測定部212は、第2無線信号の通信品質を測定する。更に、第2測定部212は、測定結果を第2指標値として出力する。一例として、第1中継装置20が、スマートフォン又はタブレットである場合、第2測定部212は、第1測定部211と同様、当該スマートフォン又はタブレットに備わるディスプレイ24にアンテナピクトを表示するために使用される、電界強度の測定装置と同種の測定装置であってよい。
A
出力部213は、第1測定部211から出力される第1指標値と、第2測定部212から出力される第2指標値とを、通信装置23を介して、高度決定装置10に出力する。通信装置23は、第2の通信方式に従って、第1指標値及び第2指標値を、高度決定装置10に送信する。
The
1-1-3:高度決定装置の構成
図3は、高度決定装置10の構成例を示すブロック図である。高度決定装置10は、処理装置11、記憶装置12、通信装置13、ディスプレイ14、及び入力装置15を備える。高度決定装置10が有する各要素は、情報を通信するための単体又は複数のバスによって相互に接続される。
1-1-3: Configuration of Altitude Determining Device FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the
処理装置11は、高度決定装置10の全体を制御するプロセッサである。また、処理装置11は、例えば、単数又は複数のチップを用いて構成される。処理装置11は、例えば、周辺装置とのインタフェース、演算装置及びレジスタ等を含む中央処理装置(CPU)を用いて構成される。なお、処理装置11が有する機能の一部又は全部を、DSP、ASIC、PLD、FPGA等のハードウェアによって実現してもよい。処理装置11は、各種の処理を並列的又は逐次的に実行する。
The
記憶装置12は、処理装置11が読取及び書込が可能な記録媒体である。また、記憶装置12は、処理装置11が実行する制御プログラムPR1を含む複数のプログラムを記憶する。
The
通信装置13は、他の装置と通信を行うための、送受信デバイスとしてのハードウェアである。通信装置13は、例えば、ネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュール等とも呼ばれる。通信装置13は、有線接続用のコネクターを備え、上記コネクターに対応するインタフェース回路を備えていてもよい。また、通信装置13は、無線通信インタフェースを備えていてもよい。有線接続用のコネクター及びインタフェース回路としては有線LAN、IEEE1394、USBに準拠した製品が挙げられる。また、無線通信インタフェースとしては無線LAN及びBluetooth(登録商標)等に準拠した製品が挙げられる。
The
また、本実施形態において、通信装置13は、第2の通信方式に従って、第1中継装置20から、第1指標値及び第2指標値を受信する。
Further, in this embodiment, the
ディスプレイ14は、画像及び文字情報を表示するデバイスである。ディスプレイ14は、処理装置11による制御のもとで各種の画像を表示する。例えば、液晶表示パネル及び有機EL(Electro Luminescence)表示パネル等の各種の表示パネルがディスプレイ14として好適に利用される。
The
入力装置15は、高度決定装置10のユーザからの操作を受け付ける。例えば、入力装置15は、キーボード、タッチパッド、タッチパネル又はマウス等のポインティングデバイスを含んで構成される。ここで、入力装置15は、タッチパネルを含んで構成される場合、ディスプレイ14を兼ねてもよい。
処理装置11は、記憶装置12から制御プログラムPR1を読み出して実行することによって、第1取得部111、第2取得部112、第3取得部113、及び決定部114として機能する。
The
第1取得部111は、通信装置13を介して、飛行体50の高度を決定するための測定期間において、第1中継装置20から、第1無線信号の通信品質の程度を示す第1指標値を取得する。
The
第2取得部112は、通信装置13を介して、飛行体50の高度を決定するための測定期間において、第1中継装置20から、第2無線信号の通信品質の程度を示す第2指標値を取得する。
The
第3取得部113は、第1取得部111が第1指標値を取得した時点での飛行体50の高度を取得する。また、第3取得部113は、第2取得部112が第2指標値を取得した時点での飛行体50の高度を取得する。
The
図4Aは、第3取得部113が飛行体50の高度を取得する第1の方式の説明図である。第1の方式において、処理装置11は、記憶装置12から制御プログラムPR1を読み出して実行することによって、第1取得部111、第2取得部112、第3取得部113、決定部114に加え、算出部115として機能する。
FIG. 4A is an explanatory diagram of a first method in which the
通信装置13は、飛行体50に搭載される第3無線信号の発信体70から、当該第3無線信号を受信する。算出部115は、通信装置13が受信した当該第3無線信号の強度に基づいて、発信体70までの距離を算出する。第3取得部113は、算出部115が算出した発信体70までの距離を、飛行体50の高度として取得する。
The
一例として、飛行体50にBlootooth技術を用いたBLE(Bluetooth Low Energy)タグを搭載しておき、通信装置13は、当該BLEタグから発信される第3無線信号を受信してもよい。
As an example, a BLE (Bluetooth Low Energy) tag using Bluetooth technology may be mounted on the flying
図4Bは、第3取得部113が飛行体50の高度を取得する第2の方式の説明図である。第2の方式において、ワイヤー60を繰り出すリール80に算出装置81が設置される。算出装置81は、当該リール80から繰り出されたワイヤー60の長さを算出する。第3取得部113は、算出装置81が算出する、当該リール80から繰り出されたワイヤー60の長さを、飛行体50の高度として取得する。なお、例えば風によってワイヤー60が地面に対して斜めに傾くケースが考えられるが、通常の使用時において、第3取得部113は、当該ワイヤー60の傾きを誤差の範囲内として扱う。
FIG. 4B is an explanatory diagram of a second method in which the
決定部114は、第3取得部113が取得した飛行体50の高度と、第1取得部111が取得した第1指標値との関係、及び、第3取得部113が取得した飛行体50の高度と、第2取得部112が取得した第2指標値との関係に基づいて、第1中継装置20を介した無線通信を行うための飛行体50の高度を決定する。
The determining
この結果、高度決定装置10は、飛行体50に搭載される第1中継装置20が空中で第1無線信号を受信して、地上に第2無線信号を送信する中継システム1において、良好な通信品質を確保するための、当該飛行体50の高度を決定できる。
As a result, the
図5は、飛行体50の高度と第1指標値の関係、及び飛行体50の高度と第2指標値の関係の例を示すグラフである。図5は、第1無線信号が準拠する第1の通信方式がLTE規格に従った通信方式であり、第2無線信号が準拠する第2の通信方式がWi-Fi規格に従った通信方式である例を示す。
FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between the altitude of the flying
図5に示される例においては、飛行体50の高度がAとなる場合に、第1指標値が最高値となり、飛行体50の高度がBとなる場合に、第2指標値が最高値となる。なお、飛行体50の高度がAとなる場合における当該高度は、「第1高度」の一例である。また、飛行体50の高度がBとなる場合における当該高度は、「第2高度」の一例である。
In the example shown in FIG. 5, when the altitude of the flying
決定部114が決定する飛行体50の高度は、高度Aから高度Bまでの間のいずれかの高度である。換言すれば、決定部114が決定する飛行体50の高度は、第1指標値が最高値である高度Aから、第2指標値が最高値である高度Bまでの間のいずれかの高度である。
The altitude of the flying
この結果、高度決定装置10は、第1無線信号の通信品質がピークになる第1高度と、第2無線信号の通信品質がピークになる第2高度との間の高度であって、第1高度と第2高度との間の高度とは異なる高度に比較して、双方の通信品質の総和が高い高度を、良好な通信品質を確保するための飛行体の高度として決定できる
As a result, the
とりわけ、決定部114が決定する飛行体50の高度は、第2指標値が所定値以上となる範囲内で、第1指標値が最高値となる高度であることが好適である。換言すれば、決定部114が決定する飛行体50の高度は、第2指標値によって示される第2無線信号の通信品質の程度が最低限の品質を保つ範囲内で、第1指標値によって示される第1無線信号の通信品質の程度が、最高となる高度である。
In particular, it is preferable that the altitude of the flying
なお、図5に示されるグラフにおいて、高度Aよりも高度Bの方が、より高い高度であることが示されているが、この高度はあくまで一例である。例えば、高度Bよりも高度Aの方が、より高い高度であってもよく、高度Aと高度Bとが同一の高度であってもよい。 Although the graph shown in FIG. 5 shows that altitude B is higher than altitude A, this altitude is merely an example. For example, altitude A may be higher than altitude B, or altitude A and altitude B may be the same altitude.
1-2:第1実施形態の動作
図6は、第1実施形態に係る高度決定装置10の動作を示すフローチャートである。
1-2: Operation of First Embodiment FIG. 6 is a flow chart showing the operation of the
ステップS1において、処理装置11は、第1取得部111として機能する。処理装置11は、飛行体50の高度を決定するための測定期間において、第1中継装置20から、第1中継装置20が受信する第1無線信号の通信品質の程度を示す第1指標値を取得する。
In step S<b>1 , the
ステップS2において、処理装置11は、第2取得部112として機能する。処理装置11は、飛行体50の高度を決定するための測定期間において、第1中継装置20から、第1中継装置20が受信する第2無線信号の通信品質の程度を示す第2指標値を取得する。
In step S<b>2 , the
ステップS3において、処理装置11は、第3取得部113として機能する。処理装置11は、第1指標値を取得した時点の飛行体50の高度と、第2指標値を取得した時点の飛行体50の高度とを取得する。
In step S<b>3 , the
ステップS4において、処理装置11は、決定部114として機能する。処理装置11は、飛行体50の高度と第1指標値との関係、及び飛行体50の高度と第2指標値との関係に基づいて、第1中継装置20を介した無線通信を行うための飛行体50の高度を決定する。
In step S<b>4 , the
1-3:第1実施形態が奏する効果
本実施形態に係る高度決定装置10は、第1の通信方式に従う第1無線信号を受信し、受信した第1無線信号を第2の通信方式に従う第2無線信号に変換し、変換した第2無線信号を地上に送信する中継装置としての第1中継装置20を搭載した飛行体50の高度を決定する高度決定装置である。当該高度決定装置10は、第1取得部111、第2取得部112、第3取得部113、及び決定部114を備える。第1取得部111は、飛行体50の高度を決定するための測定期間において、第1中継装置20が受信する第1無線信号の通信品質の程度を示す第1指標値を取得する。第2取得部112は、上記の測定期間において、第2無線信号の通信品質の程度を示す第2指標値を取得する。第3取得部113は、第1指標値を取得した時点の飛行体50の高度と、第2指標値を取得した時点の飛行体50の高度とを取得する。決定部114は、飛行体50の高度と第1指標値との関係、及び飛行体50の高度と第2指標値との関係に基づいて、第1中継装置20を介した無線通信を行うための飛行体50の高度を決定する。
1-3: Effects of the First Embodiment The
高度決定装置10は、上記の構成を備えることにより、飛行体50に搭載される第1中継装置20が空中において第1無線信号を受信して、地上に第2無線信号を送信する中継システム1において、良好な通信品質を確保するための、当該飛行体50の高度を決定できる。
By having the above configuration, the
とりわけ、飛行体50に搭載される第1中継装置20が、第1の通信方式に従う第1無線信号を、第2の通信方式に従う第2無線信号に変換して地上に送信する場合に、高度決定装置10は、第1無線信号の通信品質と第2無線信号の通信品質との双方の通信品質の観点から、飛行体50の高度として最適な高度を決定できる。
In particular, when the
また、本実施形態に係る高度決定装置10において、上記の通信品質は、通信速度及び電界強度のうち少なくとも一方に関する通信品質である。
Further, in the
高度決定装置10は、上記の構成を備えることにより、第1無線信号の通信品質、及び第2無線信号の通信品質として、通信速度及び電界強度の少なくとも一方に関する通信品質に基づいて、良好な通信品質を確保するための飛行体50の高度として、最適な高度を決定できる。
By having the above configuration, the
また、本実施形態に係る高度決定装置10において、決定部114が決定する飛行体50の高度は、第1指標値が最高値である第1高度から、第2指標値が最高値である第2高度までの間のいずれかの高度である。
Further, in the
高度決定装置10は、上記の構成を備えることにより、第1無線信号の通信品質がピークになる第1高度と、第2無線信号の通信品質がピークになる第2高度との間の高度であって、第1高度と第2高度との間の高度とは異なる高度に比較して、双方の通信品質の総和が高い高度を、良好な通信品質を確保するための飛行体の高度として決定できる。
By providing the above configuration, the
また、本実施形態に係る高度決定装置10において、決定部114が決定する飛行体50の高度は、第2指標値が所定値以上となる範囲内で、第1指標値が最高値となる高度である。
In the
高度決定装置10は、上記の構成を備えることにより、第2無線信号の通信品質として最低限の品質を維持できる範囲内で、第1無線信号の通信品質がピークになる高度を、良好な通信品質を確保するための、飛行体50の高度として決定できる。
By having the above configuration, the
また、本実施形態に係る高度決定装置10において、第1の通信方式はLTE規格に従った通信方式であり、第2の通信方式はWi-Fi規格に従った通信方式であり、第1中継装置20はWi-Fiルータであり、飛行体50は、ワイヤー60を用いて地上に係留される気球である。
Further, in the
高度決定装置10は、上記の構成を備えることにより、ワイヤー60で地上に係留された気球としての飛行体50を、良好な通信品質を確保するための最適な高度に維持できる。また、中継装置として、Wi-Fiルータが用いられることで、高度決定装置10を含む中継システム1は、低コストで、第1無線信号を第2無線信号に変換して地上へ送信できる。
By having the above configuration, the
また、本実施形態に係る高度決定装置10において、第3取得部113は、飛行体50に搭載される第3無線信号の発信体70から受信した、当該第3無線信号の強度に基づいて算出される上記の発信体70までの距離を、飛行体50の高度として取得する。
Further, in the
高度決定装置10は、上記の構成を備えることにより、第3無線信号を用いて算出された発信体70までの距離を飛行体50の高度とみなすことで、飛行体50の高度を簡便に取得できる。
By having the above configuration, the
また、本実施形態に係る高度決定装置10において、第3取得部113は、ワイヤー60を巻き取るリール80に備わる算出装置81によって算出される、当該リール80から繰り出されるワイヤー60の長さを、飛行体50の高度として取得する。
Further, in the
高度決定装置10は、上記の構成を備えることにより、リール80から繰り出したワイヤー60の長さを飛行体50の高度とみなすことで、飛行体50の高度を簡便に取得できる。
With the above configuration, the
2:変形例
本開示は、以上に例示した実施形態に限定されない。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様を併合してもよい。
2: Modifications The present disclosure is not limited to the embodiments illustrated above. Specific modification modes are exemplified below. Two or more aspects arbitrarily selected from the following examples may be combined.
2-1:変形例1
第1実施形態においては、第2無線信号の通信品質を測定する第2測定部212は、第1中継装置20に備わっていた。しかし、第2測定部212は、第2無線信号を受信する高度決定装置10に備わっていてもよい。
2-1: Modification 1
In the first embodiment, the
2-2:変形例2
第1実施形態において、高度決定装置10は、地上に設置されていた。しかし、高度決定装置10は、飛行体50に搭載されていてもよい。この場合、高度決定装置10と第1中継装置20とは、単一の装置として、同一の筐体内で実現されてもよい。
2-2: Modification 2
In 1st Embodiment, the
3:その他
(1)上述した実施形態では、高度決定装置10、第1中継装置20、第2中継装置30、及び第3中継装置40を例示したが、高度決定装置10、第1中継装置20、第2中継装置30、及び第3中継装置40が備える記憶装置は、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Blu-ray(登録商標)ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリデバイス(例えば、カード、スティック、キードライブ)、CD-ROM(Compact Disc-ROM)、レジスタ、リムーバブルディスク、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップ、データベース、サーバその他の適切な記憶媒体である。また、外部装置が実行するプログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されてもよい。また、プログラムは、電気通信回線を介して通信網NETから送信されてもよい。
3: Others (1) In the above-described embodiment, the
(2)上述した実施形態において、説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。 (2) In the embodiments described above, the information, signals, etc. described may be represented using any of a variety of different technologies. For example, data, instructions, commands, information, signals, bits, symbols, chips, etc. that may be referred to throughout the above description may refer to voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or magnetic particles, light fields or photons, or any of these. may be represented by a combination of
(3)上述した実施形態において、入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルを用いて管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、又は追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。 (3) In the above-described embodiments, input/output information and the like may be stored in a specific location (for example, memory), or may be managed using a management table. Input/output information and the like can be overwritten, updated, or appended. The output information and the like may be deleted. The entered information and the like may be transmitted to another device.
(4)上述した実施形態において、判定は、1ビットを用いて表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真偽値(Boolean:true又はfalse)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。 (4) In the above-described embodiment, the determination may be made by a value (0 or 1) represented using 1 bit, or by a true/false value (Boolean: true or false). Alternatively, it may be performed by numerical comparison (for example, comparison with a predetermined value).
(5)上述した実施形態において例示した処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本開示において説明した方法については、例示的な順序を用いて様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。 (5) The order of the processing procedures, sequences, flowcharts, etc. exemplified in the above embodiments may be changed as long as there is no contradiction. For example, the methods described in this disclosure present elements of the various steps using a sample order, and are not limited to the specific order presented.
(6)図1~図6に例示された各機能は、ハードウェア及びソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現方法は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的又は論理的に結合した1つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的又は間接的に(例えば、有線、無線などを用いて)接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。機能ブロックは、上記1つの装置又は上記複数の装置にソフトウェアを組み合わせて実現されてもよい。 (6) Each function illustrated in FIGS. 1 to 6 is realized by any combination of at least one of hardware and software. Also, the method of realizing each functional block is not particularly limited. That is, each functional block may be implemented using one device physically or logically coupled, or directly or indirectly using two or more physically or logically separated devices (e.g. , wired, wireless, etc.) and may be implemented using these multiple devices. A functional block may be implemented by combining software in the one device or the plurality of devices.
(7)上述した実施形態において例示したプログラムは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称を用いて呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。 (7) The programs illustrated in the above embodiments, whether referred to as software, firmware, middleware, microcode, hardware description language or by other names, instructions, instruction sets, code, code shall be interpreted broadly to mean segments, program code, programs, subprograms, software modules, applications, software applications, software packages, routines, subroutines, objects, executables, threads of execution, procedures, functions, and the like.
また、ソフトウェア、命令、情報などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術(同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL:Digital Subscriber Line)など)及び無線技術(赤外線、マイクロ波など)の少なくとも一方を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び無線技術の少なくとも一方は、伝送媒体の定義内に含まれる。 Software, instructions, information, etc. may also be sent and received over a transmission medium. For example, the software uses wired technology (coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair, Digital Subscriber Line (DSL), etc.) and/or wireless technology (infrared, microwave, etc.) to create websites, Wired and/or wireless technologies are included within the definition of transmission medium when sent from a server or other remote source.
(8)前述の各形態において、「システム」及び「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。 (8) In each of the above aspects, the terms "system" and "network" are used interchangeably.
(9)本開示において説明した情報、パラメータなどは、絶対値を用いて表されてもよいし、所定の値からの相対値を用いて表されてもよいし、対応する別の情報を用いて表されてもよい。 (9) Information, parameters, etc. described in this disclosure may be expressed using absolute values, may be expressed using relative values from a predetermined value, or may be expressed using corresponding other information. may be represented as
(10)上述した実施形態において、高度決定装置10、第1中継装置20、第2中継装置30、及び第3中継装置40は、移動局(MS:Mobile Station)である場合が含まれる。移動局は、当業者によって、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、又はいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。また、本開示においては、「移動局」、「ユーザ端末(user terminal)」、「ユーザ装置(UE:User Equipment)」、「端末」等の用語は、互換的に使用され得る。
(10) In the above-described embodiments, the
(11)上述した実施形態において、「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、2又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された2つの要素間に1又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことが可能である。要素間の結合又は接続は、物理的な結合又は接続であっても、論理的な結合又は接続であっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。例えば、「接続」は「アクセス」を用いて読み替えられてもよい。本開示において使用する場合、2つの要素は、1又はそれ以上の電線、ケーブル及びプリント電気接続の少なくとも一つを用いて、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光(可視及び不可視の両方)領域の波長を有する電磁エネルギーなどを用いて、互いに「接続」又は「結合」されると考えることが可能である。 (11) In the above-described embodiments, the terms "connected," "coupled," or any variation thereof refer to any direct or indirect connection between two or more elements. Any connection or coupling is meant and can include the presence of one or more intermediate elements between two elements that are "connected" or "coupled" to each other. Couplings or connections between elements may be physical couplings or connections, logical couplings or connections, or a combination thereof. For example, "connection" may be replaced with "access." As used in this disclosure, two elements are defined using at least one of one or more wires, cables, and printed electrical connections and, as some non-limiting and non-exhaustive examples, in the radio frequency domain. , electromagnetic energy having wavelengths in the microwave range and the optical (both visible and invisible) range, etc.
(12)上述した実施形態において、「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。 (12) In the above-described embodiments, the phrase "based on" does not mean "based only on," unless expressly specified otherwise. In other words, the phrase "based on" means both "based only on" and "based at least on."
(13)本開示において使用される「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up、search、inquiry)(例えば、テーブル、データベース又は別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)(例えば、メモリ中のデータにアクセスすること)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。また、「判断(決定)」は、「想定する(assuming)」、「期待する(expecting)」、「みなす(considering)」などで読み替えられてもよい。 (13) The terms "determining" and "determining" as used in this disclosure may encompass a wide variety of actions. "Judgement", "determining" are, for example, judging, calculating, computing, processing, deriving, investigating, looking up, searching, inquiring (eg, lookup in a table, database, or other data structure); Also, "judgment" and "determination" are used for receiving (e.g., receiving information), transmitting (e.g., transmitting information), input, output, access (accessing) (for example, accessing data in memory) may include deeming that a "judgment" or "decision" has been made. In addition, "judgment" and "decision" are considered to be "judgment" and "decision" by resolving, selecting, choosing, establishing, comparing, etc. can contain. In other words, "judgment" and "decision" may include considering that some action is "judgment" and "decision". Also, "judgment (decision)" may be read as "assuming", "expecting", "considering", or the like.
(14)上述した実施形態において、「含む(include)」、「含んでいる(including)」及びそれらの変形が使用されている場合、これらの用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。更に、本開示において使用されている用語「又は(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。 (14) In the above-described embodiments, where "include," "including," and variations thereof are used, these terms are synonymous with the term "comprising." , is intended to be inclusive. Furthermore, the term "or" as used in this disclosure is not intended to be an exclusive OR.
(15)本開示において、例えば、英語でのa, an及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、本開示は、これらの冠詞の後に続く名詞が複数形であることを含んでもよい。 (15) Where articles have been added by translation in this disclosure, e.g., a, an, and the in English, the disclosure includes the plural nouns following these articles. good.
(16)本開示において、「AとBが異なる」という用語は、「AとBが互いに異なる」ことを意味してもよい。なお、当該用語は、「AとBがそれぞれCと異なる」ことを意味してもよい。「離れる」、「結合される」等の用語も、「異なる」と同様に解釈されてもよい。 (16) In the present disclosure, the term "A and B are different" may mean "A and B are different from each other." The term may also mean that "A and B are different from C". Terms such as "separate," "coupled," etc. may also be interpreted in the same manner as "different."
(17)本開示において説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行う通知に限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。 (17) Each aspect/embodiment described in the present disclosure may be used alone, may be used in combination, or may be used by switching according to execution. In addition, notification of predetermined information (for example, notification of “being X”) is not limited to explicit notification, but is performed implicitly (for example, not notification of the predetermined information). good too.
以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本開示中に説明した実施形態に限定されないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施できる。従って、本開示の記載は、例示説明を目的とし、本開示に対して何ら制限的な意味を有さない。 Although the present disclosure has been described in detail above, it should be apparent to those skilled in the art that the present disclosure is not limited to the embodiments described in this disclosure. The present disclosure can be practiced with modifications and variations without departing from the spirit and scope of the present disclosure as defined by the claims. Accordingly, the description of the present disclosure is for the purpose of illustration and description and is not meant to be limiting in any way on the present disclosure.
1…中継システム、10…高度決定装置、11…処理装置、12…記憶装置、13…通信装置、14…ディスプレイ、15…入力装置、20…第1中継装置、21…処理装置、22…記憶装置、23…通信装置、24…ディスプレイ、25…入力装置、30…第2中継装置、40…第3中継装置、50…飛行体、60…ワイヤー、70…発信体、80…リール、81…算出装置、111…第1取得部、112…第2取得部、113…第3取得部、114…決定部、115…算出部、211…第1測定部、212…第2測定部、213…出力部、PR1、PR2…制御プログラム
REFERENCE SIGNS LIST 1
Claims (6)
前記飛行体の高度を決定するための測定期間において、前記中継装置が受信する前記第1無線信号の通信品質の程度を示す第1指標値を取得する第1取得部と、
前記測定期間において、前記第2無線信号の通信品質の程度を示す第2指標値を取得する第2取得部と、
前記第1指標値を取得した時点の前記飛行体の高度である第1指標値取得高度と、前記第2指標値を取得した時点の前記飛行体の高度である第2指標値取得高度とを取得する第3取得部と、
前記第1指標値取得高度と前記第1指標値との関係、及び前記第2指標値取得高度と前記第2指標値との関係に基づいて、前記中継装置を介した無線通信を行うための前記飛行体の高度を決定する決定部と、
を備え、
前記決定部が決定する前記飛行体の高度は、前記第1指標値が最高値である第1高度から、前記第2指標値が最高値である第2高度までの間のいずれかの高度である高度決定装置。 A relay device that receives a first radio signal conforming to a first communication system, converts the received first radio signal into a second radio signal conforming to a second communication system, and transmits the converted second radio signal to the ground. An altitude determination device for determining the altitude of a flying object equipped with
a first acquisition unit that acquires a first index value indicating a degree of communication quality of the first radio signal received by the relay device during a measurement period for determining the altitude of the flying object;
a second acquisition unit that acquires a second index value indicating the degree of communication quality of the second radio signal during the measurement period;
A first index value acquisition altitude , which is the altitude of the flying object when the first index value is acquired, and a second index value acquisition altitude , which is the altitude of the aircraft when the second index value is acquired a third acquisition unit that acquires
for performing wireless communication via the relay device based on the relationship between the first index value acquisition altitude and the first index value and the relationship between the second index value acquisition altitude and the second index value a determination unit that determines the altitude of the flying object;
with
The altitude of the flying object determined by the determination unit is any altitude between a first altitude at which the first index value is the maximum value and a second altitude at which the second index value is the maximum value. Some altitude determination device.
請求項1に記載の高度決定装置。 The altitude of the flying object determined by the determination unit is the altitude at which the first index value is the highest value within a range in which the second index value is equal to or greater than a predetermined value.
The altitude determination device according to claim 1 .
5. The altitude according to claim 4, wherein the third acquisition unit acquires, as the altitude of the flying object, the length of the wire drawn out from the reel, which is calculated by a calculation device provided in the reel on which the wire is wound. decision device.
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