WO2019194006A1 - 飛行体管理装置 - Google Patents

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WO2019194006A1
WO2019194006A1 PCT/JP2019/012468 JP2019012468W WO2019194006A1 WO 2019194006 A1 WO2019194006 A1 WO 2019194006A1 JP 2019012468 W JP2019012468 W JP 2019012468W WO 2019194006 A1 WO2019194006 A1 WO 2019194006A1
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wireless communication
communication device
airspace
base station
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山田　武史
陽平 大野
雄一朗 瀬川
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株式会社Ｎｔｔドコモ
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for assigning an airspace where a flying object flies to the flying object.
  • LTE specifies that the transmission power of a physical uplink channel is controlled based on a path loss between a radio base station (eNB) and a radio communication device (UE). Specifically, it is specified to control the transmission power of a physical uplink shared channel, specifically, PUSCH (Physical-Uplink-Shared-Channel) based on the path loss of the physical downlink channel (for example, non-patent Reference 1).
  • eNB radio base station
  • UE radio communication device
  • a wireless communication device that performs communication in the sky with good visibility in all directions, not on the ground, such as a wireless communication device mounted on an unmanned aircraft called a drone (hereinafter referred to as a specific wireless communication device) Exists.
  • the path loss of the physical downlink channel with the wireless base station is reduced. That is, in the specific wireless communication device, the received power of the physical downlink channel is increased. Furthermore, since one specific wireless communication device has good visibility with respect to a plurality of neighboring wireless base stations, the received power of the physical downlink channel from each wireless base station is increased. There arises a problem that radio signals of the physical downlink channel from the base station interfere with each other. As a result, there is a risk of adversely affecting communication between the radio base station and the radio communication device of the flying object connected to the radio base station.
  • the present invention uses at least a physical downlink channel as a specific unit that specifies a parameter related to communication quality of a radio communication device in a cell formed by each radio base station in units of airspace, and an aircraft that flies in each airspace.
  • An allocating unit that allocates a flying object having the wireless communication device for performing communication, and an interference airspace in which the number of wireless base stations in which the parameter specified by the specifying unit is a first range is a predetermined number or more Is provided with an assigning unit that restricts the assignment of the flying object.
  • the assigning unit may increase the number of flying objects assigned to the interference airspace as compared with the case of not relaxing the restriction.
  • the allocating unit may make the size of the interference airspace narrower than that in the case of not relaxing the restriction.
  • the allocating unit may allocate the flying object to the interference airspace when the wireless communication device included in the flying object has a small necessity to perform communication using a physical downlink channel.
  • the present invention it is possible to suppress adverse effects that occur in communication between a radio base station and a radio communication device of a flying object in an airspace where interference is caused by a radio signal from the radio base station.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a flight control system 1.
  • the flight control system 1 includes a plurality of flying bodies 10a and 10b such as drones, a plurality of wireless communication apparatuses 20a and 20b mounted on the flying bodies 10a and 10b, and a plurality of wireless communication apparatuses 30a used by users on the ground. , 30b, a network 90 including a plurality of radio base stations 40a, 40b, 40c, and an aircraft management apparatus 50 connected to the network 90.
  • the flying bodies 10a and 10b are collectively referred to as the flying body 10
  • the wireless communication devices 20a and 20b are collectively referred to as the wireless communication device 20
  • the wireless communication devices 30a and 30b are collectively referred to as the wireless communication device 30, and the wireless base station.
  • the stations 40a, 40b, and 40c are collectively referred to as a radio base station 40.
  • the flying object 10 physically includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an auxiliary storage device, a positioning unit for positioning its own position, and a wireless communication device 20.
  • a computer including a communication IF (Interface) to be connected, and a drive mechanism including various sensors, motors, rotor blades, and the like controlled by the computer.
  • the computer flies in the air by controlling the drive mechanism in accordance with a flight plan including the position of the airspace assigned to the flying object 10 and the passage time thereof.
  • the flying object 10 may be any device that can fly, and may be called, for example, UAS (UnmannedmannAircraft System).
  • a wireless communication system is constructed by the wireless communication devices 20 and 30 and the network 90 including the wireless base station 40.
  • This wireless communication system is, for example, a wireless communication system according to LTE (Long Term Term Evolution).
  • LTE Long Term Term Evolution
  • the radio communication devices 20 and 30 are called UEs, and the radio base station 40 is called an eNB.
  • An area capable of wireless communication with each of the wireless base stations 40 is called a cell.
  • the radio communication devices 20 and 30 located in each cell perform radio communication with the radio base station 40 that forms the cell.
  • the wireless communication device 30 used by a user on the ground performs wireless communication with the wireless base station 40 on the ground.
  • the radio communication device 20 mounted on the flying object 10 performs radio communication with the radio base station 40 not only on the ground but also in the sky (for example, an airspace of an altitude of 30 m or higher).
  • the flying object management device 50 is an information processing device that controls or manages the flight of the flying object 10.
  • the present embodiment is particularly characterized in the process in which the flying object management apparatus 50 assigns the airspace in which the flying object 10 flies to the flying object 10.
  • assigning an airspace to the flying object 10 means that the flying object management apparatus 50 uses the identification information of the flying object 10 and the identification information of the airspace in which the flying object 10 flies as the flight plan of the flying object 10. It is to store in association.
  • flight management of a flying object is shared by multiple systems such as FIMS (Flight Information Management System) and UASSP (UAS Service Provider Management Management System).
  • the flying object management apparatus 50 may be implemented by the plurality of systems described above, or may be implemented by any one system.
  • some functions such as a specific unit (communication status grasping function for each airspace) to be described later may be implemented by an apparatus different from general FIMS and UASSP.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration of the wireless communication device 20.
  • the wireless communication device 20 includes at least a CPU (Central Processing Unit) 201, a ROM (Read Only Memory) 202, a RAM (Random Access Memory) 203, an auxiliary storage device 204, and a communication IF 205.
  • the CPU 201 is a processor that performs various calculations.
  • the ROM 202 is a non-volatile memory that stores a program and data used for starting the wireless communication device 20, for example.
  • a RAM 203 is a volatile memory that functions as a work area when the CPU 201 executes a program.
  • the auxiliary storage device 204 is a non-volatile storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive), and stores programs and data used in the wireless communication device 20.
  • the communication IF 205 is an interface for performing communication via the network 90 according to LTE.
  • the wireless communication device 20 may include other configurations such as a display unit, an operation unit, or a voice input / output unit in addition to the configuration illustrated in FIG. Further, the hardware configuration of the wireless communication device 30 is the same as that of the wireless communication device 20, and thus the description thereof is omitted.
  • FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration of the flying object management apparatus 50.
  • the flying object management device 50 is a computer device having a CPU 501, a ROM 502, a RAM 503, an auxiliary storage device 504, and a communication IF 505.
  • the CPU 501 is a processor that performs various calculations.
  • the ROM 502 is a non-volatile memory that stores a program and data used for starting up the flying object management apparatus 50, for example.
  • the RAM 503 is a volatile memory that functions as a work area when the CPU 501 executes a program.
  • the auxiliary storage device 504 is a non-volatile storage device such as an HDD or an SSD, and stores programs and data used in the flying object management device 50.
  • the radio communication device 20a all of the physical downlink channel path loss from the radio base station 40a, the physical downlink channel path loss from the radio base station 40b, and the physical downlink channel path loss from the radio base station 40c are all. Becomes smaller. As a result, the physical downlink channel signal waves from these radio base stations 40a, 40b, and 40c interfere with each other, and in the radio communication device 20a that is connected to the radio base station 40a, the radio base station 40b that is not connected to the radio base station 40a. , 40c are interference sources. That is, in the radio communication device 20a, signal waves from the non-connection destination radio base stations 40b and 40c become interference waves with respect to signal waves from the connection destination radio base station 40a. Thereby, there is a possibility that an adverse effect may occur in communication between the radio base station 40a and the radio communication device 20a. In the present embodiment, adverse effects due to such interference are suppressed.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the functional configuration of the flying object management apparatus 50. As shown in FIG. Each function in the flying object management device 50 is performed by the CPU 501 executing predetermined software (program) to perform various calculations, and communication by the communication IF 505, and reading and / or writing of data in the ROM 502, RAM 503, and auxiliary storage device 504. It is realized by controlling.
  • predetermined software program
  • the tracking unit 51 stores the flight plan and records the identification information of the flying object 10 under the control of the flying object management device 50 and the flight status thereof.
  • the flight status includes the position where the flying object 10 is flying and the date and time at that position. These positions and times are notified to the flying object management apparatus 50 together with the identification information of the flying object 10 from the wireless communication apparatus 20 of the flying object 10 via the network 90.
  • the tracking unit 51 determines whether the position and date / time are within the flight plan of the flying object 10 and, based on the determination result, issues a flight instruction to the flying object 10 via the network 90 as necessary. .
  • the identifying unit 52 sets parameters related to the communication quality of the radio communication devices 20 and 30 in the cell formed by the radio base station 40 (for example, the path loss of the physical downlink channel from the radio base station 40 to the radio communication devices 20 and 30). Specify by unit.
  • Each airspace is, for example, an airspace previously divided according to a predetermined standard.
  • the assigning unit 53 determines the flight airspace to be assigned to the flying object 10. That is, the assigning unit 53 performs processing for assigning the flying object 10 to each airspace.
  • the allocating unit 53 has a path loss of the physical downlink channel to the radio base station 40 (for example, the radio communication device 20) in which the parameter specified by the specifying unit 52 is in a predetermined range meaning that the communication quality is good.
  • the allocation of the flying object 10 is limited to a specific airspace where the number of radio base stations 40) that are equal to or less than the threshold value is equal to or greater than a predetermined number (for example, two).
  • the allocating unit 53 suppresses the occurrence of the interference by limiting the allocation of the flying vehicle 10 equipped with the wireless communication device 20 in such an airspace.
  • the specifying unit 52 specifies a parameter related to the communication quality of the wireless communication device 20 in a cell formed by the wireless base station 40 in units of airspace (step S11).
  • this parameter is, for example, the path loss of the physical downlink channel from the radio base station 40 to the radio communication device 20.
  • a specific identification method is, for example, to fly the aircraft 10 equipped with the wireless communication device 20 on a trial basis so as to cover the entire airspace, and cause the wireless communication device 20 to acquire the path loss of the physical downlink channel in each airspace, There is a way to collect this.
  • simulation is performed based on the cell position and size of each radio base station 40, map information, and a predetermined radio wave propagation model, and path loss of a physical downlink channel in each airspace is predicted. There is also a method.
  • the allocating unit 53 has the possibility that the influence of the interference shown in FIG. 4 is applied to the airspace in which the radio base station 40 in which the parameter specified by the specifying unit 52 is in a predetermined range becomes more than a predetermined number (hereinafter, interference (Referred to as airspace) (step S12). Specifically, the allocating unit 53 sets an airspace in which there are two or more wireless base stations 40 such that the path loss of the physical downlink channel to the wireless communication device 20 of the flying object 10 is equal to or less than a threshold as an interference airspace. Identify.
  • the assigning unit 53 assigns the flying object 10 flying in the airspace to each airspace according to the desired flight contents previously applied by the operator of the flying object 10, and sets the flight path, the flight time, etc. A flight plan including this is created (step S13). This flight plan is stored in the tracking unit 51.
  • the allocation unit 53 associates the identification information of the flying object 10 with the identification information of the airspace in which the flying object 10 flies within this upper limit range, and writes these in the tracking unit 51 as a flight plan, thereby The aircraft 10 is assigned.
  • the opportunity of transmission of the physical downlink channel from the radio base stations 40b and 40c illustrated in FIG. 4 to the radio communication device 20 is reduced, and as a result, the influence of interference is suppressed.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • the embodiment described above may be modified as follows. Moreover, you may implement combining the following two or more modifications.
  • the allocating unit 53 is a cell including an interference airspace, and the parameter specified by the specifying unit 52 falls within the predetermined range (for example, there is a possibility that pre-interference occurs when the path loss value of the physical downlink channel is equal to or less than a threshold value.
  • the wireless communication device 20 may be assigned. These processes are equivalent to relaxing restrictions on the allocation of the aircraft 10. Note that the number of wireless communication devices 30 existing in the cell of the wireless base station 40 to which the wireless communication device 20 of the flying object 10 is connected and the amount of communication thereof may not be considered.
  • the allocation unit 53 may increase the number of radio communication devices 20 allocated to the interference airspace when the above condition is satisfied, rather than when the condition is not satisfied. Further, when the number of wireless communication devices 30 existing in the cell including the interference airspace or the amount of communication by the wireless communication device 30 is equal to or less than the threshold, the allocating unit 53 eliminates the interference airspace or sets the size thereof. The path loss threshold may be increased or decreased in the airspace. As a result, the interference airspace is reduced.
  • the assigning unit 53 determines the situation in which the number of wireless communication devices 30 located in the cell including the interference airspace or the amount of communication by the wireless communication device 30 is equal to or less than the threshold value.
  • the air vehicle 10 equipped with the radio communication device 20 may acquire the path loss of the physical downlink channel in each airspace by the radio communication device and collect it, or each radio base station You may grasp
  • the allocating unit 53 may allocate the flying object 10 to the interference airspace when the wireless communication device 20 included in the flying object 10 has a low need for communication using the physical downlink channel. For example, when the flying object 10 is a flying object having a function of autonomously avoiding a collision, or when it can be determined that the flying object 10 is capable of stable flight from the flight history or the like, the flying object 10 is Even if the interference with the wireless communication device 20 has occurred, flight control based on communication by the wireless communication device 20 is not essential, and thus there may be no major problem in the flight of the flying object 10 itself.
  • the assigning unit 53 assigns the flying object 10 to the interference airspace. Whether or not the wireless communication device 20 needs to perform communication using the physical downlink channel is small depending on whether the identification information of the wireless communication device 20 or the identification information of the flying object 10 having the wireless communication device 20 needs to be communicated. Stored in association with the necessity of sex, and may be determined based on the identification information of the wireless communication device 20 or the identification information of the flying object 10 having the wireless communication device 20.
  • the radio communication device 20 included in the flying object 10 may be any device that performs communication affected by interference, that is, at least communication using a physical downlink channel.
  • each functional block may be realized by one device physically and / or logically coupled, and two or more devices physically and / or logically separated may be directly and / or indirectly. (For example, wired and / or wireless) and may be realized by these plural devices.
  • each aspect / embodiment described in this specification includes LTE (Long Term Evolution), LTE-A (LTE-Advanced), SUPER 3G, IMT-Advanced, 4G, 5G, FRA (Future Radio Access), W -CDMA (registered trademark), GSM (registered trademark), CDMA2000, UMB (Ultra Mobile Broadband), IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, UWB (Ultra-WideBand) ), Bluetooth (registered trademark), other appropriate systems, and / or next-generation systems extended based on these systems.
  • each aspect / embodiment described in this specification may be changed.
  • the methods described herein present the elements of the various steps in an exemplary order and are not limited to the specific order presented.
  • Each aspect / embodiment described in this specification may be used independently, may be used in combination, or may be switched according to execution.
  • notification of predetermined information for example, notification of being “X”
  • notification of being “X” is not limited to explicitly performed, but is performed implicitly (for example, notification of the predetermined information is not performed). Also good.
  • system and “network” used in this specification are used interchangeably.
  • the information or parameters described in this specification may be represented by absolute values, may be represented by relative values from predetermined values, or may be represented by other corresponding information.
  • the radio resource may be indicated by an index.
  • the names used for the above parameters are not limited in any way. Further, mathematical formulas and the like that use these parameters may differ from those explicitly disclosed herein. Since various channels (eg, PUCCH, PDCCH, etc.) and information elements (eg, TPC, etc.) can be identified by any suitable name, the various names assigned to these various channels and information elements are However, it is not limited.
  • the function of the wireless communication apparatus for controlling the transmission power has been described by taking LTE channels, messages, or parameters as examples. In 3G and 5G, the above functions are used by using channels, messages, or parameters equivalent to these. Can be realized.
  • determining may encompass a wide variety of actions. “Decision” and “determination” are, for example, judgment (judging), calculation (calculating), calculation (processing), processing (deriving), investigating (investigating), searching (looking up) (for example, table , Searching in a database or another data structure), ascertaining that ascertaining has been “determined”, “determined”, and the like. In addition, “determination” and “determination” are reception (for example, receiving information), transmission (for example, transmitting information), input (input), output (output), and access. (Accessing) (for example, accessing data in a memory) may be considered as “determining” or “determining”.
  • determination and “determination” means that “resolving”, selection (selecting), selection (choosing), establishment (establishing), comparison (comparing), etc. are regarded as “determination” and “determination”. May be included. That is, “determination” and “determination” may include assuming that some operation is “determination” and “determination”.
  • the present invention may be provided as a flight control method or an information processing method including processing steps performed in the flight control system 1 or the flying object management apparatus 50. Further, the present invention may be provided as a program executed in the flying object 10 or the flying object management apparatus 50. Such a program may be provided in a form recorded on a recording medium such as an optical disc, or may be provided in a form such that the program is downloaded to a computer via a network such as the Internet, and the program can be installed and used. Is possible.
  • Software, instructions, etc. may be sent and received via a transmission medium.
  • software may use websites, servers, or other devices using wired technology such as coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair and digital subscriber line (DSL) and / or wireless technology such as infrared, wireless and microwave.
  • wired technology such as coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair and digital subscriber line (DSL) and / or wireless technology such as infrared, wireless and microwave.
  • DSL digital subscriber line
  • wireless technology such as infrared, wireless and microwave.
  • the channel and / or symbol may be a signal.
  • the signal may be a message.
  • the component carrier (CC) may be called a carrier frequency, a cell, or the like.
  • Flight control system 10: Aircraft, 20, 30: Wireless communication device, 201: CPU, 202: ROM, 203: RAM, 204: Auxiliary storage device, 205: Communication IF, 50: Aircraft management device, 51 : Tracking unit, 52: Identification unit, 53: Allocation unit, 501: CPU, 502: ROM, 503: RAM, 504: Auxiliary storage device, 505: Communication IF

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Abstract

無線基地局からの無線信号によって干渉が生じる空域における、無線基地局と飛行体の無線通信装置との通信に生じる悪影響を抑制する。　割り当て部（５３）は、各々の空域に対して、少なくとも物理下りリンクチャネルを用いた通信を行う無線通信装置を有する飛行体を割り当てる処理を行う。このとき、割り当て部（５３）は、特定部（５２）によって特定されたパラメータが、通信品質の良いことを意味する所定の第１の範囲となる無線基地局（例えば無線通信装置への物理下りリンクチャネルのパスロスが閾値以下となるような無線基地局）が所定数以上（例えば２つ）となる特定の空域に対しては、飛行体の割り当てを制限する。

Description

飛行体管理装置
　本発明は、飛行体が飛行する空域をその飛行体に割り当てるための技術に関する。
　3rd Generation Partnership Project（3GPP）は、Long Term Evolution（LTE）の更なる高速化を目的としてLTE-Advanced（以下、LTE-Advancedを含めてLTEという）を仕様化している。また、3GPPでは、さらに、5G（5th generation mobile communication system）などと呼ばれるLTEの後継システムの仕様が検討されている。
　LTEでは、無線基地局（eNB）と無線通信装置（UE）との間におけるパスロスに基づいて、物理上りリンクチャネルの送信電力を制御することが規定されている。具体的には、物理下りリンクチャネルのパスロスに基づいて、物理上りリンク共有チャネル、具体的には、PUSCH（Physical Uplink Shared Channel）の送信電力を制御することが規定されている（例えば、非特許文献１参照）。
GPP TS 36.213 V14.1.0 Subclause 5.1.1 Physical uplink sharedchannel, 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures (Release 14)、3GPP、2016年12月
　ところで、ドローンと呼ばれるような無人の飛行体に搭載された無線通信装置のように、地上ではなく、全方向において見通しがよい上空において通信を実行する無線通信装置（以下、特定無線通信装置という）が存在する。
　このような特定無線通信装置は、見通しが良好なため、無線基地局との間における物理下りリンクチャネルのパスロスが小さくなる。つまり、特定無線通信装置においては、物理下りリンクチャネルの受信電力が高くなる。さらに、１の特定無線通信装置からは、近隣の複数の無線基地局に対して見通しが良好なため、それぞれの無線基地局からの物理下りリンクチャネルの受信電力がいずれも高くなり、これらの無線基地局からの物理下りリンクチャネルの無線信号が相互に干渉し合うという問題が生じる。この結果、無線基地局と、その無線基地局に接続する、飛行体の無線通信装置との間の通信に悪影響が生じるおそれがある。
　本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、無線基地局からの無線信号によって干渉が生じる空域における、無線基地局と飛行体の無線通信装置との通信に生じる悪影響を抑制することを目的とする。
　本発明は、各無線基地局が形成するセルにおける無線通信装置の通信品質に関するパラメータを、空域単位で特定する特定部と、各々の前記空域を飛行する飛行体として、少なくとも物理下りリンクチャネルを用いた通信を行う前記無線通信装置を有する飛行体を割り当てる割り当て部であって、前記特定部によって特定された前記パラメータが第１の範囲となる無線基地局が所定数以上となる空域である干渉空域に対しては、前記飛行体の割り当てを制限する割り当て部とを備えることを特徴とする飛行体管理装置を提供する。
　前記割り当て部は、前記特定部によって特定されたパラメータが前記所定の範囲の前記無線基地局群のうち、前記飛行体が有する無線通信装置が接続する無線基地局以外の無線基地局が形成する無線セルに在圏する他の無線通信装置の数又は当該他の無線通信装置による通信の量が閾値以下の場合には、前記飛行体の割り当ての制限を緩和するようにしてもよい。
　前記割り当て部は、前記制限を緩和する場合には、前記干渉空域に割り当てる飛行体の数を、前記制限を緩和しない場合よりも多くするようにしてもよい。
　前記割り当て部は、前記制限を緩和する場合には、前記干渉空域の広さを、前記制限を緩和しない場合よりも狭くするようにしてもよい。
　前記割り当て部は、前記飛行体が有する前記無線通信装置が物理下りリンクチャネルを用いた通信を行う必要性が小さい場合は、当該飛行体を前記干渉空域に割り当てるようにしてもよい。
　本発明によれば、無線基地局からの無線信号によって干渉が生じる空域における、無線基地局と飛行体の無線通信装置との通信に生じる悪影響を抑制することが可能となる。
飛行制御システム１の構成の一例を示すブロック図である。 無線通信装置２０のハードウェア構成を示すブロック図である。 飛行体管理装置５０のハードウェア構成を示すブロック図である。 干渉が生じる原因を説明する図である。 飛行体管理装置５０の機能構成を示すブロック図である。 飛行体管理装置５０の動作の一例を示すフローチャートである。
構成
　図１は、飛行制御システム１の構成の一例を示す図である。飛行制御システム１は、ドローンなどの複数の飛行体１０ａ，１０ｂと、各飛行体１０ａ，１０ｂに搭載された複数の無線通信装置２０ａ，２０ｂと、地上のユーザが使用する複数の無線通信装置３０ａ，３０ｂと、複数の無線基地局４０ａ，４０ｂ，４０ｃを含むネットワーク９０と、ネットワーク９０に接続された飛行体管理装置５０とを備える。なお、以下では、飛行体１０ａ，１０ｂを飛行体１０と総称し、無線通信装置２０ａ，２０ｂを無線通信装置２０と総称し、無線通信装置３０ａ，３０ｂを無線通信装置３０と総称し、無線基地局４０ａ，４０ｂ，４０ｃを無線基地局４０と総称する。
　飛行体１０は、物理的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び補助記憶装置のほか、自身の位置を測位する測位ユニットや無線通信装置２０と接続される通信ＩＦ（Interface）等からなるコンピュータと、そのコンピュータにより制御される各種センサ、モータ及び回転翼等を含む駆動機構とを備える。飛行体１０において、コンピュータは、飛行体１０に割り当てられた空域の位置やその通過時刻等を含む飛行計画等に従って駆動機構を制御することで空中を飛行する。なお、飛行体１０は、飛行する装置であればよく、例えばUAS（Unmanned Aircraft System）とも呼ばれることもある。
　無線通信装置２０，３０と無線基地局４０を含むネットワーク９０とにより、無線通信システムが構築される。この無線通信システムは、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）に従った無線通信システムである。ＬＴＥにおいて、無線通信装置２０，３０はＵＥと呼ばれ、無線基地局４０はｅＮＢと呼ばれる。無線基地局４０の各々と無線通信可能なエリアはセルと呼ばれる。各セル内に居る（在圏する）無線通信装置２０，３０は、そのセルを形成する無線基地局４０と無線通信を行う。例えば、地上に居るユーザが利用する無線通信装置３０は、地上において無線基地局４０と無線通信を実行する。一方、飛行体１０に搭載された無線通信装置２０は、地上に限らず、上空（例えば、高度３０ｍ以上の空域）において無線基地局４０と無線通信を実行する。
　飛行体管理装置５０は、飛行体１０の飛行を制御又は管理する情報処理装置である。本実施形態では特に、飛行体管理装置５０が飛行体１０に対してその飛行体１０が飛行する空域を割り当てる処理に特徴がある。ここでいう、飛行体１０に空域を割り当てるとは、飛行体管理装置５０が、飛行体１０の飛行計画として、その飛行体１０の識別情報とその飛行体１０が飛行する空域の識別情報とを対応付けて記憶することである。なお、一般的に、飛行体の運航管理はFIMS（Flight Information Management System：運航管理統合システム）やUASSP（UAS Service Provider運航管理システム）等の複数システムで機能分担することになっているが、本実施形態に係る飛行体管理装置５０は、上記複数のシステムによって実装されてもよいし、何れか一つのシステムによって実装されてもよい。また、飛行体管理装置５０の機能のうち、後述する特定部（空域毎の通信状況把握機能）等の一部の機能は、一般的なFIMSやUASSPとは異なる装置によって実装されてもよい。
　図２は、無線通信装置２０のハードウェア構成を示す図である。無線通信装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３、補助記憶装置２０４、通信ＩＦ２０５を少なくとも有する。ＣＰＵ２０１は、各種の演算を行うプロセッサである。ＲＯＭ２０２は、例えば無線通信装置２０の起動に用いられるプログラム及びデータを記憶した不揮発性メモリである。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１がプログラムを実行する際のワークエリアとして機能する揮発性メモリである。補助記憶装置２０４は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性の記憶装置であり、無線通信装置２０において用いられるプログラム及びデータを記憶する。通信ＩＦ２０５は、ＬＴＥに従ってネットワーク９０を介した通信を行うためのインタフェースである。なお、無線通信装置２０は、図２に例示した構成以外に、例えば表示部や操作部或いは音声入出力部などの他の構成を含んでいてもよい。また、無線通信装置３０のハードウェア構成は、無線通信装置２０と同様であるため、説明を省略する。
　図３は、飛行体管理装置５０のハードウェア構成を示す図である。飛行体管理装置５０は、ＣＰＵ５０１、ＲＯＭ５０２、ＲＡＭ５０３、補助記憶装置５０４、及び通信ＩＦ５０５を有するコンピュータ装置である。ＣＰＵ５０１は、各種の演算を行うプロセッサである。ＲＯＭ５０２は、例えば飛行体管理装置５０の起動に用いられるプログラム及びデータを記憶した不揮発性メモリである。ＲＡＭ５０３は、ＣＰＵ５０１がプログラムを実行する際のワークエリアとして機能する揮発性メモリある。補助記憶装置５０４は、例えばＨＤＤ又はＳＳＤなどの不揮発性の記憶装置であり、飛行体管理装置５０において用いられるプログラム及びデータを記憶する。ＣＰＵ５０１がこのプログラムを実行することにより、後述する図５に示される機能が実現される。通信ＩＦ５０５は、所定の通信規格に従ってネットワーク９０を介した通信を行うためのインタフェースである。飛行体管理装置５０は、図３に例示した構成以外に、例えば表示部や操作部などの他の構成を含んでいてもよい。
　ここで、無線通信システムにおいて生じる通信の干渉について説明する。図４に示すように、無線通信装置２０ａは、上空を飛行する飛行体１０に搭載されているため、接続先の無線基地局４０ａとの見通し（実線矢印）が良好であるが、同時に、無線基地局４０ａの近隣にある無線基地局４０ｂ，４０ｃとの見通し（破線矢印）も良好となる。
　このため、無線通信装置２０ａでは、無線基地局４０ａからの物理下りリンクチャネルのパスロス、無線基地局４０ｂからの物理下りリンクチャネルのパスロス及び無線基地局４０ｃからの物理下りリンクチャネルのパスロスのいずれもが小さくなる。この結果、これらの無線基地局４０ａ，４０ｂ，４０ｃからの物理下りリンクチャネルの信号波が相互に干渉し合い、無線基地局４０ａに接続する無線通信装置２０ａにおいて、非接続先の無線基地局４０ｂ，４０ｃが干渉源となる。つまり、無線通信装置２０ａにおいて接続先の無線基地局４０ａからの信号波に対して、非接続先の無線基地局４０ｂ，４０ｃからの信号波が干渉波となる。これにより、無線基地局４０ａと無線通信装置２０ａとの間の通信に悪影響が生じるおそれがある。本実施形態では、このような干渉による悪影響を抑制する。
　図５は、飛行体管理装置５０の機能構成の一例を示す図である。飛行体管理装置５０における各機能は、ＣＰＵ５０１が所定のソフトウェア（プログラム）を実行して各種演算を行い、通信ＩＦ５０５による通信や、ＲＯＭ５０２、ＲＡＭ５０３及び補助記憶装置５０４におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することで実現される。
　図５において、トラッキング部５１は、飛行計画を記憶するとともに、飛行体管理装置５０の制御下にある飛行体１０の識別情報とその飛行状況を記録する。飛行状況には、飛行体１０が飛行している位置と、その位置における日時とが含まれている。これらの位置及び時は、飛行体１０の無線通信装置２０からネットワーク９０を介して飛行体１０の識別情報と共に飛行体管理装置５０に通知される。また、トラッキング部５１は、その位置及び日時が上記飛行体１０の飛行計画内であるかどうかを判断し、その判断結果に基づき、必要に応じてネットワーク９０経由で飛行体１０に対する飛行指示を行う。
　特定部５２は、無線基地局４０が形成するセルにおける無線通信装置２０，３０の通信品質に関するパラメータ（例えば、無線基地局４０から無線通信装置２０，３０への物理下りリンクチャネルのパスロス）を空域単位で特定する。個々の空域は例えば、予め所定の基準で区分された空域である。
　割り当て部５３は、飛行体１０に割り当てる飛行空域を決定する。つまり、割り当て部５３は、各々の空域に対して、飛行体１０を割り当てる処理を行う。このとき、割り当て部５３は、特定部５２によって特定されたパラメータが、通信品質の良いことを意味する所定の範囲となる無線基地局４０（例えば無線通信装置２０への物理下りリンクチャネルのパスロスが閾値以下となるような無線基地局４０）が所定数以上（例えば２つ）となる特定の空域に対しては、飛行体１０の割り当てを制限する。つまり、飛行体１０に搭載された無線通信装置２０への物理下りリンクチャネルのパスロスが閾値以下となるような、上空からの見通しの良い場所に無線基地局４０が複数ある場合には、無線通信装置２０を搭載した飛行体１０がその空域を飛行すると、図４に示すような干渉が生じる。そこで、割り当て部５３は、このような空域では、無線通信装置２０を搭載した飛行体１０の割り当てを制限することで、上記干渉の発生を抑制する。
　次に本実施形態の動作を説明する。図６において、特定部５２は、無線基地局４０が形成するセルにおける無線通信装置２０の通信品質に関するパラメータを空域単位で特定する（ステップＳ１１）。このパラメータは、前述したように、例えば無線基地局４０から無線通信装置２０への物理下りリンクチャネルのパスロスである。具体的な特定方法は、例えば無線通信装置２０を搭載した飛行体１０を全空域にわたって網羅するように試験的に飛行させ、各空域における物理下りリンクチャネルのパスロスを無線通信装置２０に取得させ、これを収集する方法がある。また別の方法としては、各無線基地局４０のセルの位置及びサイズと、地図情報と、所定の電波伝搬モデルとに基づいてシミュレーションを行い、各空域における物理下りリンクチャネルのパスロスを予測するという方法もある。
　割り当て部５３は、特定部５２によって特定されたパラメータが所定の範囲となる無線基地局４０が所定数以上となる空域を図４に示した干渉の影響が及ぶ可能性がある空域（以下、干渉空域という）として特定する（ステップＳ１２）。具体的には、割り当て部５３は、飛行体１０の無線通信装置２０への物理下りリンクチャネルのパスロスが閾値以下となるような無線基地局４０が２つ以上あるような空域を、干渉空域として特定する。
　そして、割り当て部５３は、飛行体１０の運行者から予め申請された飛行希望内容に応じて、各々の空域に対して当該空域を飛行する飛行体１０を割り当てて、飛行経路や飛行時期等を含む飛行計画を作成する（ステップＳ１３）。この飛行計画はトラッキング部５１に格納される。
　このとき、割り当て部５３は、上述したような干渉空域に対しては、飛行体１０の割り当てを制限する。具体的には、割り当て部５３は、干渉空域に対して割り当てる飛行体１０の数を、当該干渉空域以外の空域に対して割り当てる飛行体１０の数よりも制限する。例えば割り当て部５３は、干渉空域の単位体積当たりに対して割り当てる飛行体１０の数の上限をＵ１とし、当該干渉空域以外の空域の単位体積当たりに対して割り当てる飛行体１０の数の上限をＵ２（Ｕ１＜Ｕ２）とする。Ｕ１の最小値は０である。割り当て部５３は、この上限の範囲内で、飛行体１０の識別情報とその飛行体１０が飛行する空域の識別情報とを対応付け、これらを飛行計画としてトラッキング部５１に書き込むことで、空域に対する飛行体１０の割り当てを行う。これにより、図４に例示した、無線基地局４０ｂ，４０ｃから無線通信装置２０に対する物理下りリンクチャネルが送信する機会が減少し、その結果、干渉の影響が抑制される。
　以上説明した実施形態によれば、無線基地局４０からの無線信号によって干渉が生じる空域における、無線基地局４０と飛行体１０の無線通信装置２０との通信に生じる悪影響を抑制することが可能となる。
変形例
　本発明は、上述した実施形態に限定されない。上述した実施形態を以下のように変形してもよい。また、以下の２つ以上の変形例を組み合わせて実施してもよい。
変形例１
　割り当て部５３は、干渉空域を含むセルであって、特定部５２によって特定されたパラメータが上記所定の範囲となる（例えば物理下りリンクチャネルのパスロス値が閾値以下である、予干渉となる可能性が高い）無線基地局４０群のうち、飛行体１０が有する無線通信装置２０が接続する無線基地局４０以外の無線基地局４０が形成する無線セルに在圏する無線通信装置の数又は当該無線通信装置による通信の量が閾値以下の場合には、飛行体１０の割り当てにおける制限を緩和するようにしてもよい。干渉空域を含むセルに在圏している地上の無線通信装置３０がいない又は少ない場合、或いは、その通信量が無い又は少ない場合という条件を満たすときは、干渉空域に対して干渉回避機能の有無に関わらず無線通信装置２０を割り当てるようにしてもよい。これらの処理は、飛行体１０の割り当てにおける制限を緩和することに相当する。なお、飛行体１０が有する無線通信装置２０が接続する無線基地局４０のセルに在圏する無線通信装置３０の数やその通信量は考慮しなくてもよい。
　また、割り当て部５３は、上記の条件を満たすときは、その条件を満たさないときよりも、当該干渉空域に割り当てる無線通信装置２０の数を多くしてもよい。また、割り当て部５３は、干渉空域を含むセルに在圏する無線通信装置３０の数又は当該無線通信装置３０による通信の量が閾値以下の場合には、その干渉空域をなくす又はその大きさを小さくするとか、当該空域においてパスロスの閾値を大きくするようにしてもよい。これにより、干渉空域が縮小することになる。
　なお、割り当て部５３は、干渉空域を含むセルに在圏する無線通信装置３０の数又は当該無線通信装置３０による通信の量が閾値以下となるような状況を、特定部５２によるパラメータ特定と同様に、例えば無線通信装置２０を搭載した飛行体１０に各空域における物理下りリンクチャネルのパスロスを無線通信装置に取得させ、これを収集することで把握してもよいし、また、各無線基地局４０のセルの位置及びサイズと、地図情報と、所定の電波伝搬モデルとから把握してもよい。
変形例２
　割り当て部５３は、飛行体１０が有する無線通信装置２０が物理下りリンクチャネルを用いた通信を行う必要性が小さい場合は、当該飛行体１０を干渉空域に割り当てるようにしてもよい。例えば飛行体１０が自律的に衝突を回避する機能を備えた飛行体である場合や、飛行履歴等から安定的な飛行が可能な飛行体であると判断し得る場合には、飛行体１０が有する無線通信装置２０への干渉が発生したとしても、無線通信装置２０による通信に基づく飛行制御が必須ではないため、飛行体１０の飛行自体には大きな問題が無いことがある。このように飛行体１０が有する無線通信装置２０が物理下りリンクチャネルを用いた通信を行う必要性が小さい場合は、割り当て部５３は当該飛行体１０を干渉空域に割り当てる。無線通信装置２０が物理下りリンクチャネルを用いた通信を行う必要性が小さいか否かは、無線通信装置２０の識別情報又は、その無線通信装置２０を有する飛行体１０の識別情報が通信の必要性の要否と対応付けて記憶されており、無線通信装置２０の識別情報又は、その無線通信装置２０を有する飛行体１０の識別情報に基づいて判断すればよい。
変形例３
　本発明において、飛行体１０が有する無線通信装置２０は、干渉の影響が及ぶ通信、つまり少なくとも物理下りリンクチャネルを用いた通信を行う装置であればよい。
　上記実施の形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及び／又はソフトウェア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手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び／又は論理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的及び／又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的及び／又は間接的に（例えば、有線及び／又は無線）で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
　上記実施形態はＬＴＥの規格を例に挙げて説明したが、無線通信の規格はこれに限らず、例えば３Ｇや５Ｇ等の他の規格であってもよい。つまり、本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ　３Ｇ、ＩＭＴ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）、Ｗ－ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ　８０２．１１（Ｗｉ－Ｆｉ）、ＩＥＥＥ　８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ　８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
　本明細書で説明した各態様／実施形態の処理手順、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、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で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。
　本明細書で説明した各態様／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、明示的に行うものに限られず、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。
　本明細書で使用する「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。
　本明細書で説明した情報又はパラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスで指示されるものであってもよい。
　上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル（例えば、ＰＵＣＣＨ、ＰＤＣＣＨなど）及び情報要素（例えば、ＴＰＣなど）は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的なものではない。例えば無線通信装置が送信電力を制御する機能について、ＬＴＥにおけるチャネル、メッセージ或いはパラメータを例に挙げて説明したが、３Ｇや５Ｇにおいてはこれらと同等のチャネル、メッセ―ジ或いはパラメータを用いて上記機能を実現することができる。
　本明細書で使用する「判定（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。「判定」、「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）（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「判定」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判定」、「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「判定」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判定」、「決定」は、解決（resolving）、選択（selecting）、選定（choosing）、確立（establishing）、比較（comparing）などした事を「判定」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判定」「決定」は、何らかの動作を「判定」「決定」したとみなす事を含み得る。
　本発明は、飛行制御システム１や飛行体管理装置５０において行われる処理のステップを備える飛行制御方法又は情報処理方法として提供されてもよい。また、本発明は、飛行体１０又は飛行体管理装置５０において実行されるプログラムとして提供されてもよい。かかるプログラムは、光ディスク等の記録媒体に記録した形態で提供されたり、インターネット等のネットワークを介して、コンピュータにダウンロードさせ、これをインストールして利用可能にするなどの形態で提供されたりすることが可能である。
　ソフトウェア、命令などは、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、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線（ＤＳＬ）などの有線技術及び／又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術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／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
　本明細書で説明した情報、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。
　本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び／又はシンボルは信号（シグナル）であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア（ＣＣ）は、キャリア周波数、セルなどと呼ばれてもよい。
　本明細書で使用する「第１の」、「第２の」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量又は順序を全般的に限定するものではない。これらの呼称は、２つ以上の要素間を区別する便利な方法として本明細書で使用され得る。したがって、第１及び第２の要素への参照は、２つの要素のみがそこで採用され得ること、又は何らかの形で第１の要素が第２の要素に先行しなければならないことを意味しない。
　上記の各装置の構成における「手段」を、「部」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。
　「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、及びそれらの変形が、本明細書或いは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書或いは特許請求の範囲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。
　本開示の全体において、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、これらの冠詞は、文脈から明らかにそうではないことが示されていなければ、複数のものを含むものとする。
　以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明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することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
１：飛行制御システム、１０：飛行体、２０，３０：無線通信装置、２０１：ＣＰＵ、２０２：ＲＯＭ、２０３：ＲＡＭ、２０４：補助記憶装置、２０５：通信ＩＦ、５０：飛行体管理装置、５１：トラッキング部、５２：特定部、５３：割り当て部、５０１：ＣＰＵ、５０２：ＲＯＭ、５０３：ＲＡＭ、５０４：補助記憶装置、５０５：通信ＩＦ

Claims (4)

  1. 　各無線基地局が形成するセルにおける無線通信装置の通信品質に関するパラメータを、空域単位で特定する特定部と、
    　各々の前記空域を飛行する飛行体として、少なくとも物理下りリンクチャネルを用いた通信を行う前記無線通信装置を有する飛行体を割り当てる割り当て部であって、前記特定部によって特定された前記パラメータが所定の範囲となる無線基地局が所定数以上となる空域である干渉空域に対しては、前記飛行体の割り当てを制限する割り当て部と
    　を備えることを特徴とする飛行体管理装置。
  2. 　前記割り当て部は、
    　前記特定部によって特定されたパラメータが前記所定の範囲の前記無線基地局群のうち、前記飛行体が有する無線通信装置が接続する無線基地局以外の無線基地局が形成する無線セルに在圏する他の無線通信装置の数又は当該他の無線通信装置による通信の量が閾値以下の場合には、前記飛行体の割り当ての制限を緩和する、又は前記干渉空域を縮小する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の飛行体管理装置。
  3. 　前記割り当て部は、
    　前記制限を緩和する場合には、前記干渉空域に割り当てる飛行体の数を、前記制限を緩和しない場合よりも多くする
    　ことを特徴とする請求項２に記載の飛行体管理装置。
  4. 　前記割り当て部は、
    　前記飛行体が有する前記無線通信装置が物理下りリンクチャネルを用いた通信を行う必要性が小さい場合は、当該飛行体を前記干渉空域に割り当てる
    　ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の飛行体管理装置。
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