WO2020059505A1 - 通信装置、制御装置、通信方法及び通信プログラム - Google Patents

通信装置、制御装置、通信方法及び通信プログラム Download PDF

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WO2020059505A1
WO2020059505A1 PCT/JP2019/034862 JP2019034862W WO2020059505A1 WO 2020059505 A1 WO2020059505 A1 WO 2020059505A1 JP 2019034862 W JP2019034862 W JP 2019034862W WO 2020059505 A1 WO2020059505 A1 WO 2020059505A1
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WO
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communication
unit
monitoring
time zone
predetermined
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PCT/JP2019/034862
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彰則 町田
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Ｈａｐｓモバイル株式会社
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/0231—Traffic management, e.g. flow control or congestion control based on communication conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18502—Airborne stations
    • H04B7/18504—Aircraft used as relay or high altitude atmospheric platform
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/06—Airborne or Satellite Networks

Definitions

  • the present invention relates to a communication device, a control device, a communication method, and a communication program.
  • Patent Document 1 reduces the communication area by changing the tilt angle of the antenna of the base station when there are many terminals in the communication area of the base station, while reducing the antenna of the adjacent base station.
  • the load on the base station is controlled by changing the tilt angle to expand the communication area.
  • HAPS High AltitudeuPlatform System
  • the present invention has an object to provide a communication device, a control device, a communication method, and a communication program that can flexibly operate a radio station even when the radio station is mounted on an aircraft.
  • the communication device includes a clock unit that measures time, a communication unit that communicates with a plurality of wireless terminals in a predetermined communication area, a power monitoring unit that monitors power consumption of the communication unit, and the communication unit.
  • a communication speed monitoring unit that monitors a communication speed of communication, a communication amount monitoring unit that monitors a communication amount of communication performed by the communication unit, a power consumption that is monitored by the power monitoring unit, and clocking by the clock unit.
  • a time zone specifying unit that specifies a time zone in which the communication speed of the communication unit is lower than a predetermined communication speed, and when the current time measured by the clock unit is the time zone specified by the time zone specifying unit,
  • the traffic volume monitored by the traffic volume monitoring unit is As equal to or less than a predetermined amount of communication that is allowed by the communication unit, and a control unit for narrowing the communication area of the communication unit.
  • the time zone identification unit determines that the communication amount of the communication unit is the predetermined communication amount based on the communication amount monitored by the communication amount monitoring unit and the time measured by the clock unit. Identify additional time periods.
  • the control unit when the current time measured by the clock unit is in a time zone exceeding the predetermined traffic volume specified by the time zone specifying unit, the traffic volume monitored by the traffic volume monitoring unit is The communication area of the communication unit is narrowed so as to be equal to or less than a predetermined communication amount.
  • control unit specifies in advance an area with a large number of wireless terminals, sets a communication area excluding the specified area in advance, and narrows the communication area of the communication unit based on the setting.
  • control unit sets a plurality of communication areas excluding the specified area, and applies any one of the plurality of settings according to the current time measured by the clock unit. Reduce the area.
  • the communication unit is arranged on an aircraft that stays above a predetermined area.
  • the control device includes a clock unit that measures time, a power monitoring unit that monitors power consumption when communication is performed, a communication speed monitoring unit that monitors a communication speed of communication performed, and a communication that performs communication.
  • the communication amount monitoring unit that monitors the communication amount, the power consumption monitored by the power monitoring unit, and the time measured by the clock unit, the power consumption when communication is performed is a predetermined power. Over time, and, based on the communication speed monitored by the communication speed monitoring unit and the time measured by the clock unit, the time period when the communication speed when communication is performed is lower than the predetermined communication speed.
  • the time zone identification unit to be specified and the current time measured by the clock unit are in the time zone identified by the time zone identification unit, the communication amount monitored by the communication amount monitoring unit performs communication. Traffic below the specified As such, and a control unit for narrowing the communication area when the communication is performed.
  • the communication method includes: a computer provided with a communication unit that communicates with a plurality of wireless terminals in a predetermined communication area; a time measurement step of measuring time; a power monitoring step of monitoring power consumption of the communication unit; A communication speed monitoring step of monitoring a communication speed of the communication unit, a communication traffic monitoring step of monitoring a communication traffic of the communication performed by the communication unit, a power consumption monitored by the power monitoring step, and time counting by the timing step.
  • the communication program has a computer, a clock function for measuring time, a communication function for communicating with a plurality of wireless terminals in a predetermined communication area, a power monitoring function for monitoring power consumption of the communication function, and a communication function.
  • a communication speed monitoring function for monitoring a communication speed of the communication function, a communication traffic monitoring function for monitoring a communication traffic of the communication performed by the communication function, a power consumption monitored by the power monitoring function, and a clock time by the clock function.
  • a communication device a control device, a communication method, and a communication program that can flexibly operate a communication unit even when the communication unit is mounted on an aircraft.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a communication device according to an embodiment.
  • A is a flowchart explaining an example for specifying a time zone in which the power consumption of the first communication unit exceeds a predetermined amount of power.
  • B is a flowchart illustrating an example for specifying a time zone in which the communication amount of the first communication unit exceeds a predetermined communication amount. It is a flowchart explaining an example when narrowing the communication area of the 1st communication part.
  • A) is a diagram for explaining the relationship between the traffic of the first communication unit and time.
  • B is a diagram for describing an example of a case where the communication area of the first communication unit is narrowed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a communication device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a communication device according to an embodiment.
  • the communication device 1 illustrated in FIG. 2 includes a first communication unit 11 and a control device 21.
  • the first communication unit 11 corresponds to an embodiment of a “communication unit” of the present invention.
  • the first communication unit 11 is provided to the aircraft 100 (see FIG. 1) that is flying above a predetermined area. As an example, the aircraft 100 stays at an altitude of about 20 km, and constitutes a HAPS (High ⁇ Altitude ⁇ Platform ⁇ System) on which at least the first communication unit 11 is mounted.
  • the aircraft 100 is, for example, an airplane, an airship, a balloon, a drone, or the like.
  • the first communication unit 11 communicates with the wireless terminal 51 using mobile communication technology.
  • the wireless terminal 51 is, for example, a mobile phone, a smartphone, a tablet terminal, or the like.
  • the first communication unit 11 communicates with a plurality of ground wireless terminals 51 in a predetermined communication area.
  • the first communication unit 11 may have, for example, a configuration including some or all of the functions of a base station arranged on the ground.
  • the communication area of the first communication unit 11 includes, for example, a plurality of cells.
  • the first communication unit 11 changes the size of the communication area (footprint) by performing beamforming based on the adjustment of the antenna corresponding to each cell and the like. That is, the first communication unit 11 can reduce the communication area.
  • the first communication unit 11 performs wireless communication with a second communication unit 22 of the control device 21 described later.
  • the control device 21 includes a second communication unit 22, a clock unit 23, a power monitoring unit 24, a communication speed monitoring unit 25, a traffic monitoring unit 26, a time zone identification unit 27, and a control unit 28.
  • the control device 21 is, for example, a server or a computer.
  • the control device 21 is disposed, for example, on the ground. In the present embodiment, a configuration in which the control device 21 is disposed on the ground will be described.
  • the clock unit 23, the second communication unit 22, the time zone identification unit 27, and the control unit 28 are disposed on the ground, and the power monitoring unit 24, the communication speed monitoring unit 25, and the communication amount monitoring unit 26
  • Various configurations, such as a configuration arranged in the may be used. Note that the second communication unit 22 and the control unit 28 are preferably arranged on the ground.
  • the second communication unit 22 performs wireless communication with the first communication unit 11.
  • the clock unit 23 has a clock function for measuring time.
  • the power monitoring unit 24 monitors the power consumption of the first communication unit 11.
  • the power monitoring unit 24 monitors the power consumption of the first communication unit 11 in real time or at predetermined intervals, for example. For example, when the communication amount between the first communication unit 11 and the wireless terminal 51 increases, the power consumption of the first communication unit 11 increases.
  • the power monitoring unit 24 monitors such power consumption of the first communication unit 11.
  • the power monitoring unit 24 may monitor the power consumption of the entire configuration mounted on the aircraft 100.
  • the communication speed monitoring unit 25 monitors the communication speed of the communication performed by the first communication unit 11.
  • the communication speed monitoring unit 25 monitors the communication speed of communication with the plurality of wireless terminals 51 and the like performed by the first communication unit 11 in real time or at predetermined time intervals, for example. For example, when the communication performed by the first communication unit 11 and the wireless terminal 51 increases, the communication speed of the communication performed by the first communication unit 11 decreases.
  • the communication speed monitoring unit 25 monitors the communication speed of the first communication unit 11 as described above.
  • the traffic monitoring unit 26 monitors the traffic of the communication performed by the first communication unit 11. That is, the traffic monitoring unit 26 monitors the traffic when the first communication unit 11 and the wireless terminal 51 communicate with each other.
  • the time zone specifying unit 27 specifies a time zone in which the power consumption of the first communication unit 11 exceeds a predetermined power based on the power consumption monitored by the power monitoring unit 24 and the time measured by the clock unit 23. I do.
  • the time zone identifying unit 27 is a time zone in which the communication speed of the first communication unit 11 is lower than the predetermined communication speed based on the communication speed monitored by the communication speed monitoring unit 25 and the time measured by the clock unit 23. To identify.
  • the predetermined power is predetermined so as to be a numerical value less than the power generated by the aircraft 100.
  • the predetermined communication speed for example, a numerical value that does not cause congestion in communication by the first communication unit 11 and / or a numerical value that does not cause the user of the wireless terminal 51 to feel uncomfortable with the communication speed.
  • the time zone identification unit 27 sets the time around 12:00 and around 21:00 as the first time.
  • the time period in which the power consumption of the communication unit 11 exceeds the predetermined power is specified.
  • the time zone identification unit 27 determines that the power consumed by the first communication unit 11 is, for example, a predetermined power in the time zone of 12: 00-13: 00 and the time zone of 20: 00-23: 00. If the power consumption exceeds the predetermined power, the time zone of 12: 00-13: 00 and the time zone of 20: 00-23: 00 are specified as the time zone in which the power consumption of the first communication unit 11 exceeds the predetermined power.
  • the time zone identification unit 27 performs the same operation as the case of the power consumption monitored by the power monitoring unit 24 described above. Then, specify the time zone.
  • the time zone identifying unit 27 determines that the communication amount of the first communication unit 11 exceeds a predetermined communication amount based on the communication amount monitored by the communication amount monitoring unit 26 and the time measured by the clock unit 23. Further identify the time zone.
  • the time zone specifying unit 27 specifies a time zone in which the traffic volume of the first communication unit 11 increases.
  • a numerical value at which the communication amount of the first communication unit 11 becomes less than the allowable communication amount limit (capacity limit) is predetermined.
  • the time zone identification unit 27 determines that the communication amount of the first communication unit 11 exceeds a predetermined communication amount around 12:00 and 21:00, for example, or 12: 00-13. A time period in which the communication amount of the first communication unit 11 exceeds the predetermined communication amount, such as exceeding a predetermined communication amount in the time period of 2:00 and 20: 00-23: 00.
  • the monitoring by the communication speed monitoring unit 25, or the monitoring of the traffic by the traffic monitoring unit 26 data is acquired based on monitoring the power, the communication speed or the traffic for a predetermined period in advance. ing.
  • the time zone identification unit 27 identifies in advance the time zone in which the power or the communication amount exceeds the reference and the time zone in which the communication speed is below the reference, based on the data acquired as described above.
  • the control unit 28 allows the first communication unit 11 to allow the traffic monitored by the traffic monitoring unit 26.
  • the communication area of the first communication unit 11 is narrowed so as to be equal to or less than the predetermined communication amount.
  • the control unit 28 specifies in advance an area where the number of wireless terminals 51 is large, sets a communication area excluding the specified area in advance, and narrows the communication area of the first communication unit 11 based on the setting.
  • the area where the number of wireless terminals 51 is large is specified in advance based on, for example, the population distribution of each 1 km square surveyed in advance and the electric field strength when the base station arranged on the ground communicates with the wireless terminal 51. I have.
  • a communication area excluding an area where a large number of wireless terminals 51 are specified in advance is set in advance.
  • the control unit 28 narrows the communication area (footprint) of the first communication unit 11 based on the setting.
  • the control unit 28 increases the communication to the first communication unit 11; It is assumed that the communication may be congested and the power consumption of the first communication unit 11 may exceed a predetermined power.
  • the first communication unit 11 is controlled so that the communication area becomes the set communication area.
  • the predetermined communication amount permitted by the first communication unit 11 is, for example, a predetermined value less than the capacity limit of the communication amount of the first communication unit 11.
  • the control unit 28 can narrow the communication area of the first communication unit 11 according to the time zone. That is, the communication area excluding the area where the number of wireless terminals 51 specified in advance is large is set in the control unit 28 in advance according to the time zone. Then, the control unit 28 may narrow the communication area of the first communication unit 11 by applying a setting according to the current time measured by the clock unit 23.
  • the control unit 28 monitors the traffic volume monitored by the traffic monitoring unit 26.
  • the communication area of the first communication unit 11 is narrowed so that is less than or equal to a predetermined communication amount.
  • a communication area excluding an area where the number of wireless terminals 51 specified in advance is large is set in the control unit 28 in advance.
  • the control unit 28 may possibly cause the communication amount of the first communication unit 11 to exceed the predetermined communication amount.
  • the first communication unit 11 is controlled such that the communication area of the first communication unit 11 becomes equal to or less than a predetermined communication amount so that the communication area becomes a predetermined communication area.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining an example of specifying a time zone.
  • FIG. 3A is a flowchart illustrating an example for specifying a time zone in which the power consumption of the first communication unit exceeds a predetermined amount of power.
  • FIG. 3B is a flowchart illustrating an example for specifying a time zone in which the communication amount of the first communication unit exceeds a predetermined communication amount.
  • step S11 the power monitoring unit 24 monitors the power consumption of the first communication unit 11.
  • the power monitoring unit 24 monitors the power consumption of the first communication unit 11 based on information on power consumption transmitted from the first communication unit 11 at predetermined time intervals or in real time, for example.
  • the process of step S11 is performed, for example, for a predetermined period.
  • step S12 the communication speed monitoring unit 25 monitors the communication speed of the communication performed by the first communication unit 11.
  • the communication speed monitoring unit 25 communicates between the first communication unit 11 and the plurality of wireless terminals 51 based on information on the communication speed transmitted from the first communication unit 11 at predetermined time intervals or in real time, for example. Monitor the communication speed of The process of step S12 is performed, for example, for a predetermined period. The order of execution of the processing of step S11 and the processing of step S12 may be reversed.
  • step S13 based on the power consumption monitored in step S11 and the time measured by the clock unit 23, the time period identification unit 27 determines a time period in which the power consumption of the first communication unit 11 exceeds the predetermined power. To identify. Further, the time zone identification unit 27 determines a time zone in which the communication speed of the first communication unit 11 becomes lower than the predetermined communication speed based on the communication speed monitored in step S12 and the time measured by the clock unit 23. To identify. When the time zone is specified, the time zone specifying unit 27 stores information on the specified time zone in a storage unit (not illustrated). For example, since the processing of step S11 and the processing of step S12 are performed for a predetermined period, the time period specifying unit 27 can specify the time period based on the data of the predetermined period. After step S13, the process ends.
  • step S21 the traffic monitoring unit 26 monitors the traffic of the communication performed by the first communication unit 11. For example, the traffic monitoring unit 26 monitors the traffic of the first communication unit 11 based on information on the traffic transmitted from the first communication unit 11 at predetermined time intervals or in real time. The process of step S21 is performed, for example, for a predetermined period.
  • step S22 based on the communication amount monitored in step S21 and the time measured by the clock unit 23, the time zone identification unit 27 determines the time period during which the communication amount of the first communication unit 11 exceeds the predetermined communication amount. Identify the obi.
  • the time zone specifying unit 27 stores information on the specified time zone in a storage unit (not illustrated). For example, since the process of step S21 is performed for a predetermined period, the time period specifying unit 27 can specify the time period based on the data of the predetermined period. After step S22, the process ends.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a case where the communication area of the first communication unit is reduced.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a case where the communication area of the first communication unit is reduced.
  • FIG. 5A is a diagram for explaining the relationship between the traffic of the first communication unit and the time.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a case where the communication area of the first communication unit is reduced.
  • step S31 the control unit 28 determines whether or not the current time measured by the clock unit 23 has reached the predetermined time period specified in steps S13 and S22.
  • Time zones in which the traffic exceeds the predetermined traffic are time zones T1 and T2 in the example shown in FIG. 5A.
  • the time zone T1 is a time zone of about 12: 00-13: 00.
  • the time zone T2 is a time zone of approximately 20: 00-23: 00. Therefore, for example, the time zones specified in step S13 and step S22 are time zone T1 and time zone T2.
  • the control unit 28 determines that the predetermined time zone has been reached when the current time is in the specified time zone or when the current time is approaching the specified time zone. In this case, the process proceeds to step S32. On the other hand, when the control unit 28 determines that the current time is not in the predetermined time zone, the control unit 28 performs the determination in step S31 again.
  • step S32 the control unit 28 controls the first communication unit 11 to reduce the communication area (footprint) of the first communication unit 11.
  • the communication area of the first communication unit 11 mounted on the aircraft 100 includes an urban area UR and a surrounding area of the urban area. Since it is specified in advance that there are many wireless terminals 51 in the urban area UR, by excluding the urban area UR from the communication area A1 of the first communication unit 11, the first communication unit 11 It is possible to continue communication with the communication device 51.
  • only a part of the plurality of cells C constituting the communication area A1 includes the urban area UR, so that only the footprint of the cell C1 is narrowed. And C2.
  • the wireless terminal 51 existing in the urban area UR can continue communication with the base station on the ground.
  • the control unit 28 has in advance information on a narrow communication area when the urban area is excluded from the communication area of the first communication unit 11. For this reason, the control unit 28 can narrow the communication area of the first communication unit 11 by transmitting information about the narrow communication area to the first communication unit 11 via the second communication unit 22. .
  • the first communication unit 11 can have information on the above-described narrow communication area in advance.
  • the first communication unit 11 can narrow the communication area based on a control signal transmitted from the control device 21 under the control of the control unit 28.
  • the communication device 1 includes a power monitoring unit 24 that monitors the power consumption of the first communication unit 11, a communication speed monitoring unit 25 that monitors the communication speed of communication performed by the first communication unit 11, and a first communication unit 11.
  • the power consumption of the first communication unit 11 is determined based on the communication amount monitoring unit 26 that monitors the communication amount of the communication to be performed, the power consumption monitored by the power monitoring unit 24, and the time measured by the clock unit 23.
  • the communication speed of the first communication unit 11 determines the predetermined communication speed based on the time period exceeding the predetermined power, the communication speed monitored by the communication speed monitoring unit 25, and the time measured by the clock unit 23.
  • the traffic volume monitored by the traffic volume monitoring unit 26 is specified. Is less than a predetermined amount of communication allowed by the first communication unit 11.
  • One communication unit 11 can be operated flexibly.
  • the time zone identification unit 27 of the communication device 1 determines that the communication amount of the first communication unit 11 is a predetermined communication amount based on the communication amount monitored by the communication amount monitoring unit 26 and the time measured by the clock unit 23.
  • the time zone exceeding is further specified.
  • the control unit 28 monitors the communication monitored by the traffic monitoring unit 26.
  • the communication area of the first communication unit 11 is reduced so that the amount becomes equal to or less than a predetermined communication amount. Since the communication device 1 specifies in advance the time period during which the communication amount of the first communication unit 11 increases, the communication amount of the first communication unit 11 is allowed when the current time reaches the specified time period.
  • the communication area of the first communication unit 11 can be reduced so that the communication amount is equal to or less than the communication amount.
  • the communication device 1 does not cause the power consumption of the first communication unit 11 to exceed the allowable power due to the increase in the communication amount of the first communication unit 11, and the first communication unit Since the communication speed of the communication performed at 11 does not fall below the allowable communication speed, the first communication unit 11 can be operated flexibly.
  • the control unit 28 of the communication device 1 specifies in advance an area where the number of wireless terminals 51 is large, sets a communication area excluding the specified area in advance, and narrows the communication area of the first communication unit 11 based on the setting. .
  • the communication device 1 can prevent the power consumption of the first communication unit 11 from exceeding the allowable power by excluding the area where the number of wireless terminals 51 is large, such as an urban area, from the communication area. It is possible to prevent the communication speed of the communication performed by the unit 11 from falling below the allowable communication speed. Therefore, the communication device 1 can flexibly operate the first communication unit 11 even when the communication area of the first communication unit 11 includes an urban area.
  • the control unit 28 of the communication device 1 sets a plurality of communication areas excluding the area specified as having a large number of wireless terminals 51, and applies any one of the plurality of settings according to the current time measured by the clock unit 23. As a result, the communication area of the first communication unit 11 is reduced.
  • the communication device 1 can exclude an area where the number of wireless terminals 51 is large from the communication area even when an area where the number of wireless terminals 51 is large changes according to the time zone. Therefore, the first communication unit 11 can be operated flexibly.
  • the first communication unit 11 of the communication device 1 is arranged on an aircraft 100 that is flying above a predetermined area. That is, the communication device 1 uses the HAPS technology in which the first communication unit 11 is mounted on the aircraft 100. Thereby, the communication device 1 can increase the communication area as compared with the base station arranged on the ground. Also, even when the communication area includes the urban area and the surrounding area of the urban area in the communication area, the communication apparatus 1 moves from the communication area to the urban area during the time when the power consumption of the first communication unit 11 may increase. Since it is excluded, the first communication unit 11 can be continuously operated.
  • the communication device 1 can include an urban area in the communication area, even if the wireless terminal 51 is in an environment where it is difficult to communicate with a base station on the ground, such as an alley in an urban area, the first communication unit 11 can be communicated. Further, in the communication device 1, by setting the first communication unit 11 to be an airborne station, the amount of traffic that can be processed by the first communication unit 11 per unit area of the communication area becomes relatively small. Therefore, the communication device 1 specifies a time zone in which there is a possibility of congestion due to excessive traffic concentration on the first communication unit 11. Therefore, when the current time reaches the specified time zone, the first communication unit 11 Communication area can be narrowed.
  • the communication device 1 can avoid the communication speed of the first communication unit 11 from being extremely reduced, and can also supply the first communication unit 11 to the first communication unit 11 at night when external power such as solar power generation cannot be received. Even if there is excessive traffic concentration, it is possible to avoid power consumption more than expected.
  • the control device 21 includes a power monitoring unit 24 that monitors power consumption when communication is performed, a communication speed monitoring unit 25 that monitors a communication speed of communication performed, and a communication amount of communication performed. Based on the power consumption monitored by the power monitoring unit 24 and the time measured by the clock unit 23, a time period in which the power consumption when communication is performed exceeds a predetermined power, And a time period for specifying a time period during which communication speed is lower than a predetermined communication speed based on the communication speed monitored by the communication speed monitoring unit 25 and the time measured by the clock unit 23.
  • the current time measured by the specifying unit 27 and the clock unit 23 becomes the time zone specified by the time zone specifying unit 27, the traffic monitored by the traffic monitoring unit 26 is permitted when the communication is performed.
  • control unit 28 for narrowing the communication area when the communication is performed, a.
  • the control device 21 can reduce the communication area of the first communication unit 11 so that the communication amount when performing communication becomes equal to or less than the allowable communication amount. . Thereby, the control device 21 does not cause the power consumption of the first communication unit 11 mounted on the aircraft 100 to exceed the allowable power, and does not cause traffic concentration in the first communication unit 11. Control that allows the first communication unit 11 to operate flexibly can be performed.
  • the communication method includes: a computer including the first communication unit 11 that communicates with a plurality of wireless terminals 51 in a predetermined communication area; a time measuring step for measuring time; and a power monitoring for monitoring power consumption of the first communication unit 11. Step, a communication speed monitoring step of monitoring the communication speed of the first communication unit 11, a communication traffic monitoring step of monitoring the communication traffic of the communication performed by the first communication unit 11, and a power consumption monitored by the power monitoring step. And a time period in which the power consumption of the first communication unit 11 exceeds a predetermined power, a communication speed monitored in the communication speed monitoring step, and a time measured in the time counting step.
  • the communication area of the first communication unit 11 is controlled so that the communication amount monitored in the communication amount monitoring step is equal to or less than a predetermined communication amount permitted by the first communication unit 11.
  • a control step of narrowing In the communication method, since the time zone in which the power consumption of the first communication unit 11 increases and the time zone in which the communication speed of the communication performed by the first communication unit 11 decreases are specified in advance, the time zone in which the current time is specified is specified.
  • the communication area of the first communication unit 11 can be reduced so that the communication amount of the first communication unit 11 becomes equal to or less than the allowable communication amount. Accordingly, in the communication method, the power consumption of the first communication unit 11 does not exceed the allowable power, and the communication speed of the communication performed by the first communication unit 11 does not fall below the allowable communication speed. Therefore, the first communication unit 11 can be operated flexibly.
  • the communication program provides a computer with a clock function for measuring time, a communication function for communicating with a plurality of wireless terminals 51 within a predetermined communication area, a power monitoring function for monitoring power consumption of the communication function, and a communication function.
  • a communication speed monitoring function that monitors the communication speed, a communication amount monitoring function that monitors the amount of communication performed by the communication function, a power consumption function that is monitored by the power monitoring function, and a time that is measured by the clock function.
  • the communication speed of the communication function is determined based on the time period during which the power consumption of the communication function exceeds the predetermined power, the communication speed monitored by the communication speed monitoring function, and the time measured by the clock function.
  • the traffic volume monitored by the traffic volume monitoring function communication To be equal to or less than the predetermined communication amount allowed by ability to realize a control function to narrow the communication area of the communication function.
  • the communication amount of the communication function is set to be equal to or less than the allowable communication amount. The communication area can be reduced. With this, the communication program does not exceed the allowable power consumption of the communication function and the communication speed of the communication performed by the communication function does not fall below the allowable communication speed, so that the communication function can be flexibly used. Can be operated.
  • REFERENCE SIGNS LIST 1 communication device 11 first communication unit 21 control device 22 second communication unit 23 clock unit 24 power monitoring unit 25 communication speed monitoring unit 26 communication volume monitoring unit 27 time zone identification unit 28 control unit 51 wireless terminal 100 aircraft

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Abstract

通信装置は、時計部と、通信を行う通信部と、通信部の消費電力を監視する電力監視部と、通信部で行われる通信の通信速度を監視する通信速度監視部と、通信部で行われる通信の通信量を監視する通信量監視部と、電力監視部で監視される消費電力と、時計部で計時される時刻とに基づいて、通信部の消費電力が所定の電力を超える時間帯及び通信速度監視部で監視される通信速度と、時計部で計時される時刻とに基づいて、通信部の通信速度が所定の通信速度を下回る時間帯を特定する時間帯特定部と、時計部で計時される現在時刻が時間帯特定部で特定された時間帯になった場合、通信量監視部で監視される通信量が通信部で許容される所定の通信量以下になるように、通信部の通信エリアを狭くする制御部とを備える。

Description

通信装置、制御装置、通信方法及び通信プログラム
　本発明は、通信装置、制御装置、通信方法及び通信プログラムに関する。
　従来から、基地局の通信エリア内に多くの端末が存在する場合の対応が考えられている。特許文献１に記載の技術は、基地局の通信エリア内に多くの端末が存在する場合、その基地局のアンテナのチルト角を変更して通信エリアを縮小する一方、隣接する基地局のアンテナのチルト角も変更して通信エリアを拡大することにより、基地局の負荷を制御している。
２０１２－５４７３６号公報
　近年、高高度に滞空する航空機に無線局を搭載するシステムが考えられている（ＨＡＰＳ：Ｈｉｇｈ　Ａｌｔｉｔｕｄｅ　Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｓｙｓｔｅｍ）。無線局を高高度に配することにより、無線局の通信エリアは広くなる。しかし、高高度に配される無線局は、消費電力及び保証する通信速度等の観点から、相対的に処理できるトラヒック量に限界があった。
　本発明は、航空機に無線局を搭載した場合でも、無線局を柔軟に運用することができる通信装置、制御装置、通信方法及び通信プログラムを提供することを目的とする。
　通信装置は、時刻を計時する時計部と、所定の通信エリア内の複数の無線端末と通信を行う通信部と、前記通信部の消費電力を監視する電力監視部と、前記通信部で行われる通信の通信速度を監視する通信速度監視部と、前記通信部で行われる通信の通信量を監視する通信量監視部と、前記電力監視部で監視される消費電力と、前記時計部で計時される時刻とに基づいて、前記通信部の消費電力が所定の電力を超える時間帯、及び、前記通信速度監視部で監視される通信速度と、前記時計部で計時される時刻とに基づいて、前記通信部の通信速度が所定の通信速度を下回る時間帯を特定する時間帯特定部と、前記時計部で計時される現在時刻が前記時間帯特定部で特定された時間帯になった場合、前記通信量監視部で監視される通信量が前記通信部で許容される所定の通信量以下になるように、前記通信部の通信エリアを狭くする制御部と、を備える。
　通信装置では、前記時間帯特定部は、前記通信量監視部で監視される通信量と、前記時計部で計時される時刻とに基づいて、前記通信部の通信量が前記所定の通信量を超える時間帯をさらに特定する。前記制御部は、前記時計部で計時される現在時刻が前記時間帯特定部で特定された所定の通信量を超える時間帯になった場合、前記通信量監視部で監視される通信量が前記所定の通信量以下になるように、前記通信部の通信エリアを狭くする。
　通信装置では、前記制御部は、無線端末の数が多い地域を予め特定し、特定した地域を除く通信エリアを予め設定し、当該設定に基づいて前記通信部の通信エリアを狭くする。
　通信装置では、前記制御部は、特定した地域を除く通信エリアは複数設定され、時計部で計時される現在時刻に応じて複数設定のうちのいずれかが適用されることにより、通信部の通信エリアを狭くする。
　通信装置では、前記通信部は、所定の地域の上空を滞空する航空機に配される。
　制御装置は、時刻を計時する時計部と、通信が行われる場合の消費電力を監視する電力監視部と、通信が行われる通信の通信速度を監視する通信速度監視部と、通信が行われる通信の通信量を監視する通信量監視部と、前記電力監視部で監視される消費電力と、前記時計部で計時される時刻とに基づいて、通信が行われる場合の消費電力が所定の電力を超える時間帯、及び、前記通信速度監視部で監視される通信速度と、前記時計部で計時される時刻とに基づいて、通信が行われる場合の通信速度が所定の通信速度を下回る時間帯を特定する時間帯特定部と、前記時計部で計時される現在時刻が前記時間帯特定部で特定された時間帯になった場合、前記通信量監視部で監視される通信量が通信を行う場合に許容される所定の通信量以下になるように、通信が行われる場合の通信エリアを狭くする制御部と、を備える。
　通信方法は、所定の通信エリア内の複数の無線端末と通信を行う通信部を備えるコンピュータに、時刻を計時する計時ステップと、前記通信部の消費電力を監視する電力監視ステップと、前記通信部の通信速度を監視する通信速度監視ステップと、前記通信部で行われる通信の通信量を監視する通信量監視ステップと、前記電力監視ステップで監視される消費電力と、前記計時ステップで計時される時刻とに基づいて、前記通信部の消費電力が所定の電力を超える時間帯、及び、前記通信速度監視ステップで監視される通信速度と、前記計時ステップで計時される時刻とに基づいて、前記通信部の通信速度が所定の通信速度を下回る時間帯を特定する時間帯特定ステップと、前記計時ステップで計時される現在時刻が前記時間帯特定ステップで特定された時間帯になった場合、前記通信量監視ステップで監視される通信量が前記通信部で許容される所定の通信量以下になるように、前記通信部の通信エリアを狭くする制御ステップと、を実行させる。
　通信プログラムは、コンピュータに、時刻を計時する時計機能と、所定の通信エリア内の複数の無線端末と通信を行う通信機能と、前記通信機能の消費電力を監視する電力監視機能と、前記通信機能の通信速度を監視する通信速度監視機能と、前記通信機能で行われる通信の通信量を監視する通信量監視機能と、前記電力監視機能で監視される消費電力と、前記時計機能で計時される時刻とに基づいて、前記通信機能の消費電力が所定の電力を超える時間帯、及び、前記通信速度監視機能で監視される通信速度と、前記時計機能で計時される時刻とに基づいて、前記通信機能の通信速度が所定の通信速度を下回る時間帯を特定する時間帯特定機能と、前記時計機能で計時される現在時刻が前記時間帯特定機能で特定された時間帯になった場合、前記通信量監視機能で監視される通信量が前記通信機能で許容される所定の通信量以下になるように、前記通信機能の通信エリアを狭くする制御機能と、を実現させる。
　本発明によれば、航空機に通信部を搭載した場合でも、通信部を柔軟に運用することができる通信装置、制御装置、通信方法及び通信プログラムを提供することができる。
一実施形態に係る通信装置を説明するための図である。 一実施形態に係る通信装置について説明するためのブロック図である。 （Ａ）は、第１通信部の消費電力が所定の電量を超える時間帯を特定するための一例について説明するフローチャートである。（Ｂ）は、第１通信部の通信量が所定の通信量を超える時間帯を特定するための一例について説明するフローチャートである。 第１通信部の通信エリアを狭くする場合の一例について説明するフローチャートである。 （Ａ）は、第１通信部の通信量と時刻との関係を説明するための図である。（Ｂ）は、第１通信部の通信エリアを狭くする場合の一例について説明するための図である。
　以下、本発明の一実施形態について説明する。
　図１は、一実施形態に係る通信装置を説明するための図である。図２は、一実施形態に係る通信装置について説明するためのブロック図である。
　図２に示す通信装置１は、第１通信部１１と、制御装置２１と、を備える。第１通信部１１は、本発明の「通信部」の一実施形態に対応する。第１通信部１１は、所定の地域の上空を滞空する航空機１００（図１参照）に配される。航空機１００は、一例として、高度約２０ｋｍに滞空しており、少なくとも第１通信部１１を搭載したＨＡＰＳ（Ｈｉｇｈ　Ａｌｔｉｔｕｄｅ　Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｓｙｓｔｅｍ）を構成する。航空機１００は、例えば、飛行機、飛行船、気球及びドローン等である。
　第１通信部１１は、移動体通信技術を利用して無線端末５１と通信を行う。無線端末５１は、例えば、携帯電話機、スマートフォン、タブレット端末等である。
　第１通信部１１は、所定の通信エリア内の地上の複数の無線端末５１と通信を行う。第１通信部１１は、例えば、地上に配される基地局の機能の一部又は全部を備える構成であればよい。第１通信部１１の通信エリアは、例えば、複数のセルから構成されている。第１通信部１１は、各セルに対応するアンテナの調整等を行うことに基づいてビームフォーミングを行うことにより、通信エリア（フットプリント）の大きさを変更する。すなわち、第１通信部１１は、通信エリアを縮小することが可能である。
　また、第１通信部１１は、制御装置２１の後述する第２通信部２２と無線通信を行う。
　制御装置２１は、第２通信部２２、時計部２３、電力監視部２４、通信速度監視部２５、通信量監視部２６、時間帯特定部２７及び制御部２８を備える。
　制御装置２１は、例えば、サーバ又はコンピュータ等である。制御装置２１は、例えば、地上に配される。本実施形態では、制御装置２１が地上に配される構成で説明する。変形例としては、時計部２３、第２通信部２２、時間帯特定部２７、及び制御部２８が地上に配され、電力監視部２４、通信速度監視部２５及び通信量監視部２６が航空機１００に配される構成等、種々の構成であってもよい。なお、第２通信部２２及び制御部２８は、地上に配される構成が好ましい。
　第２通信部２２は、第１通信部１１と無線通信を行う。
　時計部２３は、時刻を計時する時計機能を有する。
　電力監視部２４は、第１通信部１１の消費電力を監視する。電力監視部２４は、例えば、リアルタイムで又は所定時間ごとに、第１通信部１１の消費電力を監視する。例えば、第１通信部１１と無線端末５１との通信量が多くなった場合、第１通信部１１の消費電力は大きくなる。電力監視部２４は、このような第１通信部１１の消費電力を監視する。なお、電力監視部２４は、制御装置２１の一部の構成が航空機１００に搭載されている場合、航空機１００に搭載されている各構成全体の消費電力を監視してもよい。
　通信速度監視部２５は、第１通信部１１で行われる通信の通信速度を監視する。通信速度監視部２５は、例えば、リアルタイムで又は所定時間ごとに、第１通信部１１で行われる複数の無線端末５１等との通信の通信速度を監視する。例えば、第１通信部１１と無線端末５１で行われる通信が多くなった場合、第１通信部１１で行われる通信の通信速度は低下する。通信速度監視部２５は、このような第１通信部１１の通信速度を監視する。
　通信量監視部２６は、第１通信部１１で行われる通信の通信量を監視する。すなわち、通信量監視部２６は、第１通信部１１と無線端末５１とが通信を行う場合のトラヒック量を監視する。
　時間帯特定部２７は、電力監視部２４で監視される消費電力と、時計部２３で計時される時刻とに基づいて、第１通信部１１の消費電力が所定の電力を超える時間帯を特定する。時間帯特定部２７は、通信速度監視部２５で監視される通信速度と、時計部２３で計時される時刻とに基づいて、第１通信部１１の通信速度が所定の通信速度を下回る時間帯を特定する。
　所定の電力は、航空機１００で発電される電力未満の数値になるように予め定められる。所定の通信速度は、例えば、第１通信部１１による通信が輻輳することのない数値、及び／又は、無線端末５１のユーザが通信速度に関して違和感を感じることのない数値が予め定められる。
　時間帯特定部２７は、第１通信部１１で消費される電力が、一例として、１２時ごろと２１時ごろに所定の電力を超える場合には、１２時ごろと２１時ごろを、第１通信部１１の消費電力が所定の電力を超える時間帯と特定する。同様に、時間帯特定部２７は、第１通信部１１で消費される電力が、一例として、１２：００－１３：００の時間帯と２０：００－２３：００の時間帯に所定の電力を超える場合には、１２：００－１３：００の時間帯と２０：００－２３：００の時間帯を、第１通信部１１の消費電力が所定の電力を超える時間帯と特定する。
　通信速度監視部２５が第１通信部１１で行われる通信の通信速度を監視する場合であっても、時間帯特定部２７は、上記の電力監視部２４で監視される消費電力の場合と同様に、時間帯を特定する。
　また、時間帯特定部２７は、通信量監視部２６で監視される通信量と、時計部２３で計時される時刻とに基づいて、第１通信部１１の通信量が所定の通信量を超える時間帯をさらに特定する。時間帯特定部２７は、第１通信部１１のトラヒック量が多くなる時間帯を特定する。所定の通信量として、第１通信部１１の通信量が許容される通信量の限界（容量限界）未満になる数値が予め定められる。時間帯特定部２７は、電力監視の場合と同様に、第１通信部１１の通信量が、一例として、１２時ごろと２１時ごろに所定の通信量を超える、又は、１２：００－１３：００の時間帯と２０：００－２３：００の時間帯に所定の通信量を超える等、第１通信部１１の通信量が所定の通信量を超える時間帯を特定する。
　電力監視部２４による電力監視、通信速度監視部２５による監視又は通信量監視部２６による通信量監視は、予め所定の期間、電力、通信速度又は通信量を監視することに基づいてデータが取得されている。時間帯特定部２７は、上記のように取得されたデータに基づいて、電力又は通信量が基準を超える時間帯及び通信速度が基準を下回る時間帯を予め特定している。
　制御部２８は、時計部２３で計時される現在時刻が時間帯特定部２７で特定された時間帯になった場合、通信量監視部２６で監視される通信量が第１通信部１１で許容される所定の通信量以下になるように、第１通信部１１の通信エリアを狭くする。この場合、制御部２８は、無線端末５１の数が多い地域を予め特定し、特定した地域を除く通信エリアを予め設定し、当該設定に基づいて第１通信部１１の通信エリアを狭くする。
　無線端末５１が多い地域は、例えば、予め調査された１ｋｍ四方ごとの人口分布と、地上に配された基地局が無線端末５１と通信を行う時の電界強度等に基づいて、予め特定されている。制御部２８には、予め特定された無線端末５１が多い地域を除いた通信エリアが予め設定されている。制御部２８は、第１通信部１１の通信エリアを狭くする場合、その設定に基づいて、第１通信部１１の通信エリア（フットプリント）を狭くする。
　すなわち、制御部２８は、時計部２３で計時される現在時刻が時間帯特定部２７で特定された時間帯になると、第１通信部１１への通信が多くなるため、第１通信部１１の通信が輻輳する可能性があり、また第１通信部１１の消費電力が所定の電力を超える可能性があるとして、第１通信部１１の通信量が所定の通信量以下になるように、予め設定され通信エリアになるよう第１通信部１１を制御する。ここで、第１通信部１１で許容される所定の通信量とは、例えば、第１通信部１１の通信量の容量限界未満の予め定められた値のことである。
　なお、時間帯によって無線端末５１が多い地域が異なる場合等には、制御部２８は、時間帯に応じて、第１通信部１１の通信エリアを狭くすることが可能である。すなわち、制御部２８には、予め特定される無線端末５１が多い地域を除く通信エリアを、時間帯に応じて予め設定する。そして、制御部２８は、時計部２３で計時される現在時刻に応じた設定を適用することにより、第１通信部１１の通信エリアを狭くしてもよい。
　また、制御部２８は、時計部２３で計時される現在時刻が時間帯特定部２７で特定された所定の通信量を超える時間帯になった場合、通信量監視部２６で監視される通信量が所定の通信量以下になるように、第１通信部１１の通信エリアを狭くする。制御部２８には、上記と同様に、予め特定された無線端末５１が多い地域除いた通信エリアが予め設定されている。制御部２８は、第１通信部１１の通信エリアを狭くする場合、その設定に基づいて、第１通信部１１の通信エリア（フットプリント）を狭くする。すなわち、制御部２８は、時計部２３で計時される現在時刻が時間帯特定部２７で特定された時間帯になると、第１通信部１１の通信量が所定の通信量を超える可能性があるとして、第１通信部１１の通信量が所定の通信量以下になるように、予め設定された通信エリアになるよう第１通信部１１を制御する。
　次に、通信の制御方法について説明する。
　まず、時間帯特定部２７において時間帯を特定する方法について説明する。
　図３は、時間帯を特定する場合の例について説明するためのフローチャートである。図３（Ａ）は、第１通信部の消費電力が所定の電量を超える時間帯を特定するための一例について説明するフローチャートである。図３（Ｂ）は、第１通信部の通信量が所定の通信量を超える時間帯を特定するための一例について説明するフローチャートである。
　図３（Ａ）に示すように、ステップＳ１１において、電力監視部２４は、第１通信部１１の消費電力を監視する。電力監視部２４は、例えば、所定時間ごとに又はリアルタイムで第１通信部１１から送信される消費電力に関する情報に基づいて、第１通信部１１の消費電力を監視する。ステップＳ１１の処理は、例えば、所定期間行われる。
　ステップＳ１２において、通信速度監視部２５は、第１通信部１１で行われる通信の通信速度を監視する。通信速度監視部２５は、例えば、所定時間ごとに又はリアルタイムで第１通信部１１から送信される通信速度に関する情報に基づいて、第１通信部１１と複数の無線端末５１等との間の通信の通信速度を監視する。ステップＳ１２の処理は、例えば、所定期間行われる。ステップＳ１１の処理及びステップＳ１２の処理は、実行される順番が逆になってもよい。
　ステップＳ１３において、時間帯特定部２７は、ステップＳ１１で監視される消費電力と、時計部２３で計時される時刻とに基づいて、第１通信部１１の消費電力が所定の電力を超える時間帯を特定する。また、時間帯特定部２７は、ステップＳ１２で監視される通信速度と、時計部２３で計時される時刻とに基づいて、第１通信部１１の通信速度が所定の通信速度未満になる時間帯を特定する。時間帯特定部２７は、時間帯を特定した場合、特定した時間帯に関する情報を不図示の記憶部に記憶する。例えば、ステップＳ１１の処理及びステップＳ１２の処理は所定期間行われるので、時間帯特定部２７は、所定期間のデータに基づいて、時間帯を特定することが可能になる。
　ステップＳ１３の後、処理は終了する。
　図３（Ｂ）に示すように、ステップＳ２１において、通信量監視部２６は、第１通信部１１で行われる通信の通信量を監視する。例えば、通信量監視部２６は、例えば、所定時間ごとに又はリアルタイムで第１通信部１１から送信される通信量に関する情報に基づいて、第１通信部１１の通信量を監視する。ステップＳ２１の処理は、例えば、所定期間行われる。
　ステップＳ２２において、時間帯特定部２７は、ステップＳ２１で監視される通信量と、時計部２３で計時される時刻とに基づいて、第１通信部１１の通信量が所定の通信量を超える時間帯を特定する。時間帯特定部２７は、時間帯を特定した場合、特定した時間帯に関する情報を不図示の記憶部に記憶する。例えば、ステップＳ２１の処理は所定期間行われるので、時間帯特定部２７は、所定期間のデータに基づいて、時間帯を特定することが可能になる。
　ステップＳ２２の後、処理は終了する。
　次に、第１通信部１１の通信エリアを狭くする場合の一例について説明する。
　図４は、第１通信部の通信エリアを狭くする場合の一例について説明するフローチャートである。図５は、第１通信部の通信エリアを狭くする場合の一例について説明するための図である。ここで、図５（Ａ）は、第１通信部の通信量と時刻との関係を説明するための図である。図５（Ｂ）は、第１通信部の通信エリアを狭くする場合の一例について説明するための図である。
　図４に示すように、ステップＳ３１において、制御部２８は、時計部２３で計時される現在時刻が、ステップＳ１３及びステップＳ２２で特定された所定の時間帯になったか否かを判断する。
　通信量が所定の通信量を超える（消費電力が所定の電力を超える）時間帯は、図５（Ａ）に一例を示す場合では、時間帯Ｔ１及び時間帯Ｔ２である。時間帯Ｔ１は、おおよそ１２：００－１３：００の時間帯である。時間帯Ｔ２は、おおよそ２０：００－２３：００の時間帯である。このため、例えば、ステップＳ１３及びステップＳ２２で特定される時間帯は、時間帯Ｔ１及び時間帯Ｔ２である。制御部２８は、現在時刻が特定された時間帯になると、又は、現在時刻が特定された時間帯に近づくと、所定の時間帯になったと判断する。この場合、処理は、ステップＳ３２に進む。一方、制御部２８は、現在時刻が所定の時間帯になっていないと判断する場合、ステップＳ３１の判断を再度行う。
　ステップＳ３２において、制御部２８は、第１通信部１１の通信エリア（フットプリント）を狭くするよう第１通信部１１を制御する。
　図５（Ｂ）に一例を示すように、航空機１００に搭載される第１通信部１１の通信エリアには、都市部ＵＲと、その都市部の周辺地域とが含まれている。その都市部ＵＲには無線端末５１が多く存在すると予め特定されているため、第１通信部１１の通信エリアＡ１から都市部ＵＲを除くことにより、第１通信部１１は周辺地域での無線端末５１との通信を継続することが可能になる。なお、図５（Ｂ）に一例を示す場合では、通信エリアＡ１を構成する複数のセルＣのうちの一部のセルＣ１のみに都市部ＵＲが含まれるため、セルＣ１のフットプリントのみを狭くしてＣ２としている。なお、無線端末５１が多く存在する地域（都市部ＵＲ）には、既に地上に基地局が設置されていると考えられるので、第１通信部１１の通信エリアから都市部ＵＲを除いても、都市部ＵＲに存在する無線端末５１は地上の基地局との通信を継続することが可能である。
　制御部２８は、第１通信部１１の通信エリアから都市部を除いた場合の、狭い通信エリアに関する情報を予め所持している。このため、制御部２８は、狭い通信エリアに関する情報を、第２通信部２２を介して第１通信部１１に送信することにより、第１通信部１１の通信エリアを狭くすることが可能である。
　又は、第１通信部１１は、上述した狭い通信エリアに関する情報を予め所持することが可能である。この場合、第１通信部１１は、制御部２８の制御に基づいて制御装置２１から送信された制御信号に基づいて、通信エリアを狭くすることが可能である。
　次に、本実施形態の効果について説明する。
　通信装置１は、第１通信部１１の消費電力を監視する電力監視部２４と、第１通信部１１で行われる通信の通信速度を監視する通信速度監視部２５と、第１通信部１１で行われる通信の通信量を監視する通信量監視部２６と、電力監視部２４で監視される消費電力と、時計部２３で計時される時刻とに基づいて、第１通信部１１の消費電力が所定の電力を超える時間帯、及び、通信速度監視部２５で監視される通信速度と、時計部２３で計時される時刻とに基づいて、第１通信部１１の通信速度が所定の通信速度を下回る時間帯を特定する時間帯特定部２７と、時計部２３で計時される現在時刻が時間帯特定部２７で特定された時間帯になった場合、通信量監視部２６で監視される通信量が第１通信部１１で許容される所定の通信量以下になるように、第１通信部１１の通信エリアを狭くする制御部２８と、を備える。
　通信装置１は、第１通信部１１の消費電力が増加する時間帯及び第１通信部で行われる通信の通信速度が低下する時間帯が予め特定されているので、現在時刻が特定された時間帯に到達すると、第１通信部１１の通信量が許容される通信量以下になるように、第１通信部１１の通信エリアを狭くすることができる。これにより、通信装置１は、第１通信部１１の消費電力が許容される電力を超えることはなく、また、第１通信部１１で行われる通信の通信速度が低下することもないので、第１通信部１１を柔軟に運用することができる。
　通信装置１の時間帯特定部２７は、通信量監視部２６で監視される通信量と、時計部２３で計時される時刻とに基づいて、第１通信部１１の通信量が所定の通信量を超える時間帯をさらに特定する。この場合、制御部２８は、時計部２３で計時される現在時刻が時間帯特定部２７で特定された所定の通信量を超える時間帯になった場合、通信量監視部２６で監視される通信量が所定の通信量以下になるように、第１通信部１１の通信エリアを狭くする。
　通信装置１は、第１通信部１１の通信量が増加する時間帯が予め特定されているので、現在時刻が特定された時間帯に到達すると、第１通信部１１の通信量が許容される通信量以下になるように、第１通信部１１の通信エリアを狭くすることができる。これにより、通信装置１は、第１通信部１１の通信量が増加することに起因して、第１通信部１１の消費電力が許容される電力を超えることはなく、また、第１通信部１１で行われる通信の通信速度が許容される通信速度を下回ることがないので、第１通信部１１を柔軟に運用することができる。
　通信装置１の制御部２８は、無線端末５１の数が多い地域を予め特定し、特定した地域を除く通信エリアを予め設定し、当該設定に基づいて第１通信部１１の通信エリアを狭くする。
　通信装置１は、都市部などの無線端末５１の数が多い地域を通信エリアから除くことにより、第１通信部１１の消費電力が許容される電力を超えることを防ぐことができ、第１通信部１１で行われる通信の通信速度が許容される通信速度を下回ることを防ぐことができる。よって、通信装置１は、第１通信部１１の通信エリアに都市部を含む場合でも、第１通信部１１を柔軟に運用することができる。
　通信装置１の制御部２８は、無線端末５１の数が多いと特定した地域を除く通信エリアが複数設定され、時計部２３で計時される現在時刻に応じて複数設定のうちのいずれかが適用されることにより、第１通信部１１の通信エリアを狭くする。
　通信装置１は、時間帯に応じて無線端末５１の数が多い地域が変わる場合でも、無線端末５１の多い地域を通信エリアから除くことができる。したがって、第１通信部１１を柔軟に運用することができる。
　通信装置１の第１通信部１１は、所定の地域の上空を滞空する航空機１００に配される。
　すなわち、通信装置１は、第１通信部１１を航空機１００に搭載したＨＡＰＳ技術を利用する。これにより、通信装置１は、地上に配される基地局に比べて、通信エリアを広くすることができる。また、通信装置１は、都市部と、その都市部の周辺地域とを通信エリアに含む場合でも、第１通信部１１の消費電力が大きくなる可能性がある時間帯では通信エリアから都市部を除くので、第１通信部１１を運用し続けることができる。
　また、通信装置１は、通信エリアに都市部を含めることが可能になるので、都市部における路地など、地上の基地局と通信し難い環境にある無線端末５１であっても、第１通信部１１と通信を行うことができる。
　また、通信装置１では、第１通信部１１を上空局とすることにより、通信エリアの単位面積当たりの第１通信部１１が処理できるトラヒック量は相対的に小さくなる。そこで、通信装置１は、第１通信部１１への過度なトラヒック集中により輻輳の可能性が有る時間帯を特定しているので、現在時刻がその特定した時間帯になると、第１通信部１１の通信エリアを狭くすることができる。これにより、通信装置１は、第１通信部１１の通信速度が極端に低下するのを避けることができ、また、太陽光発電等の外部給電を受けられない夜間に第１通信部１１への過度のトラヒック集中が有った場合でも、想定以上の電力消費を避けることができる。
　制御装置２１は、通信が行われる場合の消費電力を監視する電力監視部２４と、通信が行われる通信の通信速度を監視する通信速度監視部２５と、通信が行われる通信の通信量を監視する通信量監視部２６と、電力監視部２４で監視される消費電力と、時計部２３で計時される時刻とに基づいて、通信が行われる場合の消費電力が所定の電力を超える時間帯、及び、通信速度監視部２５で監視される通信速度と、時計部２３で計時される時刻とに基づいて、通信が行われる場合の通信速度が所定の通信速度を下回る時間帯を特定する時間帯特定部２７と、時計部２３で計時される現在時刻が時間帯特定部２７で特定された時間帯になった場合、通信量監視部２６で監視される通信量が通信を行う場合に許容される所定の通信量以下になるように、通信が行われる場合の通信エリアを狭くする制御部２８と、を備える。
　制御装置２１は、現在時刻が特定された時間帯に到達すると、通信を行う場合の通信量が許容される通信量以下になるように、第１通信部１１の通信エリアを狭くすることができる。これにより、制御装置２１は、航空機１００に搭載される第１通信部１１の消費電力が許容される電力を超えることはなく、また、第１通信部１１にトラヒック集中が生じることがないので、第１通信部１１を柔軟に運用できる制御を行うことができる。
　通信方法は、所定の通信エリア内の複数の無線端末５１と通信を行う第１通信部１１を備えるコンピュータに、時刻を計時する計時ステップと、第１通信部１１の消費電力を監視する電力監視ステップと、第１通信部１１の通信速度を監視する通信速度監視ステップと、第１通信部１１で行われる通信の通信量を監視する通信量監視ステップと、電力監視ステップで監視される消費電力と、計時ステップで計時される時刻とに基づいて、第１通信部１１の消費電力が所定の電力を超える時間帯、及び、通信速度監視ステップで監視される通信速度と、計時ステップで計時される時刻とに基づいて、第１通信部１１の通信速度が所定の通信速度を下回る時間帯を特定する時間帯特定ステップと、計時ステップで計時される現在時刻が時間帯特定ステップで特定された時間帯になった場合、通信量監視ステップで監視される通信量が第１通信部１１で許容される所定の通信量以下になるように、第１通信部１１の通信エリアを狭くする制御ステップと、を備える。
　通信方法は、第１通信部１１の消費電力が増加する時間帯及び第１通信部１１が行う通信の通信速度が低下する時間帯が予め特定されているので、現在時刻が特定された時間帯に到達すると、第１通信部１１の通信量が許容される通信量以下になるように、第１通信部１１の通信エリアを狭くすることができる。これにより、通信方法は、第１通信部１１の消費電力が許容される電力を超えることはなく、また第１通信部１１で行われる通信の通信速度が許容される通信速度を下回ることがないので、第１通信部１１を柔軟に運用することができる。
　通信プログラムは、コンピュータに、時刻を計時する時計機能と、所定の通信エリア内の複数の無線端末５１と通信を行う通信機能と、通信機能の消費電力を監視する電力監視機能と、通信機能の通信速度を監視する通信速度監視機能と、通信機能で行われる通信の通信量を監視する通信量監視機能と、電力監視機能で監視される消費電力と、時計機能で計時される時刻とに基づいて、通信機能の消費電力が所定の電力を超える時間帯、及び、通信速度監視機能で監視される通信速度と、時計機能で計時される時刻とに基づいて、通信機能の通信速度が所定の通信速度を下回る時間帯を特定する時間帯特定機能と、時計機能で計時される現在時刻が時間帯特定機能で特定された時間帯になった場合、通信量監視機能で監視される通信量が通信機能で許容される所定の通信量以下になるように、通信機能の通信エリアを狭くする制御機能と、を実現させる。
　通信プログラムは、通信機能の消費電力が増加する時間帯が予め特定されているので、現在時刻が特定された時間帯に到達すると、通信機能の通信量が許容される通信量以下になるように通信エリアを狭くすることができる。これにより、通信プログラムは、通信機能の消費電力が許容される電力を超えることはなく、また通信機能で行われる通信の通信速度が許容される通信速度を下回ることがないので、通信機能を柔軟に運用することができる。
１　通信装置
１１　第１通信部
２１　制御装置
２２　第２通信部
２３　時計部
２４　電力監視部
２５　通信速度監視部
２６　通信量監視部
２７　時間帯特定部
２８　制御部
５１　無線端末
１００　航空機

Claims (8)

  1. 　時刻を計時する時計部と、
    　所定の通信エリア内の複数の無線端末と通信を行う通信部と、
    　前記通信部の消費電力を監視する電力監視部と、
    　前記通信部で行われる通信の通信速度を監視する通信速度監視部と、
    　前記通信部で行われる通信の通信量を監視する通信量監視部と、
    　前記電力監視部で監視される消費電力と、前記時計部で計時される時刻とに基づいて、前記通信部の消費電力が所定の電力を超える時間帯、及び、前記通信速度監視部で監視される通信速度と、前記時計部で計時される時刻とに基づいて、前記通信部の通信速度が所定の通信速度を下回る時間帯を特定する時間帯特定部と、
    　前記時計部で計時される現在時刻が前記時間帯特定部で特定された時間帯になった場合、前記通信量監視部で監視される通信量が前記通信部で許容される所定の通信量以下になるように、前記通信部の通信エリアを狭くする制御部と、
    を備える通信装置。
  2. 　前記時間帯特定部は、前記通信量監視部で監視される通信量と、前記時計部で計時される時刻とに基づいて、前記通信部の通信量が前記所定の通信量を超える時間帯をさらに特定し、
    　前記制御部は、前記時計部で計時される現在時刻が前記時間帯特定部で特定された所定の通信量を超える時間帯になった場合、前記通信量監視部で監視される通信量が前記所定の通信量以下になるように、前記通信部の通信エリアを狭くする
    請求項１に記載の通信装置。
  3. 　前記制御部は、無線端末の数が多い地域を予め特定し、特定した地域を除く通信エリアを予め設定し、当該設定に基づいて前記通信部の通信エリアを狭くする
    請求項１又は２に記載の通信装置。
  4. 　前記制御部は、特定した地域を除く通信エリアは複数設定され、時計部で計時される現在時刻に応じて複数設定のうちのいずれかが適用されることにより、通信部の通信エリアを狭くする
    請求項３に記載の通信装置。
  5. 　前記通信部は、所定の地域の上空を滞空する航空機に配される
    請求項１から４のいずれか１に記載の通信装置。
  6. 　時刻を計時する時計部と、
    　通信が行われる場合の消費電力を監視する電力監視部と、
    　通信が行われる通信の通信速度を監視する通信速度監視部と、
    　通信が行われる通信の通信量を監視する通信量監視部と、
    　前記電力監視部で監視される消費電力と、前記時計部で計時される時刻とに基づいて、通信が行われる場合の消費電力が所定の電力を超える時間帯、及び、前記通信速度監視部で監視される通信速度と、前記時計部で計時される時刻とに基づいて、通信が行われる場合の通信速度が所定の通信速度を下回る時間帯を特定する時間帯特定部と、
    　前記時計部で計時される現在時刻が前記時間帯特定部で特定された時間帯になった場合、前記通信量監視部で監視される通信量が通信を行う場合に許容される所定の通信量以下になるように、通信が行われる場合の通信エリアを狭くする制御部と、
    を備える制御装置。
  7. 　所定の通信エリア内の複数の無線端末と通信を行う通信部を備えるコンピュータに、
    　時刻を計時する計時ステップと、
    　前記通信部の消費電力を監視する電力監視ステップと、
    　前記通信部の通信速度を監視する通信速度監視ステップと、
    　前記通信部で行われる通信の通信量を監視する通信量監視ステップと、
    　前記電力監視ステップで監視される消費電力と、前記計時ステップで計時される時刻とに基づいて、前記通信部の消費電力が所定の電力を超える時間帯、及び、前記通信速度監視ステップで監視される通信速度と、前記計時ステップで計時される時刻とに基づいて、前記通信部の通信速度が所定の通信速度を下回る時間帯を特定する時間帯特定ステップと、
    　前記計時ステップで計時される現在時刻が前記時間帯特定ステップで特定された時間帯になった場合、前記通信量監視ステップで監視される通信量が前記通信部で許容される所定の通信量以下になるように、前記通信部の通信エリアを狭くする制御ステップと、
    を実行させる通信方法。
  8. 　コンピュータに、
    　時刻を計時する時計機能と、
    　所定の通信エリア内の複数の無線端末と通信を行う通信機能と、
    　前記通信機能の消費電力を監視する電力監視機能と、
    　前記通信機能の通信速度を監視する通信速度監視機能と、
    　前記通信機能で行われる通信の通信量を監視する通信量監視機能と、
    　前記電力監視機能で監視される消費電力と、前記時計機能で計時される時刻とに基づいて、前記通信機能の消費電力が所定の電力を超える時間帯、及び、前記通信速度監視機能で監視される通信速度と、前記時計機能で計時される時刻とに基づいて、前記通信機能の通信速度が所定の通信速度を下回る時間帯を特定する時間帯特定機能と、
    　前記時計機能で計時される現在時刻が前記時間帯特定機能で特定された時間帯になった場合、前記通信量監視機能で監視される通信量が前記通信機能で許容される所定の通信量以下になるように、前記通信機能の通信エリアを狭くする制御機能と、
    を実現させる通信プログラム。
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