(57)【要約】      （修正有）【課題】通信性能の改善や分断されたネットワークの再構築を機動的に行うことができる無線通信装置、およびその飛翔制御を行う飛翔制御装置を提供する。【解決手段】飛翔する無線通信装置３００から地理的位置と速度ベクトル量とを取得して、所定時間経過後の移動予定基本位置と、制御で所定時間経過後に到達させ得る移動先位置候補とを特定し、地形情報に基づいて基準位置から移動先位置候補のそれぞれへの無線による直接伝搬経路とマルチ地表反射経路とを特定し、マルチ地表反射経路が含む経路ごとに複素振幅値を算出し、移動先位置候補のそれぞれについて積算複素振幅値を算出することにより移動先位置候補から移動先として好ましいものを第２種移動先位置候補として特定し、これから移動予定基本位置とのずれが最小の最適移動先位置を選択し、所定時間経過後に最適移動先位置に移動させるべく飛翔軌道指示情報を生成して無線通信装置に送り出す。【選択図】図８
2014092979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲の地形情報を記憶保持する手段と、
自装置を飛翔させる機能を有する無線通信装置から情報を得て、該無線通信装置の高さを含む地理的位置と該無線通信装置が移動する３次元速度を示す速度ベクトル量とを取得する手段と、
前記地理的位置と前記速度ベクトル量とに基づいて、前記無線通信装置の所定時間経過後の予定位置である移動予定基本位置を特定する手段と、
前記地理的位置と前記速度ベクトル量とに基づいて、前記無線通信装置を制御して前記所定時間経過後に到達させ得る位置を、複数の移動先位置候補として特定する手段と、
前記地形情報に基づいて、自装置を飛翔させる機能を有する、前記無線通信装置とは異なる別の無線通信装置がいる位置である基準位置から前記移動先位置候補のそれぞれへの無線による直接伝搬経路とマルチ地表反射経路とを、前記移動先位置候補のそれぞれについて特定する手段と、
前記直接伝搬経路と前記マルチ地表反射経路とに基づいて、該マルチ地表反射経路が含むそれぞれの経路ごとに、複素振幅値を算出する手段と、
前記移動先位置候補のそれぞれについて、前記複素振幅値を積算して積算複素振幅値を算出する手段と、
前記積算複素振幅値に基づいて、前記移動先位置候補のうちから移動先位置として好ましいものを複数、第２種移動先位置候補として特定する手段と、
前記移動予定基本位置と前記第２種移動先位置候補とに基づいて、前記第２種移動先位置候補のうちで前記移動予定基本位置とのずれが最も小さいものを最適移動先位置として選択する手段と、
前記無線通信装置を前記所定時間経過後に前記最適移動先位置に移動させるべく飛翔軌道指示情報を生成する手段と、
前記飛翔軌道指示情報を前記無線通信装置に送り出す手段と
を具備する飛翔制御装置。
【請求項２】
前記無線通信装置から、該無線通信装置が移動するスカラー速さと該無線送信装置の姿勢情報とを取得する手段と、
前記スカラー速さと前記姿勢情報とに基づいて、前記スカラー速さおよび前記姿勢情報を前記速度ベクトル量に変換する手段と
をさらに具備する請求項１記載の飛翔制御装置。
【請求項３】
自装置を前記無線通信装置として機能させる手段と、
前記飛翔軌道指示情報に従うように、前記無線通信装置を含む自装置を飛翔させる手段と
をさらに具備する請求項１記載の飛翔制御装置。
【請求項４】
前記地理的位置と前記速度ベクトル量とを、または前記地理的位置と前記無線通信装置が移動するスカラー速さと該無線送信装置の姿勢情報とを前記別の無線通信装置に送出する手段と、
前記別の無線通信装置が飛翔制御装置をも備えた無線通信装置である場合に、前記地理的位置および前記速度ベクトル量に応じた指示情報として、または前記地理的位置、前記スカラー速さ、および前記姿勢情報に応じた指示情報として前記別の無線通信装置からの飛翔軌道指示情報である第２の飛翔軌道指示情報が送られてきたときに、該第２の飛翔軌道指示情報を受け取る手段と、
前記第２の飛翔軌道指示情報に従うように、前記無線通信装置を含む自装置を飛翔させる手段と、
前記飛翔軌道指示情報に従うように前記無線通信装置を含む自装置を飛翔させるか、前記第２の飛翔軌道指示情報に従うように前記無線通信装置を含む自装置を飛翔させるかの制御を交代する手段と
をさらに具備する請求項３記載の飛翔制御装置。
【請求項５】
自装置を前記別の無線通信装置として機能させる手段と、
前記飛翔軌道指示情報を前記無線通信装置に送り出すために、前記無線通信装置に送るべき通信データに前記飛翔軌道指示情報が多重された多重化信号を生成する手段と
をさらに具備する請求項１記載の飛翔制御装置。
【請求項６】
第１のネットワークに属する第１の無線局から該第１のネットワークの外にある第２のネットワークに属する第２の無線局に送るべき信号である第１の信号を取得する第１の手段と、
前記第２の無線局から前記第１の無線局に送るべき信号である第２の信号を取得する第２の手段と、
前記第１の信号と前記第２の信号とを用いて符号化処理し、該符号化処理後の信号である第３の信号を、該第３の信号を前記第１の信号に復号するのに前記第２の信号を要し、該第３の信号を前記第２の信号に復号するのに前記第１の信号を要するように生成する第３の手段と、
前記第３の信号を前記第１の無線局および前記第２の無線局に向けて送信する第４の手段と
を具備する無線通信装置。
【請求項７】
前記第１の手段が、前記第１の無線局が発した前記第１の信号を前記第１の無線局から中継なしに直接に受信して取得する手段であり、
前記第２の手段が、前記第２の無線局が発した前記第２の信号を前記第２の無線局から中継なしに直接に受信して取得する手段であり、
前記第４の手段が、前記第３の信号を前記第１の無線局および前記第２の無線局に向けて中継なしに直接に送信する手段である
請求項６記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク機能を補償するための、飛翔体に備えられ得る無線通信装置、およびその飛翔制御を行う飛翔制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信ネットワークが地上や海上に展開され日常的に利用、活用されている。このようなネットワークは、通信環境の変化、特に災害や停電等によるその著しい変化によって通信性能が大きく低下したりネットワーク内が分断されたりして、必要な機能を十分には果たせなくなることがあり得る。
【０００３】
そこで、このような場合に通信性能の改善や、分断されたネットワークを再構築するために、無線中継機能を備えた飛翔体を活用できるシステムは非常に有用と考えられる。飛翔体は配備や撤収が地上の設備より容易であり、機動性に富んでいる。なお、飛翔体を利用するネットワークとして、飛翔体をネットワークの必要的な一部として含んでいる構成の先行技術があり、例えば下記文献に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１５０４０１号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３４１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ネットワーク機能を補償するための、飛翔体に備えられ得る無線通信装置、およびその飛翔制御を行う飛翔制御装置において、通信性能の改善や分断されたネットワークの再構築を機動的に行うことができる無線通信装置、およびその飛翔制御を行う飛翔制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明の一態様である飛翔制御装置は、周囲の地形情報を記憶保持する手段と、自装置を飛翔させる機能を有する無線通信装置から情報を得て、該無線通信装置の高さを含む地理的位置と該無線通信装置が移動する３次元速度を示す速度ベクトル量とを取得する手段と、前記地理的位置と前記速度ベクトル量とに基づいて、前記無線通信装置の所定時間経過後の予定位置である移動予定基本位置を特定する手段と、前記地理的位置と前記速度ベクトル量とに基づいて、前記無線通信装置を制御して前記所定時間経過後に到達させ得る位置を、複数の移動先位置候補として特定する手段と、前記地形情報に基づいて、自装置を飛翔させる機能を有する、前記無線通信装置とは異なる別の無線通信装置がいる位置である基準位置から前記移動先位置候補のそれぞれへの無線による直接伝搬経路とマルチ地表反射経路とを、前記移動先位置候補のそれぞれについて特定する手段と、前記直接伝搬経路と前記マルチ地表反射経路とに基づいて、該マルチ地表反射経路が含むそれぞれの経路ごとに、複素振幅値を算出する手段と、前記移動先位置候補のそれぞれについて、前記複素振幅値を積算して積算複素振幅値を算出する手段と、前記積算複素振幅値に基づいて、前記移動先位置候補のうちから移動先位置として好ましいものを複数、第２種移動先位置候補として特定する手段と、前記移動予定基本位置と前記第２種移動先位置候補とに基づいて、前記第２種移動先位置候補のうちで前記移動予定基本位置とのずれが最も小さいものを最適移動先位置として選択する手段と、前記無線通信装置を前記所定時間経過後に前記最適移動先位置に移動させるべく飛翔軌道指示情報を生成する手段と、前記飛翔軌道指示情報を前記無線通信装置に送り出す手段とを具備する。
【０００７】
この飛翔制御装置は、飛翔体に備えられた無線通信装置の飛翔軌道を制御する装置であり、無線通信装置と基準位置にいる別の無線通信装置との間での通信性能が良好に確保されるように、無線通信装置を含んだ飛翔体の軌道を制御する。より具体的には、所定時間経過後の無線通信装置の位置と基準位置との間での電波の積算複素振幅値が良好に確保される、無線通信装置を飛翔制御して到達させ得る位置候補を特定し、その中から移動予定の基本位置（デフォルト位置）と最も近い位置候補を最適移動先位置として選択する。そして、無線通信装置を所定時間経過後に最適移動先位置に移動させるべく飛翔軌道指示情報を生成し、これを無線通信装置に送り出す。
【０００８】
この飛翔制御装置を用いることによれば、無線通信装置を常に、電界強度が強い適正な位置に飛翔させることができ、通信性能を向上して通信の信頼性を高めることができる。そして、これにより、分断されたネットワークの再構築を機動的に行うことができる。また、移動予定の基本位置と最も近い位置候補を最適移動先位置として選択しているので、飛翔を制御するための動力エネルギーの消耗が小さくて済み、より長時間の運用に耐えるようにできる。
【０００９】
また、本発明の別の態様である無線通信装置は、第１のネットワークに属する第１の無線局から該第１のネットワークの外にある第２のネットワークに属する第２の無線局に送るべき信号である第１の信号を取得する第１の手段と、前記第２の無線局から前記第１の無線局に送るべき信号である第２の信号を取得する第２の手段と、前記第１の信号と前記第２の信号とを用いて符号化処理し、該符号化処理後の信号である第３の信号を、該第３の信号を前記第１の信号に復号するのに前記第２の信号を要し、該第３の信号を前記第２の信号に復号するのに前記第１の信号を要するように生成する第３の手段と、前記第３の信号を前記第１の無線局および前記第２の無線局に向けて送信する第４の手段とを具備する。
【００１０】
この無線通信装置は、第１の無線局と第２の無線局との間の通信を中継する装置である。この装置を用いることにより、第１の無線局と第２の無線局とがネットワークとして分断された状態に至っていても、相互に通信することができるようになる。ここで、この装置では、第１の無線局から第２の無線局へ送るべき第１の信号と、第２の無線局から第１の無線局へ送るべき第２の信号とを用いて符号化処理し、その結果である第３の信号を第１、第２の無線局に向けて送信する。
【００１１】
これにより、統一した信号である第３の信号を第１、第２の無線局に送信できることになり、個別に別の信号を送るより、送信効率（通信性能のひとつ）を向上できる。そして、分断されたネットワークの再構築を機動的に行うことができる。なお、送信を受けた第１、第２の無線局においては、自身が発した信号を用いて復号を行うことで、通信相手からの信号を復元できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ネットワーク機能を補償するための、飛翔体に備えられ得る無線通信装置、およびその飛翔制御を行う飛翔制御装置において、通信性能の改善や分断されたネットワークの再構築を機動的に行うことができる無線通信装置、およびその飛翔制御を行う飛翔制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態である無線通信装置を活用し得るシステムを概観する概念図。
【図２】別の実施形態である無線通信装置およびさらに別の（第３の）実施形態である飛翔制御装置を活用し得るシステムを概観する概念図。
【図３】一実施形態である無線通信装置の構成を示す機能ブロック図。
【図４】図１、図２中に示した無線局２０Ｎ１、２０Ｎ２、２０ＮＡ、２０ＮＢの内部構成例を示す機能ブロック図。
【図５】別の実施形態である無線通信装置の構成を示す機能ブロック図。
【図６】図５に示した無線通信装置の動作を説明するためのモード遷移図。
【図７】さらに別の（第３の）実施形態である無線通信装置の構成を示す機能ブロック図。
【図８】さらに別の（第４の）実施形態である飛翔制御装置の構成を示す機能ブロック図。
【図９】図８に示した飛翔制御装置の動作を説明するための位置関係図。
【図１０】図８に示した飛翔制御装置の動作を説明するための別の位置関係図。
【図１１】さらに別の（第５の）実施形態である飛翔制御装置を活用し得るシステムを概観する概念図。
【図１２】さらに別の（第６の）実施形態である無線通信装置およびさらに別の（第６の）実施形態である飛翔制御装置を活用し得るシステムを概観する概念図。
【図１３】さらに別の（第７の）実施形態である無線通信装置の構成を示す機能ブロック図。
【図１４】さらに別の（第８の）実施形態である無線通信装置の構成を示す機能ブロック図および装置間関係図（ひとつのモード）。
【図１５】さらに別の（第８の）実施形態である無線通信装置の構成を示す機能ブロック図および装置間関係図（図１４とは別のモード）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明である飛翔制御装置の実施態様として、前記積算複素振幅値のうちの所定のしきい値以上のものに対応する前記移動先位置候補を、前記第２種移動先位置候補として特定する手段をさらに具備する、とすることができる。
【００１５】
この態様は、移動先位置候補のうちから移動先位置として好ましいものを特定するに当たり、積算複素振幅値のうちの所定のしきい値以上のものに対応する移動先位置候補を好ましいとして特定する態様である。これによれば、積算複素振幅値が大きく確保される移動先位置候補が少なくとも特定されるので、通信性能を良好に確保する上で適切でありかつそのための処理も簡素に済む。なお、一般的には、もっと複雑に、積算複素振幅値をひとつの評価パラメータとする評価関数を用意し評価関数の値が良好なものを好ましい移動先位置候補とすることも可能である。
【００１６】
また、実施態様として、前記無線通信装置から、該無線通信装置が移動するスカラー速さと該無線送信装置の姿勢情報とを取得する手段と、前記スカラー速さと前記姿勢情報とに基づいて、前記スカラー速さおよび前記姿勢情報を前記速度ベクトル量に変換する手段とをさらに具備する、とすることができる。
【００１７】
この態様は、無線通信装置から、その移動する３次元速度を示す速度ベクトル量を直接に取得するだけでなく、まず、無線通信装置からそのスカラー速さおよび姿勢情報を取得し、これらから変換して速度ベクトル量を取得することができるようにしている。飛翔する無線通信装置においては、一般に、スカラー速さおよびその姿勢情報の方が、速度ベクトル量よりも検知が容易である。したがって、飛翔する無線通信装置の側のハードウエア的、ソフトウエア的な負担が小さくなる。
【００１８】
また、実施態様として、自装置を前記無線通信装置として機能させる手段と、前記飛翔軌道指示情報に従うように、前記無線通信装置を含む自装置を飛翔させる手段とをさらに具備する、とすることができる。
【００１９】
この態様は、飛翔制御装置に、飛翔する機能を備えた無線通信装置を組み合わせた構成のものである。言い換えると、飛翔する機能を有する無線通信装置に飛翔制御装置を搭載した構成である。このような構成によれば、飛翔する機能を有する無線通信装置が、それ自体の機能としてその飛翔軌道の制御がなされ得るという意味で完結し、価値の高い装置になる。
【００２０】
また、実施態様として、前記地理的位置と前記速度ベクトル量とを、または前記地理的位置と前記無線通信装置が移動するスカラー速さと該無線送信装置の姿勢情報とを前記別の無線通信装置に送出する手段と、前記別の無線通信装置が飛翔制御装置をも備えた無線通信装置である場合に、前記地理的位置および前記速度ベクトル量に応じた指示情報として、または前記地理的位置、前記スカラー速さ、および前記姿勢情報に応じた指示情報として前記別の無線通信装置からの飛翔軌道指示情報である第２の飛翔軌道指示情報が送られてきたときに、該第２の飛翔軌道指示情報を受け取る手段と、前記第２の飛翔軌道指示情報に従うように、前記無線通信装置を含む自装置を飛翔させる手段と、前記飛翔軌道指示情報に従うように前記無線通信装置を含む自装置を飛翔させるか、前記第２の飛翔軌道指示情報に従うように前記無線通信装置を含む自装置を飛翔させるかの制御を交代する手段とをさらに具備する、とすることができる。
【００２１】
この態様は、飛翔する機能を有する無線通信装置に飛翔制御装置を搭載した構成であることを前提として、さらに、別の同様の装置で生成された飛翔軌道指示情報にも従って飛翔できるようにした構成を有する態様である。別の同様の装置で飛翔軌道指示情報を生成させるために、地理的位置と速度ベクトル量とを、または地理的位置と無線通信装置が移動するスカラー速さと無線送信装置の姿勢情報とを、その別の装置に送出する。
【００２２】
このような態様によれば、飛翔制御装置を搭載し実際に機能させている無線通信装置の消費電力が、他の無線通信装置のそれよりも大きくなることに鑑み、動的に、飛翔制御装置の機能を各無線通信装置に交互に分担させることができる。飛翔制御装置の機能を一時的に持った無線通信装置をハブ装置としてそれ以外の無線通信装置をスポーク装置として運用することができ、しかも、ハブ装置の機能は交互に各無線通信装置が分担できるようになるので、全体として連続して長時間の運用が可能になる。
【００２３】
また、実施態様として、自装置を前記別の無線通信装置として機能させる手段と、前記飛翔軌道指示情報を前記無線通信装置に送り出すために、前記無線通信装置に送るべき通信データに前記飛翔軌道指示情報が多重された多重化信号を生成する手段とをさらに具備する、とすることができる。
【００２４】
この態様は、飛翔する機能を有する無線通信装置（＝別の無線通信装置）に飛翔制御装置を搭載した構成であることを前提として、この飛翔制御装置で生成された、外にある無線通信装置への飛翔軌道指示情報を、その外の無線通信装置に送るべき通信データに多重して多重化信号を生成する構成のものである。すなわち、無線通信装置から外の無線通信装置に送るべき通信データ用のチャンネルと、無線通信装置から外の無線通信装置に送るべき飛翔軌道指示情報用のチャンネルとを多重化してこれらの装置どうしのアクセス制御を行うようにしている。これによれば、装置どうしのアクセス制御という点でより容易になる。
【００２５】
また、無線通信装置の実施態様として、前記第１の手段が、前記第１の無線局が発した前記第１の信号を前記第１の無線局から中継なしに直接に受信して取得する手段であり、前記第２の手段が、前記第２の無線局が発した前記第２の信号を前記第２の無線局から中継なしに直接に受信して取得する手段であり、前記第４の手段が、前記第３の信号を前記第１の無線局および前記第２の無線局に向けて中継なしに直接に送信する手段である、とすることができる。
【００２６】
この態様は、特に、この無線通信装置と第１の無線局との間、およびこの無線通信装置と第２の無線局との間にいずれも中継装置がない構成であり、もっとも簡素な構成である。このように自身以外には中継装置が存在しない構成が考えられるほか、この無線通信装置と第１の無線局との間、およびこの無線通信装置と第２の無線局との間のいずれか一方または両方に、単数または複数の中継装置が介在するような構成ももちろん考えられる。
【００２７】
また、実施態様として、自装置の、高さを含む地理的位置を特定する手段と、自装置が移動する３次元速度を示す速度ベクトル量を検知する手段と、前記地理的位置および前記速度ベクトル量を、前記自装置を飛翔制御するため設けられた飛翔制御装置に送出する手段と、前記地理的位置および前記速度ベクトル量に応じた指示情報として前記飛翔制御装置から送られてくる飛翔軌道指示情報を受け取る手段と、前記飛翔軌道指示情報に従うように自装置を飛翔させる手段とをさらに具備する、とすることができる。
【００２８】
この態様は、飛翔制御装置に、自装置の地理的位置および速度ベクトル量を送出できるようにしている。この送出により、飛翔制御装置の側から、地理的位置および速度ベクトル量に応じた情報として飛翔軌道指示情報が送られてくるので、これを受け取り、そしてこれに従うように自装置を飛翔させることができる。地理的位置および速度ベクトル量を送っているのは、これらをもとにして得られる通信性能を確保する上で適切な飛翔軌道の指示を受けるためである。
【００２９】
また、実施態様として、自装置の、高さを含む地理的位置を特定する手段と、自装置が移動するスカラー速さを検知する手段と、自装置の姿勢情報を検知する手段と、前記地理的位置、前記スカラー速さ、および前記姿勢情報を、前記自装置を飛翔制御するため設けられた飛翔制御装置に送出する手段と、前記地理的位置、前記スカラー速さ、および前記姿勢情報に応じた指示情報として前記飛翔制御装置から送られてくる飛翔軌道指示情報を受け取る手段と、前記飛翔軌道指示情報に従うように自装置を飛翔させる手段とをさらに具備する、とすることができる。
【００３０】
この態様も上記の態様と同様に、通信性能を確保する上で適切な飛翔軌道の指示を受けることができる。上記の態様との違いは、飛翔制御装置に、自装置の地理的位置のほか、速度ベクトル量に代えてスカラー速さおよび姿勢情報を送出している点である。スカラー速さおよび姿勢情報は、速度ベクトル量を直接検知するよりも検知が容易である。したがって、飛翔する無線通信装置の側のハードウエア的、ソフトウエア的な負担が小さくなる。なお、飛翔制御装置では、これらの情報を変換することにより速度ベクトル量に直すことができる。
【００３１】
以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。まず、実施形態である無線通信装置や飛翔制御装置を活用し得るシステムの概略構成について一通り説明し、そのあと、それらの無線通信装置および飛翔制御装置の個々の構成について説明を行う。
【００３２】
図１は、一実施形態である無線通信装置を活用し得るシステムを概観する概念図である。同図に示すように、このシステムは、少なくとも、ネットワークＮ１に、例えば地上（海上も考えられる）に配備された無線局２０Ｎ１があり、別のネットワークＮ２に、同様に例えば地上に配備された無線局２０Ｎ２があることを前提とする。無線局２０Ｎ１、２０Ｎ２は、いわゆる基地局（移動基地局でもよい）のほか、アクセスポイントや端末であるとして考えることもできる。各ネットワークＮ１、Ｎ２には、当然ながら、別に多くの無線局が含まれていてよく、例えばそれぞれメッシュネットワークのような形態も考えられる。また、ネットワークＮ１、Ｎ２のほかにも同様のネットワークが存在してもよい。
【００３３】
ネットワークＮ１、Ｎ２を上記では別のネットワークとして説明したが、結果として互いに接続ができなくなり見かけ上別のネットワークになっている場合を含む。すなわち、このような場合は、具体的に例えば、統合されたネットワークに何らかの障害が発生して、これが複数の小規模ネットワークに分断されている状態として考えることができる。このような事態は、典型的には、通信環境の変化、特に災害や停電等によるその著しい変化によって発生し得る。
【００３４】
このような場合にも対応するため、このシステムでは、飛翔する無線通信装置（以下では、飛翔する無線通信装置を「飛翔無線通信装置」とも称する）１００を活用する。無線通信装置１００は、機能している無線局２０Ｎ１の上空を飛翔することができ、かつ、同様に機能している無線局２０Ｎ２の上空を飛翔することもできる。それらの上空を飛翔、旋回することで、無線通信装置１００はそれらとの間で通信データの無線通信が可能である。これにより、ネットワークＮ１と同Ｎ２とは、無線通信装置１００を中継装置として利用し、互いの間の接続を確保することができる。
【００３５】
飛翔無線通信装置１００は、具体的には例えば、無人の小型飛行機のほか、ヘリコプターや気球など、地上（海上）から飛翔軌道を制御できる飛翔体に備えられた無線通信装置であるとして考えることができる。無線局２０Ｎ１、２０Ｎ２は、ネットワークＮ１、Ｎ２に通常的に備えられた無線局である場合のほか、特に、飛翔無線通信装置１００との通信のため一時的に機能させたり配備したりする無線局であってもよい。
【００３６】
図２は、別の実施形態である無線通信装置およびさらに別の（第３の）実施形態である飛翔制御装置を活用し得るシステムを概観する概念図である。このシステムは、少なくとも、ネットワークＮＡに、例えば地上（海上も考えられる）に配備された無線局２０ＮＡがあり、別のネットワークＮＢに、同様に例えば地上に配備された無線局２０ＮＢがあることが前提である点においては、図１での説明と同様である。無線局２０ＮＡ、２０ＮＢの種別や、ネットワークＮＡ、ＮＢ内の構成、ネットワークＮＡ、ＮＢのほかにネットワークがあってもよい点などについても同様である。
【００３７】
図１に示したシステムとの違いで言えば、このシステムでは、飛翔無線通信装置を複数（図示では３つの飛翔無線通信装置２００、３００、４００であるがさらに多数の場合も考えられる）連携させ、ネットワークＮＡと同ＮＢとの間の相互の接続を確保する。すなわち、このために、機能している無線局２０ＮＡの上空には飛翔無線通信装置２００を飛翔させ、機能している無線局２０ＮＢの上空には飛翔無線通信装置４００を飛翔させ、さらに、飛翔無線通信装置２００と同４００との間の接続を図るため飛翔無線通信装置３００をこれらの間に飛翔させる。
【００３８】
このように複数の飛翔無線通信装置２００、３００、４００を飛翔させ、通信データをリレーして中継すれば、地理的にネットワークＮＡと同ＮＢとが離れており、単数の飛翔無線通信装置ではその地理的領域のカバーに時間がかかる場合にも適切に対応して通信効率を向上できる。飛翔無線通信装置２００、３００、４００のように複数を備える場合、それらの飛翔を連携して協調制御する必要が生じるため、このシステムでは地上（海上）に飛翔制御装置５０を配備している。
【００３９】
飛翔制御装置５０は、各飛翔無線通信装置２００、３００、４００の飛翔を制御するため、それら間の通信データ用のチャンネルとは別のチャンネルにより、それらとの間で情報の交換を行う。より具体的には、各飛翔無線通信装置２００、３００、４００から飛翔制御装置５０への方向には、各種の飛翔データ（詳しくは後述）が送られ、これに応じて逆方向には飛翔軌道指示情報（同様に後述）が送られる。このように飛翔軌道を制御することにより、各飛翔無線通信装置２００、３００、４００を常に、相互通信のため電界強度が強い適正な位置に飛翔させることができ、これにより通信性能を向上して通信の信頼性を高めることができる。
【００４０】
飛翔制御装置５０は、飛翔軌道指示情報を生成するのに、例えばインターネット上に備えられたサーバである地形情報データベース９０に問い合わせを行い、その付近の地形情報を取得する。相互通信のため電界強度が強い適正な位置を求めるには、電波の地表反射経路を特定することが必要で、それにはその付近の地形情報が不可欠であるためである。なお、地形情報データベースとしての機能を飛翔制御装置５０自体がカバーするように構成されていてもよい。
【００４１】
次に、図３は、一実施形態である無線通信装置の構成を示す機能ブロック図であり、図１中に示した飛翔無線通信装置１００の内部構成例を示している。図３に示すように、この飛翔無線通信装置１００は、大きく分けて、無線通信装置部１０と飛翔動作部３０ａとを有する。このうち飛翔動作部３０ａは、飛翔する動作にかかわる部分、例えば、動力パワーの制御機能、操舵の制御機能などの制御機能部や、これらのためのセンサー機能部（例えば位置検知部や速度検知部）を含む部分である。他方、無線通信信号部１０は、以下の構成を有する。
【００４２】
すなわち、無線通信装置部１０は、信号受信部１１、信号記憶保持部１２、排他的論理和算出部１３、信号送信部１４、送信タイミング指示部１５を有する。信号受信部１１と信号記憶保持部１２とで信号取得部としてはたらく。信号受信部１１は、送られてきた、搬送波である電波を変調している情報を復調して得る復調器を含む。信号送信部１４は、送るべき情報を搬送波に載せるための変調器を含む。
【００４３】
信号受信部１１は、まず、ひとつのネットワークＮ１に属する無線局２０Ｎ１からこのネットワークＮ１の外にある別のネットワークＮ２に属する無線局２０Ｎ２に送るべき信号を、それら間の中継のため、次のように受信する。すなわち、無線局２０Ｎ１が発した信号を無線局２０Ｎ１から直接に受信する。受信で得られた信号は信号記憶保持部１２に渡されて記憶保持される。受信するタイミングは、この飛翔無線通信装置１００が飛翔、旋回する間の、無線局２０Ｎ１との距離が比較的近くより安定的な通信が可能な位置にある時とすることができる。
【００４４】
信号受信部１１は、また、逆に、ネットワークＮ２に属する無線局２０Ｎ２からネットワークＮ１に属する無線局２０Ｎ１に送るべき信号を、それら間の中継のため、次のように受信する。すなわち、無線局２０Ｎ２が発した信号を無線局２０Ｎ２から直接に受信する。受信で得られた信号は信号記憶保持部１２に渡されて記憶保持される。この受信するタイミングも、飛翔無線通信装置１００が飛翔、旋回する間の、無線局２０Ｎ２との距離が比較的近くより安定的な通信が可能な位置にある時とすることができる。
【００４５】
上記により、信号記憶保持部１２に２つのタイミングで記憶保持された信号は、排他的論理和算出部１３に渡されて、そこで、それらの排他的論理和演算がなされる。つまり、時系列に続く信号を順次、排他的論理和演算していき、結果としてひとつの時系列信号にする。ここで、排他的論理和演算は、一種の符号化処理であり、一方を復号して得るのに他方が利用できるという条件の処理であれば、これに限らず採用することができる。排他的論理和算出部１３で得られた信号は信号送信部１４に送られる。
【００４６】
信号送信部１４は、排他的論理和算出部１３から送られた信号を、上述の無線局２０Ｎ１、２０Ｎ２に向けて送信する。この送信は、無線局２０Ｎ１および無線局２０Ｎ２に向けて中継なしに直接に同時送信するものである。このため、その送信タイミングは、この飛翔無線通信装置１００が飛翔、旋回する間の、無線局２０Ｎ１とも無線局２０Ｎ２とも距離が比較的近くより安定的な通信が可能な位置（すなわち例えば中間的な位置）にある時とすることができる。
【００４７】
送信タイミング指示部１５は、信号送信部１４に対して、信号を送信するタイミングを指示する。上記のような中間的な位置を捉えて指示することがひとつの必要なはたらきになる。このためには、例えば、飛翔動作部３０ａが有するセンサー機能を利用して適当なタイミングを見出すというようなことが考えられる。
【００４８】
この飛翔無線通信装置１００によれば、統一した信号を２つの無線局２０Ｎ１、２０Ｎ２に送信するので、個別に別の信号を送るより、送信効率を向上できる。もとより、分断されたネットワークＮ１、Ｎ２の再構築を機動的に行うことができる。なお、送信を受けた無線局２０Ｎ１、２０Ｎ２においては、自身が発した信号を用いて排他的論理和演算を行うことで、通信相手からの信号を復元できる（後述の図４に示す構成を参照）。
【００４９】
以上の説明に対する補足事項としては以下の点がある。以上の説明では、無線局２０Ｎ１、２０Ｎ２や飛翔無線通信装置１００が信号を発信するタイミングについて、飛翔無線通信装置１００の位置のみに基づいた説明を行ったが、より細かく言うと、同期の取れたタイミングが好ましい。例えばＧＰＳ電波を受信して得た時間情報から排他的に使用するタイムスロットをおのおのが設定し、その設定されたタイムスロットでのみおのおのが発信を行う、というような同期方法である。これによれば、そもそも、発信された信号どうしが衝突することがなく、その送受にかかわる通信品質が向上する。
【００５０】
このようなタイムスロットという見方をすると、図３に示した飛翔無線通信装置１００は、受信に２つのタイムスロットを要しているものの、これに応じた送信には、ひとつのタイムスロットを要するのみになっていることがわかる。よって、その意味でも送信効率の向上を説明することができる。なお、飛翔無線通信装置１００における、タイムスロットに従う信号の発信タイミングは、送信タイミング指示部１５が指示すればよい。
【００５１】
次に、図４は、図１（図２）中に示した無線局２０Ｎ１、２０Ｎ２（２０ＮＡ、２０ＮＢ）の内部構成例を示す機能ブロック図である。図４に示すように、この無線局２０Ｎ１、２０Ｎ２は、送信信号生成部２１、送信信号記憶保持部２２、信号送信部２３、送信タイミング指示部２４、信号受信部２５、復号部２６、受信信号処理部２７を有する。信号送信部２３は、送るべき情報を搬送波に載せるための変調器を含む。信号受信部２５は、送られてきた、搬送波である電波を変調している情報を復調して得る復調器を含む。
【００５２】
送信信号生成部２１は、送信すべき信号を生成する処理部である。生成された信号は送信信号記憶保持部２２に渡される。送信信号記憶保持部２２に渡された信号はここで記憶保持されるとともに信号送信部２３に送られる。信号送信部２３に送られた信号は、飛翔無線通信装置１００（２００、４００）に向けて通信データとして送信される。
【００５３】
送信タイミング指示部２４は、信号送信部２３に対して、信号を送信するタイミングを指示する。その同期については、図３を参照した説明で述べたとおりである。飛翔無線通信装置１００の現在位置との関係では、例えば、その現在位置情報を飛翔無線通信装置１００から送ってもらってこれをトリガとして送信タイミングとするか、あるいは受信確認が飛翔無線通信装置１００から送られてくるまで送信を複数回繰り返すなどの方策を採ることができる。
【００５４】
また、信号受信部２５は、飛翔無線通信装置１００（２００、４００）から、図３での説明のように統一した通信データである信号を受信する。信号受信部２５で受信された信号は復号部２６に渡される。復号部２６に渡された信号は、ここで、送信信号記憶保持部２２に記憶保持されていた信号を用いて、復号処理される。この復号処理については、すでに述べた点からその動作の必要性は容易に理解できる。すなわち、図３中に示した排他的論理和算出部１３で行われた排他的論理和演算に応じて、逆演算（といってもこの場合やはり排他的論理和演算になる）を行う。復号部２６により復号された信号は、受信信号処理部２７に送られる。受信信号処理部２７に送られた信号に対しては、そこで、さらに必要な各種の処理がなされる。
【００５５】
この無線局２０Ｎ１、２０Ｎ２（２０ＮＡ、２０ＮＢ）によれば、飛翔無線通信装置１００（２００、４００）の処理と対応を図る構成となっているので、それらの間の送信効率を向上できる点に寄与できる。
【００５６】
次に、図５は、別の実施形態である無線通信装置の構成を示す機能ブロック図であり、図２中に示した飛翔無線通信装置３００（２００、４００）の内部構成例を示している。図５に示すように、この飛翔無線通信装置３００は、大きく分けて、無線通信装置部１０ａと飛翔動作部３０とを有する。このうち飛翔動作部３０については、より具体的にその構成例を別途説明する（後述する図７）。他方、無線通信信号部１０ａは、以下の構成を有する。
【００５７】
すなわち、図３中にも示した構成要素のほかに、復号部１６と送信信号記憶保持部１７とを有する。図３中にも示した構成要素については、同一機能のものに同一符号を付しているので、その説明は、加えて説明を要する事項がない限り省略する。
【００５８】
復号部１６および送信信号保持部１７を設けたのは、送信する方向には、送信信号を生成するのに排他的論理和算出部１３で排他的論理和演算を行うところ、受信で信号を受ける側になる場合も、受信する通信データにおいて排他的論理和演算がなされていることを前提としてこれを復号部１６で復号して信号記憶保持部１２に記憶させるためである。復号部１６は、このため、信号受信部１１の後段でかつ信号記憶保持部１２の前段に位置するように設けられている。そして、復号部１６での復号動作に必要な送信信号を記憶保持するために、送信信号記憶保持部１７が排他的論理和算出部１３の後段でかつ信号送信部１４の前段に位置するように設けられている。
【００５９】
飛翔無線通信装置２００、３００、４００がそれぞれこのような無線通信装置部１０ａを有していることの利点、効果は、図３での説明と同様に、送信効率を向上できる点にある。ただし、その効果は飛翔無線通信装置の台数の増大にかかわらず比較するとさらに向上している。その点を図６を参照してさらに説明する。図６は、図５に示した無線通信装置の動作を説明するためのモード遷移図である。図示するようにモードは、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に繰り返されて遷移する。
【００６０】
まず、モードＡにおいては、無線局２０ＮＡから無線局２０ＮＢ向けの送信信号（１）が無線局２０ＮＡから装置２００に、無線局２０ＮＢから無線局２０ＮＡ向けの送信信号（ａ）が無線局２０ＮＢから装置４００に、それぞれ送信される。このためのタイムスロットは、装置２００と装置４００が位置的に十分離れているという仮定ならば重複していても問題ない。モードＡにおいては、すでに装置３００に、モードＤからの継続として排他的論理和算出された結果の信号が記憶保持されている。また、その排他的論理和算出された結果が、モードＤにおいて装置３００から装置２００に信号（ｃ）として、装置４００に信号（３）として、それぞれ送信されている。
【００６１】
モードＡにおいて、装置２００は、信号（１）については、復号部１６をスルーして信号記憶保持部１２に保持させ、信号（ｃ）については送信信号記憶保持部１７に記憶保持された先回送信した信号を用いて復号しその結果を信号記憶保持部１２に保持させる。そして、これらを用いて排他的論理和演算を行って新たな送信信号を生成しこれを送信信号記憶保持部１７に保持させる。
【００６２】
また、モードＡにおいて、装置４００は、信号（ａ）については、復号部１６をスルーして信号記憶保持部１２に保持させ、信号（３）については送信信号記憶保持部１７に記憶保持された先回送信した信号を用いて復号しその結果を信号記憶保持部１２に保持させる。そして、これらを用いて排他的論理和演算を行って新たな送信信号を生成しこれを送信信号記憶保持部１７に保持させる。
【００６３】
モードＢでは、装置２００は、その送信信号記憶保持部１７に保持された信号を無線局２０ＮＡおよび装置３００に向けて同時に（すなわちひとつのタイムスロットを用いて）送信する。また、続けてモードＣでは、装置４００は、その送信信号記憶保持部１７に保持された信号を無線局２０ＮＢおよび装置３００に向けて同時に（すなわち同じタイムスロットを用いて）送信する。なお、モードＢとモードＣとは順序が逆でもよい。ただし、装置３００が信号（２）を受信するタイミングと信号（ｂ）を受信するタイミングとはそれらの衝突を避けるため異ならせる必要があるので同時にはできない。
【００６４】
装置３００では、受信した信号（２）、信号（ｃ）についてそれぞれ送信信号記憶保持部１７に記憶保持された先回送信した信号を用いて復号しその結果を信号記憶保持部１２に保持させる。そして、これらを用いて排他的論理和演算を行って新たな送信信号を生成しこれを送信信号記憶保持部１７に保持させる。
【００６５】
無線局２０ＮＡでは、モードＢで、受信した信号（ｄ）について送信信号記憶保持部２２に記憶保持された先回送信した信号を用いて復号を行う。同様に、無線局２０ＮＢでは、モードＣで、受信した信号（４）について送信信号記憶保持部２２に記憶保持された先回送信した信号を用いて復号を行う。これらにより、無線局２０ＮＡ、２０ＮＢは、それぞれ互いの通信相手先からの信号を得ることができる。
【００６６】
次に、モードＤにおいては、装置３００は、その送信信号記憶保持部１７に保持された信号を装置２００、装置３００に向けて同時に（すなわちひとつのタイムスロットを用いて）送信する。この点はすでに説明している。以上説明のようなモード遷移の繰り返しにより、無線局２０ＮＡ発の通信データは、装置２００、同３００、同４００を経由して無線局２０ＮＢに届き、逆に無線局２０ＮＢ発の通信データは装置４００、同３００、同２００を経由して無線局２０ＮＡに届く。
【００６７】
換言して説明すると、無線局２０ＮＡ発の通信データである信号（１）は、モードＡで装置２００に届き、モードＢで信号（２）として装置３００に届く。そして、モードＤで信号（３）として装置４００に届き、さらに、モードＣで信号（４）として無線局２０ＮＢに届く。また、無線局２０ＮＢ発の通信データである信号（ａ）は、モードＡで装置４００に届き、モードＣで信号（ｂ）として装置３００に届く。そして、モードＤで信号（ｃ）として装置２００に届き、さらに、モードＢで信号（ｄ）として無線局２０ＮＢに届く。
【００６８】
上記の説明で、各モードはそれぞれひとつのタイムスロットに相当しているので、結局、飛翔無線通信装置２００、３００、４００がそれぞれ無線通信装置部１０ａのような構成を有していることにより、送信効率が大きく向上できていることがわかる。
【００６９】
すなわち、図１、図３での説明では、飛翔無線通信装置の台数が１台でタイムスロットの数は３であったが、図２、図５、図６に示す態様では、飛翔無線通信装置の台数が３台に増加しているもののタイムスロットの数は４への増加に留まる。このようなタイムスロットの数の増加抑制は、端的に言うと、各飛翔無線通信装置２００、３００、４００が発する通信データがいつでも同時に両方向に発せられていることに起因している（モードＢ、Ｃ、Ｄ）。中継リレーを行う飛翔無線通信装置がさらに多くなっても同様の効果が得られる。
【００７０】
次に、図７は、さらに別の実施形態である無線通信装置の構成を示す機能ブロック図であり、図２中に示した飛翔無線通信装置３００の内部構成例を示している。図７に関連して、図５においては、この図７と同様に無線通信装置部１０ａと飛翔動作部３０とが図示され、このうち無線通信装置部１０ａが詳述された。図７を参照して説明する以下では、残りの飛翔動作部３０について、より具体的にその構成例を説明する。
【００７１】
図７に示すように、飛翔無線通信装置３００の飛翔動作部３０は、地理的位置特定部３１、速度ベクトル量検知部３２、飛翔データ送出部３３、飛翔軌道指示情報受け取り部３４、アクチュエータ操作部３５、アクチュエータ３６を有する。
【００７２】
地理的位置特定部３１は、例えばＧＰＳ電波を受信して、自装置の、高さを含む地理的位置を特定する。特定された地理的位置は飛翔データ送出部３３に送られる。速度ベクトル量検知部３２は、自装置が移動する３次元速度を示す速度ベクトル量を検知する。３次元ベクトルの各要素は、例えば、緯線方向、経線方向、高さ方向である。このような要素のベクトル量を検知するには、やはりＧＰＳ電波を利用することが考えられる。検知された速度ベクトル量は飛翔データ送出部３３に送られる。
【００７３】
速度ベクトル量検知部３２は、これに代えてスカラー速さおよび姿勢情報の検知部であってもよい。スカラー速さや姿勢情報（ロール、ピッチ、ヨーの各方向の情報）については、ＧＰＳが利用できるようになる前から、例えば飛行機のような飛翔体で一般的にその検知ための計器が備えられてきた実績がある。これによれば、飛翔する無線通信装置３００の側のハードウエア的、ソフトウエア的な負担はより小さい。スカラー速さおよび姿勢情報が検知される場合も、その検知された情報は、飛翔データ送出部３３に送られる。
【００７４】
飛翔データ送出部３３は、地理的位置特定部３１から送られてきた地理的位置、および速度ベクトル量検知部３２から送られてきた速度ベクトル量（またはスカラー速さおよび姿勢情報）を、飛翔データとしてこれらを飛翔制御装置５０（図２を参照）に送出する。飛翔制御装置５０は、図２を参照してすでに述べたように飛翔無線通信装置３００を飛翔制御するため地上（海上）に配備された装置である。
【００７５】
飛翔制御装置５０では、受け取った地理的位置、および速度ベクトル量（またはスカラー速さおよび姿勢情報）に応じた指示情報として飛翔軌道指示情報が生成される（詳しくは図８を参照して後述する）。そこで、飛翔制御装置５０から飛翔軌道指示情報が送られてきたら、この情報を飛翔軌道指示情報受け取り部３４が受け取る。受け取られた飛翔軌道指示情報は、アクチュエータ操作部３５に渡される。
【００７６】
アクチュエータ操作部３５は、飛翔軌道指示情報受け取り部３４から渡された飛翔軌道指示情報に基づいて、飛翔動作にかかわるアクチュエータ３６（例えば動力パワーのスロットル操作のアクチュエータや操舵のためのアクチュエータ）を操作する。以上説明のようにして、この飛翔無線通信装置３００は、所定の飛翔制御がなされる。この飛翔制御は、この無線通信装置３００を常に、無線通信のための電界強度が強い適正な位置に飛翔させることを目的として行われる。
【００７７】
そこで、次に、図８は、さらに別の実施形態である飛翔制御装置５０の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この飛翔制御装置５０は、地形情報記憶保持部５１、飛翔データ取得部５２、移動予定基本位置特定部５３、移動先位置候補特定部５４、基準位置記憶保持部５５、直接伝搬経路およびマルチ地表反射経路の特定部５６、複素振幅値算出部５７、積算複素振幅値算出部５８、第２種移動先位置候補特定部５９、最適移動先位置選択部６０、飛翔軌道指示情報生成部６１、飛翔軌道指示情報送り出し部６２を有する。
【００７８】
地形情報記憶保持部５１は、地形情報データベース９０に問い合わせを行ってこのデータベース９０から周囲の地形情報を得、これを記憶保持する。周囲の地形情報とは、より具体的に、飛翔無線通信装置３００が行う通信の相手（図２を参照し、以下の説明では、これが飛翔無線通信装置２００であるとする）が存在する位置である基準位置と、飛翔制御されるべき飛翔無線通信装置３００の位置とを含むその周囲の地形情報である。地形情報記憶保持部５１に記憶保持された情報は、適宜、特定部５６によって参照される。
【００７９】
飛翔データ取得部５２は、飛翔無線通信装置３００から送出されてきた飛翔データを取得する。飛翔データは、すでに説明したように、地理的位置、および速度ベクトル量（またはスカラー速さおよび姿勢情報）である。スカラー速さおよび姿勢情報を取得した場合は、これを速度ベクトル量、すなわち例えば緯線方向、経線方向、高さ方向の要素を有する速度ベクトル量に変換する。飛翔データ取得部５２が得た地理的位置および速度ベクトル量は、移動予定基本位置特定部５３および移動先位置候補特定部５４に送られる。
【００８０】
移動予定基本位置特定部５３は、飛翔データ取得部５２から送られてきた地理的位置および速度ベクトル量に基づいて、飛翔無線通信装置３００の所定の時間経過後の予定位置である移動予定基本位置を特定する。すなわち、この基本位置は、飛翔無線通信装置３００の制御を、現時点で何ら変更しなかった場合の飛翔無線通信装置３００の所定の時間経過後の位置（デフォルト位置と言える）である。このデフォルト位置の情報は、最適移動先位置選択部６０における選択動作で用いられる。
【００８１】
移動先位置候補特定部５４は、飛翔データ取得部５２から送られてきた地理的位置および速度ベクトル量に基づいて、飛翔無線通信装置３００を制御して所定時間経過後に到達させ得る位置を、複数の移動先位置候補として特定する。すなわち、この位置候補は、飛翔無線通信装置３００の制御を変更して（そのまま維持する場合も含む）、飛翔無線通信装置３００を所定の時間経過後に到達させ得る位置である。例えば、動力パワーの制御や操舵の制御などについて、幾段階かの制御の設定を想定し、それらの組み合わせそれぞれで計算される所定時間後の装置３００の位置が、それぞれ位置候補になる。特定部５４で特定された位置候補は、直接伝搬経路およびマルチ地表反射経路の特定部５６に渡される。
【００８２】
基準位置記憶保持部５５は、自装置を飛翔させる機能を有する、飛翔無線通信装置３００とは異なる別の無線通信装置（この説明では飛翔無線通信装置２００）が存在する位置である基準位置を記憶保持する。より具体的には、例えば、図２を参照し、この装置２００は、ネットワークＮＡとの間で通信データを送受するため、無線局２０ＮＡの上空を旋回、飛翔するが、この飛翔制御も飛翔制御装置５０によりなされる。そこで、装置２００の存在する位置は、逐次、飛翔制御装置５０により把握可能である。このようにして把握された装置２００の所定時間経過後の位置が、基準位置記憶保持部５５に記憶保持される。基準位置記憶保持部５５に記憶保持された基準位置の情報は、直接伝搬経路およびマルチ地表反射経路の特定部５６に渡される。
【００８３】
直接伝搬経路およびマルチ地表反射経路の特定部５６は、地形情報記憶保持部５１からの地形情報に基づいて、基準位置から移動先位置候補のそれぞれへの無線による直接伝搬経路とマルチ地表反射経路とを、移動先位置候補のそれぞれについて特定する。これは、より具体的に図示すると、図９に示すごとくである。図９は、図８に示した飛翔制御装置の動作を説明するための位置関係図である。
【００８４】
すなわち、基準位置から移動先位置候補のそれぞれまでには、無線が伝搬する経路として、一般に、直接伝搬経路Ｐ０と、地表反射経路Ｐ１、Ｐ２、・・・（一般に複数あるので以下、マルチ地表反射経路という場合がある）とが存在する（なお逆方向の伝搬でも同様である）。直接伝搬経路Ｐ０は、基準位置の情報と移動先位置候補の情報とで特定できる。地表反射経路Ｐ１、Ｐ２、・・・は、基準位置の情報と移動先位置候補の情報とに加えて地形情報の情報があれば特定できる。このような直接伝搬経路とマルチ地表反射経路とを移動先位置候補のそれぞれについて特定する。特定された直接伝搬経路とマルチ地表反射経路とは複素振幅値算出部５７に渡される。
【００８５】
複素振幅値算出部５７は、特定部５６から渡された直接伝搬経路とマルチ地表反射経路とに基づいて、マルチ地表反射経路が含むそれぞれの経路ごとに、複素振幅値を算出する。すなわち、例えばあるひとつの移動先位置候補について、直接伝搬経路がＰ０として特定され、マルチ地表反射経路がＰ１、Ｐ２、Ｐ３の３つとして特定された場合、Ｐ０とＰ１との組み合わせでひとつの複素振幅値が算出できる。同様に、Ｐ０とＰ２とで別のひとつの複素振幅値が算出でき、Ｐ０とＰ３とでまた別のひとつの複素振幅値が算出できる。Ｐ０とＰ１、Ｐ２、Ｐ３のそれぞれとでは、その伝達される無線の位相が異なることになるため、それらの組み合わせでは複素振幅値になる。マルチ地表反射経路が含む経路のそれぞれについて算出された複素振幅値は、積算複素振幅値算出部５８に渡される。
【００８６】
積算複素振幅値算出部５８は、算出部５７から渡された複素振幅値を用い、移動先位置候補のそれぞれについて、複素振幅値を積算し積算複素振幅値を算出する。算出された積算複素振幅値は、第２種移動先位置候補特定部５９に渡される。第２種移動先位置候補特定部５９は、算出部５８から渡された積算複素振幅値に基づいて、移動先位置候補のうちから移動先位置として好ましいものを複数、第２種移動先位置候補として特定する。
【００８７】
第２種移動先位置候補の特定は、より具体的には、もっとも簡潔に、図示するように、積算複素振幅値のうちの所定のしきい値以上のものに対応する移動先位置候補を、第２種移動先位置候補として特定する、とすることができる。これによれば、積算複素振幅値が比較的大きく確保される移動先位置候補が少なくとも第２種移動先位置候補として特定されるので、通信性能を良好に確保する上で適切でありかつそのための処理も簡素に済む。なお、一般的には、もっと複雑に、積算複素振幅値をひとつの評価パラメータとする評価関数を用意し評価関数の値が良好なものを第２種移動先位置候補とすることも可能である。特定部５９で特定された第２種移動先位置候補は、最適移動先位置選択部６０に渡される。
【００８８】
最適移動先位置選択部６０は、移動予定基本位置特定部５３からもたらされた移動予定基本位置と、特定部５９から渡された第２種移動先位置候補とに基づいて、第２種移動先位置候補のうちで移動予定基本位置とのずれが最も小さいものを最適移動先位置として選択する。この動作をより具体的に図示すると、図１０に示すごとくである。図１０は、図８に示した飛翔制御装置の動作を説明するための別の位置関係図である。
【００８９】
すなわち、図１０に示すように、移動予定基本位置は基本飛翔軌道の上にあり、第２種移動先位置候補は一般に基本飛翔軌道から外れた位置にある。ここで基本飛翔軌道とは、現在位置に飛翔無線通信装置３００が存在する時点以前の飛翔制御装置５０からの制御により、装置３００が飛翔すると予定される軌道である。移動予定基本位置と第２種移動先位置候補とのずれは、現在位置から移動予定基本位置へのベクトルＤ０と、現在位置から第２種移動先位置候補へのベクトルＤＣとの内積を計算してその数値で計量化できる。すなわち、内積がもっとも大の場合がずれは小さく、このような第２種移動先位置候補が最適移動先位置として選択される。最適移動先位置選択部６０で選択された最適移動先位置の情報は、飛翔軌道指示情報生成部６１に渡される。
【００９０】
飛翔軌道指示情報生成部６１は、飛翔無線通信装置３００を所定時間経過後に最適移動先位置に移動させるべく飛翔軌道指示情報を生成する。この情報の生成は、前述した移動先位置候補特定部５４の動作を考慮すれば、容易であることがわかる。すなわち、最適移動先位置を含めた第２種移動先位置候補や移動先位置候補は、動力パワーの制御や操舵の制御などについて、幾段階かの制御の設定を想定し、特定されていたものであるからである。飛翔軌道指示情報生成部６１で生成された飛翔軌道指示情報は、飛翔軌道指示情報送り出し部６２に渡される。
【００９１】
飛翔軌道指示情報送り出し部６２は、飛翔軌道指示情報生成部６１から渡された飛翔軌道指示情報を飛翔無線通信装置３００に向けて送り出す。このようにして、飛翔無線通信装置３００に飛翔軌道指示情報が届くことにより、飛翔無線通信装置３００では、すでに説明したように（図７）、その飛翔制御がなされる。
【００９２】
以上説明のように、この飛翔制御装置５０は、飛翔機能を有する無線通信装置３００の飛翔軌道を制御する装置であり、無線通信装置３００と基準位置にいる別の無線通信装置２００との間での通信性能が良好に確保されるように、飛翔無線通信装置３００の軌道を制御する。より具体的には、所定時間経過後の無線通信装置３００の位置と基準位置との間での電波の積算複素振幅値が良好に確保される、無線通信装置３００を飛翔制御して到達させ得る位置候補を特定し、その中から移動予定の基本位置（デフォルト位置）と最も近い位置候補を最適移動先位置として選択する。そして、無線通信装置３００を所定時間経過後に最適移動先位置に移動させるべく飛翔軌道指示情報を生成し、これを無線通信装置３００に送り出す。
【００９３】
この飛翔制御装置５０を用いることによれば、無線通信装置３００を常に、装置２００との関係において相互に電界強度が強い適正な位置に飛翔させることができ、通信性能を向上して通信の信頼性を高めることができる。そして、もとより、分断されたネットワークの再構築を機動的に行うことができる。また、移動予定の基本位置と最も近い位置候補を最適移動先位置として選択しているので、飛翔を制御するための動力エネルギーの消耗が小さくて済み、より長時間の運用に耐えるようにできる。
【００９４】
以上の説明では、無線通信装置２００が基準位置にあり、これにある種の追従を行うように無線通信装置３００の軌道を制御することを述べた。同様にして、このようして制御される無線通信装置３００の位置を今度は基準位置として、これに追従するように、無線通信装置３００との間で通信データのやり取りを行う無線通信装置４００の軌道を制御することができる。すなわち、リレー形式で通信データを中継する無線通信装置が何台であっても同様の飛翔制御が順次適用できる。
【００９５】
次に、図１１は、さらに別の実施形態である飛翔制御装置を活用し得るシステムを概観する概念図である。図１１において、すでに説明した図中に示したものと同一または同一相当のものには同一番号を付し、加えて説明する事項がない限りその説明は省略する。
【００９６】
この実施形態は、図２に示したシステムの変形例として図示されている。より具体的に、地上（海上）に配備されているとして説明してきた飛翔制御装置５０を、機上搭載（飛翔無線通信装置３００上）の飛翔制御装置５０Ａとした構成である。したがって、飛翔無線通信装置３００と飛翔制御装置５０Ａとの情報のやり取りは、ひとつの飛翔体の内部での情報のやり取りになる。また、飛翔制御装置５０Ａと飛翔無線通信装置２００、４００との情報（飛翔データおよび飛翔軌道指示情報）のやり取りは、飛翔体どうしの情報のやり取りになる。
【００９７】
このような飛翔無線通信装置３００および飛翔制御装置５０を備えた構成によれば、飛翔する機能を有する無線通信装置３００が、その飛翔体自体の機能としてその飛翔軌道の制御がなされ得るという意味で完結し、価値の高い装置になる。
【００９８】
次に、図１２は、さらに別の実施形態である無線通信装置およびさらに別の実施形態である飛翔制御装置を活用し得るシステムを概観する概念図である。図１１において、すでに説明した図中に示したものと同一または同一相当のものには同一番号を付し、加えて説明する事項がない限りその説明は省略する。
【００９９】
この実施形態は、上記の図１１に示したものをさらに進めて、いずれの飛翔体も無線通信装置と飛翔制御装置とを備えている構成である。すなわち、無線局２０ＮＡとの間で通信データをやり取りする飛翔体についても、無線通信装置２００Ａと飛翔制御装置５０Ｂとを備えさせ、無線局２０ＮＢとの間で通信データのやり取りする飛翔体についても、無線通信装置４００Ａと飛翔制御装置５０Ｃとを備えさせている。
【０１００】
このような構成の場合、実際の運用では、例えば、無線通信装置３００Ａに搭載された飛翔制御装置５０Ａのみは図１１での説明と同様に機能させ、ほかの飛翔制御装置５０Ｂ、５０Ｃは機能させないようにする。このようにして、図１１での説明と同様にして、全体として矛盾なく機能することができる。
【０１０１】
そして、このような運用状態だけでなく、無線通信装置２００Ａに搭載された飛翔制御装置５０Ｂのみを機能させ、ほかの飛翔制御装置５０Ａ、５０Ｃは機能させないようにすることや、無線通信装置４００Ａに搭載された飛翔制御装置５０Ｃのみを機能させ、ほかの飛翔制御装置５０Ｂ、５０Ａは機能させないようにすることも可能になる。以上の各状態において、便宜上、飛翔制御装置が実際に機能している無線通信装置（または飛翔体、以下同）をハブ装置と呼ぶことにし、ハブ装置以外の無線通信装置（または飛翔体、以下同）はスポーク装置と呼ぶことにする。
【０１０２】
ハブ装置は、通信データのリレー中継を行う空間的な位置として必ずしも中央に存在する必要はない。各スポーク装置の飛翔データや飛翔軌道指示情報は、そのスポーク装置との間で直接にやり取りできるならば直接行えばよく、直接にはやり取りできない場合は他のスポーク装置を中継してそれらの情報のやり取りを行うことができるためである。もちろん、新たにハブ装置となった無線通信装置が、他の装置であるスポーク装置とその空間位置の交代を行うことを排除するものでない。
【０１０３】
このようにハブ装置としての機能を交代することができれば以下の利点がある。すなわち、飛翔制御装置を搭載し実際に機能させている無線通信装置（飛翔体）の消費電力は、他の無線通信装置（飛翔体）のそれよりも大きくなる。そこで、実質的な飛翔制御装置を動的に変更して、飛翔制御装置の機能を一時的に持った無線通信装置をハブ装置としてそれ以外の無線通信装置をスポーク装置として運用すれば、全体として連続して長時間の運用が可能になる。
【０１０４】
次に、図１３は、さらに別の実施形態である無線通信装置の構成を示す機能ブロック図であり、図１２中に示した無線通信装置３００Ａの構成例を示すものである。図１３において、すでに説明した図中に示したものと同一または同一相当のものには同一番号を付し、加えて説明する事項がない限りその説明は省略する。
【０１０５】
この無線通信装置３００Ａは、図７中に示したものに加え、新たにハブ装置ＩＤ記憶保持部３７を有している。この記憶保持部３７は、現在ハブ装置として運用されている装置のＩＤを記憶保持している。そのＩＤ情報は、飛翔データ送出部３３に伝えられている。これにより、飛翔データ送出部３３は、その飛翔データを、ハブ装置として運用されている無線通信装置に備えられた飛翔制御装置（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのいずれか）に送出することができる。したがって、その結果、その飛翔制御装置（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのいずれか）から必要な飛翔軌道指示情報が得られることになる。
【０１０６】
ハブ装置の交代を行う場合には、いずれかの無線通信装置がその旨を発して、ほかのすべての無線通信装置が（その飛翔制御装置を介して）これを受け取り、その各ハブ装置ＩＤ記憶保持部３７の内容を一斉に同じ内容に書き換えることでハブ装置の交代を行うことができる。ハブ装置ＩＤ記憶保持部３７には、残り電力量などの情報に基づいて、ハブ装置の交代する旨の情報（交代先ＩＤを指定してもよい）を発する機能を持たせてもよい（制御交代機能制御部）。
【０１０７】
次に、図１４は、さらに別の実施形態である無線通信装置の構成を示す機能ブロック図および装置間関係図であり、そのひとつの動作モードを図示するものである。図１３において、すでに説明した図中に示したものと同一または同一相当のものには同一番号を付し、加えて説明する事項がない限りその説明は省略する。
【０１０８】
図１４では、スポーク側の飛翔無線通信装置３００ＡＡに加え、ハブ側の無線通信装置４００ＡＡを図示し、それらの関係をも示している。これらの装置３００ＡＡ、４００ＡＡは、それぞれ、新たに、多重化部４１、多重化分離部４２を有している。この実施形態は、図１２に示した形態の変形例と言えるものであり、飛翔体どうしの通信データのやり取りと、飛翔データおよび飛翔軌道指示情報のやり取りとを統一的に取り扱えるように改良したものである。
【０１０９】
飛翔無線通信装置３００ＡＡの多重化部４１は、飛翔データを無線通信装置４００Ａに送り出すために、飛翔無線通信装置４００ＡＡに送るべき通信データにこの飛翔データが多重された多重化信号を生成する。
【０１１０】
飛翔無線通信装置４００ＡＡの多重化分離部４２は、上記により送られてきた多重化信号を分離し、通信データについてはその無線通信装置部１０ａに渡し、飛翔データについてはその飛翔制御装置５０Ｃに渡す。無線通信装置部１０ａでの処理（図５）、および飛翔制御装置５０Ｃでの処理（図８）については、すでに説明したとおりである。飛翔制御装置５０Ｃでの処理により、飛翔無線通信装置３００ＡＡのための飛翔軌道指示情報が生成される。
【０１１１】
そこで、飛翔無線通信装置４００ＡＡの多重化部４１は、上記の飛翔軌道指示情報を無線通信装置３００Ａに送り出すために、飛翔無線通信装置３００ＡＡに送るべき通信データにこの飛翔軌道指示情報が多重された多重化信号を生成する。
【０１１２】
飛翔無線通信装置３００ＡＡの多重化分離部４２は、上記により送られてきた多重化信号を分離し、通信データについてはその無線通信装置部１０ａに渡し、飛翔軌道指示情報についてはその飛翔動作部３０Ａに渡す。この無線通信装置部１０ａでの処理（図５）、および飛翔動作部３０Ａでの処理（図７）については、すでに説明したとおりである。
【０１１３】
以上により、飛翔無線通信装置３００ＡＡと同４００ＡＡとの間の通信データの送受が両方向ともできるとともに、飛翔無線通信装置３００ＡＡは、同４００ＡＡの飛翔制御装置５０Ｃを利用して自装置の飛翔動作部３０Ａのための飛翔軌道指示情報を得ることができる。なお、飛翔無線通信装置４００ＡＡは、ハブ装置であるため、その自身の飛翔動作部３０Ａのための飛翔軌道指示情報は、自装置の飛翔制御装置５０Ｃを用いて得ることができる。
【０１１４】
図１５は、図１４に示すものと同じ実施形態の図示するものであるが、ハブ装置とスポーク装置とが交代した状態における動作モードを図示するものである。図１５において、図１４中に示したものと同一または同一相当のものには同一番号を付し、加えて説明する事項がない限りその説明は省略する。
【０１１５】
図１５の理解は、図１４での説明における飛翔無線通信装置３００ＡＡと同４００ＡＡとを反対に考えれば容易である。図１５に示すモードでは、やはり、飛翔無線通信装置３００ＡＡと同４００ＡＡとの間の通信データの送受が両方向ともできるとともに、飛翔無線通信装置４００ＡＡは、同３００ＡＡの飛翔制御装置５０Ａを利用して自装置の飛翔動作部３０Ａのための飛翔軌道指示情報を得ることができる。なお、飛翔無線通信装置３００ＡＡは、ハブ装置であるため、その自身の飛翔動作部３０Ａのための飛翔軌道指示情報は、自装置の飛翔制御装置５０Ａを用いて得ることができる。
【０１１６】
図１４、図１５に示した実施形態によれば、無線通信装置から外の無線通信装置に送るべき通信データ用のチャンネルと、無線通信装置から外の無線通信装置に送るべき飛翔軌道指示情報用のチャンネルとを多重化してこれらの装置どうしのアクセス制御を行うようにできる。また、無線通信装置から外の無線通信装置に送るべき通信データ用のチャンネルと、無線通信装置から外の無線通信装置に送るべき飛翔データ用のチャンネルとを多重化してこれらの装置どうしのアクセス制御を行うようにできる。これらによれば、装置どうしのアクセス制御という点で、取り扱いやプロトコル設計、パケット設計などがより容易になる。
【符号の説明】
【０１１７】
１０，１０ａ…無線通信装置部、１１…信号受信部、１２…信号記憶保持部、１３…排他的論理和算出部、１４…信号送信部、１５…送信タイミング指示部、１６…復号部、１７…送信信号記憶保持部、２０Ｎ１，２０Ｎ２，２０ＮＡ，２０ＮＢ…無線局、２１…送信信号生成部、２２…送信信号記憶保持部、２３…信号送信部、２４…送信タイミング指示部、２５…信号受信部、２６…復号部、２７…受信信号処理部、３０，３０ａ，３０Ａ…飛翔動作部、３１…地理的位置特定部、３２…速度ベクトル量またはスカラー速さおよび姿勢情報の検知部、３３…飛翔データ送出部、３４…飛翔軌道指示情報受け取り部、３５…アクチュエータ操作部、３６…アクチュエータ、３７…ハブ装置ＩＤ記憶保持部（制御交代制御部）、４１…多重化部、４２…多重化分離部、５０…飛翔制御装置、５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ…機上搭載の飛翔制御装置、５１…地形情報記憶保持部、５２…飛翔データ取得部（＋変換部）、５３…移動予定基本位置特定部、５４…移動先位置候補特定部、５５…基準位置記憶保持部、５６…直接伝搬経路およびマルチ地表反射経路の特定部、５７…複素振幅値算出部、５８…積算複素振幅値算出部、５９…積算複素振幅値がしきい値以上のものに対応する候補を第２種移動先位置候補として特定する特定部、６０…最適移動先位置選択部、６１…飛翔軌道指示情報生成部、６２…飛翔軌道指示情報送り出し部、９０…地形情報データベース、１００，２００，３００，４００…飛翔無線通信装置、２００Ａ，３００Ａ，４００Ａ…ハブ装置となり得る飛翔無線通信装置、３００ＡＡ，４００ＡＡ…飛翔制御装置を備えかつ多重化に対応した飛翔無線通信装置、Ｎ１，Ｎ２，ＮＡ，ＮＢ…ネットワーク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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