(57)【要約】【課題】長い伝送距離と高速の伝送レートを両立させる技術を提供する。【解決手段】データ送信元用移動体２０は、第１無線通信ネットワークにより制御装置１０から受信した第１制御信号に応じて移動した位置において、第２無線通信ネットワークによりデータ中継用移動体２２にデータを送信する。データ中継用移動体２２は、第１無線通信ネットワークにより制御装置１０から受信した第２制御信号に応じて移動した位置において、第２無線通信ネットワークによりデータ送信元用移動体２０からのデータを受信するとともに、第２無線通信ネットワークにより制御装置１０にデータを送信する。制御装置１０は、第２無線通信ネットワークによりデータ中継用移動体２２からのデータを受信する。【選択図】図１
2019047369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１無線通信ネットワークと第２無線通信ネットワークで通信可能である制御装置と、
第１無線通信ネットワークと第２無線通信ネットワークで通信可能であるとともに、移動可能であるデータ送信元用移動体と、
第１無線通信ネットワークと第２無線通信ネットワークで通信可能であるとともに、移動可能であるデータ中継用移動体とを備え、
前記データ送信元用移動体は、第１無線通信ネットワークにより前記制御装置から受信した第１制御信号に応じて移動した位置において、第２無線通信ネットワークにより前記データ中継用移動体にデータを送信し、
前記データ中継用移動体は、第１無線通信ネットワークにより前記制御装置から受信した第２制御信号に応じて移動した位置において、第２無線通信ネットワークにより前記データ送信元用移動体からのデータを受信するとともに、第２無線通信ネットワークにより前記制御装置にデータを送信し、
前記制御装置は、第２無線通信ネットワークにより前記データ中継用移動体からのデータを受信することを特徴とする無線中継システム。
【請求項２】
前記データ中継用移動体は、複数のアンテナを備え、
前記制御装置は、前記データ中継用移動体に備えられる複数のアンテナを第２無線通信ネットワークによる通信に使用する場合の処理の内容を決定し、決定した処理の内容が含まれた第２制御信号を第１無線通信ネットワークにより前記データ中継用移動体に送信することを特徴とする請求項１に記載の無線中継システム。
【請求項３】
前記データ中継用移動体は、第１のデータ中継用移動体と第２のデータ中継用移動体とを含み、
前記制御装置は、第２無線通信ネットワークによる通信において前記第１のデータ中継用移動体と前記第２のデータ中継用移動体とに協調伝送を実行させるための処理の内容を決定し、決定した処理の内容が含まれた第２制御信号を第１無線通信ネットワークにより前記第１のデータ中継用移動体と前記第２のデータ中継用移動体とに送信することを特徴とする請求項１に記載の無線中継システム。
【請求項４】
前記制御装置は、第２無線通信ネットワークにより前記データ送信元用移動体からのデータを前記データ中継用移動体が受信する場合の第１位置と、第２無線通信ネットワークにより前記制御装置にデータを前記データ中継用移動体が送信する場合の第２位置とが含まれた第２制御信号を第１無線通信ネットワークにより前記データ中継用移動体に送信し、
前記データ中継用移動体は、第２無線通信ネットワークにより前記データ送信元用移動体からのデータを第１位置において受信し、第１位置から第２位置に移動し、第２無線通信ネットワークにより前記制御装置にデータを第２位置において送信することを特徴とする請求項１に記載の無線中継システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術に関し、特にデータを転送する無線中継システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムでは、基地局装置と端末装置が通信する。大規模災害等により基地局装置と端末装置との通信ができない、または通信ができにくい状態になる場合がある。そのような場合において、技術者が現地に赴くことなく、基地局装置と端末装置との通信を可能にするために、基地局装置と通信可能かつ端末装置と通信可能な範囲内に移動体が移動し、基地局装置と端末装置との間の通信を移動体が中継する（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２１９８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ドローンなどの無人の移動体に通信機能と撮像機能が搭載される場合、無線通信を介して、移動体に移動を指示しながら、移動した位置において撮像された映像を受信できる。これによって、例えば、災害発生時に災害発生現場に移動体を飛行させると、人が災害発生現場に移動しなくても、災害発生現場の映像を確認することが可能になる。このような処理において、無線通信は、移動体に移動を指示するような制御に使用される制御信号と、撮像された映像が含まれるデータとを伝送する。移動体の移動範囲を広げるために制御信号には長い伝送距離が求められ、映像の品質を向上させるためにデータには高速の伝送レートが求められる。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、長い伝送距離と高速の伝送レートを両立させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線中継システムは、第１無線通信ネットワークと第２無線通信ネットワークで通信可能である制御装置と、第１無線通信ネットワークと第２無線通信ネットワークで通信可能であるとともに、移動可能であるデータ送信元用移動体と、第１無線通信ネットワークと第２無線通信ネットワークで通信可能であるとともに、移動可能であるデータ中継用移動体とを備える。データ送信元用移動体は、第１無線通信ネットワークにより制御装置から受信した第１制御信号に応じて移動した位置において、第２無線通信ネットワークによりデータ中継用移動体にデータを送信し、データ中継用移動体は、第１無線通信ネットワークにより制御装置から受信した第２制御信号に応じて移動した位置において、第２無線通信ネットワークによりデータ送信元用移動体からのデータを受信するとともに、第２無線通信ネットワークにより制御装置にデータを送信し、制御装置は、第２無線通信ネットワークによりデータ中継用移動体からのデータを受信する。
【０００７】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、長い伝送距離と高速の伝送レートを両立できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係る無線中継システムの構成を示す図である。
【図２】図１の無線中継システムによる中継手順を示すシーケンス図である。
【図３】実施例２に係る無線中継システムの構成を示す図である。
【図４】図３の無線中継システムによる中継手順を示すシーケンス図である。
【図５】実施例３に係る無線中継システムの構成を示す図である。
【図６】図５の無線中継システムによる中継手順を示すシーケンス図である。
【図７】実施例４に係る無線中継システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施例１）
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。実施例１は、ドローンのような無人の移動体との間で無線通信を実行する無線中継システムに関する。移動体は、前述のごとく、通信機能と撮像機能とを備え、無線通信を介して受信した制御信号に含まれた指示にしたがって移動するとともに、移動した位置において撮像した映像が含まれたデータを送信する。このような移動体の作業範囲は制御信号の伝送距離に制限されるので、制御信号には長い伝送距離が求められる。一方、映像の品質はデータの帯域に制限されるので、データには高速の伝送レートが求められる。長い伝送距離を有し、かつ高速の伝送レートを有する無線通信システムの１つがＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）である。しかしながら、一般的に伝送距離が長くなると伝送レートが遅くなるので、長い伝送距離と高速の伝送レートの両立が困難になる場合もある。
【００１１】
本実施例では、これらを両立するために、制御信号の伝送にＬＴＥのような移動通信システム（以下、「第１無線通信システム」あるいは「第１無線通信ネットワーク」という）を使用する。制御信号の伝送に要求される伝送レートは一般的に遅くてもよいので、伝送距離を長くするために第１無線通信ネットワークが使用される。一方、本実施例では、データの伝送に無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）（以下、「第２無線通信システム」あるいは「第２無線通信ネットワーク」という）を使用する。しかしながら、第２無線通信ネットワークの伝送距離は第１無線通信ネットワークの伝送距離も短い。そのため、データが伝送されなくなる。そこで、本実施例では、映像を撮像するための移動体（以下、「データ送信元用移動体」という）の他に、データ送信元用移動体からのデータを中継するための移動体（以下、「データ中継用移動体」という）も使用する。つまり、伝送距離が長い第１無線通信ネットワークによる制御信号の伝送と、伝送レートが高速であるが伝送距離の短い第２無線通信ネットワークによるデータの中継とが実行される。
【００１２】
図１は、無線中継システム１００の構成を示す。無線中継システム１００は、制御装置１０、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４、第２ネットワーク１６、第２基地局装置１８、データ送信元用移動体２０、データ中継用移動体２２を含む。無線中継システム１００は、例えば、データ送信元用移動体２０に対して、災害発生現場まで移動させ、災害発生現場において映像を撮像させ、撮像した映像を送信させる任務を実行する。
【００１３】
制御装置１０は、クラウドのサーバに相当するコンピュータである。制御装置１０は、１つのコンピュータにより構成されてもよく、複数のコンピュータの組合せにより構成されてもよい。制御装置１０は、ユーザから任務の指示を受けつけ、データ送信元用移動体２０に任務を実行させ、データ送信元用移動体２０からの映像を受信する。これらの処理の詳細は後述する。
【００１４】
第１ネットワーク１２は、制御装置１０と第１基地局装置１４とを接続する。第１基地局装置１４は、例えば、ＬＴＥなどの第１無線通信ネットワークに含まれる。一方、第２ネットワーク１６は、制御装置１０と第２基地局装置１８とを接続する。第２基地局装置１８は、例えば、無線ＬＡＮなどの第２無線通信ネットワークに含まれる。第２無線通信ネットワークは、第１無線通信ネットワークと比較して、短い伝送距離と高速の伝送レートを有する。このような構成によって、制御装置１０は、第１無線通信ネットワークと第２無線通信ネットワークで通信可能である。ここでは、説明を明瞭にするために、第１基地局装置１４に接続される第１ネットワーク１２と、第２基地局装置１８に接続される第２ネットワーク１６とを別々に示したが、これらは共通化されてもよい。
【００１５】
データ送信元用移動体２０とデータ中継用移動体２２は、例えば、ドローンのような無人飛行装置であり、飛行のように移動可能である。データ送信元用移動体２０とデータ中継用移動体２２は、バッテリに蓄えられた電力によって駆動する。また、データ送信元用移動体２０とデータ中継用移動体２２は、第１無線通信ネットワークと第２無線通信ネットワークで通信可能である。データ送信元用移動体２０とデータ中継用移動体２２は、同一の構成を有するが、ここでは、役割の違いに応じた別の機能を説明する。
【００１６】
以下では、このような構成をもとにして、データ送信元用移動体２０に対して、災害発生現場まで移動させ、災害発生現場において映像を撮像させ、撮像した映像を送信させる任務のための処理を、（１）移動処理、（２）中継処理の順に説明する。
【００１７】
（１）移動処理
制御装置１０の操作部３０は、ユーザからの指示を受けつけ可能なインターフェイスである。操作部３０は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等に相当する。操作部３０は、ユーザから任務に関する指示（以下、「任務指示」という）を受けつける。任務指示は、例えば、災害発生現場の位置情報である。ここでは、任務の内容を、データ送信元用移動体２０に対して、災害発生現場まで移動させ、災害発生現場において映像を撮像させ、撮像した映像を送信させることとするが、他の内容である場合、その内容が任務指示に含まれる。操作部３０は、任務指示を処理部３２に出力する。
【００１８】
処理部３２は、操作部３０からの任務指示を受けつける。処理部３２は、任務指示に含まれた災害発生現場の位置情報を抽出し、災害発生現場の位置情報への移動の指示（以下、「第１移動指示」という）が含まれた第１制御信号を生成する。この第１制御信号の宛先は、データ送信元用移動体２０である。処理部３２は第１制御信号を第１通信部３４に出力する。第１通信部３４は、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４を介して、データ送信元用移動体２０に第１制御信号を送信する。ここでは、第１基地局装置１４と通信可能である通信エリア（以下、「第１通信エリア」という）に災害発生現場が含まれているとする。なお、第１基地局装置１４が複数配置され、データ送信元用移動体２０の現在位置から災害発生現場までの間に、複数の第１基地局装置１４をまたぐハンドオーバがなされてもよい。
【００１９】
処理部３２は、第２基地局装置１８の位置情報を記憶しており、第２基地局装置１８と災害発生現場との間の距離を計算する。処理部３２は、第２基地局装置１８の通信エリア端と第２基地局装置１８との間の距離よりも、第２基地局装置１８と災害発生現場との間の距離の方が長い場合、データ中継用移動体２２の使用を決定する。これは、第２基地局装置１８と通信可能である通信エリア（以下、「第２通信エリア」という）に災害発生現場が含まれていないことに相当する。
【００２０】
処理部３２は、第２通信エリアに含まれた位置でありながら、災害発生現場に存在するデータ送信元用移動体２０とのアドホック通信が可能な位置（以下、「中継位置」という）を特定する。例えば、処理部３２は、第２基地局装置１８の位置と災害発生現場との中間地点を中継位置として特定する。なお、処理部３２は、地図情報を保持しており、特定した中継位置に高層ビルなどの障害物が配置されている場合、第２通信エリア内において中継位置を修正してもよい。処理部３２は、中継位置への移動の指示（以下、「第２移動指示」という）が含まれた第２制御信号を生成する。この第２制御信号の宛先は、データ中継用移動体２２である。処理部３２は第２制御信号を第１通信部３４に出力する。第１通信部３４は、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４を介して、データ中継用移動体２２に第２制御信号を送信する。ここでも、第１通信エリアに中継位置が含まる。
【００２１】
データ送信元用移動体２０の第１通信部４０は、第１無線通信ネットワークでの通信を実行可能であり、第１基地局装置１４からの第１制御信号を受信する。第１通信部４０は、第１制御信号を処理部４２に出力する。処理部４２は、第１制御信号から第１移動指示を抽出するとともに、第１移動指示をもとに災害発生現場の位置情報を特定する。また、測位部４４は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信機を備え、図示しないＧＰＳ衛星からの信号を受信することによって、データ送信元用移動体２０の現在位置を測位する。測位部４４における測位には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。測位部４４は、定期的に測位した現在位置を処理部４２に出力する。
【００２２】
処理部４２は、測位部４４から受けつけた現在位置が災害発生現場の位置情報に近づくように、駆動部４６の動作を制御する。駆動部４６は、例えば、プロペラに接続されたモータを含むとともに操舵機能を含み、処理部４２による制御によって動作する。駆動部４６の動作によって、データ送信元用移動体２０は災害発生現場に向かって移動する。処理部４２は、災害発生現場の位置情報から一定の範囲内に現在位置が近づいた場合に、データ送信元用移動体２０が災害発生現場に到着したと判定する。処理部４２は、到着を判定した場合、到着の報告が含まれた第１応答信号を生成する。第１応答信号の宛先は制御装置１０である。
【００２３】
処理部４２は、第１応答信号を第１通信部４０に出力する。第１通信部４０は、第１基地局装置１４、第１ネットワーク１２経由で制御装置１０に第１応答信号を送信する。制御装置１０の第１通信部３４は、データ送信元用移動体２０からの第１応答信号を受信し、第１応答信号を処理部３２に出力する。処理部３２は、第１通信部３４からの第１応答信号を受けつけると、第１応答信号に含まれた到着の報告を確認し、データ送信元用移動体２０が災害発生現場に到着したことを認識する。
【００２４】
データ中継用移動体２２の第１通信部６０、処理部６２、測位部６４、駆動部６６は、データ送信元用移動体２０の第１通信部４０、処理部４２、測位部４４、駆動部４６と同様の処理を実行する。データ中継用移動体２２の第１通信部６０は、第１基地局装置１４からの第２制御信号を受信する。第１通信部６０は、第２制御信号を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２制御信号から第２移動指示を抽出するとともに、第２移動指示をもとに中継位置を特定する。処理部６２は、測位部６４から受けつけた現在位置が中継位置に近づくように、駆動部６６の動作を制御する。駆動部６６の動作によって、データ中継用移動体２２は中継位置に向かって移動する。
【００２５】
処理部６２は、中継位置から一定の範囲内に現在位置が近づいた場合に、データ中継用移動体２２が中継位置に到着したと判定する。処理部６２は、到着を判定した場合、到着の報告が含まれた第２応答信号を生成する。第２応答信号の宛先は制御装置１０である。処理部６２は、第２応答信号を第１通信部６０に出力する。第１通信部６０は、第１基地局装置１４、第１ネットワーク１２経由で制御装置１０に第２応答信号を送信する。制御装置１０の第１通信部３４は、データ中継用移動体２２からの第２応答信号を受信し、第２応答信号を処理部３２に出力する。処理部３２は、第１通信部３４からの第２応答信号を受けつけると、第２応答信号に含まれた到着の報告を確認し、データ中継用移動体２２が中継位置に到着したことを認識する。
【００２６】
（２）中継処理
制御装置１０の処理部３２は、データ送信元用移動体２０に対して、撮像の指示、撮像した映像の送信の指示（以下、「送信指示」という）が含まれた第１制御信号を生成する。撮像の指示には、撮像すべき対象の位置情報が含まれてもよく、撮像の指示と送信指示には、撮像および送信を実行すべき期間に関する情報が含まれてもよい。この第１制御信号の宛先は、データ送信元用移動体２０である。処理部３２は第１制御信号を第１通信部３４に出力する。第１通信部３４は、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４を介して、データ送信元用移動体２０に第１制御信号を送信する。
【００２７】
制御装置１０の処理部３２は、データ中継用移動体２２に対して、データ送信元用移動体２０からの映像の中継の指示（以下、「中継指示」という）が含まれた第２制御信号を生成する。中継指示には、中継を実行すべき期間に関する情報が含まれてもよい。この第２制御信号の宛先は、データ中継用移動体２２である。処理部３２は第２制御信号を第１通信部３４に出力する。第１通信部３４は、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４を介して、データ中継用移動体２２に第２制御信号を送信する。
【００２８】
データ送信元用移動体２０の第１通信部４０は、第１基地局装置１４からの第１制御信号を受信する。第１通信部４０は、第１制御信号を処理部４２に出力する。処理部４２は、第１制御信号から撮像の指示と送信指示を抽出する。処理部４２は、撮像の指示にしたがって、撮像部５０に映像を撮像させる。なお、撮像の指示に、撮像すべき対象の位置情報が含まれている場合、処理部４２は、当該位置情報の対象を撮像部５０に撮像させる。撮像部５０は、例えば、カメラであり、映像を撮像するとともに、映像を処理部４２に出力する。処理部４２は、撮像部５０から映像を受けつけると、映像が含まれたデータを生成する。処理部４２は、送信指示にしたがって、データを第２通信部４８に送信させる。
【００２９】
第２通信部４８は、第２無線通信ネットワークに対応しており、データ中継用移動体２２の第２通信部６８との間でアドホック通信を実行可能である。アドホック通信については公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。第２通信部４８は、処理部４２から受けつけたデータを第２通信部６８に送信する。つまり、データ送信元用移動体２０は、第１無線通信ネットワークにより制御装置１０から受信した第１制御信号に応じて移動した位置において、第２無線通信ネットワークによりデータ中継用移動体２２にデータを送信する。
【００３０】
データ中継用移動体２２の第１通信部６０は、第１基地局装置１４からの第２制御信号を受信する。第１通信部６０は、第２制御信号を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２制御信号から中継指示を抽出するとともに、中継指示にしたがって、データを第２通信部６８に中継させる。第２通信部６８は、第２無線通信ネットワークに対応しており、データ送信元用移動体２０の第２通信部４８との間でアドホック通信を実行可能である。第２通信部６８は、データ送信元用移動体２０の第２通信部４８からデータを受信し、データを第２基地局装置１８に送信する。つまり、データ中継用移動体２２は、第１無線通信ネットワークにより制御装置１０から受信した第２制御信号に応じて移動した位置において、第２無線通信ネットワークによりデータ送信元用移動体２０からのデータを制御装置１０に転送する。
【００３１】
制御装置１０の第２通信部３６は、第２基地局装置１８、第２ネットワーク１６を介して、データ中継用移動体２２からのデータを受信する。第２通信部３６はデータを処理部３２に出力する。処理部３２は、受けつけたデータから映像を抽出する。処理部３２は、映像を再生してもよい。
【００３２】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００３３】
以上の構成による無線中継システム１００の動作を説明する。図２は、無線中継システム１００による中継手順を示すシーケンス図である。制御装置１０は第１制御信号をデータ送信元用移動体２０に送信する（Ｓ１０）。データ送信元用移動体２０は、災害発生現場に移動して（Ｓ１２）、災害発生現場に到着する（Ｓ１４）。制御装置１０は第２制御信号をデータ中継用移動体２２に送信する（Ｓ１６）。データ中継用移動体２２は、中継位置に移動して（Ｓ１８）、中継位置に到着する（Ｓ２０）。
【００３４】
データ送信元用移動体２０は第１応答信号を制御装置１０に送信し（Ｓ２２）、データ中継用移動体２２は第２応答信号を制御装置１０に送信する（Ｓ２４）。制御装置１０は、第１制御信号をデータ送信元用移動体２０に送信し（Ｓ２６）、第２制御信号をデータ中継用移動体２２に送信する（Ｓ２８）。データ送信元用移動体２０は、映像を撮像し（Ｓ３０）、データ送信元用移動体２０はデータをデータ中継用移動体２２に送信し（Ｓ３２）、データ中継用移動体２２はデータを制御装置１０に送信する（Ｓ３４）。制御装置１０はデータを取得する（Ｓ３６）。
【００３５】
本実施例によれば、第１無線通信ネットワークを使用して制御信号と応答信号を伝送するので、制御信号と応答信号の伝送距離を長くできる。また、制御信号と応答信号の伝送距離が長くなるので、データ送信元用移動体、データ中継用移動体の制御を安定的に実行できる。また、第２無線通信ネットワークを使用して、データ送信元用移動体からのデータをデータ中継用移動体に中継させるので、第２無線通信ネットワークを使用する場合であっても伝送距離を長くできる。また、第２無線通信ネットワークを使用して、データ送信元用移動体からのデータをデータ中継用移動体に中継させるので、伝送レートを高速にできる。また、第１無線通信ネットワークと第２無線通信ネットワークとを併用するので、長い伝送距離と高速の伝送レートを両立できる。
【００３６】
（実施例２）
次に、実施例２を説明する。実施例２は、実施例１と同様に、移動体との間で無線通信を実行する無線中継システムに関する。また、実施例２でも、データ送信元用移動体とデータ中継用移動体に制御装置から制御信号を送信し、データ送信元用移動体からのデータをデータ中継用移動体において中継することによって制御装置が受信する。さらに、制御信号の伝送には第１無線通信ネットワークが使用され、データの中継には第２無線通信ネットワークが使用される。実施例２は、第２無線通信ネットワークにおける伝送レートをさらに高速化することを目的とする。そのため、実施例２では、第２基地局装置、データ送信元用移動体、データ中継用移動体のそれぞれに複数のアンテナが備えられ、アダプティブアレイ、ビームフォーミング、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）が実行される。以下では、これまでとの差異を中心に説明する。
【００３７】
図３は、無線中継システム１００の構成を示す。無線中継システム１００は、図１と同様に、制御装置１０、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４、第２ネットワーク１６、第２基地局装置１８、データ送信元用移動体２０、データ中継用移動体２２を含む。制御装置１０、データ送信元用移動体２０、データ中継用移動体２２は、図１と同様の構成を有する。一方、第２基地局装置１８は複数のアンテナを備え、データ送信元用移動体２０は第２無線通信ネットワークのために複数のアンテナを備え、データ中継用移動体２２は第２無線通信ネットワークのために複数のアンテナを備える。ここでは、これまでとの差異を中心に説明する。
【００３８】
実施例１では、（１）移動処理、（２）中継処理が順に実行されていたが、実施例２では、（１）移動処理、（１’）準備処理、（２）中継処理が順に実行される。つまり、実施例２では、実施例１と比較して（１’）準備処理が追加される。（１）移動処理は実施例１と同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００３９】
（１’）準備処理
制御装置１０の処理部３２は、データ送信元用移動体２０に対して、伝送路推定のためのトレーニング信号の送信の指示（以下、「送信指示」という）が含まれた第１制御信号を生成する。この第１制御信号の宛先は、データ送信元用移動体２０である。処理部３２は第１制御信号を第１通信部３４に出力する。第１通信部３４は、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４を介して、データ送信元用移動体２０に第１制御信号を送信する。
【００４０】
制御装置１０の処理部３２は、データ中継用移動体２２に対して、伝送路の推定の指示（以下、「推定指示」という）と、送信指示が含まれた第２制御信号を生成する。この第２制御信号の宛先は、データ中継用移動体２２である。処理部３２は第２制御信号を第１通信部３４に出力する。第１通信部３４は、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４を介して、データ中継用移動体２２に第２制御信号を送信する。
【００４１】
データ送信元用移動体２０の第１通信部４０は、第１基地局装置１４からの第１制御信号を受信する。第１通信部４０は、第１制御信号を処理部４２に出力する。処理部４２は、第１制御信号から送信指示を抽出する。処理部４２は、送信指示にしたがって、トレーニング信号を第２通信部４８に送信させる。第２通信部４８は、複数のアンテナのそれぞれからトレーニング信号をデータ中継用移動体２２に送信する。トレーニング信号は、データ中継用移動体２２にとって既知の信号である。
【００４２】
データ中継用移動体２２の第１通信部６０は、第１基地局装置１４からの第２制御信号を受信する。第１通信部６０は、第２制御信号を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２制御信号から推定指示と送信指示とを抽出するとともに、推定指示にしたがって、データ送信元用移動体２０からのトレーニング信号を第２通信部６８に受信させる。第２通信部６８は、データ送信元用移動体２０からのトレーニング信号を複数のアンテナのそれぞれで受信し、伝送路特性を推定する。伝送路特性の推定には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。第２通信部６８は、推定した伝送路特性を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２通信部６８から受けつけた伝送路特性が含まれた第２応答信号を生成する。処理部６２は、第２応答信号を第１通信部６０に出力する。第１通信部６０は、第１基地局装置１４、第１ネットワーク１２経由で制御装置１０に第２応答信号を送信する。
【００４３】
また、処理部６２は、送信指示にしたがって、トレーニング信号を第２通信部６８に送信させる。第２通信部６８は、複数のアンテナのそれぞれからトレーニング信号を第２基地局装置１８に送信する。トレーニング信号は、第２基地局装置１８にとって既知の信号である。第２基地局装置１８は、データ中継用移動体２２からのトレーニング信号を複数のアンテナのそれぞれで受信し、伝送路特性を推定する。第２基地局装置１８は、第２ネットワーク１６を介して制御装置１０に伝送路特性を送信する。
【００４４】
制御装置１０の第１通信部３４は、データ中継用移動体２２からの第２応答信号を受信し、第２応答信号を処理部３２に出力する。処理部３２は、第１通信部３４からの第２応答信号を受けつけると、第２応答信号に含まれた伝送路特性を抽出する。これは、データ送信元用移動体２０からデータ中継用移動体２２に向かう伝送路の特性を示す。処理部３２は、伝送路特性をもとに、データ送信元用移動体２０の複数のアンテナに対する送信ウエイト、データ中継用移動体２２の複数のアンテナに対する受信ウエイトの少なくとも１つを導出する。送信ウエイトと受信ウエイトは「ウエイト」と総称される。このようなウエイトは、アダプティブアレイ、ビームフォーミング、ＭＩＭＯを実行するために使用され、ウエイトの導出には公知の技術が使用される。なお、データ送信元用移動体２０のアンテナ数と、データ中継用移動体２２のアンテナ数は、処理部３２において予め管理されている。処理部３２は、送信ウエイトを導出した場合、送信ウエイトが含まれた第１制御信号を生成し、第１制御信号を第１通信部３４からデータ送信元用移動体２０に送信させる。また、処理部３２は、受信ウエイトを導出した場合、受信ウエイトが含まれた第２制御信号を生成し、第２制御信号を第１通信部３４からデータ中継用移動体２２に送信させる。
【００４５】
制御装置１０の第２通信部３６は、第２基地局装置１８からの伝送路特性を受信し、伝送路特性を処理部３２に出力する。処理部３２は、第２通信部３６からの伝送路特性を受けつける。これは、データ中継用移動体２２から第２基地局装置１８に向かう伝送路の特性を示す。処理部３２は、伝送路特性をもとに、データ中継用移動体２２の複数のアンテナに対する送信ウエイト、第２基地局装置１８の複数のアンテナに対する受信ウエイトの少なくとも１つを導出する。送信ウエイトと受信ウエイトは前述のごとく「ウエイト」と総称される。なお、第２基地局装置１８のアンテナ数は、処理部３２において予め管理されている。処理部３２は、送信ウエイトを導出した場合、送信ウエイトが含まれた第２制御信号を生成し、第２制御信号を第１通信部３４からデータ中継用移動体２２に送信させる。処理部３２は、受信ウエイトを導出した場合、受信ウエイトを第２通信部３６から第２基地局装置１８に送信させる。つまり、制御装置１０は、データ中継用移動体２２に備えられる複数のアンテナを第２無線通信ネットワークによる通信に使用する場合の処理の内容であるウエイトを決定する。また、制御装置１０は、決定したウエイトが含まれた第２制御信号を第１無線通信ネットワークによりデータ中継用移動体２２に送信する。
【００４６】
送信ウエイトが導出された場合、データ送信元用移動体２０の第１通信部４０は、第１基地局装置１４からの第１制御信号を受信する。第１通信部４０は、第１制御信号を処理部４２に出力する。処理部４２は、第１制御信号から送信ウエイトを抽出する。また、データ中継用移動体２２の第１通信部６０は、第１基地局装置１４からの第２制御信号を受信する。第１通信部６０は、第２制御信号を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２制御信号から受信ウエイト、送信ウエイトの少なくとも１つを抽出する。さらに、第２基地局装置１８は、第２ネットワーク１６を介して制御装置１０から受信ウエイトを受信する。
【００４７】
（２）中継処理
これまでと同様に、制御装置１０の処理部３２は、データ送信元用移動体２０に対して、撮像の指示、送信指示が含まれた第１制御信号を生成する。第１通信部３４は、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４を介して、データ送信元用移動体２０に第１制御信号を送信する。制御装置１０の処理部３２は、データ中継用移動体２２に対して、中継指示が含まれた第２制御信号を生成する。第１通信部３４は、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４を介して、データ中継用移動体２２に第２制御信号を送信する。
【００４８】
データ送信元用移動体２０の第１通信部４０は、第１基地局装置１４からの第１制御信号を受信する。第１通信部４０は、第１制御信号を処理部４２に出力する。処理部４２は、第１制御信号から撮像の指示と送信指示を抽出する。処理部４２は、撮像の指示にしたがって、撮像部５０に映像を撮像させ、撮像部５０から映像を受けつけると、映像が含まれたデータを生成する。その際、処理部４２は、送信ウエイトを受けつけていれば、当該送信ウエイトによってデータを重み付け処理する。これは、ビームフォーミングあるいはＭＩＭＯを実行することに相当する。処理部４２は、送信指示にしたがって、データを第２通信部４８に送信させる。その際、データは複数のアンテナから送信される。
【００４９】
データ中継用移動体２２の第１通信部６０は、第１基地局装置１４からの第２制御信号を受信する。第１通信部６０は、第２制御信号を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２制御信号から中継指示を抽出するとともに、中継指示にしたがって、データを第２通信部６８に中継させる。第２通信部６８は、データ送信元用移動体２０の第２通信部４８からのデータを複数のアンテナで受信し、受信したデータを処理部６２に出力する。その際、処理部６２は、受信ウエイトを受けつけていれば、当該受信ウエイトによってデータを重み付け処理する。これは、アダプティブアレイあるいはＭＩＭＯを実行することに相当する。処理部６２は、送信ウエイトを受けつけていれば、当該送信ウエイトによってデータを重み付け処理する。これは、ビームフォーミングあるいはＭＩＭＯを実行することに相当する。処理部６２は、データを第２通信部６８に送信させる。その際、データは複数のアンテナから送信される。
【００５０】
第２基地局装置１８は、データ中継用移動体２２の第２通信部６８からのデータを複数のアンテナで受信する。第２基地局装置１８は、受信ウエイトを受けつけていれば、当該受信ウエイトによってデータを重み付け処理する。これは、アダプティブアレイあるいはＭＩＭＯを実行することに相当する。制御装置１０の第２通信部３６は、第２基地局装置１８からのデータを受信する。第２通信部３６はデータを処理部３２に出力する。処理部３２は、受けつけたデータから映像を抽出する。処理部３２は、映像を再生してもよい。
【００５１】
以上の構成による無線中継システム１００の動作を説明する。図４は、無線中継システム１００による中継手順を示すシーケンス図である。制御装置１０は第１制御信号をデータ送信元用移動体２０に送信する（Ｓ５０）。データ送信元用移動体２０は、災害発生現場に移動して（Ｓ５２）、災害発生現場に到着する（Ｓ５４）。制御装置１０は第２制御信号をデータ中継用移動体２２に送信する（Ｓ５６）。データ中継用移動体２２は、中継位置に移動して（Ｓ５８）、中継位置に到着する（Ｓ６０）。
【００５２】
データ送信元用移動体２０は第１応答信号を制御装置１０に送信し（Ｓ６２）、データ中継用移動体２２は第２応答信号を制御装置１０に送信する（Ｓ６４）。制御装置１０は、第１制御信号をデータ送信元用移動体２０に送信し（Ｓ６６）、第２制御信号をデータ中継用移動体２２に送信する（Ｓ６８）。データ中継用移動体２２は伝送路特性を推定する（Ｓ７２）。データ中継用移動体２２は第２応答信号を制御装置１０に送信する（Ｓ７６）。制御装置１０はウエイトを導出する（Ｓ７８）。制御装置１０は、第１制御信号をデータ送信元用移動体２０に送信し（Ｓ８０）、第２制御信号をデータ中継用移動体２２に送信する（Ｓ８２）。データ送信元用移動体２０は、映像を撮像し（Ｓ８４）、データ送信元用移動体２０はデータをデータ中継用移動体２２に送信し（Ｓ８６）、データ中継用移動体２２はデータを制御装置１０に送信する（Ｓ８８）。制御装置１０はデータを取得する（Ｓ９０）。
【００５３】
本実施例によれば、複数のアンテナを第２無線通信ネットワークによる通信に使用するので、伝送レートをさらに高速化できる。また、複数のアンテナを使用する場合のウエイトを制御装置において導出するので、データ送信元用移動体、データ中継用移動体の処理量の増加を抑制できる。また、データ送信元用移動体、データ中継用移動体の処理量の増加が抑制されるので、データ送信元用移動体、データ中継用移動体のバッテリによる駆動時間を長くできる。
【００５４】
（実施例３）
次に、実施例３を説明する。実施例３は、これまでと同様に、移動体との間で無線通信を実行する無線中継システムに関する。また、実施例３でも、データ送信元用移動体とデータ中継用移動体に制御装置から制御信号を送信し、データ送信元用移動体からのデータをデータ中継用移動体において中継することによって制御装置が受信する。さらに、制御信号の伝送には第１無線通信ネットワークが使用され、データの中継には第２無線通信ネットワークが使用される。実施例３もまた、第２無線通信ネットワークにおける伝送レートをさらに高速化することを目的とする。そのため、実施例３では、データ中継用移動体として複数のデータ中継用移動体を使用し、これらによって協調伝送を実行させる。以下では、これまでとの差異を中心に説明する。
【００５５】
図５は、無線中継システム１００の構成を示す。無線中継システム１００は、制御装置１０、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４、第２ネットワーク１６、第２基地局装置１８、データ送信元用移動体２０、データ中継用移動体２２と総称される第１データ中継用移動体２２ａ、第２データ中継用移動体２２ｂを含む。なお、データ中継用移動体２２の数は「３以上」であってもよい。制御装置１０、データ送信元用移動体２０、各データ中継用移動体２２は、図１と同様の構成を有する。一方、第２基地局装置１８は複数のアンテナを備え、データ送信元用移動体２０は第２無線通信ネットワークのために複数のアンテナを備え、各データ中継用移動体２２は第２無線通信ネットワークのために複数のアンテナを備える。ここでは、これまでとの差異を中心に説明する。実施例３では、（１）移動処理、（１’）準備処理、（２）中継処理が順に実行される。
【００５６】
（１）移動処理
処理部３２は、第２基地局装置１８と通信可能である第２通信エリアに災害発生現場が含まれていない場合、第１データ中継用移動体２２ａ、第２データ中継用移動体２２ｂの使用を決定する。処理部３２は、第２通信エリアに含まれた位置でありながら、災害発生現場に存在するデータ送信元用移動体２０とのアドホック通信が可能な２つの位置（以下、「第１中継位置」と「第２中継位置」という）を特定する。例えば、処理部３２は、第２基地局装置１８の位置と災害発生現場との中間地点の近傍において、予め定められた所定距離だけ離れた２地点を第１中継位置と第２中継位置して特定する。処理部３２は、第１中継位置への第２移動指示が含まれた第２制御信号を生成し、第１通信部３４は、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４を介して、第１データ中継用移動体２２ａに第２制御信号を送信する。また、処理部３２は、第２中継位置への第２移動指示が含まれた第２制御信号を生成し、第１通信部３４は、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４を介して、第２データ中継用移動体２２ｂに第２制御信号を送信する。
【００５７】
第１データ中継用移動体２２ａの第１通信部６０は、第１基地局装置１４からの第２制御信号を受信する。第１通信部６０は、第２制御信号を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２制御信号から第２移動指示を抽出するとともに、第２移動指示をもとに第１中継位置を特定する。処理部６２は、測位部６４から受けつけた現在位置が第１中継位置に近づくように、駆動部６６の動作を制御する。駆動部６６の動作によって、第１データ中継用移動体２２ａは第１中継位置に向かって移動する。処理部６２は、第１中継位置への到着を判定した場合、到着の報告が含まれた第２応答信号を生成する。第１通信部６０は、第１基地局装置１４、第１ネットワーク１２経由で制御装置１０に第２応答信号を送信する。
【００５８】
第２データ中継用移動体２２ｂの第１通信部６０は、第１基地局装置１４からの第２制御信号を受信する。第１通信部６０は、第２制御信号を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２制御信号から第２移動指示を抽出するとともに、第２移動指示をもとに第２中継位置を特定する。処理部６２は、測位部６４から受けつけた現在位置が第２中継位置に近づくように、駆動部６６の動作を制御する。駆動部６６の動作によって、第２データ中継用移動体２２ｂは第２中継位置に向かって移動する。処理部６２は、第２中継位置への到着を判定した場合、到着の報告が含まれた第２応答信号を生成する。第１通信部６０は、第１基地局装置１４、第１ネットワーク１２経由で制御装置１０に第２応答信号を送信する。制御装置１０の第１通信部３４は、第１データ中継用移動体２２ａからの第２応答信号を受信するとともに、第２データ中継用移動体２２ｂからの第２応答信号を受信し、それらを処理部３２に出力する。処理部３２は、第１通信部３４からのこれらの第２応答信号を受けつけると、第２応答信号に含まれた到着の報告を確認し、第１データ中継用移動体２２ａが第１中継位置に到着し、第２データ中継用移動体２２ｂが第２中継位置に到着したことを認識する。
【００５９】
（１’）準備処理
制御装置１０の処理部３２は、第１データ中継用移動体２２ａと第２データ中継用移動体２２ｂのそれぞれに対して、推定指示と送信指示が含まれた第２制御信号を生成する。処理部３２は第２制御信号を第１通信部３４に出力する。第１通信部３４は、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４を介して、第１データ中継用移動体２２ａと第２データ中継用移動体２２ｂに第２制御信号を送信する。
【００６０】
第１データ中継用移動体２２ａと第２データ中継用移動体２２ｂの第１通信部６０は、第１基地局装置１４からの第２制御信号を受信する。第１通信部６０は、第２制御信号を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２制御信号から推定指示と送信指示とを抽出する。第２通信部６８は、推定指示にしたがって、データ送信元用移動体２０からのトレーニング信号を複数のアンテナのそれぞれで受信し、伝送路特性を推定する。第２通信部６８は、推定した伝送路特性を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２通信部６８から受けつけた伝送路特性が含まれた第２応答信号を生成する。第１通信部６０は、第１基地局装置１４、第１ネットワーク１２経由で制御装置１０に第２応答信号を送信する。
【００６１】
また、処理部６２は、送信指示にしたがって、トレーニング信号を第２通信部６８に送信させる。第２通信部６８は、複数のアンテナのそれぞれからトレーニング信号を第２基地局装置１８に送信する。第２基地局装置１８は、第１データ中継用移動体２２ａと第２データ中継用移動体２２ｂのそれぞれからのトレーニング信号を複数のアンテナのそれぞれで受信し、伝送路特性を推定する。第２基地局装置１８は、第２ネットワーク１６を介して、伝送路特性を制御装置１０に送信する。
【００６２】
制御装置１０の第１通信部３４は、第１データ中継用移動体２２ａと第２データ中継用移動体２２ｂのそれぞれからの第２応答信号を受信し、第２応答信号を処理部３２に出力する。処理部３２は、第１通信部３４からの第２応答信号を受けつけると、第２応答信号に含まれた伝送路特性を抽出する。これは、データ送信元用移動体２０から２つのデータ中継用移動体２２に向かう伝送路の特性を示す。処理部３２は、伝送路特性をもとに、データ送信元用移動体２０の複数のアンテナに対する送信ウエイト、２つのデータ中継用移動体２２のそれぞれの複数のアンテナに対する受信ウエイトの少なくとも１つを導出する。このようなウエイトは、第１データ中継用移動体２２ａと第２データ中継用移動体２２ｂによる協調伝送を実行するために使用され、ウエイトの導出には公知の技術が使用される。処理部３２は、送信ウエイトを導出した場合、送信ウエイトが含まれた第１制御信号を生成し、第１制御信号を第１通信部３４からデータ送信元用移動体２０に送信させる。また、処理部３２は、受信ウエイトを導出した場合、受信ウエイトが含まれた第２制御信号を生成し、第２制御信号を第１通信部３４から２つのデータ中継用移動体２２に送信させる。
【００６３】
制御装置１０の第２通信部３６は、第２基地局装置１８からの伝送路特性を受信し、伝送路特性を処理部３２に出力する。処理部３２は、第２通信部３６からの伝送路特性を受けつける。これは、２つのデータ中継用移動体２２から第２基地局装置１８に向かう伝送路の特性を示す。処理部３２は、伝送路特性をもとに、２つのデータ中継用移動体２２の複数のアンテナに対する送信ウエイト、第２基地局装置１８の複数のアンテナに対する受信ウエイトの少なくとも１つを導出する。処理部３２は、送信ウエイトを導出した場合、送信ウエイトが含まれた第２制御信号を生成し、第２制御信号を第１通信部３４から第１データ中継用移動体２２ａ、第２データ中継用移動体２２ｂに送信させる。処理部３２は、受信ウエイトを導出した場合、受信ウエイトを第２通信部３６から第２基地局装置１８に送信させる。つまり、制御装置１０は、第２無線通信ネットワークによる通信において第１データ中継用移動体２２ａと第２データ中継用移動体２２ｂとに協調伝送を実行させるための処理の内容であるウエイトを決定する。また、制御装置１０は、決定したウエイトが含まれた第２制御信号を第１無線通信ネットワークにより第１データ中継用移動体２２ａと第２データ中継用移動体２２ｂとに送信する。
【００６４】
第１データ中継用移動体２２ａと第２データ中継用移動体２２ｂの第１通信部６０は、第１基地局装置１４からの第２制御信号を受信する。第１通信部６０は、第２制御信号を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２制御信号から受信ウエイト、送信ウエイトの少なくとも１つを抽出する。さらに、第２基地局装置１８は、第２ネットワーク１６を介して制御装置１０から受信ウエイトを受信する。
【００６５】
（２）中継処理
これまでと同様に、制御装置１０の処理部３２は、第１データ中継用移動体２２ａと第２データ中継用移動体２２ｂに対して、中継指示が含まれた第２制御信号を生成する。第１通信部３４は、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４を介して、第１データ中継用移動体２２ａと第２データ中継用移動体２２ｂに第２制御信号を送信する。
【００６６】
第１データ中継用移動体２２ａと第２データ中継用移動体２２ｂの第１通信部６０は、第１基地局装置１４からの第２制御信号を受信する。第１通信部６０は、第２制御信号を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２制御信号から中継指示を抽出する。第２通信部６８は、データ送信元用移動体２０の第２通信部４８からのデータを複数のアンテナで受信し、受信したデータを処理部６２に出力する。その際、処理部６２は、受信ウエイトを受けつけていれば、当該受信ウエイトによってデータを重み付け処理する。処理部６２は、送信ウエイトを受けつけていれば、当該送信ウエイトによってデータを重み付け処理する。処理部６２は、データを第２通信部６８に送信させる。その際、データは複数のアンテナから送信される。
【００６７】
なお、第１データ中継用移動体２２ａと第２データ中継用移動体２２ｂは、データを送信する際に、送信タイミングを同期させる。送信タイミングは、制御装置１０からの第２制御信号によって指定されてもよい。また、送信タイミングは、第１データ中継用移動体２２ａと第２データ中継用移動体２２ｂのうちの一方から他方に対して、第２無線通信ネットワークにおけるアドホック通信によって指定されてもよい。
【００６８】
第２基地局装置１８は、第１データ中継用移動体２２ａと第２データ中継用移動体２２ｂの第２通信部６８からのデータを複数のアンテナで受信する。第２基地局装置１８は、受信ウエイトを受けつけていれば、当該受信ウエイトによってデータを重み付け処理する。制御装置１０の第２通信部３６は、第２基地局装置１８からのデータを受信する。第２通信部３６はデータを処理部３２に出力する。処理部３２は、受けつけたデータから映像を抽出する。処理部３２は、映像を再生してもよい。
【００６９】
以上の構成による無線中継システム１００の動作を説明する。図６は、無線中継システム１００による中継手順を示すシーケンス図である。制御装置１０は第１制御信号をデータ送信元用移動体２０に送信する（Ｓ１００）。データ送信元用移動体２０は、災害発生現場に移動して到着する（Ｓ１０２）。制御装置１０は第２制御信号を第１データ中継用移動体２２ａに送信する（Ｓ１０４）。第１データ中継用移動体２２ａは、中継位置に移動して到着する（Ｓ１０６）。制御装置１０は第２制御信号を第２データ中継用移動体２２ｂに送信する（Ｓ１０８）。第２データ中継用移動体２２ｂは、中継位置に移動して到着する（Ｓ１１０）。
【００７０】
データ送信元用移動体２０は第１応答信号を制御装置１０に送信し（Ｓ１１２）、第１データ中継用移動体２２ａは第２応答信号を制御装置１０に送信し（Ｓ１１４）、第２データ中継用移動体２２ｂは第２応答信号を制御装置１０に送信する（Ｓ１１６）。制御装置１０は、第１制御信号をデータ送信元用移動体２０に送信し（Ｓ１１８）、第２制御信号を第１データ中継用移動体２２ａに送信し（Ｓ１２０）、第２制御信号を第２データ中継用移動体２２ｂに送信する（Ｓ１２２）。第１データ中継用移動体２２ａは伝送路特性を推定し（Ｓ１２６）、第２データ中継用移動体２２ｂも伝送路特性を推定する（Ｓ１２８）。第１データ中継用移動体２２ａは第２応答信号を制御装置１０に送信し（Ｓ１３２）、第２データ中継用移動体２２ｂは第２応答信号を制御装置１０に送信する（Ｓ１３４）。制御装置１０はウエイトを導出する（Ｓ１３６）。
【００７１】
制御装置１０は、第１制御信号をデータ送信元用移動体２０に送信し（Ｓ１３８）、第２制御信号を第１データ中継用移動体２２ａに送信し（Ｓ１４０）、第２制御信号を第２データ中継用移動体２２ｂに送信する（Ｓ１４２）。データ送信元用移動体２０は、映像を撮像し（Ｓ１４４）、データ送信元用移動体２０は、データを第１データ中継用移動体２２ａに送信し（Ｓ１４６）、データを第２データ中継用移動体２２ｂに送信する（Ｓ１４８）。第１データ中継用移動体２２ａはデータを制御装置１０に送信し（Ｓ１５０）、第２データ中継用移動体２２ｂはデータを制御装置１０に送信する（Ｓ１５２）。制御装置１０はデータを取得する（Ｓ１５４）。
【００７２】
本実施例によれば、第１データ中継用移動体と第２データ中継用移動体とを使用して協調伝送を実行させるので、伝送レートをさらに高速化できる。また、協調伝送を実行させる場合のウエイトを制御装置において導出するので、データ送信元用移動体、複数のデータ中継用移動体の処理量の増加を抑制できる。また、データ送信元用移動体、複数のデータ中継用移動体の処理量の増加が抑制されるので、データ送信元用移動体、複数のデータ中継用移動体のバッテリによる駆動時間を長くできる。
【００７３】
（実施例４）
次に、実施例４を説明する。実施例４は、これまでと同様に、移動体との間で無線通信を実行する無線中継システムに関する。また、実施例４でも、データ送信元用移動体とデータ中継用移動体に制御装置から制御信号を送信し、データ送信元用移動体からのデータをデータ中継用移動体において中継することによって制御装置が受信する。さらに、制御信号の伝送には第１無線通信ネットワークが使用され、データの中継には第２無線通信ネットワークが使用される。実施例４は、第２無線通信ネットワークにおける伝送レートをさらに高速化することを目的とする。そのため、実施例２では、データの受信タイミングとデータの送信タイミングにおいてデータ中継用移動体を移動させる。以下では、これまでとの差異を中心に説明する。
【００７４】
図７は、無線中継システム１００の構成を示す。無線中継システム１００は、図３と同様に、制御装置１０、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４、第２ネットワーク１６、第２基地局装置１８、データ送信元用移動体２０、データ中継用移動体２２を含む。ここでは、これまでとの差異を中心に説明する。実施例４では、（１）移動処理、（１’）準備処理、（２）中継処理が順に実行される。
【００７５】
（１）移動処理
処理部３２は、第２基地局装置１８と通信可能である第２通信エリアに災害発生現場が含まれていない場合、データ中継用移動体２２の使用を決定する。処理部３２は、中継位置としてデータ送信元用移動体２０に近い中継位置Ｐ１と、第２基地局装置１８に近い中継位置Ｐ２とを特定する。中継位置Ｐ１は、第２無線通信ネットワークによりデータ送信元用移動体２０からのデータをデータ中継用移動体２２が受信する場合の位置であり、第２通信エリアの外において、データ送信元用移動体２０から所定距離離れた位置に配置される。ここで、処理距離は、データ送信元用移動体２０との通信速度が最大値になるように定められる。
【００７６】
一方、中継位置Ｐ２は、第２無線通信ネットワークにより第２基地局装置１８にデータをデータ中継用移動体２２が送信する場合の位置であり、第２通信エリア内において、第２基地局装置１８から所定距離離れた位置に配置される。ここで、処理距離は、第２基地局装置１８との通信速度が最大値になるように定められる。処理部３２は、中継位置Ｐ１と中継位置Ｐ２の位置情報と、中継位置Ｐ１への第２移動指示が含まれた第２制御信号を生成し、第１通信部３４は、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４を介して、データ中継用移動体２２に第２制御信号を送信する。
【００７７】
第１データ中継用移動体２２ａの第１通信部６０は、第１基地局装置１４からの第２制御信号を受信する。第１通信部６０は、第２制御信号を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２制御信号から第２移動指示を抽出するとともに、第２移動指示をもとに中継位置Ｐ１を特定する。処理部６２は、測位部６４から受けつけた現在位置が中継位置Ｐ１に近づくように、駆動部６６の動作を制御する。駆動部６６の動作によって、データ中継用移動体２２は中継位置Ｐ１に向かって移動する。処理部６２は、中継位置Ｐ１への到着を判定した場合、到着の報告が含まれた第２応答信号を生成する。第１通信部６０は、第１基地局装置１４、第１ネットワーク１２経由で制御装置１０に第２応答信号を送信する。
【００７８】
制御装置１０の第１通信部３４は、データ中継用移動体２２からの第２応答信号を受信し、第２応答信号を処理部３２に出力する。処理部３２は、第１通信部３４からの第２応答信号を受けつけると、第２応答信号に含まれた到着の報告を確認し、データ中継用移動体２２が中継位置Ｐ１に到着したことを認識する。
【００７９】
（１’）準備処理
制御装置１０の処理部３２は、データ中継用移動体２２に対して、推定指示と送信指示が含まれた第２制御信号を生成する。処理部３２は第２制御信号を第１通信部３４に出力する。第１通信部３４は、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４を介して、第１データ中継用移動体２２ａと第２データ中継用移動体２２ｂに第２制御信号を送信する。
【００８０】
データ中継用移動体２２の第１通信部６０は、第１基地局装置１４からの第２制御信号を受信する。第１通信部６０は、第２制御信号を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２制御信号から推定指示と送信指示とを抽出する。第２通信部６８は、推定指示にしたがって、中継位置Ｐ１において、データ送信元用移動体２０からのトレーニング信号を複数のアンテナのそれぞれで受信し、伝送路特性を推定する。第２通信部６８は、推定した伝送路特性を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２通信部６８から受けつけた伝送路特性が含まれた第２応答信号を生成する。第１通信部６０は、第１基地局装置１４、第１ネットワーク１２経由で制御装置１０に第２応答信号を送信する。
【００８１】
これに続いて、処理部６２は、測位部６４から受けつけた現在位置が中継位置Ｐ２に近づくように、駆動部６６の動作を制御する。駆動部６６の動作によって、データ中継用移動体２２は中継位置Ｐ２に向かって移動する。処理部６２は、中継位置Ｐ２への到着を判定した場合、トレーニング信号を第２通信部６８に送信させる。第２通信部６８は、複数のアンテナのそれぞれからトレーニング信号を第２基地局装置１８に送信する。その後、処理部６２は、データ中継用移動体２２が中継位置Ｐ１に近づくように、駆動部６６の動作を制御する。第２基地局装置１８は、データ中継用移動体２２からのトレーニング信号を複数のアンテナのそれぞれで受信し、伝送路特性を推定する。第２基地局装置１８は、第２ネットワーク１６を介して、伝送路特性を制御装置１０に送信する。
【００８２】
制御装置１０の第１通信部３４は、データ中継用移動体２２からの第２応答信号を受信し、第２応答信号を処理部３２に出力する。処理部３２は、第１通信部３４からの第２応答信号を受けつけると、第２応答信号に含まれた伝送路特性を抽出する。これは、データ送信元用移動体２０から中継位置Ｐ１のデータ中継用移動体２２に向かう伝送路の特性を示す。処理部３２は、伝送路特性をもとに、データ送信元用移動体２０の複数のアンテナに対する送信ウエイト、データ中継用移動体２２の複数のアンテナに対する受信ウエイトの少なくとも１つを導出する。処理部３２は、送信ウエイトを導出した場合、送信ウエイトが含まれた第１制御信号を生成し、第１制御信号を第１通信部３４からデータ送信元用移動体２０に送信させる。また、処理部３２は、受信ウエイトを導出した場合、受信ウエイトが含まれた第２制御信号を生成し、第２制御信号を第１通信部３４からデータ中継用移動体２２に送信させる。
【００８３】
制御装置１０の第２通信部３６は、第２基地局装置１８からの伝送路特性を受信し、伝送路特性を処理部３２に出力する。処理部３２は、第２通信部３６からの伝送路特性を受けつける。これは、中継位置Ｐ２のデータ中継用移動体２２から第２基地局装置１８に向かう伝送路の特性を示す。処理部３２は、伝送路特性をもとに、データ中継用移動体２２の複数のアンテナに対する送信ウエイト、第２基地局装置１８の複数のアンテナに対する受信ウエイトの少なくとも１つを導出する。処理部３２は、送信ウエイトを導出した場合、送信ウエイトが含まれた第２制御信号を生成し、第２制御信号を第１通信部３４からデータ中継用移動体２２に送信させる。処理部３２は、受信ウエイトを導出した場合、受信ウエイトを第２通信部３６から第２基地局装置１８に送信させる。
【００８４】
データ中継用移動体２２の第１通信部６０は、第１基地局装置１４からの第２制御信号を受信する。第１通信部６０は、第２制御信号を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２制御信号から受信ウエイト、送信ウエイトの少なくとも１つを抽出する。さらに、第２基地局装置１８は、第２ネットワーク１６を介して制御装置１０から受信ウエイトを受信する。
【００８５】
（２）中継処理
制御装置１０の処理部３２は、データ中継用移動体２２に対して、中継指示が含まれた第２制御信号を生成する。第１通信部３４は、第１ネットワーク１２、第１基地局装置１４を介して、データ中継用移動体２２に第２制御信号を送信する。
【００８６】
データ中継用移動体２２の第１通信部６０は、第１基地局装置１４からの第２制御信号を受信する。第１通信部６０は、第２制御信号を処理部６２に出力する。処理部６２は、第２制御信号から中継指示を抽出するとともに、中継指示にしたがって、データを第２通信部６８に中継させる。第２通信部６８は、データ送信元用移動体２０の第２通信部４８からのデータを中継位置Ｐ１において複数のアンテナで受信し、受信したデータを処理部６２に出力する。その際、処理部６２は、受信ウエイトを受けつけていれば、当該受信ウエイトによってデータを重み付け処理する。
【００８７】
これに続いて、処理部６２は、測位部６４から受けつけた現在位置が中継位置Ｐ２に近づくように、駆動部６６の動作を制御する。駆動部６６の動作によって、データ中継用移動体２２は中継位置Ｐ２に向かって移動する。処理部６２は、中継位置Ｐ２への到着を判定した場合、送信ウエイトを受けつけていれば、当該送信ウエイトによってデータを重み付け処理する。処理部６２は、中継位置Ｐ２において、データを第２通信部６８に送信させる。その際、データは複数のアンテナから送信される。その後、処理部６２は、データ中継用移動体２２が中継位置Ｐ１に近づくように、駆動部６６の動作を制御する。つまり、データ中継用移動体２２は、データ送信元用移動体２０からのデータを中継位置Ｐ１において受信し、中継位置Ｐ１から中継位置Ｐ２に移動し、第２基地局装置１８にデータを中継位置Ｐ２において送信する。
【００８８】
第２基地局装置１８は、中継位置Ｐ２のデータ中継用移動体２２の第２通信部６８からのデータを複数のアンテナで受信する。第２基地局装置１８は、受信ウエイトを受けつけていれば、当該受信ウエイトによってデータを重み付け処理する。制御装置１０の第２通信部３６は、第２基地局装置１８からのデータを受信する。第２通信部３６はデータを処理部３２に出力する。処理部３２は、受けつけたデータから映像を抽出する。処理部３２は、映像を再生してもよい。
【００８９】
本実施例によれば、データ中継用移動体を中継位置Ｐ１に移動させて、データ送信元用移動体からのデータを受信するので、データ中継用移動体とデータ送信元用移動体との伝送距離を短くできる。また、データ中継用移動体とデータ送信元用移動体との伝送距離が短くなるので、伝送レートをさらに高速化できる。また、データ中継用移動体を中継位置Ｐ２に移動させて、第２基地局装置１８へデータを送信するので、データ中継用移動体と第２基地局装置との伝送距離を短くできる。また、データ中継用移動体と第２基地局装置との伝送距離が短くなるので、伝送レートをさらに高速化できる。また、中継位置Ｐ１と中継位置Ｐ２との間でデータ中継用移動体を移動させるので、データ送信元用移動体の移動量の増加を抑制できる。また、データ送信元用移動体の移動量の増加が抑制されるので、データ送信元用移動体における撮像時間を長くできる。
【００９０】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００９１】
実施例２から４において、データ送信元用移動体２０、データ中継用移動体２２、第２基地局装置１８は、第２無線通信ネットワーク用の複数のアンテナを備え、制御装置１０の処理部３２は、処理の内容として、それらについてのウエイトを導出している。しかしながらこれに限らず例えば、制御装置１０の処理部３２は、処理の内容として、選択ダイバーシチにおけるアンテナを選択してもよい。また、データ送信元用移動体２０、データ中継用移動体２２、第２基地局装置１８は、第２無線通信ネットワーク用の指向性アンテナを備え、処理部３２は、処理の内容として、指向性アンテナを向ける方向を導出してもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。
【００９２】
実施例１から４の任意の組合せであってもよい。本変形例によれば、実施例１から４の任意の組合せによる効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１０  制御装置、  １２  第１ネットワーク、  １４  第１基地局装置、  １６  第２ネットワーク、  １８  第２基地局装置、  ２０  データ送信元用移動体、  ２２  データ中継用移動体、  ３０  操作部、  ３２  処理部、  ３４  第１通信部、  ３６  第２通信部、  ４０  第１通信部、  ４２  処理部、  ４４  測位部、  ４６  駆動部、  ４８  第２通信部、  ５０  撮像部、  ６０  第１通信部、  ６２  処理部、  ６４  測位部、  ６６  駆動部、  ６８  第２通信部、  １００  無線中継システム。
【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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