(57)【要約】【課題】無線中継システムの運用の依頼を受けてから実際に運用を開始するまでの時間を短縮する。【解決手段】無線中継システムの運用依頼を受けて飛行体の飛行ルートを決定し、飛行体の飛行ルートに基づいて、第１無線中継局（親機）及び第２無線中継局（子機）それぞれの無線中継をＯＮ／ＯＦＦ制御する無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを作成する。固定基地局と無線通信可能なエリアに第１無線中継局が設置された後、飛行体の飛行ルートに基づいて、飛行体の飛行操縦制御に用いられるリアルタイム飛行ルートデータ又は全飛行ルートデータを、第１無線中継局及び第２無線中継局を介して飛行体に送信し、飛行ルートを飛行するように前記飛行体を遠隔操縦する。飛行体の飛行ルートに基づいて無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを第１無線中継局及び第２無線中継局に送信し、第１無線中継局及び第２無線中継局それぞれの無線中継を遠隔でＯＮ／ＯＦＦ制御する。【選択図】図１
2019176446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信網の固定基地局とユーザ装置との間の無線通信を中継する無線中継システムであって、
前記固定基地局と無線通信可能なエリアに移動させて設置可能な第１無線中継局と、
前記第１無線中継局よりも高い位置に滞在するように制御可能な飛行体に搭載され前記第１無線中継局とユーザ装置との間の無線通信を中継する第２無線中継局と、
前記無線中継システムの運用依頼を受けて作成された前記飛行体の飛行ルートに基づいて、前記飛行体の飛行操縦制御に用いられるリアルタイム飛行ルートデータ又は全飛行ルートデータを、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局を介して前記飛行体に送信する遠隔操縦装置と、
前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局それぞれの無線中継のＯＮ／ＯＦＦを制御する無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局に送信する遠隔制御装置と、を備えることを特徴とする無線中継システム。
【請求項２】
請求項１の無線中継システムにおいて、
前記第１無線中継局は、無線信号の周波数が互いに異なる複数の通信オペレータの固定基地局それぞれと前記第２無線中継局との間の無線通信を中継し、
前記遠隔制御装置は、前記複数の通信オペレータそれぞれに対応させて複数設けられていることを特徴とする無線中継システム。
【請求項３】
移動通信網の固定基地局と無線通信可能なエリアに移動させて設置可能な第１無線中継局と、前記第１無線中継局よりも高い位置に滞在するように制御可能な飛行体に搭載され前記第１無線中継局とユーザ装置との間の無線通信を中継する第２無線中継局とを備え、前記固定基地局とユーザ装置との間の無線通信を中継する無線中継システムの運用方法であって、
前記無線中継システムの運用依頼を受けて前記飛行体の飛行ルートを決定するステップと、
前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局それぞれの無線中継のＯＮ／ＯＦＦを制御する無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを作成するステップと、
前記固定基地局と無線通信可能なエリアに前記第１無線中継局が設置された後、前記飛行体の飛行ルートに基づいて、前記飛行体の飛行操縦制御に用いられるリアルタイム飛行ルートデータを、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局を介して前記飛行体に送信し、前記飛行ルートを飛行するように前記飛行体を遠隔操縦するステップと、
前記飛行体の飛行ルートに基づいて無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局に送信し、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局それぞれの無線中継を遠隔でＯＮ／ＯＦＦ制御するステップと、を含むことを特徴とする無線中継システムの運用方法。
【請求項４】
移動通信網の固定基地局と無線通信可能なエリアに移動させて設置可能な第１無線中継局と、前記第１無線中継局よりも高い位置に滞在するように制御可能な飛行体に搭載され前記第１無線中継局とユーザ装置との間の無線通信を中継する第２無線中継局とを備え、前記固定基地局とユーザ装置との間の無線通信を中継する無線中継システムの運用方法であって、
前記無線中継システムの運用依頼を受けて前記飛行体の飛行ルートを決定するステップと、
前記飛行体の飛行ルートに基づいて、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局それぞれの無線中継のＯＮ／ＯＦＦを制御する無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを作成するステップと、
前記固定基地局と無線通信可能なエリアに前記第１無線中継局が設置された後、前記飛行体の飛行ルートに基づいて、前記飛行体の飛行操縦制御に用いられる全飛行ルートデータを、前記第１無線中継局を介して又は前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局を介して前記飛行体に送信し、前記飛行ルートを飛行するように前記飛行体を遠隔操縦するステップと、
前記飛行体の飛行ルートに基づいて無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局に送信し、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局それぞれの無線中継を遠隔でＯＮ／ＯＦＦ制御するステップと、を含むことを特徴とする無線中継システムの運用方法。
【請求項５】
請求項３又は４の無線中継システムの運用方法において、
前記第１無線中継局は、無線信号の周波数が互いに異なる複数の通信オペレータの固定基地局それぞれと前記第２無線中継局との間の無線通信を中継し、
前記無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データは、前記複数の通信オペレータそれぞれの無線中継を個別にＯＮ／ＯＦＦ制御するように、前記通信オペレータごとに送信することを特徴とする無線中継システムの運用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線中継システム及びその運用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地上の固定基地局のアンテナとの間に電波の見通し伝搬の障害になる障害物が存在する、不感地、山岳エリア、海上エリアなどの弱電界エリアにおいて、中継用アンテナ及び対移動局用アンテナを有する無線中継局を搭載したドローンや係留気球により無線中継を行う無線中継システムが知られている（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２０１６−００２９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の無線中継システムとして、本出願人は地上を移動可能な車両に周波数変換器を含む無線中継局（親機）を搭載し、無線中継を行う目的地（現場）に移動し、固定基地局からの電波を親機で受信して、親機とドローンに搭載された無線中継局（子機）との間で無線通信を確立することにより、その固定基地局とユーザ装置（移動局）との間の無線通信を行う無線中継システムを提案した（特願２０１７−０４５１２２、特願２０１８−００４１４２、特願２０１８−０５５６３２参照）。例えば、圏外エリアである山岳等で遭難した場合、一刻も早く遭難者が携帯する移動局のＧＰＳ機能を用いて移動局の位置特定を行い、遭難者を救助するためには、無線中継システムの運用の依頼を受けてから実際に運用を開始するまでの時間を更に短縮したいという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係る無線中継システムは、移動通信網の固定基地局とユーザ装置との間の無線通信を中継する無線中継システムであって、前記固定基地局と無線通信可能なエリアに移動させて設置可能な第１無線中継局と、前記第１無線中継局よりも高い位置に滞在するように制御可能な飛行体に搭載され前記第１無線中継局とユーザ装置との間の無線通信を中継する第２無線中継局と、前記無線中継システムの運用依頼を受けて作成された前記飛行体の飛行ルートに基づいて、前記飛行体の飛行操縦制御に用いられるリアルタイム飛行ルートデータ又は全飛行ルートデータを、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局を介して前記飛行体に送信する遠隔操縦装置と、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局それぞれの無線中継のＯＮ／ＯＦＦを制御する無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局に送信する遠隔制御装置と、を備える。
前記無線中継システムにおいて、前記第１無線中継局は、無線信号の周波数が互いに異なる複数の通信オペレータの固定基地局それぞれと前記第２無線中継局との間の無線通信を中継し、前記遠隔制御装置は、前記複数の通信オペレータそれぞれに対応させて複数設けてもよい。
【０００６】
本発明の他の態様に係る無線中継システムの運用方法は、移動通信網の固定基地局と無線通信可能なエリアに移動させて設置可能な第１無線中継局と、前記第１無線中継局よりも高い位置に滞在するように制御可能な飛行体に搭載され前記第１無線中継局とユーザ装置との間の無線通信を中継する第２無線中継局とを備え、前記固定基地局とユーザ装置との間の無線通信を中継する無線中継システムの運用方法であって、前記無線中継システムの運用依頼を受けて前記飛行体の飛行ルートを決定するステップと、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局それぞれの無線中継のＯＮ／ＯＦＦを制御する無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを作成するステップと、前記固定基地局と無線通信可能なエリアに前記第１無線中継局が設置された後、前記飛行体の飛行ルートに基づいて、前記飛行体の飛行操縦制御に用いられるリアルタイム飛行ルートデータを、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局を介して前記飛行体に送信し、前記飛行ルートを飛行するように前記飛行体を遠隔操縦するステップと、前記飛行体の飛行ルートに基づいて無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局に送信し、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局それぞれの無線中継を遠隔でＯＮ／ＯＦＦ制御するステップと、を含む。
本発明の更に他の態様に係る無線中継システムの運用方法は、移動通信網の固定基地局と無線通信可能なエリアに移動させて設置可能な第１無線中継局と、前記第１無線中継局よりも高い位置に滞在するように制御可能な飛行体に搭載され前記第１無線中継局とユーザ装置との間の無線通信を中継する第２無線中継局とを備え、前記固定基地局とユーザ装置との間の無線通信を中継する無線中継システムの運用方法であって、前記無線中継システムの運用依頼を受けて前記飛行体の飛行ルートを決定するステップと、前記飛行体の飛行ルートに基づいて、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局それぞれの無線中継のＯＮ／ＯＦＦを制御する無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを作成するステップと、前記固定基地局と無線通信可能なエリアに前記第１無線中継局が設置された後、前記飛行体の飛行ルートに基づいて、前記飛行体の飛行操縦制御に用いられる全飛行ルートデータを、前記第１無線中継局を介して又は前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局を介して前記飛行体に送信し、前記飛行ルートを飛行するように前記飛行体を遠隔操縦するステップと、前記飛行体の飛行ルートに基づいて無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局に送信し、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局それぞれの無線中継を遠隔でＯＮ／ＯＦＦ制御するステップと、を含む。
前記無線中継システムの運用方法において、前記第１無線中継局は、無線信号の周波数が互いに異なる複数の通信オペレータの固定基地局それぞれと前記第２無線中継局との間の無線通信を中継し、前記無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データは、前記複数の通信オペレータそれぞれの無線中継を個別にＯＮ／ＯＦＦ制御するように、前記通信オペレータごとに送信してもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、無線中継システムの運用の依頼を受けてから実際に運用を開始するまでの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線中継システムを含む通信システムの全体構成の一例を示す概略構成図。
【図２】他の実施形態に係る無線中継システムを含む通信システムの全体構成の一例を示す概略構成図。
【図３】比較例に係る無線中継システムにおける運用の課題の説明図。
【図４】実施形態に係る無線中継システムの第１無線中継局（親機）、第２無線中継局（子機）及び飛行体（ドローン）の主要部構成の一例を示すブロック図。
【図５】実施形態に係る遠隔ドローン操縦装置の主要部構成の一例を示すブロック図。
【図６】実施形態に係る無線中継システムの運用の一例を示す説明図。
【図７】実施形態に係る無線中継システムの運用の流れの一例を示すフロー図。
【図８】（ａ）は従来の無線中継システムの運用の説明図。（ｂ）は本実施形態の無線中継システムの運用の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１及び図２はそれぞれ、本発明の一実施形態に係る無線中継システムを含む通信システムの全体構成の一例を示す概略構成図である。本実施形態の無線中継システムは、災害時や山岳などの遭難者の捜索時に、ドローンや係留気球等の飛行体に無線中継局を搭載して、圏外エリアに対して無線中継を実施することができる臨時無線中継システムである。特に、本実施形態の無線中継システムは、簡易な構成で、目標位置に移動した後、複数の通信オペレータの移動通信網の固定基地局とユーザ装置との間の無線通信の中継を速やかに開始することができる。
【００１０】
図１において、本実施形態に係る無線中継システムは、第１無線中継局（以下「親機」ともいう。）１０及び第２無線中継局（以下、「子機」ともいう。）２０を備える。第１無線中継局（親機）１０及び第２無線中継局（子機）２０は、無線信号の周波数が互いに異なる複数の通信オペレータ（通信事業者）Ａ，Ｂの移動通信網８０Ａ，８０Ｂのコアネットワークそれぞれに接続されたマクロセル基地局などの複数の固定基地局３０Ａ，３０Ｂと、複数の通信オペレータＡ，Ｂそれぞれに対応するユーザ装置としての複数の移動局４０Ａ，４０Ｂとの間の無線通信を同時に中継する。親機１０及び子機２０は、ＧＰＳ衛星からの受信信号などを利用して互いに時間同期されている。
【００１１】
なお、本実施形態では、通信オペレータ（固定基地局）の数が２の場合について説明するが、通信オペレータ（固定基地局）の数は３以上であってもよい。また、図１では、通信オペレータＡ，Ｂそれぞれに対応する移動局の数が１であるが、通信オペレータＡ，Ｂそれぞれに対応する移動局の数は２以上であってもよい。
【００１２】
移動通信網８０Ａ，８０Ｂにはそれぞれ遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ（遠隔制御元）を設けてもよい。遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂは、例えば第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０の情報を保持し、第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０の少なくとも一方に制御情報を送信することができる。また、遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂは、情報の送信先として機能し、第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０の少なくとも一方から情報を受信してもよい。なお、遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂは、第１無線中継局１０や第２無線中継局２０と通信可能な場所であれば、移動通信網８０Ａ，８０Ｂ以外に設けてもよい。また、第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０の制御は、遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂの両方で行ってもよいし、遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂのいずれか一方が行うようにしてもよい。また、遠隔制御装置８１Ｃは、各通信オペレータの移動通信網８０Ａ，８０Ｂ以外の共通の通信網８０Ｃ上に設置されてもよい。
【００１３】
共通の通信網８０Ｃには、第２無線中継局（子機）２０が搭載された飛行体としてのドローン７０を遠隔的に操縦する遠隔操縦装置（以下、「遠隔ドローン操縦装置」という。）８２が設けられている。
【００１４】
遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃは、例えば、第１無線中継局１０と通信可能な、又は、第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０と通信可能な、サーバ、ＰＣ若しくはタブレット端末であってもよい。また、遠隔ドローン操縦装置８２は、第１無線中継局１０を介して、又は、第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０を介して、ドローン７０と通信可能な、サーバ、ＰＣ若しくはタブレット端末であってもよい。
【００１５】
第１無線中継局１０は、通信オペレータＡ，Ｂごとに、固定基地局３０Ａ，３０Ｂとの間の中継対象の第１周波数（以下、「無線中継周波数」又は「基地局側周波数」ともいう。）Ｆ１Ａ（下り信号）及びＦ１Ａ’（上り信号）並びにＦ１Ｂ（下り信号）及びＦ１Ｂ’（上り信号）の無線信号と、第２無線中継局２０との間の第２周波数（以下「中間周波数」ともいう。）Ｆ２Ａ（下り信号）及びＦ２Ａ’（上り信号）並びにＦ２Ｂ（下り信号）及びＦ２Ｂ’（上り信号）の無線信号とを中継する周波数変換型の無線中継装置であり、車両である自動車５０に搭載されることにより地上の目標位置に移動することができる。
【００１６】
第１無線中継局１０と第２無線中継局２０との間の無線信号は、図２に示すように、通信オペレータに共通の第２周波数（以下「中間周波数」ともいう。）Ｆ２（下り信号）及びＦ２’（上り信号）の無線信号であってもよい。また、各通信オペレータＡ，Ｂが無線中継を時分割で利用するようにしてもよい。
【００１７】
以下、Ｆ１Ａ（下り信号）及びＦ１Ａ’（上り信号）をまとめて「Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'」と表記し、Ｆ１Ｂ（下り信号）及びＦ１Ｂ'（上り信号）をまとめて「Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'」と表記する。また、Ｆ２Ａ（下り信号）及びＦ２Ａ'（上り信号）をまとめて「Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'」と表記し、Ｆ２Ｂ（下り信号）及びＦ２Ｂ'（上り信号）をまとめて「Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'」と表記し、Ｆ２（下り信号）及びＦ２'（上り信号）をまとめて「Ｆ２/Ｆ２'」と表記する。
【００１８】
第１無線中継局１０が搭載される自動車５０は、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車など、第１無線中継局１０に長時間にわたって電力を供給可能なバッテリーや発電機などを備えているものであってもよい。
【００１９】
第２無線中継局２０は、通信オペレータＡ，Ｂごとに、第１無線中継局１０との間の第２周波数（中間周波数）Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'、Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'、Ｆ２/Ｆ２'の無線信号と、移動局４０Ａ，４０Ｂとの間の中継対象の第１周波数（以下、「無線中継周波数」又は「移動局側周波数」ともいう。）Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'の無線信号とを中継する周波数変換型の無線中継装置であり、自律制御により又は外部からの制御により所定の空域に滞在又は移動する飛行体としてのドローン７０に搭載されることにより第１無線中継局１０よりも高い位置に位置することができる。この場合、第１無線中継局１０が搭載される自動車５０は、ドローン７０が離発着可能な離発着部を備えてもよい。
【００２０】
以下、第２無線中継局２０が搭載された飛行体としてドローンを用いた無線中継システムを「ドローン無線中継システム」ともいう。
【００２１】
第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０それぞれにおいて通信オペレータＡ，Ｂごとに変換する第１周波数（中継対象周波数）Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'及び第２周波数（中間周波数）Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'、Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'、Ｆ２/Ｆ２'は、第１無線中継局１０で送受信される無線信号どうしの回り込み干渉及び第２無線中継局２０で送受信される無線信号どうしの回り込み干渉が発生しないように互いに異なる周波数である。例えば、第１周波数（中継対象周波数）Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'が２．１ＧＨｚ帯の周波数であり、第２周波数（中間周波数）Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'、Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'、Ｆ２/Ｆ２'が３．３ＧＨｚ帯の周波数であってもよい。
【００２２】
図３は、比較例に係る無線中継システムの運用における課題の説明図である。図３において、第２無線中継局が搭載された飛行体としてドローンを備えたドローン無線中継システムを用いて遭難者を捜査するときに想定される運用の概略は次の（１）〜（９）の通りである。
【００２３】
（１）例えば、警察や消防などの捜索機関から通信オペレータ（通信事業者）に対して遭難者（正確には、遭難者が携帯している携帯端末）の位置特定の捜索依頼を受ける。
（２）次に、通信オペレータの担当者は捜索側から捜索場所の位置の情報を受ける。また、ドローンの大まかな飛行コースの情報（ドローン飛行情報）を受ける。
（３）通信オペレータの担当者は、その情報に基づいて捜索場所の近傍で、既存の携帯基地局と通信できる位置（親機設定位置）を決定する。
（４）通信オペレータの担当者は親機設定位置に、親機とドローンに搭載した子機を例えば自動車等で運ぶ。
（５）親機設置場所には、通信オペレータの担当者、捜索側の担当者、ドローンを操作できる担当者（ドローン操作者）が集合する。
（６）通信オペレータの担当者が携帯基地局向けのアンテナを設置して、親機と携帯基地局向けのアンテナを接続する。また、子機に向けのアンテナを設置して、子機に向けのアンテナを親機と接続する。通信オペレータの担当者は親機と子機の無線中継をＯＮとして、通信を開始する。すなわち、通信オペレータの担当者は無線中継に関する全ての設定、運用を実施する。
（７）捜索側の担当者は具体的な飛行コースをドローン操作者に指定する。すなわち、捜索側の担当者は飛行コース設定など捜査に関する運用を実施する。
（８）ドローン操作者は指定された飛行コースを飛行させる。すなわち、ドローン操作者はドローン飛行に関する全ての運用を実施する。
（９）更に、遭難者の携帯端末が圏外から通信可能（圏内）となれば、遭難者の携帯端末に発信してＧＰＳ情報を取得して、捜索側の表示装置に表示する。
【００２４】
以上の比較例の運用では、基本的に、ドローン無線中継システムを用いて遭難者を捜査するためには、親機設置場所に「捜査側の担当者」、「通信オペレータの担当者」、「ドローン操作者」が同時に集合する必要がある。捜査する現場は雪山等の僻地などが予想される。一般に、「捜査側の担当者」、「通信オペレータの担当者」、「ドローン操作者」は異なる機関に属し、一般にそれらの機関は異なる場所に位置することから、親機設置場所に集合してドローン無線中継システムの運用を開始するには非常に多くの時間を要するため、一刻を争う捜索を実施するには運用までの時間が大きな課題である。
【００２５】
そこで、本実施形態の無線中継システムでは、以下に示すように捜査機関、各通信オペレータ及びドローン運航業者がそれぞれ行う作業を、通信回線を介した遠隔制御で実現することにより、捜索開始（運用開始）までの時間の大幅な短縮を実現している。
【００２６】
図４は、実施形態に係る無線中継システムの第１無線中継局（親機）、第２無線中継局（子機）及び飛行体（ドローン）の主要部構成の一例を示すブロック図である。
図４において、本実施形態に係る無線中継システムは、既存の携帯基地局（固定基地局）３０Ａ，３０Ｂと通信できる位置に設置する第１無線中継局（親機）１０とドローンや係留気球に搭載する第２無線中継局（子機）２０で構成される。無線中継方式としては、携帯基地局３０Ａ，３０Ｂの電波を受信して、それを周波数変換して中継する「非再生・周波数変型リピート方式」を用いている。
【００２７】
第１無線中継局（親機）１０は、各通信オペレータＡ，Ｂの固定基地局向けの第１アンテナ（対基地局向けアンテナ）１０１Ａ，１０Ｂと、通信オペレータＡに対応する第１親機機能部１１Ａと、通信オペレータＢに対応する第２親機機能部１１Ｂと、加算・分配部１２と、無線中継局向けの第２アンテナ（対子機向けアンテナ）１０２とを備えている。第１親機機能部１１Ａ及び第２親機機能部１１Ｂはそれぞれ、周波数数変換器、増幅器（ＡＭＰ）等で構成される。
【００２８】
第２無線中継局（子機）２０は、無線中継局向けの第１アンテナ（対親機向けアンテナ）２０１と、通信オペレータＡに対応する第１子機機能部２１Ａと、通信オペレータＢに対応する第２子機機能部２１Ｂと、加算・分配部２２と、移動局向けの第２アンテナ２０２とを備えている。第１子機機能部２１Ａ及び第２子機機能部２１Ｂはそれぞれ、周波数変換器、増幅器（ＡＭＰ）等で構成される。
【００２９】
なお、図４中の加算・分配部１２、２２それぞれの代わりに切替スイッチを設け、親機１０の第１親機機能部１１Ａ及び第２親機機能部１１Ｂの切替と、子機２０の第１子機機能部２１Ａ及び第２子機機能部２１Ｂの切替とを同期して実行することにより、各通信オペレータＡ，Ｂが無線中継を時分割で利用するように構成してもよい。
【００３０】
親機１０は、例えば下りリンクにおいて、複数の通信オペレータＡ，Ｂの固定基地局向けの第１アンテナ１０１Ａ，１０Ｂで受信した周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂの無線信号を周波数変換器でＦ１とは異なる無線中継周波数（Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂ）の周波数に変換し、第２アンテナ１０２から子機２０に向けて送信する。
【００３１】
子機２０は、親機１０から周波数（Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂ）で送信された電波を第１アンテナ２０１で受信し、周波数変換器で（Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂ）に周波数変換し、移動局４０Ａ，４０Ｂに向けて第２アンテナ２０２から出力する。通信オペレータＡの移動局４０ＡはＦ１Ａ、通信オペレータＢの移動局４０ＢはＦ１Ｂの周波数で受信する。
【００３２】
親機１０及び子機２０それぞれにおいて周波数変換することより、親機１０の第１アンテナ１０１Ａ，１０１Ｂと第２アンテナ１０２との間、子機２０のアンテナ２０１，２０２間の同一周波数の回り込み干渉がなくなることから、親機１０、子機２０の送信電力を最大送信電力で送信できるため、無線中継距離、無線中継エリアを大きくできる。
【００３３】
また、本実施形態の無線中継システムは、各通信オペレータＡ，Ｂの移動通信網（固定ネットワーク）８０Ａ，８０Ｂ上に、各自の親機１０及び子機２０の無線中継のＯＮ／ＯＦＦを制御する無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを親機１０及び子機２０に送信し、親機１０及び子機２０それぞれの無線中継を遠隔でＯＮ／ＯＦＦ制御する遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂを備えている。
【００３４】
また、捜索機関は、飛行ルートを作成し、それを各通信オペレータ及びドローン運航業者に転送する通信装置を備えている。また、ドローン運航業者は通信網８０Ｃなどの固定ネットワーク上に、ドローンの飛行を遠隔で操縦制御する遠隔ドローン操縦装置８２を備えている。
【００３５】
また、本実施形態の無線中継システムでは、親機１０と子機２０にそれぞれ無線中継制御装置１３，２３と無線通信装置（携帯通信モジュール）１４，２４を備えている。各通信オペレータＡ，Ｂは、移動通信網（固定ネットワーク）８０Ａ，８０Ｂ上にある遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂから親機１０と子機２０にある無線通信装置１４、２４及び無線中継制御装置１３，２３を介して、各自の親機１０又は子機２０の無線通信をＯＮ／ＦＦ制御する。ドローン運航業者は、遠隔ドローン操縦装置８２から子機２０にある無線通信装置２４とドローン内の通信装置７１を介してドローン（飛行体）７０の飛行制御装置（例えば、フライトコントローラ）７２を制御して、飛行を実施する。
【００３６】
図５は、実施形態に係る遠隔ドローン操縦装置８２の主要部構成の一例を示すブロック図である。遠隔ドローン操縦装置８２は、通信網（固定ネットワーク）８０Ｃを介してドローン７０と通信する通信装置８２１と、ドローン操縦者が操作するためのユーザインターフェース部８２２と、ユーザインターフェース部８２２を介したドローン操縦者の操作に基づいてドローンを操縦するためのリアルタイム飛行ルートデータ又は全飛行ルートデータを生成するデータ生成部８２３とを備える。
【００３７】
図６は、実施形態に係る無線中継システムの運用の一例を示す説明図である。また、図７は、実施形態に係る無線中継システムの運用の流れの一例を示すフロー図である。本実施形態の無線中継システムの運用の基本は、次のＡ〜Ｄの通りである。
Ａ：運用は、捜索機関、運搬／設置業者、各通信オペレータ（通信事業者）、ドローン運航業者で実施される。
Ｂ：捜索機関が主となり、運搬／設置業者、各通信事業者、ドローン運航業者に作業を依頼する。
Ｃ：現場（親機設置場所）には、運搬／設置業者だけを移動させる。従来のように、捜索機関、各通信事業者、ドローン運航業者は移動しない。
Ｄ：捜索機関、各通信事業者、ドローン運航業者は、遠隔制御により運用を実施する。
【００３８】
実施形態に係る無線中継システムの運用のフローは、以下の（１）〜（１４）のとおりである。
【００３９】
［捜索機関のドローン無線中継の可否の判断］
（１）警察や消防などの捜索機関は山岳遭難や雪山遭難等の通報を受けて、遭難者（正確には、遭難者が携帯している携帯端末（移動局））の位置特定の捜索依頼を受ける。
【００４０】
（２）捜索機関は捜索場所の特定を行い、ドローン無線中継の必要の是非を判断する。
【００４１】
［捜索機関によるドローン無線中継の実施の確認］
捜索機関が、ドローン無線中継を必要と判断した場合、
（３）捜索機関の担当者はドローン無線中継の飛行ルートを作成する（図７のＳ１，Ｓ２）。
【００４２】
（４）捜索機関の担当者は各通信オペレータの担当者に親機の設置場所及び飛行ルートデータを転送して、無線中継の可否（許可／非許可）を確認する（図７のＳ３）。
【００４３】
（５）各通信オペレータの担当者は干渉等の状況を基に、無線中継の可否を検討し、その結果を捜索機関の担当者に通知する（図７のＳ４，Ｓ５）。
【００４４】
［ドローン無線中継の実施］
捜索機関が各通信オペレータからドローン無線中継が可（ＯＫ）と通知された場合、
（６）捜索機関の担当者は、運搬／設置業者にドローン無線中継に必要なドローン、親機、子機等の機材一式をそれらの収納場所から自動車等で親機設置場所に運搬して、設置する作業を依頼する（図７のＳ６）。運搬／設置業者の担当者は、収納場所から親機、子機等の機材一式を親機設置場所に運搬し、親機設置場所に到着すると、子機を搭載したドローンを飛行可能な場所に移動させる。また、対基地局向けアンテナ、対子機向けアンテナをそれぞれ設置して、親機に接続する。全ての機材の設置が完了すると、捜索機関に設置完了を通知する（図７のＳ７）。
【００４５】
（７）捜索機関の担当者は、運搬／設置業者の担当者から設置完了の通知を受けると、ドローン運航業者に飛行ルートの情報を転送してドローンの飛行操縦を依頼する（図７のＳ８）。
【００４６】
（８）ドローン運航業者の担当者は、受信した飛行ルートの情報を基に遠隔ドローン操縦装置により次の（ｉ）又は（ｉｉ）を行ってドローンの飛行を開始する。
（ｉ）リアルタイムに操縦データ（飛行ルートデータ）を作成し、送信する。
（ｉｉ）全ての飛行ルートデータを予め作成し、一括して送信する。
【００４７】
（９）捜索機関の担当者は無線中継が許可された通信オペレータに対して、ドローンの飛行が開始されたので無線中継の開始制御（ＯＮ）を依頼する（図７のＳ１０）。
【００４８】
（１０）捜索機関から無線中継の開始制御（ＯＮ）を依頼された通信オペレータの担当者は、遠隔制御装置により、無線中継ＯＮ制御データを作成し、親機（又は親機と子機）に対して無線中継ＯＮ制御データを送信して無線中継の開始制御（ＯＮ）を実施する（図７のＳ１１）。
【００４９】
（１１）捜索機関の担当者は、遭難者の携帯端末が圏外から通信可能（圏内）となれば、遭難者の携帯端末に発信して携帯端末のＧＰＳ情報を取得する。又は、ＧＰＳ情報を基に捜索機関の位置情報収集装置上の表示装置に表示する。
【００５０】
（１２）捜索機関から無線中継の終了制御（ＯＦＦ）を依頼された通信オペレータの担当者は、遠隔制御装置により、無線中継ＯＦＦ制御データを作成し、親機（又は親機と子機）に対して無線中継ＯＦＦ制御データを送信して無線中継の終了制御（ＯＦＦ）を実施する。
【００５１】
（１３）捜索機関からドローンの運航の終了を受けたドローン運航業者は、ドローンを親機設置場所に引き戻す。
【００５２】
（１４）捜索機関から捜索完了（収納開始）の通知を受けた運搬／設置業者は、親機設置場所において親機、子機等の機材一式を片付けて自動車等に収納し、それらの収納場所に引き返す。
【００５３】
以上、本実施形態によれば、複数の通信オペレータに対応する臨時無線中継システムの運用を従来の捜査機関の依頼により通信オペレータが一括して行う場合（図８（ａ）参照）に比して、捜査機関、運搬／設置業者、各通信オペレータ及びドローン運航業者がそれぞれ独立して臨時無線中継システムを運用するフローを実現し、運用の抜本的な簡素化を図ることができる（図８（ｂ）参照）。
【００５４】
また、本実施形態によれば、親機設置箇所に捜査機関、各通信オペレータ及びドローン運航業者の各担当者が集合して初めて実現できる従来の運用（図８（a）参照）に対して、捜査機関、各通信オペレータ及びドローン運航業者がそれぞれ行う作業を、通信回線を介した遠隔制御で実現し、各担当者が親機設置箇所に集合する必要性がなくなり、捜索開始（運用開始）までの時間の大幅な短縮を実現することができる（図８（ｂ）参照）。
【００５５】
なお、本明細書で説明された処理工程並びに無線中継局、遠隔制御装置、遠隔操縦装置及び基地局における基地局装置の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。
【００５６】
ハードウェア実装については、実体（例えば、無線中継局、基地局装置、無線中継装置、ユーザ装置（移動局、通信端末）、遠隔制御装置、遠隔操縦装置、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。
【００５７】
また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。
【００５８】
また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。
【符号の説明】
【００５９】
１０：第１無線中継局（親機）
１１Ａ：第１親機機能部（通信オペレータＡ）
１１Ｂ：第２親機機能部（通信オペレータＢ）
１２：加算・分配部
１３：無線中継制御装置
１４：無線通信装置
２０：第２無線中継局（子機）
２１Ａ：第１子機機能部（通信オペレータＡ）
２１Ｂ：第２子機機能部（通信オペレータＢ）
２２：加算・分配部
２３：無線中継制御装置
２４：無線通信装置
３０Ａ，３０Ｂ：固定基地局（携帯基地局）
３１Ａ，３１Ｂ：アンテナ
４０Ａ，４０Ｂ：移動局
５０：自動車
６０：気球
７０：飛行体（ドローン）
８０Ａ，８０Ｂ：移動通信網
８０Ｃ：共通の通信網
８１Ａ，８１Ｂ：遠隔制御装置
８２：遠隔操縦装置
１０１Ａ，１０１Ｂ：第１アンテナ（対基地局向けのアンテナ）
１０２：第２アンテナ（対子機向けのアンテナ）
２００Ａ，２００Ｂ：セル
２０１：第１アンテナ（対親機向けのアンテナ）
２０２：第２アンテナ（対端末向けのアンテナ）
【図１】
2019176446.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】令和1年7月24日(2019.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信網の固定基地局とユーザ装置との間の無線通信を中継する無線中継システムであって、
前記固定基地局と無線通信可能なエリアに移動させて設置可能な第１無線中継局と、
前記第１無線中継局よりも高い位置に滞在するように制御可能な飛行体に搭載され前記第１無線中継局とユーザ装置との間の無線通信を中継する第２無線中継局と、
前記無線中継システムの運用依頼を受けて作成された前記飛行体の飛行ルートに基づいて、前記飛行体の飛行操縦制御に用いられるリアルタイム飛行ルートデータ又は全飛行ルートデータを、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局を介して前記飛行体に送信する遠隔操縦装置と、
前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局それぞれの無線中継のＯＮ／ＯＦＦを制御する無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局に送信する遠隔制御装置と、を備え、
前記第１無線中継局は、無線信号の周波数が互いに異なる複数の通信オペレータの固定基地局それぞれと前記第２無線中継局との間の無線通信を中継し、
前記遠隔制御装置は、前記複数の通信オペレータそれぞれに対応させて複数設けられていることを特徴とする無線中継システム。
【請求項２】
移動通信網の固定基地局と無線通信可能なエリアに移動させて設置可能な第１無線中継局と、前記第１無線中継局よりも高い位置に滞在するように制御可能な飛行体に搭載され前記第１無線中継局とユーザ装置との間の無線通信を中継する第２無線中継局とを備え、前記固定基地局とユーザ装置との間の無線通信を中継する無線中継システムの運用方法であって、
前記無線中継システムの運用依頼を受けて前記飛行体の飛行ルートを決定するステップと、
前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局それぞれの無線中継のＯＮ／ＯＦＦを制御する無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを作成するステップと、
前記固定基地局と無線通信可能なエリアに前記第１無線中継局が設置された後、前記飛行体の飛行ルートに基づいて、前記飛行体の飛行操縦制御に用いられるリアルタイム飛行ルートデータを、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局を介して前記飛行体に送信し、前記飛行ルートを飛行するように前記飛行体を遠隔操縦するステップと、
前記無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局に送信し、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局それぞれの無線中継を遠隔でＯＮ／ＯＦＦ制御するステップと、を含み、
前記第１無線中継局は、無線信号の周波数が互いに異なる複数の通信オペレータの固定基地局それぞれと前記第２無線中継局との間の無線通信を中継し、
前記無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを、前記複数の通信オペレータそれぞれの無線中継を個別にＯＮ／ＯＦＦ制御するように、前記通信オペレータごとに送信することを特徴とする無線中継システムの運用方法。
【請求項３】
移動通信網の固定基地局と無線通信可能なエリアに移動させて設置可能な第１無線中継局と、前記第１無線中継局よりも高い位置に滞在するように制御可能な飛行体に搭載され前記第１無線中継局とユーザ装置との間の無線通信を中継する第２無線中継局とを備え、前記固定基地局とユーザ装置との間の無線通信を中継する無線中継システムの運用方法であって、
前記無線中継システムの運用依頼を受けて前記飛行体の飛行ルートを決定するステップと、
前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局それぞれの無線中継のＯＮ／ＯＦＦを制御する無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを作成するステップと、
前記固定基地局と無線通信可能なエリアに前記第１無線中継局が設置された後、前記飛行体の飛行ルートに基づいて、前記飛行体の飛行操縦制御に用いられる全飛行ルートデータを、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局を介して前記飛行体に送信し、前記飛行ルートを飛行するように前記飛行体を遠隔操縦するステップと、
前記無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局に送信し、前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局それぞれの無線中継を遠隔でＯＮ／ＯＦＦ制御するステップと、を含み、
前記第１無線中継局は、無線信号の周波数が互いに異なる複数の通信オペレータの固定基地局それぞれと前記第２無線中継局との間の無線通信を中継し、
前記無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを、前記複数の通信オペレータそれぞれの無線中継を個別にＯＮ／ＯＦＦ制御するように、前記通信オペレータごとに送信することを特徴とする無線中継システムの運用方法。