(57)【要約】【課題】通信サービスを緊急に提供することの可能な通信システムを提供すること。【解決手段】実施形態によれば、通信システムは、通信サービスを提供すべき地域に設置される地上部を具備する。地上部は、ヘッドエンドと、配信部と、衛星通信部と、基地局と、接続部とを備える。ヘッドエンドは、通信サービスを提供すべき地域を対象とするコンテンツを生成する。配信部は、コンテンツを、地域をカバーする無線チャネルを介して配信する。衛星通信部は、人工衛星を経由する衛星チャネルを介して通信ネットワークに接続する。基地局は通信ネットワークに接続される移動通信網に属し、無線ゾーンを地域に展開する。接続部は、基地局を前記衛星チャネルを介して移動通信網に接続する。【選択図】図２
2015092776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信サービスを提供すべき地域に設置される地上部を具備し、
前記地上部は、
通信サービスを提供すべき地域を対象とするコンテンツを生成するヘッドエンドと、
前記コンテンツを前記地域をカバーする無線チャネルを介して配信する配信部と、
人工衛星を経由する衛星チャネルを介して通信ネットワークに接続する衛星通信部と、
前記通信ネットワークに接続される移動通信網に属し無線ゾーンを前記地域に展開する基地局と、
前記基地局を前記衛星チャネルを介して前記移動通信網に接続する接続部とを備える、通信システム。
【請求項２】
前記地上部は、航空機により搬送可能なコンテナにパッケージされる、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
通信サービスを提供すべき地域に設置される地上部と、
前記地上部から延伸される係留索と、
前記係留索を介して空中に係留される空中部とを具備し、
前記地上部は、
前記地域を対象とする閲覧用データを記憶するサーバ装置を備え、
前記空中部は、
前記閲覧用データを閲覧する機能を備えるモバイル端末を前記サーバ装置にアクセスさせるための無線エリアを展開するアクセスポイントを備え、
さらに、前記アクセスポイントと前記サーバ装置との間に双方向通信環境を提供する通信チャネルを具備する、通信システム。
【請求項４】
前記地上部は、さらに、
前記地域を対象とするコンテンツを生成するヘッドエンドと、
前記コンテンツを前記空中部に送信する送信部とを備え、
前記空中部は、
前記送信部から送信された前記コンテンツを、前記地域をカバーする無線チャネルを介して配信する配信部を備え、
前記通信チャネルは、前記送信部から送信された前記コンテンツを前記空中部に伝送する、請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記地上部は、さらに、
人工衛星を経由する衛星チャネルを介して通信ネットワークに接続される衛星通信部と、
前記通信ネットワークに接続される移動通信網に属する基地局と、
前記基地局を前記衛星チャネルを介して前記移動通信網に接続する接続部とを備え、
前記空中部は、さらに、
前記基地局の受け持つ無線ゾーンを前記地域に展開するリモート局を備え、
前記通信チャネルは、前記基地局と前記リモート局との間に双方向通信環境を提供する、請求項３に記載の通信システム。
【請求項６】
前記地上部は、さらに、
人工衛星を経由する衛星チャネルを介して通信ネットワークに接続される衛星通信部を備え、
前記サーバ装置は、
前記通信ネットワークに接続される別のサーバ装置との間で前記衛星チャネルを介して情報を授受し合うミラーリング機能を備える、請求項３に記載の通信システム。
【請求項７】
前記通信チャネルは前記係留索に設けられる光ファイバであり、
さらに、前記地上部と前記空中部との間に前記光ファイバを介する通信環境を提供する光通信手段を具備する、請求項３に記載の通信システム。
【請求項８】
前記通信チャネルは前記係留索に設けられるイーサネット（登録商標）ケーブルである、請求項３に記載の通信システム。
【請求項９】
さらに、前記係留索を利用して前記空中に掲げられ、情報を視覚的に表示する表示部を備える、請求項３記載の通信システム。
【請求項１０】
前記地上部は、さらに、電力を発生する電源部を備え、
前記係留索は、さらに、前記電力を前記空中部に供給する給電ケーブルを備える、請求項３乃至９のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１１】
前記地上部と、前記係留索と、前記空中部とは、移動体により搬送可能なコンテナにパッケージされる、請求項３乃至１０のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１２】
前記空中部は、空気より軽い気体が注入されて膨張する袋状部材を有する浮揚体を備える、請求項３乃至１１のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１３】
さらに、津波の到来を検知する検知手段と、
前記検知手段により前記津波の到来が検知されると、前記空中部を空中に浮揚させて前記通信システムを起動させる起動手段とを具備する、請求項３乃至１２のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１４】
前記通信チャネルは無線チャネルである、請求項３乃至６のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１５】
通信サービスを提供すべき地域に設置される地上部を具備する通信システムに適用可能な前記通信サービスの提供方法であって、
前記地上部が、
ヘッドエンドにより、前記通信サービスを提供すべき地域を対象とするコンテンツを生成し、
配信部により、前記コンテンツを前記地域をカバーする無線チャネルを介して配信し、
衛星通信部により、人工衛星を経由する衛星チャネルを介して通信ネットワークに接続し、
前記通信ネットワークに接続される移動通信網に属する基地局により、無線ゾーンを前記地域に展開し、
接続部により、前記基地局を前記衛星チャネルを介して前記移動通信網に接続する、通信サービスの提供方法。
【請求項１６】
前記地上部は、航空機により搬送可能なコンテナにパッケージされる、請求項１５に記載の通信サービスの提供方法。
【請求項１７】
通信サービスを提供すべき地域に設置される地上部と、前記地上部から延伸される係留索と、前記係留索を介して空中に係留される空中部とを具備する通信システムに適用可能な前記通信サービスの提供方法であって、
前記地上部が、
前記地域を対象とする閲覧用データをサーバ装置に記憶させ、
前記空中部が、
アクセスポイントにより、前記閲覧用データを閲覧する機能を備えるモバイル端末を前記サーバ装置にアクセスさせるための無線エリアを展開し、
さらに、通信チャネルにより、前記アクセスポイントと前記サーバ装置との間に双方向通信環境を提供する、通信サービスの提供方法。
【請求項１８】
前記地上部が、さらに、
ヘッドエンドにより、前記地域を対象とするコンテンツを生成し、
送信部により、前記コンテンツを前記空中部に送信し、
前記空中部が、
配信部により、前記送信部から送信された前記コンテンツを、前記地域をカバーする無線チャネルを介して配信し、
前記通信チャネルが、前記送信部から送信された前記コンテンツを前記空中部に伝送する、請求項１７に記載の通信サービスの提供方法。
【請求項１９】
前記地上部が、さらに、
衛星通信部により、人工衛星を経由する衛星チャネルを介して通信ネットワークに接続し、
接続部により、前記通信ネットワークに接続される移動通信網に属する基地局を前記衛星チャネルを介して前記移動通信網に接続し、
前記空中部が、さらに、
リモート局により、前記基地局の受け持つ無線ゾーンを前記地域に展開し、
前記通信チャネルが、前記基地局と前記リモート局との間に双方向通信環境を提供する、請求項１７に記載の通信サービスの提供方法。
【請求項２０】
前記地上部は、さらに、
衛星通信部により、人工衛星を経由する衛星チャネルを介して通信ネットワークに接続し、
前記サーバ装置が、
ミラーリング機能により、前記通信ネットワークに接続される別のサーバ装置との間で前記衛星チャネルを介して情報を授受し合う、請求項１７に記載の通信サービスの提供方法。
【請求項２１】
前記通信チャネルは前記係留索に設けられる光ファイバであり、
さらに、光通信手段により、前記地上部と前記空中部との間に前記光ファイバを介する通信環境を提供する、請求項１７に記載の通信サービスの提供方法。
【請求項２２】
前記通信チャネルは前記係留索に設けられるイーサネット（登録商標）ケーブルである、請求項１７に記載の通信サービスの提供方法。
【請求項２３】
さらに、前記係留索を利用して前記空中に掲げられる表示部により、情報を視覚的に表示する、請求項１７に記載の通信サービスの提供方法。
【請求項２４】
前記地上部は、さらに、電源部により電力を発生し、
前記係留索は、さらに、給電ケーブルにより、前記電力を前記空中部に供給する、請求項１７乃至２３のいずれか１項に記載の通信サービスの提供方法。
【請求項２５】
前記地上部と、前記係留索と、前記空中部とが、移動体により搬送可能なコンテナにパッケージされる、請求項１７乃至２４のいずれか１項に記載の通信サービスの提供方法。
【請求項２６】
前記空中部は、空気より軽い気体が注入されて膨張する袋状部材を有する浮揚体を備える、請求項１７乃至２５のいずれか１項に記載の通信サービスの提供方法。
【請求項２７】
さらに、検知手段により、津波の到来を検知し、
前記検知手段により前記津波の到来が検知されると、起動手段により、前記空中部を空中に浮揚させて前記通信システムを起動させる、請求項１７乃至２６のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項２８】
前記通信チャネルは無線チャネルである、請求項１７乃至２０のいずれか１項に記載の通信サービスの提供方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、特に災害時に好適に利用可能な通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
日本における今回の地震災害は通信システムの弱点をあらわにした。特に被災地においては固定通信網、携帯通信網などの通信インフラがたやすくダウンすることが露呈した。加えて交通網までもダウンしてしまうと被災地は孤立状態となってしまう。今後このような事態に備えて、災害時に通信サービス機能を早急に確保できるようにすることが求められる。
【０００３】
既に報道されているように、キャリア事業者は衛星チャネルをバックボーン回線として用いる移動基地局や移動電源車を被災地に急行させ、被災地の携帯電話エリアを確保するようにしている。しかしながら携帯電話事業者の保有する移動基地局の数には限りがあり、今回のような広域災害に十分に対応することは非常に困難である。まして被災地に至る道路が寸断されるとこのような対応は不可能に近い。  
また、仮に携帯電話基地局がダウンしなくても災害の発生直後は回線の輻そうが避けられず、肝心の被災地では災害情報の入手すら困難になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５３６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
災害時に通信ネットワークがダウンし通信サービスを提供する機能が失われることは大きな問題であり、早急な対応が求められている。  
目的は、通信サービスを緊急に提供することの可能な通信システムおよび通信サービスの提供方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、通信システムは、通信サービスを提供すべき地域に設置される地上部を具備する。地上部は、ヘッドエンドと、配信部と、衛星通信部と、基地局と、接続部とを備える。ヘッドエンドは、通信サービスを提供すべき地域を対象とするコンテンツを生成する。配信部は、コンテンツを、地域をカバーする無線チャネルを介して配信する。衛星通信部は、人工衛星を経由する衛星チャネルを介して通信ネットワークに接続する。基地局は通信ネットワークに接続される移動通信網に属し、無線ゾーンを地域に展開する。接続部は、基地局を前記衛星チャネルを介して移動通信網に接続する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係わる通信システムの第１の例を示すシステム図。
【図２】図１に示される通信システムの第１の例を示す機能ブロック図。
【図３】図１に示される通信システムの第２の例を示す機能ブロック図。
【図４】実施形態に係わる通信システムの第２の例を示すシステム図。
【図５】図４に示される通信システムの第１の例を示す機能ブロック図。
【図６】実施形態に係わる通信システムの第３の例を示すシステム図。
【図７】図６に示される通信システムの第１の例を示す機能ブロック図。
【図８】図６に示される通信システムの第２の例を示す機能ブロック図。
【図９】実施形態に係わる通信システムの第４の例を示すシステム図。
【図１０】図９に示される通信システムの第１の例を示す機能ブロック図。
【図１１】実施形態に係わる通信システムの第５の例を示すシステム図。
【図１２】図１１に示される通信システムの第１の例を示す機能ブロック図。
【図１３】実施形態に係わる通信システムの第６の例を示すシステム図。
【図１４】図１３に示される通信システムの第１の例を示す機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［第１の実施形態］
図１は、実施形態に係わる通信システムの第１の例を示すシステム図である。図１の通信システムは、例えば都道府県庁に設置される災害対策本部と、被災地域とを、通信衛星１００を経由する衛星チャネル２００を介して接続するものである。衛星チャネル２００はこのシステムのバックボーン回線として利用することができる。通信衛星１００および衛星チャネル２００は、例えば県防災システムとして提供されている。
【０００９】
衛星チャネル２００は、例えば都道府県庁に備え付けのルータ（図示せず）を介してＩＰ（Internet Protocol）網３００に接続される。ＩＰ網３００はさらにモバイルネットワーク５００に接続される。このモバイルネットワーク５００は基地局ＣＳを備えており。いわゆるセルラフォンシステムとして実現される。なおモバイルネットワーク５００がＰＨＳ（Personal Handy-phone System）であれば、基地局ＣＳはＩＰ網３００にゲートウェイ（図示せず）などを介して接続される。上記構成においては、被災地域が衛星チャネル２００に接続することができれば、ＩＰ網３００やモバイルネットワーク５００との通信を実施できることになる。
【００１０】
図２は、図１に示される通信システムの第１の例を示す機能ブロック図である。図２に示されるシステムは、通信サービスを提供すべき地域（例えば被災地域）の拠点（例えば図１に示される避難所）に設置される地上部１０と、地上部１０から延伸される係留索２０と、係留索２０を介して空中に係留される空中部３０とを具備する。
【００１１】
このうち空中部３０は、空気より軽い気体（例えばヘリウムガスや熱せられた空気）が注入されて膨張する袋状部材を有する浮揚体を備える。この種の浮揚体としては気球やアドバルーンなどがある。  
地上部１０は、いわゆるワンセグシステムのヘッドエンド（ワンセグＨＥ）１１と、ワンセグ送信機１２と、携帯基地局１３と、衛星モデム（ＭＯＤＥＭ）４１とを備える。これらヘッドエンド１１、ワンセグ送信機１２、携帯基地局１３、および衛星モデム４１は例えばイーサネット（登録商標）に用いられるハブ（ＨＵＢ）１４に接続される。
【００１２】
ヘッドエンド１１は、例えば被災地域を対象とするローカルなコンテンツを生成する。すなわちここでいうワンセグシステムは、いわゆるエリアワンセグと称して知られているものである。ワンセグ送信機１２は、生成されたコンテンツを空中部３０に送信する。
【００１３】
携帯基地局１３は、モバイルネットワーク５００に属する。すなわち携帯基地局１３は図１の基地局ＣＳと同列に位置づけられる。衛星モデム４１は、通信衛星１００を経由する衛星チャネル２００を介してＩＰ網３００に接続される。すなわち衛星モデム４１は、バックボーン回線を利用する通信のインタフェース機能を担う。ここで、ハブ１４は携帯基地局１３を、衛星チャネル２００を介してＩＰ網３００およびモバイルネットワーク５００に接続する機能を担う。なおハブ１４にパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１９を接続すれば、ＰＣ１９からＩＰ網３００にアクセスすることもできる。
【００１４】
係留索２０は、伝送ケーブル２１と、通信ケーブル２５とを備える。伝送ケーブル２１は、ワンセグ送信機１２から送信されたコンテンツを空中部３０に伝送する。通信ケーブル２５は、携帯基地局１３と、空中部３０のリモート局３３との間に双方向通信環境を提供する。リモート局３３については後述する。なお実施形態では、伝送ケーブル２１および通信ケーブル２５は光ファイバである。
【００１５】
空中部３０は、ワンセグ局３２′と、リモート局３３とを備える。ワンセグ局３２′は、ワンセグ送信機１２から送信されたコンテンツを、少なくとも被災地域をカバーする無線チャネルを介して配信する。この無線チャネルは例えば４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの帯域に形成される。この機能の実現のためワンセグ局３２′はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）７１、送信電力増幅器７２、アンテナ７３などを備える。
【００１６】
リモート局３３は、携帯基地局１３の受け持つ無線ゾーンを少なくとも被災地域に展開する。例えば３Ｇ（3rd Generation）携帯電話システムにあっては、無線ゾーンは８００ＭＨｚ帯に形成される。この機能の実現のためリモート局３３は、アンテナ７４、デュプレクサ７５、受信増幅器７６、バンドパスフィルタ７７，７８、送信電力増幅器７９などを備える。  
また空中部３０は、ハイブリッド回路３６を備える。ハイブリッド回路３６は、地上部１０から空中部３０に伝送された信号を分離してワンセグ局３２′、リモート局３３のいずれかに選択的に入力する。
【００１７】
また、地上部１０は、ハイブリッド回路１７、電気／光変換器１６、光／電気変換器１５を備える。ハイブリッド回路１７は、ワンセグ送信機１２および携帯基地局１３から出力されるダウンリンク信号を混合して電気／光変換器１６に入力する。また空中部３０は、電気／光変換器３４、光／電気変換器３５を備える。
【００１８】
光／電気変換器１５と電気／光変換器３４とは、光ファイバである通信ケーブル２５を挟んで対向する。電気／光変換器１６と光／電気変換器３５とは、光ファイバである伝送ケーブル２１を挟んで対向する。すなわち電気／光変換器１６、光／電気変換器１５、電気／光変換器３４、光／電気変換器３５は、地上部１０と空中部３０との間に光ファイバを介する通信環境を提供する。上記の形態の光通信システムには、例えばＲＯＦ（Radio Optical Fiber）と称して知られるものがある。  
さらに、地上部１０は、電力を発生する電源部１８を備える。また係留索２０は給電ケーブル２２を備えており、よって係留索２０は異種のケーブルを纏めた複合ケーブルの形態をとる。給電ケーブル２２は、電源部１８からの電力を空中部３０に供給する。次に、上記構成における作用を説明する。
【００１９】
図１および図２の構成によれば、携帯基地局１３を利用する通信のバックボーン回線として、都道府県防災システムに備わる衛星チャネル２００を利用することができるようになる。すなわち、都道府県庁に設置される災害対策本部と避難所との間のバックボーン回線に、県防災システムの衛星チャネル２００を使用することができる。
【００２０】
避難所には、携帯基地局１３およびワンセグ送信機１２を備える地上部１０が設置される。地上部１０から係留索２０を介して、増幅器やアンテナなどを搭載する気球やアドバルーンが高所に係留される。これにより携帯電話システムおよびエリアワンセグシステムのサービス圏を、被災地域を含む広域エリアに展開することが可能になる。
【００２１】
携帯電話システムによればモバイルネットワーク５００やＩＰ網３００と通信することができる。例えば、安否情報の登録や確認のための通信路が確実に確保される。つまり携帯基地局１３を中心とする携帯インフラを確保することができる。  
エリアワンセグによれば、被災地域住民に対して必要な情報を輻そうの発生無しに、サイマルに提供することが可能になる。例えば、被災地域の生存者を避難所に誘導するのに必要な情報をローカルコンテンツの形にして、放送の形態で配信することができる。つまりエリアワンセグを用いて被災者を避難所に誘導することが可能になる。このように第１の実施形態によれば、被災住民への情報提供を含む災害対応トータルシステムを実現することができる。
【００２２】
また第１の実施形態では、地上部１０と空中部３０との通信を、光ファイバで接続するようにしている。すなわち地上部１０と空中部３０とをＲＯＦで接続するようにしているので、長距離伝送の品質の向上と、係留索２０（複合ケーブル）の軽量化を促すことができる。
【００２３】
既存の技術では、都道府県防災システムと携帯電話網とは互いに独立しており、連携してサービスを提供することは想定されていなかった。つまり都道府県防災システムは、もっぱら都道府県庁と市町村役所、または支所間の通信回線を確保するために用いられているに過ぎなかった。また、通信回線のダウン又は輻そう時に被災地域住民への情報伝達を可能とするシステムは、市町村防災システムの拡声放送や、公共放送などの広域放送しかなかった。  
また、被災地〜災害対策本部間の拠点間通信に気球と無線ＬＡＮ（Local Area Network）を用いることも考えられていた。しかしながら無線ＬＡＮは衛星回線に比べて伝送距離が格段に短いので、被災地〜災害対策本部間の距離が離れているケースには対応しにくい。
【００２４】
これに対し第１の実施形態では、バックボーン回線に県防災システムの衛星回線を用いることで格段に広いエリアをカバーすることができ、今回のような大規模災害にも対応可能である。バックボーン回線へのアクセスには気球やアドバルーンなどを空中に揚げ、これにアンテナやアンプを含む送受信機能を搭載することで、地震や津波などへの災害への耐性も高い。特に、地域に分散配置された基地局により提供されるサービスを即座に復帰させることが可能になる。このように県防災システムと民間キャリアのシステムとを相互に連携させ、両者の得意分野を生かした災害対応を実現することが可能になる。例えば災害対策本部にて被災地状況を即座に把握できるなどのメリットがある。
【００２５】
また地上部１０と空中部３０との通信にＲＯＦを応用しているので、通信容量の拡大とともに係留索２０の軽量化を図れる。さらに、エリアワンセグを応用しているので、被災地域の事情に即してきめ細かなコンテンツを作成でき、各人の住所に応じた避難所の場所など、被災者が必要とする情報を過不足なく即座に配信することが可能になる。
【００２６】
以上のように第１の実施形態によれば、被災地域に通信ネットワークを即座に展開して、被災地を中心とする通信環境を提供することができる。すなわち、ダウンした通信ネットワークに早急に代用することが可能になる。これらのことから、通信ネットワークを即座に展開して、通信サービスを緊急に提供することの可能な通信システムおよび通信サービスの提供方法を提供することが可能となる。
【００２７】
［第２の実施形態］
図３は、図１に示される通信システムの第２の例を示す機能ブロック図である。ここでは第２の実施形態として説明する。図３において図２と共通する部分には同じ符号を付して示し、異なる部分についてのみ説明する。  
図３において、空中部３０はハブ３７、小型基地局（ｐｉｃｏ基地局）３３′、ワンセグ送信機３２を備える。小型基地局３３′およびワンセグ送信機３２はハブ３７に接続される。小型基地局３３′はモバイルネットワーク５００に属するもので、アンテナ７４を介して被災地域に無線ゾーンを展開する。ワンセグ送信機３２は、ヘッドエンド１１から地上部１０のハブ１４を介して伝送されたコンテンツを、被災地域をカバーする無線チャネルを介してアンテナ７３から配信する。  
ここで、ハブ１４とハブ３７とは、イーサネット（登録商標）ケーブル２３を介して接続される。イーサネット（登録商標）ケーブル２３は、地上部１０と空中部３０との間に双方向通信環境を提供する。
【００２８】
第２の実施形態では、地上部１０と空中部３０とをイーサネット（登録商標）ケーブル２３を介して接続するようにする。よって係留索２０はイーサネット（登録商標）ケーブル２３と、給電ケーブル２２とを含むものとなる。このような構成によれば、通信サービスを緊急に提供できるメリットはそのままに、システム構成を簡略化できる。
【００２９】
［第３の実施形態］
図４は、実施形態に係わる通信システムの第２の例を示すシステム図である。ここでは第３の実施形態として説明する。図４において図１と共通する部分には同じ符号を付して示し、異なる部分についてのみ説明する。すなわち図４に示すシステムは、基地局のアンテナ７４、ワンセグ局のアンテナ７３を、例えば学校の屋上などの高所に設置する形態である。
【００３０】
図５は、図４に示される通信システムの第１の例を示す機能ブロック図である。図５において、地上部１０は、イーサネット（登録商標）ケーブル２３を介して相互に接続されるハブ１４，３７を備える。ハブ１４には衛星モデム４１とヘッドエンド１１とが接続される。ハブ３７には小型基地局３３′とワンセグ送信機３２とが接続される。上記構成において小型基地局３３′は、接続部としてのハブ３７、イーサネット（登録商標）ケーブル２３、ハブ１４を経由して、衛星モデム４１から衛星チャネル２００を介してモバイルネットワーク５００に接続されることになる。  
上記構成によっても、通信サービスを緊急に提供できるメリットはそのままに、システム構成を簡略化できる。
【００３１】
［第４の実施形態］
図６は、実施形態に係わる通信システムの第３の例を示すシステム図である。ここでは第４の実施形態として説明する。図６において図１と共通する部分には同じ符号を付して示し、異なる部分についてのみ説明する。図６においては、災害対策本部（都道府県庁）と被災地域との間に、両者を仲立ちする経由ポイント（市町村役所または支所）が設けられる。すなわち第４の実施形態の通信システムは、被災地域に設置される拠点装置と、経由ポイントに設けられるセンタ装置と、これらを無線ネットワーク４００を介して相互に接続する中継手段とを具備する。
【００３２】
図７は、図６に示される通信システムの第１の例を示す機能ブロック図である。図７に示されるシステムは、拠点装置とセンタ装置とを無線ネットワーク４００を介して相互接続するものである。拠点装置は地上部１０と係留索２０と空中部３０とを備え、例えば、図２と同様の構成から衛星モデム４１をセンタ装置に移動させたものである。
【００３３】
なお空中部３０は無線接続部３１を備える。無線接続部３１は例えば無線ＬＡＮのアクセスポイント（ＡＰ）、あるいはＷｉＭＡＸの基地局（ＢＴＳ）あるいは端末（ＴＥ）などとして実現される。無線接続部３１は地上部１０のハブ１４に、ＬＡＮケーブル２４を介して接続される。
【００３４】
センタ装置は、地上ユニット４０と、地上ユニット４０から延伸される係留ライン５０と、係留ライン５０を介して空中に係留される空中ユニット６０とを備える。このうち空中ユニット６０は空中部３０と同様に、気球やアドバルーンなどで高所に係留される。  
地上ユニット４０は、衛星モデム４１とハブ４２とを備える。ハブ４２にはＰＣ４３を接続してもよい。空中ユニット６０は無線接続ユニット６１を備える。無線接続ユニット６１は、係留ライン５０に備わるＬＡＮケーブル５１を介してハブ４２に接続される。このほか地上部４０は、電源ユニット４４を備える。電源ユニット４４は空中ユニット６０の駆動電力を生成し、係留ライン５０に備わる給電ライン５２を介して空中ユニット６０に給電する。
【００３５】
無線接続部３１は、無線接続ユニット６１と共同して無線ネットワーク４００を形成する。ここでは例えばアドホックモードの無線ＬＡＮが適用される。これにより拠点装置とセンタ装置との間の通信を無線ＬＡＮを介して中継する中継手段が形成される。
【００３６】
上記構成によれば、県防災システムと被災地域との間に役所又は支所が存在しているケースに対応できる。すなわち役所又は支所をバックボーン回線までの中継拠点として利用し、避難所から中継拠点までの通信を無線ＬＡＮを介して実施するようにしている。空中部３０と空中ユニット６０との間の見通し距離により、数キロ〜数十キロメートル単位での中継伝送路を構築することができる。  
以上のように第４の実施形態によっても、通信ネットワークを即座に展開して、通信サービスを緊急に提供することの可能な通信システムおよび通信サービスの提供方法を提供することが可能となる。
【００３７】
［第５の実施形態］
図８は、図６に示される通信システムの第２の例を示す機能ブロック図である。ここでは第５の実施形態として説明する。図８において図７と共通する部分には同じ符号を付して示し、異なる部分についてのみ説明する。  
図８において、センタ装置は図７と同様である。拠点装置は例えば図３と似た構成である。ただし、図３の地上部１０の衛星モデム４１は地上ユニット４０に移動されている。また空中部３０は無線接続部３１を備える。なお地上部１０のハブ１４と空中部３０のハブ３７とは、ＬＡＮケーブル２４を介して接続される。
【００３８】
上記構成によっても、被災地域と中継拠点との間の通信を無線ＬＡＮ（無線ネットワーク４００）を介して実施することができる。従って、第４の実施形態と同様の効果を得られるに加え、システム構成の簡易化を促すことが可能になる。
【００３９】
［第６の実施形態］
図９は、実施形態に係わる通信システムの第４の例を示すシステム図である。ここでは第６の実施形態として説明する。図９において図６と共通する部分には同じ符号を付して示し、異なる部分についてのみ説明する。すなわち図９に示すシステムは、拠点装置の基地局のアンテナ７４、ワンセグ局のアンテナ７３を、例えば学校の屋上などの高所に設置する形態である。
【００４０】
図１０は、図９に示される通信システムの第１の例を示す機能ブロック図である。図１０において図８と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。図１０においてセンタ装置は図８と同様の構成である。拠点装置においては、図８の空中部３０に備わる小型基地局３３′およびワンセグ送信機３２を、地上部１０に移動させたものとなっている。すなわち小型基地局３３′およびワンセグ送信機３２は、地上部１０のハブ３７に接続される。  
第６の実施形態によっても、被災地域と中継拠点との間の通信を無線ＬＡＮ（無線ネットワーク４００）を介して実施することができる。従って、第４、第５の実施形態と同様の効果を得られるに加え、システム構成の簡易化をさらに促すことが可能になる。
【００４１】
［第７の実施形態］
図１１は、実施形態に係わる通信システムの第５の例を示すシステム図である。ここでは第７の実施形態として説明する。図１１において図６と共通する部分には同じ符号を付して示し、異なる部分についてのみ説明する。図１１においては、中継拠点としての市町村役所又は支所において携帯電話システムのサービスを展開する形態となっている。
【００４２】
図１２は、図１１に示される通信システムの第１の例を示す機能ブロック図である。図１２において図７と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。  
図１２において、地上ユニット４０は携帯基地局４５を備える。携帯基地局４５はモバイルネットワーク５００に属するもので、中継拠点から被災地域に向けた無線ゾーンを展開する。地上ユニット４０のハブ４２は、携帯基地局４５および空中ユニット６０の無線接続ユニット６１を、衛星チャネル２００を介してモバイルネットワーク５００に接続する機能を持つ。すなわち図１２の構成は、図７の携帯基地局１３を地上ユニット４０に移動させたものに相当する。
【００４３】
第７の実施形態によっても、被災地域と中継拠点との間の通信を無線ＬＡＮ（無線ネットワーク４００）を介して実施することができる。従って、第４、第５、第６の実施形態と同様の効果を得られる。さらに、また地上部１０と空中部３０との通信に一部ＲＯＦを応用しているので、通信容量の拡大とともに係留索２０の軽量化を図ることが可能になる。
【００４４】
［第８の実施形態］
図１３は、実施形態に係わる通信システムの第６の例を示すシステム図である。ここでは第８の実施形態として説明する。図１３において図１と共通する部分には同じ符号を付して示し、異なる部分についてのみ説明する。  
図１３に示すシステムでは、空中部３０はワンセグ送信機３２、小型基地局３３′（図示せず）、および無線ＬＡＮアクセスポイント（ＡＰ：以下、アクセスポイントと表記する）３８とを備える。アクセスポイント３８は、被災地を含む地域にアンテナ部８０を介して無線エリアを展開し、例えばＷｉＦｉ（登録商標）に準拠する無線ＬＡＮ通信機能を備える。
【００４５】
ＷｉＦｉ（登録商標）とはwireless fidelityを省略した呼称である。空中部３０の浮揚体として直径３〜４ｍ程度のバルーン６００を用いてこれを５０〜１００ｍ上空に係留すれば、数ｋｍの半径のエリアをカバーすることが可能である。アクセスポイント３８は、無線エリア内に在圏するモバイル端末（スマートフォンを含む携帯電話機など）を、地上部１０（および地上部１０に備わるサーバ）にアクセスさせるための機能を備える。第８の実施形態では、データ閲覧機能としてのブラウザ機能を備えるモバイル端末を想定する。この種のモバイル端末としてはいわゆるスマートフォンが代表的である。このほか、ワンセグによるデータ、画像、音声コンテンツを受信可能なワンセグ携帯も第８の実施形態に関係する。
【００４６】
地上部１０は、Ｗｅｂサーバ機能を備えるゲートウェイ（ＧＷ）４６を備える。ワンセグ送信機３２、小型基地局３３′、アクセスポイント３８は、係留索２０に備わるＬＡＮケーブル２４を介してゲートウェイ４６と相互に接続される。すなわちＬＡＮケーブル２４は、アクセスポイント３８とゲートウェイ４６との間に双方向の通信環境を提供する。
【００４７】
ゲートウェイ４６は、Ｗｅｂサーバ機能を備える。すなわちゲートウェイ４６はＨＴＭＬ（HyperText Markup Language）などで記述されたデータ（Ｗｅｂデータ）を記憶し、アクセス元からの要求に応じてＷｅｂデータを要求元に送信する機能を備える。加えてゲートウェイ４６は、メールサーバとしての機能も併せ持つ。
【００４８】
一方、災害対策本部においては、上記第１〜第７の実施形態と同様にエリアワンセグヘッドエンド（カメラ、広域放送アーカイブ、データ放送編集用ＰＣなどに接続される）が設けられるのに加え、ＩＰ網３００に接続されるゲートウェイ９００が特徴的である。このゲートウェイ９００はＷｅｂサーバとしての機能も併せ持ち、衛星チャネル２００を介して被災地のゲートウェイ４６と通信することが可能である。
【００４９】
さらに、ゲートウェイ９００、ゲートウェイ４６は、相互に互いにミラーサイトとして機能する。すなわちゲートウェイ４６は衛星チャネル２００を介してゲートウェイ９００のＷｅｂコンテンツを取得し、自らに記憶する機能を備える。同様にゲートウェイ９００は衛星チャネル２００を介してゲートウェイ４６のＷｅｂコンテンツを取得し、自らに記憶する機能を備える。このようにサーバ装置間で情報を授受しあい、同じ情報を記憶する機能をミラーリング機能と称する。これにより被災地における端末は、ゲートウェイ４６にアクセスすることでＩＰ網３００側の情報をも取得することが可能になる。
【００５０】
さらに第８の実施形態では、電光表示部７００が設けられる。電光表示部７００はバルーン６００からぶら下げても良いし、または、例えば係留索２０のいずれかの場所、好ましくは空中部に近い場所に取り付けても良い。すなわち電光表示部７００は係留索２０を利用して空中に掲げられ、被災地に必要な情報（物資の供給場所、ワンセグサービスの稼動の如何など）を視覚的に表示する。その意味で、電光表示部７００に代えて垂れ幕を利用することもできる。これらを総称して表示部と称する。表示部を設けることで、通信端末（モバイル端末を含む）やワンセグ端末を所持していない人にも情報を提供することが可能になる。
【００５１】
図１４は、図１３に示される通信システムの第１の例を示す機能ブロック図である。図１４において図３と共通する部分には同じ符号を付して示し、異なる部分についてのみ説明する。  
図１４において、空中部３０はハブ３７、小型基地局（ｐｉｃｏ基地局）３３′、ワンセグ送信機３２に加えてアクセスポイント３８を備える。アクセスポイント３８はハブ３７に接続され、ＬＡＮケーブル２４を介して地上部１０と双方向に通信する。
【００５２】
地上部１０は、衛星モデム４１、ヘッドエンド１１、電源部１８に加えてゲートウェイ４６を備える。ゲートウェイ４６はハブ１４に接続され、空中部３０のハブ３７とともにＬＡＮ環境を形成する。すなわちアクセスポイント３８にアクセスした端末は、ゲートウェイ４６と双方向に通信することができる。さらには、衛星モデム４１から衛星チャネル２００、災害対策本部（図１３）を経由してＩＰ網３００と通信することもできる。
【００５３】
上記構成による効果を以下に述べる。すなわち第８の実施形態によれば被災地の情報孤立への対策を実現可能である。  
［１］災害対策本部の拠点と被災地とを衛星チャネル２００を介して接続することで、被災地との間のエントランス回線を確保することができる。  
［２］被災地上空にＷｉＦｉ（登録商標）アクセスポイント８０と、エリアワンセグ送信機３２を設け、地上にはＷｅｂサイト機能を備えるゲートウェイ４６を設置する。このようにすることでローカルなＷｅｂサイト環境や臨時のメールサーバを構築することができ、被災者は所有するＷｉＦｉ（登録商標）端末を利用しアクセスポイント経由でローカルＷｅｂサイトやメールサーバにアクセスできる。
【００５４】
［３］ローカルＷｅｂサイト環境下で、被災者の安否確認、支援物資、災害対策掲示板など、情報の収集配信、そして臨時のメールサーバとの通信を行うことができる。
【００５５】
［４］ローカルＷｅｂサイトや臨時のメールサーバで更新された情報は、例えば定期的に衛星チャネル２００を介して、災害対策本部側のゲートウェイ９００との間でミラーリングされる。すなわちゲートウェイ４６の情報はゲートウェイ９００の情報と照合され、更新されつつ、両ゲートウェイの情報が同期される。これにより、たとえエントランス回線の回線容量（被災地→災害対策本部は数百ｋｂｐｓ、逆は数Ｍｂｐｓと想定される）が限られているとしても、時間の経過を待つことにより、被災者はＩＰ網３００の情報にアクセスすることが可能になる。
【００５６】
［５］災害対策本部側のゲートウェイ９００は、ＩＰ網３００、例えばインターネットに接続することで、被災地のローカルサイトの情報を世界に向け公開することができる。
【００５７】
上記［１］〜［５］により、被災地からの情報収集を輻そう無く実現することが可能になる。
【００５８】
［６］災害対策本部では被災地に固有の情報を編集し、この情報は、エリアワンセグ用ヘッドエンド（ＨＥ）、衛星チャネル２００、被災地のワンセグ送信機３２を経由して被災地上空から広域に放送される。エリアワンセグ送信機３２にコンテンツを蓄積する機能と、それをサイクリックに送出する機能を持たせるようにすれば、被災者は情報の見逃しを回避できる。
【００５９】
［７］被災地で公共放送が受信できない場合、［６］のルートを利用してリアルタイムで番組を中継することも可能である。［１］、［２］、［６］、［７］により、被災地固有の情報提供を実現することができる。
【００６０】
［８］被災地の上空５０〜１００ｍに揚げられたバルーンは、視覚的な情報伝達の手段としても利用することが可能である。すなわち携帯電話もラジオも持たない方にも、情報を提供することができる。
【００６１】
既存の技術では、被災地において被災者が所有するモバイル端末（携帯電話端末）を、最大限に利用できるとは言い難かった。これはつまり、以下の事情による。  （ａ）携帯基地局を被災地に設置しても、エントランス回線が無いこと。  （ｂ）短期間にエントランス回線を設定するには、可搬型衛星地球局による衛星回線があるが、回線容量が足りないこと。（数百ｋｂｐｓ程度）。
【００６２】
（ｃ）衛星チャネルおよび臨時の携帯基地局を設置しても、通信ニーズの強さから、通信回線は瞬時に輻そう状態となり、殆どの通信が成立できないこと。
【００６３】
（ｄ）携帯通信キャリアが複数社あり、システム仕様の違いもあり、全ての携帯電話が使える環境の整備は困難であること。
【００６４】
（ｅ）臨時の携帯基地局を数箇所設置できても、カバーエリアが足りないこと。
【００６５】
上記を解決するため、ワンセグ放送の受信機能を持つモバイル端末（携帯電話端末の８０％（１億台以上）を占める）を用いて情報配信を実現することが考えられている。しかし、以下の事情がある。
【００６６】
（ｆ）エリアワンセグを使い、公共放送の中継や被災地特有の情報を配信するのに、高い場所から電波を出さなければカバーエリアが取れず、情報の偏りが発生する。
【００６７】
（ｇ）エリアワンセグのコンテンツを伝送する為の中継回線が必要になる。
【００６８】
（ｈ）携帯電話もラジオも持たない方への情報配信も実現したい。
【００６９】
第８の実施形態によれば、以下の効果を期待できる。
【００７０】
（Ａ）バルーン６００により５０〜１００ｍ上空にアクセスポイント３８やエリアワンセグ送信機３２を設置することから、１つのシステムで広大なエリアをカバーでき、効率的かつ経済的である。  
（Ｂ）被災地ごとにＷｉＦｉ（登録商標）アクセスポイントを設置するので、その中だけは高速なデータ通信が可能であり、ローカルなＷｅｂサイトや臨時のメールサーバとのアクセスにはストレスがかからない。
（Ｃ）被災地のローカルＷｅｂサイトや臨時のメールサーバの情報が、災害対策本部側とミラーリングする。仲介する衛星チャネル２００はユーザトラフイックとは独立に動作するので、情報伝達に時間はかかるが、輻そうを伴わずに情報を確実に伝送できる。  
（Ｄ）ローカルＷｅｂサイトを使うことで、情報は限られるにせよ、コンパクトな定型フオーマットとしてまとめることができる。従って情報収集を効率よく行え、また、情報をデータベース化して再利用することも容易になる。例えば、支援物資のロジスティックスや医師派遣システムとの連携も可能になる。  
（Ｅ）エリア内の殆どの場所からバルーン６００を見とおすことができる。よって、最もシンプルな形態で視覚的な情報提供が可能となり、通信できることを被災者に直接、目に見えるかたちで伝えることができる。さらには、バルーン６００が復旧・復興に向けたシンボルとして少しでも被災者の心の支えになることも、大事な効果として期待することができよう。
【００７１】
以上述べたように第８の実施形態によれば、第１〜第７の実施形態と同様の効果に加え、輻そうのない情報配信を実現できるとともに、被災地におけるモバイル端末の利用可能性をさらに拡大して、情報孤立に陥ることの無い通信サービスを早期に展開することが可能になる。
【００７２】
なお本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば実施形態では地上部１０と空中部３０との間の通信を有線で接続するようにしたが、これに代えて、無線チャネルを介して地上部１０と空中部３０とを接続するようにしてもよい。このようにすれば係留索２０を給電ケーブル（およびその補強部材）だけにして軽量化を図れる。地上ユニット４０と空中ユニット６０との間も同様である。
【００７３】
要するに地上部１０と空中部３０との間に双方向通信環境を形成するための手段（通信チャネル）は、有線のＬＡＮケーブル、イーサネット（登録商標）ケーブル、光ファイバなどに限らず、ＷｉＦｉ（登録商標）に代表される無線ＬＡＮ技術などを応用した、無線通信手段に置き換えることが可能である。
【００７４】
また、例えば地震の発生に伴って津波の到来を検知する検知手段と、この検知手段により津波の到来が検知あるいは予測されると、空中部３０を空中に浮揚させ、各実施形態に係わる通信システムを起動させる起動手段とを具備するようにしてもよい。つまり平時には気球やアドバルーンにガスを注入しないでコンパクトにしておき、津波の発生が予期される状態になれば、気球やアドバルーンを膨らませて空中部３０を浮揚させる。それとともにシステム全体を起動するようにすれば、普段の電力消費を抑えられるとともに、津波にも対応可能な、より信頼性の高い災害対応通信システムを提供できる。
【００７５】
また、携帯電話システムを用いた通話を制限し、電子メールなどの、よりデータ量の少ない通信を優先するようにすれば、例えバックボーン回線の帯域が狭くても実施形態に係わる通信システムを形成することができる。このようなケースでは必ずしも衛星チャネル２００を利用しない形態が考えられる。
【００７６】
さらには、通信サービスを提供すべき地域に設置される機材群、すなわち地上部１０、係留索２０、空中部３０をひとまとめにしてパッケージし、ヘリコプタや輸送機などで空輸可能なコンテナなどに予め積載しておくようにしてもよい。このようにすれば航空輸送のスピードを生かして、被災地域における通信システムの更なる早期展開が可能である。もちろん、道路が健在であればトレーラなどで現地まで運んでも良い。要するにコンテナは、航空機、船舶、車両を含む移動体により搬送可能である。
【００７７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１００…通信衛星、２００…衛星チャネル、３００…ＩＰ網、５００…モバイルネットワーク、ＣＳ…基地局、１０…地上部、２０…係留索、３０…空中部、１１…ヘッドエンド、１２…ワンセグ送信機、１３…携帯基地局、４１…衛星モデム、１４…ハブ、１９…パーソナルコンピュータ、２１…伝送ケーブル、２５…通信ケーブル、３３…リモート局、３２′…ワンセグ局、７１…バンドパスフィルタ、７２…送信電力増幅器、７３…アンテナ、７４…アンテナ、７５…デュプレクサ、７６…受信増幅器、７７，７８…ＢＰＦ、７９…送信電力増幅器、３６…ハイブリッド回路、１７…ハイブリッド回路、１６…電気／光変換器、１５…光／電気変換器、３４…電気／光変換器、３５…光／電気変換器、１８…電源部、２２…給電ケーブル、３７…ハブ、３３′…小型基地局、３２…ワンセグ送信機、２３…イーサネット（登録商標）ケーブル、４００…無線ネットワーク、３１…無線接続部、２４…ＬＡＮケーブル、４０…地上ユニット、５０…係留ライン、６０…空中ユニット、４２…ハブ、４３…ＰＣ、６１…無線接続ユニット、５１…ＬＡＮケーブル、４４…電源ユニット、５２…給電ライン、４５…携帯基地局、３８…アクセスポイント、８０…アンテナ部、６００…バルーン、４６…ゲートウェイ、９００…ゲートウェイ、７００…電光表示部
【図１】
2015092776.tif 000003
【図２】
2015092776.tif 000004
【図３】
2015092776.tif 000005
【図４】
2015092776.tif 000006
【図５】
2015092776.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015092776.tif 000009
【図８】
2015092776.tif 000010
【図９】
2015092776.tif 000011
【図１０】
2015092776.tif 000012
【図１１】
2015092776.tif 000013
【図１２】
2015092776.tif 000014
【図１３】
2015092776.tif 000015
【図１４】
2015092776.tif 000016