(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陸上ベースのセルラー電話ネットワークのセルラー電話カバレッジを拡大するためのシステムであって、
メモリ・ストレージ・デバイスと、
ハードウェア・プロセッサを実装するコンピューティング・デバイスと
を備え、前記ハードウェア・プロセッサは、前記メモリ・ストレージ・デバイスに結合され、
所定の時刻における区域における集約されたセルラー電話使用デマンドの予測される、または実際の増加を決定する情報を受信すること、
前記区域に関する前記予測される、または実際の増加した集約されたセルラー電話使用デマンドに基づいて、その区域に関する前記決定された、増加した集約された使用デマンドと比較して、既存のカバレッジのミスマッチが存在するかどうかを識別すること、
識別されたミスマッチに基づいて、既存の陸上ベースのセルラー電話ネットワークのセルラー電話ネットワーク・カバレッジを前記ミスマッチのある区域に拡大するように構成された遠隔通信機器を有する１つまたは複数のモバイル・セルラー無人航空機（ＵＡＶ）を配備するための計画を決定すること、および
コンピューティング・デバイスによって、前記計画により前記ミスマッチのある区域に前記１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶを配備するように構成された施設に信号を送信すること、
を行うように構成され、前記信号に応答して、前記１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶが、前記ミスマッチのある区域に配備されて、前記既存の陸上ベースのセルラー電話ネットワークと接続し、前記区域におけるセルラー電話使用カバレッジを拡大する、システム。
【請求項２】
集約されたセルラー電話使用デマンドの前記予測される、または実際の増加を決定するのに、前記ハードウェア・プロセッサは、
前記区域に関連付けられた固定の陸上ベースのセルラー電話塔において受信されるモバイル電話ユーザからの着信信号強度、または固定の陸上ベースのモバイル・セルラー電話塔から他の固定の陸上ベースのモバイル・セルラー電話塔への、検出される途切れる呼イベントの数のうちの１つまたは複数を検出するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
集約されたセルラー電話使用デマンドの前記予測される、または実際の増加を決定するのに、前記ハードウェア・プロセッサは、
前記セルラー電話ネットワーク陸上ベースの固定セルラー電話塔帯域幅を監視すること、および登録されたユーザの数で割った前記監視された固定セルラー電話塔帯域幅を使用してメトリックを計算すること、を行うように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記情報は、現在の時刻または将来の時刻における前記識別された区域に対する多くのモバイル電話ユーザの集中または移動を示すデータを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
集中または移動を示す前記データは、特定の持続時間にわたる前記区域における増大されたカバレッジを求める１つまたは複数の顧客要求を含み、前記区域を識別するのに、前記ハードウェア・プロセッサは、
名士のユーザ、非常に重要な顧客もしくはセルラー電話ネットワーク通信事業者との契約を有する顧客、緊急隊員、前記セルラー電話ネットワーク通信事業者と自主的に共有される個人的カレンダ・イベントのうちの１つまたは複数からの顧客要求を検出するように構成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
集中または移動を示す前記データから、集約されたセルラー電話使用デマンドの前記予測される、または実際の増加を決定するのに、前記ハードウェア・プロセッサは、
前記情報からモバイル・デバイス・ユーザ集団移動のクラスタリングを予測すること、および
区域における前記モバイル・デバイス・ユーザ集団移動の前記予測的クラスタリングを示す使用デマンド・マップを生成すること、
を行うように構成され、
前記使用デマンド・マップは、１つまたは複数の区域が、ある時間帯中にさらなるカバレッジを必要とする可能性があるかどうかを識別するのに使用される、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
集中または移動を示す前記データは、賃借車両目的地乗車および下車ロケーションを表すデータ、公共交通機関車両の現在の使用を表すデータ、モバイル電話ユーザに販売された地下鉄切符を表すデータのうちの１つまたは複数を含む受信された交通機関情報に基づき、集中または移動を示す前記データから、集約されたセルラー電話使用デマンドの前記予測される、または実際の増加を決定するのに、前記ハードウェア・プロセッサは、
前記受信された交通機関情報から、人々が向かっているロケーション、およびそのロケーションに対する変化率を解析すること、ならびに
その同一の方向に移動する相当な数の人々を示す、閾値と比較した変化率が実現されたかどうかを検出すること、
を行うように構成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項８】
クラスタリングを予測するのに、前記ハードウェア・プロセッサは、
人々の移動の目的地を検出すること、または
人々の移動の方向態様を検出すること、および
目的地検出もしくは方向態様検出に応答して、前記目的地もしくは前記方向態様に対応するようにローミング・パターンに前記１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶを配備するための計画を生成すること、および
前記１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶを配備し、派遣するように施設に送信される信号を送信すること、
を行うように構成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
信号は、２つ以上のモバイル・セルラー無人航空機を配備し、派遣する計画により施設に送信され、前記ハードウェア・プロセッサは、
区域に複合負荷をもたらす２つ以上の集団移動がマージすることを検出すること、
２つ以上のモバイル・セルラーＵＡＶがその区域に接近するかどうかを決定すること、および
前記２つ以上のモバイル・セルラーＵＡＶによって、増大されたモバイル・セルラー電話カバレッジを共有すること、または
１つの配備されたモバイル・セルラーＵＡＶが前記複合負荷に対処することが可能であるかどうかを決定すること、のいずれか、
を行うようにさらに構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
多くのモバイル電話ユーザの集中または移動を示す前記データは、金銭的トランザクション情報に基づき、前記金銭的トランザクション・データは、クレジット・トランザクション、デビット・トランザクション、現金トランザクション、ＡＴＭ引出しトランザクションのうちの１つまたは複数のタイプを含み、集約されたセルラー電話使用デマンドの前記予測される、または実際の増加を決定するのに、前記ハードウェア・プロセッサは、
特定のトランザクション・タイプの金銭的トランザクションの増加した数の発生に関して監視すること、
それが、物理的集中または物理的移動を暗示するタイプのトランザクションであるかどうかを決定すること、および
ベースライン測度と比較して、速度の傾向もしくは変化、または変化率を決定すること、および
決定された傾向もしくは変化に応答して、目的地もしくは方向態様に対応するようにローミング・パターンに前記１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶを配備するための計画を生成すること、
のうちの１つまたは複数を行うようにさらに構成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
多くのモバイル電話ユーザの集中または移動を示す前記データは、前記集中または前記移動を暗示する受信されたソーシャル・メディア情報または従来のメディア情報に基づき、前記ソーシャル・メディア・ネットワーク情報データは、ユーザ・モバイル・デバイスからのジオタグが付けられたツイートまたはソーシャル・メディア・ネットワーク・メッセージからのデータを含み、集団移動予測の前記クラスタリングは、前記ジオタグが付けられたツイートまたは前記ソーシャル・メディア・ネットワーク・メッセージに基づく、請求項６に記載のシステム。
【請求項１２】
モバイル・セルラー無人航空機を配備する計画を決定するのに、前記ハードウェア・プロセッサは、
モバイル・セルラーＵＡＶの自律的ネットワークを構成し、前記区域に、または前記区域の近辺に前記モバイル・セルラーＵＡＶネットワークの１つまたは複数のクラスタを配備するように信号を送信すること、
新たな要件、またはさらなる要件のニーズを示す１つまたは複数のイベントを検出すること、
前記検出されたイベントに基づいて前記使用デマンド・マップを更新すること、および
前記更新された使用デマンド・マップに基づいて前記自律的ネットワークを自己修正するようにクラスタの１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶを自律的に再配備する、または再編成すること、
を行うように構成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項１３】
クラスタの１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶを自律的に再配備する、または再編成するのに、前記ハードウェア・プロセッサは、
前記クラスタの中の各モバイル・セルラーＵＡＶと指定されたリーダとの間で通信を確立することであって、各前記ＵＡＶは、前記更新された使用デマンド・マップによりデータを通信する、前記確立すること、
前記クラスタの１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶが、前記更新された使用デマンド・マップにより前記区域または前記近辺において特定のセル電話使用デマンドをサポートすることを監視すること、および
前記更新された使用デマンド・マップにより前記クラスタの容量を自己修正すること、
を行うようにさらに構成される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
陸上ベースのセルラー電話ネットワークのセルラー電話カバレッジを拡大するための方法であって、
コンピューティング・デバイスのハードウェア・プロセッサにおいて、所定の時刻における区域における集約されたセルラー電話使用デマンドの予測される、または実際の増加を決定する情報を受信すること、
前記ハードウェア・プロセッサにおいて、前記区域に関する前記予測される、または実際の増加した集約されたセルラー電話使用デマンドに基づいて、その区域に関する前記決定された、増加した集約されたデマンドと比較して、既存の使用カバレッジのミスマッチが存在するかどうかを識別すること、
識別されたミスマッチに基づいて、既存の陸上ベースのセルラー電話ネットワークのセルラー電話ネットワーク・カバレッジを前記ミスマッチのある区域に拡大するように構成された遠隔通信機器を有する１つまたは複数のモバイル・セルラー無人航空機（ＵＡＶ）を配備するための計画を決定すること、および
前記コンピューティング・デバイスによって、前記計画により前記ミスマッチのある区域に前記１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶを配備するように構成された施設に信号を送信すること、
を含み、前記信号に応答して、前記１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶが、前記ミスマッチのある区域に配備されて、前記既存の陸上ベースのセルラー電話ネットワークと接続し、前記区域におけるセルラー電話使用カバレッジを拡大する、方法。
【請求項１５】
集約されたセルラー電話使用デマンドの前記予測される、または実際の増加を前記決定することは、
前記区域に関連付けられた固定の陸上ベースのセルラー電話塔において受信されるモバイル電話ユーザからの着信信号強度、または固定の陸上ベースのモバイル・セルラー電話塔から他の固定の陸上ベースのモバイル・セルラー電話塔への、検出される途切れた呼イベントの数のうちの１つまたは複数を検出することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
集約されたセルラー電話使用デマンドの前記予測される、または実際の増加を前記決定することは、
前記セルラー電話ネットワーク陸上ベースの固定セルラー電話塔帯域幅を監視すること、および登録されたユーザの数で割った前記監視された固定セルラー電話塔帯域幅を使用してメトリックを計算することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記情報は、現在の時刻または将来の時刻における前記識別された区域に対する多くのモバイル電話ユーザの集中または移動を示すデータを含み、前記データは、特定の持続時間にわたる前記区域における増大されたカバレッジを求める１つまたは複数の顧客要求を含み、前記区域を前記識別することは、名士のユーザ、非常に重要な顧客もしくはセルラー電話ネットワーク通信事業者との契約を有する顧客、緊急隊員、またはセルラー電話ネットワーク通信事業者と自主的に共有される個人的カレンダ・イベントのうちの１つまたは複数からの顧客要求を検出することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記情報は、現在の時刻または将来の時刻における前記識別された区域に対する多くのモバイル電話ユーザの集中または移動を示すデータを含み、前記方法は、
前記情報からモバイル・デバイス・ユーザ集団移動のクラスタリングを予測すること、および
区域における前記モバイル・デバイス・ユーザ集団移動の前記予測的クラスタリングを示す使用デマンド・マップを生成すること、を含み、
前記使用デマンド・マップは、１つまたは複数の区域が、ある時間帯中にさらなるカバレッジを必要とする可能性があるかどうかを識別するのに使用される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記情報は、現在の時刻または将来の時刻における前記識別された区域に対する多くのモバイル電話ユーザの集中または移動を示すデータを含み、前記データは、賃借車両目的地乗車および下車ロケーションを表すデータ、公共交通機関車両の現在の使用を表すデータ、モバイル電話ユーザに販売された地下鉄切符を表すデータのうちの１つまたは複数を含む交通機関情報を備え、集約されたセルラー電話使用デマンドの前記予測される、または実際の増加を前記決定することは、
前記受信された交通機関情報から、人々が向かっているロケーション、およびそのロケーションに対する変化率を解析すること、ならびに
その同一の方向に移動する相当な数の人々を示す、閾値と比較した変化率が実現されたかどうかを検出すること、をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
クラスタリングを予測するために、
人々の移動の目的地を検出すること、または
人々の移動の方向態様を検出すること、および
目的地検出もしくは方向態様検出に応答して、前記目的地もしくは前記方向態様に対応するようにローミング・パターンに前記１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶを配備するための計画を生成すること、および
前記１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶを配備し、派遣するように施設に信号を送信すること、をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
信号は、２つ以上のモバイル・セルラー無人航空機を配備し、派遣する計画により施設に送信され、前記方法は、
区域に複合負荷をもたらす２つ以上の集団移動がマージすることを検出すること、
前記２つ以上のモバイル・セルラーＵＡＶがその区域に接近するかどうかを決定すること、および
前記２つ以上のモバイル・セルラーＵＡＶによって、増大されたモバイル・セルラー電話カバレッジを共有すること、または
１つのモバイル・セルラーＵＡＶが前記複合負荷に対処することが可能であるかどうかを決定すること、のいずれか、
をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
多くのモバイル電話ユーザの集中または移動を示すデータは、金銭的トランザクション情報に基づき、前記金銭的トランザクション・データは、クレジット・トランザクション、デビット・トランザクション、現金トランザクション、ＡＴＭ引出しトランザクションのうちの１つまたは複数のタイプを含み、集約されたセルラー電話使用デマンドの前記予測される、または実際の増加を決定するのに、前記ハードウェア・プロセッサは、
特定のトランザクション・タイプの金銭的トランザクションの増加した数の発生に関して監視すること、
それが、物理的集中または物理的移動を暗示するタイプのトランザクションであるかどうかを決定すること、および
ベースライン測度と比較して、速度の傾向もしくは変化、または変化率を決定すること、および
決定された傾向もしくは変化に応答して、目的地もしくは方向態様に対応するようにローミング・パターンに前記１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶを配備するための計画を生成すること、
のうちの１つまたは複数を行うようにさらに構成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
多くのモバイル電話ユーザの集中または移動を示す前記データは、前記集中または前記移動を暗示する受信されたソーシャル・メディア情報または従来のメディア情報に基づき、前記ソーシャル・メディア・ネットワーク情報データは、ユーザ・モバイル・デバイスからのジオタグが付けられたツイートまたはソーシャル・メディア・ネットワーク・メッセージからのデータを含み、集団移動の前記予測的クラスタリングは、前記ジオタグが付けられたツイートまたは前記ソーシャル・メディア・ネットワーク・メッセージに基づく、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記決定された計画により前記配備することは、
モバイル・セルラーＵＡＶの自律的ネットワークを構成し、前記区域に、または前記区域の近辺に前記モバイル・セルラーＵＡＶネットワークの１つまたは複数のクラスタを配備するように信号を送信すること、
新たな要件、またはさらなる要件のニーズを示す１つまたは複数のイベントを検出すること、
前記検出されたイベントに基づいて前記使用デマンド・マップを更新すること、および
前記更新された使用デマンド・マップに基づいて前記自律的ネットワークを自己修正するようにクラスタの１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶを自律的に再配備する、または再編成すること、を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
クラスタの１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶを前記自律的に再配備すること、または再編成することは、
前記クラスタの中の各モバイル・セルラーＵＡＶと指定されたリーダとの間で通信を確立することであって、各前記ＵＡＶは、前記更新された使用デマンド・マップによりデータを通信する、前記確立すること、
前記クラスタの１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶが、前記区域または前記近辺において特定のセル電話使用デマンドをサポートすることを監視すること、および
前記更新された使用デマンド・マップにより前記クラスタの容量を自己修正すること、を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
プログラム命令を含むコンピュータ・プログラムであって、前記プログラム命令は、
コンピューティング・デバイスにより実行可能であり、かつ前記コンピューティング・デバイスに、請求項１４から請求項２５のいずれか１項に記載の方法を実行させる命令を含む、コンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、セルラー・ネットワーク地上基地局の容量を評価するため、および決定するためのシステムおよび方法、ならびに陸上ベースのセルラー・ネットワーク基地局の容量および能力を増強する遠隔通信を備えた無人航空機（ＵＡＶ）または「ドローン」の戦術的な配備および使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
不十分なモバイル・デバイス・セルラー電話カバレッジは、セルラー／モバイル電話の多くのユーザにはかなりのもどかしさの対象である。顧客が十分なモバイル信号強度を欠く場合、顧客は、セルラー・ローミングの形態の費用とともに、低い音質、および途切れる呼に関する不満を被る。ＣＤＭＡなどのいくつかの技術は、固定の塔からのセルラー・カバレッジを拡大縮小する能力を有する。特定のセルに登録された顧客の数が塔範囲に影響を及ぼし、顧客の信号強度は、異なる時間／日に同一のロケーションからサンプリングされた場合、劇的に変化する可能性がある。他のＲＦ干渉、および物理的障害物によってもたらされるマルチパス干渉を含め、他の要因が信号強度を深刻に低下させる可能性がある。土地区画法が、セルラー塔を建築する際に困難をもたらす可能性があり、土地区画法が有利である場合でさえ、金銭的に有利な条件で適切なスペースに役立てることは、困難であり、時間がかかる可能性がある。他の場合、信号強度は、良好であるが、容量が低いままである。これらの状況において、顧客は、良好な信号強度を有するように見えるが、データ／音声のスループットは、セルラー塔のバックホール・リンクにおける飽和のため、制限される可能性がある。これらの問題の多くは、より多くの人々が同一の地理的スポットを訪れるようになる計画されていないイベント（デモ、スポーツ・イベント、都市の祝賀会）が行われた場合に生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８，１５０，６１１号明細書
【特許文献２】米国特許第７，３２８，３６３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モバイル・セルラー通信事業者ネットワークが遠隔通信デバイスを備えた無人航空機（ＵＡＶ）を、一時的モバイル・デバイス・セルラー・ネットワーク塔の役割をするように配備して、信号強度提供セルラー・サービスを増強すること、またはセルラー・ネットワーク地上基地局の容量および能力を増強すること、あるいはその両方を増強することを可能にするためのシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品は、エンド・ユーザ・セル電話強度を監視して、弱いカバレッジ・スポットを決定するため、およびＵＡＶがいつどこに派遣されて、所与の区域に対する信号強度または帯域幅を増大させるべきかを最適化するための機能を実施する。
【０００６】
このシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品は、増大されたオンデマンド・セルラー・カバレッジを可能にし、カバレッジをサービスのデマンドにマップする。
【０００７】
このシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品は、既存のカバレッジがどこで空間的または時間的デマンドを満たさない可能性があるかのマッピングを、明示的に、または暗黙的に実行する。ニーズに基づいて、このシステムおよび方法は、不十分なカバレッジを緩和する最適なＵＡＶ配置のためのロケーションを識別する。
【０００８】
ＵＡＶをカバレッジのためにいつどこに配備すべきかを決定することの他に、このシステムおよび方法は、人々がどこにいるか、または大きい集団がどこに集合しているかを決定し、ＶＩＰ顧客、および設定された持続時間にわたって増大されたカバレッジを求める顧客の要求をさらに追跡する。この目的で、このシステムおよび方法は、問題に先立ってＵＡＶを配備するいくつかの予測的方法を実施して、既存のセルラー容量を超過して人々が集まることが予測される区域におけるセルラー・カバレッジを増大させる。
【０００９】
一態様において、陸上ベースのセルラー電話ネットワークのセルラー電話カバレッジを拡大するためのシステムが提供される。システムは、メモリ・ストレージ・デバイスと、ハードウェア・プロセッサを実装するコンピューティング・デバイスとを備え、ハードウェア・プロセッサは、メモリ・ストレージ・デバイスに結合され、所定の時刻における区域における集約されたセルラー電話使用デマンドの予測される、または実際の増加を決定するための情報を受信すること、ハードウェア処理デバイスにおいて、区域に関する予測される、または実際の増加した集約されたセルラー電話使用デマンドに基づいて、その区域に関する決定された、増加した集約されたデマンドと比較して、既存の使用カバレッジのミスマッチが存在するかどうかを識別すること、識別されたミスマッチに基づいて、既存の陸上ベースのセルラー電話ネットワークのセルラー電話ネットワーク使用カバレッジをミスマッチのある区域に拡大するように構成された遠隔通信機器を有する１つまたは複数のモバイル・セルラー無人航空機（ＵＡＶ）を配備するための計画を決定すること、およびコンピューティング・デバイスによって、計画によりミスマッチのある区域に１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶを配備するように構成された施設に信号を送信すること、を行うように構成され、信号に応答して、１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶが、ミスマッチのある区域に配備されて、既存の陸上ベースのセルラー電話ネットワークと接続し、その区域におけるセルラー電話使用カバレッジを拡大する。
【００１０】
一態様において、陸上ベースのセルラー電話ネットワークのセルラー電話カバレッジを拡大するための方法が提供される。方法は、コンピューティング・デバイスのハードウェア・プロセッサにおいて、所定の時刻における区域における集約されたセルラー電話使用デマンドの予測される、または実際の増加を決定するための情報を受信すること、ハードウェア処理デバイスにおいて、区域に関する予測される、または実際の増加した集約されたセルラー電話使用デマンドに基づいて、その区域に関する決定された、増加した集約されたデマンドと比較して、既存の使用カバレッジのミスマッチが存在するかどうかを識別すること、識別されたミスマッチに基づいて、既存の陸上ベースのセルラー電話ネットワークのセルラー電話ネットワーク使用カバレッジをミスマッチのある区域に拡大するように構成された遠隔通信機器を有する１つまたは複数のモバイル・セルラー無人航空機（ＵＡＶ）を配備するための計画を決定すること、およびコンピューティング・デバイスによって、計画によりミスマッチのある区域に１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶを配備するように構成された施設に信号を送信すること、を含み、信号に応答して、１つまたは複数のモバイル・セルラーＵＡＶが、ミスマッチのある区域に配備されて、既存の陸上ベースのセルラー電話ネットワークと接続し、区域におけるセルラー電話使用カバレッジを拡大する。
【００１１】
動作を実行するためのコンピュータ・プログラム製品が提供される。コンピュータ・プログラム製品は、記憶媒体を含み、媒体は、伝播する信号ではなく、媒体は、処理回路によって読取り可能であり、方法を実行するために処理回路によって実行される命令を記憶する。方法は、前掲されたものと同一である。
【００１２】
本発明の目的、特徴、および利点は、添付の図面と併せて解釈される後段の詳細な説明に鑑みて、当業者には明白となろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＵＡＶを使用すべきかどうかを決定するために、集約された弱いセル・カバレッジを検出する方法５０を示す図である。
【図２】ロケーションに関するＵＡＶベースのカバレッジ計画を作成する必要性を決定するための一般的な方法１００を示す図である。
【図３】名士の、または重要な顧客を検出するため、およびそれらの顧客と一緒に移動するＵＡＶセル塔を派遣するための方法を示す図である。
【図４】予測的に決定されたニューヨーク市におけるいくつかの時刻においてカバレッジ下にある区域を示すニューヨーク市の区域の生成された「ヒート・マップ」２００の例を示す図である。
【図５】集約されたジオタグが付けられたツイートに基づいてダーク・スポットを決定するのに中央サーバ２５によって使用される方法の例示的な結果２５０のプロットを示す図である。
【図６】ＵＡＶロケーション・カバレッジを決定するために一実施形態において使用される例示的な短期予測的方法３００を示す図である。
【図７】一実施形態においてダーク・スポット移動についての粒状の見通しを明らかにするニューヨーク市の区域における都市居住者の干満の例を示す図である。
【図８】一実施形態においてダーク・スポット移動についての粒状の見通しを明らかにするニューヨーク市の区域における都市居住者の干満の例を示す図である。
【図９】一実施形態においてダーク・スポット移動についての粒状の見通しを明らかにするニューヨーク市の区域における都市居住者の干満の例を示す図である。
【図１０】ＵＡＶロケーション・カバレッジを決定するために一実施形態において使用される１つまたは複数の予測的方法を統合する方法４５０を示す図である。
【図１１】一実施形態における公共交通機関情報を解析することによって群衆集中を予測するのに使用される例示的な予測的方法５００を示す図である。
【図１２】一実施形態におけるクレジット・カード・トランザクションおよび金銭的トランザクションを解析することによって群衆集中を予測するのに使用される例示的な予測的方法５５０を示す図である。
【図１３】モバイル・セルラー通信インフラストラクチャにかかっている既存の重圧を監視することによって群衆集中を予測するのに使用される例示的な予測的方法６００を示す図である。
【図１４】インフラストラクチャ上の差し迫った障害を監視することによって相対的な群衆集中を予測するのに使用される例示的な予測的方法６５０を示す図である。
【図１５】群衆集中を暗示する／予測する情報に関してソーシャル・メディアおよび従来のメディアのネットワークを監視するのに使用される例示的な予測的方法７００を示す図である。
【図１６】さらなる要件に関して自己修正するように自動的に再配備し、再編成するＵＡＶの自律的ネットワークを構成するための例示的な予測的方法７５０を示す図である。
【図１７】さらなるセル電話カバレッジ要件に関して自己修正するように再配備し、再編成するようにソーシャル・メディア・データならびに交通レポート、気象情報および事故情報を追うのに実施される例示的な方法８００を示す図である。
【図１８】交通／車両ルート変化に反応して変化した条件に対処するようにＵＡＶネットワークをルート変更し、配備するのに実施される例示的な方法８５０を示す図である。
【図１９】初期負荷を示す、特定の状況／区域におけるセルラー・サービスに関する時間の経過につれての相対的デマンドを表すように生成された例示的な「使用デマンド」マップを示す図である。
【図２０】ＵＡＶ配備を要求する負荷変化を示す、特定の状況／区域におけるセルラー・サービスに関する時間の経過につれての相対的デマンドを表すように生成された例示的な「使用デマンド」マップを示す図である。
【図２１】ＵＡＶ配備を要求する負荷変化を示す、特定の状況／区域におけるセルラー・サービスに関する時間の経過につれての相対的デマンドを表すように生成された例示的な「使用デマンド」マップを示す図である。
【図２２】一実施形態による「オンザフライ」で自らを再配置するようにＵＡＶを構成するための例示的な方法９５０を示す図である。
【図２３】ＶＩＰを要求する層からのさらなるセルラー通信カバレッジに対応するために使用される例示的な方法１０００を示す図である。
【図２４】気象データまたは交通データあるいはその両方に基づいてさらなるセルラー通信カバレッジに対応するために使用される例示的な方法１０５０を示す図である。
【図２５】モバイル・セル電話使用カバレッジを拡大するために地対空施設からモバイル・セルラー航空機を派遣するためのシステムを示す図である。
【図２６】本明細書で説明される方法ステップを実行する、または実施する、あるいはその両方を行う中央サーバの例示的なハードウェア構成４００を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図２５は、地対空施設２２からモバイル・セル電話使用カバレッジを拡大するためにモバイル・セルラー航空機１２（代替として、「ドローン」、または無人航空機もしくは「ＵＡＶ」と呼ばれる）をいつどこに派遣すべきかを決定するためのシステム１０を示す。一態様において、このシステムは、ネットワーク・セルに関連付けられた１つまたは複数の基地局１５によって示されるセルラー電話ネットワークを含む。各基地局１５は、セルラー電話ネットワーク・セルに対応し、モバイル・デバイスからのセルラー電話通信を可能にする。一態様において、基地局１５は、定義された地理的区域１９におけるデバイスまたは車両、あるいはその両方に関するセルラー電話カバレッジを可能にする。
【００１５】
ＵＡＶ１２が、使用される方法によりモバイル電話サービス・カバレッジを拡大するように配備され得るセルラー・ネットワークのタイプは、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ（ＵＭＴＳ）、高速パケット・アクセス（ＨＳＰＡ）（例えば、Ｔｕｒｂｏ  ３Ｇ）、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）ネットワーク、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、ｃｄｍａＯｎｅ、ＣＤＭＡ２０００、Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ−Ｄａｔａ  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ（ＥＶ−ＤＯ）、Ｅｈｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  ＧＳＭ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＥＤＧＥ）、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｏｒｄｌｅｓｓ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＤＥＣＴ）、デジタルＡＭＰＳ（ＩＳ−１３６／ＴＤＭＡ）、およびＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋ（ｉＤＥＮ）を含むが、以上には限定されない。
【００１６】
一実施形態において、図示されるとおり、通信リンク３２が、確立されたセルラー・ネットワーク・プロトコルおよびインターフェースを使用してドローン１２とセルラー陸上ベースの塔１５の間で確立される。ドローンは、セル・トランシーバ／受信機と、中継器とを備え、既存のセルラー・ネットワークと接続するように機能する。各ドローンは、モビリティのためにそのドローン自らの電源とともに、セル・トランシーバおよび中継器のための電源を携え、各ドローンの容量は、陸上ベースの塔１５と比較して、はるかに小さい。有利なことに、ドローンは、信号を反射すること、および屈折させることが可能な地上ベースの障害物に影響されることなく、低い電力容量においてさえ、陸上ベースのセル塔と同等の良好なカバレッジを提供する。配備されると、ＵＡＶ飛行の高度は、現行の現地法を順守するものと見込まれる。例えば、各タイプのＵＡＶに関して高度回廊(altitude corridors)を作る法律が制定され、実施される可能性がある。セル塔ドローンは、１０００フィート（３０５メートル）から５マイル（８０４７メートル）までもの高さを飛ぶことができるが、民間旅客機を妨害してはならないので、ある高度帯にのみ制限される可能性がある。
【００１７】
さらに、図２５に示されるとおり、セルラー陸上ベースの塔１５が、モバイル通信デバイスから、例えば、セル・カバレッジ区域１９におけるデバイスから、または車両交通の区域３０などに位置付けられている車両２９から、通信２８を受信して、呼の量を監視するのと同様に、一態様によれば、ドローン１２は、区域１９から、または交通の区域３０などに位置付けられている車両２９から、の通信を、リンク３１を介して確立して、その区域からの呼の量を監視するように構成される。セルラー陸上ベースの塔１５と同一であり、通信リンク３１を介したモバイル・デバイスに対する、または通信リンク３２を介したモバイル塔１５に対する、セル・インターフェースおよびプロトコルを使用して、ＵＡＶ１２は、大きい呼の量のためにセルのカバレッジ区域の縮小からもたらされるセル・カバレッジ区域を拡大するように構成される。
【００１８】
一実施形態において、１つまたは複数の中央サーバ２５が、セル・ネットワーク基地局１５を相手に双方向制御リンク３５を確立するように、かつ無線インターフェースを介してドローン１２を相手に双方向制御リンク３５を確立するように構成される。リンク３５、３７などを介して通信される呼の量データ入力から、中央サーバは、集約された弱いセル・カバレッジを監視して、検出し、カバレッジの拡大が必要とされる可能性がある、予測される悪い、または弱いカバレッジ区域のマップ、例えば、「ヒート」マップを作成する。例えば、ドローンからのリンク３７が、ドローンからの規則的なフィードバックにより、ドローンまたは他のインフラストラクチャの負荷に不均衡が存在するかどうかを決定するのに使用される中央サーバ２５によって解析されることが可能である。さらに、ワイド・エリア・ネットワークまたはインターネット９９を介して、制御リンク４２ａ、４２ｂが、１つまたは複数の中央サーバ２５と、ドローンの飛行計画（どこを飛行すべきか、および位置）を作成すること、および中央サーバ２５に入力されるデータから決定される、監視され、検出された集約されたセル・カバレッジに基づいて、１つまたは複数の地対空施設２２からドローンを能動的に派遣することを実行するコマンド−制御センタ４０との間のネットワーク接続を介して確立される。ワイド・エリア・ネットワーク、仮想プライベート・ネットワーク、あるいはインターネット９９などの公共ネットワークを介して、中央サーバ２５は、非常に重要な人物（すなわち、緊急隊員、大型契約を有する顧客などのＶＩＰ）と呼ばれるエンティティからのデータ入力（フィード）４１、ジオタグが付けられたツイートなどのソーシャル・メディア・ネットワークからのデータ・フィード４３、気象サービス、または交通部局、例えば、地方交通省（ＤＯＴ）、もしくは区域３０における交通条件を報告する局同様のエンティティからのデータ・フィード４６、あるいはその両方からのデータ・フィード４６、イベントに関して報告するニュース・メディアからのデータ・フィード４７、および金銭的トランザクション・データを提供するインフラストラクチャもしくはエンティティからのデータ・フィード４８を受信することも可能である。
【００１９】
図２３は、中央サーバ２５によって使用される例示的な方法１０００を示し、ＶＩＰデータ・フィード４１が、要求するＶＩＰの層からのさらなるセルラー通信カバレッジを求める要求を含むことが可能である。１００５において、中央サーバ２５が、必要とされるカバレッジの拡大を要求するＶＩＰ顧客（例えば、緊急サービス、契約する顧客など）の層（階層）からデータを受信する。１０１０において、中央サーバが、現在の／予測されるネットワーク負荷、および要求されるカバレッジ区域を解析して、必要とされるカバレッジ、およびいくつかのレベルのフェールセーフ機構を伴う各区域に関して必要とされるカバレッジの拡大のマップを作成する。フェールセーフ機構は、ありそうな状況下ではセル・ネットワークが途切れ得ることが決してないようにドローンを用いてバックアップ・カバレッジの１つまたは複数のレイヤを提供することによって実装される。次に、１０１５において、中央サーバ２５が、予期される弱いカバレッジを補うのに、セルラー中継器およびセルラー・トランシーバを備えた飛行中のＵＡＶを位置付ける最良のロケーションを決定する。次に、１０２０において、中央サーバが、ドローンのそれぞれに関して、ＵＡＶが、地対空施設から計算されたロケーション（すなわち、ホバリング・ロケーション）に到達し、基地に戻る飛行計画を作成するように構成される。１０２５において、ドローンが、ドローンのホバリング位置に飛行するように派遣され、１０３０において、既存のセルラー・ネットワークに接続される。
【００２０】
図２４は、中央サーバ２５によって使用される例示的な方法１０５０を同様に示し、１０５５において、サーバが、国立気象局からの特定の区域の気象データ、または地方交通省からのその特定の区域の交通データ、あるいはその両方などのデータを含むデータ・フィード４６を受信する。１０５５においてこのデータ入力を、中央サーバによって保持される類似した交通／気象条件に対応するセル・カバレッジ負荷のさらなる履歴データと一緒に使用して、１０６０において中央サーバが、現在の／予測されるネットワーク負荷を解析し、本明細書で「ヒート」マップと呼ばれる、悪い、または弱いカバレッジ区域の予測されるマップを生成する。生成されたヒート・マップに基づいて、１０６５において、中央サーバが、ある時間帯中にさらなるカバレッジを必要とする可能性がある区域が存在するかどうかを決定するように構成される。次に、図２３のステップ１０１５ないし１０３０に対応するステップ１０７０ないし１０８５が実行される。すなわち、１０７０において、中央サーバ２５が、予期される弱いカバレッジを補うのに、セルラー中継器およびセルラー・トランシーバを備えた飛行中のＵＡＶを位置付ける最良のロケーションを決定する。次に、１０７５において、中央サーバが、ＵＡＶが、地対空施設から計算されたロケーションに到達し（すなわち、ホバリング・ロケーションに到達し）、ドローンのそれぞれのための基地に戻る飛行計画を作成するように構成される。１０８０において、ドローンが、ドローンのホバリング位置に飛行するように派遣され、１０８５において、既存のセルラー・ネットワークに接続される。
【００２１】
図２３および図２４の前述の方法は、セル・カバレッジがドローン１２によって拡大されることが可能である潜在的な時間／場所を決定するのに解析されるデータを含む、ソーシャル・メディア・ネットワーク・フィード４３および金銭的データ・フィード４８などのさらなるデータ入力による予測されるセル電話使用カバレッジに基づいて、ＵＡＶを派遣するのに中央サーバによって同様に使用されることが可能である。
【００２２】
図２５を再び参照すると、中央サーバ２５は、本明細書でより詳細に説明される方法を実施するようにコマンド−制御センタと通信し、協働して、地対空施設からモバイル・セルラー航空機をいつどこに派遣すべきかを決定することが可能である。実施される方法は、１）集約された弱いセル・カバレッジを検出すること、２）特定の持続時間にわたって増大されたカバレッジを求める顧客要求を受信し、処理すること、３）名士の、または重要な顧客を検出すること、およびそれらの顧客（例えば、緊急隊員、大型契約を有する顧客など）と一緒に移動すること、および４）大きい集団の集中、または移動パターンを検出することを目的とする。例えば、「途切れる呼」のような増加したイベントに関してログ記録する通信事業者を監視すること、電話ユーザのプライベート・カレンダおよび公開カレンダを読み取ること、通信事業者の固定の塔の帯域幅を監視し、登録されたユーザの数で割ること（例えば、増加したユーザによる高いスループットが集中イベントを示す一方で、少ないヘビー・ユーザによって使用される、より高い帯域幅は、ＵＡＶを配備することをもたらさないが、帯域幅制限を実行することをもたらす可能性がある）、およびジオタグが付けられたツイートを使用することのうちの１つまたは複数が使用されることが可能である。
【００２３】
本開示に関して、「ダーク・スポット」とは、本明細書において、デマンドに対するカバレッジのミスマッチを示す。実施形態において、そのような表現は、もちろん、様々なグラフィック形態をとることが可能である。例えば、都市への車両の朝の通勤通学のシナリオが考慮される。セルラー・カバレッジのデマンドは、交通が内向きに流れるにつれて郊外から都市中心部に向けて移動する可能性がある。したがって、デマンドは、時間およびロケーションにつれて変化し、夕方のラッシュアワー中に方向を逆転させる。この問題は、通勤通学中にさらなるタスクを引き受けるように運転者をさらに解放することが可能な、自動運転自動車を中心とする新たな技術とともにさらに切実となる可能性がある。この場合、オンデマンドのドローンが、交通と一緒に移動して、適切なセルラー・カバレッジを提供する。
【００２４】
図１は、ＵＡＶを使用すべきかどうかを決定するために、集約された弱いセル・カバレッジを検出する方法５０を示す。図１の方法５０は、多数の同一の場所にいる人々が、短い期間にわたって最適に満たないサービスを経験している場合、そのことを検出するために中央サーバ２５（例えば、セルラー・ネットワーク通信事業者の）によって使用される。そのような検出は、現在のスイッチ技術が、相応するように使用されることが可能な、セル信号についての情報をキャプチャする高度な能力を有するので、スイッチまたはモバイル・デバイスを介して実現されることが可能である。モバイル・ネットワークにおけるスイッチは、２つ以上の通信エンティティの間の接続を行い、または切断し、通信トポロジをもたらすデバイスである。スイッチは、スイッチを通過する通信の品質およびレベルを監視すること、および報告することができる。代替として、品質情報をキャプチャして、送信するアプリケーションが、スマートフォン上に配備されてもよい。いずれの場合も、このデータは、ＵＡＶが配備されるべき最も有効な場所を決定するのに使用される。
【００２５】
図１に示されるとおり、中央サーバによって使用される方法５０は、スイッチ上であれ、モバイル・デバイス上であれ、アプリケーションを監視して、信号強度読取り値を解析サーバに周期的に、または非同期で送信する第１のステップ５５を含む。次に、６０において、中央サーバが、すべての着信信号メトリックを解析し、相当な信号低下が生じている区域を決定する。６５において、サーバが、いくつかの要因に基づいて、ＵＡＶカバレッジが最良の結果をもたらす区域に優先順位を付ける。これらの要因は、以下のものに限定されないが、１．潜在的な向上したカバレッジを伴う人々の数（例えば、顧客満足度／収益生成）、２．生成されているデータの量（例えば、収益生成）、３．競争力のあるカバレッジに関するロケーション（例えば、ローミング契約に基づく費用節約）を含むことが可能であり、最後に、ステップ７０において、サーバが、最高優先順位区域上空に遠隔通信対応のＵＡＶまたはドローン（「セル塔」）を配備する信号／コマンドを送信する。
【００２６】
さらなる態様において、中央サーバ２５は、顧客が特定の持続時間にわたって増大されたカバレッジを要求する方法を使用する。図２は、特定の持続時間にわたって増大されたカバレッジを求める顧客の要求に応答して、ＵＡＶによって提供するための方法１００を示す。この方法は、いくつかの理由で、特定のロケーションが、ある時間にわたって増大されたカバレッジを要求する可能性がある状況を考慮する。例は、都市のある区域における会議、または季節的な観光旅行、例えば、週末に浜辺に押し寄せる浜辺に行く人々、または人気のあるスポーツ・イベントなどを含むが、以上には限定されない。
【００２７】
図２に示されるとおり、方法１００は、要求されるセルラー・カバレッジの推定を行う第１のステップ１０５を含む。この推定は、広告されるイベントに基づくこと、あるいは週末にある区域、例えば、浜辺区域に大衆が訪れる暗黙の予約もしくは既定の計画、もしくはある区域における大人数のイベントに基づくことが可能である。次に、１１０において、現在のセルラー・カバレッジを考慮して、既存のカバレッジが、トラフィックの推定される（一時的）増加に対して十分であるかどうかについての決定が行われる。次に、１１５において、後段でより詳細に説明される技法を使用して、方法は、そのロケーションに関するＵＡＶベースのカバレッジ計画を作成することを、決定されたものが必要とされる場合、実行する。
【００２８】
さらなる態様において、中央サーバ２５は、名士の、または重要な顧客を検出するため、およびそれらの顧客と一緒に移動するＵＡＶセル塔を派遣するための図３に示される方法１５０を使用する。これらの名士の、または重要な顧客は、緊急隊員、大型契約を有する顧客などを含むことが可能であるが、以上には限定されない。この方法は、通常より高いニーズを有する顧客（例えば、初動隊員、緊急技術者、またはプレミアム契約を有する人々）を考慮する。また、この方法は、ある集団がより優れたカバレッジを要求することができる、段階的カテゴリの顧客に対応することも可能である。この方法において、例えば、非常に重要な顧客（すなわち、ＶＩＰ）が、１）個人的要求を行うことが可能であり、または２）システムがそれらの顧客の信号レベルを能動的に監視する。要求者（例えば、ＶＩＰ）によって要求されると、または劣悪なカバレッジ・サービスが検出されると、システムは、各ＶＩＰに優先順位を付けることが可能であり、例えば、緊急隊員が、緊急シナリオ中に優先順位の一時的上昇を受けることが可能であり、そのシナリオが終了した後、より低い優先順位に戻ることが可能である。同様に、個人が、一時的ＶＩＰステータスを要求することが、そのステータスに関連付けられた料金を支払う意思がある場合、可能であり、さらなるカバレッジが追加料金で提供されることがそれらの個人の利益にかなうので、予測される使用データを提供することが可能である。誰が明示的にそのような優先順位を有するかを決定するのに、システムによって、いくつのＵＡＶが、より低い優先順位の割当てを有する（またはニーズがないため地上に留められている）かを評価すること、および何名の重要な顧客が単一のＵＡＶによってカバーされ得るかを決定することなどの様々な方法が使用されることが可能である。例えば、ＵＡＶ「Ａ」が、地区１において２２名のＶＩＰをカバーでき、地区２において８名のＶＩＰをカバーできる場合、ＵＡＶ  Ａは、地区１に派遣される。別の可能な実施形態において、システムは、他のすべての顧客のニーズより重要である緊急シナリオの目的でＵＡＶ派遣に優先順位を付けることも可能である。
【００２９】
図３に示されるとおり、方法１５０は、弱い信号強度（または低い有効帯域幅）に関して、指定されたＶＩＰを監視する第１のステップ１５５を含む。さらに、１６０において、一時的な上昇したステータスを求めるＶＩＰ要求を監視することが実行される。次に、１６５において、方法は、監視されるＶＩＰ要求または低い帯域幅の決定に基づいて、優先順位（場合により、重み付けされた優先順位）を割り当てることを含む。重み付けされた優先順位は、様々な要因に基づいて優先順位を割り当てる方法であり、各要因に異なる重みが割り当てられる。優先順位は、これらの重み付けされた要因の関数として計算される。例えば、ＶＩＰサービスが、ｉ）活動の重要性（緊急事態、ビジネス、エンターテイメント、治安）、ｉｉ）影響を受けるセル回線または個人の数、ｉｉｉ）繰り返しのビジネスと顧客の関係などの要因に依存することが可能であり、要因のそれぞれに異なる重みが割り当てられ、最終的な優先順位が、これらの重み付けされた要因の関数として計算される。いくつのＶＩＰ要求が単一のＵＡＶによって扱われ得るかについてのさらなる決定が図３の１７０において行われ、ＵＡＶの現在の割当てをさらに評価することが行われる。例えば、１つまたは複数の配備可能なＵＡＶが地上に留められることが可能であり、他のＵＡＶが既に飛行中であることが可能であるといった具合である。最後に、１７５において、方法は、ＶＩＰ割当てより小さい重みが付けられた現在の割当てを有する利用可能なＵＡＶを配備することを含む。
【００３０】
さらなる態様において、中央サーバ２５は、大きい集団の集中、または移動パターンを検出するための方法を使用する。この方法は、例えば、通勤通学者などの大きい集団が、朝および夕方にダウンタウン区域に向かって集中する、またはダウンタウン区域から離れるように発散する際に生じる可能性がある、時間スケールに沿ったセルラー集中のダーク・スポットの移動を考慮する。例えば、図４に示されるとおり、ニューヨーク市におけるいくつかの時刻におけるカバレッジ下の区域２０２、２０４、２０６、および２０８を示す、ニューヨーク市の区域の「ヒート・マップ」２００が描かれている。ヒート・マップ・クラスタは、予測的に決定される。一実施形態において、集団移動の予測的クラスタリングを決定する際に使用される情報は、モバイル・デバイスからのジオタグが付けられたツイートに基づく。
【００３１】
一実施形態において、図５は、データが、Ｔｗｉｔｔｅｒ（Ｒ）サービスから得られることが可能な、集約されたジオタグが付けられたツイートに基づいてダーク・スポットを決定するのに中央サーバ２５によって使用される方法の結果２５０のプロットを示す。詳細には、Ｔｗｉｔｔｅｒ（Ｒ）は、都市、例えば、ニューヨーク市における緯度と経度の座標を有するジオタグが付けられたツイートを提供する。図５は、いくつかの日、例えば、２０１２年１０月中の６（六）日の間のある時刻における「Ｓａｎｄｙ」という語を参照する集約されたジオタグが付けられたツイートを特に示す。知られている技術を使用して、ツイート・ロケーションがセンサス・ブロックに集約される。ダーク・スポット２５２〜２５６が、集約された量の順にツイートの数を示し、ここで、小さいダーク・スポット２５２、２５４は、少量、例えば、５０または１００の集約されたツイートをソースとする区域を示し、より大きいドット２５６は、より多くの量、例えば、１５０のツイートをソースとする区域を示す。これらのダーク・スポットは、セルラー・カバレッジの不十分さを表す。
【００３２】
ソーシャル・メディアの入力とは、モバイル・ハンドヘルド・デバイスによって撮影される写真にはジオタグが付けられているため、Ｔｗｉｔｔｅｒ（Ｒ）において大量のデータに既にジオタグが付けられているので、主にＴｗｉｔｔｅｒ（Ｒ）書込み、Ｆａｃｅｂｏｏｋ（Ｒ）書込みの使用を主に指す。また、Ｇｏｏｇｌｅ＋も、Ｇｏｏｇｌｅ＋、ならびに多くのモバイル・システムの一部であるＡｎｄｒｏｉｄ  ＯＳが接続されているＧｏｏｇｌｅ  Ｍａｐからのジオタグ付けを利用する。多数のモバイル・デバイスが、Ｇｏｏｇｌｅ  Ｍａｐを大方、使用するＡｎｄｒｏｉｄ（Ｒ）またはＡｐｐｌｅ（Ｒ）ＩｏＳを使用することを考慮して、モバイル・デバイス・ユーザの大部分のカバレッジが可能にされる。Ｗｉｎｄｏｗ（Ｒ）ＣＥも、Ｇｏｏｇｌｅと同等のシステムを提供する。
【００３３】
図６に示されるとおり、カバレッジの不十分さを表す各ダーク・スポットを地理的ロケーションにマップするための第１のステップ３０５を含む短期予測的方法３００が使用される。次に、３１０において、方法は、各スポットが時間的にどのように移動するかをマップすること、および次に、次の可能なロケーションを見出すように外挿することを含む。
【００３４】
一実施形態において、「ダーク・スポット」を位置特定するのに、セルラー通信ネットワーク塔、中継器、およびコネクタが、当技術分野において知られている方法を使用して、ネットワークの健康状態、ならびにトラフィックおよび容量使用がどれだけであるかを測定するデータを獲得する。しかし、このデータは、時間領域と空間領域の両方において一次導関数および二次導関数を計算して、流れの方向と、その方向の流れの速度の両方を決定するのに使用される。これらの結果は、ドローンを使用するさらなるカバレッジのニーズが存在する場所を予測的に決定することを可能にする。
【００３５】
次に、３１５において、方法は、必要とされる回廊に沿った十分なカバレッジのためのスポットの移動に合わせてＵＡＶを再配置する。次に、３２０において、方法は、２つのダーク・スポットがマージした場合、そのことを検出すること、および２つ以上のＵＡＶが同一の区域に接近しているかどうか、すなわち、カバレッジがそのＵＡＶによって共有される可能性があるかどうかを決定すること、または１つのＵＡＶセル塔が、その複合負荷を扱うことが可能であるかどうかを決定することを含む。
【００３６】
セルラー・トランシーバおよびセルラー中継器を使用する各ＵＡＶが、周波数の異なる帯域を使用すること、および周波数の同一の帯域内で、時分割多重化（ＴＤＭＡ）および周波数分割多重化（ＦＤＭＡ）を使用することによって、セルラー・データおよびデバイス自らが干渉を回避するのと同一の方法でデータ干渉問題を扱うように構成される。これらのデータ干渉技法は、２つ以上のＵＡＶが増大されたカバレッジのために必要とされる場合、使用される。
【００３７】
さらなる実施形態において、長期予測的方法が使用される。この方法において、中央サーバ２５が、交通機関データ源、例えば、交通省、および他の源から履歴交通データを入力として受信して、時間帯、月、気象、および季節に基づいて、交通パターンがどのように変化するかを決定する。方法は、必要な回廊に沿ってＵＡＶセル塔を移動させるための予測的マップおよび計画を作成する。予測的交通情報を提供するために使用される１つの方法が、参照により本明細書に完全に記載されているかのように内容全体が組み込まれている、同一出願人が所有する米国特許第８，１５０，６１１号明細書において説明される。
【００３８】
図７、図８、および図９は、ニューヨーク市の区域における都市居住者の例示的な干満を示す。図７〜図９に示されるような特定の観察は、粒状の見通しを明らかにする。図７は、冬季、例えば、２月の週末の日の特定の午後にキャプチャされたセルラー電話使用データ３５０を示す。図７に示されるとおり、セントラル・パーク３５１と境を接する住宅区域から高い呼使用活動３５０が示されている。図８は、夏の月、例えば、７月中の同じ週末の日の午後を示し、セル電話使用活動３５２がセントラル・パーク３５１の南側終端に移っている。図９は、図７の冬のマップが図８の夏のマップから引かれて、公園の周囲の家の住民が夏の週末中、都市を離れ、留まっている住民が公園に押し寄せる通話パターン３５４をより明確に明らかにするデルタ計算を示す。
【００３９】
このため、図１〜図９に示される様態で、このシステムおよび方法は、セルラー・サービスに対するより高い顧客満足を可能にし、固定のインフラストラクチャを配備するのに必要な費用を下げる。そうする際、このシステムおよび方法は、家庭用のＵＡＶ使用の急成長する分野に関して高度なアプローチおよび新たな用途を可能にする。
【００４０】
さらなる実施形態において、中央サーバは、無人航空機が通信を向上させる予測的配備基準を提供する方法を使用する。より詳細には、さらなる実施形態において、群衆がどこに集中するかを予測すること、および予測されるイベントに先立ってＵＡＶを配備することによって、増大されたセルラー・カバレッジが提供される。いくつかの使用例を以下に示す。
【００４１】
第１の使用例において、抗議集会が、ニューヨーク市のダウンタウン区域において市民の大きい集団によって計画される。この区域に集中する非典型的な数の人々は、通常、セルラー通信能力にかかる重圧を、もたらして、むらのある、低下したセル・サービスが生じる。しかし、本明細書で説明される方法を使用して、このシステムは、異常に関して公共交通機関を監視している。時刻が近づき、市民が集まり始めると、システムは、ウォール街、またはウォール街近くを終点とするタクシー料金を支払う人々の数の増加傾向を見る。システムは、ますます多くの人々が、ウォール街近くを終点とするバスおよび地下鉄線を使用していることにも気づく。それらの傾向が増加し続けることを予期して、いくつかの遠隔通信会社が、音声トラフィックおよびデータ・トラフィックの予測される増加を扱うようにウォール街セクタにＵＡＶを配備する。
【００４２】
第２の使用例において、多数の観光客が数台のバスに乗った人々を含むガイド付きツアーの一部である。さらに、地元のチームが勝利した大きい世界選手権試合が前日にあり、その結果、普段よりもはるかに多くの人々が祝賀するために集まる。システムは、まさにそのような、人々の計画されていない集中の手がかりを与える金銭的トランザクションの傾向を監視することを実行する。システムは、パーキング・メータの増加したトランザクション、および通常の夕食時の直前の違法駐車の発行された違反切符を感知することを始める。次に、システムは、バーおよび沿道の会場を訪れる人々の数の増加を検出し、公共の集合場所に向かう全体的な移動を観察することさえする。システムは、人々が、祝賀会に一緒に参加するよう友人に勧めるソーシャル・メディア「バズ」を監視することによってその傾向が続く見込みがあると決定する。その結果、ＵＡＶが、低下した信号または容量問題に先立って配備される。
【００４３】
いくつかの予測的方法が、中央サーバが問題に先立ってＵＡＶを配備して、セルラー容量を超えて人々が集中することが予測される区域おけるセルラー・カバレッジを増大させるのに使用されることが可能である。図１０は、１つまたは複数の予測的方法を統合する方法４５０を示す。４５５において、システム１０の中央サーバ２５が、交通省データおよび他のリアルタイムの公共交通機関データ、または、例えば、レンタル運送データ、あるいはそれらの組合せを受信し、そのデータを解析し、公共交通機関の解析によって群衆集中を予測する。受信される交通機関データは、リアルタイムの交通解析を提供する多くのＧＰＳアルゴリズムによってしばしば、使用されるような、リアルタイムで利用可能な公共データである。受信されるリアルタイムの交通機関データを監視することは、タクシーまたはライドシェア乗車／下車ロケーション、および時間の経過につれての頻度の変化をキャプチャすること、バスおよび地下鉄を利用する人々の数、および人々の知られている目的地をキャプチャすることを含むことが可能である。次に、４６０において、方法は、クレジット・カード・トランザクションおよび金銭的トランザクションを解析して、群衆集中を予測することを含む。次に、４６５において、方法は、インフラストラクチャにかかっている既存の重圧を監視して、相対的な群衆集中を予測することを含む。次に、４７０において、方法は、インフラストラクチャ上の差し迫った障害を監視して、相対的な群衆集中を予測することを含む。最後に、４７５において、群衆集中が、群衆集中を暗示する情報に関してソーシャル・メディアおよび従来のメディアを監視することによって予測される。
【００４４】
図１１は、中央サーバ２５において受信されるデータ・フィード４７によって提供されるような、公共交通機関情報を解析することによって群衆集中を予測することに向けられた、図１０の次のステップ４５５を表す詳細な方法５００を示す。詳細な方法は、５０５において、バスおよび路面電車の公共利用に関する情報、ならびに地下鉄線に関してスキャンされ、現在、スキャンされている（リアルタイムの）地下鉄切符を表すデータを受信することに加えて、タクシー・キャブ目的地乗車および下車ロケーション・データを受信することを含む。次に、５１０において、これらの変化がベースラインに照らして測定される。ベースラインは、施設およびインフラストラクチャに対する平均デマンドを想定して計算される。ベースラインは、いくらかの通常の日変動または季節変動を示すことが可能であり、それらの変動は、通常、考慮に入れられるが、例外的な変動は考慮に入れられない可能性がある。ベースラインは、履歴データおよび見通しに基づく。通常、ベースラインは、小さいパーセンテージ（例えば、１０％までのランダムな変動）を考慮に入れることが可能であり、わずかな変動を超えた変動は、セルラー・インフラストラクチャにおいて問題を生じさせる可能性がある。５１５において、ベースラインからの変化が検出されたかどうかの決定が行われ、変化が検出された場合、人々が向かっているロケーション、およびそのロケーションに対する変化率をさらに解析することを実行する。次に、５２０で、相当な数の人々がその同一の方向に移動することを示す閾値と比較された閾値変化が満たされたかどうかを検出することが実行され、これに応答して、前述の閾値が検出された場合、ＵＡＶセル塔の配備を開始することが実行される。５２５において、人々の移動の正確な目的地が知られているかどうか、または方向態様が決定されるかどうかを決定するさらなる解析が行われ、これに応答して、相応するようにローミング・パターンに対してＵＡＶセル塔の配備を開始することが行われる。５３０において、ＵＡＶのローミング・パターンにおいて接続されたデバイスの数を監視し、大多数の人々がどこにいるかを決定することに基づいてＵＡＶの割当てを再評価するさらなるステップが実行される。
【００４５】
図１２は、クレジット・カード・トランザクションおよび金銭的トランザクションを解析することによって群衆集中を予測することに向けられた、図１０の次のステップ４６０を表す詳細な方法５５０を示す。この詳細な方法は、クレジット、デビット、現金（該当する場合）、ＡＴＭ引出しなどを含む、金銭的トランザクションの通常の傾向の変化に関して監視することを含む。この詳細な方法は、通常の履歴レコードにわたる速度の傾向もしくは変化、または変化率に関する、大きい集約された条件における匿名のデータを測定する。図１２の５５５において、範囲内の金銭的トランザクション（クレジット、現金、引出しなど）に関して監視するステップが示される。次に、５６０において、この方法は、施設およびインフラストラクチャに対する平均のデマンドを想定した計算により受信された／監視された、および作成された、金銭的トランザクションデータからベースラインを作成することを含む。次に、このデータが、変化、例えば、変化率の変化に関して解析される。次に、５６５において、変化率の変化に関してデータを解析することが実行される。５７０において、増加した数の金銭的トランザクションが生じているかどうかを決定すること、および次に、トランザクションのタイプを決定するように解析することが実行される。次に、５７５において、そのトランザクションが、物理的集中または物理的移動を暗示するタイプのトランザクション（あるロケーションにおいて商品またはサービスを購入することなどの）であるかどうかの決定が実行され、これに応答して、そのトランザクションは、全体的な解析においてカウントされる。そうではなく、５７５において、そのトランザクションが、集中を暗示しないタイプのトランザクション（例えば、オンライン小売店からの商品の購入の場合のように）であると決定された場合、そのトランザクションは、全体的な解析においてカウントされない。
【００４６】
図１３は、モバイル・セルラー通信インフラストラクチャにかかる既存の重圧を監視することによって群衆集中を予測することに向けられた図１０の次のステップ４６５を表す詳細な方法６００を示す。この方法は、既存の固定セルラー・インフラストラクチャ、またはモバイル・セルラー・インフラストラクチャにかかる上昇する作業負荷を監視し、そのような重圧が潜在的な容量超過シナリオを示す場合、さらなる容量を配備する。一実施形態において、インフラストラクチャは、混合セルラー・インフラストラクチャを含むことが可能であり、ネットワークの一部が、銅線ネットワーク、光ファイバ・ネットワーク、マイクロ波ネットワーク、衛星ネットワーク、または他の形態のネットワークなどの他の形態の通信ネットワークに依存する。図１３の６０５において、中央サーバ２５においてトラフィック・データを受信し、そのデータを、既存のセルラー・インフラストラクチャ上のトラフィック増加に関して監視するために解析するステップが示される。次に、６１０において、いずれかの単一のインフラストラクチャ、またはいずれかの近接したグループのインフラストラクチャにかかる負荷が、ある事前定義された閾値を超えるかどうかを決定し、報告するステップが示される。例示的な閾値は、計算されたベースラインの１０％を含むことが可能である。次に、６１５において、この方法は、インフラストラクチャにかかる重圧を示す区域にさらなるモバイル・セルラー容量を配備することを開始することを含む。
【００４７】
図１４は、インフラストラクチャ上の切迫した障害を監視することによって相対的な群衆集中を予測することに向けられた図１０の次のステップ４７０を表す詳細な方法６５０を示す。この方法は、既存の固定セルラー・インフラストラクチャ上、またはモバイル・セルラー・インフラストラクチャ上の誤り条件または不具合条件を監視し、そのような不具合が障害（またはサービス低下）が差し迫っていることを示す場合、さらなる容量を配備する。一実施形態において、この方法は、スイッチに障害が生じると、残りのサービス容量より大きいデマンドを、何名であるかにかかわらず、所与の区域に住む人々が有することになる、「相対的」群衆を想定する。すなわち、セルラー・インフラストラクチャにおいてセルラー塔またはセルラー・トランシーバなどのインフラストラクチャの特定の部分に障害が生じ、または動作不良が生じ、他のセルラー塔またはセルラー・トランシーバが、それらの他のセルラー塔またはセルラー・トランシーバの公称負荷とは異なるこの追加のトラフィックに対処する必要がある場合、相対的トラフィック移動が生じる。図１４の６５５において、既存のセルラー・インフラストラクチャ上で生じる誤り条件または不具合条件が生じ始めると、そのことに関して監視する、またはプリエンプティブに検出する、あるいはその両方を行う中央サーバ２５の機能が示される。そのような誤りは、セルラー負荷条件と関係することも、関係しないことも可能性があり、より一般的には、ソフトウェア問題またはハードウェア問題を示す。次に、６６０において、方法は、検出された誤りまたは不具合条件のそれぞれを解析して、それらの条件が、完全な障害またはサービス低下が差し迫っていることを示すかどうかを決定する。次に、６６５において、問題のあるインフラストラクチャによるサービスを受けている区域にさらなるモバイル・セルラー容量、例えば、ＵＡＶセル塔が配備される。
【００４８】
図１５は、群衆集中を暗示する／予測するためにソーシャル・メディア・ネットワークおよび従来のメディア・ネットワークを監視することに向けられた図１０の次のステップ４７５を表す詳細な方法７００を示す。中央サーバ２５が、ソーシャル・メディアおよび従来のメディアを監視して、自動化された様態を介して、既存のセルラー容量を超える群衆集中がどこで生じる可能性があるかを決定する。図１５の７０５において、ソーシャル・メディア・フィード（例えば、ジオタグが付けられたツイート）において、自動化された様態、例えば、テキスト解析、感情解析などにおいてイベントの言及を監視して、人々の集まりがいつどこで生じる可能性があるかを決定するステップが示される。次に、ステップ７１０において、この方法は、自動化された様態を介してイベントのサイズ、例えば、会場サイズ、チケット売上高、ＲＳＶＰ、または他の類似した指標を推定することを含む。７１５において、この方法は、推定された群衆サイズを既存の、または計画されたセルラー容量と比較することを含む。最後に、７２０において、この方法は、群衆サイズがセルラー容量を超える、またはセルラー容量に近いと推定されることが決定された場合、さらなるセルラー容量のプリエンプティブな配備を開始する。
【００４９】
次に、群衆移動にリアルタイムで反応すること、および可能な限り迅速に再配備するようにＵＡＶを配備することによって、増大されたセルラー・カバレッジを提供するための本明細書で前述した方法の説明的な、限定的でない例示的な用法が、与えられる。
【００５０】
例示的な用法１：１〜１０マイル（１．６〜１６．１キロメートル）の範囲内のカバレッジ・スケールにおけるアプリケーションの場合。都市車両交通が、図２５のシステムにおいて示されるような通常の道路に関して計画され、交通は、予測されるとおり円滑に動いている。突然、数マイル（数キロメートル）にわたる交通渋滞をもたらす事故が生じる。車両内の各乗員が、可能性がある遅延に関して職場および自宅と連絡をとろうと試みて、その事故の場所近くで普通でない大きい呼の量を生じさせる。それらの乗員は、同時に、その出来事を報告しようと試みている、またはソーシャル・メディアにおいてその出来事についてより多くを見出そうと試みている。そのようなシナリオにおいて、既存のＵＡＶが、さらなる容量を伴って再配備され、新たなＵＡＶが、必要とされる容量に関してギャップを埋めるように他のＵＡＶを支援するように再配置される。
【００５１】
例示的な用法２：５〜３０マイル（８．０〜４８．３キロメートル）の範囲内のカバレッジ・スケールにおけるアプリケーションの場合。気象条件の急な変化の結果、車両交通が平日の午前に非常にゆっくりと移動しており、セルラー塔が、セルラー塔の近辺における加入者の数に対応するのに苦労している。交通は、都市に近づくにつれ、さらにゆっくりと移動しているので、塔から塔へのハンドオーバも影響を受けている。このことは、いくつかのさらなるＵＡＶが、既存のセル塔をサポートし、呼の円滑なハンドオーバをもたらすことを要求する。
【００５２】
例示的な用法３：５〜３０マイル（８．０〜４８．３キロメートル）の範囲内のカバレッジ・スケールにおけるアプリケーションの場合。幹線道路における事故の結果、交通は、脇道にルート変更され、それらの脇道に対するさらなる交通負担をもたらす。現時点で、人々は、自らのモバイル・デバイス交通アプリケーションを調べており、通常のルートではなく、代替の示唆されるルートを使用することを選択している。これらの代替の道路は、可能性がある遅延に関して職場および自宅と連絡をとろうと試みているそのような大量の交通を扱うものとされておらず、このことが、普通でない大きい呼の量を生じさせる。それらの乗員は、同時に、その出来事を報告しようと試みている、またはソーシャル・メディアにおいてその出来事についてより多くを見出そうと試みている。そのようなシナリオにおいて、既存のＵＡＶが、さらなる容量を伴って再配備され、新たなＵＡＶが、さらなるデマンドに関してギャップをカバーするように他のＵＡＶを支援するように再配置される。
【００５３】
例示的な用法４：５００フィート（１５２メートル）〜５マイル（８．０キロメートル）の範囲内のカバレッジ・スケールにおけるアプリケーションの場合。フットボールのスーパー・ボウルのような人気のある試合がスタジアムで行われている。小型サイズのＵＡＶが、観客のために要求されるさらなる使用、および通信し、ソーシャル・メディアに接続される観客のニーズを考慮に入れるようにフィールド上空に配備される。衝突を回避するのに、チームＡのサポータは、チームＢのサポータによって回避される特定のロケーションに着席している。チームＡが、タッチダウンを決め、チームＡのサポータがソーシャル・メディア上で沸き立ち、チームＢのサポータがあっけにとられて沈黙する。そのような事例において、既存のＵＡＶが、さらなる容量を伴って再配備され、新たなＵＡＶが、必要とされる容量に関してギャップを埋めるように他のＵＡＶを支援するように再配置される。
【００５４】
例示的な用法５：任意のスケールのカバレッジにおけるアプリケーションの場合。ピア・ツー・ピア・ネットワークまたはマスタ−スレーブ・ネットワークなどの通信ネットワークを作成するＵＡＶのネットワーク、すなわち、ＵＡＶのセットまたはクラスタが、陸上ベースのセルラー通信ネットワーク・インフラストラクチャをサポートするように配備される。セル塔およびＵＡＶのいくつかが、急に機能不良になり、ネットワークにギャップを生じる。そのような事例において、既存のＵＡＶが、さらなる容量を伴って再配備され、新たなＵＡＶが、必要とされる容量に関してギャップを埋めるように他のＵＡＶを支援するように再配置される。
【００５５】
さらなる実施形態において、中央サーバ２５におけるシステムおよび方法が、１つまたは複数の問題に反応してセル塔を備えたＵＡＶを再配備して、呼の量がセルラー容量を急に超えたと決定された区域におけるセルラー・カバレッジを増大させる。この実施形態において、システムは、さらなる要件に合わせて自己修正するように自律的に再配備し、再編成するＵＡＶの自律的ネットワークとして自らを構成する。ソーシャル・メディアおよび地方交通省（ＤＯＴ）交通レポート、気象レポートおよび事故情報レポートを追うことによって、ＵＡＶは、さらなる要件に関して自己修正するように再配備され、再編成されることが可能である。交通に反応して、車両は、車両のルートを変更し、車両ネットワークを介して、またはサーバを介して中央通信ハブと通信する。すると、通信ハブは、変化した条件に対処するようにＵＡＶネットワークをルート変更し、配備する。
【００５６】
図１６は、さらなる要件に合わせて自己修正するように自律的に再配備し、再編成するＵＡＶの自律的ネットワークを構成するための詳細な方法７５０を示す。方法は、７５５において、近辺またはカバレッジ区域にＵＡＶまたは静的セルラー塔、あるいはその両方の複数のクラスタを作成する第１のステップを含む。次に、方法は、７６０において、クラスタに属する、近辺におけるＵＡＶまたは静的セルラー塔、あるいはその両方のそれぞれを相手に、かつそれぞれの間で、ならびに指定されたリーダＵＡＶを相手に、かつリーダＵＡＶとの間で通信を確立することを含む。指定されたリーダは、臨時のクラスタにおける残りのＵＡＶの機能を監視し、ネットワークにおけるＵＡＶのそれぞれに負荷を割り当てる。次に、方法は、７６５において、各クラスタが顧客の特定のセットをサポートすることを確立することを含む。このため、７７０において示されるとおり、セルラー・サービスのさらなるニーズが生じたことが検出された場合、クラスタは、そのニーズをサポートするように自律的に再構成される。さらに、７７５において、クラスタの１つまたは複数のメンバに障害が生じたかどうかの決定が行われる。これに応答して、クラスタは、そのニーズをサポートするように再び再構成される。最後に、７８０において、方法は、そのニーズをサポートするようにさらなるＵＡＶが再配置される、またはサービス復旧させられると、クラスタを再構成することを含む。
【００５７】
図１７は、ソーシャル・メディア・データおよびＤＯＴ交通レポート、気象情報および事故情報を追って、さらなる要件に合わせて自己修正するように再配備し、再編成するように実施される方法８００を示す。第１のステップ８０５において、方法は、事故または交通渋滞の発生に関して、ソーシャル・メディアおよびニュース・メディアをリアルタイムで監視することを含む。次に、方法は、図１６のステップ７７０に戻り、各クラスタがそのニーズをサポートするように再構成され得るようにする。
【００５８】
図１８は、例えば、車両が車両のルートを変更して、車両ネットワークを介して、またはサーバを介して中央通信ハブと通信することを検出して、交通に反応して変化した条件に対処するようにＵＡＶネットワークをルート変更して、配備するのに実施される方法８５０を示す。すると、通信ハブは、それらの変化した条件に対処するようにＵＡＶネットワークをルート変更して、配備する。このため、図１８において、８５５において、方法は、中央サーバ２５に対するＤＯＴデータ・フィード、ニュース・データ・フィード、および交通データ・フィードを使用して、交通が、将来のある時点でどこにあるかを予測的に再計算することを含む。このことは、交通が、交通の予期されるロケーションではなく、事故または交通イベントに反応して異なるロケーションにルート変更することに応答して行われることが可能である。このため、８６０において、変更された構成に応答して、ＵＡＶクラスタが、変更されたニーズをサポートするように再構成され、再配備される。
【００５９】
さらなる実施形態において、システムは、地理的領域にわたるＵＡＶ配備を自己最適化するための方法を使用する。すなわち、特定のギャップに対処するように単一のＵＡＶを配備することによってセルラー・カバレッジを向上させるソリューションについて述べられるが、複数のＵＡＶが、それらのＵＡＶの個々の目的に対処するように配備されるシナリオにさらに対処する方法が提供される。さらなる方法において、複数のＵＡＶが、互いを発見し、共通の「使用デマンド・マップ」を構築し、次に、そのマップを使用して、個々の目的が満たされることを確実にするが、隣接するＵＡＶが別のＵＡＶのカバレッジ・サービスを補足して、これにより、最適の組み合わされた配備計画を作成することも可能にする空中再配置計画を計算するように構成される。このため、複数のセル塔を備えたＵＡＶを使用すること、および区域内の複数のセル塔を備えたＵＡＶの構成を、位置付けに基づいて、それらのＵＡＶの個々の目的を達するとともに、理想的な組み合わされたソリューションを実現するように最適化することについて述べられる。
【００６０】
このため、システムは、ＵＡＶが、所与の領域におけるＵＡＶ自らのサービス・デマンドおよび他のＵＡＶとの通信の検出に基づいて自らを「オンザフライ」で再配置し、サービスのための最良適合構成を実現することを可能にする。例えば、図１９が、ある状況、例えば、都市部の状況におけるセルラー・サービスに対する相対的デマンドを表すように生成されたグリッド９００、すなわち、「使用デマンド」マップを示す。図１９のグリッド９００において、Ｌ＝低使用デマンド、Ｍ＝中使用デマンド、およびＨ＝高使用デマンドである。指標は、例えば、都市区画から、平方マイル（平方キロメートル）、区域の他の任意の適用可能な測度まで、地理的測定の任意の単位を表すことが可能である。
【００６１】
次に、本明細書で説明される方法によって決定された要因からの変化したデマンドに基づいて、初期配備が、図２０のグリッド９２０によって示されるＵＡＶ配置をもたらすことが、その後、検出されることが可能である。図２０のグリッド９２０において１、２、３というラベルが付けられた連続する番号は、追跡の目的で、それぞれ、配備されたＵＡＶ、すなわちＵＡＶ１、ＵＡＶ２、およびＵＡＶ３に対応する。
【００６２】
しかし、本明細書で説明される方法に基づいて、ＵＡＶ１および２にかかる負荷が、ＵＡＶ３にかかる負荷よりもはるかに重くなるという点で問題が存在することが、その後、検出される。例えば、このことは、ＵＡＶ１および２が、ＵＡＶ３と比べて、セルラー・デマンドの重いポケットにはるかに近く位置付けられていることが理由であり得る。１、２、３というラベルが付けられた３つのＵＡＶ間のやりとりで、それぞれの負荷を比較することによって、これが明らかになる。三角測量によって、ＵＡＶは、セルラー・デマンドの大部分が北側のポイントで生じていることを決定することができる。すると、ＵＡＶは、セルラー・トラフィックの均衡をとる「最良適合」編成について迅速に合意することができ、図２１におけるグリッド９３０によって示されるような構成をもたらす。
【００６３】
このため、さらなる態様において、新たに配備されたドローンを検出し、共通の「使用デマンド・マップ」を作成し、次に、計算し最適な構成にドローンを再配置する方法が呼び出される。この実施形態において、「最良適合」は、ＵＡＶ、例えば、ＵＡＶ１、ＵＡＶ２、およびＵＡＶ３が、これらのＵＡＶを通過するほぼ同一の量のネットワーク・トラフィックを有するように、またはより可能性のあることとして、正常化された均等の量のトラフィックを有するように位置付けられた場合、生じる。このため、例えば、スイッチが異なる容量を有する場合、スイッチはそれぞれ、同一のレベル、例えば、全容量の４０〜４５％で機能していることが可能である。
【００６４】
さらに、このモバイル・インフラストラクチャにおいて、方法は、そのような再編成を規則的に、例えば、３０秒ごと、５分ごと、または３０分ごとに行い、そのような情報は、ＵＡＶの間で交換されることが可能であり、インフラストラクチャは、モバイル容量が既存のセルラー作業負荷の間で公平に均衡がとられるように自らを再配置する。
【００６５】
図２２は、ＵＡＶが、所与の領域におけるＵＡＶ自らのサービス・デマンドおよび他のＵＡＶとの通信の検出に基づいて自らを「オンザフライ」で再配置し、サービスのための最良適合構成を実現する動的再構成のための詳細な方法９５０を示す。本明細書で説明される方法を使用して、悪い、または弱いセル電話使用カバレッジの予測される区域を含む使用デマンド・マップまたは「ヒート」マップが生成される。次に、９６０において、単一の、または複数のＵＡＶが、本明細書で説明される方法に基づいて要件に応じて配備される。次に、９６５において、ＵＡＶが、知られているセルラー電話インフラストラクチャ・プロトコルおよびインターフェースを使用して既存のセルラー・ネットワークに接続される。次に、９７０において、ドローンまたは他のインフラストラクチャ・システムの負荷に不均衡をもたらすシステムにおける変化が生じたかどうかについての決定が行われる。負荷変化が生じていない場合、プロセスは、そのような決定が行われるまでアイドルのままである。決定された負荷変化が存在する場合、プロセスは、９７５に進み、すべてのＵＡＶの間で共有される「使用デマンド・マップ」（図１９に示されるような）の再計算を開始する。次に、９８０において、方法は、弱いカバレッジに対応するようにセルラー中継器およびセルラー・トランシーバを搭載した飛行中のＵＡＶを位置付ける最良のロケーションを再計算する。ステップ９８０の一環として、方法は、１．各ＵＡＶの当初の目的が満たされるように、かつ２．位置付けが、ＵＡＶが周囲の１つまたは複数のＵＡＶからネットワーク・デマンドを肩代わりすることを可能にするようにＵＡＶの最適な配置を計算することを実行することが可能である。次に、９８５において、方法は、ドローンのそれぞれに関して、基地から計算されたホバリング・ロケーションに到達し、基地に戻る飛行計画を作成することを実行する。次に、９９０において、方法は、すべてのドローンを最適なロケーションに再配置することを含む。次に、９９５において、ドローンのそれぞれが、既存のセルラー・ネットワークに再接続される。プロセスは、ドローンまたはインフラストラクチャ・ネットワークにおける検出された負荷変化に応答して、「使用デマンド・マップ」を更新するようにステップ９７０に戻ることが可能であることを理解されたい。
【００６６】
このため、本明細書において前述したとおり、使用デマンド・マップ（「ヒート・マップ」）に急な移行が存在する場合、自己修正方法が使用される。この方法は、物事が予測不能に変化する動的状況、例えば、１）ＵＡＶのうちの１つが電力を失った、もしくは廃棄された場合、または２）いくつかのＵＡＶの負荷が増加した一方で、他のいくつかのＵＡＶが十分な負荷を有しない場合を考慮する。同一出願人が所有する米国特許第７，３２８，３６３号明細書（参照により内容および開示の全体が本明細書に組み込まれている）において説明されるアルゴリズムなどを使用する、機能するすべてのＵＡＶの間で負荷を動的に均衡させるアルゴリズムが使用される。これは、１つの重要な違い、すなわち、ＵＡＶがロケーションを即時に変更し、自らを再配置することができないことを伴う。このため、さらなるステップが使用される。
１．すべてホット・スポットの近くに存在する、すべてのＵＡＶが近辺にある場合、それらのＵＡＶのいずれも再配置せず、米国特許第７，３２８，３６３号明細書におけるアルゴリズムに基づいて負荷を基本的に再び均衡させる。
２．１つまたは複数のＵＡＶが大きく離れている場合、米国特許第７，３２８，３６３号明細書におけるアルゴリズムが、米国特許第７，３２８，３６３号明細書において説明されるとおり、ネットワーク距離におけるＵＡＶの実際の物理的距離を考慮し、すべてのＵＡＶの最適な物理的距離を最小化して／求めて、相応するように再配置するためにすべてのＵＡＶの最適な変更された構成および配置を決定するように変更される。
【００６７】
例示的な実施様態として、単一のＵＡＶの配備が考慮される（本明細書における方法の要件に応じて）。周囲の領域に他のＵＡＶが既に配備されているかどうかの決定が行われる。他のＵＡＶが既に配備されている場合、すべてのＵＡＶの間で通信され、共有される「使用デマンド・マップ」が構築される。次に、方法は、ＵＡＶの最適な配置を、その単一のＵＡＶの当初の目的が満たされるように、かつその単一のＵＡＶの位置付けが、そのＵＡＶが、先行して配備されている周囲のＵＡＶのうちの１つまたは複数からのネットワーク・デマンドを肩代わりすることを可能にするように計算する。次に、使用デマンド・マップに基づいて、すべてのドローンが最適なロケーションに再配置される。これらのステップは、新たな単一のＵＡＶが配備されるまで、または除去されるまで繰り返され、配備された、または除去された場合、方法は、その区域における他の配備されたＵＡＶの存在を決定することを継続して、使用マップを構築し、最適な再配置のためにすべてのＵＡＶの間で使用マップを通信する。新たなＵＡＶが配備されるかどうかにかかわらず、システムは、「使用デマンド・マップ」を周期的に更新し、「使用デマンド・マップ」をＵＡＶの間で通信し、更新された使用マップに基づいて、ＵＡＶの最適な位置付けを再計算する。
【００６８】
既存のセルラー・ネットワーク・インフラストラクチャは、しばしば、ピーク・トラフィックまたはピークに近いトラフィックを含む容量計画を伴って作成され、スペースを賃借すること、サイト設置、修復、メンテナンス、および他の出費に関して比較的高い費用をもたらすが、本明細書において説明される様態におけるＵＡＶの配備および使用は、固定のインフラストラクチャが、より低い容量のためのサイズにされることを許して、これにより、費用を節約すること、およびこの容量を、必要とされる場合、ＵＡＶによって増強することによって問題を軽減することに留意されたい。
【００６９】
図２６は、図１〜図３、図６、図１０〜図１８、および図２３〜図２５に関連して本明細書において説明される方法を実行する、または実装する、あるいはその両方を行う中央サーバの例示的なハードウェア構成４００を示す。ハードウェア構成は、好ましくは、少なくとも１つのプロセッサまたは中央処理装置（ＣＰＵ）４１１を有する。ＣＰＵ４１１は、システム・バス４１２を介してランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）４１４、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）４１６、入出力（Ｉ／Ｏ）アダプタ４１８（ディスク・ユニット４２１およびテープ・ドライブ４４０などの周辺デバイスをバス４１２に接続するための）、ユーザ・インターフェース・アダプタ４２２（キーボード４２４、マウス４２６、スピーカ４２８、マイクロフォン４３２、または他のユーザ・インターフェース・デバイス、あるいはそれらの組合せをバス４１２に接続するための）、システム４００をデータ処理ネットワーク、インターネット、イントラネット、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）などに接続するための通信アダプタ４３４、およびバス４１２をディスプレイ・デバイス４３８またはプリンタ４３９（例えば、デジタル・プリンタなど）、あるいはその両方に接続するためのディスプレイ・アダプタ４３６と互いに接続される。
【００７０】
当業者によって認識されるとおり、本発明の態様は、システム、方法、またはコンピュータ・プログラム製品として具現化されることが可能である。したがって、本発明の態様は、完全にハードウェアの実施形態の形態をとることも、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）の形態をとることも、あるいは本明細書において「回路」、「モジュール」、または「システム」とすべて全体的に呼ばれることが可能なソフトウェア態様とハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形態をとることも可能である。さらに、本発明の態様は、コンピュータ可読プログラム・コードを具現化した１つまたは複数のコンピュータ可読媒体に具現化されたコンピュータ・プログラム製品の形態をとることも可能である。
【００７１】
本発明は、システム、方法、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはそれらの組合せであることが可能である。コンピュータ・プログラム製品は、プロセッサに本発明の態様を実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令を有するコンピュータ可読記憶媒体（または複数の媒体）を含むことが可能である。
【００７２】
コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行デバイスによって使用されるように命令を保持し、記憶することができる有形のデバイスであることが可能である。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子ストレージ・デバイス、磁気ストレージ・デバイス、光ストレージ・デバイス、電磁ストレージ・デバイス、半導体ストレージ・デバイス、または以上の任意の適切な組合せであることが可能であるが、以上には限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより特定の例の網羅的でないリストは、以下、すなわち、ポータブル・コンピュータ・ディスケット、ハードディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ）、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）、ポータブル・コンパクト・ディスク読取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）、メモリ・スティック、フロッピー（Ｒ）・ディスク、パンチカード、または命令が記録されている溝の中の隆起構造などの機械的に符号化されたデバイス、および以上の任意の適切な組合せを含む。本明細書において使用されるコンピュータ可読記憶媒体は、電波もしくは他の自由に伝播する電磁波、導波路もしくは他の伝送媒体を伝播する電磁波（例えば、光ファイバ・ケーブルを通る光パルス）、または配線を伝送される電気信号などの、一時的信号そのものと解釈されるべきではない。
【００７３】
本明細書において説明されるコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読記憶媒体からそれぞれのコンピューティング／処理デバイスに、あるいはネットワーク、例えば、インターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、ワイド・エリア・ネットワーク、またはワイヤレス・ネットワーク、あるいはそれらの組合せを介して外部コンピュータもしくは外部ストレージ・デバイスにダウンロードされることが可能である。ネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ケーブル、ワイヤレス伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータ、またはエッジ・サーバ、あるいはそれらの組合せを備えることが可能である。各コンピューティング／処理デバイスにおけるネットワーク・アダプタ・カードまたはネットワーク・インターフェースが、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受信し、それらのコンピュータ可読プログラム命令を、それぞれのコンピュータ／処理デバイス内のコンピュータ可読記憶媒体に記憶されるように転送する。
【００７４】
本発明の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セット・アーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、機械命令、機械依存の命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、あるいは、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ（Ｒ）、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語もしくは類似したプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含む、１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組合せで書かれたソース・コードまたはオブジェクト・コードであることが可能である。コンピュータ可読プログラム命令は、全体がユーザのコンピュータ上で実行されること、一部がユーザのコンピュータ上で実行されること、スタンドアロンのソフトウェア・パッケージとして実行されること、一部がユーザのコンピュータ上で実行され、一部が遠隔コンピュータ上で実行されること、あるいは全体が遠隔コンピュータもしくは遠隔サーバの上で実行されることが可能である。全体が遠隔コンピュータもしくは遠隔サーバの上で実行されるシナリオにおいて、その遠隔コンピュータは、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）またはワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）を含む、任意のタイプのコンピュータを介してユーザのコンピュータに接続されることが可能であり、あるいはその接続は、外部コンピュータに対して行われることが可能である（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを使用してインターネットを介して）。いくつかの実施形態において、例えば、プログラマブル・ロジック回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、またはプログラマブル・ロジック・アレイ（ＰＬＡ）を含む電子回路が、本発明の態様を実行するために、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用してその電子回路をカスタマイズすることによって、コンピュータ可読プログラム命令を実行することが可能である。
【００７５】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータ・プログラム製品の流れ図またはブロック図、あるいはその両方を参照して、本明細書において説明される。流れ図またはブロック図、あるいはその両方の各ブロック、ならびに流れ図またはブロック図、あるいはその両方におけるブロックの組合せは、コンピュータ可読プログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。
【００７６】
これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサを介して実行される命令が、流れ図またはブロック図、あるいはその両方の１つまたは複数のブロックにおいて指定される機能／動作を実施する手段を作成するように、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサに供給されて、マシンを作り出すものであってよい。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、命令を記憶しているコンピュータ可読記憶媒体が、流れ図またはブロック図、あるいはその両方の１つまたは複数のブロックにおいて指定される機能／動作の態様を実施する命令を含む製造品を備えるように、コンピュータ可読記憶媒体に記憶され、コンピュータ、プログラマブル・データ処理装置、または他のデバイス、あるいはそれらの組合せに特定の様態で機能するように指示するものであってもよい。
【００７７】
コンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ、他のプログラマブル装置、または他のデバイス上で実行される命令が、流れ図またはブロック図、あるいはその両方の１つまたは複数のブロックにおいて指定される機能／動作を実施するように、コンピュータ実施プロセスをもたらすべく、コンピュータ、他のプログラマブル・データ処理装置、または他のデバイスにロードされ、コンピュータ、他のプログラマブル装置、または他のデバイスの上で一連の動作ステップを実行させるものであってもよい。
【００７８】
図における流れ図およびブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品の可能な実施様態のアーキテクチャ、機能、および動作を示す。これに関して、流れ図またはブロック図における各ブロックは、指定された論理機能を実施するための１つまたは複数の実行可能な命令を備える命令のモジュール、セグメント、または部分を表すことが可能である。いくつかの代替の実施形態において、ブロックに記載される機能は、図に記載される順序を外れて生じることが可能である。例えば、連続して示される２つのブロックが、実際には、実質的に並行に実行されてもよく、またはそれらのブロックが、関与する機能に依存して、時として、逆の順序で実行されてもよい。また、流れ図またはブロック図、あるいはその両方の各ブロック、ならびに流れ図またはブロック図、あるいはその両方におけるブロックの組合せは、指定された機能もしくは動作を実行する、あるいは専用ハードウェア命令とコンピュータ命令の組合せを実行する専用ハードウェア・ベースのシステムによって実施されることが可能であることにも留意されたい。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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