(57)【要約】【課題】大規模災害等により無線基地局と無線端末との通信ができない、または通信ができにくい状態になった場合に、技術者が現地に赴くことなく、無線基地局と無線端末との通信を可能とする。【解決手段】自律で電力を供給する無人移動体１０を含むシステムであって、無人移動体１０は、無線端末３０と無線基地局４０との通信を中継する通信中継部と、無人移動体を移動させる駆動部と、無人移動体１０の移動により無線端末３０の電波を探索しながら、無線基地局４０と通信可能かつ無線端末３０と通信可能な範囲内に移動するよう駆動部を制御する制御処理部とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律で電力を供給する無人移動体を含む無線中継システムであって、
前記無人移動体は、
無線端末と無線基地局との通信を中継する通信中継部と、
前記無人移動体を移動させる駆動部と、
前記無人移動体の移動により前記無線端末の電波を探索しながら、前記無線基地局と通信可能かつ前記無線端末と通信可能な範囲内に移動するよう前記駆動部を制御する制御処理部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】
前記無線中継システムは、前記無人移動体を複数含み、
前記無人移動体のうち、第１の無人移動体の制御処理部は、
前記無線基地局と通信可能かつ前記無線端末と通信可能な範囲に移動できないとき、第２の無人移動体を前記第１の無人移動体と通信可能かつ前記無線基地局と通信可能な範囲に移動させる依頼を行い、
前記第１の無人移動体の通信中継部は、前記第２の無人移動体経由で前記無線基地局と前記無線端末との通信を中継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】
前記無線中継システムは、前記無人移動体を複数含み、
前記無人移動体のうち、第１の無人移動体の制御処理部は、
前記無線端末の電波をキャッチする前に、前記無線基地局からの電波の強さが所定値以下になったとき、第２の無人移動体を前記第１の無人移動体と通信可能かつ前記無線基地局と通信可能な範囲に移動させる依頼を行い、
前記第１の無人移動体の通信中継部は、前記第２の無人移動体経由で前記無線基地局との通信を中継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】
前記第２の無人移動体の制御処理部は、
前記第１の無人移動体と通信可能かつ前記無線基地局と通信可能な範囲に移動できないとき、第３の無人移動体を前記第２の無人移動体と通信可能かつ前記無線基地局と通信可能な範囲に移動させる依頼を行うことを特徴とする請求項２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、無線中継システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地震、津波、洪水等の大規模災害等により通信設備が機能しなくなった場合、技術者が可搬型無線通信設備等とともに被災地域に赴いて通信機能の仮復旧を行う必要がある。可搬型無線通信設備については、自律での発電機能を有する大型の専用の自動車に搭載されたものが一般的であるが、近年、小型の移動体に牽引されることで移動可能とし、小型軽量化および低コスト化を図り、狭い道路でも通行可能な機動性に優れた可搬型無線通信設備を提供する技術もある。また、携帯電話用の中継アンテナと、それに電力を供給するための電源ケーブルとを装備した飛行船により災害時における携帯電話の通信を中継可能とする技術もある（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２００７−２８４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の可搬型無線通信設備でも、迂回路や小型自動車での走行可能な道路がない交通手段の途絶えた地域への搬送はできない。また、特許文献１に記載の技術も、交通の遮断された被災地に技術者が赴き、設備をセッティングする必要がある。
【０００５】
また、災害時には、通信設備が被災しない場合でも、被災者からの安否通知のための発信や災害情報入手のためにトラヒックが増大し、輻輳状態に陥る場合が多い。このような状態では、無線基地局等でのチャネル不足により通信が長時間できない場合や高速な通信ができなくなる場合があるという問題がある。さらに、災害時に救助を求める被災者や山等での遭難者が無線端末を所有していても無線基地局が被災により機能しない場合や無線基地局等の電波の届かない場所で遭難した場合、救助を求めたくても連絡手段がないために、居場所を伝えられないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記の問題を解決し、大規模災害等により無線基地局と無線端末との通信ができない、または通信ができにくい状態になった場合に、技術者が現地に赴くことなく、無線基地局と無線端末との通信を可能とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した課題を解決するため、本発明は、自律で電力を供給する無人移動体を含む無線中継システムであって、前記無人移動体は、無線端末と無線基地局との通信を中継する通信中継部と、前記無人移動体を移動させる駆動部と、前記無人移動体の移動により前記無線端末の電波を探索しながら、前記無線基地局と通信可能かつ前記無線端末と通信可能な範囲内に移動するよう前記駆動部を制御する制御処理部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、大規模災害等により無線基地局と無線端末との通信ができない、または通信ができにくい状態になった場合に、技術者が現地に赴くことなく、無線基地局と無線端末との通信を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、各実施形態のシステムの無人移動体を説明するための図である。
【図２】図２は、第１の実施形態のシステムを説明するための図である。
【図３】図３は、各実施形態のシステムの無人移動体の構成を示す図である。
【図４】図４は、第２の実施形態のシステムを説明するための図である。
【図５】図５は、第２の実施形態のシステムを説明するための図である。
【図６】図６は、遠隔操作される無人移動体を説明するための図である。
【図７】図７は、登録された目的地への自動航行を行う無人移動体を説明するための図である。
【図８】図８は、各実施形態のシステムの無人移動体の適用例を説明するための図である。
【図９】図９は、各実施形態のシステムの無人移動体の適用例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を第１の実施形態および第２の実施形態に分けて説明する。
【００１１】
まず、各実施形態のシステム（無線中継システム）で用いられる無人移動体１０を説明する。無人移動体１０は、遠隔制御による移動や自動航行等、無人による移動が可能なもので、無線中継機能を搭載できるものであれば何でもよく、例えば、飛行機、ヘリコプター等の空中を移動する移動体でもよいし、自動車、バイク、歩行ロボット等の陸上を移動する移動体でもよいし、船等水上を移動する移動体であってもよい。そし無人移動体１０は、無人移動体１０の移動、制御、無線中継等で必要なバッテリーを長時間使用するのに充分な電力供給機能を有する。
【００１２】
（第１の実施形態）
次に、第１の実施形態のシステムを説明する。第１の実施形態のシステムは、無人移動体１０が、探索対象の無線端末３０の電波を探索しながら自動航行で移動することを特徴とする。
【００１３】
例えば、図１に示すように、無人移動体管理局２０が、探索対象の無線端末３０の電波情報を無人移動体１０に登録すると（図１の（１））、無人移動体１０は、登録された電波を探索しながら自動航行する（図１の（２））。この無人移動体１０は、無線端末３０の電波を一度キャッチすると移動を停止するか電波をキャッチできる範囲内で移動して、無線端末３０の通信中継を行う。例えば、無人移動体１０は、無線端末３０の電波をキャッチできる範囲内で旋回を続けながら、無線端末３０の通信中継を行う。
【００１４】
次に、図２を参照して、この無人移動体１０を含むシステムの構成例を説明する。システムは、例えば、無人移動体１０と、無人移動体管理局２０と、無線端末３０と、無線基地局４０とを備える。
【００１５】
無人移動体１０は、無人による自動航行が可能なもので、無線端末３０と無線基地局４０との通信を中継する。
【００１６】
無人移動体管理局２０は、無人移動体１０の管理を行う。例えば、無人移動体管理局２０は、無人移動体１０に探索対象の無線端末３０の電波情報を設定し、この無人移動体１０を無線端末３０のある場所まで自動航行させる。
【００１７】
無線端末３０は、無線通信を行う端末である。例えば、無線端末３０は、無人移動体１０および無線基地局４０経由で他の装置との無線通信を行う。
【００１８】
無線基地局４０は、無線端末３０が他の装置との無線通信を行うための基地局である。
【００１９】
図２を参照しながら、第１の実施形態のシステムの動作例を説明する。ここでは、大規模災害等により無線端末３０の最寄りの無線基地局が通信機能を失い、無線端末３０が通信不可となっている状態であるものとする。この状態は、無線端末３０の利用者が山等で遭難して無線端末３０が無線基地局４０の通信圏外になっている状態にも置き換えられる。この無線端末３０の近くには無線基地局４０があるが、無線端末３０とは少し距離があるため、電波が届かず相互の通信はできない状態であるものとする。なお、以下の説明において、無人移動体１０の記憶部１２には事前に無人移動体管理局２０により探索対象となる無線端末３０の無線情報が登録されているものとする。
【００２０】
この状態において、まず無人移動体管理局２０は無人移動体１０を無線基地局４０と通信可能な範囲に移動させる。ここでの移動は、無人移動体１０の遠隔制御または自動航行による。そして、無人移動体１０は、無線基地局４０と通信可能な範囲で、登録された無線端末３０の電波を探索しながら、無線端末３０と通信可能な範囲内に移動する（図２の（１））。例えば、無人移動体１０は無線基地局４０と通信可能な範囲で、登録された無線端末３０の電波を探索し、当該無線端末３０の電波をキャッチすると（図２の（２））、電波をキャッチできる範囲内で停止するか移動（例えば、旋回等）を繰り返す。そして、無人移動体１０は無線端末３０と無線基地局４０との通信を中継する（図２の（３））。
【００２１】
このような、無人移動体１０の構成例を、図３を用いて説明する。例えば、無人移動体１０は、通信部１１と、記憶部１２と、電波受信部１３と、通信中継部１４と、電力供給部１５と、駆動部１６と、制御処理部１７とを備える。制御処理部１７ａについては、第２の実施形態で説明する。
【００２２】
通信部１１は、無人移動体管理局２０からの各種設定や制御情報等を受け付ける。例えば、通信部１１は、無線移動体管理局２０からの無線端末３０の電波情報の設定を受け付ける。記憶部１２は、無線端末３０の電波情報等を記憶する。電波受信部１３は、無線端末３０からの電波を受信する。通信中継部１４は、無線端末３０と無線基地局４０との通信を中継する。電力供給部１５は、駆動部１６の駆動、無人移動体１０自体の制御等で必要な電力を供給する。
【００２３】
制御処理部１７は、無人移動体１０全体の制御を司る。例えば、制御処理部１７は、電波受信部１３経由で無線端末３０の電波を探索し、無線基地局４０と通信可能かつ無線端末３０と通信可能な範囲内に無人移動体１０を移動させるよう駆動部１６を制御する。
【００２４】
上記のような無人移動体１０を導入することにより、大規模災害等により無線端末３０の近くの無線基地局が通信不能となった状態でも、無線端末３０の通信を可能とすることができる。その結果、例えば、被災者は、知人、友人、家族や親戚への安否通知を早く伝えられる。また、生命の危険があり、救助が必要な被災者への救助活動を早く開始でき、被災者の居場所の確認も可能なため、効率よく救助活動を進められる。また、山等での遭難者についても同様に、救援活動を早期に開始して効率の良い救援活動を行うことができる。
【００２５】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態のシステムを説明する。前記した実施形態と同じ構成は、同じ符号を付して説明を省略する。第２の実施形態のシステムは、無人移動体１０が無線基地局４０と通信可能かつ無線端末３０と通信可能な範囲に移動できないと判断した場合、他の無人移動体１０を呼び、当該無人移動体１０経由で、無線基地局４０との通信を中継する。つまり、システムは複数の無人移動体１０のマルチホップにより、無線端末３０と無線基地局４０との通信を中継する。
【００２６】
図４および図５を参照しながら、第２の実施形態のシステムの動作例を説明する。まず、無人移動体管理局２０は、無人移動体１０ａ（１０）を無線端末３０と通信可能な範囲に移動させる（図４の（１））。ここでの移動も、無人移動体１０ａの遠隔制御または自動航行による。
【００２７】
そして、無人移動体１０ａは、無線基地局４０と通信可能な範囲で、登録された無線端末３０の電波を探索する。ここで、無人移動体１０ａは、当該無線端末３０の電波をキャッチする前に、無線基地局４０との間の通信が途切れそうになった場合、他の無人移動体１０ｂ（１０）を呼ぶ（図４の（２））。例えば、無人移動体１０ａは、無線端末３０の電波をキャッチする前に、無線基地局４０からの電波の強さが所定値以下になったとき、
無人移動体管理局３０に対し、他の無人移動体１０ｂを、無人移動体１０ａと通信可能かつ無線基地局４０と通信可能な範囲に移動させるよう依頼する。そして、当該依頼を受けた無人移動体管理局３０は、依頼元の無人移動体１０ａの電波情報等を無人移動体１０ｂに設定し、移動させる。その後、無人移動体１０ａは、無人移動体１０ｂの接近を感知し、中継対象を無線基地局４０から無人移動体１０ｂに切り換えた後、無線基地局４０の圏外（無線基地局４０と通信可能な範囲外）に移動する（図４の（３））。例えば、無人移動体１０ｂの電波の強さが所定値以上になったときに、無人移動体１０ａは無線基地局４０から無人移動体１０ｂに中継対象を切り換える。
【００２８】
その後、無人移動体１０ａは、登録された無線端末３０の電波をさらに探索し、当該無線端末３０の電波をキャッチすると（図５の（４））、電波をキャッチできる範囲内で停止するか移動（例えば、旋回等）を繰り返す。
【００２９】
また、無人移動体１０ａに呼ばれた無人移動体１０ｂは、無人移動体１０ａの電波を探索し、無人移動体１０ａと通信可能かつ無線基地局４０と通信可能な範囲に移動する（図５の（５））。そして、無人移動体１０ａ，１０ｂは、無線端末３０と無線基地局４０との通信を中継する（図５の（６））。
【００３０】
なお、本実施形態では、無人移動体１０を２つ用いたマルチホップ無線通信中継により無線端末３０と無線基地局４０との間の通信を可能とした例であるが、必要に応じて無人移動体１０を３つ以上用いてももちろんよい。例えば、図５に示した無人移動体１０ｂが、無人移動体１０ａと通信可能かつ無線基地局４０と通信可能な範囲に移動できなかった場合、無人移動体管理局２０からさらに別の無人移動体１０を呼び、３つの無人移動体１０が通信を中継することにより無線端末３０と無線基地局４０との間の通信を可能としてもよい。
【００３１】
第２の実施形態のシステムの無人移動体１０は、制御処理部１７ａ（図２参照）を備える。この制御処理部１７ａは、電波受信部１３経由で無線端末３０の電波を探索するが、無線基地局４０と通信可能な範囲で当該無線端末３０の電波をキャッチできないとき、通信部１１経由で無人移動体管理局２０に対し他の無人移動体１０を呼ぶ。つまり、制御処理部１７ａは、無人移動体１０が無線基地局４０と通信可能かつ無線端末３０と通信可能な範囲に移動できないと判断したとき、他の無人移動体１０を呼ぶ。その後、制御処理部１７ａは、無線端末３０と通信可能な範囲に移動するよう、駆動部１６を制御する。そして、無人移動体１０が無線端末３０と通信可能な範囲に移動すると、通信中継部１４は、呼んだ他の無人移動体１０経由で無線端末３０と無線基地局４０との通信を中継する。
【００３２】
このようにすることで、１つの無人移動体１０では、無線端末３０と無線基地局４０との通信を中継できない場合でも、無線端末３０と無線基地局４０との通信の中継を行うことができる。
【００３３】
（その他の実施形態）
なお、前記した各実施形態において無人移動体１０は、予め登録された無線端末３０の電波を探索しながら自動航行するものとして説明したが、これに限定されない。例えば、無人移動体１０は、無人移動体管理局２０からの遠隔操作により移動するものでもよい。遠隔操作は、例えば、図６に例示するように無人移動体管理局２０から直接行われてもよいし、無人移動体管理局２０から他の無人移動体１０を経由して行われてもよい。さらに、無人移動体１０は、無人移動体管理局２０により登録された位置情報に基づき自動航行するものでもよい。例えば、無人移動体１０は、図７に示すように、無人移動体管理局２０が無人移動体１０に目的地の位置情報（例えば、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）の緯度、経度情報等）を登録すると（図７の（１））、無人移動体１０は登録された目的地に自動航行する（図７の（２））ものでもよい。
【００３４】
（適用例）
なお、前記した各実施形態の無人移動体１０を、被災地域等における無線チャネルの増加に用いてもよい。例えば、図８において、被災地域に無線端末群１と無線端末群２とがあり、双方とも被災後も無線基地局４０ａ（４０）を介して通信が可能であるが、知人や家族及び親戚等への通信のため、使用できるチャネル数に限界があり、輻輳状態となっている場合を考える。このような場合、無人移動体１０を導入することにより、無線端末群２は無人移動体１０を中継して別の無線基地局４０ｂ（４０）を介して通信可能となる。
【００３５】
これにより、大規模災害等により被災地域での多くの無線端末ユーザが安否通知等のため無線基地局へのアクセスにより通話できるチャネルが不足する場合でも同じ地域の無線端末群１，２を無線基地局４０に接続させることができる。その結果、無線端末群１，２が通話できるチャネル数を増加することが可能となり、輻輳状態を緩和できる。
【００３６】
また、例えば、前記した方法で増やした無線チャネルを１ユーザの無線端末３０に同時使用させることにより、無線端末３０の通信速度を向上させてもよい。例えば、図９に示すように、無線基地局４０ｃ（４０）の電波の範囲内にある無線端末３０が無人移動体１０経由で無線基地局４０ｄ（４０）も使用可能とすることで、無線端末３０の通信速度を向上させてもよい。このように無線端末３０の通信速度を向上させることで、無線端末３０は、被災地域等でも動画、静止画等の通信容量の大きいものを受信することができる。その結果、地域管轄する役所等に詳細な被災状況等を高速に送信することができる。また、無線基地局４０ｃ，４０ｄのうちいずれかの無線チャネルの電波状況が悪い場合でも、無線端末３０が通信できる確率を高められる。
【符号の説明】
【００３７】
１０    無人移動体
１１    通信部
１２    記憶部
１３    電波受信部
１４    通信中継部
１５    電力供給部
１６    駆動部
１７，１７ａ  制御処理部
２０    無人移動体管理局
３０    無線端末
４０    無線基地局
【図１】
2016219874.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】
2016219874.tif 000009
【図８】
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【図９】
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