JP2023183549A - 周波数帯決定装置 - Google Patents
周波数帯決定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023183549A JP2023183549A JP2022097120A JP2022097120A JP2023183549A JP 2023183549 A JP2023183549 A JP 2023183549A JP 2022097120 A JP2022097120 A JP 2022097120A JP 2022097120 A JP2022097120 A JP 2022097120A JP 2023183549 A JP2023183549 A JP 2023183549A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- frequency band
- radio waves
- base station
- received
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 134
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 44
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 33
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 23
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 14
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 5
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 4
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 3
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 101100536250 Homo sapiens TMEM120A gene Proteins 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- 102100028548 Ion channel TACAN Human genes 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
本発明は、基地局のアンテナが送受信する電波の周波数帯を決定する周波数帯決定装置に関する。
従来、ドローン等の飛行体の制御データを、セルラー通信用の基地局に設置されたアンテナから送信することで、安定した長距離飛行を実現する技術が開発されている。例えば、下記特許文献1に記載の無線通信システムにおいて、飛行体に搭載されたユーザ装置は、基地局からの無線信号を受信する受信部と、基地局からの無線信号を受信できない場合に、ユーザ装置の位置を測定し、測定された位置を示す位置情報を生成して中継装置に送信する送信部と、を有する。基地局は、3Dビームフォーミングをサポートし、ユーザ装置の位置情報を取得する取得部と、ユーザ装置の位置情報と基地局の位置情報とに基づいてビームを形成する方向を決定する決定部と、決定した方向にビームを形成して無線信号を送信する送信部と、を有する。
基地局は、地上付近が通信範囲としてカバーされるように複数配置されている。各基地局のアンテナは、通常は電波に干渉が生じないように配置されている。しかしながら、上述した従来技術のように、アンテナの指向方向を飛行体に向けて変化させた場合、アンテナ間で電波干渉が生じる可能性がある。電波干渉が生じると、飛行体および基地局の通信エリア内に位置する端末装置において、通信が乱れたり、通信が途切れたりする可能性がある。
本発明の目的は、飛行体に対してアンテナの指向方向を変化させた際に、他のアンテナとの間の電波干渉を防止することにある。
本発明の一態様に係る周波数帯決定装置は、基地局のアンテナが送受信する電波の周波数帯を決定する周波数帯決定装置であって、前記アンテナから送信される無線信号に基づいて飛行する飛行体に追従して前記アンテナが指向方向を変化させる期間に、前記アンテナの周囲に位置する他のアンテナの通信エリアに位置する端末装置が送受信するデータの種類を予め推定する推定部と、前記推定部による推定結果に基づいて、前記アンテナが指向方向を変化させる期間に当該アンテナが送受信する電波の周波数帯を決定する決定部と、を備える。
本発明の一態様によれば、飛行体に対してアンテナの指向方向を変化させた際に、他のアンテナとの間の電波干渉を防止することができる。
A.実施形態
A-1.システム構成
図1は、実施の形態にかかる管理装置10を含む通信管理システム1の構成を示すブロック図である。通信管理システム1は、少なくとも1つのアンテナAと、管理装置10と、少なくとも1つのアンテナ制御装置20とを含む。管理装置10は、周波数帯決定装置の一例である。管理装置10とアンテナ制御装置20とは、通信網Nで接続されている。本実施形態では、通信網Nは、基地局Bが構成するセルラー通信網である。なお、管理装置10とアンテナ制御装置20とが、セルラー通信網以外の通信網で接続されていてもよい。本実施形態では、基地局Bは、通信網Nへの接続サービスを提供する複数の通信事業者のうち、特定の通信事業者(以下、「第1通信事業者」という)により設置されている。また、本実施形態では、アンテナAおよびアンテナ制御装置20は、複数設けられているものとする。
A-1.システム構成
図1は、実施の形態にかかる管理装置10を含む通信管理システム1の構成を示すブロック図である。通信管理システム1は、少なくとも1つのアンテナAと、管理装置10と、少なくとも1つのアンテナ制御装置20とを含む。管理装置10は、周波数帯決定装置の一例である。管理装置10とアンテナ制御装置20とは、通信網Nで接続されている。本実施形態では、通信網Nは、基地局Bが構成するセルラー通信網である。なお、管理装置10とアンテナ制御装置20とが、セルラー通信網以外の通信網で接続されていてもよい。本実施形態では、基地局Bは、通信網Nへの接続サービスを提供する複数の通信事業者のうち、特定の通信事業者(以下、「第1通信事業者」という)により設置されている。また、本実施形態では、アンテナAおよびアンテナ制御装置20は、複数設けられているものとする。
アンテナAは、地上G(図2A等参照)付近に位置する端末装置Tまたは上空を飛行する飛行体Fとの間で無線通信を行う。アンテナAは、基地局Bに設置されている。基地局Bは、通信網Nの末端を構成し、端末装置Tまたは飛行体Fとの通信を通信網Nに中継する。基地局B間は有線回線または無線回線で接続される。なお、基地局Bが沿岸部に設置されている場合、アンテナAの通信エリアの一部が河川または海を含むように指向方向が設定される場合がある。この場合、アンテナAは、河川または海を航行する船舶等に位置する端末装置Tとも無線通信を行う場合がある。
本実施形態において、飛行体Fは、ドローン等の無人飛行体である。なお、飛行体Fは、航空機等の有人飛行体であってもよい。また、本実施形態において、端末装置Tは、スマートフォン、セルラーモデルのタブレット端末、フィーチャーフォン等である。この場合、端末装置Tは、例えば通話用の音声データ、動画再生用の映像データ、動画配信用の映像データ、緊急通報を行うための緊急通報用データ等を、通信網Nを用いて送受信する。なお、緊急通報とは、例えば警察、消防または海上保安庁への通報もしくは災害時伝言システムへの通話等が挙げられる。また、端末装置Tは、例えば気象情報等のリアルタイムなセンシングに用いられるセンサまたは防犯等を目的に設置されるカメラであってもよい。この場合、端末装置Tは、センサの出力値であるセンシングデータまたはカメラの撮像画像データ(動画または静止画)を、通信網Nを用いて送受信する。また、端末装置Tは、自動運転で走行する車両の制御装置であってもよい。この場合、端末装置Tは、車両の走行制御用データである自動運転データを、通信網Nを用いて送受信する。以下、複数の端末装置Tを識別する場合には、端末装置T1、端末装置T2のように表記する。
本実施形態では、複数の基地局B(B1~Bn)を例示し、各基地局Bには3つのアンテナAが設けられているものとする。3つのアンテナAは、例えば図2A等に示すように、基地局Bに設置された柱状部材(鉄塔など)に取り付けられる。より詳細には、3つのアンテナAは、柱状部材の外周に均等な間隔を置いて配置される。それぞれのアンテナAによって、基地局B(柱状部材)の周囲に3つの通信エリア(通信セル)が形成される。例えば、基地局Bnに設置されたアンテナAをアンテナAnと表記する。また、基地局Bnに設置された3つのアンテナAを区別する場合、アンテナAn-1、An-2およびAn-3と表記する。なお、本実施形態におけるアンテナAの数および配置は一例であり、アンテナAの数および配置は任意に変更可能である。
図6は、基地局Bを設置する第1通信事業者に割り当てられた周波数帯を模式的に示す図である。図6では周波数が高い順に、28GHz帯、4.5GHz帯、3.7GHz帯、3.5GHz帯、3.4GHz帯、2GHz帯、1.7GHz帯、1.5GHz帯、800MHz帯および700MHz帯が示されている。低周波数帯域ほど障害物の影響が小さく、電波が届きやすいので、圏外になる等の通信不良のリスクが少ない。
各周波数帯においては、通信に利用する帯域幅が定められている。図6に示すように、28GHz帯では400MHz、4.5GHz帯では100MHz、3.7GHz帯では100MHz、3.5GHz帯では40MHz、3.4GHz帯では40MHz、2GHz帯では15MHz、1.7GHz帯では20MHz、1.5GHz帯では15MHz、800MHz帯では10MHz、700MHz帯では10MHzであり、概ね高周波数帯ほど、帯域幅が広くなっている。帯域幅が広いと多くの情報を同時に送信できるので、高周波数帯は大容量データの送受信に適する。
1台のアンテナAには複数のアンテナ素子が取り付けられており、複数の周波数帯の電波を送受信可能である。1台のアンテナAと1台の端末装置Tとの間においては同時に複数の周波数帯の電波の送受信はできないが、アンテナA自体は同時に複数の周波数帯の電波の送受信が可能である。よって、1台のアンテナAと複数台の端末装置Tとの間で、異なる周波数帯を用いて同時に電波の送受信を行うことが可能である。なお、各アンテナAは、上述した複数のアンテナ素子の他、各アンテナ素子への信号を設定する移送器および移送器を制御する制御装置を備える。
本実施形態では、各アンテナAは、少なくとも800MHz帯および3.5GHz帯の利用が可能であるものとして説明する。同様に、端末装置Tおよび飛行体Fも、少なくとも800MHz帯および3.5GHz帯の利用が可能である。すなわち、アンテナA1-1,A2-1を含むアンテナAは、800MHz帯と、800MHz帯よりも帯域幅の広い3.5GHz帯とで電波を送受信可能である。また、アンテナA1-1,A2-1を含むアンテナAは、800MHz帯と、800MHz帯よりも高い中心周波数を有する3.5GHz帯とで電波を送受信可能である。800MHz帯は、第1周波数帯、第3周波数帯および第5周波数帯の一例である。3.5GHz帯は、第2周波数帯、第4周波数帯および第6周波数帯の一例である。
管理装置10は、各基地局BのアンテナAが送受信する電波の周波数帯を決定する。以下、アンテナAで送受信する電波の周波数帯を、単に「アンテナAの周波数帯」と表記する場合がある。詳細は後述するが、管理装置10は、複数設けられたアンテナA毎に周波数帯を決定し、決定した周波数帯の情報をアンテナ制御装置20に送信する。また、本実施形態では、管理装置10は、飛行体Fの位置に基づいてアンテナAの指向方向を決定し、決定した指向方向の情報をアンテナ制御装置20に送信する。
通常、各基地局のアンテナAは、通常は電波に干渉が生じないように配置および出力が調整されている。一方、本実施形態では、飛行体Fの位置に基づいてアンテナAの指向方向が変更される場合があり、アンテナA間で電波干渉が生じる可能性がある。通信管理システム1では、このような電波干渉を防止するために、管理装置10が各アンテナAの周波数帯を管理している。
アンテナ制御装置20(20-1~20-n)は、基地局B(B1~Bn)毎に配置される。本実施形態では、例えば基地局Bnに配置されたアンテナ制御装置20をアンテナ制御装置20-nと表記する。アンテナ制御装置20は、基地局B毎に配置されるに限らず、例えばアンテナA毎に設けられていてもよいし、複数の基地局Bに対して1つ設けられていてもよい。または、アンテナ制御装置20の機能を管理装置10が有していてもよい。
アンテナ制御装置20は、無線基地局装置と、アンテナAのチルト角を変更するチルト角制御システムとを含む。アンテナ制御装置20は、管理装置10で決定された周波数帯に基づいて、アンテナAで送受信する電波の周波数帯を切り替える。また、本実施形態では、アンテナ制御装置20は、管理装置10で決定されたアンテナAの指向方向に基づいて、アンテナAのチルト角を変更する。
A-2.アンテナの指向方向
次に、アンテナAの指向方向について説明する。図2Aは、基地局B(B1,B2)に設置されたアンテナA(A1-1,A2-1)の第1状態を模式的に示す図である。図2Bは、基地局Bに設置されたアンテナAの第2状態を模式的に示す図である。第1状態とは、基地局BのアンテナAが全て指向方向を地上Gに向けている状態である。第2状態とは、基地局BのアンテナAのうちの1つ(図2の例ではアンテナA1-1)が指向方向を上空の飛行体Fに向けている状態である。
次に、アンテナAの指向方向について説明する。図2Aは、基地局B(B1,B2)に設置されたアンテナA(A1-1,A2-1)の第1状態を模式的に示す図である。図2Bは、基地局Bに設置されたアンテナAの第2状態を模式的に示す図である。第1状態とは、基地局BのアンテナAが全て指向方向を地上Gに向けている状態である。第2状態とは、基地局BのアンテナAのうちの1つ(図2の例ではアンテナA1-1)が指向方向を上空の飛行体Fに向けている状態である。
基地局B1は第1基地局の一例であり、アンテナA1-1(後述する追従アンテナ)は第1アンテナの一例である。また、基地局B2は、第1基地局の周囲に位置する第2基地局の一例であり、アンテナA2-1(後述する補間アンテナ)は第2アンテナの一例である。図示の便宜上、図2Aおよび図2Bでは、基地局B1のアンテナA1-3および基地局B2にアンテナA2-3は示されていない。
通常時(飛行体Fが基地局B1,B2の周囲を飛行していない時)は、図2Aに示すように、基地局B1のアンテナA1-1の指向方向は地上Gを向いている。エリアE1に位置する端末装置T1は、アンテナA1-1の通信エリアに位置し、アンテナA1-1との間で電波を送受信することによって通信網Nに接続する。また、基地局B2のアンテナA2-1の指向方向は地上Gを向いている。エリアE2に位置する端末装置T2は、アンテナA2-1の通信エリアに位置し、アンテナA2-1との間で電波を送受信することによって通信網Nに接続する。なお、図示は省略するが、アンテナA1-2,A2-2の指向方向も地上Gを向いており、それぞれ地上Gに通信エリアを構築する。
一方、飛行体Fが基地局B1,B2の周囲を飛行している場合、基地局B1,B2が備えるアンテナA1-1~A1-3,A2-1~A2-3のうち、いずれか1つは、指向方向を上空の飛行体Fを向けるように制御される。図2Bの例では、基地局B1のアンテナA1-1が、指向方向を上空の飛行体Fに向けている。アンテナA1-1は、飛行体Fを追尾するように指向方向を変更してビームフォーミングを行うことで、上空の飛行体Fに飛行制御データを送信する。飛行体Fは、地上Gに配置された基地局B(例えばB1,B2)から送信される飛行制御データを受信して飛行する。飛行制御データは、基地局BのアンテナAから無線信号を用いて飛行体Fに送信される。すなわち、飛行体Fは、アンテナA1-1から送信される無線信号に基づいて飛行する。飛行制御データとは、例えば飛行体Fに対して進行方向および進行速度を指示するためのデータである。セルラー通信用に設けられた基地局BのアンテナAを用いて飛行体Fの飛行制御データを送信することによって、例えば飛行体Fと直接通信するコントローラを用いる場合と比較して、飛行体Fを遠方まで飛行させることができる。
また、一般に、飛行体Fは何らかの目的を持って飛行する。具体例には、カメラで地上等を撮影する空撮、地形等のセンシング、農薬の散布、荷物の配送等が、飛行体Fの飛行目的となる場合がある。例えば飛行体Fの飛行目的が空撮の場合、撮影した映像がリアルタイムで他の端末装置に送信され、利用される場合がある。また、例えば飛行体Fの飛行目的がセンシングの場合、センサの出力値(センシングデータ)がリアルタイムで他の端末装置に送信され、利用される場合がある。このように、飛行体Fから送信するデータについても、アンテナAを用いて送受信される。
アンテナA1-1の指向方向は、アンテナ制御装置20-1(図1参照)によって変更される。アンテナ制御装置20-1は、例えば図2Bに示すように、アンテナA1-1のチルト角を、機器を用いて変更する(機械チルト方式)。または、アンテナ制御装置20-1は、アンテナA1-1の指向方向を、アンテナA1-1から放射される電波の位相を変化させる(電気チルト方式)ことで変更してもよい。この時、基地局B1,B2は、アンテナA1,A2の指向方向を仰角方向に変更する。
ここで、飛行体Fに向けてアンテナA1-1の指向方向が変更された場合、アンテナA1-1の通信エリアであった地上GのエリアE1はアンテナA1-1の通信エリア外となり、エリアE1に位置する端末装置T1は通信網Nに接続できなくなる。よって、周辺の基地局B2のアンテナA2-1でエリアE1をカバーするように、アンテナ制御装置20-2(基地局B2に設けられたアンテナ制御装置20)は、アンテナA2-1の指向方向を変更する。すなわち、アンテナA2-1は、アンテナA1-1が指向方向を飛行体Fに追従して変化させている期間に、アンテナA1-1の通信エリアに指向方向を向ける。
よって、エリアE1に位置する端末装置T1がアンテナA2-1との間で電波を送受信することが可能となり、通信網Nへの接続が可能となる。アンテナA2-1の指向方向の変更には、例えばアンテナA1-1と同様に機械チルト方式が用いられる。なお、アンテナA2-1の指向方向は、電気チルト方式で変更されてもよい。図2BにおけるアンテナA2-1のように、追従アンテナの通信エリアに向けて指向方向を変更するアンテナAを、以下「補間アンテナ」という。なお、追従アンテナの周辺のアンテナAのうち、いずれのアンテナAを補間アンテナとするかは、例えば管理装置10が後述する基地局データベースDB1を用いて判定する。
なお、追従アンテナであるアンテナA1-1の通信エリアに端末装置Tが位置しない場合は、アンテナA2-1は指向方向を変更しなくてもよい。管理装置10は、例えば利用実績データベースDB2(図3参照)に基づいて、アンテナA1-1の通信エリアにおけるM秒後の端末装置Tの有無を推測する。利用実績データベースDB2は、モバイル空間統計にも用いられる、過去の特定時間において各基地局Bの通信エリアに所在する端末装置T(利用者)のデータを記憶している。M秒後のアンテナA1-1の通信エリアに端末装置Tがないと推定した場合、管理装置10は、周辺のアンテナA(図2Bの例ではアンテナA2-1)のチルト角制御は行わない。一方、M秒後のアンテナA1-1の通信エリアに端末装置Tがあると推定した場合、管理装置10は、周辺のアンテナA(図2Bの例ではアンテナA2-1)のチルト角制御を行う。
A-3.管理装置10
次に、図1に示す各構成の詳細について説明する。図3は、管理装置10の構成を示すブロック図である。管理装置10は、通信装置101と、記憶装置102と、処理装置103とを備える。通信装置101と、記憶装置102と、処理装置103とは、バス104によって相互に接続される。
次に、図1に示す各構成の詳細について説明する。図3は、管理装置10の構成を示すブロック図である。管理装置10は、通信装置101と、記憶装置102と、処理装置103とを備える。通信装置101と、記憶装置102と、処理装置103とは、バス104によって相互に接続される。
通信装置101は、無線通信または有線通信を用いてアンテナ制御装置20と通信する。本実施形態において、通信装置101は、通信網Nに接続可能なインターフェースを備え、通信網Nを介してアンテナ制御装置20の通信装置201(図4参照)と通信する。
記憶装置102は、処理装置103が読み取り可能な記録媒体である。記憶装置102は、例えば、不揮発性メモリーと揮発性メモリーとを含む。不揮発性メモリーは、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)およびEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)である。揮発性メモリーは、例えば、RAM(Random Access Memory)である。
記憶装置102は、プログラムPG1、基地局データベースDB1および利用実績データベースDB2を記憶する。図3中、「データベース」を「DB」と表記する。プログラムPG1は、管理装置10を動作させるためのプログラムである。
基地局データベースDB1は、基地局Bの位置情報および各基地局Bに設置されたアンテナAの通信エリアを特定するエリア情報が記憶される。エリア情報には、アンテナAの指向方向を地上Gに向けた場合の通信エリアを示す情報と、アンテナAの指向方向を上空に向けた場合の通信エリアを示す情報とが含まれている。また、エリア情報には、アンテナAのチルト角を所定角度刻みで変化させた場合の、それぞれのチルト角における通信エリアを示す情報が含まれてもよい。また、エリア情報には、通信エリア内の電波強度の分布を示す情報が含まれていてもよい。
利用実績データベースDB2は、過去の所定期間において、各アンテナAの通信エリア内に位置する端末装置Tの数および各端末装置Tが送受信するデータの種類を集計した利用実績データが記憶されている。利用実績データベースDB2は、過去にアンテナA1-1を含む全アンテナAの通信エリアに位置する端末装置Tが送受信したデータの種類を示す情報を含む。利用実績データは、上記のように各アンテナAの通信エリア単位で集計されていてもよいし、他の単位(例えば市町村および地番等の行政区画、または緯度経度等に基づいて一律に地表を分割したブロック単位等)で集計されていてもよい。
処理装置103は、1または複数のCPU(Central Processing Unit)を含む。1または複数のCPUは、1または複数のプロセッサの一例である。プロセッサおよびCPUの各々は、コンピュータの一例である。
処理装置103は、記憶装置102からプログラムPG1を読み取る。処理装置103は、プログラムPG1を実行することによって、アンテナ決定部110、推定部112、周波数帯決定部114および送信部116として機能する。アンテナ決定部110、推定部112、周波数帯決定部114および送信部116の少なくとも1つは、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)およびFPGA(Field Programmable Gate Array)等の回路によって構成されてもよい。アンテナ決定部110、推定部112、周波数帯決定部114および送信部116の詳細は後述する。
A-4.アンテナ制御装置20
図4は、アンテナ制御装置20の構成を示すブロック図である。アンテナ制御装置20は、通信装置201と、アクチュエータ202と、記憶装置203と、処理装置204とを備える。通信装置201と、アクチュエータ202と、記憶装置203と、処理装置204とは、バス205によって相互に接続される。
図4は、アンテナ制御装置20の構成を示すブロック図である。アンテナ制御装置20は、通信装置201と、アクチュエータ202と、記憶装置203と、処理装置204とを備える。通信装置201と、アクチュエータ202と、記憶装置203と、処理装置204とは、バス205によって相互に接続される。
通信装置201は、無線通信または有線通信を用いてアンテナ制御装置20と通信する。本実施形態において、通信装置201は、通信網Nに接続可能なインターフェースを備え、通信網Nを介して管理装置10の通信装置101(図3参照)と通信する。
アクチュエータ202は、アンテナAを回転可能に支持する支持機構に設けられている。アクチュエータ202の駆動によって支持機構が回転し、アンテナAのチルト角が変更される。
記憶装置203は、処理装置204が読み取り可能な記録媒体である。記憶装置203は、例えば、不揮発性メモリーと揮発性メモリーとを含む。不揮発性メモリーは、例えば、ROM、EPROMおよびEEPROMである。揮発性メモリーは、例えば、RAMである。記憶装置203は、プログラムPG2を記憶する。プログラムPG2は、アンテナ制御装置20を動作させるためのプログラムである。
処理装置204は、1または複数のCPUを含む。1または複数のCPUは、1または複数のプロセッサの一例である。プロセッサおよびCPUの各々は、コンピュータの一例である。
処理装置204は、記憶装置203からプログラムPG2を読み取る。処理装置204は、プログラムPG2を実行することによって、動作制御部211として機能する。動作制御部211は、DSP、ASIC、PLDおよびFPGA等の回路によって構成されてもよい。動作制御部211は、アンテナ制御装置20の動作を制御する。例えば、動作制御部211は、管理装置10から送信された制御信号に基づいてアクチュエータ202を駆動させ、アンテナAのチルト角を変更させる。また、動作制御部211は、管理装置10から送信された制御信号に基づいてアンテナAの周波数帯を変更させる。
A-4.処理装置103の詳細
つぎに、処理装置103がプログラムPG1を実行することによって実現する、アンテナ決定部110、推定部112、周波数帯決定部114および送信部116の詳細について説明する。
つぎに、処理装置103がプログラムPG1を実行することによって実現する、アンテナ決定部110、推定部112、周波数帯決定部114および送信部116の詳細について説明する。
アンテナ決定部110は、N秒後に飛行体Fに対して飛行制御データを送信するアンテナA(追従アンテナ)を決定する。本実施形態では、アンテナ決定部110は、飛行体Fの飛行計画と、飛行体Fの現在位置情報と、飛行体Fの飛行速度情報とに基づいて、追従アンテナを決定する。
飛行体Fの飛行計画とは、飛行体Fの飛行日時、飛行目的、飛行ルート、飛行高度等を含む情報である。アンテナ決定部110は、例えば飛行体Fの飛行を管理する飛行管理システムから、基地局B周辺を飛行する飛行体Fの飛行計画を取得する。飛行計画の取得は、例えば飛行体Fの飛行開始に先立って行われる。
また、アンテナ決定部110は、飛行体Fから直接、または飛行管理システムから、飛行体Fの現在位置情報および飛行体Fの飛行速度情報を取得する。なお、飛行速度情報は、飛行体Fの現在位置情報の経時的変化に基づいてアンテナ決定部110が算出してもよい。飛行体Fの現在位置情報および飛行体Fの飛行速度情報の取得は、飛行体Fの飛行中継続して行われる。
アンテナ決定部110は、飛行計画に基づいて飛行体Fの飛行経路R1を把握し、現在位置情報および飛行速度情報に基づいて、N秒後における飛行経路R1上の飛行体Fの位置を予測する。なお、飛行体Fの現在位置情報が飛行計画と大きく異なる位置にある場合には、飛行体Fの現在位置情報の軌跡に基づいてN秒後までの移動方向を推定し、N秒後における飛行体Fの位置を推定してもよい。
アンテナ決定部110は、N秒後における飛行体Fの位置と、基地局データベースDB1に基づいて追従アンテナを決定する。より詳細には、アンテナ決定部110は、チルト角を上空に向けて変更した場合に、N秒後における飛行体Fの位置を通信エリアに含むアンテナAを、追従アンテナとして決定する。追従アンテナの候補が複数ある場合には、他追えばN秒後の飛行体Fの位置に最も近い基地局BのアンテナAを追従アンテナに決定してもよい。
なお、例えば図2Bのように、基地局B2に近い領域を飛行体Fが飛行する場合であっても、追従アンテナが基地局B2のアンテナA2-1~2-3ではない場合がある。これは、飛行体Fの位置が基地局B2の真上に近く、基地局B2のアンテナA2-1~A2-3のチルト角を上空に向けて変更しても、通信エリアに飛行体Fが入らないためである。この場合、アンテナ決定部110は、基地局B2の周辺に位置する基地局B1のアンテナA(図2の例でではアンテナA1-1)を追従アンテナに決定する。
また、アンテナ決定部110は、追従アンテナが指向方向を飛行体Fに追従して変化させている期間に、追従アンテナの通信エリアに指向方向を向ける補間アンテナを決定する。上述のように、補間アンテナは、利用実績データベースDB2および基地局データベースDB1に基づいて決定される。すなわち、アンテナ決定部110は、追従アンテナの通信エリアに端末装置Tが位置することが推定される場合、追従アンテナの周囲のアンテナAのうち、チルト角を変更することで追従アンテナの通信エリアをカバー可能なアンテナAを補間アンテナとして決定する。
なお、補間アンテナは複数であってもよい。例えば、第1補間アンテナと第2補間アンテナとで、追従アンテナの通信エリアを分割してカバーしてもよい。または、第1補間アンテナが追従アンテナの通信エリアに向けて指向方向を変更した結果、元々の通信エリアをカバーできなくなった場合、第2補間アンテナによって第1補間アンテナがカバーできなくなった通信エリアをカバーしてもよい。
図5Aおよび図5Bは、追従アンテナおよび補間アンテナを模式的に示す図である。図5Aおよび図5Bに示す飛行経路R1は、飛行体Fの飛行計画に沿った経路である。また、図5Aおよび図5Bにおいて、実線はアンテナAの指向方向が上空に向いていることを示し、二点破線はアンテナAの指向方向が上空に向いていることを示す。
アンテナ決定部110は、飛行体Fの飛行計画に基づいて、飛行経路R1の周辺の基地局Bを特定する。図5Aの例では、基地局B1~B5が飛行経路R1の周辺に位置する。アンテナ決定部110は、基地局データベースDB1に基づいて、チルト角を変更することによって飛行経路R1の各地点を通信エリアに含み得るアンテナAを特定し、当該アンテナAを追従アンテナに決定する。
図5Aの例では、飛行経路R1のうち区間P1-P2では基地局B1のアンテナA1―1を追従アンテナに決定される。以下同様に、区間P2-P3では基地局B3のアンテナA3―1、区間P3-P4では基地局B4のアンテナA4―1、区間P4-P5では基地局B5のアンテナA5―1が、それぞれ追従アンテナに決定される。
図5Bに示すように、例えば飛行体Fが区間P1-P2に位置する場合、基地局B1のアンテナA1―1が追従アンテナとなり、アンテナA1―1は指向方向を飛行体Fに向ける。この間、アンテナA1―1の通信エリアに端末装置Tが存在すると推定される場合、基地局B1に隣接する基地局B2のアンテナA2-1が補間アンテナとしてアンテナA1―1の通信エリアをカバーする。すなわち、アンテナA2-1は、アンテナA1-1の通信エリアに向けて指向方向を変更し、アンテナA1-1の通信エリアに位置する端末装置Tの通信が途切れないようにする。なお、飛行体Fが区間P1-P2を通過した後は、アンテナA1―1は指向方向を地上Gに戻す。また、アンテナA2-1も指向方向を元の方向に戻す。
なお、本実施形態では、管理装置10が追従アンテナを決定するものとしたが、これに限らず、管理装置10が、他の装置で決定された追従アンテナの情報を取得してもよい。また、本実施形態では、管理装置10がN秒後における飛行体Fの位置を推定したが、これに限らず、管理装置10が、他の装置で推定されたN秒後における飛行体Fの位置を取得してもよい。
推定部112は、飛行体Fに追従して追従アンテナが指向方向を変化させる間に、追従アンテナの周囲に位置する他のアンテナAの通信エリアに位置する端末装置Tが送受信するデータの種類を予め推定する。追従アンテナの周囲に位置する他のアンテナAとは、飛行体Fに追従して追従アンテナが指向方向を変化させる間に、追従アンテナの電波が到達する範囲を通信エリアに含むアンテナAである。追従アンテナの周囲に位置する他のアンテナAは、補間アンテナであってもよい。また、飛行体Fに追従して追従アンテナが指向方向を変化させる間とは、例えば追従アンテナが地上Gから飛行体F(上空)に指向方向を移動させている間、追従アンテナが飛行体Fに向けて指向方向を維持している間、および追従アンテナが飛行体F(上空)から地上Gに指向方向を戻す間、の少なくともいずれかの期間である。
推定部112は、例えば利用実績データベースDB2に基づいて、データの種類を推定する。端末装置Tが送受信するデータの種類としては、上述のように、例えば音声データ、動画再生用の映像データ、動画配信用の映像データ、緊急通報用データ、センシングデータ、走行制御用データ等が挙げられる。推定部112は、例えばN秒後と共通する時間帯(時刻、曜日)において、追従アンテナの通信エリアに位置した端末装置Tが送受信したデータの種類を利用実績データベースDB2から読み出す。または、推定部112は、追従アンテナの通信エリアに位置する端末装置Tが現在送受信しているデータの種類に基づいて、N秒後に当該端末装置Tが送受信するデータの種類を推定してもよい。
また、推定部112は、補間アンテナの通信エリアに位置する端末装置Tが送受信するデータの種類についても予め推定してもよい。図2Bの例によれば、追従アンテナはアンテナA1-1であり、補間アンテナはアンテナA2-1である。推定部112は、アンテナA1-1の通信エリアであるエリアE1に位置する端末装置T1がN秒後に送受信するデータの種類を推定する。また、推定部112は、アンテナA2-1の通信エリアであるエリアE2に位置する端末装置T2がN秒後に送受信するデータの種類を推定してもよい。
周波数帯決定部114は、推定部112による推定結果に基づいて、追従アンテナが指向方向を変化させる期間において追従アンテナが送受信する電波の周波数帯を決定する。周波数帯決定部114は、追従アンテナが送受信する電波の周波数帯と、追従アンテナの周囲に位置するアンテナAが送受信する電波の周波数帯とを異なる周波数帯に決定する。また、周波数帯決定部114は、追従アンテナが指向方向を変化させる期間に追従アンテナの周囲に位置するアンテナAが送受信する電波の周波数帯を更に決定する。周波数帯決定部114は、決定部の一例である。
本実施形態では、周波数帯決定部114は、アンテナA1-1の指向方向を飛行体Fに追従して変化させている間に、アンテナA1-1が送受信する電波の周波数帯を決定する。また、周波数帯決定部114は、アンテナA1-1の指向方向を飛行体Fに追従して変化させている間に、アンテナA1-1の周囲に位置するアンテナA(代表的には補間アンテナであるアンテナA2-1)が送受信する電波の周波数帯を決定する。周波数帯決定部114は、アンテナA1-1が送受信する電波の周波数帯と、アンテナA2-1が送受信する電波の周波数帯との異なる周波数帯に決定する。
図7は、端末装置Tで送受信するデータの種類と周波数帯との関係の一例を示す図である。例えば端末装置Tで送受信するデータが緊急通報用データである場合、送受信するデータ量は少ないものの、即応性が要求される。このため、通信が安定した低周波数帯である700MHz帯~2.1GHz帯の利用が適している。また、端末装置Tで送受信するデータが動画再生用の映像データである場合、送受信するデータ量は多いが、即応性は要求されない。このため、大容量データの送受信に適した28GHz帯の利用が適している。
また、端末装置Tで送受信するデータが動画配信用の映像データである場合、送受信するデータ量が多きく、かつ即応性が要求される。このため、28GHz帯と比較して通信が安定し、かつ大容量データが送受信可能な3.4GHz帯~4.5GHz帯の利用が適している。端末装置Tで送受信するデータがセンシングデータである場合、送受信するデータ量は少なく、即応性は要求されない。このため、帯域幅が狭い700MHz帯、800MHz帯の利用が適している。また、端末装置Tで送受信するデータが自動運転用データである場合、送受信するデータ量は中程度からやや多い範囲であり、即応性が要求される。このため、28GHz帯と比較して通信が安定し、かつ大容量データが送受信可能な3.4GHz帯~4.5GHz帯の利用が適している。
図8は、飛行体Fで送受信するデータの種類と周波数帯との関係の一例を示す図である。例えば飛行体Fで送受信するデータが飛行体Fの飛行制御用データである場合、送受信するデータ量は少ないものの、即応性が要求される。このため、通信が安定した低周波数帯である700MHz帯~800MHz帯の利用が適している。また、飛行体Fで送受信するデータが飛行体Fの制御用の映像データである場合(飛行体Fで撮像した映像を用いて飛行体Fの位置を把握して進行方向の調整をする場合等)、送受信するデータ量は多く、かつ即応性も要求される。このため、通信が安定した低周波数帯である700MHz帯~800MHz帯の利用が適している。すなわち、飛行体Fの制御に関するデータついては、即応性が求められ、電波の途切れまたは遅延が許容できない通信なので、低周波数帯域の利用が好ましい。
また、飛行体Fで送受信するデータがセンシングデータまたはログ収集用データ等である場合、送受信するデータ量は少なく、即応性が要求されない。このため、電波の途切れまたは遅延が生じる可能性がある高周波数帯の1.7GHz帯~3.5GHz帯の利用が適している。また、飛行体Fで送受信するデータがリアルタイム配信ではない非同期の映像データ(例えば配信ではなく記録目的の映像等)である場合、送受信するデータ量は多いが、即応性が要求されない。このため、電波の途切れまたは遅延が生じる可能性がある高周波数帯の1.7GHz帯~3.5GHz帯の利用が適している。すなわち、電波の途切れまたは遅延が許容できるデータは、高周波数帯を利用する。
なお、追従アンテナの周波数帯は、航空機等の他の飛行体との重要な通信に影響を及ぼさないように選択される。具体例には、例えば航空機の航行制御(航空無線航行)に用いられる960MHz~1215MHz帯(DME/TACAN)、4200MHz~4400MHz帯(電波高度計等)、9000MHz~9200MHz帯(PAR)、および、位置情報を用いた端末の制御(位置測位サービス)に用いられる、1215MHz~1240MHz帯、1563.4MHz~1587.4MHz帯、1164MHz~1300MHz帯から離れた周波数帯の利用が望ましい。
図9Aおよび図9Bは、追従アンテナと補間アンテナとに割り当てる周波数帯を模式的に示す図である。図9Aにおいて、追従アンテナであるアンテナA1-1は、飛行体Fとの間で電波を送受信する。飛行体Fは、リアルタイム配信ではない映像の送信を行っており、アンテナA1-1との間で飛行制御データと、映像データとを送受信する。補間アンテナであるアンテナA2-1は、自装置の通信エリアに位置する端末装置T1およびT2との間で電波を送受信する。端末装置T1では通常の通話が行われており、端末装置T1は通話データを送受信している。端末装置T2では映像配信が行われており、端末装置T2は映像データを送受信している。
周波数帯決定部114は、アンテナA1-1が飛行体Fに飛行制御データを送信している期間は、アンテナA1-1では800MHz帯で電波を送受信し、アンテナA2-1では3.5GHz帯で電波を送受信すると決定する。飛行制御データが途切れた場合、飛行体Fの飛行に支障が生じる可能性がある。よって、周波数帯決定部114は、飛行制御データの送受信中(図9Aの期間t1,t3,t5)は、障害物の影響が少なく電波が途切れる可能性が低い800MHz帯をアンテナA1-1に割り当てる。
また、周波数帯決定部114は、アンテナA1-1が飛行体Fから映像データを受信している期間は、アンテナA1-1では3.5GHz帯で電波を送受信し、アンテナA2-1では800MHz帯で電波を送受信すると決定する。映像データは飛行制御用データと比較してデータ量が多く、またリアルタイム配信ではない映像の送信には即時性が要求されない。よって、周波数帯決定部114は、動画データの送受信中(図9Aの期間t2,t4)は、帯域幅が広い3.5GHz帯をアンテナA1-1に割り当てる。
一方、アンテナA2-1では、期間t1,t3,t5には3.5GHz帯が割り当てられる。端末装置T1と端末装置T2とを比較すると、映像配信を行っている端末装置T2への電波の送信時に帯域幅が広い3.5GHz帯を利用するのが適当である。このため、周波数帯決定部114は、期間t1,t3,t5にはアンテナA2-1から端末装置T2に対して電波を送信すると決定する。すなわち、周波数帯決定部114は、端末装置T2が動画データ(映像データ)を送受信する期間は、アンテナA1-1では800MHz帯で電波を送受信し、アンテナA2-1では3.5GHz帯で電波を送受信すると決定する。また、周波数帯決定部114は、アンテナA2-1に800MHzが割り当てられる期間t2,t4には、通話が行われている端末装置T1に対して電波を送信すると決定する。
また、例えば端末装置Tから送信されるのが緊急通報用データ等、途切れが許容されないデータである場合等は、アンテナA2-1に優先的に800MHz帯が割り当てられてもよい。すなわち、周波数帯決定部114は、端末装置T1が緊急通報に関するデータを送受信する期間は、アンテナA1-1では3.5GHz帯で電波を送受信し、アンテナA2-1では800MHz帯で電波を送受信すると決定してもよい。
図9Bにおいて、飛行体Fは、空中から静止画の撮影を行っており、アンテナA1-1との間で飛行制御データと、静止画の画像データとを送受信する。アンテナA2-1は、通常の通話が行われている端末装置T1と、緊急通報の通話が行われている端末装置T2との間で電波を送受信する。周波数帯決定部114は、端末装置T2が緊急通報用データを送受信する期間(図9Bの期間t2,t4)は、障害物の影響が少なく電波が途切れる可能性が低い800MHz帯をアンテナA2-1に割り当てる。また、周波数帯決定部114は、端末装置T1が通常の通話データを送受信する期間(図9Bの期間t1,t3,t5)は、アンテナA1-1に800MHz帯を割り当てる期間を確保するため、アンテナA2-1に3.5GHz帯を割り当てる。
周波数帯決定部114は、アンテナA2-1に800MHzを割り当てている期間は、アンテナA1-1には3.5GHz帯を割り当てる。アンテナA1-1は、3.5GHz帯が割り当てられている期間に、飛行体Fから映像データを受信する。また、周波数帯決定部114は、アンテナA2-1に3.5GHzを割り当てている期間に、アンテナA1-1には800MHz帯を割り当てる。アンテナA1-1は、800MHz帯が割り当てられている期間に、飛行体Fに飛行制御データを送信する。
なお、上述した例では、説明を単純化するため、アンテナA1-1およびアンテナA2-1の2アンテナ間の周波数帯の割り当てについて説明したが、実際には更に多くのアンテナAとの間で周波数帯の割り当てが必要な場合がある。また、上述した例では、説明を単純化するため、アンテナA2-1の通信エリア内に端末装置Tが2台位置する場合について説明したが、実際には更に多くの端末装置Tとの間で周波数帯の割り当てが必要な場合がある。
図3に示す送信部116は、アンテナ決定部110が決定した追従アンテナに対応するアンテナ制御装置20および補間アンテナに対応するアンテナ制御装置20に対して、アンテナAのチルト角を変更する制御信号を送信する。また、送信部116は、追従アンテナに対応するアンテナ制御装置20および追従アンテナの周囲に位置するアンテナAに対応するアンテナ制御装置20に対して、周波数帯決定部114が決定した周波数帯への切り替えを行うよう制御する制御信号を送信する。
A-5.処理装置103の動作
図10は、処理装置103の動作を示すフローチャートである。処理装置103は、所定の処理間隔で図6の処理を繰り返す。処理装置103は、アンテナ決定部110としてとして機能し、飛行体Fの飛行情報を取得する(ステップS101)。飛行情報とは、飛行体Fの飛行計画、飛行体Fの現在位置情報および飛行体Fの飛行速度情報である。処理装置103は、アンテナ決定部110として機能し、飛行情報に基づいて、N秒後の飛行体Fの位置を予測する(ステップS102)。処理装置103は、アンテナ決定部110として機能し、N秒後における飛行体Fの位置と、基地局データベースDB1に基づいて追従アンテナを決定する(ステップS103)。
図10は、処理装置103の動作を示すフローチャートである。処理装置103は、所定の処理間隔で図6の処理を繰り返す。処理装置103は、アンテナ決定部110としてとして機能し、飛行体Fの飛行情報を取得する(ステップS101)。飛行情報とは、飛行体Fの飛行計画、飛行体Fの現在位置情報および飛行体Fの飛行速度情報である。処理装置103は、アンテナ決定部110として機能し、飛行情報に基づいて、N秒後の飛行体Fの位置を予測する(ステップS102)。処理装置103は、アンテナ決定部110として機能し、N秒後における飛行体Fの位置と、基地局データベースDB1に基づいて追従アンテナを決定する(ステップS103)。
処理装置103は、推定部112として機能し、追従アンテナの周囲に位置する他のアンテナAの通信エリアに位置する端末装置Tが、追従アンテナが指向方向を変化させる間に送受信するデータの種類を推定する(ステップS104)。処理装置103は、周波数帯決定部114として機能し、推定部112による推定結果に基づいて、追従アンテナが指向方向を変化させる期間において、追従アンテナおよび追従アンテナの周囲に位置するアンテナAが送受信する電波の周波数帯を決定する(ステップS105)。処理装置103は、送信部116として機能し、追従アンテナに対応するアンテナ制御装置20および補間アンテナに対応するアンテナ制御装置20に対して、アンテナAのチルト角を変更する制御信号を送信する。また、処理装置103は、送信部116として機能し、追従アンテナに対応するアンテナ制御装置20および追従アンテナの周囲に位置するアンテナAに対応するアンテナ制御装置20に対して、ステップS105で決定された周波数帯への切り替えを行うよう制御する制御信号を送信する(ステップS106)。
A-6.実施形態のまとめ
以上説明したように、実施形態によれば、飛行体Fに向けて追従アンテナの指向方向を変更するシステムにおいて、管理装置10は、追従アンテナの周囲のアンテナAの通信エリアに位置する端末装置Tが送受信するデータの種類に基づいて、追従アンテナで送受信する電波の周波数帯を決定する。よって、周囲のアンテナAの周波数帯を考慮して追従アンテナの周波数帯を決定することができ、追従アンテナが指向方向を変更することによる周囲のアンテナAへの影響を低減できる。
以上説明したように、実施形態によれば、飛行体Fに向けて追従アンテナの指向方向を変更するシステムにおいて、管理装置10は、追従アンテナの周囲のアンテナAの通信エリアに位置する端末装置Tが送受信するデータの種類に基づいて、追従アンテナで送受信する電波の周波数帯を決定する。よって、周囲のアンテナAの周波数帯を考慮して追従アンテナの周波数帯を決定することができ、追従アンテナが指向方向を変更することによる周囲のアンテナAへの影響を低減できる。
また、管理装置10は、追従アンテナが送受信する電波の周波数帯と、追従アンテナの周囲に位置するアンテナA(代表的には補間アンテナ)が送受信する電波の周波数帯とを異なる周波数帯に決定する。よって、追従アンテナと周囲のアンテナAとの間における電波干渉を防止できる。
また、管理装置10は、飛行体Fの飛行に伴って追従アンテナの指向方向を変更させる間、追従アンテナの通信エリアに補間アンテナの指向方向を向けさせる。よって、追従アンテナの通信エリア内に位置する端末装置Tの通信が途切れることなく、通信状態が安定する。
また、管理装置10は、追従アンテナが飛行体Fに飛行制御データを送信している期間は、追従アンテナでは800MHz帯で電波を送受信し、周囲のアンテナAでは3.5GHz帯で電波を送受信すると決定する。よって、障害物または降雨等の影響で飛行体Fへの通信が途切れるのを防止して、飛行体Fの飛行状態を安定させることができる。また、追従アンテナと補間アンテナとで、利用する周波数帯が異なるので、アンテナ間での干渉を防止できる。
また、管理装置10は、補間アンテナの通信範囲に位置する端末装置Tが緊急通報に関するデータを送受信する期間は、追従アンテナでは3.5GHz帯で電波を送受信し、補間アンテナでは800MHz帯で電波を送受信すると決定する。よって、障害物または降雨等の影響で電波が途切れるのを防止して、端末装置Tの通信状態を安定させることができる。また、追従アンテナと補間アンテナとで、利用する周波数帯が異なるので、アンテナ間での干渉を防止できる。
また、管理装置10は、補間アンテナの通信範囲に位置する端末装置Tが動画データを送受信する期間は、追従アンテナでは800MHz帯で電波を送受信し、補間アンテナでは3.5GHz帯で電波を送受信すると決定する。よって、補間アンテナによって単位時間当たりに送受信できるデータ量が多くなり、動画の遅延または途切れを防止することができる。また、追従アンテナと補間アンテナとで、利用する周波数帯が異なるので、アンテナ間での干渉を防止できる。
また、管理装置10は、追従アンテナの周囲のアンテナAの通信エリアに位置する端末装置Tが過去に送受信したデータの種類を示す利用実績データベースDB2に基づいて、端末装置Tが送受信するデータの種類を推定する。よって、精度よくデータの種類を推定することができ、端末装置Tの通信状態が安定する。
B:その他
(1-1)上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及びソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現方法は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的又は論理的に結合した1つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的又は間接的に(例えば、有線、無線などを用いて)接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。機能ブロックは、上記1つの装置又は上記複数の装置にソフトウェアを組み合わせて実現されてもよい。機能には、判断、決定、判定、計算、算出、処理、導出、調査、探索、確認、受信、送信、出力、アクセス、解決、選択、選定、確立、比較、想定、期待、見做し、報知(broadcasting)、通知(notifying)、通信(communicating)、転送(forwarding)、構成(configuring)、再構成(reconfiguring)、割り当て(allocating、mapping)、割り振り(assigning)などがあるが、これらに限られない。たとえば、送信を機能させる機能ブロック(構成部)は、送信部(transmitting unit)または送信機(transmitter)と呼称される。いずれも、上述したとおり、実現方法は特に限定されない。
(1-1)上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及びソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現方法は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的又は論理的に結合した1つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的又は間接的に(例えば、有線、無線などを用いて)接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。機能ブロックは、上記1つの装置又は上記複数の装置にソフトウェアを組み合わせて実現されてもよい。機能には、判断、決定、判定、計算、算出、処理、導出、調査、探索、確認、受信、送信、出力、アクセス、解決、選択、選定、確立、比較、想定、期待、見做し、報知(broadcasting)、通知(notifying)、通信(communicating)、転送(forwarding)、構成(configuring)、再構成(reconfiguring)、割り当て(allocating、mapping)、割り振り(assigning)などがあるが、これらに限られない。たとえば、送信を機能させる機能ブロック(構成部)は、送信部(transmitting unit)または送信機(transmitter)と呼称される。いずれも、上述したとおり、実現方法は特に限定されない。
(1-2)情報の通知は、本開示において説明した態様/実施形態に限られず、他の方法を用いて行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング(例えば、DCI(Downlink Control Information)、UCI(Uplink Control Information))、上位レイヤシグナリング(例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリング、MAC(Medium Access Control)シグナリング、報知情報(MIB(Master Information Block)、SIB(System Information Block)))、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、RRCシグナリングは、RRCメッセージと呼ばれてもよく、例えば、RRC接続セットアップ(RRC Connection Setup)メッセージ、RRC接続再構成(RRC Connection Reconfiguration)メッセージなどであってもよい。
(1-3)本開示において説明した各態様/実施形態は、LTE(Long Term Evolution)、LTE-A(LTE-Advanced)、SUPER 3G、IMT-Advanced、4G(4th generation mobile communication system)、5G(5th generation mobile communication system)、6th generation mobile communication system(6G)、xth generation mobile communication system(xG)(xG(xは、例えば整数、小数))、FRA(Future Radio Access)、NR(new Radio)、New radio access(NX)、Future generation radio access(FX)、W-CDMA(登録商標)、GSM(登録商標)、CDMA2000、UMB(Ultra Mobile Broadband)、IEEE 802.11(Wi-Fi(登録商標))、IEEE 802.16(WiMAX(登録商標))、IEEE 802.20、UWB(Ultra-Wide Band)、Bluetooth(登録商標)、その他の適切なシステムを利用するシステム及びこれらに基づいて拡張、修正、作成、規定された次世代システムの少なくとも一つに適用されてもよい。また、複数のシステムが組み合わされて(例えば、LTE及びLTE-Aの少なくとも一方と5Gとの組み合わせ等)適用されてもよい
(1-4)本開示において説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本開示において説明した方法については、例示的な順序を用いて様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
(1-5)本開示において基地局によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード(upper node)によって行われることもある。基地局を有する1つ又は複数のネットワークノード(network nodes)からなるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局及び基地局以外の他のネットワークノード(例えば、MME又はS-GWなどが考えられるが、これらに限られない)の少なくとも1つによって行われ得ることは明らかである。上記において基地局以外の他のネットワークノードが1つである場合を例示したが、複数の他のネットワークノードの組み合わせ(例えば、MME及びS-GW)であってもよい。
(1-6)情報等(※「情報、信号」の項目参照)は、上位レイヤ(又は下位レイヤ)から下位レイヤ(又は上位レイヤ)へ出力され得る。複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。
(1-7)入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルを用いて管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、又は追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。
(1-8)判定は、1ビットで表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真偽値(Boolean:true又はfalse)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。
(1-9)本開示において説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。
以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本開示中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本開示の記載は、例示説明を目的とするものであり、本開示に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
(2-1)ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。
また、ソフトウェア、命令、情報などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術(同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL:Digital Subscriber Line)など)及び無線技術(赤外線、マイクロ波など)の少なくとも一方を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び無線技術の少なくとも一方は、伝送媒体の定義内に含まれる。
また、ソフトウェア、命令、情報などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術(同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL:Digital Subscriber Line)など)及び無線技術(赤外線、マイクロ波など)の少なくとも一方を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び無線技術の少なくとも一方は、伝送媒体の定義内に含まれる。
(2-2)本開示において説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。なお、本開示において説明した用語及び本開示の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及びシンボルの少なくとも一方は信号(シグナリング)であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)は、キャリア周波数、セル、周波数キャリアなどと呼ばれてもよい。
(2-3)本開示において使用する「システム」及び「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。
(2-4)また、本開示において説明した情報、パラメータなどは、絶対値を用いて表されてもよいし、所定の値からの相対値を用いて表されてもよいし、対応する別の情報を用いて表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスによって指示されるものであってもよい。上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的な名称ではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本開示で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル(例えば、PUCCH、PDCCHなど)及び情報要素は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的な名称ではない。
(2-5)本開示においては、「基地局(BS:Base Station)」、「無線基地局」、「固定局(fixed station)」、「NodeB」、「eNodeB(eNB)」、「gNodeB(gNB)」、「アクセスポイント(access point)」、「送信ポイント(transmission point)」、「受信ポイント(reception point)、「送受信ポイント(transmission/reception point)」、「セル」、「セクタ」、「セルグループ」、「キャリア」、「コンポーネントキャリア」などの用語は、互換的に使用され得る。基地局は、マクロセル、スモールセル、フェムトセル、ピコセルなどの用語で呼ばれる場合もある。基地局は、1つ又は複数(例えば、3つ)のセルを収容することができる。基地局が複数のセルを収容する場合、基地局のカバレッジエリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各々のより小さいエリアは、基地局サブシステム(例えば、屋内用の小型基地局(RRH:Remote Radio Head)によって通信サービスを提供することもできる。「セル」又は「セクタ」という用語は、このカバレッジにおいて通信サービスを行う基地局及び基地局サブシステムの少なくとも一方のカバレッジエリアの一部又は全体を指す。本開示において、基地局が端末に情報を送信することは、基地局が端末に対して、情報に基づく制御・動作を指示することと読み替えられてもよい。
(2-6)本開示においては、「移動局(MS:Mobile Station)」、「ユーザ端末(user terminal)」、「ユーザ装置(UE:User Equipment)」、「端末」などの用語は、互換的に使用され得る。移動局は、当業者によって、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、又はいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。
(2-7)基地局及び移動局の少なくとも一方は、送信装置、受信装置、通信装置などと呼ばれてもよい。なお、基地局及び移動局の少なくとも一方は、移動体に搭載されたデバイス、移動体自体などであってもよい。当該移動体は、移動可能な物体をいい、移動速度は任意である。また移動体が停止している場合も当然含む。当該移動体は、例えば、車両、輸送車両、自動車、自動二輪車、自転車、コネクテッドカー、ショベルカー、ブルドーザー、ホイールローダー、ダンプトラック、フォークリフト、列車、バス、リヤカー、人力車、船舶(ship and other watercraft)、飛行機、ロケット、人工衛星、ドローン(登録商標)、マルチコプター、クアッドコプター、気球、およびこれらに搭載される物を含み、またこれらに限らない。また、当該移動体は、運行指令に基づいて自律走行する移動体であってもよい。乗り物(例えば、車、飛行機など)であってもよいし、無人で動く移動体(例えば、ドローン、自動運転車など)であってもよいし、ロボット(有人型又は無人型)であってもよい。なお、基地局及び移動局の少なくとも一方は、必ずしも通信動作時に移動しない装置も含む。例えば、基地局及び移動局の少なくとも一方は、センサなどのIoT(Internet of Things)機器であってもよい。また、本開示における基地局は、ユーザ端末で読み替えてもよい。例えば、基地局及びユーザ端末間の通信を、複数のユーザ端末間の通信(例えば、D2D(Device-to-Device)、V2X(Vehicle-to-Everything)などと呼ばれてもよい)に置き換えた構成について、本開示の各態様/実施形態を適用してもよい。この場合、上述の基地局が有する機能をユーザ端末が有する構成としてもよい。また、「上り」及び「下り」などの文言は、端末間通信に対応する文言(例えば、「サイド(side)」)で読み替えられてもよい。例えば、上りチャネル、下りチャネルなどは、サイドチャネルで読み替えられてもよい。同様に、本開示におけるユーザ端末は、基地局で読み替えてもよい。この場合、上述のユーザ端末が有する機能を基地局が有する構成としてもよい。
(3-1)本開示で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up、search、inquiry)(例えば、テーブル、データベース又は別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)(例えば、メモリー中のデータにアクセスすること)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。また、「判断(決定)」は、「想定する(assuming)」、「期待する(expecting)」、「みなす(considering)」などで読み替えられてもよい。
(3-2)「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、2又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された2つの要素間に1又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。例えば、「接続」は「アクセス」で読み替えられてもよい。本開示で使用する場合、2つの要素は、1又はそれ以上の電線、ケーブル及びプリント電気接続の少なくとも一つを用いて、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光(可視及び不可視の両方)領域の波長を有する電磁エネルギーなどを用いて、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。
(3-3)参照信号は、RS(Reference Signal)と略称することもでき、適用される標準によってパイロット(Pilot)と呼ばれてもよい。
(3-4)本開示において使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
(3-5)本開示において使用する「第1の」、「第2の」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量又は順序を全般的に限定しない。これらの呼称は、2つ以上の要素間を区別する便利な方法として本開示において使用され得る。したがって、第1及び第2の要素への参照は、2つの要素のみが採用され得ること、又は何らかの形で第1の要素が第2の要素に先行しなければならないことを意味しない。
(3-6)上記の各装置の構成における「手段」を、「部」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。
(3-7)本開示において、「含む(include)」、「含んでいる(including)」及びそれらの変形が使用されている場合、これらの用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本開示において使用されている用語「又は(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。
(3-8)本開示において、例えば、英語でのa, an及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、本開示は、これらの冠詞の後に続く名詞が複数形であることを含んでもよい。
(3-9)本開示において、「AとBが異なる」という用語は、「AとBが互いに異なる」ことを意味してもよい。なお、当該用語は、「AとBがそれぞれCと異なる」ことを意味してもよい。「離れる」、「結合される」などの用語も、「異なる」と同様に解釈されてもよい。
(4)本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されないことは当業者にとって明白である。本発明は、特許請求の範囲の記載に基づいて定まる本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく修正および変更態様として実施できる。したがって、本明細書の記載は、例示的な説明を目的とし、本発明に対して何ら制限的な意味を有さない。また、本明細書に例示した態様から選択された複数の態様を組み合わせてもよい。
1…通信管理システム、10…管理装置、20(20-1~20-n)…アンテナ制御装置、101…通信装置、102…記憶装置、103…処理装置、110…アンテナ決定部、112…推定部、114…周波数帯決定部、116…送信部、201…通信装置、202…アクチュエータ、203…記憶装置、204…処理装置、211…動作制御部、A(A1-1~An-3)…アンテナ、B(B1~Bn)…基地局、DB1…基地局データベース、DB2…利用実績データベース、F…飛行体、N1…第1通信網。
Claims (7)
- 基地局のアンテナが送受信する電波の周波数帯を決定する周波数帯決定装置であって、
前記アンテナから送信される無線信号に基づいて飛行する飛行体に追従して前記アンテナが指向方向を変化させる期間に、前記アンテナの周囲に位置する他のアンテナの通信エリアに位置する端末装置が送受信するデータの種類を予め推定する推定部と、
前記推定部による推定結果に基づいて、前記アンテナが指向方向を変化させる期間に当該アンテナが送受信する電波の周波数帯を決定する決定部と、
を備える周波数帯決定装置。 - 前記基地局は第1基地局であり、前記アンテナは第1アンテナであり、
前記第1基地局の周囲には、第2アンテナを有する第2基地局が配置されており、
前記決定部は、前記第1アンテナが送受信する電波の周波数帯と、前記第2アンテナが送受信する電波の周波数帯とを異なる周波数帯に決定する、
請求項1記載の周波数帯決定装置。 - 前記第2アンテナは、前記第1アンテナが指向方向を前記飛行体に追従して変化させている期間に、前記第1アンテナが指向方向を変化させる前の通信エリアに指向方向を向け、
前記推定部は、前記第1アンテナが指向方向を変化させる期間に、前記第2アンテナの通信エリアに位置する端末装置が送受信するデータの種類を予め推定し、
前記決定部は、前記第1アンテナが指向方向を変化させる期間に前記第2アンテナが送受信する電波の周波数帯を更に決定する、
請求項2記載の周波数帯決定装置。 - 前記第1アンテナおよび前記第2アンテナは、第1周波数帯と、前記第1周波数帯よりも高い中心周波数を有する第2周波数帯とで電波を送受信可能であり、
前記決定部は、前記第1アンテナが前記飛行体に前記無線信号を送信している期間は、前記第1アンテナでは前記第1周波数帯で電波を送受信し、前記第2アンテナでは前記第2周波数帯で電波を送受信すると決定する、
請求項3記載の周波数帯決定装置。 - 前記第1アンテナおよび前記第2アンテナは、第3周波数帯と、前記第3周波数帯よりも高い中心周波数を有する第4周波数帯とで電波を送受信可能であり、
前記決定部は、前記端末装置が緊急通報に関するデータを送受信する期間は、前記第1アンテナでは前記第4周波数帯で電波を送受信し、前記第2アンテナでは前記第3周波数帯で電波を送受信すると決定する、
請求項3記載の周波数帯決定装置。 - 前記第1アンテナおよび前記第2アンテナは、第5周波数帯と、前記第5周波数帯よりも帯域幅の広い第6周波数帯とで電波を送受信可能であり、
前記決定部は、前記端末装置が動画データを送受信する期間は、前記第1アンテナでは前記第5周波数帯で電波を送受信し、前記第2アンテナでは前記第6周波数帯で電波を送受信すると決定する、
請求項3記載の周波数帯決定装置。 - 前記推定部は、過去に前記他のアンテナの通信エリアに位置する端末装置が送受信したデータの種類を示す情報に基づいて、前記データの種類を推定する、
請求項1記載の周波数帯決定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022097120A JP2023183549A (ja) | 2022-06-16 | 2022-06-16 | 周波数帯決定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022097120A JP2023183549A (ja) | 2022-06-16 | 2022-06-16 | 周波数帯決定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023183549A true JP2023183549A (ja) | 2023-12-28 |
Family
ID=89333367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022097120A Pending JP2023183549A (ja) | 2022-06-16 | 2022-06-16 | 周波数帯決定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023183549A (ja) |
-
2022
- 2022-06-16 JP JP2022097120A patent/JP2023183549A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113396545B (zh) | 网络实体、用户设备和方法 | |
JP7480713B2 (ja) | 情報処理装置、情報処理方法、及び情報処理プログラム | |
EP4027680A1 (en) | Communication control device, communication control method, and communication control program | |
US11516768B2 (en) | User equipment location determination using different coverage types | |
KR20220003014A (ko) | 통합 무선 솔루션 | |
CN113347557A (zh) | 用于改进连接可靠性的未来定位估计 | |
US20220394500A1 (en) | Method and Apparatus for Aircraft Traffic Management | |
KR102346094B1 (ko) | 무선 통신 시스템에서 경로를 제공하기 위한 장치 및 방법 | |
CN115868217A (zh) | 用于高效多rtt定位的耦合的下行链路参考信号和上行链路参考信号 | |
JP2023183549A (ja) | 周波数帯決定装置 | |
US20230231614A1 (en) | Apparatus for selecting radio beams | |
US20230403049A1 (en) | Estimating a link budget | |
JP7425886B2 (ja) | リソース要素に関する処理ルール | |
WO2021186720A1 (ja) | 無線基地局及び端末 | |
GB2563226A (en) | Mobile communications network | |
CN116602010A (zh) | 小数据传输控制 | |
JP2023183554A (ja) | 管理装置 | |
EP4239362A1 (en) | Resource allocation in joint communication and sensing | |
CA3064517A1 (en) | Mobile communications network | |
WO2023160798A1 (en) | Positioning anchor selection | |
EP4297500A1 (en) | Method and apparatus for positioning using sidelink information | |
WO2022137473A1 (ja) | ネットワークノード、基地局及び通信方法 | |
WO2023127381A1 (ja) | 通信装置、基地局、通信システム、及び通信方法 | |
WO2023135824A1 (ja) | 端末及び通信方法 | |
WO2023047603A1 (ja) | 端末、無線中継装置及び通信方法 |