JP7309981B1 - 高度決定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】飛行体に搭載される中継装置が空中で無線信号を受信して、地上に無線信号を送信する通信システムにおいて、良好な通信品質を確保するための、飛行体の高度を決定する。【解決手段】高度決定装置１０は、飛行体５０の高度を決定するための測定期間において、中継装置５１が受信する第１無線信号の通信品質の程度を示す第１指標値を取得する第１取得部１１１と、測定期間において、第２無線信号の通信品質の程度を示す第２指標値を取得する第２取得部１１２と、第１指標値を取得した時点の飛行体５０の高度と、第２指標値を取得した時点の飛行体５０の高度とを取得する第３取得部１１３と、飛行体５０の高度と第１指標値との関係、及び飛行体５０の高度と第１指標値との関係に基づいて、中継装置５１を介した無線通信を行うための飛行体５０の高度を決定する決定部１１４と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、高度決定装置に関する。とりわけ本発明は、第１の通信方式に従う第１無線信号を受信し、受信した第１無線信号を第２の通信方式に従う第２無線信号に変換し、変換した第２無線信号を地上に送信する中継装置を搭載した飛行体の高度を決定する高度決定装置に関する。

通信障害が発生した場合に、中継装置を気球に搭載して、当該気球を地上に係留させたまま上昇させ、当該中継装置を基地局の代わりに使用することによって、通信障害を解消する方法が従来知られている。

例えば、特許文献１は、通信障害を解消する方法として、中継装置を搭載した気球を用いる場合に、強風を受けた時でも姿勢が安定する気球に係る技術を開示している。特許文献１に係る技術においては、当該気球に中継局が搭載される。当該中継局は、中継用アンテナ及び対移動局用アンテナを有し、基地局と携帯端末との間での通信網を形成する。

特許第６３５９０５２号公報

しかし、特許文献１に係る技術においては、良好な通信品質を確保するために、気球等の飛行体をどの程度の高度に位置させることが好適であるかは、考慮されていなかった。

そこで、本発明は、飛行体に搭載される中継装置が空中において無線信号を受信して、地上に無線信号を送信する通信システムにおいて、良好な通信品質を確保するための、当該飛行体の高度を決定することが可能な高度決定装置を提供することを目的とする。

本発明の好適な態様に係る高度決定装置は、第１の通信方式に従う第１無線信号を受信し、受信した前記第１無線信号を第２の通信方式に従う第２無線信号に変換し、変換した前記第２無線信号を地上に送信する中継装置を搭載した飛行体の高度を決定する高度決定装置であって、前記飛行体の高度を決定するための測定期間において、前記中継装置が受信する前記第１無線信号の通信品質の程度を示す第１指標値を取得する第１取得部と、前記測定期間において、前記第２無線信号の通信品質の程度を示す第２指標値を取得する第２取得部と、前記第１指標値を取得した時点の前記飛行体の高度と、前記第２指標値を取得した時点の前記飛行体の高度とを取得する第３取得部と、前記飛行体の高度と前記第１指標値との関係、及び前記飛行体の高度と前記第１指標値との関係に基づいて、前記中継装置を介した無線通信を行うための前記飛行体の高度を決定する決定部と、を備える、高度決定装置である。

本発明によれば、飛行体に搭載される中継装置が空中において無線信号を受信して、地上に無線信号を送信する通信システムにおいて、良好な通信品質を確保するための、当該飛行体の高度を決定することが可能となる。

中継システム１の全体構成を示す図。 第１中継装置２０の構成例を示すブロック図。 高度決定装置１０の構成例を示すブロック図。 第３取得部１１３が飛行体５０の高度を取得する第１の方式の説明図。 第３取得部１１３が飛行体５０の高度を取得する第２の方式の説明図。 飛行体の最適な高度の決定方法を示すグラフ。 高度決定装置１０の動作を示すフローチャート。

１：第１実施形態
以下、図１～図６を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る高度決定装置１０を含む中継システム１の構成について説明する。

１－１：第１実施形態の構成
１－１－１：全体構成
図１は、中継システム１の全体構成を示す図である。図１に示されるように、中継システム１は、高度決定装置１０、第１中継装置２０、第２中継装置３０、第３中継装置４０、飛行体５０、及びワイヤー６０を備える。なお、中継システム１においては、一例として、第１中継装置２０が飛行体５０に搭載される一方で、高度決定装置１０、第２中継装置３０、及び第３中継装置４０は地上に設置される。

中継システム１においては、主として通信障害を解消するため、飛行体５０に搭載された第１中継装置２０が、第１の通信方式に従う上空の第１無線信号を受信し、受信した第１無線信号を、第１の通信方式とは互いに異なる第２の通信方式に従う第２無線信号に変換する。また、第１中継装置２０は、変換した第２無線信号を、地上に設置された第２中継装置３０に送信する。第２中継装置３０は、親機として、第１中継装置２０から受信した第２無線信号を、同じく地上に設置された、子機である第３中継装置４０に送信する。ここで、「第１の通信方式」とは、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）規格に従った通信方式である。また、「第２の通信方式」とは、例えばＷｉ－Ｆｉ（Wireless Fidelity）規格に従った通信方式である。更に、第１中継装置２０は、一例としてＷｉ－Ｆｉルータである。なお、第１中継装置２０は、スマートフォン又はタブレットであってもよい。

中継システム１のユーザは、例えば森林のように遮蔽物が多く、上空の無線信号が地上に届きにくい領域でも、中継システム１を使用することで、無線通信を実行できる。

ここで、飛行体５０は、例えばヘリウムガスで充たされた気球を備えることで、空中に浮揚する。また、飛行体５０は、ワイヤー６０で地上に係留される。地上から飛行体５０までのワイヤー６０の長さを一定の長さに維持することで、飛行体５０は、一定の高度を保って空中に浮揚する。一方で、ワイヤー６０の長さを変化させることに伴って、飛行体５０の高度も変化する。

高度決定装置１０は、飛行体５０の高度を決定する。具体的には、高度決定装置１０は、中継システム１のユーザが、第１無線信号及び第２無線信号を用いて無線通信する場合に、良好な通信品質を確保するための飛行体５０の高度として、最適な高度を決定する。

第１中継装置２０は、上記のように、第１無線信号を第２無線信号に変換し、変換した第２無線信号を第２中継装置３０に送信するのに加え、第１無線信号の通信品質と、第２無線信号の通信品質とを測定する。

ここで、「通信品質」とは、例えば、第１無線信号又は第２無線信号を用いた無線通信の通信速度である。あるいは、「通信品質」とは、例えば、第１無線信号又は第２無線信号を伝達する電波の強度、すなわち電界強度又はＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）であってもよい。あるいは、「通信品質」とは、例えば、第１無線信号又は第２無線信号のＳ／Ｎ比（Signal-noise ratio）であってもよい。あるいは、「通信品質」とは、例えば、第１無線信号又は第２無線信号のエラーレートであってもよい。あるいは、「通信品質」とは、とりわけ第１中継装置２０がスマートフォン又はタブレットである場合、通常のアンテナピクトによって示される通信品質の度合いであってもよい。

高度決定装置１０は、第１中継装置２０から取得した、第１無線信号の通信品質の程度を示す第１指標値、第１指標値を取得した時点での飛行体５０の高度、第２無線信号の通信品質の程度を示す第２指標値、及び第２指標値を取得した時点での飛行体５０の高度を用いて、良好な通信品質を確保するための、飛行体５０の高度を決定する。高度決定装置１０は、一例として、スマートフォン又はタブレットである。

１－１－２：第１中継装置の構成
図２は、第１中継装置２０の構成例を示すブロック図である。第１中継装置２０は、処理装置２１、記憶装置２２、通信装置２３、ディスプレイ２４、及び入力装置２５を備える。第１中継装置２０が有する各要素は、情報を通信するための単体又は複数のバスによって相互に接続される。

処理装置２１は、第１中継装置２０の全体を制御するプロセッサである。また、処理装置２１は、例えば、単数又は複数のチップを用いて構成される。処理装置２１は、例えば、周辺装置とのインタフェース、演算装置及びレジスタ等を含む中央処理装置（ＣＰＵ）を用いて構成される。なお、処理装置２１が有する機能の一部又は全部を、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ、ＦＰＧＡ等のハードウェアによって実現してもよい。処理装置２１は、各種の処理を並列的又は逐次的に実行する。

記憶装置２２は、処理装置２１が読取及び書込が可能な記録媒体である。また、記憶装置２２は、処理装置２１が実行する制御プログラムＰＲ２を含む複数のプログラムを記憶する。

通信装置２３は、他の装置と通信を行うための、送受信デバイスとしてのハードウェアである。通信装置２３は、例えば、ネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュール等とも呼ばれる。通信装置２３は、有線接続用のコネクターを備え、上記コネクターに対応するインタフェース回路を備えていてもよい。また、通信装置２３は、無線通信インタフェースを備えていてもよい。有線接続用のコネクター及びインタフェース回路としては有線ＬＡＮ、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢに準拠した製品が挙げられる。また、無線通信インタフェースとしては無線ＬＡＮ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等に準拠した製品が挙げられる。

また、本実施形態において、通信装置２３は、第１の通信方式に従う上空の第１無線信号を受信し、受信した第１無線信号を、第１の通信方式とは互いに異なる第２の通信方式に従う第２無線信号に変換する。また、通信装置２３は、変換した第２無線信号を、地上に設置された第２中継装置３０に送信する。更に、通信装置２３は、第１無線信号及び第２無線信号を、処理装置２１に出力する。

ディスプレイ２４は、画像及び文字情報を表示するデバイスである。ディスプレイ２４は、処理装置２１による制御のもとで各種の画像を表示する。例えば、液晶表示パネル及び有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示パネル等の各種の表示パネルがディスプレイ２４として好適に利用される。

入力装置２５は、第１中継装置２０のユーザからの操作を受け付ける。例えば、入力装置２５は、キーボード、タッチパッド、タッチパネル又はマウス等のポインティングデバイスを含んで構成される。ここで、入力装置２５は、タッチパネルを含んで構成される場合、ディスプレイ２４を兼ねてもよい。

処理装置２１は、記憶装置２２から制御プログラムＰＲ２を読み出して実行することによって、第１測定部２１１、第２測定部２１２、及び出力部２１３として機能する。

第１測定部２１１は、通信装置２３から第１無線信号を取得する。また、第１測定部２１１は、取得した第１無線信号の通信品質を測定する。更に、第１測定部２１１は、測定結果を第１指標値として出力する。上記のように、当該「通信品質」とは、例えば、通信速度、電界強度、ＲＳＳＩ、及びＳ／Ｎ比のうち、いずれか１つである。あるいは、当該「通信品質」は、これら通信速度、電界強度、ＲＳＳＩ、及びＳ／Ｎ比のうち、いずれか２つ以上を用いて算出されてもよい。一例として、第１中継装置２０がスマートフォン又はタブレットである場合、第１測定部２１１は、当該スマートフォン又はタブレットに備わるディスプレイ２４にアンテナピクトを表示するために使用される、電界強度の測定装置と同種の測定装置であってよい。

第２測定部２１２は、通信装置２３から第２無線信号を取得する。また、第２測定部２１２は、第２無線信号の通信品質を測定する。更に、第２測定部２１２は、測定結果を第２指標値として出力する。一例として、第１中継装置２０が、スマートフォン又はタブレットである場合、第２測定部２１２は、第１測定部２１１と同様、当該スマートフォン又はタブレットに備わるディスプレイ２４にアンテナピクトを表示するために使用される、電界強度の測定装置と同種の測定装置であってよい。

出力部２１３は、第１測定部２１１から出力される第１指標値と、第２測定部２１２から出力される第２指標値とを、通信装置２３を介して、高度決定装置１０に出力する。通信装置２３は、第２の通信方式に従って、第１指標値及び第２指標値を、高度決定装置１０に送信する。

１－１－３：高度決定装置の構成
図３は、高度決定装置１０の構成例を示すブロック図である。高度決定装置１０は、処理装置１１、記憶装置１２、通信装置１３、ディスプレイ１４、及び入力装置１５を備える。高度決定装置１０が有する各要素は、情報を通信するための単体又は複数のバスによって相互に接続される。

処理装置１１は、高度決定装置１０の全体を制御するプロセッサである。また、処理装置１１は、例えば、単数又は複数のチップを用いて構成される。処理装置１１は、例えば、周辺装置とのインタフェース、演算装置及びレジスタ等を含む中央処理装置（ＣＰＵ）を用いて構成される。なお、処理装置１１が有する機能の一部又は全部を、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ、ＦＰＧＡ等のハードウェアによって実現してもよい。処理装置１１は、各種の処理を並列的又は逐次的に実行する。

記憶装置１２は、処理装置１１が読取及び書込が可能な記録媒体である。また、記憶装置１２は、処理装置１１が実行する制御プログラムＰＲ１を含む複数のプログラムを記憶する。

通信装置１３は、他の装置と通信を行うための、送受信デバイスとしてのハードウェアである。通信装置１３は、例えば、ネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュール等とも呼ばれる。通信装置１３は、有線接続用のコネクターを備え、上記コネクターに対応するインタフェース回路を備えていてもよい。また、通信装置１３は、無線通信インタフェースを備えていてもよい。有線接続用のコネクター及びインタフェース回路としては有線ＬＡＮ、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢに準拠した製品が挙げられる。また、無線通信インタフェースとしては無線ＬＡＮ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等に準拠した製品が挙げられる。

また、本実施形態において、通信装置１３は、第２の通信方式に従って、第１中継装置２０から、第１指標値及び第２指標値を受信する。

ディスプレイ１４は、画像及び文字情報を表示するデバイスである。ディスプレイ１４は、処理装置１１による制御のもとで各種の画像を表示する。例えば、液晶表示パネル及び有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示パネル等の各種の表示パネルがディスプレイ１４として好適に利用される。

入力装置１５は、高度決定装置１０のユーザからの操作を受け付ける。例えば、入力装置１５は、キーボード、タッチパッド、タッチパネル又はマウス等のポインティングデバイスを含んで構成される。ここで、入力装置１５は、タッチパネルを含んで構成される場合、ディスプレイ１４を兼ねてもよい。

処理装置１１は、記憶装置１２から制御プログラムＰＲ１を読み出して実行することによって、第１取得部１１１、第２取得部１１２、第３取得部１１３、及び決定部１１４として機能する。

第１取得部１１１は、通信装置１３を介して、飛行体５０の高度を決定するための測定期間において、第１中継装置２０から、第１無線信号の通信品質の程度を示す第１指標値を取得する。

第２取得部１１２は、通信装置１３を介して、飛行体５０の高度を決定するための測定期間において、第１中継装置２０から、第２無線信号の通信品質の程度を示す第２指標値を取得する。

第３取得部１１３は、第１取得部１１１が第１指標値を取得した時点での飛行体５０の高度を取得する。また、第３取得部１１３は、第２取得部１１２が第２指標値を取得した時点での飛行体５０の高度を取得する。

図４Ａは、第３取得部１１３が飛行体５０の高度を取得する第１の方式の説明図である。第１の方式において、処理装置１１は、記憶装置１２から制御プログラムＰＲ１を読み出して実行することによって、第１取得部１１１、第２取得部１１２、第３取得部１１３、決定部１１４に加え、算出部１１５として機能する。

通信装置１３は、飛行体５０に搭載される第３無線信号の発信体７０から、当該第３無線信号を受信する。算出部１１５は、通信装置１３が受信した当該第３無線信号の強度に基づいて、発信体７０までの距離を算出する。第３取得部１１３は、算出部１１５が算出した発信体７０までの距離を、飛行体５０の高度として取得する。

一例として、飛行体５０にBlootooth技術を用いたＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）タグを搭載しておき、通信装置１３は、当該ＢＬＥタグから発信される第３無線信号を受信してもよい。

図４Ｂは、第３取得部１１３が飛行体５０の高度を取得する第２の方式の説明図である。第２の方式において、ワイヤー６０を繰り出すリール８０に算出装置８１が設置される。算出装置８１は、当該リール８０から繰り出されたワイヤー６０の長さを算出する。第３取得部１１３は、算出装置８１が算出する、当該リール８０から繰り出されたワイヤー６０の長さを、飛行体５０の高度として取得する。なお、例えば風によってワイヤー６０が地面に対して斜めに傾くケースが考えられるが、通常の使用時において、第３取得部１１３は、当該ワイヤー６０の傾きを誤差の範囲内として扱う。

決定部１１４は、第３取得部１１３が取得した飛行体５０の高度と、第１取得部１１１が取得した第１指標値との関係、及び、第３取得部１１３が取得した飛行体５０の高度と、第２取得部１１２が取得した第２指標値との関係に基づいて、第１中継装置２０を介した無線通信を行うための飛行体５０の高度を決定する。

この結果、高度決定装置１０は、飛行体５０に搭載される第１中継装置２０が空中で第１無線信号を受信して、地上に第２無線信号を送信する中継システム１において、良好な通信品質を確保するための、当該飛行体５０の高度を決定できる。

図５は、飛行体５０の高度と第１指標値の関係、及び飛行体５０の高度と第２指標値の関係の例を示すグラフである。図５は、第１無線信号が準拠する第１の通信方式がＬＴＥ規格に従った通信方式であり、第２無線信号が準拠する第２の通信方式がＷｉ－Ｆｉ規格に従った通信方式である例を示す。

図５に示される例においては、飛行体５０の高度がＡとなる場合に、第１指標値が最高値となり、飛行体５０の高度がＢとなる場合に、第２指標値が最高値となる。なお、飛行体５０の高度がＡとなる場合における当該高度は、「第１高度」の一例である。また、飛行体５０の高度がＢとなる場合における当該高度は、「第２高度」の一例である。

決定部１１４が決定する飛行体５０の高度は、高度Ａから高度Ｂまでの間のいずれかの高度である。換言すれば、決定部１１４が決定する飛行体５０の高度は、第１指標値が最高値である高度Ａから、第２指標値が最高値である高度Ｂまでの間のいずれかの高度である。

この結果、高度決定装置１０は、第１無線信号の通信品質がピークになる第１高度と、第２無線信号の通信品質がピークになる第２高度との間の高度であって、第１高度と第２高度との間の高度とは異なる高度に比較して、双方の通信品質の総和が高い高度を、良好な通信品質を確保するための飛行体の高度として決定できる

とりわけ、決定部１１４が決定する飛行体５０の高度は、第２指標値が所定値以上となる範囲内で、第１指標値が最高値となる高度であることが好適である。換言すれば、決定部１１４が決定する飛行体５０の高度は、第２指標値によって示される第２無線信号の通信品質の程度が最低限の品質を保つ範囲内で、第１指標値によって示される第１無線信号の通信品質の程度が、最高となる高度である。

なお、図５に示されるグラフにおいて、高度Ａよりも高度Ｂの方が、より高い高度であることが示されているが、この高度はあくまで一例である。例えば、高度Ｂよりも高度Ａの方が、より高い高度であってもよく、高度Ａと高度Ｂとが同一の高度であってもよい。

１－２：第１実施形態の動作
図６は、第１実施形態に係る高度決定装置１０の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、処理装置１１は、第１取得部１１１として機能する。処理装置１１は、飛行体５０の高度を決定するための測定期間において、第１中継装置２０から、第１中継装置２０が受信する第１無線信号の通信品質の程度を示す第１指標値を取得する。

ステップＳ２において、処理装置１１は、第２取得部１１２として機能する。処理装置１１は、飛行体５０の高度を決定するための測定期間において、第１中継装置２０から、第１中継装置２０が受信する第２無線信号の通信品質の程度を示す第２指標値を取得する。

ステップＳ３において、処理装置１１は、第３取得部１１３として機能する。処理装置１１は、第１指標値を取得した時点の飛行体５０の高度と、第２指標値を取得した時点の飛行体５０の高度とを取得する。

ステップＳ４において、処理装置１１は、決定部１１４として機能する。処理装置１１は、飛行体５０の高度と第１指標値との関係、及び飛行体５０の高度と第２指標値との関係に基づいて、第１中継装置２０を介した無線通信を行うための飛行体５０の高度を決定する。

１－３：第１実施形態が奏する効果
本実施形態に係る高度決定装置１０は、第１の通信方式に従う第１無線信号を受信し、受信した第１無線信号を第２の通信方式に従う第２無線信号に変換し、変換した第２無線信号を地上に送信する中継装置としての第１中継装置２０を搭載した飛行体５０の高度を決定する高度決定装置である。当該高度決定装置１０は、第１取得部１１１、第２取得部１１２、第３取得部１１３、及び決定部１１４を備える。第１取得部１１１は、飛行体５０の高度を決定するための測定期間において、第１中継装置２０が受信する第１無線信号の通信品質の程度を示す第１指標値を取得する。第２取得部１１２は、上記の測定期間において、第２無線信号の通信品質の程度を示す第２指標値を取得する。第３取得部１１３は、第１指標値を取得した時点の飛行体５０の高度と、第２指標値を取得した時点の飛行体５０の高度とを取得する。決定部１１４は、飛行体５０の高度と第１指標値との関係、及び飛行体５０の高度と第２指標値との関係に基づいて、第１中継装置２０を介した無線通信を行うための飛行体５０の高度を決定する。

高度決定装置１０は、上記の構成を備えることにより、飛行体５０に搭載される第１中継装置２０が空中において第１無線信号を受信して、地上に第２無線信号を送信する中継システム１において、良好な通信品質を確保するための、当該飛行体５０の高度を決定できる。

とりわけ、飛行体５０に搭載される第１中継装置２０が、第１の通信方式に従う第１無線信号を、第２の通信方式に従う第２無線信号に変換して地上に送信する場合に、高度決定装置１０は、第１無線信号の通信品質と第２無線信号の通信品質との双方の通信品質の観点から、飛行体５０の高度として最適な高度を決定できる。

また、本実施形態に係る高度決定装置１０において、上記の通信品質は、通信速度及び電界強度のうち少なくとも一方に関する通信品質である。

高度決定装置１０は、上記の構成を備えることにより、第１無線信号の通信品質、及び第２無線信号の通信品質として、通信速度及び電界強度の少なくとも一方に関する通信品質に基づいて、良好な通信品質を確保するための飛行体５０の高度として、最適な高度を決定できる。

また、本実施形態に係る高度決定装置１０において、決定部１１４が決定する飛行体５０の高度は、第１指標値が最高値である第１高度から、第２指標値が最高値である第２高度までの間のいずれかの高度である。

高度決定装置１０は、上記の構成を備えることにより、第１無線信号の通信品質がピークになる第１高度と、第２無線信号の通信品質がピークになる第２高度との間の高度であって、第１高度と第２高度との間の高度とは異なる高度に比較して、双方の通信品質の総和が高い高度を、良好な通信品質を確保するための飛行体の高度として決定できる。

また、本実施形態に係る高度決定装置１０において、決定部１１４が決定する飛行体５０の高度は、第２指標値が所定値以上となる範囲内で、第１指標値が最高値となる高度である。

高度決定装置１０は、上記の構成を備えることにより、第２無線信号の通信品質として最低限の品質を維持できる範囲内で、第１無線信号の通信品質がピークになる高度を、良好な通信品質を確保するための、飛行体５０の高度として決定できる。

また、本実施形態に係る高度決定装置１０において、第１の通信方式はＬＴＥ規格に従った通信方式であり、第２の通信方式はＷｉ－Ｆｉ規格に従った通信方式であり、第１中継装置２０はＷｉ－Ｆｉルータであり、飛行体５０は、ワイヤー６０を用いて地上に係留される気球である。

高度決定装置１０は、上記の構成を備えることにより、ワイヤー６０で地上に係留された気球としての飛行体５０を、良好な通信品質を確保するための最適な高度に維持できる。また、中継装置として、Ｗｉ－Ｆｉルータが用いられることで、高度決定装置１０を含む中継システム１は、低コストで、第１無線信号を第２無線信号に変換して地上へ送信できる。

また、本実施形態に係る高度決定装置１０において、第３取得部１１３は、飛行体５０に搭載される第３無線信号の発信体７０から受信した、当該第３無線信号の強度に基づいて算出される上記の発信体７０までの距離を、飛行体５０の高度として取得する。

高度決定装置１０は、上記の構成を備えることにより、第３無線信号を用いて算出された発信体７０までの距離を飛行体５０の高度とみなすことで、飛行体５０の高度を簡便に取得できる。

また、本実施形態に係る高度決定装置１０において、第３取得部１１３は、ワイヤー６０を巻き取るリール８０に備わる算出装置８１によって算出される、当該リール８０から繰り出されるワイヤー６０の長さを、飛行体５０の高度として取得する。

高度決定装置１０は、上記の構成を備えることにより、リール８０から繰り出したワイヤー６０の長さを飛行体５０の高度とみなすことで、飛行体５０の高度を簡便に取得できる。

２：変形例
本開示は、以上に例示した実施形態に限定されない。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様を併合してもよい。

２－１：変形例１
第１実施形態においては、第２無線信号の通信品質を測定する第２測定部２１２は、第１中継装置２０に備わっていた。しかし、第２測定部２１２は、第２無線信号を受信する高度決定装置１０に備わっていてもよい。

２－２：変形例２
第１実施形態において、高度決定装置１０は、地上に設置されていた。しかし、高度決定装置１０は、飛行体５０に搭載されていてもよい。この場合、高度決定装置１０と第１中継装置２０とは、単一の装置として、同一の筐体内で実現されてもよい。

３：その他
（１）上述した実施形態では、高度決定装置１０、第１中継装置２０、第２中継装置３０、及び第３中継装置４０を例示したが、高度決定装置１０、第１中継装置２０、第２中継装置３０、及び第３中継装置４０が備える記憶装置は、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリデバイス(例えば、カード、スティック、キードライブ)、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc－ＲＯＭ）、レジスタ、リムーバブルディスク、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップ、データベース、サーバその他の適切な記憶媒体である。また、外部装置が実行するプログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されてもよい。また、プログラムは、電気通信回線を介して通信網ＮＥＴから送信されてもよい。

（２）上述した実施形態において、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。

（３）上述した実施形態において、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。

（４）上述した実施形態において、判定は、１ビットを用いて表される値（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。

（５）上述した実施形態において例示した処理手順、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。

（６）図１～図６に例示された各機能は、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。

（７）上述した実施形態において例示したプログラムは、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、他の名称を用いて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。

（８）前述の各形態において、「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。

（９）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。

（１０）上述した実施形態において、高度決定装置１０、第１中継装置２０、第２中継装置３０、及び第３中継装置４０は、移動局（ＭＳ：Mobile Station）である場合が含まれる。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。また、本開示においては、「移動局」、「ユーザ端末（user terminal）」、「ユーザ装置（ＵＥ：User Equipment）」、「端末」等の用語は、互換的に使用され得る。

（１１）上述した実施形態において、「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可能である。要素間の結合又は接続は、物理的な結合又は接続であっても、論理的な結合又は接続であっても、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」を用いて読み替えられてもよい。本開示において使用する場合、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可能である。

（１２）上述した実施形態において、「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。

（１３）本開示において使用される「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。

（１４）上述した実施形態において、「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。更に、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。

（１５）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。

（１６）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」等の用語も、「異なる」と同様に解釈されてもよい。

（１７）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、明示的に行う通知に限られず、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できる。従って、本開示の記載は、例示説明を目的とし、本開示に対して何ら制限的な意味を有さない。

１…中継システム、１０…高度決定装置、１１…処理装置、１２…記憶装置、１３…通信装置、１４…ディスプレイ、１５…入力装置、２０…第１中継装置、２１…処理装置、２２…記憶装置、２３…通信装置、２４…ディスプレイ、２５…入力装置、３０…第２中継装置、４０…第３中継装置、５０…飛行体、６０…ワイヤー、７０…発信体、８０…リール、８１…算出装置、１１１…第１取得部、１１２…第２取得部、１１３…第３取得部、１１４…決定部、１１５…算出部、２１１…第１測定部、２１２…第２測定部、２１３…出力部、ＰＲ１、ＰＲ２…制御プログラム

Claims (6)

1. 第１の通信方式に従う第１無線信号を受信し、受信した前記第１無線信号を第２の通信方式に従う第２無線信号に変換し、変換した前記第２無線信号を地上に送信する中継装置を搭載した飛行体の高度を決定する高度決定装置であって、
   前記飛行体の高度を決定するための測定期間において、前記中継装置が受信する前記第１無線信号の通信品質の程度を示す第１指標値を取得する第１取得部と、
   前記測定期間において、前記第２無線信号の通信品質の程度を示す第２指標値を取得する第２取得部と、
   前記第１指標値を取得した時点の前記飛行体の高度である第１指標値取得高度と、前記第２指標値を取得した時点の前記飛行体の高度である第２指標値取得高度とを取得する第３取得部と、
   前記第１指標値取得高度と前記第１指標値との関係、及び前記第２指標値取得高度と前記第２指標値との関係に基づいて、前記中継装置を介した無線通信を行うための前記飛行体の高度を決定する決定部と、
   を備え、
   前記決定部が決定する前記飛行体の高度は、前記第１指標値が最高値である第１高度から、前記第２指標値が最高値である第２高度までの間のいずれかの高度である高度決定装置。
2. 前記通信品質は、通信速度及び電界強度のうち少なくとも一方に関する通信品質である、請求項１に記載の高度決定装置。
3. 前記決定部が決定する前記飛行体の高度は、前記第２指標値が所定値以上となる範囲内で、前記第１指標値が最高値となる高度である、
   請求項１に記載の高度決定装置。
4. 前記第１の通信方式はＬＴＥ規格に従った通信方式であり、前記第２の通信方式はＷｉ－Ｆｉ規格に従った通信方式であり、前記中継装置はＷｉ－Ｆｉルータであり、前記飛行体は、ワイヤーを用いて地上に係留される気球である、請求項１に記載の高度決定装置。
5. 前記第３取得部は、前記飛行体に搭載される第３無線信号の発信体から受信した、当該第３無線信号の強度に基づいて算出される前記発信体までの距離を、前記飛行体の高度として取得する、請求項１に記載の高度決定装置。
6. 前記第３取得部は、前記ワイヤーを巻き取るリールに備わる算出装置によって算出される、前記リールから繰り出される前記ワイヤーの長さを、前記飛行体の高度として取得する、請求項４に記載の高度決定装置。
   
   

Images