JP7171512B2 - 無線通信システム、プログラム、システム及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システム、プログラム、システム及び通信方法に関する。

成層圏プラットフォームを提供すべく、アンテナを有し、成層圏を飛行する飛行体が知られていた（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００２－２１１４９６号公報

地上のゲートウェイとの間でフィーダリンクを確立している飛行体が移動してゲートウェイを変更することになった場合であっても、飛行体による無線通信を維持することに貢献可能な技術を提供することが望ましい。

本発明の第１の態様によれば、飛行体に搭載されて、地上に向けてビームを照射することによって無線通信エリアを形成して無線通信エリア内のユーザ端末に無線通信サービスを提供する無線通信システムが提供される。無線通信システムは、地上のゲートウェイとの間でフィーダリンクを確立するフィーダリンク確立部を備えてよい。無線通信システムは、フィーダリンクが確立されたことに応じて、地上のＤＨＣＰサーバに対してＩＰアドレスの取得要求を送信する取得要求送信部を備えてよい。無線通信システムは、取得要求に応じてＤＨＣＰサーバが送信したＩＰアドレスを取得して無線通信システムに設定するＩＰアドレス設定部を備えてよい。

上記無線通信システムは、地上に向けてビームを照射することによって地上に上記無線通信エリアを形成する無線基地局部であって、上記取得要求送信部及び上記ＩＰアドレス設定部を有する無線基地局部を備えてよい。上記無線通信システムは、上記フィーダリンク確立部及び上記無線基地局部を管理する管理部を備えてよい。上記管理部は、上記フィーダリンク確立部によって上記フィーダリンクが確立されたことに応じて、上記無線基地局部に起動指示及びＩＰアドレスの取得指示を送信してよく、上記取得要求送信部は、上記無線基地局部が上記取得指示を受信したことに応じて、上記ＤＨＣＰサーバに対して上記取得要求を送信してよく、上記ＩＰアドレス設定部は、上記取得要求に応じて上記ＤＨＣＰサーバが送信したＩＰアドレスを取得して上記無線基地局部に設定してよい。

上記取得要求送信部は、上記フィーダリンク確立部によって地上の第１のゲートウェイとの間でフィーダリンクが確立されたことに応じて上記ＤＨＣＰサーバに対して上記取得要求を送信した後、上記フィーダリンク確立部によって上記第１のゲートウェイとの間でフィーダリンクが確立された場合、上記取得要求を送信せず、上記第１のゲートウェイとは異なる地上の第２のゲートウェイとの間でフィーダリンクが確立された場合、上記ＤＨＣＰサーバに対して上記取得要求を送信してよい。

上記無線通信システムは、上記フィーダリンク確立部が上記フィーダリンクを確立した上記ゲートウェイを識別する識別情報を格納する識別情報格納部を備えてよい。上記取得要求送信部は、上記フィーダリンク確立部によって地上のゲートウェイとの間でフィーダリンクが確立された場合において、当該ゲートウェイの識別情報と上記識別情報格納部に格納されている識別情報とが一致した場合、上記取得要求を送信せず、一致しなかった場合、上記ＤＨＣＰサーバに対して上記取得要求を送信してよい。

上記無線通信システムは、上記フィーダリンク確立部によって上記フィーダリンクが確立された地上の第１のゲートウェイからの電波受信強度を監視する受信強度監視部を備えてよい。上記フィーダリンク確立部は、上記電波受信強度が予め定められた閾値より低い場合に、上記第１のゲートウェイとは異なる地上の第２のゲートウェイとの間でフィーダリンクを確立してよく、上記取得要求送信部は、上記第２のゲートウェイとの間の上記フィーダリンクが確立されたことに応じて、上記ＤＨＣＰサーバに対してＩＰアドレスの取得要求を送信してよい。

上記第１のゲートウェイはプライマリセルとして設定されてよく、上記第２のゲートウェイはセカンダリセルとして設定されてよく、上記フィーダリンク確立部は、上記電波受信強度が上記予め定められた閾値より低い場合に、上記フィーダリンクを確立する対象を、上記第１のゲートウェイから上記第２のゲートウェイに切り替えてよい。上記無線通信システムは、上記フィーダリンク確立部が上記フィーダリンクを確立するために用いるアンテナの方向を変更可能なジンバルを制御するジンバル制御部を備えてよい。上記フィーダリンク確立部は、上記電波受信強度が予め定められた閾値より低い場合に、上記アンテナの方向を上記第２のゲートウェイの方向に向けさせるよう上記ジンバル制御部に制御させてよい。

上記無線通信システムは、上記第１のゲートウェイとの間に確立された上記フィーダリンクの生存確認を行うべく、上記フィーダリンクを介した信号の送受信を実行するハートビート実行部を備えてよい。上記フィーダリンク確立部は、上記ハートビート実行部による信号の送受信の失敗が予め定められた回数発生した場合であり、かつ、上記電波受信強度が上記予め定められた閾値より低い場合に、上記第１のゲートウェイとは異なる地上の第２のゲートウェイとの間でフィーダリンクを確立してよい。

上記無線通信システムは、他の飛行体に搭載されている他の制御装置との間で無線通信を実行する飛行体通信部を備えてよい。上記フィーダリンク確立部は、アンテナを用いて地上の第１のゲートウェイとフィーダリンクを確立した後、上記アンテナによって上記第１のゲートウェイ以外のゲートウェイとのフィーダリンクを確立できない場合に、上記フィーダリンクの対象を、上記第１のゲートウェイから、上記他の制御装置がフィーダリンクを確立している地上の第３のゲートウェイに切り替えてよい。上記取得要求送信部は、上記フィーダリンクの対象が上記第３のゲートウェイに切り替わったことに応じて、上記ＤＨＣＰサーバに対してＩＰアドレスの取得要求を送信してよい。

本発明の第２の態様によれば、コンピュータを、上記無線通信システムとして機能させるためのプログラムが提供される。

本発明の第３の態様によれば、上記無線通信システムと、上記飛行体とを備えるシステムが提供される。

本発明の第４の態様によれば、飛行体に搭載されて、地上に向けてビームを照射することによって無線通信エリアを形成して無線通信エリア内のユーザ端末に無線通信サービスを提供するコンピュータによって実行される通信方法が提供される。通信方法は、地上のゲートウェイとの間でフィーダリンクを確立するフィーダリンク確立段階を備えてよい。通信方法は、フィーダリンクが確立されたことに応じて、地上のＤＨＣＰサーバに対してＩＰアドレスの取得要求を送信する取得要求送信段階を備えてよい。通信方法は、取得要求に応じてＤＨＣＰサーバが送信したＩＰアドレスを取得してコンピュータに設定するＩＰアドレス設定段階とを備えてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

システム１０の一例を概略的に示す。 無線通信システム１５０の機能構成の一例を概略的に示す。 システム１０による処理の流れの一例を概略的に示す。 飛行体１００によるフィーダリンクの切り替え処理を説明するための説明図である。 飛行体１００によるフィーダリンクの切り替え処理を説明するための説明図である。 飛行体１００によるフィーダリンクの切り替え処理を説明するための説明図である。 無線通信システム１５０による処理の流れの一例を概略的に示す。 無線通信システム１５０として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、システム１０の一例を概略的に示す。本実施形態に係るシステム１０は、飛行体１００を備える。システム１０は、ＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバ４００を備えてよい。システム１０は、ＥＭＳ（Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）５００を備えてよい。システム１０は、ゲートウェイ３００を備えてよい。システム１０は、ユーザ端末２００を備えてもよい。

飛行体１００は、主翼部１０１、本体部１０２、プロペラ１０４、スキッド１０６、車輪１０８、太陽電池パネル１１０、アンテナ１１２及びアンテナ１１４を有する。本体部１０２は、無線通信システム１５０と、不図示のバッテリ及び飛行制御装置とを有する。バッテリは、太陽電池パネル１１０によって発電された電力を蓄電する。飛行制御装置は、飛行体１００の飛行を制御する。飛行制御装置は、例えば、バッテリに蓄電された電力を用いてプロペラ１０４を回転させることによって、飛行体１００を飛行させる。無線通信システム１５０と飛行制御装置とは一体であってもよい。

無線通信システム１５０は、アンテナ１１２を用いて地上に向けてビーム１１３を照射することによって無線通信エリア１２０を形成して、無線通信エリア１２０内のユーザ端末２００に無線通信サービスを提供する。無線通信システム１５０は、アンテナ１１２を用いて、無線通信エリア１２０内の地上のユーザ端末２００との間でサービスリンク２０を確立してよい。無線通信システム１５０は、アンテナ１１４を用いて、地上のゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０を確立してよい。

飛行体１００は、例えば、サービスリンク２０を介して無線通信エリア１２０内のユーザ端末２００から受信したデータを、フィーダリンク３０及びゲートウェイ３００を介して地上のネットワーク５０に送信する。また、飛行体１００は、例えば、ネットワーク５０及びフィーダリンク３０を介して無線通信エリア１２０内のユーザ端末２００宛のデータを受信した場合、サービスリンク２０を介して当該データをユーザ端末２００に送信する。このように、飛行体１００は、ユーザ端末２００と、地上のネットワーク５０との通信を中継することによって、ユーザ端末２００に無線通信サービスを提供してよい。

ネットワーク５０は、通信事業者によって提供されるコアネットワークを含んでよい。コアネットワークは、任意の移動体通信システムに準拠していてよく、例えば、３Ｇ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信システム、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）通信システム、４Ｇ（４ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信システム、及び５Ｇ（５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信システム以降の移動体通信システム等に準拠する。ネットワーク５０は、インターネットを含んでもよい。

ユーザ端末２００は、飛行体１００と通信可能な通信端末であればどのような端末であってもよい。例えば、ユーザ端末２００は、スマートフォン等の携帯電話である。ユーザ端末２００は、タブレット端末及びＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等であってもよい。ユーザ端末２００は、いわゆるＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇ）デバイスであってもよい。ユーザ端末２００は、いわゆるＩｏＥ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ）に該当するあらゆるものを含み得る。

飛行体１００は、例えば、成層圏を飛行して地上のユーザ端末２００に無線通信サービスを提供する。飛行体１００は、成層圏プラットフォームとして機能してよい。

飛行体１００は、例えば、カバー対象の地上エリアの上空を巡回しながら、無線通信エリア１２０によって当該地上エリアをカバーする。また、飛行体１００は、例えば、カバー対象の地上エリアの一部を無線通信エリア１２０によってカバーしながら、地上エリアの上空を移動することによって、地上エリアの全体をカバーする。

飛行体１００は、アンテナ１１４を回転可能に支持する不図示のジンバルをさらに備えてもよい。飛行体１００は、当該ジンバルによってアンテナ１１４を回転させることによって、ビーム１１５の照射方向を変更可能であってよい。

飛行体１００は、アンテナ１１２を回転可能に支持する不図示のジンバルをさらに備えてもよい。飛行体１００は、当該ジンバルによってアンテナ１１２を回転させることによって、ビーム１１３の照射方向を変更可能であってよい。

無線通信エリア１２０内には、複数のユーザ端末２００が存在し得る。無線通信システム１５０は、無線通信エリア１２０内の複数のユーザ端末２００に無線通信サービスを提供してよい。

ビーム１１５の範囲内には、複数のゲートウェイ３００が存在し得る。無線通信システム１５０は、ビーム１１５の範囲内の複数のゲートウェイ３００から選択した１つのゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０を確立してよい。

本実施形態に係るシステム１０において、飛行体１００は、地上のＤＨＣＰサーバ４００からＩＰアドレスを取得可能である。ＤＨＣＰサーバ４００は、ＩＰアドレスの動的な割り当てを実行する。ＤＨＣＰサーバ４００は、例えば、飛行体１００から受信したＩＰアドレスの取得要求に応じて、飛行体１００に対してＩＰアドレスを動的に割り当てる。飛行体１００は、例えば、地上から出発して上空に達した後、新規にフィーダリンク３０を確立した場合に、ＩＰアドレスの取得要求をＤＨＣＰサーバ４００に送信して、ＩＰアドレスを取得する。

無線基地局を搭載した従来の飛行体においては、ＩＰアドレスの設定は事前に地上で行われていた。このような運用において、作業ミスによるＩＰアドレスの誤設定が発生した場合を想定してみる。飛行体は、上空に移動した後、ＥＭＳ５００やＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）とのリンクを確立しようとするが、ＩＰアドレスの誤設定によってリンクを確立することができない。このため、例えば、ＩＰアドレスの修正をするために、飛行体を一度地上に戻す必要が生じる場合がある。それに対して、本実施形態に係るシステム１０においては、上空の飛行体１００が、地上のＤＨＣＰサーバ４００からＩＰアドレスを取得可能であり、誤設定の可能性を低減可能であるとともに、仮に誤設定が発生した場合であっても、上空でＩＰアドレスの再設定を行うことができる。

ＥＭＳ５００は、ネットワーク機器を管理するためのシステムである。ＥＭＳ５００は、例えば、ネットワークオペレーションセンターに配置される。本実施形態において、ＥＭＳ５００は、飛行体１００を管理する。ＥＭＳ５００は、例えば、管理対象の飛行体１００が有する無線通信システム１５０のコンフィグレーション情報を格納している。コンフィグレーション情報は、例えば、無線通信システム１５０のＩＰアドレス、ソフトウェアのバージョン、無線パラメータ、及び装置構成情報等である。無線パラメータは、例えば、飛行体１００のアンテナ１１２の電波出力強度、及びアンテナ１１４の電波出力強度等である。

ＥＭＳ５００は、ＡＩ（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）技術を用いて、飛行中の飛行体１００の無線通信システム１５０に最適な無線パラメータを決定可能であってよい。ＥＭＳ５００は、例えば、飛行体１００の位置及び高度と、飛行体１００とゲートウェイ３００との間の天候とから、アンテナ１１４によって出力されるビーム１１５の減衰量を推定する推定モデルを格納しておく。ＥＭＳ５００は、飛行中の飛行体１００の位置及び高度と、飛行体１００とゲートウェイ３００との間の天候とを取得した場合に、推定モデルに入力することによって減衰量を導出する。そして、ＥＭＳ５００は、導出した減衰量から、アンテナ１１４とゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０を確立するために必要なアンテナ１１４の電波出力強度を導出する。

当該推定モデルは、例えば、ＥＭＳ５００によって生成される。ＥＭＳ５００は、例えば、作業員によって測定器を用いて地上で測定された、上空の飛行体１００のアンテナ１１４から出力されるビーム１１５の電波受信強度及び測定位置と、飛行体１００の位置及び高度と、飛行体１００と測定器との間の天候と、アンテナ１１４の電波出力強度とを含む測定データを取得する。ＥＭＳ５００は、複数の作業員によって、複数の飛行体１００に対して行われた測定の測定データを取得してよい。そして、ＥＭＳ５００は、取得した複数の測定データを用いて、飛行体１００の位置及び高度と、天候とから、飛行体１００のアンテナ１１４によって出力されるビーム１１５の減衰量を推定する推定モデルを機械学習により生成する。

無線通信システム１５０は、ＤＨＣＰサーバ４００から取得したＩＰアドレスを用いて、ＥＭＳ５００との間でＯＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｃｅ）チャンネルを確立してよい。無線通信システム１５０及びＥＭＳ５００は、ＯＭチャンネルを介して各種やりとりを実行してよい。例えば、無線通信システム１５０のソフトウェアのバージョンと、ＥＭＳ５００に格納されている現行のソフトウェアのバージョンとが比較され、不一致である場合に、ＥＭＳ５００から現行のソフトウェアが無線通信システム１５０に送信される。また、例えば、無線通信システム１５０の無線パラメータと、ＥＭＳ５００が決定した無線パラメータとが比較され、不一致である場合に、ＥＭＳ５００が決定した無線パラメータが、無線通信システム１５０に設定される。

無線基地局を搭載した従来の飛行体においては、コンフィグレーション情報のコンフィグレーション作業は事前に地上で行われていた。飛行体を複数の拠点で管理する場合、複数の拠点のそれぞれにおいてコンフィグレーション作業が行われていた。このため、コンフィグレーション情報を各拠点で管理するための管理スキーム、コストがかかってしまったり、各拠点で事前コンフィグレーションを実施するための体制維持、人員コストがかかってしまったりしていた。それに対して、本実施形態に係るシステム１０においては、飛行中の飛行体１００からＥＭＳ５００にアクセスすることによってコンフィグレーション作業を実行することができるので、これらの負荷を大幅に低減することができる。

飛行体１００に搭載されている無線通信システム１５０では、従来の地上の無線基地局と異なり、機体旋回及び飛行エリア変更等により、ゲートウェイ３００の変更（ＩＰアドレスの変更、ルーティング情報の変更）が頻繁に発生する可能性があるので、無線通信システム１５０のＩＰアドレス及びルーティング情報を適宜更新する必要が生じる。本実施形態に係るシステム１０によれば、無線通信システム１５０は、ＤＨＣＰサーバ４００から動的にＩＰアドレスを取得可能であり、ＥＭＳ５００にアクセスすることによって動的にコンフィグレーション作業を実行可能であるので、このような要求に応じることができる。

図２は、無線通信システム１５０の機能構成の一例を概略的に示す。無線通信システム１５０は、管理部１６０、フィーダリンク部１７０、無線基地局部１８０、及び飛行体通信部１９０を備える。なお、無線通信システム１５０がこれらの全ての構成を備えることは必須とは限らない。

管理部１６０、フィーダリンク部１７０、無線基地局部１８０、及び飛行体通信部１９０は、それぞれ異なる装置であってよい。管理部１６０、フィーダリンク部１７０、無線基地局部１８０、及び飛行体通信部１９０の少なくともいずれか２つ以上が、１つの装置に実装されてもよい。管理部１６０、フィーダリンク部１７０、無線基地局部１８０、及び飛行体通信部１９０のすべてが１つの装置に実装されてもよい。

管理部１６０は、フィーダリンク部１７０、無線基地局部１８０及び飛行体通信部１９０を管理する。管理部１６０は、格納部１６２を有する。格納部１６２は、各種情報を格納する。格納部１６２は、例えば、飛行体１００に関する情報を格納する。格納部１６２は、例えば、飛行体１００の位置情報、高度情報、及び飛行予定経路情報等を格納する。格納部１６２は、これらの情報を飛行制御装置から受信して格納してよい。

フィーダリンク部１７０は、フィーダリンク３０を管理する。フィーダリンク部１７０は、フィーダリンク確立部１７２、ジンバル制御部１７４、受信強度監視部１７６、及びハートビート実行部１７８を有する。なお、フィーダリンク部１７０がこれらの全ての構成を有することは必須とは限らない。

フィーダリンク確立部１７２は、アンテナ１１４を用いて地上に向けてビームを照射することによって地上のゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０を確立する。フィーダリンク確立部１７２は、例えば、管理部１６０からフィーダリンク３０の確立指示を受信したことに応じて、ゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０を確立する。

フィーダリンク確立部１７２は、ゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０を確立した場合に、当該ゲートウェイ３００を識別するゲートウェイ識別情報を管理部１６０及び無線基地局部１８０の少なくともいずれかに送信してよい。ゲートウェイ識別情報は、ゲートウェイ３００を識別可能であればどのような情報であってもよい。例えば、ゲートウェイ識別情報は、ゲートウェイ３００を管理する事業者を識別するコード及びゲートウェイ３００が配置されているエリアを識別するコードを含む。管理部１６０は、受信したゲートウェイ識別情報を格納部１６２に格納してよい。格納部１６２は、識別情報格納部の一例であってよい。

フィーダリンク確立部１７２は、フィーダリンク３０を確立する対象であるゲートウェイ３００を切り替え可能である。フィーダリンク確立部１７２は、例えば、第１のゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０を確立している場合に、状況に応じて、フィーダリンク３０を確立する対象であるゲートウェイ３００を、ビーム１１５の範囲内に位置する他のゲートウェイ３００に切り替える。

ジンバル制御部１７４は、アンテナ１１４の方向を変更可能なジンバルを制御する。ジンバル制御部１７４は、フィーダリンク確立部１７２からの指示に従ってジンバルを制御してよい。例えば、フィーダリンク確立部１７２は、第１のゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０を確立している場合に、状況に応じて、ジンバル制御部１７４にアンテナ１１４の方向を変更させて、フィーダリンク３０を確立する対象であるゲートウェイ３００を、変更前はビーム１１５の範囲外に位置していた他のゲートウェイ３００に切り替える。

受信強度監視部１７６は、フィーダリンク確立部１７２によってフィーダリンク３０が確立されたゲートウェイ３００からの電波受信強度を監視する。フィーダリンク確立部１７２は、例えば、受信強度監視部１７６によって監視されている第１のゲートウェイ３００からの電波受信強度が予め定められた閾値より低い場合に、フィーダリンク３０の切り替えを要すると判断して、第１のゲートウェイ３００とは異なる第２のゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０を確立する。

フィーダリンク確立部１７２は、フィーダリンク３０の切り替えを要すると判断した場合に、ビーム１１５の範囲内に位置する複数のゲートウェイ３００から、第２のゲートウェイ３００を選択して、当該第２のゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０を確立してよい。例えば、フィーダリンク確立部１７２は、格納部１６２に格納されている飛行体１００の飛行予定経路情報に基づいて、第２のゲートウェイ３００を選択する。具体例として、フィーダリンク確立部１７２は、ビーム１１５の範囲内に位置する複数のゲートウェイ３００のうち、飛行体１００の飛行予定方向側に位置するゲートウェイ３００を、第２のゲートウェイ３００として選択する。これにより、フィーダリンク３０を確立する対象を、より長くビーム１１５の範囲内に位置するゲートウェイ３００にすることができる。

また、フィーダリンク確立部１７２は、例えば、プライマリセルとして設定されている第１のゲートウェイ３００からの電波受信強度が予め定められた閾値より低い場合に、フィーダリンクを確立する対象を、セカンダリセルとして設定されている第２のゲートウェイ３００に切り替える。プライマリセル及びセカンダリセルの設定は、例えば、ビーム１１５の範囲内に位置する複数のゲートウェイ３００を対象として、電波受信強度、ゲートウェイ３００のトラフィック状況、ゲートウェイ３００の負荷状況、及び飛行体１００とゲートウェイ３００との位置関係等に基づいて、行われる。

フィーダリンク確立部１７２は、フィーダリンク３０の切り替えを要すると判断した場合に、ビーム１１５の範囲外に位置する複数のゲートウェイ３００から、第２のゲートウェイ３００を選択して、当該第２のユーザ端末２００との間でフィーダリンク３０を確立するようにしてもよい。例えば、フィーダリンク確立部１７２は、第１のゲートウェイ３００からの電波受信強度が予め定められた閾値より低い場合に、アンテナ１１４の方向を、第２のゲートウェイ３００の方向に向けさせるようにジンバル制御部１７４を制御する。

フィーダリンク確立部１７２は、例えば、複数のゲートウェイ３００のそれぞれの位置が登録されているゲートウェイ位置情報を参照して、複数のゲートウェイ３００から第２のゲートウェイ３００を選択する。ゲートウェイ位置情報は、格納部１６２に格納されていてよい。フィーダリンク確立部１７２は、格納部１６２に格納されている飛行体１００の飛行予定経路情報に基づいて、第２のゲートウェイ３００を選択してもよい。具体例として、フィーダリンク確立部１７２は、複数のゲートウェイ３００のうち、飛行体１００の飛行予定方向側に位置するゲートウェイ３００を、第２のゲートウェイ３００として選択する。そして、フィーダリンク確立部１７２は、選択した第２のゲートウェイ３００の位置情報を用いて、第２のゲートウェイ３００の方向を特定してよい。

フィーダリンク確立部１７２は、第１のゲートウェイ３００からの電波受信強度が予め定められた閾値より低い期間が予め設定された切替判断タイムウィンドウよりも長い場合に、フィーダリンク３０の切り替えを要すると判断してもよい。切替判断タイムウィンドウは、任意に設定可能であってよく、また、変更可能であってよい。例えば、切替判断タイムウィンドウとして、ゲートウェイ３００の切り替えによるピンポン現象が発生しないような値が設定され得る。

ハートビート実行部１７８は、地上のゲートウェイ３００との間に確立されたフィーダリンク３０の生存確認を行うべく、フィーダリンク３０を介した信号の送受信を実行する。フィーダリンク確立部１７２は、例えば、ハートビート実行部１７８による信号の送受信の失敗が予め定められた回数発生した場合であり、かつ、フィーダリンク３０が確立された地上のゲートウェイ３００からの電波受信強度が予め定められた閾値より低い場合に、当該ゲートウェイ３００とは異なる地上のゲートウェイとの間でフィーダリンクを確立する。

フィーダリンク確立部１７２は、ハートビート実行部１７８による信号の送受信の失敗が予め定められたハートビート断回数発生した場合に、当該ゲートウェイ３００とは異なる地上のゲートウェイとの間でフィーダリンクを確立するようにしてもよい。ハートビート断回数は、任意に設定可能であってよく、また、変更可能であってよい。例えば、ハートビート断回数として、ゲートウェイ３００の切り替えによるピンポン現象が発生しないような値が設定され得る。

無線基地局部１８０は、例えば、初期状態では起動しておらず、管理部１６０から起動指示を受信したことに応じて起動する。例えば、管理部１６０は、飛行体１００が上空に到達して、フィーダリンク部１７０によってフィーダリンク３０が確立されたことに応じて、無線基地局部１８０に対して起動指示を送信し、無線基地局部１８０を起動させる。なお、無線基地局部１８０は、管理部１６０から起動指示を受信したことに応じて起動するのではなく、例えば、地上において作業員による操作に従って起動してもよい。

無線基地局部１８０は、取得要求送信部１８２、情報取得部１８４、ＩＰアドレス設定部１８６、及び情報管理部１８８を有する。

取得要求送信部１８２は、ＩＰアドレスの取得要求をＤＨＣＰサーバ４００に対して送信する。取得要求送信部１８２は、例えば、フィーダリンク確立部１７２によってフィーダリンク３０が確立されたことに応じて、ＩＰアドレスの取得要求をＤＨＣＰサーバ４００に対して送信する。取得要求送信部１８２は、例えば、フィーダリンク３０を介して、ＩＰアドレスの取得要求をＤＨＣＰサーバ４００に対して送信する。

取得要求送信部１８２は、例えば、管理部１６０からＩＰアドレスの取得指示を受信したことに応じて、ＩＰアドレスの取得要求をＤＨＣＰサーバ４００に対して送信する。管理部１６０は、例えば、フィーダリンク確立部１７２によってフィーダリンク３０が確立されたことに応じて、ＩＰアドレスの取得指示を無線基地局部１８０に送信する。無線基地局部１８０が起動していない場合、管理部１６０は、起動指示及びＩＰアドレスの取得指示を、無線基地局部１８０に送信してよい。

管理部１６０は、フィーダリンク確立部１７２によってフィーダリンク３０が確立された場合に、対象が前回と同じゲートウェイ３００であった場合には、ＩＰアドレスの取得指示を送信せず、対象が前回と異なるゲートウェイ３００だった場合に、ＩＰアドレスの取得指示を送信するようにしてもよい。管理部１６０は、例えば、フィーダリンク確立部１７２によってゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０が確立された場合において、当該ゲートウェイ３００のゲートウェイ識別情報と、格納部１６２に格納されている、前回フィーダリンク３０を確立したゲートウェイ３００のゲートウェイ識別情報とが一致した場合、ＩＰアドレスの取得指示を送信せず、一致しなかった場合、ＤＨＣＰサーバ４００に対してＩＰアドレスの取得指示を送信してよい。これにより、同じゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０を再確立した場合であって、ＩＰアドレスを変更する必要がない場合に、不必要にＩＰアドレスの取得指示を送信してしまうことを防止できる。

取得要求送信部１８２は、フィーダリンク確立部１７２によってフィーダリンク３０が確立された場合に、対象が前回と同じゲートウェイ３００であった場合には、ＩＰアドレスの取得要求を送信せず、対象が前回と異なるゲートウェイ３００だった場合に、ＩＰアドレスの取得要求を送信するようにしてもよい。取得要求送信部１８２は、例えば、第１のゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０が確立されたことに応じてＤＨＣＰサーバ４００に対してＩＰアドレスの取得要求を送信した後、第１のゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０が確立された場合、取得要求を送信せず、第１のゲートウェイ３００とは異なる第２のゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０が確立された場合、ＤＨＣＰサーバ４００に対して取得要求を送信する。これにより、同じゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０を再確立した場合であって、ＩＰアドレスを変更する必要がない場合に、不必要にＩＰアドレスの取得要求をＤＨＣＰサーバ４００に対して送信してしまうことを防止できる。

取得要求送信部１８２は、フィーダリンク確立部１７２によってゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０が確立された場合において、当該ゲートウェイ３００のゲートウェイ識別情報と、格納部１６２に格納されている、前回フィーダリンク３０を確立したゲートウェイ３００のゲートウェイ識別情報とが一致した場合、ＩＰアドレスの取得要求を送信せず、一致しなかった場合、ＤＨＣＰサーバ４００に対してＩＰアドレスの取得要求を送信してよい。

情報取得部１８４は、取得要求送信部１８２が送信したＩＰアドレスの取得要求に応じてＤＨＣＰサーバ４００によって送信されたＩＰアドレスを取得する。情報取得部１８４は、取得したＩＰアドレスをＩＰアドレス設定部１８６に送信する。ＩＰアドレス設定部１８６は、情報取得部１８４から受信したＩＰアドレスを無線基地局部１８０に設定する。無線基地局部１８０は、ＩＰアドレスの設定が完了した後、アンテナ１１２を用いて無線通信エリア１２０内のユーザ端末２００との間でサービスリンク２０を確立し、ユーザ端末２００に対して無線通信サービスを提供してよい。

情報管理部１８８は、無線通信システム１５０に関する情報を管理する。情報管理部１８８は、ＥＭＳ５００との間でＯＭチャンネルを確立して、ＥＭＳ５００との間で各種情報のやりとりを実行してよい。情報管理部１８８は、例えば、ＩＰアドレス設定部１８６によって無線基地局部１８０にＩＰアドレスが設定されたことに応じて、ＯＭチャンネル確立要求をＥＭＳ５００に送信し、ＥＭＳ５００から肯定応答を受信することよって、ＥＭＳ５００との間でＯＭチャンネルを確立する。

情報管理部１８８は、ＥＭＳ５００との間でＯＭチャンネルを確立して、無線通信システム１５０に関する情報を更新してよい。無線通信システム１５０に関する情報が更新される必要があるか否かは、ＥＭＳ５００が管理している情報と、情報管理部１８８が管理している情報とを比較することによって判断される。当該比較は、情報管理部１８８によって行われてもよく、また、ＥＭＳ５００によって行われてもよい。

比較の結果、情報管理部１８８が管理している情報が、ＥＭＳ５００によって管理されている最新の情報と一致する場合、更新の必要はないと判断され、一致しない場合、更新の必要があると判断される。更新の必要があると判断された場合、情報管理部１８８は、例えば、ファイル転送プロトコル（Ｆｉｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ；ＦＴＰ）を用いてＥＭＳ５００から最新の情報を取得する。

飛行体通信部１９０は、他の飛行体１００に搭載されている他の無線通信システム１５０との間で無線通信を実行する。飛行体通信部１９０は、例えば、他の無線通信システム１５０との間で直接無線通信を実行するためのアンテナを介して、他の無線通信システム１５０との間で無線通信を実行する。当該アンテナは、ジンバルによって方向を変更可能であってよく、適宜方向が調整されることによって、飛行体通信部１９０と、他の無線通信システム１５０との無線通信が実行され得る。

フィーダリンク確立部１７２は、例えば、アンテナ１１４を用いてゲートウェイ３００とフィーダリンクを確立した後、例えば、ビーム１１５の範囲内に他のゲートウェイ３００が存在しない等の理由によって、アンテナ１１４によってゲートウェイ３００以外のゲートウェイとのフィーダリンクを確立できない場合に、フィーダリンクの対象を、ゲートウェイ３００から、他の無線通信システム１５０がフィーダリンクを確立している地上のゲートウェイに切り替える。この場合、飛行体１００は、他の無線通信システム１５０を介してネットワーク５０との通信を行い得る。取得要求送信部１８２は、フィーダリンクの対象が、他の無線通信システム１５０がフィーダリンクを確立している地上のゲートウェイに切り替わったことに応じて、ＤＨＣＰサーバ４００に対してＩＰアドレスの取得要求を送信してよい。

図３は、システム１０による処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、上空の飛行体１００のフィーダリンク確立部１７２が地上のゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０を確立した状態を開始状態として説明する。

ステップ（ステップをＳと省略して記載する場合がある。）１０２では、管理部１６０が、フィーダリンク３０を確立したゲートウェイ３００のゲートウェイ識別情報と、格納部１６２に格納されている、前回フィーダリンク３０を確立したゲートウェイ３００のゲートウェイ識別情報とを比較する。ここでは、一致しなかったものとして説明を続ける。なお、一致した場合は、ＩＰアドレスを変更する必要がないので、ＩＰアドレスの取得は行わなくてよい。

Ｓ１０４では、管理部１６０が、起動指示及びＩＰアドレスの取得指示を無線基地局部１８０に送信する。無線基地局部１８０は、起動指示に従って起動する。Ｓ１０６では、無線基地局部１８０が、Ｓ１０４において受信した取得指示に従って、ＤＨＣＰサーバ４００に対してＩＰアドレスの取得要求を送信する。

Ｓ１０８では、ＤＨＣＰサーバ４００が、Ｓ１０６において受信したＩＰアドレスの取得要求に応じて、飛行体１００の無線基地局部１８０にＩＰアドレスを動的に割り当て、当該ＩＰアドレスを無線基地局部１８０に送信する。情報取得部１８４は、受信したＩＰアドレスをＩＰアドレス設定部１８６に送信するとともに、格納部１６２に格納する。ＩＰアドレス設定部１８６は、受信したＩＰアドレスを無線基地局部１８０に設定する。

Ｓ１１０では、情報管理部１８８が、ＥＭＳ５００にＯＭチャンネル確立要求を送信する。Ｓ１１２では、ＥＭＳ５００が、Ｓ１１０において受信したＯＭチャンネル確立要求に基づいて、無線通信システム１５０との間にＯＭチャンネルを確立可能か否かを判定する。ＯＭチャンネルを確立可能である場合、ＥＭＳ５００は、肯定応答を無線基地局部１８０に送信する。これにより、無線通信システム１５０とＥＭＳ５００との間でＯＭチャンネルが確立する。Ｓ１１４では、情報管理部１８８が、ＥＭＳ５００との間で、管理している情報の比較を行い、必要に応じて情報の更新を行う。

図４は、飛行体１００によるフィーダリンクの切り替え処理を説明するための説明図である。ここでは、ゲートウェイ３１０との間でフィーダリンク３１を確立している飛行体１００が移動して、ゲートウェイ３２０との間でフィーダリンク３２を確立する場合の処理について説明する。

図４に示す例において、飛行体１００が移動することによって、ビーム１１５の範囲内からゲートウェイ３１０が外れて、フィーダリンク３１が切断される。フィーダリンク確立部１７２は、フィーダリンク３１が切断された後、ビーム１１５の範囲内に位置するゲートウェイ３２０との間でフィーダリンク３２を確立する。

取得要求送信部１８２は、フィーダリンク３２が確立されたことに応じて、フィーダリンク３２の対象であるゲートウェイ３２０のゲートウェイ識別情報と、フィーダリンク３１を確立していた対象であるゲートウェイ３１０のゲートウェイ識別情報を比較する。本例において、ゲートウェイ識別情報が一致しないので、取得要求送信部１８２は、ＩＰアドレスの取得要求をＤＨＣＰサーバ４００に対して送信する。取得要求に応じてＤＨＣＰサーバ４００が送信したＩＰアドレスを情報取得部１８４が取得し、ＩＰアドレス設定部１８６によって、ＩＰアドレスの設定が行われる。

図５は、飛行体１００によるフィーダリンクの切り替え処理を説明するための説明図である。ここでは、飛行体１００が、プライマリセルとして設定されているゲートウェイ３３０との間でフィーダリンク３３を確立している状況において、飛行体１００とゲートウェイ３３０との間に雨雲７０が発生したことに応じて、フィーダリンクを確立する対象をゲートウェイ３３０から、セカンダリセルとして設定されているゲートウェイ３４０に切り替える場合の処理について説明する。

フィーダリンクの生成には、グローバルで使用することが可能な周波数として、例えば、４５ＧＨｚ帯等のミリ波が使用され得るが、ミリ波は、雨や雨雲の影響を受けやすく、降雨減衰が大きい性質がある。そのため、雨雲７０の発生により、受信強度監視部１７６によって監視されているゲートウェイ３３０からの電波受信強度が低下する。フィーダリンク確立部１７２は、電波受信強度が予め定められた閾値より低い期間が予め設定された切替判断タイムウィンドウよりも長くなったことに応じて、フィーダリンク３３の切り替えを要すると判断する。そして、フィーダリンク確立部１７２は、フィーダリンク３３を切断し、ゲートウェイ３４０との間にフィーダリンク３４を確立する。

図６は、飛行体１００によるフィーダリンクの切り替え処理を説明するための説明図である。ここでは、飛行体１００が、ゲートウェイ３５０との間でフィーダリンク３５を確立している状況において、飛行体１００とゲートウェイ３３０との間に雨雲７０が発生したことに応じて、フィーダリンクを確立する対象をゲートウェイ３５０から、ビーム１１５の範囲内に位置していないゲートウェイ３６０に切り替える場合の処理について説明する。

雨雲７０の発生により、受信強度監視部１７６によって監視されているゲートウェイ３５０からの電波受信強度が低下する。フィーダリンク確立部１７２は、電波受信強度が予め定められた閾値より低い期間が予め設定された切替判断タイムウィンドウよりも長くなったことに応じて、フィーダリンク３５の切り替えを要すると判断する。

図６に示す例においては、ビーム１１５の範囲内に、ゲートウェイ３５０以外のゲートウェイが存在しない。そこで、フィーダリンク確立部１７２は、格納部１６２に格納されているゲートウェイ位置情報を参照して、ゲートウェイ３６０の位置を特定する。そして、フィーダリンク確立部１７２は、ビーム１１５の範囲内にゲートウェイ３６０が含まれるように、ジンバル制御部１７４にアンテナ１１４の方向を変更させて、ゲートウェイ３６０との間でフィーダリンク３６を確立する。

図７は、無線通信システム１５０による処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、上空の飛行体１００が、ビーム１１５を用いて地上の第１のゲートウェイ３００との間でフィーダリンク３０を確立している状態を開始状態として説明する。

Ｓ２０２では、フィーダリンク確立部１７２が、受信強度監視部１７６によって監視されているゲートウェイ３００からの電波受信強度が予め定められた閾値より低いか否かを判定する。低いと判定した場合、Ｓ２０４に進む。

Ｓ２０４では、フィーダリンク確立部１７２が、ビーム１１５の範囲内に、フィーダリンクを確立可能な他のゲートウェイ３００が存在するか否かを判定する。フィーダリンク確立部１７２は、例えば、ビーム１１５の範囲内に他のゲートウェイ３００が存在し、党が他のゲートウェイ３００からの電波受信強度が予め定められた閾値より高い場合に、存在すると判定する。

フィーダリンク確立部１７２は、例えば、ビーム１１５の範囲内に他のゲートウェイ３００が存在しない場合、フィーダリンクを確立可能な他のゲートウェイ３００が存在しないと判定する。また、フィーダリンク確立部１７２は、例えば、ビーム１１５の範囲内に他のゲートウェイ３００が存在するが、当該他のゲートウェイ３００からの電波受信強度が予め定められた閾値より低い場合に、フィーダリンクを確立可能な他のゲートウェイ３００が存在しないと判定する。存在すると判定した場合、Ｓ２０６に進み、存在しないと判定した場合、Ｓ２０８に進む。

Ｓ２０６では、フィーダリンク確立部１７２が、フィーダリンクを確立する対象を、他のゲートウェイ３００に切り替える。Ｓ２０８では、フィーダリンク確立部１７２が、飛行体通信部１９０による他の飛行体１００の他の無線通信システム１５０との無線通信を介して、フィーダリンクを確立する対象を、当該他の無線通信システム１５０がフィーダリンクを確立している他のゲートウェイ３００に切り替える。これにより、例えば、飛行の途中で、ゲートウェイの設置が難しい海や砂漠等の上空に入った場合においても、他の飛行体１００を介してネットワーク５０と通信することによって、ユーザ端末２００への無線通信サービスを継続することができる。

図８は、無線通信システム１５０として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。コンピュータ１２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ１２００を、本実施形態に係る装置の１又は複数の「部」として機能させ、又はコンピュータ１２００に、本実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該１又は複数の「部」を実行させることができ、及び／又はコンピュータ１２００に、本実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ１２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。

本実施形態によるコンピュータ１２００は、ＣＰＵ１２１２、ＲＡＭ１２１４、及びグラフィックコントローラ１２１６を含み、それらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続されている。コンピュータ１２００はまた、通信インタフェース１２２２、記憶装置１２２４、及びＩＣカードドライブのような入出力ユニットを含み、それらは入出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続されている。記憶装置１２２４は、ハードディスクドライブ及びソリッドステートドライブ等であってよい。コンピュータ１２００はまた、ＲＯＭ１２３０及びキーボードのようなレガシの入出力ユニットを含み、それらは入出力チップ１２４０を介して入出力コントローラ１２２０に接続されている。

ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ１２１６は、ＲＡＭ１２１４内に提供されるフレームバッファ等又はそれ自体の中に、ＣＰＵ１２１２によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス１２１８上に表示されるようにする。

通信インタフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。記憶装置１２２４は、コンピュータ１２００内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納する。ＩＣカードドライブは、プログラム及びデータをＩＣカードから読み取り、及び／又はプログラム及びデータをＩＣカードに書き込む。

ＲＯＭ１２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ１２００によって実行されるブートプログラム等、及び／又はコンピュータ１２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ１２４０はまた、様々な入出力ユニットをＵＳＢポート、パラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ１２２０に接続してよい。

プログラムは、ＩＣカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもある記憶装置１２２４、ＲＡＭ１２１４、又はＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ１２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ１２００の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ１２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、記憶装置１２２４、又はＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ１２１２は、記憶装置１２２４、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ１２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ１２１２は、当該複数のエントリの中から、第１の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラム又はソフトウエアモジュールは、コンピュータ１２００上又はコンピュータ１２００近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ１２００に提供する。

本実施形態におけるフローチャート及びブロック図におけるブロックは、オペレーションが実行されるプロセスの段階又はオペレーションを実行する役割を持つ装置の「部」を表わしてよい。特定の段階及び「部」が、専用回路、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、及び／又はコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び／又はアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）及び／又はディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及びプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のような、論理積、論理和、排他的論理和、否定論理積、否定論理和、及び他の論理演算、フリップフロップ、レジスタ、並びにメモリエレメントを含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

コンピュータ可読記憶媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、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）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（登録商標）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、又はＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「Ｃ」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコード又はオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路が、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を生成するために当該コンピュータ可読命令を実行すべく、ローカルに又はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路に提供されてよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ システム、２０ サービスリンク、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６ フィーダリンク、５０ ネットワーク、７０ 雨雲、１００ 飛行体、１０１ 主翼部、１０２ 本体部、１０４ プロペラ、１０６ スキッド、１０８ 車輪、１１０ 太陽電池パネル、１１２ アンテナ、１１３ ビーム、１１４ アンテナ、１１５ ビーム、１２０ 無線通信エリア、１５０ 無線通信システム、１６０ 管理部、１６２ 格納部、１７０ フィーダリンク部、１７２ フィーダリンク確立部、１７４ ジンバル制御部、１７６ 受信強度監視部、１７８ ハートビート実行部、１８０ 無線基地局部、１８２ 取得要求送信部、１８４ 情報取得部、１８６ ＩＰアドレス設定部、１８８ 情報管理部、１９０ 飛行体通信部、２００ ユーザ端末、３００、３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０ ゲートウェイ、４００ ＤＨＣＰサーバ、１２００ コンピュータ、１２１０ ホストコントローラ、１２１２ ＣＰＵ、１２１４ ＲＡＭ、１２１６ グラフィックコントローラ、１２１８ ディスプレイデバイス、１２２０ 入出力コントローラ、１２２２ 通信インタフェース、１２２４ 記憶装置、１２３０ ＲＯＭ、１２４０ 入出力チップ

Claims (14)

1. 飛行体に搭載されて、地上に向けてビームを照射することによって無線通信エリアを形成して前記無線通信エリア内のユーザ端末に無線通信サービスを提供する無線通信システムであって、
   前記飛行体の飛行予定経路情報を格納する格納部と、
   地上の第１のゲートウェイとの間でフィーダリンクを確立するフィーダリンク確立部と、
   前記第１のゲートウェイとの間の前記フィーダリンクが確立されたことに応じて、地上のＤＨＣＰサーバに対してＩＰアドレスの取得要求を送信する取得要求送信部と、
   前記取得要求に応じて前記ＤＨＣＰサーバが送信したＩＰアドレスを取得して前記無線通信システムに設定するＩＰアドレス設定部と、
   前記フィーダリンク確立部によって前記フィーダリンクが確立された前記第１のゲートウェイからの電波受信強度を監視する受信強度監視部と
   を備え、
   前記フィーダリンク確立部は、前記電波受信強度が予め定められた閾値より低い場合に、前記飛行体の前記飛行予定経路情報に基づいて、地上の複数のゲートウェイのうち、前記第１のゲートウェイとは異なり、かつ、前記飛行体の飛行予定方向側に位置するゲートウェイを地上の第２のゲートウェイとして選択することによって、前記第２のゲートウェイとの間でフィーダリンクを確立し、
   前記取得要求送信部は、前記第２のゲートウェイとの間の前記フィーダリンクが確立されたことに応じて、前記ＤＨＣＰサーバに対してＩＰアドレスの取得要求を送信する、
   無線通信システム。
2. 前記フィーダリンク確立部は、前記ビームの範囲内に位置する前記複数のゲートウェイのうち、前記飛行体の前記飛行予定方向側に位置するゲートウェイを前記第２のゲートウェイとして選択することによって、前記第２のゲートウェイとの間でフィーダリンクを確立する、請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記格納部は、前記複数のゲートウェイのそれぞれの位置が登録されているゲートウェイ位置情報をさらに格納し、
   前記フィーダリンク確立部は、前記ゲートウェイ位置情報を参照して、前記ビームの範囲外に位置する前記複数のゲートウェイのうち、前記飛行体の前記飛行予定方向側に位置するゲートウェイを前記第２のゲートウェイとして選択することによって、前記第２のゲートウェイとの間でフィーダリンクを確立する、請求項１又は２に記載の無線通信システム。
4. 地上に向けてビームを照射することによって地上に前記無線通信エリアを形成する無線基地局部であって、前記取得要求送信部及び前記ＩＰアドレス設定部を有する無線基地局部と、
   前記フィーダリンク確立部及び前記無線基地局部を管理する管理部と
   を備え、
   前記管理部は、前記フィーダリンク確立部によって前記フィーダリンクが確立されたことに応じて、前記無線基地局部に起動指示及びＩＰアドレスの取得指示を送信し、
   前記取得要求送信部は、前記無線基地局部が前記取得指示を受信したことに応じて、前記ＤＨＣＰサーバに対して前記取得要求を送信し、
   前記ＩＰアドレス設定部は、前記取得要求に応じて前記ＤＨＣＰサーバが送信したＩＰアドレスを取得して前記無線基地局部に設定する、請求項１から３のいずれか一項に記載の無線通信システム。
5. 前記取得要求送信部は、前記フィーダリンク確立部によって前記第１のゲートウェイとの間でフィーダリンクが確立されたことに応じて前記ＤＨＣＰサーバに対して前記取得要求を送信した後、前記フィーダリンク確立部によって前記第１のゲートウェイとの間でフィーダリンクが確立された場合、前記取得要求を送信せず、前記第２のゲートウェイとの間でフィーダリンクが確立された場合、前記ＤＨＣＰサーバに対して前記取得要求を送信する、請求項１から４のいずれか一項に記載の無線通信システム。
6. 前記格納部は、前記フィーダリンク確立部が前記フィーダリンクを確立したゲートウェイを識別する識別情報をさらに格納し、
   前記取得要求送信部は、前記フィーダリンク確立部によって地上のゲートウェイとの間でフィーダリンクが確立された場合において、当該ゲートウェイの識別情報と前記格納部に格納されている識別情報とが一致した場合、前記取得要求を送信せず、一致しなかった場合、前記ＤＨＣＰサーバに対して前記取得要求を送信する、請求項１から５のいずれか一項に記載の無線通信システム。
7. 前記第１のゲートウェイはプライマリセルとして設定され、前記第２のゲートウェイはセカンダリセルとして設定されており、
   前記フィーダリンク確立部は、前記電波受信強度が前記予め定められた閾値より低い場合に、前記フィーダリンクを確立する対象を、前記第１のゲートウェイから前記第２のゲートウェイに切り替える、請求項１から６のいずれか一項に記載の無線通信システム。
8. 前記フィーダリンク確立部が前記フィーダリンクを確立するために用いるアンテナの方向を変更可能なジンバルを制御するジンバル制御部
   を備え、
   前記フィーダリンク確立部は、前記電波受信強度が予め定められた閾値より低い場合に、前記アンテナの方向を前記第２のゲートウェイの方向に向けさせるよう前記ジンバル制御部に制御させる、請求項１から７のいずれか一項に記載の無線通信システム。
9. 前記第１のゲートウェイとの間に確立された前記フィーダリンクの生存確認を行うべく、前記フィーダリンクを介した信号の送受信を実行するハートビート実行部
   を備え、
   前記フィーダリンク確立部は、前記ハートビート実行部による信号の送受信の失敗が予め定められた回数発生した場合であり、かつ、前記電波受信強度が前記予め定められた閾値より低い場合に、前記第２のゲートウェイとの間でフィーダリンクを確立する、請求項１から８のいずれか一項に記載の無線通信システム。
10. 他の飛行体に搭載されている他の無線通信システムとの間で無線通信を実行する飛行体通信部
    を備え、
    前記フィーダリンク確立部は、アンテナを用いて前記第１のゲートウェイとフィーダリンクを確立した後、前記アンテナによって前記第１のゲートウェイ以外のゲートウェイとのフィーダリンクを確立できない場合に、前記フィーダリンクの対象を、前記第１のゲートウェイから、前記他の無線通信システムがフィーダリンクを確立している地上の第３のゲートウェイに切り替え、
    前記取得要求送信部は、前記フィーダリンクの対象が前記第３のゲートウェイに切り替わったことに応じて、前記ＤＨＣＰサーバに対してＩＰアドレスの取得要求を送信する、請求項１から９のいずれか一項に記載の無線通信システム。
11. 前記無線通信システムは、成層圏プラットフォームとして機能する前記飛行体に搭載される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の無線通信システム。
12. コンピュータを、請求項１から１１のいずれか一項に記載の無線通信システムとして機能させるためのプログラム。
13. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の無線通信システムと、
    前記飛行体と
    を備えるシステム。
14. 飛行体に搭載されて、地上に向けてビームを照射することによって無線通信エリアを形成して前記無線通信エリア内のユーザ端末に無線通信サービスを提供するコンピュータによって実行される通信方法であって、
    地上の第１のゲートウェイとの間でフィーダリンクを確立する第１のフィーダリンク確立段階と、
    前記第１のゲートウェイとの間の前記フィーダリンクが確立されたことに応じて、地上のＤＨＣＰサーバに対してＩＰアドレスの取得要求を送信する第１の取得要求送信段階と、
    前記取得要求に応じて前記ＤＨＣＰサーバが送信したＩＰアドレスを取得して前記コンピュータに設定するＩＰアドレス設定段階と、
    前記第１のフィーダリンク確立段階で前記フィーダリンクが確立された前記第１のゲートウェイからの電波受信強度を監視する受信強度監視段階と、
    前記電波受信強度が予め定められた閾値より低い場合に、前記コンピュータに格納されている前記飛行体の飛行予定経路情報に基づいて、地上の複数のゲートウェイのうち、前記第１のゲートウェイとは異なり、かつ、前記飛行体の飛行予定方向側に位置するゲートウェイを地上の第２のゲートウェイとして選択することによって、前記第２のゲートウェイとの間でフィーダリンクを確立する第２のフィーダリンク確立段階と、
    前記第２のゲートウェイとの間の前記フィーダリンクが確立されたことに応じて、前記ＤＨＣＰサーバに対してＩＰアドレスの取得要求を送信する第２の取得要求送信段階と
    を備える、通信方法。

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