特開 2022-165043 無線中継システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022165043

(43)【公開日】2022-10-31

(54)【発明の名称】無線中継システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/185 20060101AFI20221024BHJP

   B64F 3/02 20060101ALI20221024BHJP

   B64D 27/24 20060101ALI20221024BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20221024BHJP

   B64C 27/04 20060101ALI20221024BHJP

   B64D 25/00 20060101ALI20221024BHJP

【ＦＩ】

H04B7/185

B64F3/02

B64D27/24

B64C39/02

B64C27/04

B64D25/00

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021070218

(22)【出願日】2021-04-19

(71)【出願人】

【識別番号】501440684

【氏名又は名称】ソフトバンク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098626

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 壽

(74)【代理人】

【識別番号】100128691

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 弘通

(72)【発明者】

【氏名】藤井 輝也

【テーマコード（参考）】

5K072

【Ｆターム（参考）】

5K072AA25

5K072AA29

5K072BB02

5K072BB13

5K072BB22

5K072DD01

5K072EE35

5K072GG14

5K072GG17

5K072HH02

(57)【要約】

【課題】何らかの原因で係留線（給電線）が切断したときに電波の送信を停止できるとともに安全に運用を停止することができる有線給電型の無線中継システムを提供する。
【解決手段】無線中継システムは、上空に移動可能な飛行体に無線中継装置が搭載され、地上又は海上から上空に延びた給電線を係留線とみなして係留され、飛行体を駆動する飛行駆動部と、給電線が接続された電源部と、予備バッテリーと、係留線が切断していないときは、電源部から飛行駆動部へ電力を供給するとともに電源部から無線中継装置へ電力を供給して電波を送信し、係留線が切断したときは、予備バッテリーから飛行駆動部へ電力を供給するとともに無線中継装置からの電波の送信を停止する手段と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上空に移動可能な飛行体に無線中継装置が搭載され、地上又は海上から上空に延びた給電線を係留線とみなして係留された有線給電型の無線中継システムであって、
前記飛行体を駆動する飛行駆動部と、
前記給電線に接続された電源部と、
予備バッテリーと、
前記係留線が切断していないときは、前記電源部から前記飛行駆動部へ電力を供給するとともに前記電源部から前記無線中継装置へ電力を供給して電波を送信し、前記係留線が切断したときは、前記予備バッテリーから前記飛行駆動部へ電力を供給するとともに前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段と、を備えることを特徴とする無線中継システム。

【請求項2】

請求項１の無線中継システムにおいて、
前記電源部から前記無線中継装置へ電力を供給する通信用電源供給経路と、
前記電源部から前記飛行駆動部へ電力を供給する駆動用電源供給経路と、
前記無線中継装置及び前記飛行駆動部に向けて出力される前記電源部の出力を検出する検出部と、
前記検出部が前記電源部の出力の停止又は低下を検出したとき、前記電源部から前記飛行駆動部への電力供給を前記予備バッテリーから前記飛行駆動部への電力供給に切り替える切替部と、を備える、ことを特徴とする無線中継システム。

【請求項3】

請求項１の無線中継システムにおいて、
前記電源部から前記無線中継装置及び前記飛行駆動部へ電力を供給する電源供給経路と、
前記電源部の出力を検出する検出部と、
前記検出部が前記電源部の出力の停止又は低下を検出したとき、前記電源部から前記無線中継装置及び前記飛行駆動部への電力供給を前記予備バッテリーから前記無線中継装置及び前記飛行駆動部への電力供給に切り替える切替部と、
前記検出部が前記電源部の出力の停止又は低下を検出したとき、前記無線中継装置からの電波の送信を停止するための送信制御信号を前記無線中継装置に送信する送信制御部と、を備える、ことを特徴とする無線中継システム。

【請求項4】

請求項１の無線中継システムにおいて、
前記電源部から前記無線中継装置及び前記飛行駆動部へ電力を供給する電源供給経路と、
前記無線中継装置及び前記飛行駆動部に向けて出力される前記電源部の出力を検出する検出部と、
前記検出部が前記電源部の出力の停止又は低下を検出したとき、前記電源部から前記無線中継装置及び前記飛行駆動部への電力供給を前記予備バッテリーから前記無線中継装置及び前記飛行駆動部への電力供給に切り替える切替部と、
前記給電線が接続された地上又は海上の給電装置から無線通信を介して送信停止信号を受信する送信停止信号受信部と、
前記給電線の切断を検知した前記給電装置から前記送信停止信号を受信したとき、前記無線中継装置からの電波の送信を停止するための送信制御信号を前記無線中継装置に送信する送信制御部と、を備える、ことを特徴とする無線中継システム。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれかの無線中継システムにおいて、
前記係留線とみなされる前記給電線が接続された地上又は海上の給電装置を備える、ことを特徴とする無線中継システム。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれかの無線中継システムにおいて、
前記飛行体に搭載された前記無線中継装置と通信する地上又は海上の中継元の無線中継装置を備える、ことを特徴とする無線中継システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、上空に位置して無線通信を中継する無線中継システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の無線中継システムとして有線給電ドローン無線中継システムが知られている（例えば、非特許文献１参照）。有線給電ドローン無線中継システムでは、上空で停止飛行（ホバリング）可能なドローン（無人航空機）に無線中継装置（中継局）が搭載され、係留線としてみなされる給電線を介して地上給電装置から無線中継装置に電力が供給される。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】“有線給電ドローン無線中継システムの実証実験に成功”，［online］，令和２年７月９日，ソフトバンク株式会社，ニュース，プレスリリース２０２０，［令和２年１２月２４日検索］，インターネット＜URL：https://www.softbank.jp/corp/news/press/sbkk/2020/20200709_01/＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の有線給電ドローン無線中継システムは、何らかの原因で係留線（給電線）が切断したときに電波の送信を停止することを条件として運用が認められている。しかしながら、ドローンに搭載された無線中継装置は、係留線（給電線）が切断しても予備バッテリーから給電されることにより電波の送信を停止することができない。また、上記有線給電ドローン無線中継システムが予備バッテリーを備えていない場合、係留線（給電線）が切断すると電波の送信は停止するが、ドローンの飛行駆動部への給電ができないため、ドローンを安全に着陸させて安全に運用を停止することができない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様に係る無線中継システムは、上空に移動可能な飛行体に無線中継装置が搭載され、地上又は海上から上空に延びた給電線を係留線とみなして係留された有線給電型の無線中継システムである。この無線中継システムは、前記給電線に接続された電源部と、予備バッテリーと、前記係留線が切断していないときは、前記電源部から前記飛行駆動部へ電力を供給するとともに前記電源部から前記無線中継装置へ電力を供給して電波を送信し、前記係留線が切断したときは、前記予備バッテリーから前記飛行駆動部へ電力を供給するとともに前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段と、を備える。

【0006】

前記無線中継装置において、前記電源部から前記無線中継装置へ電力を供給する通信用電源供給経路と、前記電源部から前記飛行駆動部へ電力を供給する駆動用電源供給経路と、前記無線中継装置及び前記飛行駆動部に向けて出力される前記電源部の出力を検出する検出部と、前記検出部が前記電源部の出力の停止又は低下を検出したとき、前記電源部から前記飛行駆動部への電力供給を前記予備バッテリーから前記飛行駆動部への電力供給に切り替える切替部と、を備えてもよい。

【0007】

前記無線中継装置において、前記電源部から前記無線中継装置及び前記飛行駆動部へ電力を供給する電源供給経路と、前記電源部の出力を検出する検出部と、前記検出部が前記電源部の出力の停止又は低下を検出したとき、前記電源部から前記無線中継装置及び前記飛行駆動部への電力供給を前記予備バッテリーから前記無線中継装置及び前記飛行駆動部への電力供給に切り替える切替部と、前記検出部が前記電源部の出力の停止又は低下を検出したとき、前記無線中継装置からの電波の送信を停止するための送信制御信号を前記無線中継装置に出力する送信制御部と、を備えてもよい。

【0008】

前記無線中継装置において、前記電源部から前記無線中継装置及び前記飛行駆動部へ電力を供給する電源供給経路と、前記無線中継装置及び前記飛行駆動部に向けて出力される前記電源部の出力を検出する検出部と、前記検出部が前記電源部の出力の停止又は低下を検出したとき、前記電源部から前記無線中継装置及び前記飛行駆動部への電力供給を前記予備バッテリーから前記無線中継装置及び前記飛行駆動部への電力供給に切り替える切替部と、前記給電線が接続された地上又は海上の給電装置から無線通信を介して送信停止信号を受信する制御信号受信部と、前記給電線の切断を検知した前記給電装置から前記送信停止信号を受信したとき、前記無線中継装置からの電波の送信を停止するための送信制御信号を前記無線中継装置に出力する送信制御部と、を備えてもよい。

【0009】

前記無線中継システムにおいて、前記給電線が接続された地上又は海上の給電装置を備えてもよく、また、前記飛行体に搭載された前記無線中継装置と通信する地上又は海上の中継元の無線中継装置を備えてもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、上空に移動可能な飛行体に無線中継装置が搭載され、地上又は海上から上空に延びた給電線を係留線とみなして係留された有線給電型の無線中継システムにおいて、何らかの原因で係留線（給電線）が切断したときに電波の送信を停止できるとともに安全に運用を停止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係るドローン無線中継システムを含む通信システムの全体構成の一例を示す説明図。

【図2】比較参考例に係るドローン無線中継システムにおけるドローンの電装部の主要部構成を示すブロック図。

【図3】実施形態に係るドローン無線中継システムにおけるドローンの電装部の主要部構成の一例を示すブロック図。

【図4】実施形態に係るドローン無線中継システムにおけるドローンの電装部の主要部構成の他の例を示すブロック図。

【図5】実施形態に係るドローン無線中継システムにおけるドローンの電装部の主要部構成の更に他の例を示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本書に記載された実施形態に係るシステムは、地上又は海上の地上給電装置として兼用される係留装置（以下「係留装置」、「地上給電装置」又は「係留装置（地上給電装置）」という。）に係留されたドローン（無人航空機）等の飛行体に搭載された無線通信装置（通信中継局）と予備バッテリーとを有し、係留線とみなされる給電線（以下「係留線（給電線）」という。）を介して給電される無線中継システムであり、災害時や山岳や森林などの遭難者の捜索時に固定基地局の圏外エリアに対して無線中継を実施することができる。特に、本実施形態の無線中継システムは、係留線（給電線）が何らかの原因で切断したときに電波の送信を停止できるとともに安全に着陸して運用を停止することができる有線給電型のドローン無線中継システムである。

【0013】

図１は、本発明の一実施形態に係るドローン無線中継システムを含む通信システムの全体構成の一例を示す説明図である。本実施形態のドローン無線中継システムは、ドローン６０に搭載された子機２０のほか、係留装置（地上給電装置）９５及び係留線（給電線）９５を含んでもよく、また、親機１０を含んでもよい。

【0014】

図１において、本実施形態に係るドローン無線中継システムは、地上に位置する中継元の無線中継装置（以下「親機」という。）１０及び上空に位置する中継先の無線中継装置（以下「子機」という。）２０を備える。親機１０及び子機２０は、通信オペレータ（通信事業者）の移動通信網８０のコアネットワークに接続されたｅＮｏｄｅＢ、ｇＮｏｄｅＢなどの固定基地局（以下「基地局」という。）３０と、通信オペレータの無線中継エリア（子機２０のセル２００Ａ）内に位置する単一又は複数の端末装置（ユーザ装置）としての移動局４０との間の下り回線及び上り回線の無線通信を中継する。

【0015】

なお、同一の通信オペレータで使用される互いに周波数が異なる下り回線の複数の無線信号を中継し、同一の通信オペレータで使用される互いに周波数が異なる上り回線の複数の無線信号を中継してもよい。また、本実施形態の無線中継システムは、複数の通信オペレータで使用される互いに周波数が異なる下り回線の複数の無線信号を中継し、前記複数の通信オペレータで使用される互いに周波数が異なる上り回線の複数の無線信号を中継してもよい。

【0016】

移動通信網８０には遠隔制御装置８１（遠隔制御元）を設けてもよい。遠隔制御装置８１は、例えば親機１０及び子機２０の情報を保持し、親機１０及び子機２０の少なくとも一方に制御情報を送信することができる。また、遠隔制御装置８１は、情報の送信先として機能し、親機１０及び子機２０の少なくとも一方から情報を受信してもよい。なお、遠隔制御装置８１は、親機１０や子機２０と通信可能な場所であれば、移動通信網８０以外に設けてもよい。

【0017】

移動通信網８０には、子機２０が搭載された飛行体としてのドローン６０を遠隔的に操縦する遠隔ドローン操縦装置を設けてもよい。

【0018】

遠隔制御装置８１は、例えば親機１０を介して子機２０と通信可能な、サーバ、ＰＣ若しくはタブレット端末であってもよい。また、遠隔ドローン操縦装置は、例えば親機１０を介してドローン６０の制御系と通信可能な、サーバ、ＰＣ若しくはタブレット端末であってもよい。

【0019】

親機１０は、基地局３０のアンテナ３１に向いた指向性を有するアンテナ（対基地局向けアンテナ）１０１を介して、基地局３０との間で中継対象周波数（基地局側周波数）のｆ０ｄ（下り信号）及びｆ０ｕ（上り信号）の無線信号を送受信する。また、親機１０は、子機２０のアンテナ２０１に向いた指向性を有するアンテナ（対子機向けアンテナ）１０２を介して、中継用周波数のｆ１ｄ（下り信号）及びｆ１ｕ（上り信号）の無線信号を送受信する。親機１０は、基地局３０との間で送受信されるｆ０ｄ（下り信号）及びｆ０ｕ（上り信号）の無線信号と、子機２０との間で送受信される中継用周波数ｆ１ｄ（下り信号）及びｆ１ｕ（上り信号）の無線信号とを変換する周波数変換機能を有する。

【0020】

親機１０は、移動体としての車両である自動車５０に搭載されることにより地上の目標位置に移動することができる。自動車５０は、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車など、親機１０に長時間にわたって電力を供給可能な予備バッテリーや発電機などを備えているものであってもよい。自動車５０は、ドローン６０が離発着可能な離発着部を備えてもよい。また、図１の構成例は、親機１０が自動車５０に組み込まれた場合の例であるが、親機１０が組み込まれる移動体は、道路を走行する自動車以外の車両、線路上を走行する鉄道車両、航空機、又は、河川上若しくは海上の船舶などであってもよい。

【0021】

子機２０は、親機１０のアンテナ１０２に向いた指向性を有するアンテナ（対親機向けアンテナ）２０１を介して、中継用周波数のｆ１ｄ（下り信号）及びｆ１ｕ（上り信号）の無線信号を送受信する。また、子機２０は、移動局向けのアンテナ２０２を介して、中継対象周波数（移動局側周波数）のｆ０ｄ（下り信号）及びｆ０ｕ（上り信号）の無線信号を送受信する。子機２０は、親機１０との間で送受信される中継用周波数ｆ１ｄ（下り信号）及びｆ１ｕ（上り信号）の無線信号と、移動局４０との間で送受信されるｆ０ｄ（下り信号）及びｆ０ｕ（上り信号）の無線信号とを変換する周波数変換機能を有する。

【0022】

なお、親機１０と子機２０との通信は、光ファイバーを用いたＲＯＦ（Ｒａｄｉｏ ｏｎ Ｆｉｂｅｒ）で行ってもよい。

【0023】

子機２０は、自律制御により又は外部からの制御により上空に移動可能なドローン６０に搭載されている。子機２０が搭載されたドローン６０は、自動車（無線中継車）５０により地上の目標位置に運搬され、地上から所定高度（例えば１００～１５０ｍ）の上空に滞在するように制御される。

【0024】

本実施形態の無線中継システムにおいて、中継先の無線中継装置である子機２０と、ドローン６０のプロペラを駆動するモータ及びその制御装置などを有するドローン飛行駆動部には、係留線（給電線）９５を介して係留装置（地上給電装置）９０から電力が供給される。係留線（給電線）９５を介してドローン６０の飛行駆動部に電力を供給することにより、長時間にわたって子機２０を上空に滞在させることができ、無線中継システムの要である子機２０の長時間の運用が可能になる。また、何らかの原因で係留線（給電線）７５が切断したときは、ドローン飛行駆動部には、無線中継システムに内蔵の予備バッテリーから電力が供給されるため、ドローン６０を安全に着陸させて安全に運用を停止することができる。なお、係留装置（地上給電装置）９０は、バッテリーや発電機が搭載された地上の自動車５０や海上の船舶などに搭載してもよい。

【0025】

図２は、比較参考例に係る無線中継システムにおけるドローン６０の電装部６００の主要部構成を示すブロック図である。図２において、比較参考例に係るドローン６０の電装部６００は、子機２０のほか、ドローン飛行駆動部６１０と、予備バッテリー６２０と、電源装置６３０と、電圧検出装置６４０と、スイッチ６５０とを有する。

【0026】

電源装置６３０には、係留装置（地上給電装置）９０から係留線（給電線）９５を介して電力が供給される。電源装置６３０と子機２０及びドローン飛行駆動部６１０との間に、電圧検出装置６４０とスイッチ６５０がある。電圧検出装置６４０は、電源装置６３０の出力電圧が所定値よりも下がったことを検知すると、係留線（給電線）９５が切断したと判断し、子機２０及びドローン飛行駆動部６１０への電源供給経路を予備バッテリー６２０に切り替えるようにスイッチ６５０を制御する。予備バッテリー６２０は、スイッチ６５０を介して子機２０及びドローン飛行駆動部６１０に接続され、その両方に電力を供給する。その後、予備バッテリー６２０から電力が供給されているドローン飛行駆動部６１０により、ドローン６０は安全に着陸するように制御されるので、安全に運用を停止することができる。しかしながら、係留線（給電線）９５の切断の発生からドローン６０が着陸するまでの間、予備バッテリー６２０から子機２０にも電力が供給されているので、子機２０からの電波の送信は継続する。このように本比較参考例では係留線９５が切断しても子機２０からの電波の送信を停止することができず、有線給電型のドローン無線中継システムの運用の条件を満たさないおそれがある。

【0027】

以下に例示する実施形態に係るドローン無線中継システムでは、有線給電型のドローン無線中継システムの運用の条件を満たすように、何らかの原因で係留線（給電線）９５が切断したときに子機２０からの電波の送信を停止できるとともにドローン６０を安全に着陸させて安全に運用を停止することができるように構成している。

【0028】

図３は、実施形態に係るドローン無線中継システムにおけるドローン６０の電装部６００の主要部構成の一例を示すブロック図である。図３において、実施形態に係るドローン６０の電装部６００は、子機２０と、ドローン飛行駆動部６１０と、予備バッテリー６２０と、係留線（給電線）９５に接続された電源部としての電源装置６３０と、を備える。

【0029】

更に、ドローン６０の電装部６００は、通信用電源供給経路６３１と、駆動用電源供給経路６３２と検出部としての電圧検出装置６４０と、切替部としてのスイッチ６５０とを備える。通信用電源供給経路６３１は、電源装置６３０と子機２０との間を直結するように設けられ、電源装置６３０から子機２０へ電力を供給する。駆動用電源供給経路６３２は、電圧検出装置６４０及びスイッチ６５０を介して電源装置６３０とドローン飛行駆動部６１０との間を接続するように設けられ、電源装置６３０からドローン飛行駆動部６１０へ電力を供給する。

【0030】

電圧検出装置６４０は、子機２０及びドローン飛行駆動部６１０に向けて出力される電源装置６３０の出力を検出する。電圧検出装置６４０は、電源装置６３０の出力の停止又は低下を検出したとき、係留線（給電線）９５が切断したと判断し、電源装置６３０からドローン飛行駆動部６１０への電力供給を予備バッテリー６２０からドローン飛行駆動部６１０への電力供給に切り替えるための切替制御信号を生成してスイッチ６５０に出力する。

【0031】

スイッチ６５０は、外部から入力された切替制御信号により、電源供給経路を切り替える切替動作を行う。スイッチ６５０は、電圧検出装置６４０からの切替制御信号に基づいて、電源装置６３０からドローン飛行駆動部６１０への電力供給を予備バッテリー６２０からドローン飛行駆動部６１０への電力供給に切り替える。

【0032】

図３のドローン無線中継システムにおいて、予備バッテリー６２０、通信用電源供給経路６３１、駆動用電源供給経路６３２、電圧検出装置６４０及びスイッチ６５０は、係留線（給電線）９５が切断していないときは、電源装置６３０からドローン飛行駆動部６１０へ電力を供給するとともに電源装置６３０から子機２０へ電力を供給して電波を送信し、係留線（給電線）９５が切断したときは、予備バッテリー６２０からドローン飛行駆動部６１０へ電力を供給するとともに子機２０からの電波の送信を停止する手段として機能する。

【0033】

以上示したように、図３のドローン無線中継システムは、予備バッテリー６２０がドローン飛行駆動部６１０だけに接続され、子機２０には接続されない構成である。また、電源装置６３０からの電源供給経路（電源線）は、電圧検出装置６４０及びスイッチ６５０よりも前の電源装置６３０の直後で分岐され、通信用電源供給経路６３１を介して電源装置６３０から子機２０へ電力供給が行われる。なお、電源装置６３０からの電源供給経路（電源線）は、スイッチ６５０よりも前の電圧検出装置６４０の直後で分岐して子機２０へ電力供給が行われるようにしてもよい。

【0034】

図３のドローン無線中継システムにおいては、係留線（給電線）９５が切断された場合、予備バッテリー６２０からはドローン飛行駆動部６１０だけに給電され、子機２０には給電されない。そのため、子機２０は動作停止となり、子機２０からの電波の送信は停止される。

【0035】

また、係留線（給電線）９５が切断された場合、予備バッテリー６２０は、スイッチ６５０を介してドローン飛行駆動部６１０に電力を供給するため、電力が供給されているドローン飛行駆動部により、ドローン６０は安全に着陸するように制御されるので、安全に運用を停止することができる。

【0036】

特に、図３のドローン無線中継システムでは、前述の図２の構成から子機２０への電力供給の経路（配線）を替えるだけで実現でき、電装部６００の構成は非常に簡易である。

【0037】

なお、図３のドローン無線中継システムでは、係留線（給電線）９５が切断されたときに子機２０への電力供給が瞬時に途絶えるため、子機２０の故障を回避するために電源保護回路等を設けてもよい。

【0038】

図４は、実施形態に係る無線中継システムにおけるドローン６０の電装部６００の主要部構成の他の例を示すブロック図である。図４において、実施形態に係るドローン６０の電装部６００は、図３の構成と同様に、子機２０と、ドローン飛行駆動部６１０と、予備バッテリー６２０と、電源装置６３０と、を備える。

【0039】

更に、ドローン６０の電装部６００は、電源装置６３０から子機２０及びドローン飛行駆動部６１０へ電力を供給する電源供給経路６３３と、電圧検出装置６４０と、スイッチ６５０と、送信制御部としての送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部６７０とを備える。

【0040】

電圧検出装置６４０は、子機２０及びドローン飛行駆動部６１０に向けて出力される電源装置６３０の出力を検出する。電圧検出装置６４０は、電源装置６３０の出力の停止又は低下を検出したとき、係留線（給電線）９５が切断したと判断し、電源装置６３０から子機２０及びドローン飛行駆動部６１０への電力供給を予備バッテリー６２０から子機２０及びドローン飛行駆動部６１０への電力供給に切り替えるための切替制御信号を生成してスイッチ６５０に出力する。

【0041】

スイッチ６５０は、電圧検出装置６４０からの切替制御信号に基づいて、電源装置６３０から子機２０及びドローン飛行駆動部６１０への電力供給を予備バッテリー６２０から子機２０及びドローン飛行駆動部６１０への電力供給に切り替える。

【0042】

更に、電圧検出装置６４０は、電源装置６３０の出力の停止又は低下を検出したとき、その検出信号（電源停止信号又は電圧低下信号）を送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部６７０に出力する。送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部６７０は、前記検出信号（電源停止信号又は電圧低下信号）を受信すると、係留線（給電線）９５が切断したと判断し、子機２０からの電波の送信を停止するための送信制御信号を生成して子機２０に出力する。子機２０は、送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部６７０からの送信制御信号に基づいて、子機２０からの電波の送信を停止する。

【0043】

図４のドローン無線中継システムにおいて、予備バッテリー６２０、電源供給経路６３３、電圧検出装置６４０、スイッチ６５０、送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部６７０及び子機２０の送信制御部は、係留線（給電線）９５が切断していないときは、電源装置６３０からドローン飛行駆動部６１０へ電力を供給するとともに電源装置６３０から子機２０へ電力を供給して電波を送信し、係留線（給電線）９５が切断したときは、予備バッテリー６２０からドローン飛行駆動部６１０へ電力を供給するとともに子機２０からの電波の送信を停止する手段として機能する。

【0044】

以上示したように、図４のドローン無線中継システムは、前述の図２の構成と同様に、予備バッテリー６２０がドローン飛行駆動部６１０及び子機２０の両方に接続された構成である。従って、係留線（給電線）９５が切断された場合も、子機２０へは予備バッテリー６２０から電力が供給されるので、子機２０は動作したままの状態である。この状態で、送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部６７０が、電圧検出装置６４０が電源装置６３０の出力の停止又は低下を検出した検出信号に基づいて、係留線（給電線）９５が切断されたと判断したとき、子機２０に送信制御信号を送信する。この送信制御信号を受信した子機２０は電波の送信を停止する。

【0045】

特に、図４のドローン無線中継システムでは、子機２０に一般的に設けられる制御監視機能の一つとして送信ＯＮ・ＯＦＦ制御を外部から実行可能であり、この既存の送信ＯＮ・ＯＦＦ制御の機能を利用できることから、システム構成は簡易である。また、子機２０への電力供給は継続されることから、係留線（給電線）９５が切断されても子機２０における通常の送信ＯＮ／ＯＦＦ制御と変らないため、子機２０の装置故障を回避できる。

【0046】

図５は、実施形態に係る無線中継システムにおけるドローン６０の電装部６００の主要部構成の更に他の例を示すブロック図である。図５において、実施形態に係るドローン６０の電装部６００は、図４の構成と同様に、子機２０と、ドローン飛行駆動部６１０と、予備バッテリー６２０と、電源装置６３０と、電源供給経路６３３と、電圧検出装置６４０と、スイッチ６５０とを備える。

【0047】

電圧検出装置６４０は、子機２０及びドローン飛行駆動部６１０に向けて出力される電源装置６３０の出力を検出する。電圧検出装置６４０は、電源装置６３０の出力の停止又は低下を検出したとき、係留線（給電線）９５が切断したと判断し、電源装置６３０から子機２０及びドローン飛行駆動部６１０への電力供給を予備バッテリー６２０から子機２０及びドローン飛行駆動部６１０への電力供給に切り替えるための切替制御信号を生成してスイッチ６５０に出力する。

【0048】

スイッチ６５０は、電圧検出装置６４０からの切替制御信号に基づいて、電源装置６３０から子機２０及びドローン飛行駆動部６１０への電力供給を予備バッテリー６２０から子機２０及びドローン飛行駆動部６１０への電力供給に切り替える。

【0049】

また、ドローン６０の電装部６００は、送信停止信号受信部としての無線通信装置（例えば、移動通信システムの端末装置である携帯通信モジュール）６８０と、送信制御部としての送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部６７０とを備える。無線通信装置６８０は、係留線（給電線）９５が接続された係留装置（地上給電装置）９０から例えば移動通信システムの無線通信を介して送信停止信号を受信する。送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部６７０は、係留線（給電線）９５の切断を検知した係留装置（地上給電装置）９０から前記送信停止信号を受信したとき、子機２０からの電波の送信を停止するための送信制御信号を生成して子機２０に出力する。

【0050】

係留装置（地上給電装置）９０は、電力検出装置（電力センサ）９１０と、送信停止信号送信部としての無線通信装置（例えば携帯通信モジュール）９３０とを備える。電力検出装置（電力センサ）９１０は、係留線（給電線）９５を介してドローン６０に供給する電力（電圧、電流又はその両方）を検出し、電力供給の停止又は供給電力の低下を検出したとき、送信停止信号を生成する。無線通信装置９３０は、電力検出装置（電力センサ）９１０で生成した送信停止信号を、例えば移動通信システムの無線通信を介して、ドローン６０の電装部６００に設けられた無線通信装置６８０に送信する。

【0051】

子機２０は、送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部６７０からの送信制御信号に基づいて、子機２０からの電波の送信を停止する。

【0052】

以上示したように、図５のドローン無線中継システムは、前述の図２の構成と同様に、予備バッテリー６２０がドローン飛行駆動部６１０及び子機２０の両方に接続された構成である。従って、係留線（給電線）９５が切断された場合も、子機２０へは予備バッテリー６２０から電力が供給されるので、子機２０は動作したままの状態である。この状態で、係留装置（地上給電装置）９０が、ドローン６０への電力供給の停止又は供給電力の低下を検出したとき、ドローン６０に送信停止信号を送信し、この送信停止信号を受信した送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部６７０が子機２０に送信制御信号を送信する。この送信制御信号を受信した子機２０は電波の送信を停止する。

【0053】

特に、図５のドローン無線中継システムでは、係留装置（地上給電装置）９０に一般的に設けられる電力検出装置（電力センサ）９１０により係留線（給電線）９５の切断の有無を検知することができ、また、子機２０に一般的に設けられている子機２０の監視制御を行うために設けられている無線通信装置（例えば、移動通信システムの端末装置である携帯通信モジュール）を介して送信停止信号の送受信を行うことができる。更に、子機２０の制御監視機能の一つとして送信ＯＮ・ＯＦＦ制御を外部から実行可能である。これらの構成を利用できることから、システム構成は簡易である。また、子機２０への電力供給は継続されることから、係留線（給電線）９５が切断されても子機２０における通常の送信ＯＮ／ＯＦＦ制御と変らないため、子機２０の装置故障を回避できる。

【0054】

以上、本実施形態によれば、有線給電型のドローン無線中継システムにおいて、何らかの原因で係留線（給電線）９５が切断したときに電波の送信を停止できるとともにドローンを安全に着陸させて安全に運用を停止することができる。

【0055】

また、本実施形態によれば、子機２０において同一周波数の電波の回り込みによる干渉がなくなるため、子機２０は最大送信電力で送信できる。

【0056】

また、本実施形態によれば、リピータ型の無線中継システムであり、子機２０はベースバンド信号の符号化及びベースバンド信号への復号化などの基地局（ｅＮｏｄｅＢ、ｇＮｏｄｅＢ）に特有の処理を行う必要がないことから、子機２０の装置構成が簡易・軽量になる。

【0057】

なお、本明細書で説明された処理工程並びに無線中継システムを含む通信システムの構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。

【0058】

ハードウェア実装については、実体（例えば、各種無線通信装置、Ｎｏｄｅ Ｂ、端末、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。

【0059】

また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。

【0060】

また、前記媒体は非一時的な記録媒体であってもよい。また、前記プログラムのコードは、コンピュータ、プロセッサ、又は他のデバイス若しくは装置機械で読み込んで実行可能であればよく、その形式は特定の形式に限定されない。例えば、前記プログラムのコードは、ソースコード、オブジェクトコード及びバイナリコードのいずれでもよく、また、それらのコードの２以上が混在したものであってもよい。

【0061】

また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。

【符号の説明】

【0062】

１０ ：親機
２０ ：子機
３０ ：基地局
３１ ：アンテナ
４０ ：移動局
５０ ：自動車
６０ ：ドローン
８０ ：移動通信網
８１ ：遠隔制御装置
９０ ：係留装置（地上給電装置）
９５ ：係留線（給電線）
１０２ ：アンテナ
２００Ａ ：セル
２０１ ：アンテナ
２０２ ：アンテナ
６００ ：電装部
６１０ ：ドローン飛行駆動部
６２０ ：予備バッテリー
６３０ ：電源装置
６３１ ：通信用電源供給経路
６３２ ：駆動用電源供給経路
６３３ ：電源供給経路
６４０ ：電圧検出装置
６５０ ：スイッチ
６７０ ：ＯＦＦ切替制御部
６８０ ：無線通信装置
９１０ ：電力検出装置
９２０ ：制御部
９３０ ：無線通信装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】