特許 7105746 無線中継システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-14

(45)【発行日】2022-07-25

(54)【発明の名称】無線中継システム

(51)【国際特許分類】

   H04W 16/26 20090101AFI20220715BHJP

   B64F 3/02 20060101ALI20220715BHJP

   H04W 84/06 20090101ALI20220715BHJP

   H04W 84/18 20090101ALI20220715BHJP

【ＦＩ】

H04W16/26

B64F3/02

H04W84/06

H04W84/18 110

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2019167391

(22)【出願日】2019-09-13

(65)【公開番号】P2021044774

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2019-12-18

【審判番号】

【審判請求日】2021-11-01

(73)【特許権者】

【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

【合議体】

【審判長】國分 直樹

【審判官】中木 努

【審判官】横田 有光

(56)【参考文献】

【文献】特許第６５４１８２３（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１９－１２５８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－５２３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１３６５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

H04W4/00-99/00

B64F3/02

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線信号の周波数が互いに異なる複数の通信オペレータの固定基地局とユーザ装置との間の無線通信を中継する無線中継システムであって、
無指向性アンテナを有し、前記複数の通信オペレータの固定基地局と無線通信可能な空中エリアに滞在可能な浮揚体であって地上を移動可能な自動車から発着可能な前記浮揚体に搭載され、前記空中エリアにおいて前記無指向性アンテナを介して前記複数の通信オペレータの固定基地局と見通し内で無線通信を行う第１無線中継局と、
前記第１無線中継局と無線通信可能な空中エリアに滞在するように制御可能な飛行体に搭載され前記第１無線中継局とユーザ装置との間の無線通信を中継する第２無線中継局と、を備え、
前記第１無線中継局を搭載する前記浮揚体は、前記地上を移動可能な自動車に接続されたケーブルを介して電力が供給され、
前記第１無線中継局は、
前記複数の通信オペレータの固定基地局との間で、前記複数の固定基地局それぞれに対応する互いに異なる複数の第１周波数の無線信号を送受信し、
前記第２無線中継局との間で、前記複数の通信オペレータに対応する互いに異なる複数の第２周波数の無線信号又は前記複数の通信オペレータに共通の第２周波数の無線信号を送受信し、
前記複数の第１周波数と前記複数の第２周波数又は前記共通の第２周波数との間の周波数変換を行い、
前記第２無線中継局は、
前記第１無線中継局との間で、前記複数の第２周波数の無線信号又は前記共通の第２周波数の無線信号を送受信し、
前記ユーザ装置との間で、前記複数の第１周波数の無線信号を送受信し、
前記複数の第２周波数の無線信号又は前記共通の第２周波数と前記複数の第１周波数との間の周波数変換を行う、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、無線中継システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、地上の固定基地局のアンテナとの間に電波の見通し伝搬の障害になる障害物が存在する、不感地、山岳エリア、海上エリアなどの弱電界エリアにおいて、中継用アンテナ及び対移動局用アンテナを有する無線中継局を搭載したドローンや係留気球により無線中継を行う無線中継システムが知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－００２９７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の無線中継システムにおいて、固定基地局の圏外エリアでは固定基地局とドローンや係留気球に搭載した無線中継局との間で無線通信することが難しいため、固定基地局とユーザ装置（移動局）との間の無線通信を中継することができないおそれがある。そこで、本出願人は、地上を移動可能な車両に周波数変換器を含む無線中継局（親機）を搭載し、無線中継を行う目的地（現場）に移動し、固定基地局からの電波を親機で受信して、親機と飛行体としてのドローンに搭載された無線中継局（子機）との間で無線通信を確立することにより、その固定基地局とユーザ装置（移動局）との間の無線通信を行う無線中継システムを提案した（特願２０１７－０４５１２２、特願２０１８－００４１４２、特願２０１８－０５５６３２参照）。

【0005】

上記無線中継システムは、固定基地局との間に電波の見通し伝搬の障害になる障害物が多数存在する山岳や山林などの場所（例えば遭難現場付近などの環境）で使用される場合がある。このような場所では、親機と固定基地局との間が見通し外となることが多く、遭難現場付近で固定基地局の通信圏内エリアとなる親機の設置場所を探すのが難しい。特に複数の通信オペレータ（通信事業者）の電波を同時に中継する場合、親機を設置する場所は、中継する通信オペレータのすべての通信圏内エリアである必要があるため、親機の設置場所を探すのがますます難しくなる。更に、無線中継局（親機）を搭載した車両が進入可能な場所が、遭難現場から離れた場所であることも多い。そのため、親機の設置個所は遭難現場付近から遠く離れた場所になることが多く、親機と子機との距離が長くなったり障害物で親機と子機とが見通し外となったりして、遭難現場と推定される本当の捜索現場を含む目標エリアに通信圏内エリアを構築することができないおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る無線中継システムは、移動通信網の固定基地局とユーザ装置との間の無線通信を中継する無線中継システムであって、前記固定基地局と無線通信可能な空中エリアに滞在可能な浮揚体に搭載された第１無線中継局と、前記第１無線中継局と無線通信可能な空中エリアに滞在可能な飛行体に搭載され前記第１無線中継局とユーザ装置との間の無線通信を中継する第２無線中継局と、を備える。
前記無線中継システムにおいて、前記第１無線中継局の前記固定基地局との通信を行なうためのアンテナは、無指向性アンテナであってもよい。
また、前記無線中継システムにおいて、前記浮揚体に搭載された前記第１無線中継局に地上から電力を供給してもよい。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、山岳や山林などの場所においても、固定基地局と親機との間の中継距離及び親機と子機との間の中継距離を大きくとることでき、固定基地局の圏外に位置する目標エリアに無線通信エリアを確実に構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係る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概略構成図。

【図2】他の実施形態に係る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概略構成図。

【図3】（ａ）は、比較例に係る無線中継システムの課題の説明図であり、（ｂ）は、本実施形態の無線中継システムの効果の説明図。

【図4】実施形態に係る無線中継システムの第１無線中継局（親機）及び第２無線中継局（子機）の主要部構成の一例を示すブロック図。

【図5】実施形態に係る無線中継システムの第１無線中継局（親機）及び第２無線中継局（子機）の主要部構成の他の例を示すブロック図。

【図6】実施形態に係る無線中継システムの第１無線中継局（親機）及び第２無線中継局（子機）の主要部構成の更に他の例を示すブロック図。

【図7】実施形態に係る無線中継システムの第１無線中継局（親機）及び第２無線中継局（子機）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】

【0009】

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。
図１及び図２はそれぞれ、本発明の一実施形態に係る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概略構成図である。本実施形態の無線中継システムは、災害時や山岳や森林などの遭難者の捜索時に、ドローンや係留気球等の飛行体に無線中継局を搭載して、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臨時無線中継システムである。特に、本実施形態の無線中継システムは、簡易な構成で、目標位置に移動した後、複数の通信オペレータ（携帯通信事業者）の移動通信網の固定基地局とユーザ装置との間の無線通信の中継を速やかに開始することができる。

【0010】

図１において、本実施形態に係る無線中継システムは、第１無線中継局（以下「親機」ともいう。）１０及び第２無線中継局（以下、「子機」ともいう。）２０を備える。第１無線中継局（親機）１０及び第２無線中継局（子機）２０は、無線信号の周波数が互いに異なる複数の通信オペレータ（通信事業者）Ａ，Ｂの移動通信網８０Ａ，８０Ｂのコアネットワークそれぞれに接続されたマクロセル基地局などの複数の固定基地局３０Ａ，３０Ｂと、複数の通信オペレータＡ，Ｂそれぞれに対応するユーザ装置としての複数の移動局４０Ａ，４０Ｂとの間の無線通信を同時に中継する。親機１０及び子機２０は、ＧＰＳ衛星からの受信信号などを利用して互いに時間同期されている。

【0011】

なお、本実施形態では、通信オペレータ（固定基地局）の数が２の場合について説明するが、通信オペレータ（固定基地局）の数は３以上であってもよい。また、図１では、通信オペレータＡ，Ｂそれぞれに対応する移動局の数が１であるが、通信オペレータＡ，Ｂそれぞれに対応する移動局の数は２以上であってもよい。

【0012】

移動通信網８０Ａ，８０Ｂにはそれぞれ遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ（遠隔制御元）を設けてもよい。遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂは、例えば第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０の情報を保持し、第１無線中継局１０及び第２無線中継局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８１Ａ，８１Ｂは、情報の送信先として機能し、第１無線中継局１０及び第２無線中継局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８１Ａ，８１Ｂは、第１無線中継局１０や第２無線中継局２０と通信可能な場所であれば、移動通信網８０Ａ，８０Ｂ以外に設けてもよい。また、第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０の制御は、遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂの両方で行ってもよいし、遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂのいずれか一方が行うようにしてもよい。また、遠隔制御装置８１Ｃは、各通信オペレータの移動通信網８０Ａ，８０Ｂ以外の共通の通信網８０Ｃ上に設置されてもよい。

【0013】

共通の通信網８０Ｃには、第１無線中継局（親機機）１０が搭載された飛行体としてのドローン６０を遠隔的に操縦したり第２無線中継局（子機）２０が搭載された飛行体としてのドローン７０を遠隔的に操縦したりする遠隔操縦装置（以下、「遠隔ドローン操縦装置」という。）８２を設けてもよい。

【0014】

遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃは、例えば、第１無線中継局１０と通信可能な、又は、第１無線中継局１０及び第２無線中継局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８２は、第１無線中継局１０を介して、又は、第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０を介して、ドローン６０，７０の制御部と通信可能な、サーバ、ＰＣ若しくはタブレット端末であってもよい。

【0015】

第１無線中継局１０は、通信オペレータＡ，Ｂごとに、固定基地局３０Ａ，３０Ｂとの間の中継対象の第１周波数（以下、「無線中継周波数」又は「基地局側周波数」ともいう。）Ｆ１Ａ（下り信号）及びＦ１Ａ’（上り信号）並びにＦ１Ｂ（下り信号）及びＦ１Ｂ’（上り信号）の無線信号と、第２無線中継局２０との間の第２周波数（以下「中間周波数」ともいう。）Ｆ２Ａ（下り信号）及びＦ２Ａ’（上り信号）並びにＦ２Ｂ（下り信号）及びＦ２Ｂ’（上り信号）の無線信号とを中継する周波数変換型の無線中継装置である。

【0016】

第１無線中継局１０は、自律制御により又は外部からの制御により所定の空域に滞在又は移動する浮揚体である飛行体としてのドローン６０に搭載されている。第１無線中継局１０が搭載されたドローン６０は、車両である自動車（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飛行制御される。

【0017】

地上の目標位置にドローン６０及び第１無線中継局１０を運搬して移動する自動車５０は、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車など、第１無線中継局１０及びドローン６０に長時間にわたって電力を供給可能なバッテリーや発電機などを備えている。ドローン６０の飛行駆動部及び第１無線中継局１０には、ケーブル６１を介して、地上の自動車５０に搭載されたバッテリーや発電機から電力が供給される。

【0018】

なお、本実施形態では、ドローン６０に第１無線中継局１０を搭載して、自動車５０の上空に滞在させているが、係留気球等の浮揚体に第１無線中継局１０を搭載して自動車５０の上空に滞在させてもよい。

【0019】

第１無線中継局１０と第２無線中継局２０との間の無線信号は、図２に示すように、通信オペレータに共通の第２周波数（以下「中間周波数」ともいう。）Ｆ２（下り信号）及びＦ２’（上り信号）の無線信号であってもよい。また、各通信オペレータＡ，Ｂが無線中継を時分割で利用するようにしてもよい。

【0020】

以下、Ｆ１Ａ（下り信号）及びＦ１Ａ’（上り信号）をまとめて「Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'」と表記し、Ｆ１Ｂ（下り信号）及びＦ１Ｂ'（上り信号）をまとめて「Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'」と表記する。また、Ｆ２Ａ（下り信号）及びＦ２Ａ'（上り信号）をまとめて「Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'」と表記し、Ｆ２Ｂ（下り信号）及びＦ２Ｂ'（上り信号）をまとめて「Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'」と表記し、Ｆ２（下り信号）及びＦ２'（上り信号）をまとめて「Ｆ２/Ｆ２'」と表記する。

【0021】

第２無線中継局２０は、通信オペレータＡ，Ｂごとに、第１無線中継局１０との間の第２周波数（中間周波数）Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'、Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'、Ｆ２/Ｆ２'の無線信号と、移動局４０Ａ，４０Ｂとの間の中継対象の第１周波数（以下、「無線中継周波数」又は「移動局側周波数」ともいう。）Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'の無線信号とを中継する周波数変換型の無線中継装置である。

【0022】

第２無線中継局２０は、自律制御により又は外部からの制御により所定の空域に滞在又は移動する飛行体としてのドローン７０に搭載されている。第２無線中継局２０が搭載されたドローン７０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。ドローン７０の飛行駆動部及び第２無線中継局２０には内蔵のバッテリーから電力が供給される。

【0023】

なお、自動車５０は、ドローン６０及びドローン７０が離発着可能な離発着部を備えてもよい。

【0024】

以下、第１無線中継局１０が搭載された飛行体としてドローン６０と第２無線中継局２０が搭載された飛行体としてドローン７０を用いた無線中継システムを「ドローン無線中継システム」ともいう。

【0025】

第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０それぞれにおいて通信オペレータＡ，Ｂごとに変換する第１周波数（中継対象周波数）Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'及び第２周波数（中間周波数）Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'、Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'、Ｆ２/Ｆ２'は、第１無線中継局１０で送受信される無線信号どうしの回り込み干渉及び第２無線中継局２０で送受信される無線信号どうしの回り込み干渉が発生しないように互いに異なる周波数である。例えば、第１周波数（中継対象周波数）Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'が２．１ＧＨｚ帯の周波数であり、第２周波数（中間周波数）Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'、Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'、Ｆ２/Ｆ２'が３．３ＧＨｚ帯の周波数であってもよい。

【0026】

図３（ａ）は、比較例に係る無線中継システムの課題の説明図であり、図３（ｂ）は、本実施形態の無線中継システムの効果の説明図である。
図３（ａ）に示す比較例に係る無線中継システムでは、自動車５０に第１無線中継局１０が搭載され、遭難者のユーザ装置（移動局）との通信を確保するため、遭難現場付近に自動車５０を移動させて第１無線中継局（親機）１０が設置されるのが一般的であるが、遭難現場は山岳や山林などになる場合が多い。このような山岳や山林などにおいては、各通信オペレータＡ，Ｂの固定基地局が少なく、また、山岳や山林などで無線中継システムを運用する場合、その山岳や山林などの障害物Ｓにより固定基地局３０Ａ，３０Ｂと第１無線中継局（親機）１０との間が見通外となりやすい。その結果、遭難現場付近で固定基地局３０Ａ，３０Ｂの通信圏内エリアとなる親機１０の設置場所を探すのが難しい。特に複数の通信オペレータＡ，Ｂの電波を同時に中継する場合、親機１０を設置する場所は、中継する通信オペレータＡ，Ｂのすべての通信圏内エリアである必要があるが、山岳や山林などにおいては、固定基地局の設置場所がばらばらであり、中継する通信オペレータＡ，Ｂのすべての通信圏内エリアとなる場所が少なく、親機１０の設置場所を探すのがますます難しくなる。更に、自動車５０が進入可能な場所が、遭難現場から離れた場所であることも多い。その結果、遭難現場に付近に第１無線中継局（親機）１０を設置するのが困難なことが多い。そのため、親機１０の設置個所は遭難現場付近から遠く離れた場所になることが多く、親機１０と遭難現場と推定される本当の捜索現場を含む目標エリアとの距離が長くなる。また、障害物Ｓで親機１０と子機２０との間も見通し外となり、親機１０と子機２０との中継距離も延ばせない。その結果、遭難現場と推定される本当の捜索現場を含む目標エリアに通信圏内エリアを構築することができないおそれがある。

【0027】

これに対し、本実施形態の無線中継システムにおいては、第１無線中継局（親機）１０をドローン６０に搭載して上空に高く揚げ、そこで滞在（ホバリング）させるように飛行制御している。これにより、図３（ｂ）に示すように、山岳や山林などにおいて遭難現場付近に第１無線中継局（親機）１０を設置する場合でも、山岳や山林などが中継の無線通信の障害物Ｓとならず、第１無線中継局（親機）１０と各通信オペレータＡ，Ｂの固定基地局３０Ａ，３０Ｂとの間が見通し内となるとともに、第１無線中継局（親機）１０と第２無線中継局（子機）２０との間も見通し内となる。従って、本実施形態によれば、遭難現場と推定される本当の捜索現場を含む目標エリアに、ユーザ装置と通信可能な通信圏内エリアを確実に構築することができる。

【0028】

更に、本実施形態によれば、山岳や山林などにおいて遭難現場付近に第１無線中継局（親機）１０を設置する場合でも、第１無線中継局（親機）１０と各通信オペレータＡ，Ｂの固定基地局３０Ａ，３０Ｂとの間が見通し内となるので、第１無線中継局（親機）１０と各固定基地局３０Ａ，３０Ｂとの間の中継距離を大きく取ることができる。また、第１無線中継局（親機）１０と第２無線中継局（子機）２０との間が見通し内となるので、第１無線中継局（親機）１０と第２無線中継局（子機）２０との間の中継距離も大きく取ることができる。よって、自動車５０が進入可能な場所が遭難現場から離れた場所であり、遭難現場付近に第１無線中継局（親機）１０を設置できない場合でも、遭難現場と推定される本当の捜索現場を含む目標エリアに、ユーザ装置と通信可能な通信圏内エリアを確実に構築することができる。

【0029】

また、本実施形態によれば、第１無線中継局（親機）１０をドローン６０に搭載して上空高く揚げることにより、第１無線中継局（親機）１０を揚げる遭難現場付近において無線中継する複数の通信オペレータＡ，Ｂのすべての圏内エリアとする確率を大幅に改善することができるので、第１無線中継局（親機）１０の設置場所の決定時間を大幅に削減できる。その結果、ドローン無線中継システムの運用時間の大幅な短縮を図ることができ、一刻を争う遭難者の位置特定に費やす時間の大幅に短縮することができる。

【0030】

更に、本実施形態によれば、ケーブル６１を介して、自動車５０に搭載したバッテリーや発電機から第１無線中継局（親機）１０とドローン６０のプロペラを駆動するモータ等の飛行駆動部６０ａとに電力を供給することにより、長時間にわたって第１無線中継局（親機）１０を上空に滞在させることができ、ドローン無線中継システムの要である第１無線中継局（親機）１０の長時間の運用が可能になる。

【0031】

図４は、実施形態に係る無線中継システムの第１無線中継局（親機）及び第２無線中継局（子機）の主要部構成の一例を示すブロック図である。
図４において、本実施形態に係る無線中継システムは、既存の携帯基地局（固定基地局）３０Ａ，３０Ｂと通信できる位置で上空に滞在するドローン６０に搭載する第１無線中継局（親機）１０とドローン７０に搭載する第２無線中継局（子機）２０で構成される。無線中継方式としては、携帯基地局３０Ａ，３０Ｂの電波を受信して、それを周波数変換して中継する「非再生・周波数変型リピート方式」を用いている。

【0032】

第１無線中継局（親機）１０は、各通信オペレータＡ，Ｂの固定基地局向けの指向性の第１アンテナ（対基地局向けアンテナ）１０１Ａ，１０１Ｂと、通信オペレータＡに対応する第１親機機能部１１Ａと、通信オペレータＢに対応する第２親機機能部１１Ｂと、加算・分配部１２と、無線中継局向けの第２アンテナ（対子機向けアンテナ）１０２とを備えている。第１親機機能部１１Ａ及び第２親機機能部１１Ｂはそれぞれ、周波数数変換器、増幅器（ＡＭＰ）等で構成される。

【0033】

第２無線中継局（子機）２０は、無線中継局向けの第１アンテナ（対親機向けアンテナ）２０１と、通信オペレータＡに対応する第１子機機能部２１Ａと、通信オペレータＢに対応する第２子機機能部２１Ｂと、加算・分配部２２と、移動局向けの第２アンテナ２０２とを備えている。第１子機機能部２１Ａ及び第２子機機能部２１Ｂはそれぞれ、周波数変換器、増幅器（ＡＭＰ）等で構成される。

【0034】

なお、図４中の加算・分配部１２、２２それぞれの代わりに切替スイッチを設け、親機１０の第１親機機能部１１Ａ及び第２親機機能部１１Ｂの切替と、子機２０の第１子機機能部２１Ａ及び第２子機機能部２１Ｂの切替とを同期して実行することにより、各通信オペレータＡ，Ｂが無線中継を時分割で利用するように構成してもよい。

【0035】

親機１０は、例えば下りリンクにおいて、複数の通信オペレータＡ，Ｂの固定基地局向けの第１アンテナ１０１Ａ，１０Ｂで受信した周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂの無線信号を周波数変換器でＦ１とは異なる無線中継周波数（Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂ）の周波数に変換し、第２アンテナ１０２から子機２０に向けて送信する。

【0036】

子機２０は、親機１０から周波数（Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂ）で送信された電波を第１アンテナ２０１で受信し、周波数変換器で（Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂ）に周波数変換し、移動局４０Ａ，４０Ｂに向けて第２アンテナ２０２から出力する。通信オペレータＡの移動局４０ＡはＦ１Ａ、通信オペレータＢの移動局４０ＢはＦ１Ｂの周波数で受信する。

【0037】

親機１０及び子機２０それぞれにおいて周波数変換することより、親機１０の第１アンテナ１０１Ａ，１０１Ｂと第２アンテナ１０２との間、子機２０のアンテナ２０１，２０２間の同一周波数の回り込み干渉がなくなることから、親機１０、子機２０の送信電力を最大送信電力で送信できるため、無線中継距離、無線中継エリアを大きくできる。

【0038】

また、本実施形態の無線中継システムは、各通信オペレータＡ，Ｂの移動通信網（固定ネットワーク）８０Ａ，８０Ｂ上に、各自の親機１０及び子機２０の無線中継のＯＮ／ＯＦＦを制御する無線中継ＯＮ／ＯＦＦ制御データを親機１０及び子機２０に送信し、親機１０及び子機２０それぞれの無線中継を遠隔でＯＮ／ＯＦＦ制御する遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂを備えている。

【0039】

また、本実施形態の無線中継システムでは、親機１０と子機２０にそれぞれ無線中継制御装置１３，２３と無線通信装置（携帯通信モジュール）１４，２４を備えている。各通信オペレータＡ，Ｂは、移動通信網（固定ネットワーク）８０Ａ，８０Ｂ上にある遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂから親機１０と子機２０にある無線通信装置１４、２４及び無線中継制御装置１３，２３を介して、各自の親機１０又は子機２０の無線通信をＯＮ／ＦＦ制御する。

【0040】

また、第１無線中継局（親機）１０は、自動車５０に搭載したバッテリーや発電機からケーブル６１を介して供給されたＤＣ電圧を変圧するＤＣ変圧器６２を有している。ＤＣ変圧器６２により変圧された電力が第１無線中継局（親機）１０に供給される。また、第１無線中継局（親機）１０を搭載したドローン６０の飛行駆動部６０ａにＤＣ変圧器６２から電力が供給され、第１無線中継局（親機）１０を自動車５０の上空に滞在させるようにドローン６０が飛行駆動される。このように、自動車５０に搭載したバッテリーや発電機から第１無線中継局（親機）１０及びドローン６０の飛行駆動部６０ａに電力を供給することで、長時間にわたって第１無線中継局１０を上空に滞在させることができる。

【0041】

また、第２無線中継局（子機）２０は、バッテリー２５を有しており、バッテリー２５から第２無線中継局２０及びドローン７０の飛行駆動部７０ａに電力が供給される。

【0042】

図５は、実施形態に係る無線中継システムの第１無線中継局（親機）１０及び第２無線中継局（子機）２０の主要部構成の他の例を示すブロック図である。
図５に示す無線中継システムは、第１無線中継局（親機）１０の固定基地局３０Ａ，３０Ｂ向けの第１アンテナ１０１を、１本の水平面内無指向性アンテナとしたものである。第１アンテナ１０１を、１本の水平面内無指向性アンテナとすることで、通信オペレータＡ，Ｂ毎に指向性のアンテナを備えた図４の構成に比べて、アンテナ構成を簡易化することができる。また、通信オペレータＡ，Ｂ毎に第１アンテナを備えた図４の構成に比べて、第１無線中継局（親機）１０の軽量化を図ることができる。また、無指向性アンテナを用いることで、低利得となるが、第１無線中継局（親機）１０をドローン６０などの飛行体により上空に上げて各固定基地局３０Ａ,３０Ｂと見通し通信を行なうため、電波の電力損失がほとんどない。従って、低利得であっても各固定基地局３０Ａ,３０Ｂとの間で良好に通信を行なうことができる。

【0043】

また、通信オペレータＡ，Ｂ毎に指向性の第１アンテナを備えた図４の構成では、第１無線中継局の設置現場における各固定基地局３０Ａ,３０Ｂの方角に基づいて、各第１アンテナの第一無線中継局１０に対する姿勢を調整したり、各第１アンテナ１０１Ａ,１０１Ｂが、対応する固定基地局３０Ａ,３０Ｂに向くように、ドローン６０の姿勢を精度よくコントロールしたりする必要がある。しかし、第１アンテナとして無指向性のアンテナを用いることで、アンテナの姿勢調整を不要になり、かつ、ドローン６０の高精度の姿勢制御が不要になる。

【0044】

図６及び図７はそれぞれ、実施形態に係る無線中継システムの第１無線中継局（親機）及び第２無線中継局（子機）の主要部構成の更に他の例を示すブロック図である。図６は、指向性の第１アンテナ１０１Ａ,１０１Ｂを、固定基地局３０Ａ,３０Ｂに対応させて設けた第１無線中継局（親機）１０を用いた例であり、図７は、無指向性の第１アンテナを設けた第１無線中継局（親機）１０を用いた例である。

【0045】

図６及び図７に示す無線中継システムはそれぞれ、第１無線中継局（親機）１０にバッテリー６３を搭載し、バッテリー６３に蓄電された電力により第１無線中継局１０及び第１無線中継局１０を搭載したドローン６０を飛行駆動するように構成したものである。第１無線中継局（親機）１０にバッテリー６３を搭載することで、第１無線中継局（親機）１０の運用時間が短縮されるが、自動車（無線中継車）などの車両が進入できないような現場の上空に、第１無線中継局１０を滞在させることができ、より遭難現場付近に、第１無線中継局１０を設置することが可能となる。

【0046】

なお、本明細書で説明された処理工程並びに無線中継局、遠隔制御装置、遠隔操縦装置及び基地局における基地局装置の構成要素は、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。

【0047】

ハードウェア実装については、実体（例えば、無線中継局、基地局装置、無線中継装置、ユーザ装置（移動局、通信端末）、遠隔制御装置、遠隔操縦装置、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。

【0048】

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）、ＦＬＡＳＨ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。

【0049】

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。

【0050】

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】

【0051】

１０：第１無線中継局（親機）
１１Ａ：第１親機機能部（通信オペレータＡ）
１１Ｂ：第２親機機能部（通信オペレータＢ）
１２：加算・分配部
１３：無線中継制御装置
１４：無線通信装置
２０：第２無線中継局（子機）
２１Ａ：第１子機機能部（通信オペレータＡ）
２１Ｂ：第２子機機能部（通信オペレータＢ）
２２：加算・分配部
２３：無線中継制御装置
２４：無線通信装置
２５：バッテリー
３０Ａ，３０Ｂ：固定基地局（携帯基地局）
３１Ａ，３１Ｂ：アンテナ
４０Ａ，４０Ｂ：移動局
５０：自動車
６０：飛行体（ドローン）
６０ａ：飛行駆動部
６１：ケーブル
６２：ＤＣ変圧器
６３：バッテリー
７０：飛行体（ドローン）
７０ａ：飛行駆動部
１０１,１０１Ａ，１０１Ｂ：第１アンテナ（対基地局向けのアンテナ）
１０２：第２アンテナ（対子機向けのアンテナ）
２００Ａ，２００Ｂ：セル
２０１：第１アンテナ（対親機向けのアンテナ）
２０２：第２アンテナ（対端末向けのアンテナ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】