特許 6820067 アンテナ方向調整装置、アンテナ方向調整方法及びアンテナ方向調整プログラム

(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】6820067

(24)【登録日】2021年1月6日

(45)【発行日】2021年1月27日

(54)【発明の名称】アンテナ方向調整装置、アンテナ方向調整方法及びアンテナ方向調整プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 17/318 20150101AFI20210114BHJP

   H04B 7/10 20060101ALI20210114BHJP

   H04B 1/16 20060101ALI20210114BHJP

   H01Q 3/08 20060101ALI20210114BHJP

   G01S 3/40 20060101ALI20210114BHJP

【ＦＩ】

   H04B17/318

   H04B7/10 A

   H04B1/16 R

   H01Q3/08

   G01S3/40

【請求項の数】10

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2019-88306(P2019-88306)

(22)【出願日】2019年5月8日

(65)【公開番号】特開2020-184686(P2020-184686A)

(43)【公開日】2020年11月12日

【審査請求日】2019年5月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000227205

【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】猪俣 智也

【審査官】 佐藤 敬介

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５３−０７３０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１２３８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０７０５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１３６２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９８／０４１０４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−２６６５２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １７／３１８

Ｇ０１Ｓ ３／４０

Ｈ０１Ｑ ３／０８

Ｈ０４Ｂ １／１６

Ｈ０４Ｂ ７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動局を移動させた測定地点ごとに、該移動局と無線通信する基地局が取得した受信レベルとアンテナ角度から、アンテナ角度ごとに受信レベルを記録した複数の受信レベルマップを作成する作成部と、
作成された前記複数の受信レベルマップに平均処理を行い、平均受信レベルマップを作成し、該平均受信レベルマップ内の最大となるセルを特定することで、最良のアンテナ方向を推定する推定部と、
を備える、アンテナ方向調整装置。

【請求項2】

移動局を移動させた測定地点ごとに、該移動局と無線通信する基地局が取得した受信レベルとアンテナ角度から、アンテナ角度ごとに受信レベルを記録した複数の受信レベルマップを作成する作成部と、
作成された前記複数の受信レベルマップを比較し、最小受信レベルマップを作成し、該最小受信レベルマップ内の最大となるセルを特定することで、最良のアンテナ方向を推定する推定部と、を備える、アンテナ方向調整装置。

【請求項3】

前記推定部は、最大となるセルを特定する際に、前記複数の測定地点に対応して作成された前記複数の受信レベルマップのいずれかで受信レベルが閾値以下のセルを除外する、請求項１又は２に記載のアンテナ方向調整装置。

【請求項4】

前記受信レベルマップは、ｎ×ｍ個のセルから構成され、縦方向のｎ個のセルは、アンテナの仰角に対応し、横方向のｍ個のセルは、アンテナの方位角に対応する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアンテナ方向調整装置。

【請求項5】

前記移動局は、前記複数の測定地点を通る経路を繰り返し移動する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアンテナ方向調整装置。

【請求項6】

前記作成部により作成中の前記受信レベルマップを表示する表示部を更に備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載のアンテナ方向調整装置。

【請求項7】

移動局を移動させた測定地点ごとに、該移動局と無線通信する基地局が取得した受信レベルとアンテナ角度から、アンテナ角度ごとに受信レベルを記録した複数の受信レベルマップを作成する作成ステップと、
作成された前記複数の受信レベルマップに平均処理を行い、平均受信レベルマップを作成し、該平均受信レベルマップ内の最大となるセルを特定することで、最良のアンテナ方向を推定する推定ステップと、
を含む、アンテナ方向調整方法。

【請求項8】

移動局を移動させた測定地点ごとに、該移動局と無線通信する基地局が取得した受信レベルとアンテナ角度から、アンテナ角度ごとに受信レベルを記録した複数の受信レベルマップを作成する作成ステップと、
作成された前記複数の受信レベルマップを比較し、最小受信レベルマップを作成し、該最小受信レベルマップ内の最大となるセルを特定することで、最良のアンテナ方向を推定する推定ステップと、
を含む、アンテナ方向調整方法。

【請求項9】

移動局を移動させた測定地点ごとに、該移動局と無線通信する基地局が取得した受信レベルとアンテナ角度から、アンテナ角度ごとに受信レベルを記録した複数の受信レベルマップを作成する作成処理と、
作成された前記複数の受信レベルマップに平均処理を行い、平均受信レベルマップを作成し、該平均受信レベルマップ内の最大となるセルを特定することで、最良のアンテナ方向を推定する推定処理と、
をコンピュータに実行させる、アンテナ方向調整プログラム。

【請求項10】

移動局を移動させた測定地点ごとに、該移動局と無線通信する基地局が取得した受信レベルとアンテナ角度から、アンテナ角度ごとに受信レベルを記録した複数の受信レベルマップを作成する作成処理と、
作成された前記複数の受信レベルマップを比較し、最小受信レベルマップを作成し、該最小受信レベルマップ内の最大となるセルを特定することで、最良のアンテナ方向を推定する推定処理と、
をコンピュータに実行させる、アンテナ方向調整プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はアンテナ方向調整装置、アンテナ方向調整方法及びアンテナ方向調整プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

Point to Point（以下、Ｐ２Ｐと称する）等の対向する無線通信装置間で無線通信を行っている。この際、対向する無線通信装置間において、受信レベルが最大となるようにアンテナを適切な方向に調整することが重要である。

【0003】

近年、無線通信に使用される周波数の高周波化が進み、アンテナのビーム幅が狭くなることによってアンテナの方向調整作業は困難になっている。このためアンテナの方向調整を容易にするための補助ツールを用いる方法が考案されている。

【0004】

特許文献１には、アンテナ角度とアンテナ受信レベルを対応付けて受信電圧を可視化することにより、アンテナの方向調整を補助する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０１８／１６８２７４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に開示の技術では、対向する無線通信装置のアンテナ位置が固定されていることが前提であるため、受信レベルが最大となるアンテナ方向が最良のアンテナ方向であった。

【0007】

しかしながら、移動型無線基地局（移動局）と固定型無線基地局（固定局）を備える移動型無線通信システムのアンテナ方向調整作業においては、移動局の移動によって固定局の受信レベルが最大となるアンテナ方向が変化してしまう。そのため、固定型無線通信システムを対象とする特許文献１に開示の技術では、移動型無線通信システムにおいて、最良のアンテナ方向を決定することは容易ではなかった。

【0008】

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、移動型無線通信システムのアンテナ方向調整を支援するアンテナ方向調整装置、アンテナ方向調整方法及びアンテナ方向調整プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

移動局を移動させた測定地点ごとに、該移動局と無線通信する基地局が取得した受信レベルとアンテナ角度から、アンテナ角度ごとに受信レベルを記録した複数の受信レベルマップを作成する作成部と、
前記作成された複数の受信レベルマップから、複数の測定地点における最良のアンテナ方向を推定する推定部と、
を備える。

【0010】

本発明の第２の態様にかかるアンテナ方向調整方法は、移動局を移動させた測定地点ごとに、該移動局と無線通信する基地局が取得した受信レベルとアンテナ角度から、アンテナ角度ごとに受信レベルを記録した複数の受信レベルマップを作成する作成ステップと、
前記作成された複数の受信レベルマップから、複数の測定地点における最良のアンテナ方向を推定する推定ステップと、
を含む

【0011】

本発明の第３の態様にかかるアンテナ方向調整プログラムは、移動局を移動させた測定地点ごとに、該移動局と無線通信する基地局が取得した受信レベルとアンテナ角度から、アンテナ角度ごとに受信レベルを記録した複数の受信レベルマップを作成する作成処理と、
前記作成された複数の受信レベルマップから、複数の測定地点における最良のアンテナ方向を推定する推定処理と、
コンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、移動型無線通信システムのアンテナ方向調整作業を支援するアンテナ方向調整装置、アンテナ方向調整方法及びアンテナ方向調整プログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施の形態１にかかるアンテナ方向調整システムの構成を示す図である。

【図2】実施の形態１にかかるアンテナ方向調整器の構成例を示す図である。

【図3】実施の形態２にかかるアンテナ方向調整器の構成例を示す図である。

【図4】実施の形態１にかかる表示装置の構成を示すブロック図である。

【図5】移動型無線基地局を移動させた場合のアンテナ方向調整作業を説明する図である。

【図6】受信レベルマップの一例を示す図である。

【図7】３つの測定地点で作成した受信レベルマップである。

【図8】図７の受信レベルマップに元に作成した平均受信レベルマップである。

【図9】図７の受信レベルマップに元に作成した最小受信レベルマップである。

【図10】表示装置に表示される画面の例を示す図である。

【図11】実施の形態にかかるアンテナ方向調整手順を示すフローチャートである。

【図12】実施の形態にかかるアンテナ方向調整手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載および図面は、適宜、簡略化されている。

【0015】

まず、図１を参照して、本発明の実施の形態１にかかるアンテナ方向調整システム１００の構成を説明する。図１は本発明の実施の形態１にかかるアンテナ方向調整システムの構成を示す。アンテナ方向調整システム１００は、アンテナ方向調整器１０と、表示装置２０と、を備えている。

【0016】

アンテナ方向調整器１０は、例えば、Ｐ２Ｐにより無線通信を行う無線通信装置のアンテナ１、又はアンテナ１に接続された無線装置２に取り付けて、アンテナ方向を調整するのに使用される。なお、アンテナ方向調整器１０は、無線装置２の内部に備えられていてもよい。アンテナ１は、例えばパラボラアンテナとすることができる。表示装置２０は、例えば、スマートフォン、タブレット、コンピュータなどの携帯情報端末とすることができる。アンテナ方向調整器１０と表示装置２０とは、有線又は無線により接続され得る。

【0017】

図２は、アンテナ方向調整器の構成例を示す概略図である。
本発明は、自動車や列車などの移動体に設置された無線通信装置(以下、移動局)と、移動局と対向して通信を行う、移動局の沿線上に設置された無線通信装置(以下、基地局又は固定局)でのアンテナ方向調整に関する。基地局の無線通信区間内で、移動局側のアンテナ方向を一定にした状態で移動局を移動させ、複数の測定地点で基地局のアンテナ方向を調整し、受信レベルの測定を行い、その結果をもとに基地局のアンテナ方向調整が実施される。図２に示すように、アンテナ方向調整器１０は、移動局を移動させた測定地点ごとに、該移動局と無線通信する基地局が取得した受信レベルとアンテナ角度から、アンテナ角度ごとに受信レベルを記録した複数の受信レベルマップを作成する作成部１２１と、前記作成された複数の受信レベルマップから、複数の測定地点における最良のアンテナ方向を推定する推定部１２２と、を備える。これにより、アンテナ方向調整作業の経験が浅い者でも、移動無線装置のアンテナ方向調整作業を容易に実施することが可能となる。

【0018】

図３にアンテナ方向調整器１０の構成例を示す。アンテナ方向調整器１０は、取得部１１と処理部１２と記録部１３と通信部１４と、を備えている。処理部１２は、作成部１２１と、推定部１２２を有する。アンテナ方向調整器１０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、インターフェース回路等により構成される電子回路ユニットである。このアンテナ方向調整器１０は、実装されるプログラムをＣＰＵにより実行することで、所定の制御処理を行う。ＣＰＵがプログラムを実行することにより、アンテナ方向調整器１０は、取得部１１、処理部１２、記録部１３、通信部１４として機能する。なお、取得部１１、処理部１２、記録部１３、通信部１４は別々のハードウェアによって実現されてもよい。

【0019】

取得部１１は、アンテナ１の仰角と方位角と、無線装置２の受信電力値を取得する。取得部１１は、アンテナ方向調整器１０と有線又は無線によって接続された無線装置２から、受信電力値を取得することができる。

【0020】

処理部１２は、取得部１１から、アンテナの角度情報と受信電力値を受け取り、アンテナ方向調整に関する各種の処理を行う。すなわち、処理部１２の作成部１２１は、受信電力値とアンテナの角度情報をもとに受信レベルマップを作成する。ここでいう受信レベルマップとは、アンテナの角度ごとの受信電力値を記録したマップである。処理部１２は、作成した受信レベルマップを通信部１４へ送る。また、処理部１２は、記録部１３へ記録を行う。記録部１３は、例えば、ＳＤカードメモリなどの記録媒体である。通信部１４は、外部のアンテナ１又は無線装置２から、アンテナの角度情報と、受信電力値を受信し、また、これらの情報を表示装置２０に送信する。

【0021】

図４は、表示装置２０の構成を示すブロック図である。表示装置２０は、通信部２１と表示部２２と入力部２３を備えている。
通信部２１は、受信レベルマップの情報とアンテナの角度情報をアンテナ方向調整器１０から受信し、受信した情報を表示部２２へと送信する。また、通信部２１は、作業者が入力部２３を介して入力した情報をアンテナ方向調整器１０へと送信する。表示部２２は、通信部２１より受け取った情報から表示情報を生成し、画面上へと描画を行う。入力部２３は、表示装置が備えるソフトウェアキーボード及び画面上に描画されるＧＵＩ(Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ)のボタンであってもよいし、表示装置に備えられたハードウェアキーボードであってもよい。上記に示した、アンテナ方向調整器及び表示装置により行われる処理は、アンテナ方向調整器及び表示装置が備えるＡＳＩＣ(Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ)、ＤＳＰ(Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ)、ＭＰＵ(Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ)もしくはＣＰＵ(Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ)またはこれらの組み合わせを含むコンピュータシステムを用いて実現する。

【0022】

表示装置２０は、記憶部に格納された各種プログラムに基づいて、各種制御を実行する機能を有し、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）等により実現される。

【0023】

次に、図５を参照して、本実施の形態にかかるアンテナ方向の調整作業を説明する。
図５は、移動型無線基地局を移動させた場合の固定局のアンテナ方向調整作業を説明する図である。アンテナ方向調整作業時に、図５に示すような移動型無線基地局（移動局とも呼ばれる）４を所定の経路に沿って移動させる。該経路上の測定地点ごと（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）に、移動型無線基地局４と無線通信する固定型無線基地局（固定局とも呼ばれる）５の受信レベルマップ（図６参照）を、アンテナ方向調整器１０を使用してそれぞれ作成し、記録する。なお、本発明は、多種多様の移動体に適用可能であるが、特に、レールなど予め決められた経路を移動する列車などの移動体に適用することが好ましい。これは、事前に固定局のアンテナ方向を調整しておけば、その後、移動局は基本的に、決められた経路を繰り返し移動するので、固定局のアンテナ方向を再調整する必要性があまりないからである。

【0024】

図６は、受信レベルマップの一例を示す図である。受信レベルマップは、図６に示すようにｎ×ｍ個のセル（ｎ、ｍは１以上の整数）から構成される。個々のセルに格納される値は、受信電力値であり、受信レベルマップの縦方向はアンテナの垂直方向の仰角に、横方向はアンテナの水平方向の方位角にそれぞれ紐付いている。

【0025】

作業者は、受信レベルマップの作成時、最初にアンテナの現在の方向（例えば、基準位置である方位角０度、仰角０度）を中心とした、アンテナを可動したい仰角と方位角の範囲を度数で表示装置２０の入力部２３に入力する。例えば、基準位置（方位角０度、仰角０度）から仰角方向に±９０度、方位角方向に±９０度動かしたいのであれば、仰角の可動範囲を「９０」、方位角の可動範囲を「９０」と入力を行う。

【0026】

受信レベルマップのｎ×ｍ個のセルの数が一定の場合、アンテナの可動範囲を広くとることで１つのセルが対応する角度の範囲が大きくなるためアンテナ方向の粗調整を行うことができる。逆に、アンテナの可動範囲を狭くとることで１つのセルが対応する角度の範囲を小さくすることができるため、アンテナ方向の微調整が可能となる。例えば、比較的広い第１の可動範囲で、アンテナを動かして、受信レベルマップを作成し、アンテナ方向を粗調整したあと、第１の可動範囲より狭い第２の可動範囲で、アンテナを動かし、受信レベルマップを作成し、微調整を行ってもよい。こうすることで、効率的に、かつ正確にアンテナ方向の調整を実行することができる。

【0027】

測定地点Ｐ１において、移動局と無線通信する固定型無線基地局５のアンテナ１の方向を動かし、方向ごとに受信電力値を取得し、その値を、受信レベルマップ内の各セルへ記録する。こうして、受信レベルマップ１が作成される。この時、作成中の受信レベルマップを表示装置２０に表示させ、どの方向の受信電力値を取得できていないかを視覚的に分かるように作業者に提示してもよい。同様に、移動局が測定地点Ｐ２，Ｐ３に位置するときも、受信レベルマップ２，３をそれぞれ作成する。なお、固定型無線基地局５のアンテナ１の方向は、作業者が手動で動かしてもよい。あるいは、作業者が表示装置２０及びアンテナ方向調整器１０を介して、アンテナ１のアクチュエータ（図示せず）にコマンド信号を送信して、アンテナ１の方向を自動的に動かしてもよい。なお、本例では、３つの観測地点について測定を行ったが、これに限定されず、２つ以上の測定地点で測定を行ってもよい。

【0028】

作成、記録した複数の受信レベルマップの情報から最良となるアンテナ方向を推定し、推定された最良のアンテナ方向を、表示装置２０の表示部２２にマーカー（図１０のＴ１）として表示する。マップごとの同じ番地のセルの値を比較してアンテナ方向の推定を行う。帯域優先と信頼性優先の２つの方法のどちらかを選択し、アンテナの方向の推定を行うことができる。

【0029】

作業者は、２つの方法のうちいずれかを、表示装置２０に表示される選択ボタンで選択し、推定方法を切り替えることができる。帯域優先の方法では全測定地点で平均受信電力が高くなるようにアンテナ方向を調整することができる。信頼性優先の方法では、全測定地点で最低受信電力がいちばん大きい方向へとアンテナ方向を調整することができる。

【0030】

まず、３点の測定地点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３で４×４の大きさの受信レベルマップ１，２，３をそれぞれ作成し、受信電力の値を０〜６としたときの例を図７に示す。また、図７に示した３つの受信レベルマップの、平均受信電力値が各セルに格納された平均受信レベルマップを図８に示す。また、図７に示した３つの受信レベルマップの、最小値が各セルに格納された最小受信レベルマップを図９に示す。なお、ここでは、説明の簡略化のため、４×４の受信レベルマップを作成したが、これに限定されず、より細かいセルを用いて、より正確な受信レベルマップを作成してもよい。また、３つの測定地点で受信レベルマップをそれぞれ作成したが、これに限定されず、２つ以上の測定地点で受信レベルマップをそれぞれ作成してもよい。

【0031】

図７及び図８の例において、帯域優先の方法では各測定地点で、複数の受信レベルマップから、平均受信レベルマップを作成する。平均受信レベルマップでは、セルごと、受信電力値の平均値が記録される。平均受信レベルマップの全セルの中から、最大となるセルＣ１を特定し、セルＣ１の仰角と方位角の範囲が最良のアンテナ方向と推定することができる。また、平均受信レベルマップの全セルの中から、最大となるセルを特定する際、受信レベルマップ１〜３のうちいずれかで、受信電力値が閾値以下（例えば、図７の各マップでは０以下）となっているセルを除外してもよい。こうすることで、全測定地点で通信が途切れるか、又は不安定になることを防止することができる。なお、ここでの閾値は、通信が途切れた状態である「０」としたが、これに限定されず、通信が不安定となる他の数値（例えば、１以下）であってもよい。また、受信電力値は対数で表現した場合は、閾値は、負になることもある。

【0032】

一方、図７及び図９の例において、信頼性優先の方法では、複数の受信レベルマップの比較から、最小受信レベルマップを作成する。最小受信レベルマップの全セルから、受信電力値の最小値がいちばん大きいセルＣ２を特定し、セルＣ２の仰角と方位角の範囲が最良のアンテナ方向と推定できる。また、最小受信レベルマップの全セルの中から、受信電力値の最小値がいちばん大きいセルを特定する際、受信レベルマップ１〜３のうちいずれかで、受信電力値が閾値以下（例えば、図７の各マップでは０以下）となっているセルを除外してもよい。こうすることで、全測定地点で通信が途切れるか、又は不安定になることを防止することができる。なお、ここでの閾値は、通信が途切れた状態である「０」としたが、これに限定されず、通信が不安定となる他の数値（例えば、１以下）であってもよい。また、受信電力値は対数で表現した場合は、閾値は、負になることもある。

【0033】

図１０に表示装置２０に表示される画面の例を示す。ここでは、例えば、１０００×１０００の平均受信レベルマップを元に作成された画面の例である。図１０では、画面の縦軸を仰角とし、横軸を方位角とした座標である。画面上には、アンテナの仰角及び方位角に対応した受信電力レベルが描画されている。具体的には、受信電力Ｗ１以下のセルの領域は、第１の視覚表現Ａ１により描画されている。また、受信電力がＷ１より大きくＷ２以下の領域は、第２の視覚表現Ａ２により描画されている。また、受信電力がＷ２より大きくＷ３以下の領域は、第３の視覚表現Ａ３により描画されている。さらに、受信電力がＷ３より大きい領域は、第４の視覚表現Ａ４によって描画されている。

【0034】

図１０の例で画面上に描画されている十字型のマーカーＴ１は、受信電力がＷ３より大きい領域内にあり、推定された最良となるアンテナ方向（すなわち、受信電力値が最大となるアンテナ方向）を示している。また、十字型のマーカーＴ２は、受信電力がＷ２より大きくＷ３以下の領域内にあり、現在のアンテナ方向を示している。マーカーＴ１とマーカーＴ２を重ね合わせるようにアンテナ方向を調整することで、アンテナをアンテナの受信電力値ができるだけ大きくなる最良の方向へ向けることができる。なお、作業者は、こうした表示装置２０の画面を見ながら、固定型無線基地局５のアンテナ１の方向を手動で動かし、調整してもよい。あるいは、作業者が表示装置２０及びアンテナ方向調整器１０を介して、アンテナ１のアクチュエータ（図示せず）にコマンド信号を送信して、アンテナ１の方向を自動的に動かしてもよい。本実施の形態により、移動型無線通信システムにおいて、固定型無線基地局のアンテナ方向調整の困難さを軽減することができる。

【0035】

図１１及び図１２のフローチャートを参照して、アンテナ方向調整装置を用いたアンテナ方向調整作業の流れを説明する。
作業者は、表示装置２０の画面上に表示される入力欄に数値を入力し、現在のアンテナの方向を中心とした仰角と方位角の最大角度（例えば、ともに９０度）を決定する(ステップＳ１)。アンテナ方向調整器１０を有線または無線によって無線装置２に接続し、受信レベル情報となる受信電力値を取得する。また、アンテナの角度情報は、アンテナ方向調整器１０に内蔵されたジャイロセンサなどの角度センサを用いて取得する(ステップＳ２)。

【0036】

次に、移動局が測定地点Ｐ１に位置する場合において、固定局が取得した受信電力値と固定局のアンテナの角度情報から、アンテナ角度ごとに受信レベルを記録した受信レベルマップを作成する(ステップＳ３)。固定局のアンテナを動かしながら、仰角と方位角に対応する受信レベルマップのセルに受信電力値を入力していくことで、測定地点Ｐ１における受信レベルマップを作成する。受信レベルマップの作成を開始した時点でのアンテナの方位角と仰角が受信レベルマップの中央位置となり、以後、測定地点が変わってもマップの中央位置は変わらない。

【0037】

受信レベルマップの１つのセルに対応する角度の範囲は、ステップＳ１で入力された仰角と方位角の最大値に基づいて決定される。すなわち、１つのセルに対応する仰角の最大角度はステップＳ１で入力された仰角の最大値の２倍（例えば、仰角の最大値が９０度の場合、アンテナの可動範囲は±９０度となり、１８０度）をｎで除算した値（例えば、１８０／ｎ）である。同様に、１つのセルに対応する方位角方向の最大角度はステップ１で入力された方位角の最大値（例えば、９０度）の２倍をｍで除算した値（例えば、１８０／ｍ）となる。例えば、受信レベルマップのサイズがｎ×ｍで、仰角と方位角の最大値をそれぞれ９０度としたとき、１８０度をそれぞれｎとｍで割った値が１つのセルの対応する仰角と方位角の範囲となる。アンテナの仰角と方位角を変化させ、受信レベルマップのすべてのセルに受信電力値を取得する(ステップＳ４)。

【0038】

作業者は、表示装置２０の画面上の作成完了ボタンを押すことにより、受信レベルマップの作成を終了する(ステップＳ５)。受信レベルマップの作成が完了したら、受信レベルマップを記録部１３へと記録する(ステップＳ６)。

【0039】

移動型無線基地局を次の測定地点Ｐ２、Ｐ３・・・ＰＮへと移動させ、各受信レベルマップを作成する(ステップＳ７)。全測定地点での受信レベルマップの作成が終了したら、表示装置２０の画面上の測定完了ボタンを押し、アンテナ方向調整器１０へ測定が完了したことを通知する。これにより、アンテナ方向調整器１０の処理部１２の推定部１２２は最良となるアンテナ方向の推定処理を開始する(ステップＳ８)。

【0040】

測定地点ごとに作成、記録された複数の受信レベルマップから、最良のアンテナ方向を推定する。推定方法は、広帯域優先の方法と、信頼性優先の方法の２パターンがあり、表示装置２０の画面上のボタンによっていずれかに切り替えることができる(ステップＳ９)。

【0041】

帯域優先の方法の場合、各受信レベルマップの同番地のセルに格納された受信電力値の平均処理を行い、平均受信レベルマップ（図８参照）を作成する。平均受信レベルマップ中の受信電力値が最大となるセル（図８のセルＣ１参照）に対応する仰角と方位角の範囲内を、アンテナの最良の方向と推定する(ステップＳ１０)。この際、受信レベルマップでゼロとなったセルを除外した上で、平均受信レベルマップから受信電力値が最大となるセルを特定してもよい。こうすることで、全測定地点で通信が途切れることを防止することができる。

【0042】

一方、信頼性優先の方法の場合、各受信レベルマップの同番地のセルに格納された受信電力値の大小を比較していき、最小値を最小受信レベルマップ（図９参照）に記録する(ステップＳ１１)。最小受信レベルマップの中で、最大受信電力値を持つセル（図９のセルＣ２参照）に対応する仰角と方位角の範囲内を、アンテナ最良の方向と推定する(ステップＳ１２)。この際、受信レベルマップ内でゼロとなったセルを除外した上で、最小受信レベルマップから、最大受信電力値を持つセルを特定してもよい。こうすることで、全測定地点で通信が途切れることを防止することができる。

【0043】

最良のアンテナ方向推定の完了後、図１０に示す表示例のように、最良のアンテナ方向位置を示すマーカーＴ１と、取得部から送られてくる現在のアンテナ方向を示すマーカーＴ２を表示装置２０に描画する(ステップＳ１３)。

【0044】

作業者は固定局のアンテナの仰角と方位角を変化させ、マーカーＴ１とマーカーＴ２が重ね合わせるようにアンテナ方向を調整する(ステップＳ１４)。なお、作業者は、表示装置２０の画面を見ながら、固定型無線基地局５のアンテナ１の方向を手動で動かし、調整してもよい。あるいは、作業者が表示装置２０及びアンテナ方向調整器１０を介して、アンテナ１のアクチュエータ（図示せず）にコマンド信号を送信して、アンテナ１の方向を自動的に動かしてもよい。

【0045】

アンテナ方向調整が終了したら、表示装置２０の画面上に表示されている終了ボタンを押し、処理を終了する(ステップＳ１５)。

【0046】

以上説明した実施の形態によれば、移動無線装置のアンテナ方向調整において、最良の基地局のアンテナ方向が本装置によって推定される。また、仰角、方位角に紐付けられた視覚情報として表示されることにより、アンテナ方向調整作業の経験が無い者でも、移動無線装置のアンテナ方向調整作業を実施することが可能となる。

【0047】

さらに、上述した様々な実施の形態において、アンテナ方向調整装置における処理の手順を説明したように、本開示はアンテナ方向調整方法としての形態も採り得る。このアンテナ方向調整方法は、次のステップを含む。移動局を移動させた測定地点ごとに、基地局で取得した受信レベルとアンテナ角度から、アンテナの角度ごとの受信電力値を記録した複数の受信レベルマップを作成する作成ステップと、作成された複数の受信レベルマップから、複数の測定地点における最良のアンテナ方向を推定する推定ステップと、である。なお、その他の例については、上述した様々な実施の形態で説明した通りである。また、アンテナ方向調整プログラムは、コンピュータにこのようなアンテナ方向調整方法を実行させるためのプログラムである。

【0048】

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【0049】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記した実施の形態では、アンテナ方向調整器が処理部１２及び記録部１３を備えているが、表示装置２０がこれらを備えてもよい。また、上記した実施の形態では、入力部は表示部２２に表示されるソフトウェアキーボードであるが、表示装置２０に備えられたハードウェアキーボードであってもよい。さらに、上記した実施の形態では、受信レベルマップのセルに受信レベル情報として受信電力値を格納していたが、受信電力が大きいほど大きくなる係数を格納してもよい。

【符号の説明】

【0050】

１ アンテナ
２ 無線装置
４ 移動型無線基地局
５ 固定型無線基地局
１０ アンテナ方向調整器
１１ 取得部
１２ 処理部
１２１ 作成部
１２２ 推定部
１３ 記録部
１４ 通信部
２０ 表示装置
２１ 通信部
２２ 表示部
２３ 入力部
５５ レール
１００ アンテナ方向調整システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】