特開 2024-159142 方向調整装置、無線通信システム、方向調整支援方法、方向調整方法およびプログラム

(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】P2024159142

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】方向調整装置、無線通信システム、方向調整支援方法、方向調整方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/12 20060101AFI20241031BHJP

   H04B 7/10 20170101ALI20241031BHJP

   H01Q 3/08 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

H01Q1/12 B

H04B7/10 A

H01Q3/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023074947

(22)【出願日】2023-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100181135

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 隆史

(72)【発明者】

【氏名】大川 敬

【テーマコード（参考）】

5J021

5J047

【Ｆターム（参考）】

5J021AA02

5J021DA06

5J021GA02

5J021HA05

5J047AA02

5J047AA18

5J047AB05

5J047BB07

5J047BB12

5J047BB16

(57)【要約】

【課題】短時間でのアンテナ方向の調整を可能にする方法を提供する。
【解決手段】方向調整装置は、自局の緯度、経度、高さを含む位置情報を取得する自局位置情報取得手段と、対向局の緯度、経度、高さを含む位置情報を取得する対向局位置情報取得手段と、前記自局の位置情報と前記対向局の位置情報との差に基づいて自局のアンテナを向けるべき方向であるターゲット方向を算出する方向算出手段と、前記自局のアンテナ方向である現在方向を検出する方向検手段と、前記ターゲット方向と前記現在方向とを表示する表示手段と、を備える。
【選択図】図１３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自局の緯度、経度、高さを含む位置情報を取得する自局位置情報取得手段と、
対向局の緯度、経度、高さを含む位置情報を取得する対向局位置情報取得手段と、
前記自局の位置情報と前記対向局の位置情報との差に基づいて自局のアンテナを向けるべき方向であるターゲット方向を算出する方向算出手段と、
前記自局のアンテナ方向である現在方向を検出する方向検手段と、
前記ターゲット方向と前記現在方向とを表示する表示手段と、
を備える方向調整装置。

【請求項2】

前記表示手段は、アジマス方向とエレベーション方向のそれぞれについて、前記ターゲット方向と前記現在方向を表示する、
請求項１に記載の方向調整装置。

【請求項3】

前記表示手段は、前記現在方向と前記ターゲット方向の差を視認可能に表示し、前記自局のアンテナの方向が調整されると、調整後の前記自局のアンテナの方向に応じて前記現在方向を表示しなおす、
請求項１又は請求項２に記載の方向調整装置。

【請求項4】

アンテナと、
無線装置と、
請求項１又は請求項２に記載の方向調整装置と、
を含む無線通信システム。

【請求項5】

前記方向調整装置が前記アンテナに設けられている、
請求項４に記載の無線通信システム。

【請求項6】

前記方向調整装置が前記無線装置に設けられている、
請求項４に記載の無線通信システム。

【請求項7】

カメラおよび／又はレーザをさらに備える、
請求項４に記載の無線通信システム。

【請求項8】

自局の緯度、経度、高さを含む位置情報を取得するステップと、
対向局の緯度、経度、高さを含む位置情報を取得するステップと、
前記自局の位置情報と前記対向局の位置情報との差に基づいて自局のアンテナを向けるべき方向であるターゲット方向を算出するステップと、
前記自局のアンテナ方向である現在方向を検出するステップと、
前記ターゲット方向と前記現在方向とを表示するステップと、
を有する方向調整支援方法。

【請求項9】

請求項８に記載の方向調整支援方法によって表示される前記ターゲット方向と前記現在方向とが一致するように、前記自局のアンテナの方向を調整する、
方向調整方法。

【請求項10】

コンピュータに、
自局の緯度、経度、高さを含む位置情報を取得するステップと、
対向局の緯度、経度、高さを含む位置情報を取得するステップと、
前記自局の位置情報と前記対向局の位置情報との差に基づいて自局のアンテナを向けるべき方向であるターゲット方向を算出するステップと、
前記自局のアンテナ方向である現在方向を検出するステップと、
前記ターゲット方向と前記現在方向とを表示するステップと、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、方向調整装置、無線通信システム、方向調整支援方法、方向調整方法およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

Point-To-Pointの携帯電話基地局間通信において、指向性を有するアンテナを用いて自局ならびに対向局で無線通信が行われる。そのような無線通信システムにおいて、それぞれの局でアンテナの方向調整を行わなければ電波の受信レベルが低下し、通信品質の低下が生じる。

【0003】

特許文献１には、互いに対向する一対のアンテナにおいて、一方のアンテナから信号を送信し、他方のアンテナの方向の調整を行い、調整完了後に他方のアンテナから一方のアンテナへ信号を送信して、一方のアンテナの方向の調整を行うという処理を繰り返して、一対のアンテナの方向を調整する方法が開示されている。

【0004】

特許文献２には、互いに対向する一対のアンテナのそれぞれにアンテナ設置支援装置が取り付けられ、一方のアンテナ側のアンテナ設置支援装置は、他方のアンテナ側のアンテナ設置支援装置に無線信号の送信を要求し、一方のアンテナにおける受信レベルに基づいてアンテナ方向の調整を行い、調整後の受信レベルを他方のアンテナ設置支援装置に送信し、他方のアンテナ側のアンテナ設置支援装置が、受信した受信レベルに基づいて方向角などを算出し、アンテナ方向の調整を行う方法が開示されている。

【0005】

特許文献１、２に開示されたアンテナ方向の調整方法では、一方のアンテナ方向の調整を止めて、その間に対向局で受信レベルを測定するなどの作業を行う必要があり、双方の局で同時にアンテナの方向調整を実施することができない。対向局がアンテナ方向の調整をしている間は、自局では待機時間が生じるため、Point-To-Pointの無線装置の設置取り付け作業には時間を有し、かつ熟練の設置作業員が複数名必要となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２０１８／１６８２７５号

【特許文献2】特開２０１５－１７７４８３号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】片岡義明,スマホ位置情報の精度が向上、“高さ”特定可能に。日本で10月より「垂直測位サービス」提供開始～MetCom、［2023年04月20日検索］、インターネット＜https://internet.watch.impress.co.jp/docs/column/chizu3/1441013.html＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

一方の局のアンテナ方向調整の間に他方の局のアンテナ方向調整を止める必要が無く、短時間で一対のアンテナ方向を調整可能にする技術が望まれている。

【0009】

そこでこの発明は、上述の課題を解決する方向調整装置、無線通信システム、方向調整支援方法、方向調整方法およびプログラムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様によれば、方向調整装置は、自局の緯度、経度、高さを含む位置情報を取得する自局位置情報取得手段と、対向局の緯度、経度、高さを含む位置情報を取得する対向局位置情報取得手段と、前記自局の位置情報と前記対向局の位置情報との差に基づいて自局のアンテナを向けるべき方向であるターゲット方向を算出する方向算出手段と、前記自局のアンテナ方向である現在方向を検出する方向検手段と、前記ターゲット方向と前記現在方向とを表示する表示手段と、を備える。

【0011】

本発明の一態様によれば、無線通信システムは、アンテナと、無線装置と、上記の方向調整装置と、を含む。

【0012】

本発明の一態様によれば、方向調整支援方法は、自局の緯度、経度、高さを含む位置情報を取得するステップと、対向局の緯度、経度、高さを含む位置情報を取得するステップと、前記自局の位置情報と前記対向局の位置情報との差に基づいて自局のアンテナを向けるべき方向であるターゲット方向を算出するステップと、前記自局のアンテナ方向である現在方向を検出するステップと、前記ターゲット方向と前記現在方向とを表示するステップと、を有する。

【0013】

本発明の一態様によれば、方向調整方法は、上記の方向調整支援方法によって表示される前記ターゲット方向と前記現在方向とが一致するように、前記自局のアンテナの方向を調整する、方向調整方法である。

【0014】

本発明の一態様によれば、プログラムは、コンピュータに、自局の緯度、経度、高さを含む位置情報を取得するステップと、対向局の緯度、経度、高さを含む位置情報を取得するステップと、前記自局の位置情報と前記対向局の位置情報との差に基づいて自局のアンテナを向けるべき方向であるターゲット方向を算出するステップと、前記自局のアンテナ方向である現在方向を検出するステップと、前記ターゲット方向と前記現在方向とを表示するステップと、を実行させる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、短時間で一対のアンテナの方向を調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１実施形態に係る無線通信システムの一例を示す図である。

【図2】一対の無線通信システムを示す図である。

【図3】第１実施形態に係る一対の無線通信システムを示す第１の図である。

【図4】第１実施形態に係る一対の無線通信システムを示す第２の図である。

【図5A】第１実施形態に係る調整ユニットの取付位置の一例を示す第１の図である。

【図5B】第１実施形態に係る調整ユニットの取付位置の一例を示す第２の図である。

【図6】第１実施形態に係るアンテナ方向調整処理の一例を示す第１の図である。

【図7】第１実施形態に係るアンテナ方向調整処理の一例を示す第２の図である。

【図8】第１実施形態に係るアンテナ方向調整処理の一例を示す第３の図である。

【図9】第１実施形態に係る支援画像の一例を示す第１の図である。

【図10】第１実施形態に係る支援画像の一例を示す第２の図である。

【図11】第２実施形態に係る無線通信システムの一例を示す図である。

【図12】第３実施形態に係る無線通信システムの一例を示す図である。

【図13】最小構成を有する方向調整装置の構成を示すブロック図である。

【図14】最小構成を有する方向調整装置の動作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】

【0017】

以下、本発明の各実施形態に係る方向調整装置およびアンテナ方向調整方法について図面を参照して説明する。以下の説明に用いる図面において本発明に関係ない部分の構成については、記載を省略し、図示しない場合がある。

【0018】

＜第１実施形態＞
（構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る無線通信システム１００の一例を示す図である。
無線通信システム１００は、方向調整装置１と、スマートフォン２と、無線装置５と、アンテナ６と、ケーブル７～８と、を備える。

【0019】

方向調整装置１は、アンテナ６の方向調整作業を支援する機能を備える。以下で説明するように、方向調整装置１を用いることによって、一対のアンテナ間で方向調整のための信号等のやり取りが必要なく、双方の局で同時並行的、且つ、高精度にアンテナ６の方向調整を行うことができる。一方の局のアンテナ方向調整の間に他方の局のアンテナ方向調整を止める必要が無いため、短時間でアンテナの方向調整を行うことができる。方向調整装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３とモニタ画面４とを備えている。ＣＰＵ３は、アンテナ６が向く方向の演算や、モニタ画面４に表示する情報を生成するために用いられる。方向調整装置１は、ＣＰＵ３に加えて、又は、ＣＰＵ３の代わりに、演算機能のあるＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)、ＭＰＵ(Micro Processing Unit)等のＩＣ(Integrated Circuit)を備えていてもよい。モニタ画面４は、アンテナ６の方向調整を支援する情報（支援画像と称する。）を表示する。例えば、モニタ画面４には、現在のアンテナ６の方向とターゲット方向ならびに受信レベルのターゲット値と現在の状態が表示される。

【0020】

スマートフォン２は、位置情報を測定するために用いられ、測定した位置情報を方向調整装置１のＣＰＵ３へ入力するインターフェース機能を有する。スマートフォン２の代わりに、位置情報が測定でき、測定した位置情報をＣＰＵ３へ入力するインターフェース機能を有する任意の装置を用いることができる。例えば、インターネットに接続されたＰＣ（personal computer）やタブレット端末などの情報処理装置を用いることができる。

【0021】

無線装置５は、例えば、Point-To-PointのＦＤＤ(Frequency Division Duplex)方式による無線通信が可能な機器である。
アンテナ６は、無線通信に用いられる電波の送受信を行う。アンテナ６は、Azimuth（アジマス：方位角）ならびにElevation（エレベーション：仰角）方向で角度調整が可能である。

【0022】

ケーブル７は、無線装置５と方向調整装置１、特にＣＰＵ３とを接続するケーブルである。無線装置５と方向調整装置１でやり取りする情報は、例えば、アンテナ６が受信した電波の強さを電界によって表した電界強度のモニタ値である。電圧等のアナログ情報でやり取りする場合は、ＣＰＵ３が電圧等から電界強度を演算し、モニタ画面４に電界強度を表示させる。無線装置５と方向調整装置１とが、無線ＬＡＮ(Local Area Network)やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信手段で通信可能な場合には、ケーブル７は必要なく、これらの無線通信手段で、電界強度などをやり取りしてもよい。

【0023】

ケーブル８は、スマートフォン２と方向調整装置１、特にＣＰＵ３とを接続するケーブルである。やり取りする情報は、スマートフォン２の位置情報、例えば、経度、緯度ならびに高さといった３次元情報を、ケーブル８を通じてＣＰＵ３へ入力する。また、スマートフォン２は、対向局の経度、緯度ならびに高さを取得し、それらの位置情報を自局同様に、ケーブル８を通じてＣＰＵ３へ入力してもよい。対向局の経度、緯度ならびに高さの情報は、スマートフォン２が、対向局のスマートフォン等から無線通信により取得してもよいし、ユーザが、対向局の経度、緯度ならびに高さをスマートフォン２へ入力してもよい（又は、スマートフォン２を介すること無く、直接、方向調整装置１へ入力してもよい）。スマートフォン２と方向調整装置１とが、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信手段で通信可能な場合には、ケーブル８は必要なく、これらの無線通信手段で位置情報のやり取りを行ってもよい。

【0024】

以下、方向調整装置１と、ケーブル８と、スマートフォン２とを含んで調整ユニット９と称する。

【0025】

（アンテナ方向調整の手順）
次に図２～図５Ｂを参照して、本実施形態に係るアンテナ方向調整の手順について説明する。
図２に一対の無線通信システムを示す。図２おいて無線装置５ａと無線装置５ｂは対向する一対の無線装置である。無線装置５ａ、５ｂには、それぞれアジマス方向ならびにエレベーション方向に調整が可能なアンテナ６ａ、６ｂが取り付けられている。また、無線装置５ａ、５ｂは、それぞれ鉄塔等に設けられているポール１５，１６に設置されている。この状態ではアンテナ方向調整がされていないため通信品質が保たれていない。

【0026】

図３に、図２に示した一対の無線通信システムのそれぞれに方向調整装置1を接続したときの図を示す。図３において、調整ユニット９ａ，９ｂは、図１で例示した方向調整装置1、スマートフォン２およびケーブル8から構成される調整ユニット９である。図示は省略するが、以下では、調整ユニット９ａに含まれる方向調整装置１、スマートフォン２、ケーブル８をそれぞれ方向調整装置1ａ、スマートフォン２ａ、ケーブル8ａのように記載し、方向調整装置1ａが備えるＣＰＵ３、モニタ画面４をＣＰＵ３ａ、モニタ画面４ａのように記載する。調整ユニット９ｂに含まれる構成についても同様に記載する。
また、調整ユニット９ａ，９ｂを含む無線通信システム１００を、それぞれ無線通信システム１００ａ，１００ｂのように記載する。

【0027】

調整ユニット９ａはケーブル７ａによって無線装置５ａと接続され、調整ユニット９ｂはケーブル７ｂによって無線装置５ｂと接続されている。この状態で、アンテナ６ａの方向を調整する作業員Ａは、調整ユニット９ａに含まれるモニタ画面４ａに表示されるアンテナ６ａの正しいアジマス方向とエレベーション方向を案内する画像を見ながらアンテナ６ａの方向を調整する。このとき、対向局（アンテナ６ｂ側）とのやり取りは発生しない。また、アンテナ６ｂの方向を調整する作業員Ｂは、調整ユニット９ｂに含まれるモニタ画面４ｂに表示される正しいアジマス方向とエレベーション方向を案内する画像を見ながらアンテナ６ｂの方向を調整する。このとき、対向局（アンテナ６ａ側）とのやり取りは発生しない。対向局とのやりとりが発生しない為、作業員Ａと作業員Ｂは互いに独立して、同時並行的にアンテナ６ａ、６ｂの方向調整を行うことができる。図４にアンテナ６ａ，６ｂを方向調整したことにより通信品質が保たれている状態を示す。

【0028】

なお、アンテナ６ａの正しいアジマス方向とエレベーション方向は、スマートフォン２ａの緯度、経度および高さ情報と、スマートフォン２ｂの緯度、経度および高さ情報とから算出される。より具体的には、ＣＰＵ３ａは、スマートフォン２ｂの緯度からスマートフォン２ａの緯度を引いた値、スマートフォン２ｂの経度からスマートフォン２ａの経度を引いた値を、正しいアジマス方向として算出し、スマートフォン２ｂの高さ情報からスマートフォン２ａの高さ情報を引いた値を、正しいエレベーション方向として算出する。ＣＰＵ３ａは、算出した正しいアジマス方向とエレベーション方向をモニタ画面４ａに表示させる。また、ＣＰＵ３ａは、方向調整装置１ａ又はスマートフォン２ａが備えるジャイロセンサー等が測定する姿勢情報に基づいて、現在アンテナ６ａが向いている方向（アジマス方向とエレベーション方向）を算出し、モニタ画面４ａにそれらを表示させる。このとき、ＣＰＵ３ａは、正しいアジマス方向と現在のアンテナ６ａのアジマス方向の差、正しいエレベーション方向と現在のアンテナ６ａのエレベーション方向の差がそれぞれ視認可能な表示を行う。作業者ａは、モニタ画面４ａに表示された正しいアジマス方向とエレベーション方向に、現在アンテナ６ａが向いている方向を合わせることによって、アンテナ６ａの方向調整を行う。緯度と経度は、スマートフォン２が有する、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の衛星測位システムを利用してスマートフォン２の位置情報を測定する機能によって得ることができる。高さ情報については、スマートフォン２に内蔵されている気圧センサーが測定した情報を利用して、垂直方向の高度を測定する方法が非特許文献１に開示されており、例えば、この方法により、スマートフォン２の高さ情報を測定することができる。あるいは、高さ情報については、緯度経度と同様に衛星測位システムを利用して測定された値を取得してもよい。スマートフォン２ａの位置情報をアンテナ６ａの位置、スマートフォン２ｂの位置情報をアンテナ６ｂの位置とみなせば、アンテナ６ａからみたアンテナ６ｂの方向、つまり、アンテナ６ａの正しいアジマス方向とエレベーション方向を、上記したＣＰＵ３ａによる位置情報の差の演算により算出することができる。同様に、ＣＰＵ３ｂも、アンテナ６ａ，６ｂの緯度、経度、高さ情報の引き算により、アンテナ６ｂの正しいアジマス方向とエレベーション方向を算出し、その算出結果をモニタ画面４ｂに表示する。作業者Ｂは、モニタ画面４ｂに表示された正しいアジマス方向とエレベーション方向に、アンテナ６ｂの方向を合わせることによって、アンテナ６ｂの方向調整を行う。

【0029】

図５Ａに、調整ユニット９ｂをアンテナ６ｂにおける所定の位置に取り付ける例を示す。図には、調整ユニット９ｂを取り付ける例を示しているが、位置情報を測定するスマートフォン２ｂのみをアンテナ６ｂに取り付けるようにしてもよい。スマートフォン２ｂをアンテナ６ｂに取り付けることで、アンテナ６ｂの位置変化とスマートフォン２の位置変化が連動する。アンテナ６ｂを3次元的に動かすとスマートフォン２ｂのジャイロセンサー等が測定するスマートフォン２ｂの姿勢情報にその動きが反映され、モニタ画面４に表示される現在のアンテナ６ｂの方向に反映される。同様に、対向するアンテナ６ａの所定位置にスマートフォン２ａ又は調整ユニット９ａを取り付けるようにする。これにより、正確なアンテナ６ｂの方向がリアルタイムにモニタ画面４ａに表示される。作業員Ａ、Ｂは、それぞれ、モニタ画面４ａ，４ｂに表示される正しいアンテナ方向と現在のアンテナ方向を確認しながら両者が一致するようにアンテナ６ａ，６ｂの方向調整を行う。これにより高精度にアンテナ６ａ、６ｂの方向を調整することができるようになる。

【0030】

図５Ｂに、調整ユニット９ｂを無線装置５ｂにおける所定の位置に取り付ける例を示す。図には、調整ユニット９ｂを取り付ける例を示しているが、スマートフォン２ｂのみを無線装置５ｂに取り付けるようにしてもよい。図５Ｂに例示する取り付け位置は、例えば、無線装置５ｂとアンテナ６ｂの位置および方向（角度）の関係が常に一定の場合に有効である。つまり、アンテナ６ｂの方向を調整する際には、無線装置５ｂごと方向を調整するような構成の場合、無線装置５ｂにスマートフォン２ｂを取り付けることで、アンテナ６ｂおよび無線装置５ｂの動きとスマートフォン２ｂにて測定される姿勢情報が連動し、モニタ画面４ｂには、現在のアンテナ６ｂの方向とターゲットとなる方向とが表示される。同様に、対向するアンテナ６ａと無線装置５ａの位置及び方向の関係が一定の場合、無線装置５ａの所定位置にスマートフォン２ａ又は調整ユニット９ａを取り付けてもよい。これにより、アンテナ６ａ及び無線装置５ａの動きに応じて、正確な現在のアンテナ６ａの方向をリアルタイムにモニタ画面４ａに表示させることができ、高精度にアンテナ６ａの方向を調整することができるようになる。図５Ａと図５Ｂの違いは、無線装置５ｂとアンテナ６ｂとの位置および角度の関係がアンテナ６ｂの方向が変わっても一定であるか否かである。

【0031】

（動作）
次に図６～図８を参照して、図２～図５Ｂを参照して説明したアンテナ方向調整の手順における、無線通信システム１００ａ、１００ｂでの処理の流れを説明する。
図６ならびに図７に、自局側の方向調整装置１ａと対向局の方向調整装置１ｂにおけるフローを示す。
双方の無線通信システム１００ａ、１００ｂでアンテナ方向調整を開始する（ステップＳ１）。無線通信システム１００ａ、１００ｂには、それぞれ調整ユニット９ａ、９ｂが接続されている。
まず、スマートフォン２ａの測位機能を有するアプリケーションプログラム（アプリと称する。）を用いて、スマートフォン２ａの設置場所の経度、緯度ならびに高さ情報を取得する（ステップＳ１０）。
同様に、スマートフォン２ｂの測位用のアプリを用いて、スマートフォン２ｂの設置場所の経度、緯度ならびに高さ情報を取得する（ステップＳ２０）。

【0032】

次にスマートフォン２ａが、取得した位置情報（緯度、経度、高さ情報）を方向調整装置１ａのＣＰＵ３ａへ入力する（ステップＳ１１）。ＣＰＵ３ａは、スマートフォン２ａの位置情報を取得する。位置情報は、スマートフォン２ａからＣＰＵ３ａへ直接的に入力してもよいし、作業員Ａがスマートフォン２ａによって測定された位置情報を方向調整装置１ａへ入力してもよい。
同様に、スマートフォン２ｂは、取得した位置情報（緯度、経度、高さ情報）を方向調整装置１ｂのＣＰＵ３ｂへ入力する（ステップＳ２１）。

【0033】

次に、自局側で、対向局の経度、緯度、高さ情報を取得する（ステップＳ１２）。例えば、自局の作業員Ａが、対向局の作業員Ｂから、スマートフォン２ｂによって測定された位置情報を電話、メール、ＳＮＳ等によって取得してもよい。あるいは、スマートフォン２ｂが、自装置の位置情報をスマートフォン２ａへ送信し、スマートフォン２ａが、スマートフォン２ｂの位置情報を取得してもよい。
同様に、対向局が、自局側の経度、緯度、高さ情報を取得する（ステップＳ２２）。例えば、作業員Ｂが、作業員Ａへスマートフォン２ａの位置情報を通知してもよいし、スマートフォン２ａが、自装置の位置情報をスマートフォン２ｂへ送信してもよい。

【0034】

次にスマートフォン２ａが、対向局（スマートフォン２ｂ）の緯度、経度、高さ情報を方向調整装置１ａのＣＰＵ３ａへ入力する（ステップＳ１３）。ＣＰＵ３ａは、スマートフォン２ｂの位置情報を取得する。位置情報は、スマートフォン２ａからＣＰＵ３ａへ入力してもよいし、作業員Ａが対向局の位置情報を方向調整装置１ａへ入力してもよい。
同様に、スマートフォン２ｂは、対向局（スマートフォン２ａ）の緯度、経度、高さ情報を方向調整装置１ａのＣＰＵ３ａへ入力する（ステップＳ２３）。

【0035】

次に、ＣＰＵ３ａが、アンテナ６ａの方向と角度を算出する（ステップＳ１４）。ＣＰＵ３ａは、対向局の緯度、経度、高さから自局の緯度、経度、高さをそれぞれ減算して、アンテナ６ａが向くべき方位角（方向）と仰角（角度）を算出する。ＣＰＵ３ａは、算出結果をモニタ画面４ａへ表示させる。モニタ画面４ａに表示される情報の一例については、後に図９、図１０に例示する。

【0036】

同様に、ＣＰＵ３ｂが、アンテナ６ｂの方向と角度を算出する（ステップＳ２４）。ＣＰＵ３ｂは、対向局の緯度、経度、高さから自局の緯度、経度、高さをそれぞれ減算して、アンテナ６ｂが向くべき方位角（方向）と仰角（角度）を算出する。ＣＰＵ３ｂは、算出結果をモニタ画面４ｂへ表示させる。

【0037】

次に、作業員Ａはスマートフォン２ａをアンテナ６ａに取り付けるか（図５Ａ）、又は、無線装置５ａに取り付ける（図５Ｂ）。スマートフォン２ａをアンテナ６ａ等に取り付けることによって、モニタ画面４ａに表示される現在のアンテナ６ａの方向を、実際のアンテナ６ａの方向に合わせることができる。作業員Ｂはスマートフォン２ｂをアンテナ６ｂに取り付けるか（図５Ａ）、又は、無線装置５ｂに取り付ける（図５Ｂ）。この取付作業は、ステップＳ１の前に行われていてもよい。

【0038】

次に作業員Ａは、スマートフォン２ａのモニタ画面４ａに表示される支援画像（例えば、図９、図１０）を用いて、アンテナ６ａの疎調整を実施する（ステップＳ１５）。ここでの目的は対向局の位置を捉えることである。
同様に、作業員Ｂは、スマートフォン２ｂのモニタ画面４ｂに表示される支援画像を用いて、アンテナ６ｂの疎調整を実施する（ステップＳ２５）。

【0039】

次に、作業員Ａは、モニタ画面４ａに表示される支援画像を参照しながら、最終的なアライメントを実施する（ステップＳ１６）。例えば、作業員Ａは、図９、図１０に例示する方向４３と方向４１とが一致し、方向４２と方向４４とが一致するようにアンテナ６ａを調整する。同様に、作業員Ｂは、モニタ画面４ｂに表示される支援画像を参照しながら、最終的なアライメントを実施する（ステップＳ２６）。

【0040】

次に、ＲＳＬ(Receiver Signal Level)を取得する。例えば、対向局から電波信号を送信し、アンテナ６ａでその電波信号を受信し、ケーブル7ａを無線装置５ａに接続してＣＰＵ３ａでＲＳＬ値を読み取る（ステップＳ１７）。ＣＰＵ３ａは、読み取ったＲＳＬ値をモニタ画面４ａへ表示する。同様に、対向局側でもＲＳＬ値を取得する（ステップＳ２７）。ＣＰＵ３ｂは、読み取ったＲＳＬ値をモニタ画面４ｂへ表示する。

【0041】

次に、作業員Ａは、モニタ画面４ａに表示されたＲＳＬ値と所定のターゲット値とを比較し、ＲＳＬ値がターゲット値以上であれば受信レベルは問題ないと判定する（ステップＳ１８）。この判定は、ＣＰＵ３ａが行い、判定結果をモニタ画面４ａへ表示するようにしてもよい。判定結果が問題なしの場合（ステップＳ１８；Ｙ）、アンテナ６ａの方向調整を終了する。問題があれば（ステップＳ１８；Ｎ）、ステップＳ１６からの処理を繰り返し行う。

【0042】

同様に、作業員Ｂは、モニタ画面４ｂに表示されたＲＳＬ値と所定のターゲット値とを比較し、受信レベルの判定を行う（ステップＳ２８）。判定結果が問題なしの場合（ステップＳ２８；Ｙ）、アンテナ６ａの方向調整を終了する。問題があれば（ステップＳ２８；Ｎ）、ステップＳ２６からの処理を繰り返し行う。

【0043】

次に図８を参照して、図７のステップＳ１４～Ｓ１５の処理をより詳細に説明する。ここでは、自局（アンテナ６ａ）側を例に説明を行うが、対向局についてのステップＳ２４～Ｓ２５についても同様である。
ＣＰＵ３ａは、自局と対向局の経度と緯度の差分を算出する（ステップＳ３１）。
次にＣＰＵ３ａは、算出された差分からターゲットとなる方向（方位角）をモニタ画面４に表示する（ステップＳ３２）。
作業員Ａは、アンテナ６ａのアジマス方向の調整を行う（ステップＳ３３）。その際、スマートフォン２ａや方向調整装置１ａに内蔵されているＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)センサーやジャイロセンサーを用いて測定されたスマートフォン２ａ等の姿勢情報に連動するアンテナ６ａのアジマス方向が、ステップＳ３２で表示されたターゲット値になるようにアンテナ６ａのアジマス方向の調整を行う。その際、作業員Ａは、スマートフォン２ａ等の調整前の位置が基準となるように、基準点調整（ゼロ点調整）を実施する。
次にＣＰＵ３ａは、自局と対向局の高さ情報の差分を算出する（ステップＳ３４）。
ＣＰＵ３ａは、算出された差分からターゲットとなる方向（仰角）をモニタ画面４に表示する（ステップＳ３５）。
作業員Ａは、アンテナ６ａのエレベーション方向の調整を行う（ステップＳ３６）。その際、スマートフォン２ａや方向調整装置１ａに内蔵されているＭＥＭＳセンサーやジャイロセンサーを用いて測定されたスマートフォン２ａ等の姿勢情報に連動するアンテナ６ａのエレベーション方向が、ステップＳ３５で表示されたターゲット値になるようにアンテナ６ａのエレベーション方向の調整を行う。その際、作業員Ａは、スマートフォン２ａ等の調整前の位置が基準となるように、基準点調整（ゼロ点調整）を実施する。

【0044】

図９、図１０に、ＣＰＵ３ａがモニタ画面４ａへ表示する支援画像の一例を示す。
図９の左側に示す支援画像４０ａは、ステップＳ１５の疎調整前にモニタ画面４ａへ表示される支援画像の一例である。支援画像４０ａには、アジマス方向のターゲット方向４１とエレベーション方向のターゲット方向４２とが表示されている。また、方向調整装置１又はスマートフォン２のジャイロセンサー等によって測定された現在のアンテナ６ａのアジマス方向４３とエレベーション方向４４が表示されている。方向４１と方向４３は始点を共有し、アジマス方向の差が視認可能なように表示されている。方向４２と方向４４は始点を共有し、エレベーション方向の差が視認可能なように表示されている。更に、支援画像４０ａには、ＲＳＬのターゲット値を表示する表示欄４５と、現在の実際のＲＳＬ値を表示する表示欄４６が設けられており、図７のステップＳ１７では、所定のターゲット値が表示欄４５に表示され、ＣＰＵ３ａが読み取ったＲＳＬ値が表示欄４６に表示される。作業員Ａは、支援画像４０ａを参照して、図示する方向４３が方向４１と一致するようにアンテナ６ａのアジマス方向を調整する（ステップＳ３３）。

【0045】

アンテナ６ａのアジマス方向が調整されると、ＣＰＵ３ａは、ジャイロセンサー等によって検出される調整後のアンテナ６ａの方向に応じて支援画像４０ａの方向４３を表示しなおす。図９の右図に、アジマス方向調整後の支援画像４０ｂの一例を示す。支援画像４０ｂでは、ターゲット方向４１と現在のアジマス方向４３が一致している。このように、対向局とは関係なく、自局のモニタ画面４ａに表示される支援画像４０ａ等のターゲット方向４１とアンテナ６ａの現在のアジマス方向４３を確認しながら、アンテナ６ａの方位角を調整することができる。

【0046】

図１０左側の支援画像４０ｃには、調整後のアジマス方向４３と、エレベーション方向のターゲット方向４２および現在のアンテナ６ａのエレベーション方向４４が表示されている。作業員Ａは、支援画像４０ｃを参照して、図示する方向４４が方向４２と一致するようにアンテナ６ａのエレベーション方向を調整する（ステップＳ３６）。

【0047】

アンテナ６ａのエレベーション方向が調整されると、ＣＰＵ３ａは、ジャイロセンサー等によって検出される調整後のアンテナ６ａの方向に応じて支援画像４０ｃの方向４４を表示しなおす。図１０の右図に、エレベーション方向調整後の支援画像４０ｄの一例を示す。支援画像４０ｄでは、ターゲット方向４２と現在のアジマス方向４３が一致している。このように、対向局とは関係なく、自局のモニタ画面４ａに表示される支援画像４０ｃ等のターゲット方向４２とアンテナ６ａの現在のエレベーション方向４４を確認しながらアンテナ６ａの仰角を調整することができる。

【0048】

対向局では、支援画像４０ａ～４０ｄと同様の支援画像をＣＰＵ３ｂがモニタ画面４ｂへ表示し、作業員Ｂが、モニタ画面４ｂを確認しながらアンテナ６ｂの方向調整を行う。この間、自局と対向局は、互いにやり取りすることなく、それぞれの局で独立して同時並行的にアンテナ方向調整を行うことができる。

【0049】

（効果）
一般的なPoint-To-Pointの双方向の無線システムにおけるアンテナの方向調整では、例えば、特許文献１にも開示されているように、自局のアンテナを方向調整している間は、対向局が待ち時間となり、逆に対向局がアンテナの方向調整している間は、自局が待ち時間となる。したがって、アンテナの方向調整には時間を要し、例えば、天候が不安定な状態では短時間に調整作業を完了させることが困難であった。また、方向調整の際に、アンテナのサイドローブをメインローブと間違えて調整してしまい、通信回線の品質を損ねてしまうことも多かった。これに対し、本実施形態によれば、自局と対向局のやり取りがアンテナの方向調整の段階では全く必要ないため、それぞれの局が独立して方向調整を行うことができ、作業時間を短縮することができる。（ＲＳＬによる判定は、受信レベルが十分かどうかの確認の為に行うのであって、最初に対向局の位置情報を取得しさえすれば、方向調整自体は各局で独立して行うことができる。）

【0050】

また、一般的なアンテナの方向調整の場合、受信電界のピークを探すなど、作業員のスキルに依存するところが多い。これに対し、本実施形態によれば、モニタ画面４に、計算上のピーク箇所をターゲット方向として表示し、一方でジャイロセンサー等によって検出した現在のアンテナ方向を表示することにより、作業員は、両者を一致させるようにピークに向けてアンテナ方向調整を行うことができるので、個人のスキルに依存せず、容易に方向調整が可能となる。

【0051】

また、一般的なアンテナ方向調整の場合、夜間では真っ暗で肉眼では見えずに調整ができず、日中しか調整作業ができなかったが、本実施形態によれば、夜間の作業でも、手元のスマートフォン２を見ながらの方向調整作業が可能であり、昼夜を問わずアンテナ方向調整を行うことができる。

【0052】

また、ミリ波帯(60-80GHz帯)やテラヘルツ波帯(90-250GHz)においては、一般的に大気減衰ならびに降雨減衰がマイクロ波帯(数GHz-40GHz)と比較して大きく、伝搬距離を得るためにはアンテナゲインを高くするのが一般的である。送信のパワーアンプも半導体プロセスにおいても微細になりマイクロ波帯と比較しても高い出力電力を得にくいためアンテナゲインを高くすることが求められる。アンテナゲインを得るためにはアンテナ開口面積を大きくする必要があるが、アンテナを高ゲインにするとビーム幅が狭くなり方向調整しにくくなり、また、サイドローブにて間違えて方向調整してしまうということも生じやすくなる。これに対し、本実施形態によれば、モニタ画面４にターゲット方向と実際のアンテナ６の方向を表示し、両者を一致させるように調整することにより、精度よくアンテナ６の方向を調整することができる。

【0053】

さらに、アンテナの方向調整を行う場合、ＧＰＳ等の位置情報を活用することはこれまでにも行われていたが、高さ情報が取得できない為、方向調整は難しいものであった。これに対し、本実施形態によれば、高さ方向の位置情報を取得するので、エレベーション方向の調整も精度よく効率的に行うことができる。

【0054】

＜第２実施形態＞
（構成）
次に図１１を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
図１１に、第２実施形態に係る無線通信システム１００´の構成の一例を示す。無線通信システム１００´は、スマートフォン２´と、無線装置５と、アンテナ６と、ケーブル７とを備える。スマートフォン２´は、第１実施形態のスマートフォン２の機能に加え、第１実施形態の方向調整装置１の機能を備えている。他の構成については、第１実施形態と同様である。

【0055】

（動作）
無線通信システム１００´の動作については、動作の主体が方向調整装置１からスマートフォン２´に変更になるだけで、図５～図７を参照して説明した動作と同様である。

【0056】

（効果）
第２実施形態の構成によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。第２実施形態は、都市部などの狭く作業エリアが限られているような場合に好適である。

【0057】

＜第３実施形態＞
（構成）
次に図１２を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。
図１２に、第３実施形態に係る無線通信システム１００´´の構成の一例を示す。無線通信システム１００´´は、方向調整装置１´´と、スマートフォン２と、無線装置５と、アンテナ６と、ケーブル７～８と、を備える。方向調整装置１´´は、ＣＰＵ３と、モニタ画面４に加えて、カメラ１０１と、レーザ１０２と、記憶媒体１０３と、を備える。他の構成については、第１実施形態と同様である。
カメラ１０１は、自局から対向局までの様子を撮影するために用いられる。カメラ１０１が撮影した画像や動画は、記憶媒体１０３に記録される。
レーザ１０２は、レーザ１０２が照射する光に合わせてアンテナ６の方向を合わせる等の目的で使用される。

【0058】

（動作）
無線通信システム１００´´の基本的な動作については、図５～図７を参照して説明した動作と同様である。第３実施形態では、カメラ１０１やレーザ１０２を補助的に用いることにより、アンテナ６の方向調整を早期に完了させることができる。日中であれば、カメラ１０１やレーザ１０２を併用することで方向調整の精度が上がり、夜間等はレーザ１０２を用いることで複合的に調整を行い、早期完了が可能となる。例えば、カメラ１０１を用いて、対向局と間で何が起きているかを監視し、通信品質が落ちた場合や通信断となった場合に、カメラ１０１で撮影した画像、動画を解析して原因の究明を行うことができる。例えば、降雨による減衰か、鳥等の動的物体によるものか、又は排煙等によるものかを分析するために役立てることができる。レーザ１０２は、カメラ１０１では対応できない時間帯でも使用することができる。例えば、夜間や悪天候時にレーザ１０２から対向局へ向けて光を照射し、自局のアンテナ６がその方向に向くようにアンテナ６を調整する。レーザ１０２をモニタ画面４に表示される支援画像と併用することで、作業効率の向上が期待できる。

【0059】

（効果）
第３実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、方向調整精度の向上や方向調整作業の早期完了が期待できる。

【0060】

（最小構成）
図１３は、最小構成を有する方向調整装置の構成を示すブロック図である。
方向調整装置８００は、自局位置情報取得手段８０１と、対向局位置情報取得手段８０２と、方向算出手段８０３と、方向検手段８０４と、表示手段８０５と、を備える。
自局位置情報取得手段８０１は、自局の緯度、経度、高さを含む位置情報を取得する。
対向局位置情報取得手段８０２は、対向局の緯度、経度、高さを含む位置情報を取得する。
方向算出手段８０３は、自局の位置情報と対向局の位置情報との差に基づいて自局のアンテナを向けるべき方向であるターゲット方向を算出する。
方向検手段８０４は、自局の現在のアンテナ方向である現在方向をＭＥＭＳセンサーやジャイロセンサーにより検出する。
表示手段８０５は、ターゲット方向と現在方向とを両者の差が視認できるように表示する（図９、図１０）。
方向調整装置１、１´´、スマートフォン２´は、方向調整装置８００の一例である。自局位置情報取得手段８０１と、対向局位置情報取得手段８０２と、方向算出手段８０３と、方向検手段８０４と、表示手段８０５と、は方向調整装置８００が備えるＣＰＵ等がプログラムを読み込んで実行することにより発揮される機能である。

【0061】

図１４は、最小構成を有する方向調整装置の動作を示すフローチャートである。
自局位置情報取得手段８０１は、自局の位置情報を取得する（ステップＳ８０１）。
次に、対向局位置情報取得手段８０２は、対向局の位置情報を取得する（ステップＳ８０２）。
次に、方向算出手段８０３は、自局の位置情報と対向局の位置情報との差を算出して、自局のアンテナを向けるべき方向であるターゲット方向を算出する（ステップＳ８０３）。
次に、方向検手段８０４は、自局の現在のアンテナ方向である現在方向を検出する（ステップＳ８０４）。
次に、表示手段８０５は、ターゲット方向と現在方向とを表示する（ステップＳ８０５）。

【0062】

なお、上述した実施形態における方向調整装置１、１´´、スマートフォン２、２´の一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、方向調整装置１、１´´、スマートフォン２、２´に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

【0063】

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

【0064】

また、上述した実施形態における方向調整装置１、１´´、スマートフォン２、２´の一部、または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現してもよい。方向調整装置１、１´´、スマートフォン２、２´の各機能部は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。

【0065】

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。また、本発明の一態様は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態や変形例に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も含まれる。

【符号の説明】

【0066】

１００、１００´、１００´´・・・無線通信システム
１、１´´・・・方向調整装置
２、２´・・・スマートフォン
３・・・ＣＰＵ
４・・・モニタ画面
５・・・無線装置
６・・・アンテナ
７～８・・・ケーブル
１０１・・・カメラ
１０２・・・レーザ
１０３・・・記憶媒体
８００・・・方向調整装置
８０１・・・自局位置情報取得手段
８０２・・・対向局位置情報取得手段
８０３・・・方向算出手段
８０４・・・方向検手段
８０５・・・表示手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】