特表2023-551512移動通信基地局アンテナの指向方向を管理する方法及びシステム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-12-08
(54)【発明の名称】移動通信基地局アンテナの指向方向を管理する方法及びシステム
(51)【国際特許分類】
H01Q 3/08 20060101AFI20231201BHJP
【ＦＩ】
H01Q3/08
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023532681
(86)(22)【出願日】2021-12-03
(85)【翻訳文提出日】2023-05-30
(86)【国際出願番号】 KR2021018276
(87)【国際公開番号】W WO2022119400
(87)【国際公開日】2022-06-09
(31)【優先権主張番号】10-2020-0168992
(32)【優先日】2020-12-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2021-0172002
(32)【優先日】2021-12-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】508112782
【氏名又は名称】ケーエムダブリュ・インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001586
【氏名又は名称】弁理士法人アイミー国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】イン ホ キム
(72)【発明者】
【氏名】へ ソプ キム
(72)【発明者】
【氏名】ミン ソン ユン
(72)【発明者】
【氏名】ジェ ウ チェ
(72)【発明者】
【氏名】ジュ フン リ
(72)【発明者】
【氏名】ヨン ジ ホン
(72)【発明者】
【氏名】ムン キュ パク
(72)【発明者】
【氏名】クン ウ キム
【テーマコード（参考）】
5J021
【Ｆターム（参考）】
5J021DA00
5J021EA00
5J021HA05
(57)【要約】
【課題】リアルタイムで測定されるアンテナ装置の３次元空間方向情報に基づき、アンテナ装置の方向を遠隔でモニタリングして制御することのできるアンテナ管理システムに関する。
【解決手段】本発明は、移動通信基地局アンテナの指向方向を制御するための方向制御装置を含むアンテナ管理システムである。方向制御装置は、計測装置からアンテナ装置の空間方向情報又はアンテナ装置が指向する全景をキャプチャしたビデオデータを受信するデータ受信部、及び、空間方向情報及びビデオデータのうちの少なくとも一方を用い、アンテナ装置が予め設定された目標空間方向を有するようにアンテナ装置のティルティング及びステアリング手段を制御する制御部を含む。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、移動通信基地局アンテナの指向方向を制御するための方向制御装置を含むアンテナ管理システムである。方向制御装置は、計測装置からアンテナ装置の空間方向情報又はアンテナ装置が指向する全景をキャプチャしたビデオデータを受信するデータ受信部、及び、空間方向情報及びビデオデータのうちの少なくとも一方を用い、アンテナ装置が予め設定された目標空間方向を有するようにアンテナ装置のティルティング及びステアリング手段を制御する制御部を含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動通信基地局アンテナの指向方向を制御するための方向制御装置を含むアンテナ管理システムであって、前記方向制御装置は、計測装置からアンテナ装置の空間方向情報又は前記アンテナ装置が指向する全景をキャプチャしたビデオデータを受信するデータ受信部、及び、
前記空間方向情報及び前記ビデオデータのうちの少なくとも一方を用い、前記アンテナ装置が予め設定された目標空間方向を有するように前記アンテナ装置のティルティング及びステアリング手段を制御する制御部を含む、アンテナ管理システム。
【請求項2】
前記制御部は、前記空間方向情報と予め設定された目標空間方向情報との差に基づき、アンテナ装置の指向方向の変動をリアルタイムでモニタリングし、
前記指向方向の変動を感知することに応答し、前記アンテナ装置が前記目標空間方向を有するように前記ティルティング及びステアリング手段を制御するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ管理システム。
【請求項3】
前記制御部は、前記空間方向情報の測定が不可の場合に、前記ビデオデータを補助的に利用して前記アンテナ装置の指向方向の変動をモニタリングし、
前記指向方向の変動を感知することに応答し、前記アンテナ装置が前記目標空間方向を有するように前記ティルティング及びステアリング手段を制御するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ管理システム。
【請求項4】
前記制御部は、前記アンテナ装置の空間方向情報が予め設定された目標空間方向情報と一致する状況で、前記ビデオデータのイメージフレームを基準イメージとして予め保存し、
前記計測装置によってリアルタイムに生成されるビデオデータから取得したイメージフレームと前記基準イメージとを比較することで、前記アンテナ装置の指向方向の変動をモニタリングすることを特徴とする、請求項３に記載のアンテナ管理システム。
【請求項5】
前記方向制御装置は、複数の場所に設置されたアンテナ装置を管理する遠隔監視システム、基地局オペレータが携帯するＲＴＳ制御用携帯制御器、及び前記アンテナ装置に搭載された制御回路のうちのいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ管理システム。
【請求項6】
移動通信基地局アンテナの指向方向を制御するための方向制御装置を含むアンテナ管理システム上で前記方向制御装置によって行われるアンテナ管理方法であって、計測装置からアンテナ装置の空間方向情報又は前記アンテナ装置が指向する全景をキャプチャしたビデオデータを受信するステップ、及び、
前記空間方向情報及び前記ビデオデータのうちの少なくとも一方を用い、前記アンテナ装置が予め設定された目標空間方向を有するように前記アンテナ装置のティルティング及びステアリング手段を制御するステップを含む、アンテナ管理方法。
【請求項7】
前記制御するステップは、さらに、前記空間方向情報と予め設定された目標空間方向情報との差に基づき、アンテナ装置の指向方向の変動をリアルタイムでモニタリングするステップ、及び、
前記指向方向の変動を感知することに応答し、前記アンテナ装置が前記目標空間方向を有するように前記ティルティング及びステアリング手段を制御するステップを含むことを特徴とする、請求項６に記載のアンテナ管理方法。
【請求項8】
前記制御するステップは、さらに、前記空間方向情報の測定が不可の場合に、前記ビデオデータを補助的に利用して前記アンテナ装置の指向方向の変動をモニタリングするステップ、及び、
前記指向方向の変動を感知することに応答し、前記アンテナ装置が前記目標空間方向を有するように前記ティルティング及びステアリング手段を制御するステップを含むことを特徴とする、請求項６に記載のアンテナ管理方法。
【請求項9】
前記制御するステップは、さらに、前記アンテナ装置の空間方向情報が予め設定された目標空間方向情報と一致する状況で、前記ビデオデータのイメージフレームを基準イメージとして予め保存するステップ、及び、
前記計測装置によってリアルタイムに生成されるビデオデータから取得したイメージフレームと前記基準イメージとを比較することで、前記アンテナ装置の指向方向の変動をモニタリングするステップを含むことを特徴とする、請求項８に記載のアンテナ管理方法。
【請求項10】
移動通信基地局アンテナの指向方向を測定するための計測装置を含むアンテナ管理システムであって、アンテナ装置のハウジングに装着される前記計測装置は、前記アンテナ装置のティルティング及びステアリング手段を制御するための方向制御装置又は前記アンテナ装置とデータを送受信する通信部と、
太陽光の入射角を検出して前記アンテナ装置の空間方向情報を測定する方向計測部、及び、
前記アンテナ装置が指向する全景をキャプチャしたビデオデータを生成するイメージ生成部と、
を含む、アンテナ管理システム。
【請求項11】
前記方向計測部は、太陽光を検出できない気象環境の場合に、前記アンテナ装置の方位角を計測するためにモーションセンサを用いて前記アンテナ装置の位置変化量を追跡することを特徴とする、請求項１０に記載のアンテナ管理システム。
【請求項12】
前記計測装置は、前記通信部を介して測定された空間方向情報及び生成されたビデオデータを前記方向制御装置に伝送することを特徴とする、請求項１０に記載のアンテナ管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はアンテナに関し、特にアンテナの指向方向に関する情報をモニタリングし、それを調整することができる移動通信基地局アンテナの指向方向を管理する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
以下に説明される内容は、単に本開示の実施例に関連される背景情報のみを提供するだけであり、従来技術を構成するものではない。
【0003】
移動通信基地局（mobile communication base station）に設置されるアンテナ（antenna）の位置及び角度は、精密な設計に従って決定されなければならない。通常、アンテナの設置位置は、カバレッジ（coverage）及びトラフィック（traffic）を考慮した網設計（network design）の結果によって決定される。アンテナの指向角は、ビームの水平方向成分のセクタ指向角度を考慮して決定される。アンテナのティルティング角度は、ビームの垂直方向成分のティルティング角度を考慮して決定される。アンテナの指向角とティルティング角度はテストを経てアンテナが設置されている場所の電波環境に適するように最適化される。
【0004】
５Ｇ ３.５ＧＨｚ周波数帯域の無線信号は、電波直進性が強い特性を有する。したがって、計画されたサービスカバレッジを確保するために、アンテナは予め設計されたアンテナ方位角を有するように設置されなければならない。今後、アンテナを増設する際にも一貫された指標を基準に設計及び最適化を遂行してこそサービス品質を確保できるようになる。特に、周波数帯域が高くなるほど電波の直進性が増加するため、アンテナ設置における方位角誤差を最小化する設計を行わなければいけない。
【0005】
無線環境の変化に対応して予め設置されたアンテナのティルティング角度及び指向角度は再調整されなければならない場合がある。例えば、強風などのような外部環境によってアンテナを支持する柱（mast）の傾きが変わり得る。あるいは、アンテナと柱を結合するためのクランプ（clamp）が水平方向にねじれるケースが発生する場合もある。アンテナのティルティング角度又は指向角度が歪んでいる場合、作業者が現場でデュアルＧＰＳ方式の高価な計測器を用いて方向測定及び整列作業を行わなければならないという問題がある。
【0006】
したがって、移動通信基地局の現場に作業者を投入することなくてもアンテナの空間方向情報を計測し、アンテナが目標空間方向を有するようにアンテナのティルティング角度及び指向角度を調整する機能が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本開示の一側面によると、リアルタイムで移動通信基地局アンテナの指向方向を計測し、目標指向方向を有するようにアンテナを制御するアンテナ管理方法及びシステムを提供することに主な目的がある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の一実施例によると、移動通信基地局アンテナの指向方向を制御するための方向制御装置を含むアンテナ管理システムであって、前記方向制御装置は、計測装置からのアンテナ装置の空間方向情報又は前記アンテナ装置が指向する全景をキャプチャしたビデオデータを受信するデータ受信部、及び、前記空間方向情報及び前記ビデオデータのうちの少なくとも１つを用い、前記アンテナ装置が予め設定された目標空間方向を有するように前記アンテナ装置のティルティング及びステアリング手段を制御する制御部を含む、アンテナ管理システムを提供する。
【0009】
本開示の他実施例によると、移動通信基地局アンテナの指向方向を制御するための方向制御装置を含むアンテナ管理システム上で前記方向制御装置によって実行されるアンテナ管理方法であって、計測装置からアンテナ装置の空間方向情報又は前記アンテナ装置が指向する全景をキャプチャしたビデオデータを受信するステップ、及び、前記空間方向情報及び前記ビデオデータのうちの少なくとも１つを用い、前記アンテナ装置が予め設定された目標空間方向を有するように前記アンテナ装置のティルティング及びステアリング手段を制御するステップを含む、アンテナ管理方法を提供する。
【0010】
本開示のまた他の実施例によると、移動通信基地局アンテナの指向方向を測定するための計測装置を含むアンテナ管理システムであって、アンテナ装置のハウジングに取り付けられる前記計測装置は、前記アンテナ装置のティルティング及びステアリング手段を制御するための方向制御装置又は前記アンテナ装置とデータを送受信する通信部と、太陽光の入射角を検出して前記アンテナ装置の空間方向情報を測定する方向計測部、及び、前記アンテナ装置が指向する全景をキャプチャしたビデオデータを生成するイメージ生成部とを含む、アンテナ管理システムを提供する。
【発明の効果】
【0011】
本開示の一実施例によると、計測装置及び方向制御装置を用いてアンテナの空間方向を計測及び制御するので、現場に作業者を投入しなくても基地局設備をメンテナンスできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の一部の実施例を例示的な図面を通して詳しく説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するにあたり、同一の構成要素に対しては、たとえ他の図面に表示されても可能な限り同一の符号を有するようにしていることに留意しなければならない。なお、本発明の実施例を説明するに当たり、関連された公知の構成又は機能についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にすると判断される場合には、その詳しい説明は省く。
【0014】
また、本発明の構成要素を説明するにあたり、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を用いる場合がある。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するのに留まり、その用語によって当該構成要素の性質や順番、又は順序などが限定されない。明細書全体にて、ある部分がある構成要素を「含む」、「備える」すると言うとき、これは、特に逆の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。また、明細書に記載された「…部」、「モジュール」などの用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、これはハードウェアやソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせで具現される。
【0015】
本発明は、アンテナ装置の３次元空間方向情報（3D spatial orientation information）をリアルタイムで測定し、空間方向情報に基づいてアンテナ装置の方向を遠隔でモニタリング及び制御することに関する。本発明は、アンテナ装置の３次元空間方向情報を測定するために、デュアルＧＰＳ方式の高価な計測器と比べて安価でありながらも誤差率が少ない計測装置を利用する。本開示の計測装置は、アンテナのサイズと比較してサイズが小さいので、アンテナ上に設置するのに容易な利点がある。計測装置はアンテナ装置の３次元空間方向情報を計測するため、ビームナビゲータ（ＢＮ：Beam Navigator）と称する。
【0016】
添付された図面と共に以下に開示される詳しい説明は、本開示の例示的な実施形態を説明することを意図するものであり、本開示が実施され得る唯一の実施形態を示そうとするものではない。
【0017】
図１は本開示の一実施例に係るアンテナ管理システムを説明するための概念図である。
【0018】
本開示の一実施例に係るアンテナ管理システム１０は、計測装置１００及び方向制御装置１０２の全部又は一部を含む。
【0019】
計測装置１００は、太陽光の入射角を検出してアンテナ装置１０４の空間方向情報を測定する装置である。計測装置１００は、アンテナ装置１０４のハウジング（housing）に取り付けられ、アンテナ装置１０４が指向する全景をキャプチャしたビデオデータ（video data）を生成する。測定された空間方向情報及び、キャプチャされたビデオデータについては、図３で後述する。
【0020】
方向制御装置１０２は、アンテナ装置１０４が目標空間方向（target spatial orientation）を有するように、アンテナ装置１０４に備えられたティルティング及びステアリング手段（Tilting & Steering means）を制御するための装置である。一実施例で、ティルティング及びステアリング手段は、アンテナ装置１０４を支持する柱とアンテナ装置１０４をつなぐクランプ装置として具現される。例えば、方向制御装置１０２は、計測装置からアンテナ装置１０４の空間方向情報又はアンテナ装置１０４が指向する全景をキャプチャしたビデオデータを受信するデータ受信部（図示せず）及び空間方向情報及びビデオデータのうちの少なくとも１つを用い、アンテナ装置１０４が予め設定された目標空間方向を有するようにアンテナ装置１０４のティルティング及びステアリング手段を制御する制御部（図示せず）を含む。方向制御装置１０２は、アンテナ装置１０４の現在指向方向と目標空間方向との間の誤差を測定するために、計測装置１００によって測定された空間方向情報とビデオデータのうちの少なくとも一方を利用する。一実施例では、方向制御装置１０２は、アンテナ装置１０４に含まれる制御回路（control circuit）として具現される。他の実施例で、方向制御装置１０２は、複数のサイトに設置されたアンテナ装置１０４を管理する遠隔監視システム（ＲＡＤ：Remote Administrator、以下「ＲＡＤ」）の一部として具現される。さらに別の実施例で、方向制御装置１０２は、基地局オペレータ（base station operator）によって所持されるＲＴＳ制御用携帯制御器（ＲＰＣ：RTS Portable Controller、以下「ＲＰＣ」）として具現されてもよい。ＲＡＤ及びＲＰＣの動作に関する実施例は、図４及び図６で後述する。
【0021】
本開示の一実施例に係る計測装置のハードウェアを説明するための例示図である。
【0022】
図２ａを参照すると、計測装置１００の一部の構成のみを分離した分解斜視図２０が図示されている。計測装置１００のハウジングは、保護キャップ（protection cap）２１０、ボディ（body）２２０、及びカメラカバー（camera cover）２３０を含む。図２ａに図示された保護キャップ２１０、ボディ２２０、及びカメラカバーは、計測装置１００の外観を説明するための例示的な図であり、具体的な計測装置１００の外観は、本開示の実施例によって多様に変更される。
【0023】
図２ｂを参照すると、計測装置１００の側面断面図２２が図示されている。計測装置１００の内部は、少なくとも光センサ（photo sensor）２１２、マザーボード（mainboard）２２２、サージボード（surge board）２２４、制御ケーブル（control cable）２２６及びカメラモジュール（camera module）２３２を含む。一実施例で、計測装置１００は、計測装置１００の設置位置に対応するアンテナ装置１０４のＧＰＳ情報を提供するＧＰＳモジュール（図示せず）をさらに含む。
【0024】
図２ａを参照すると、複数の光センサ２１２は、保護キャップ２１０で囲まれた半球（half-sphere）形状を有する構造体の球面上で互いに指向方向（orientation direction）を別々に配置し、太陽光の光量を測定する。それぞれの光センサ２１２は、太陽光入射角を検出するために、垂直方向の所定の角度を間隔にして配置される。それぞれの光センサ２１２は、アンテナ装置１０４の方位を判断するために水平方向の所定の角度を間隔にして配置される。図２ａに図示したように、複数の光センサ２１２が半球形状を有する構造体の球面上に配置されることで、計測装置１００は方位角（azimuth）、傾き（tilt）、及びねじれ（roll）を要素として有する３次元空間方向情報を計測できるようになる効果がある。
【0025】
マザーボード２２２は、計測装置１００に含まれるそれぞれのモジュールによって収集されたデータを処理し、それぞれのモジュールを制御する。サージボード２２４は、過電圧による計測装置１００の誤動作及び欠陥を防止する。カメラモジュール２３２は、計測装置１００が設置されたアンテナ装置１０４が指向する全景をキャプチャする。ＧＰＳモジュールは、ビームナビゲータが設置された現在位置の緯度と経度を測定できる。
【0026】
図３は、本開示の一実施例に係る計測装置を説明するためのブロック構成図である。
【0027】
本開示の一実施例に係る計測装置１００は、通信部（communications unit）３００、方向計測部（direction measuring unit）３０２、イメージ生成部（image generating unit）３０４及び保存部（memory）３０６の全部又は一部を含む。図３に図示された計測装置２０は、本開示の一実施例に係るものであり、図３に図示された全てのブロックが必須の構成要素ではなく、他の実施例で計測装置１００に含まれた一部のブロックが追加、変更、又は削除される。方向計測部３０２及びイメージ生成部３０４は、マザーボード２２２に含まれたプロセッサ（processor）によって具現される論理的構成である。
【0028】
以下、図３を参照し、計測装置１００に含まれるそれぞれの構成について説明する。
【0029】
通信部３００は、外部ネットワークへのアクセスを提供する。例えば、 遠隔監視システム４００は、通信部３００を介して方向制御装置１０２又はアンテナ装置１０４とデータを送受信する。一実施例で、制御ケーブル２２６は通信部３００の一部として動作する。計測装置１００は、制御ケーブル２２６を介して外部装置と測定データ及び制御データを送受信する。
【0030】
方向計測部３０２は、複数の光センサ２１２によって測定された出力情報に基づいて太陽光の入射角を算出する。方向計測部３０２は、算出された太陽光の入射角、ＧＰＳモジュールによって収集された単一のＧＰＳ情報、太陽光の光量を測定した日時に基づき、アンテナ装置１０４の方位角を算出する。ここで、方向計測部３０２が算出する方位角は、絶対方位角（absolute azimuth）又は絶対水平方位角（absolute horizontal azimuth）である。ここで、単一のＧＰＳ情報は、計測装置１００が設置された位置の緯度及び経度を含む。方向計測部３０２は、ＩＭＵセンサ（Inertial Measurement Unit sensor）を用いてアンテナ装置１０４の傾き（tilt）及びねじれ（roll）をリアルタイムで測定することができる。一方、ＧＰＳ装置及びセンサを用いて方位角、傾き及びねじれを測定する方法に関しては、韓国公開特許２０１８－００２３１９８号等に開示されている。
【0031】
方向計測部３０２は、太陽光を検出できない気象環境の場合に、アンテナ装置１０４の方位角を計測するためにモーションセンサ（motion sensor）を用いてアンテナ装置１０４の位置変化量を追跡する。例えば、モーションセンサは、位置変化量を検出する変位センサ（displacements sensor）であってもよいが、モーションセンサの具体的な種類はこれに限定されない。方向計測部３０２は、算出した測定した方位角、傾き及びねじれをそれぞれの要素として有する３次元空間方向情報を出力する。一実施例で、方向計測部３０２は、複数の光センサ２１２を含む光センサモジュール（photo sensor module）及びマザーボード２２２の一部として具現される。
【0032】
方向計測部３０２によって出力される例示的な測定データは表１の通りである。ここで、測定データは緯度及び経度を含む。表１にて、公差（tolerance）は、グーグルマップ（Google Map）で提供される緯度及び経度と比べ、方向計測部３０２による測定データ間の差を意味する。
【0033】
【表1】
【0034】
方向計測部３０２によって実際の移動通信基地局現場で測定された例示的な方位角データは表２の通りである。表２にて、エラー（error）は、グーグルマップから提供される方位角と比べての、方向計測部３０２によって測定された方位角との差を表す。
【0035】
【表2】
【0036】
イメージ生成部３０４は、計測装置１００が設けられたアンテナ装置１０４が指向する全景をキャプチャしたイメージ（image）又はビデオデータを生成する。方向制御装置１０２は、イメージ生成部３０４によって生成されたビデオデータを用いてアンテナ装置１０４の指向方向の変動をモニタリングする。イメージ生成部３０４は、カメラモジュール２３２及びマザーボード２２２の一部として具現される。
【0037】
保存部３０６は、プロセッサに対して本発明の一実施例に係る移動通信基地局アンテナの指向方向制御方法を実行するようにするプログラムを保存する。例えば、プログラムは、プロセッサによって実行可能な（executable）複数の命令語を含み、複数の命令語がプロセッサによって実行されることで、測位データベースアップデート方法が実行される。保存部３０６は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリのうちの少なくとも一つを含む。揮発性メモリはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）又はＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などを含み、不揮発性メモリはフラッシュメモリ（flash memory）などを含む。
【0038】
図４は、本開示の一実施例に係る方向制御装置がＲＰＣとの通信に基づいてアンテナを制御する実施例を説明するための例示図である。
【0039】
図４の例示図４０を参照すると、遠距離の基地局にそれぞれ配置されたアンテナ１０４及び少なくとも１つのアンテナ１０４を制御するＲＰＣ４０２が図示されている。一実施例で、アンテナ１０４は柱４０４によって支持され、方向制御装置１０２はアンテナ１０４と柱４０４との間に配置される。別の実施例で、方向制御装置１０２はアンテナの一部として具現され、アンテナ１０４を支持するクランプ装置を制御してもよい。
【0040】
計測装置１００は、リアルタイムで測定されるアンテナ装置１０４の３次元空間方向情報を測定する。方向制御装置１０２は、空間方向情報に基づき、アンテナ装置１０４に備えられた遠隔ティルティング及びステアリング手段（以下、「ＲＴＳモジュール」）を制御する。具体的には、方向制御装置１０２は、遠隔でアンテナ装置１０４の傾き及びステアリング（steering）をモニタリングし、アンテナ装置１０４が目標空間方向を有するように整列する。アンテナ装置１０４の角度を変更するためのアンテナ用クランプ装置及び制御方法は、当該技術分野で知られており、具体的な説明は省く。
【0041】
図４を参照すると、ＲＰＣ４０２は、計測装置１００によって測定された複数のアンテナ装置１０４の現在の空間方向情報を受信する。図４の実施例で、アンテナ装置１０４のティルティング角度及び指向角度を制御するための方向制御装置１０２は、ＲＡＤ４００又はＲＰＣ４０２として具現される。一実施例で、ＲＰＣ４０２は、計測装置１００と有線通信又は無線通信を用いてデータを送受信する。別の実施例で、ＲＰＣ４０２は、ＲＴＳ機能を提供するためのＲＴＳモジュールと無線あるいは有線でつながれる。例えば、ＲＰＣ４０２は、ＬＡＮ（Local Area Network）又はＷＡＮ（Wide Area Network）を用いて有線通信を行う。ＲＰＣ４０２は、セルラーネットワーク又はＷｉ－Ｆｉネットワークを介して無線通信を実行する。しかしながら、ＲＰＣ４０２が利用する無線又は有線通信網の具体的な種類はこれに限定されない。基地局オペレータは、アンテナ装置１０４の設置又はメンテナンスの現場でＲＰＣ４０２を用いて受信した空間方向情報を確認し、それぞれのアンテナ装置１０４の現在指向方向が最初に設計した目標空間方向と一致するか否かを検証する。別の実施例で、ＲＰＣ４０２は、複数のアンテナ装置１０４の現在の空間方向情報に基づき、それぞれのアンテナ装置１０４が目標空間方向を有するようにするための制御データ（control data）を生成する。ＲＰＣ４０２は、制御データをアンテナ装置１０４のＲＴＳモジュールに送信することで、アンテナ装置１０４のティルティング角度及び指向角度を制御することができる。ＲＰＣ４０２、計測装置１００、及びＲＴＳモジュールは、ＡＩＳＧプロトコル（Antenna Interface Standards Group protocol）に従って測定データ及び制御データを互いに送受信する。ＡＩＳＧプロトコルは、アンテナの制御方式に関する相互接続性を確保するために標準化された規格であり、当該技術分野で既に知られており、詳しい説明は省く。
【0042】
図５は、本開示の一実施例に係る計測装置によって生成されたビデオデータを用いてアンテナ装置をモニタリングする実施例を説明するための例示図である。
【0043】
図５ａを参照すると、中央制御センター（Central Control Center）に配置された遠隔監視システム４００は、複数の場所に設置されたアンテナ装置１０４から計測装置１００によって生成された空間方向情報及びビデオデータを、ＡＩＳＧプロトコルを介して受信する。中央制御センターの管理者は、ディスプレイ５００を介して提供されるビデオデータを用いてそれぞれの基地局に位置するアンテナ装置１０４が指向している全景をモニタリングすることができる。さらに、管理者は、それぞれのアンテナ装置１０４のＧＰＳ座標及び空間方向座標をモニタリングすることができる。
【0044】
図５ｂを参照すると、運営管理センター（Operation＆Management Center）５０２は、複数のサイトに設置されたアンテナ装置１０４に配置された計測装置１００によって生成された情報を受信する。計測装置１００によって生成された情報は、方位角、傾き、ねじれ、アンテナ装置１０４が指向する全景をキャプチャしたビデオデータ、及びＧＰＳ情報を含む。ＧＰＳ情報は、アンテナ装置１０４の緯度、経度及び高度を含む。具体的には、計測装置１００によって生成された情報は、光ファイバ（optic fiber）５０４及びＤＵ（Digital Unit）５０６を経由し、ＡＩＳＧプロトコルを介してコアネットワーク（Core Network）５０８に送信される。コアネットワーク５０８につながった運営管理センター５０２は、通信網管理システムとしてアンテナ装置１０４の指向方向の変動をリアルタイムでモニタリングすることができる。
【0045】
図６は、本開示の一実施例に係る計測装置がビデオデータを遠隔監視システムに送信する実施例を説明するための例示図である。
【0046】
図６を参照すると、遠隔監視システム４００は有線又は無線通信を用いてアンテナ装置１０４の現在の空間方向情報を受信する。図６の実施例で、アンテナ装置１０４のティルティング角度及び指向角度を制御するための方向制御装置１０２は、遠隔監視システム４００として具現される。遠隔監視システム４００は、現在の空間方向情報と目標空間方向情報との間の差に基づき、アンテナ装置１０４のＲＴＳモジュールを制御することができる。すなわち、遠隔監視システム４００は、外部環境によるアンテナ装置１０４の指向方向の変動をリアルタイムで感知し、アンテナ装置１０４が目標指向方向を有するようにＲＴＳモジュールを自動的に制御することができる。
【0047】
別の実施例で、遠隔監視システム４００は、アンテナ装置１０４の空間方向情報なしでアンテナ装置１０４の指向方向の変動をモニタリング及び制御する。例えば、計測装置１００がアンテナ装置１０４の空間方向情報を測定できない異例の状況を仮定することができる。異例の状況は、太陽光が入射されない夜間、太陽光の光量がわずかな悪天候、又は光センサ２１２に故障が発生した状況である。遠隔監視システム４００は、アンテナ装置１０４の空間方向情報に基づく指向方向モニタリングが不可能な場合に、計測装置１００によって生成されたビデオデータを補助的に利用する。遠隔監視システム４００は、ビデオデータに基づいてアンテナ装置１０４の指向方向の変動をモニタリングし、アンテナ装置１０４のティルティング角度及び指向角度を制御することができる。例えば、遠隔監視システム４００は、計測装置１００によって測定されたアンテナ装置１０４の空間方向情報が目標空間方向情報と一致する状況で撮影されたビデオデータのイメージフレームを基準イメージとして保存する。以後、計測装置１００による空間方向情報の測定が不可の場合に、遠隔監視システム４００は、アンテナ装置１０４が指向している全景をキャプチャしたビデオストリームから取得されるイメージフレームと基準イメージを比較する。具体的に、遠隔監視システム４００は、リアルタイムで受信されるイメージフレームの中央が基準イメージの中央と一致するようにアンテナ装置１０４のＲＴＳモジュールを制御することによって指向方向の変動を感知する。
【0048】
本開示の別の実施例で、遠隔監視システム４００は、基地局アンテナ装置１０４から電波が伝送される経路上の無線環境の変化に対応し、遠隔でアンテナ装置１０４のティルティング角度及び指向角を調整することもできる。ここで、無線環境の変化とは、建物の新築、宅地の開発、又は地形の変化による無線通信環境の変化を意味する。
【0049】
本開示の他の実施例で、遠隔監視システム４００は、計測装置１００によって測定された空間方向情報をベースバンド処理ユニット（ＢＢＵ：Base-Band Unit）に提供することができる。実際のアンテナビーム方向に関する正確な情報である空間方向情報は、網の最適化のためのソリューションに用いられる。移動通信事業者は、本開示に係る計測装置１００によって測定された空間方向情報を介してアンテナビーム方向を確認する。移動通信事業者は、遠隔でＲＴＳモジュールを用いて所望のアンテナビーム方向を整列させることで、より精密な網の最適化ソリューションを構築できるようになる効果がある。
【0050】
別の実施例で、方向制御装置１０２はアンテナ装置１０４の制御回路として具現される。制御回路は、計測装置１００からアンテナ装置１０４の現在の空間方向情報を受信する。制御回路には、現在の空間方向情報と目標空間方向情報との差に基づき、アンテナ装置１０４のＲＴＳモジュールを自動的に制御するアルゴリズムが搭載される。すなわち、アンテナ装置１０４の制御回路は、外部要因によるアンテナ装置１０４の指向方向の変動をリアルタイムで感知し、アンテナ装置１０４が目標指向方向を有するように自動的に復旧する機能を提供する。
【0051】
図７は、本開示の一実施例に係る方向制御装置によって実行されるアンテナ管理方法が含む各ステップを説明するためのフローチャートである。
【0052】
【0053】
方向制御装置１０２に含まれたデータ受信部は、計測装置１００からアンテナ装置１０４の空間方向情報又はアンテナ装置１０４が指向する全景をキャプチャしたビデオデータを受信する（Ｓ７００）。
【0054】
方向制御装置１０２に含まれた制御部は、空間方向情報とビデオデータのうちの少なくとも一方を用い、アンテナ装置１０４が予め設定された目標空間方向を有するようにアンテナ装置１０４に備えられたティルティング及びステアリング手段を制御する（Ｓ７０２）。
【0055】
フローチャートではそれぞれのステップを順次実行することを記載しているが、これは本発明の一部の実施例の技術的思想を例示的に説明したものにすぎない。言い換えれば、本発明の一部の実施例が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の一部の実施例の本質的な特性から逸脱しない範囲でフローチャートに記載された手順を変更して実行する、もしくはそれぞれのステップのうちの１つ以上のステップを並列に実行することで様々に修正及び変形して適用可能であるので、フローチャートは時系列的な順序として限定されない。
【0056】
本明細書で説明される装置及び方法の様々な具現例は、デジタル電子回路、集積回路、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、及び／又はこれらの組み合わせで具現される。このような様々な具現例は、プログラマブルシステム上で実行可能な１つ以上のコンピュータプログラムで具現されることを含み得る。プログラマブルシステムは、ストレージシステム、少なくとも１つの入力デバイス、そして少なくとも１つの出力デバイスからデータ及び命令を受信し、これらにデータ及び命令を伝送するように結合された少なくとも１つのプログラマブルプロセッサ（これは特殊目的プロセッサであったり、あるいは汎用プロセッサであったりする）を含む。コンピュータプログラム（これはまた、プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、あるいはコードとして知られている）は、プログラマブルプロセッサに対する命令語を含み、「コンピュータが読み取り可能な記録媒体」に保存される。
【0057】
コンピュータが読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取ることができるデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。このようなコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ＲＯＭ、ＣＤ‐ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク、メモリカード、ハードディスク、光磁気ディスク、ストリッジデバイスなどの不揮発性（non-volatile）又は非一時的（non-transitory）媒体又はデータ伝送媒体（data transmission medium）のような一時的な（transitory）媒体をさらに含んでもよい。また、コンピュータが読み取り可能な記録媒体は、ネットワークにつながったコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータが読み取り可能なコードが保存されて実行されてもよい。
【0058】
本明細書で説明される装置及び方法の様々な具現例は、プログラマブルコンピュータによって具現される。ここで、コンピュータは、プログラマブルプロセッサ、データ保存システム（揮発性メモリ、不揮発性メモリ、又は他の種類の保存システムやこれらの組み合わせを含む）、及び少なくとも１つのコミュニケーションインターフェースを含む。例えば、プログラマブルコンピュータは、サーバ、ネットワーク機器、セットトップボックス、組み込み型デバイス、コンピュータ拡張モジュール、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、ＰＤＡ（Personal Data Assistant）、クラウドコンピューティングシステム、又はモバイルデバイスのうちの１つである。
【0059】
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明の実施例は、本実施例の技術思想を限定するものではなく説明するためのものであり、このような実施例によって本実施例の技術思想範囲が限定されるわけではない。本実施例の保護範囲は特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等の範囲内にあるすべての技術思想は、本実施例の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【0060】
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
本特許出願は、２０２０年１２月４日付にて韓国に出願した特許出願番号１０‐２０２０‐０１６８９９２号、及び２０２１年１２月３日付にて韓国に出願した特許出願番号１０‐２０２１‐０１７２００２号に対して米国特許法１１９(ａ）条（３５Ｕ.Ｓ.Ｃ§１１９（ａ））に従って優先権を主張し、そのすべての内容は参考文献として本特許出願に併合される。なお、本特許出願は米国以外に国家に対しても上記と同じ理由で優先権を主張し、そのすべての内容は参考文献として本特許出願に併合される。
本特許出願は、２０２０年１２月４日付にて韓国に出願した特許出願番号１０‐２０２０‐０１６８９９２号、及び２０２１年１２月３日付にて韓国に出願した特許出願番号１０‐２０２１‐０１７２００２号に対して米国特許法１１９(ａ）条（３５Ｕ.Ｓ.Ｃ§１１９（ａ））に従って優先権を主張し、そのすべての内容は参考文献として本特許出願に併合される。なお、本特許出願は米国以外に国家に対しても上記と同じ理由で優先権を主張し、そのすべての内容は参考文献として本特許出願に併合される。
【符号の説明】
【0061】
１００ 計測装置 １０２ 方向制御装置
１０４ アンテナ装置 ３００ 通信部
３０２ 方向計測部 ３０４ イメージ生成部
３０６ 保存部 ４００ 遠隔監視システム
４０２ ＲＴＳ制御用携帯制御器 ５００ ディスプレイ
１０４ アンテナ装置 ３００ 通信部
３０２ 方向計測部 ３０４ イメージ生成部
３０６ 保存部 ４００ 遠隔監視システム
４０２ ＲＴＳ制御用携帯制御器 ５００ ディスプレイ
【図1】
【図2a】
【図2b】
【図3】
【図4】
【図5a】
【図5b】
【図6】
【図7】
【国際調査報告】