JP2000315907A - アンテナ方向調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 見通し伝搬可能か否かによらず、送信・受信
アンテナの方向調整を直接波のみならず、反射波および
回折波を有効利用することにより安定した電波伝搬を可
能にする。 【解決手段】 予め地図上の建物配置や標高データ、送
信点と受信点との位置関係に基づいて、直接波を用いる
か、反射波または回折波を用いるかを前記移動体が移動
する所定の地点毎に求めた制御データを蓄積するアンテ
ナ切替データ格納部４と、送信アンテナからデータを送
信する際には、移動体の現在位置データに基づいてアン
テナ切替データ格納部４に蓄積された制御データを検索
して最適な送信アンテナおよび受信アンテナの各方向を
求めて各アンテナの方向制御を実行する手段（ＣＰＵ
部、送信アンテナ雲台制御。切替部５、受信アンテナ雲
台制御・切替部７）とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＯＦＤＭ等を使用
した伝搬において、直接波のみならず反射波や回折波を
利用してアンテナ方向調整を行うようにしたアンテナ方
向調整装置に関する。

【０００２】［発明の概要］本発明は、ＯＦＤＭ(Ortho
gonal Frequency Division Multiplexing)方式のデジタ
ルＦＰＵ（Field Pick-Up）を使用したアンテナ方向調
整装置に関する。

【０００３】８００ＭＨｚ帯のＯＦＤＭ−ＦＰＵがマラ
ソン中継などで既に利用（平成１１年３月７日（日）実
施の「第５４回びわ湖毎日マラソン」において実況中
継）されており、このＯＦＤＭ−ＦＰＵでは、フルデジ
タル伝送が実行され、受信基地が従来の２０基地から５
基地へと、アナログでは到底不可能な受信基地の削減が
可能となっている。

【０００４】本発明は、上述したＯＦＤＭ−ＦＰＵにお
いて、中継車等の距離・位置を算出し、予め求められた
アンテナ切替データを使用して送信アンテナと受信アン
テナとを最適の電界強度の得られる向きに調整するよう
にしたもので、見通し伝搬可能か否かによらず、送信・
受信アンテナの方向調整を直接波のみならず、反射波お
よび回折波を有効利用することにより安定した電波伝搬
を可能にするものである。

【０００５】

【従来の技術】周知のように、ＯＦＤＭは、符号化され
たデジタルデータを、多数のキャリア（マルチキャリ
ア）に振り分けて伝送することにより、伝送路で発生す
るマルチパスフェージングに対して、強い特性を持つ変
調方式である。

【０００６】同じ伝送帯域幅で同じ伝送容量の条件のも
とでは、単一キャリアのデジタル変調方式に比べ、ＯＦ
ＤＭの各キャリア当たりの伝送ビットレートは小さく、
変調シンボルが長くなる。マルチパスによって遅延波が
加わると、一つ前のシンボルが重なってシンボル間干渉
を生じてしまい特性が劣化する。しかし、ＯＦＤＭは単
一キャリア変調よりもシンボル長が長い分だけ遅延波に
よる特性の劣化が少ないという利点を有している。

【０００７】また、ＯＦＤＭでは遅延波の影響を避ける
ために、時間軸上で各シンボルにガードインターバルを
付加して余裕度を持たせている。これにより、ガードイ
ンターバルよりも短い遅延時間のマルチパスであれば、
一つ前の別のシンボルが重なった部分を避けて復調する
ことができ、マルチパスによる特性の劣化を避けること
ができる。

【０００８】なお、伝送路の状況によっては、伝送デー
タに誤りを生じる。これらのデジタルデータの誤りに対
処するために、畳み込み符号やリードソロモン（ＲＳ）
符号などを組み合わせて強力な誤り訂正を行うことによ
り、移動体伝送のような厳しい伝送路状況であっても安
定したデジタル伝送が可能となる。

【０００９】このように、ＯＦＤＭは、多数のキャリア
にデータを分散し、ガードインターバルの付加や誤り訂
正方式との組み合わせによって、マルチパスフェージン
グに対して強い特性を持つことになり、見通し外伝搬に
威力を発揮する。

【００１０】従来、ＦＭ方式のアナログＦＰＵを使用し
たときの電波伝搬において、反射波は伝送品質に悪影響
を与えるために、直接波による見通し外伝搬を基本とし
ていた。従って、送信点と受信点のそれぞれのアンテナ
方向は、直線関係にあった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来、例
えばＦＭ方式の８００ＭＨｚ帯を利用したアナログＦＰ
Ｕ伝搬では、反射波は直接波に悪影響を与えるために、
原則として直接波のみを利用する見通し伝搬を行ってい
る。このため、送信アンテナと受信アンテナとは相互に
正対し、直線的な位置関係にあった。

【００１２】また、ＳＨＦ(Super High Frequency)帯に
おけるＦＰＵを利用した電波伝搬も原則として送信点と
受信点との間の遮蔽物を避け、送信と受信とを正対させ
る伝搬を行っている。すなわち、従来のＦＰＵでは、送
信点と受信点とが直線関係にない見通し外伝搬における
アンテナ調整の必要性に乏しいものであり、また、これ
を実現した従来技術は存在しない。

【００１３】本発明は上記事情に鑑み、見通し伝搬可能
か否かによらず、送信・受信アンテナの方向調整を直接
波のみならず、反射波および回折波を有効利用すること
により安定した電波伝搬を可能にしたアンテナ方向調整
装置を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１の発明は、移動体側から受信点に送信デー
タを伝搬する際に、移動体側に設けられた送信アンテナ
の方向および／または受信点側に設けられた受信アンテ
ナの方向を調整するアンテナ方向調整装置であって、予
め地図上の建物配置や標高データ、送信点と受信点との
位置関係に基づいて、直接波を用いるか、反射波または
回折波を用いるかを前記移動体が移動する所定の地点毎
に求めた制御データを蓄積するアンテナ切替データ格納
手段と、前記送信アンテナからデータを送信する際に
は、前記移動体の現在位置データに基づいて前記アンテ
ナ切替データ格納手段に蓄積された制御データを検索し
て最適な送信アンテナの方向および／または受信アンテ
ナの方向を求めて各アンテナの方向制御を実行するアン
テナ方向制御手段とを備えたことを特徴としている。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１に記載のアン
テナ方向調整装置において、前記アンテナ方向制御手段
は、ＣＰＵにより前記送信アンテナと受信アンテナの指
向性を順位をつけて画質低下が生じない範囲で微少に変
化させ、常時最も強い電界強度でアンテナの方向制御を
実行することを特徴としている。

【００１６】上記構成の請求項１において、アンテナ切
替データ格納手段には、予め地図上の建物配置や標高デ
ータ、送信点と受信点との位置関係に基づいて、直接波
を用いるか、反射波または回折波を用いるかを前記移動
体が移動する所定の地点毎に求めた制御データが蓄積さ
れている。この状態で移動体が移動して送信アンテナか
らデータを送信する際には、移動体の現在位置データに
基づいてアンテナ切替データ格納手段に蓄積された制御
データが検索されて最適な送信アンテナ方向および／ま
たは受信アンテナの方向が求められ、この方向に各アン
テナの向きが制御される。これにより、見通し伝搬可能
か否かによらず、送信・受信アンテナの方向調整を直接
波のみならず、反射波および回折波を有効利用すること
により安定した電波伝搬を可能にする。

【００１７】また、請求項２では、送信アンテナと受信
アンテナの指向性を順位をつけて画質低下が生じない範
囲で微少に変化させ、常時最も強い電界強度でアンテナ
の方向制御を実行することにより、見通し伝搬可能か否
かによらず、送信・受信アンテナの方向調整を直接波の
みならず、反射波および回折波を有効利用することによ
り安定した電波伝搬を可能にする。

【００１８】

【発明の実施の形態】＜発明の原理説明＞実施の形態の
説明に先立って、本発明の原理を説明する。

【００１９】従来技術の欄でも説明したようにＯＦＤＭ
は、マルチパスフェージング等にも強い伝送方式である
ことから反射波・回折波を効果的に利用できる方式であ
り、アンテナの方向調整は、必ずしも地図上の直線関係
によらなくとも良い。このため、送信点と受信点との間
に障害物が存在し、送信点と受信点とを直線的に結ぶこ
とができない場合であって、直接波は受信できないが回
折波または反射波が利用できるときには、これら回折波
または反射波により安定受信を得ることが可能となる。
この場合、回折波を利用する場合（手段１）と、反射波
を利用する場合（手段２）とがある。

【００２０】《手段１…回折波を利用する場合》図３に
示すように、送信点と受信点との間に障害物があり、送
信点がＡ地点からＢ地点を経由してＣ地点へ移動する場
合を説明する。送信点がＡ地点のとき、Ａ地点と受信点
との間には障害物が存在することから直接波は利用でき
ない。このため、送信アンテナからの信号は障害物方向
を避け、Ｘ１方向へ送信する。また同時に受信点の受信
アンテナも障害物を避けるため、Ｙ１方向へ向ける。こ
れにより、送信点と受信点との間では、回折波による送
受信が可能となる。

【００２１】送信点の送信アンテナ方向は、Ｂ地点を過
ぎるまで障害物を避けるように、Ｘ１方向からＸ２方向
まで移動体の移動に伴って連続的に変更される。移動体
が移動して送信点が障害物の中間点を過ぎたＢ地点付近
になると、送信アンテナは、障害物を避けるために、Ｘ
２方向からＸ３方向へと切り替えられる。これと同時
に、受信点の受信アンテナの方向もＹ１方向からＹ２方
向へ切り替えられる。このようにして、送信アンテナお
よび受信アンテナの向きが障害物を避ける方向に制御さ
れることにより、回折波を利用した電波伝搬が可能とな
る。

【００２２】《手段２…反射波を利用する場合》図４に
示すように、移動車と受信基地間で直接波が使用できず
建物反射を利用する場合、送信方向は、受信基地に向け
るのではなく反射波を利用できる建物に向けて放射し、
受信アンテナも反射する建物に向ける。これにより、反
射波を利用した電波伝搬が可能となる。

【００２３】本発明では、手段１および手段２を利用し
て、送信場所毎の送信アンテナまたは受信アンテナの最
適方向をデータとして取り込み、あるいは地図プロフィ
ールなどで障害物などを把握し、送信アンテナまたは受
信アンテナの最適方向を決定する。

【００２４】＜実施の形態の説明＞図１は本発明による
アンテナ方向調整装置の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【００２５】同図に示すようにこのアンテナ方向調整装
置１は、ＣＰＵ部２を制御中枢とし、距離・位置算出部
３と、アンテナ切替データ格納部４と、送信アンテナ雲
台制御・切替部５と、データ通信システム６と、受信ア
ンテナ雲台制御・切替部７とを備えている。

【００２６】距離・位置算出部３は、例えば、ＧＰＳの
計測データに基づいて移動体である中継車の現在位置お
よび受信点との距離を算出し、算出された距離データ、
位置データをＣＰＵ部２に出力する。

【００２７】アンテナ切替データ格納部４は、受信点と
送信点との関係から直接波を用いるか反射波・回折波を
用いるかを示すアンテナ切替データを予め格納するもの
である。そのデータ構築は、事前に地図上の建物配置や
標高データ、受信点と送信点との位置関係に基づき、直
接波を用いるか、反射波または回折波を用いるかについ
て予め中継車を走らせて各地点毎にデータを収集するこ
とにより行われる。

【００２８】送信アンテナ雲台制御・切替部５は、送信
アンテナの方向を切替制御するものであり、図２に示す
ように、この実施の形態においては、第１送信アンテ
ナ、第２送信アンテナ、および第３送信アンテナの３台
が各別に設けられた雲台によって制御されるようになっ
ている。

【００２９】ＣＰＵ部２は、距離・位置算出部３から供
給される中継車の距離データ、位置データに基づいて、
アンテナ切替データ格納部４から送信アンテナおよび受
信アンテナの各位置情報を読み出し、送信アンテナおよ
び受信アンテナを切り替えるための制御データを生成し
て送信アンテナ雲台制御・切替部５および受信アンテナ
雲台制御・切替部７に供給する。

【００３０】データ通信システム６は、携帯電話等で構
成され、ＣＰＵ部２と受信アンテナ雲台制御・切替部７
との間で通信システムを確立してデータの送受を実行す
る。

【００３１】受信アンテナ雲台制御・切替部７は、各受
信点に設けられ、データ通信システム６を介してＣＰＵ
部２から供給されたアンテナ切替データ（制御データ）
に基づいて受信アンテナの方向制御を実行する。

【００３２】次にこの実施の形態の動作を説明する。先
ず、事前に地図上の建物配置、標高データを用いて、受
信点と送信点との関係から、直接波を用いるか、反射
波、回折波を用いるかの検討を行う。実際にどの波を用
いればよいかは、予め中継車を走らせて、確認する必要
がある。アンテナ切替データ格納部４には、この試験走
行時のデータが格納される。

【００３３】マラソン中継などでは、通常、複数点の受
信アンテナが用いられ、中継車の移動に合わせて順次切
り替えている。このため、受信アンテナ雲台制御・切替
部７は、現在受信しているアンテナの制御と次に受信す
る受信アンテナのセッティングを行う。この処理では、
先ず、送信アンテナと連動して現在の受信点の受信アン
テナ方向を中継車の距離・位置情報を基に制御する。ま
た、同時に次の受信点のアンテナ方向をセットする。例
えば、２つのアンテナを用いて、第１受信アンテナを最
も電界強度の強い方向に、第２受信アンテナを次に強い
方向にセットしておく。

【００３４】上述した状態において、実際にＣＰＵ部２
で実行されるアンテナの制御方法について次に説明す
る。

【００３５】図２に示す第１送信アンテナを用いた送信
を実行しつつ中継車が走行して次の受信点に近づいてく
ると、第１送信アンテナの送信を終了するとともに、前
記第２送信アンテナからの送信を開始する。そのとき、
受信点側では、第１受信アンテナと第２受信アンテナ
（図示せず）の２台により受信を行う。何れかの受信ア
ンテナの電界が所望の強度を越えているときには、どち
らか強度の高い方の受信アンテナを選択する。これによ
り、送受ネットワークが確立する。

【００３６】どちらの受信アンテナからも所望の電界が
得られないときには、この情報をデータ通信システム６
を介してＣＰＵ部２に送る。そして、第３送信アンテナ
に送信を切り換えるとともに、受信点側では、同様にし
て第１受信アンテナおよび第２受信アンテナのうち、ど
ちらか電界強度の高い方を選択する処理を実行して送受
ネットワークを確立する。

【００３７】このようにして送受ネットワークが確立し
た後、送信アンテナ、受信アンテナは中継車の距離、位
置情報を基にして、雲台が制御されて追尾が行われる。
この場合、雨天など天候の影響や中継車の走行位置が変
化して、予め計測した通りに最強の電界強度が得られな
い場合がある。この実施の形態では、ＣＰＵ部２でアン
テナ雲台を制御し、かつ受信側の電界を管理しているの
で、画質が変化する程電界強度が変化しない範囲で送信
アンテナ、受信アンテナを微少振動させ、もしくは位相
制御する。このようにすることにより、最も強い電界強
度が得られる方向に送信アンテナ、受信アンテナの各指
向方向を微少補正することができる。

【００３８】このように、送信アンテナ、受信アンテナ
を人が操作する場合、連携が難しく、双方の作業者が逆
方向にアンテナを振ってしまい、電界が逆に落ちてしま
う可能性があるが、この実施の形態では、ＣＰＵ部２に
より一元管理しているので、先ず送信アンテナ、次に受
信アンテナというように順位をつけて制御することが可
能となり、信頼性の高いアンテナ制御が可能となる。

【００３９】上述の例では、送信アンテナ、受信アンテ
ナを共に制御したが、地理的関係によっては、どちらか
一方のアンテナを固定しても十分目的を達成できる。こ
の場合は、一方のアンテナのみを制御すれば良い。

【００４０】以上のように、本発明を適用することによ
り、反射波、回折波などを見通し外伝搬を利用すること
により、ＯＦＤＭ方式を用いて信頼性の高いアンテナ方
向調整システムを実現することができる。

【００４１】＜他の実施の形態＞上記実施の形態におけ
る距離・位置算出部３は、ＧＰＳを用いて計測するよう
にしたが、これに限られるものではなく、例えば、距離
計により走行距離を算出するようにしたも良いことは勿
論である。また、車外を撮影するカメラを搭載し、この
カメラによって予め撮影した画像と、現在撮影している
画像とを照合して、現在位置を決定する画像処理の手法
によっても検出可能である。さらに、工場内を移動する
無人走行車両のように、道路上に所定のマークを描いて
おき、このマークを走行車両が読み取って、現在位置を
確認するようにしても良い。

【００４２】また、上記実施の形態では、ＣＰＵ部２が
送信アンテナおよび受信アンテナの各雲台制御を実行す
るようにしたが、雲台制御を行わずに、送信アンテナお
よび受信アンテナに対する各制御データをディスプレイ
表示して人間系で方向制御させるようにしても良い。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、見
通し伝搬可能か否かによらず、送信・受信アンテナの方
向調整を直接波のみならず、反射波および回折波を有効
利用することにより安定した電波伝搬が可能になる。こ
れにより、従来のアナログ伝送時に比較して電波伝搬エ
リアが格段に拡がり、生中継に威力を発揮する。

【００４４】また、ロードレースのような移動体中継の
場合にも、一つの受信基地毎の受信エリアが拡がるの
で、安定した電波伝搬を行いつつ、受信基地数を大幅に
削減することが可能となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるアンテナ方向調整装置の実施の形
態の構成を示すブロック図である。

【図２】送信アンテナ雲台制御・切替部における送信ア
ンテナの制御を模式的に示す説明図である。

【図３】本発明の原理説明として障害物を避けるための
送信アンテナおよび受信アンテナの方向を示す説明図で
ある。

【図４】本発明の原理説明として反射波を利用した場合
の送信アンテナおよび受信アンテナの方向を示す説明図
である。

【符号の説明】

１ アンテナ方向調整装置 ２ ＣＰＵ部（アンテナ方向制御手段） ３ 距離・位置算出部 ４ アンテナ切替データ格納部 ５ 送信アンテナ雲台制御・切替部（アンテナ方向制御
手段） ６ データ通信システム ７ 受信アンテナ雲台制御・切替部（アンテナ方向制御
手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 信幸 大阪府大阪市中央区馬場町３−43 日本放 送協会大阪放送局内 Ｆターム(参考） 5J021 AA03 AA06 AA12 AB03 BA01 CA01 DA02 EA04 FA13 FA29 FA30 FA31 GA02 HA05 JA10 5K067 AA22 AA41 BB04 CC02 EE02 EE10 FF02 HH23 KK01 KK13 KK15

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体側から受信点に送信データを伝搬
   する際に、移動体側に設けられた送信アンテナの方向お
   よび／または受信点側に設けられた受信アンテナの方向
   を調整するアンテナ方向調整装置であって、 予め地図上の建物配置や標高データ、送信点と受信点と
   の位置関係に基づいて、直接波を用いるか、反射波また
   は回折波を用いるかを前記移動体が移動する所定の地点
   毎に求めた制御データを蓄積するアンテナ切替データ格
   納手段と、 前記送信アンテナからデータを送信する際には、前記移
   動体の現在位置データに基づいて前記アンテナ切替デー
   タ格納手段に蓄積された制御データを検索して最適な送
   信アンテナの方向および／または受信アンテナの方向を
   求めて各アンテナの方向制御を実行するアンテナ方向制
   御手段と、 を備えたことを特徴とするアンテナ方向調整装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のアンテナ方向調整装置
   において、 前記アンテナ方向制御手段は、ＣＰＵにより前記送信ア
   ンテナと受信アンテナの指向性を順位をつけて画質低下
   が生じない範囲で微少に変化させ、常時最も強い電界強
   度でアンテナの方向制御を実行する、 ことを特徴とするアンテナ方向調整装置。