JP2001186557A

JP2001186557A - アンテナ制御装置における通信方法及びその装置

Info

Publication number: JP2001186557A
Application number: JP37070099A
Authority: JP
Inventors: Masaru Fujita; 勝藤田; Shiro Murakami; 志郎村上; Shigeru Takeda; 繁武田; Tomohiko Yamaguchi; 友彦山口; Naohide Takahashi; 尚秀高橋; Takeshi Shimada; 猛島田
Original assignee: ANTEN KK; IHI Corp
Current assignee: ANTEN KK; IHI Corp
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2001-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】回線の利用効率に優れ、機能拡張性の高いア
ンテナ制御装置における通信方法及びその装置を提供す
る。【解決手段】移動体通信基地局の複数のアンテナの姿
勢を遠隔のホストより制御して通信対象ゾーンを調整す
る際に、各アンテナに設けた制御ユニット１を共通の通
信回線によりホスト２に接続し、ホスト２及び各制御ユ
ニット１は前記制御に用いる情報がホスト２又は各制御
ユニット１の識別情報と共に収容された所定語長のパケ
ットを送受信するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信の基地
局アンテナのための制御装置に係り、特に、回線の利用
効率に優れ、機能拡張性の高いアンテナ制御装置におけ
る通信方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】移動体通信は、図１２に示されるよう
に、地上を多数のサービスエリア１２１で区画し、サー
ビスエリア１２１毎に基地局１２２を設置し、サービス
エリア１２１内の移動局１２３，１２４は基地局１２２
に対して通信を行うようになっている。基地局１２２が
使用するアンテナ装置は、通常、複数のアンテナからな
る。例えば、図１３のアンテナ装置は、支柱１３１の周
囲に鉛直に立てた３つのアンテナ１３２（１３２ａ，１
３２ｂ，１３２ｃ）からなる。各アンテナ１３２ａ，１
３２ｂ，１３２ｃは、それぞれ固有の通信対象ゾーンを
有する（図１１（ａ）参照）。通信対象ゾーンとは、当
該アンテナと移動局との電波送受信が十分可能な領域の
ことであり、その通信対象ゾーン内ではアンテナからの
放射による電界強度が移動局にとって十分な強さとな
る。例えば、各アンテナには約１２０°の指向性幅を有
するアンテナを用い、これらのアンテナを支柱の周りに
１２０°ずつずらせ、かつ指向性の中心の方向が支柱か
ら径方向外方に向くよう取り付けることにより、各アン
テナの指向性の中心の方向（以下、単にアンテナの向き
という）を１２０°間隔として各アンテナによる通信対
象ゾーンが極端に重なることなく、かつ隙間なくサービ
スエリア内を覆うことができる。

【０００３】従来、３つのアンテナ１３２ａ，１３２
ｂ，１３２ｃの向きの間隔は、例えば１２０°であり、
固定である。また、アンテナ１３２ａ，１３２ｂ，１３
２ｃは鉛直に起立させて固定されている。移動体通信に
は垂直偏波を使用するので、アンテナ自体にチルト角度
（鉛直に対する傾き）はつけない。以下、アンテナの向
きとチルト角度とを総称してアンテナの姿勢と言う。

【０００４】移動体通信では、一般に、アンテナ毎に使
用できるチャンネルが割り当てられている。例えば、１
つのアンテナに５個のチャンネルを割り当てると、３つ
のアンテナを有する基地局は、例えば１５個のチャンネ
ルを使用することができる。従って、サービスエリアを
３分割した各通信対象ゾーンでは、それぞれ５台までの
移動局が同時に通信を行うことができる。１つの通信対
象ゾーン内で５台の移動局が通信を行っているときに
は、その通信対象ゾーン内では新たな移動局が通信を行
うことができない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アンテナに
よる通信対象ゾーンは、アンテナ自体の持つ指向性だけ
でなく、地形の凹凸・建造物などの周囲状況にも左右さ
れる。従って、各アンテナをアンテナの向きが１２０°
間隔となるよう取り付けたからといって、サービスエリ
アを整然と３つの通信対象ゾーンに分割できるとは限ら
ない。例えば、障害物を回り込んだり反射した電波を主
として受信する地域がある。この地域での受信感度を確
保するには、放射強度、指向性幅、位相等を変更する
か、偏波角を傾ける。そこで、従来は、アンテナの特性
の調整作業とチルト角度の調整作業とが可能になってい
る。チルト角度の調整作業は、支柱１３１に対するアン
テナ１３２の取り付け角度をボルト締めの調節によって
変えることで行われる。チルト角度の調整により、偏波
角を傾けることができる。また、アンテナ特性の調整作
業は、位相調整器と呼ばれる器具を使用してアンテナを
構成する導体の形状や大きさを機構的に変えることで行
われる。アンテナ特性の調整により、アンテナ自体の姿
勢を変えずに、指向性幅、指向性角度、電界強度、偏波
角、位相といったアンテナ特性をある程度まで変えるこ
とができる。ただし、上記したいずれの作業において
も、実際に通信対象ゾーンがどうなっているかを確認し
ながら調整を進める必要がある。このために、電界強度
測定器を用い、サービスエリア内を移動して各所の電界
強度を測定している。

【０００６】しかし、これらのアンテナ特性の調整作業
やチルト角度の調整作業は、熟練を要する作業であり、
しかも、アンテナ装置がビルの屋上等に設けられること
から、高所作業となる。また、電界強度の測定は人手と
時間のかかる作業である。従って、頻繁にこのような作
業を行うことは困難である。

【０００７】また、従来は、前記した調整を取り付け時
に行うほかは、アンテナの姿勢が固定であり、従って、
通信対象ゾーンも固定となる。前記のように、ある通信
対象ゾーン内で５台の移動局が通信を行っているときに
は、この通信対象ゾーン内では他の移動局が通信を行う
ことができない。ところが、サービスエリアを３分割し
た各通信対象ゾーンにおいて、いつも均等に通信需要が
発生するとは限らない。例えば、サービスエリア内にオ
フィス街や駅が存在する場合、通勤ラッシュ時には駅を
含む通信対象ゾーンの通信需要が高まり、昼間はオフィ
ス街を含む通信対象ゾーンに通信需要が高まる。また、
サービスエリア内に競技場やイベント会場が存在する場
合、その開催日に限って会場を含む通信対象ゾーンの通
信需要が高まる。このようにして通信需要が高まった結
果、アンテナの使用チャンネルが満杯になり、通信がで
きない移動局が多くなる。つまり、基地局では１５個の
チャンネルを使用できるにもかかわらず、５個のチャン
ネルが使用されただけで当該サービスエリアにおけるサ
ービスに支障が生じることになる。

【０００８】もし、適宜なアクチュエータ等によりアン
テナの特性や姿勢を遠隔操作で調整できれば通信対象ゾ
ーンの調整や臨時変更は容易になる。また、通信需要の
地域的な偏りやゾーン内の電界強度分布が検出できるの
であれば、これらの検出情報を参照してアンテナの調整
を行うアンテナ制御装置が構成可能である。

【０００９】しかしながら、複数箇所の基地局を集中管
理しようとする場合、各基地局のアンテナにはそれぞれ
アクチュエータを駆動する制御ユニットを設けることが
必要である。また、一つの基地局内に複数セットのアン
テナがある場合は、同基地局内に複数の制御ユニットが
必要である。一方、各制御ユニットに対して制御情報を
与えるホストは基地局から離れた遠隔制御室に設置する
ことになるなるので、これら複数の制御ユニットとホス
トとの間に通信回線が必要になる。この通信回線のため
に制御ユニットの数だけケーブルを個別に設けるのは経
済的でないので、１本の通信ケーブルでホスト対ｎ（複
数）の制御ユニットの通信を行うことが望まれる。１本
の通信ケーブルでホスト対ｎの制御ユニットの通信を行
う際に、ホストと制御ユニットとが回線接続（通話）の
状態を維持して情報を交換する通信形態をとると、回線
の利用効率がよくない。

【００１０】また、アンテナの制御は姿勢制御だけとは
限らず、電源監視、落雷検出、電界強度検出、温度監視
等の種々の制御内容が考えられる。将来的にこれらの制
御内容も姿勢制御と一緒にホストから行うようにして機
能を拡張するためには、各々の制御ユニットが通信イン
タフェース及び通信プロトコルに互換性を持つことが望
ましい。

【００１１】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、回線の利用効率に優れ、機能拡張性の高いアンテナ
制御装置における通信方法及びその装置を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の方法は、移動体通信基地局の複数のアンテナ
の姿勢を遠隔のホストより制御して通信対象ゾーン等を
調整する際に、各アンテナに設けた制御ユニットを共通
の通信回線によりホストに接続し、ホスト及び各制御ユ
ニットは前記制御に用いる情報がホスト又は各制御ユニ
ットの識別情報と共に収容された所定語長のパケットを
送受信するようにしたものである。

【００１３】ホストは制御対象の制御ユニットの識別情
報を収容したパケットを送信し、各制御ユニットは、パ
ケットに当該制御ユニットの識別情報が収容されていた
場合に、規定時間内にホストへパケットを返信するよう
にしてもよい。

【００１４】前記パケットは、ホストが要求している制
御項目を示す制御命令の領域と要求か応答かを示す命令
種別の領域とを有し、前記制御項目に応じてデータ領域
が付加可能であってもよい。

【００１５】また、本発明の装置は、移動体通信基地局
の複数のアンテナの姿勢を遠隔のホストより制御して通
信対象ゾーン等を調整するアンテナ制御装置において、
各アンテナに姿勢を制御する制御ユニットをそれぞれ設
け、これら制御ユニットを共通の通信回線によりホスト
に接続し、前記制御に用いる情報がホスト又は各制御ユ
ニットの識別情報と共に収容された所定語長のパケット
を送受信する機能をホスト及び各制御ユニットに持たせ
たものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００１７】図１に示されるように、本発明に係る通信
装置は、アンテナを直接制御する複数の制御ユニット１
と、これらの制御ユニット１に対して制御情報を与える
ホスト（上位制御装置）２と、ホスト対各制御ユニット
を連絡する通信手段３とを少なくとも備える。図１の形
態では、３箇所のアンテナ４をそれぞれ姿勢制御する３
つの制御ユニット１と、姿勢制御以外の制御に用いる制
御ユニット１とが、ＲＳ−４８５、ＲＳ−４２２等の規
格による１本の通信ケーブルでマルチドロップ型接続さ
れている。ホスト対各制御ユニットの通信手段３は通信
ケーブルを使用せずに無線で構成してもよい。

【００１８】制御ユニット１の個数は図示例に限定され
ず任意である。アンテナ４の設置個数に応じて姿勢制御
用の制御ユニット１の個数を増減すると共に電源状態や
落雷、電界強度、温度等を監視してアンテナの諸特性や
安全装置を制御する種々の制御ユニット１を任意に追加
することができる。ホスト２は、インタフェース変換ユ
ニット５を介して通信手段３に接続されている。インタ
フェース変換ユニット５はホスト２と制御ユニット１と
の間にインタフェース互換性がない場合に挿入するもの
で、互換性があれば省略することができる。６は、必要
なときだけ接続するメンテナンス用装置である。ホスト
２又はメンテナンス用装置６とインタフェース変換ユニ
ット５との間のインタフェースは任意であり、また、経
路の途中に異なる規格の通信形態（例えば、公衆電話回
線）を含んだものでもよい。

【００１９】この通信装置で用いる通信プロトコルの規
定は以下のとおりである。

【００２０】（１）全ての通信はホスト２がいずれかの
制御ユニット１に要求の電文を送信し、電文で指定され
た制御ユニット１が規定時間内に電文を返信する。この
規定は同一通信回線上における通信の優先順位を与える
もので、まずホスト２が通信を行い、それから指定され
た制御ユニット１が通信を行うことになるから、通信回
線上での電文の衝突が回避される。

【００２１】（２）電文は次の４つの項目を満足する。

【００２２】電文は、文頭識別文字ＳＴＸ（０２ｈ）
などの指定された文字で始まり、文末識別文字ＥＴＸ
（０３ｈ）などの指定された文字で終了するパケット
（又はフレーム）である。

【００２３】ＳＴＸ及びＥＴＸ以外の文字は、ＡＳＣ
ＩＩ文字等の指定する文字を使用する。

【００２４】パケットの語長は各制御項目別に定める
固定長とする。

【００２５】パケットは、ホスト又は各制御ユニット
の識別情報を含む。識別情報は、例えば、一つの制御ユ
ニットに文字「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」…を割り振り、ホスト
には文字「Ｚ」を与える。もちろん、文字列「Ａ１」
「Ａ２」「Ｂ１」「Ｂ２」…を割り振ることもできる。

【００２６】パケットのフォーマット例を図２に示す。

【００２７】図２（ａ）のパケットはホスト２から制御
ユニット１に送信するもので、先頭から順に、ＳＴＸ２
１、発信者識別情報２２、受信者識別情報２３、制御命
令２４、命令種別２５、データ２６、チェックコード２
７、ＥＴＸ２８となる。発信者識別情報２２は、この例
では「Ｚ」とし、受信者識別情報２３は「Ｚ」を除く任
意のアルファベットを入れることができる。制御命令２
４は制御項目を示すアルファベットの一文字又は文字列
である。例えば、現在位置確認は「Ｌ」「ＬＣＴ」な
ど、制御要求は「Ｍ」「ＭＯＶ」などとする。これら以
外にも使用されていない文字又は文字列を用いて新規な
制御命令を定義することができる。命令種別２５はホス
ト２が発信者のときこの例では「Ｑ」とする。データ２
６の領域を付加するか否か及びその長さは、制御項目や
要求か応答かによって異なる。チェックコード２７は、
例えば、ＢＣＣ（Ｈ），ＢＣＣ（Ｌ）の２語からなる。

【００２８】図２（ｂ）のパケットは制御ユニット１か
らホスト２に送信するもので、先頭から順に、ＳＴＸ２
１、発信者識別情報２２、受信者識別情報２３、制御命
令２４、命令種別２５、データ２６、チェックコード２
７、ＥＴＸ２８となる。発信者識別情報２２は「Ｚ」を
除く任意のアルファベットを入れることができ、受信者
識別情報２３はこの例では「Ｚ」である。制御命令２４
はホスト２が送信したものに対応する。命令種別２５は
制御ユニット１が発信者のときこの例では「Ａ」とす
る。データ２６の領域を付加するか否か及びその長さ
は、制御項目や要求か応答かによって異なる。

【００２９】パケットを用いたコマンド例を図３、図４
に示す。

【００３０】図３（ａ）のパケットはホスト２から制御
ユニット１に送信するＬコマンド（現在位置確認コマン
ド）を表しており、データ領域は付加されない。このコ
マンドは、制御ユニット１で検出している制御情報をホ
スト２に送るよう要求するものである。図３（ｂ）のパ
ケットは制御ユニット１からホスト２に送信するＬコマ
ンドを表しており、数値によるデータ領域２６ａが３
個、ステータスやコードのデータ領域２６ｂが適宜個数
付加されている。このコマンドは、ホストの要求に応え
て制御情報を返すものである。数値データは、例えば、
プリセット角度を除いたチルト角現在値（３バイト）、
プリセット角度（４バイト）、チルト角可変範囲（２バ
イト）である。ステータスは、例えば、アクチュエータ
の停止中、動作完了、動作中、エラー発生、センサ未接
続等を１バイトで表す。コードは例えば、エラー内容を
示すエラーコード（２種類各１バイト）である。

【００３１】図４（ａ）のパケットはホスト２から制御
ユニット１に送信するＭコマンド（制御要求コマンド）
を表しており、数値によるデータ領域２６ａが１個付加
されている。このコマンドは、例えば、チルト角変更の
動作を実行するよう要求するものである。数値データ
は、例えば、プリセット角度を除いたチルト角目標値
（３バイト）である。図４（ｂ）のパケットは制御ユニ
ット１からホスト２に送信するＭコマンドを表してお
り、データ領域は付加されない。このコマンドは、ホス
ト２からの要求を受理したことの確認を返すものであ
る。

【００３２】ホスト２がパケットを作成する手順の一例
を説明する。

【００３３】図３（ａ）のＬコマンドのパケットを作成
する際は、図５に示されるように、パケット内の配列の
先頭から順次、内容を決定していく。まず、先頭はＳＴ
Ｘ２１とする。次に、発信者識別情報２２は、ホスト２
を示す「Ｚ」とする。受信者識別情報２３は、現在のチ
ルト角を知りたい対象（要求相手）であるアンテナ４
（制御ユニット１）の識別情報「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」…を
選ぶ。制御命令２４は、Ｌコマンドであるから「Ｌ」と
する。命令種別２５は、ホスト２が発信者なので「Ｑ」
とする。データ２６はないので、以上の配列からＢＣＣ
を計算し、その上位桁と下位桁とをチェックコード２７
とする。末尾にはＥＴＸ２８を付ける。これにより、配
列（０）〜配列（７）までのパケット作成が完了する。
その際、送信バイト数を計算しておく。

【００３４】図４（ａ）のＭコマンドのパケットを作成
する際は、図６に示されるように、パケット内の配列の
先頭から順次、内容を決定していく。まず、先頭はＳＴ
Ｘ２１とする。次に、発信者識別情報２２は、ホスト２
を示す「Ｚ」とする。受信者識別情報２３は、チルト角
を変更させたい対象（要求相手）であるアンテナ４（制
御ユニット１）の識別情報「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」…を選
ぶ。制御命令２４は、Ｍコマンドであるから「Ｍ」とす
る。命令種別２５は、ホスト２が発信者なので「Ｑ」と
する。次に、チルト角変更動作のための目標値を符号、
整数部、少数部の３バイトからなる数値データに変換し
てデータ２６の領域に格納する。以上の配列からＢＣＣ
を計算し、その上位桁と下位桁とをチェックコード２７
とする。末尾にはＥＴＸ２８を付ける。これにより、配
列（０）〜配列（１０）までのパケット作成が完了す
る。その際、送信バイト数を計算しておく。

【００３５】以上の装置構成及び通信プロトコルを持つ
通信装置がアンテナの姿勢制御に際して行う通信の動作
を図７により説明する。

【００３６】まず、ホストが制御ユニットＡに対して現
在位置確認、チルト角変更等を要求するパケットを送信
する。制御ユニットＡは要求に対応する処理を実行し、
ホストへ返信のパケットを送信する。次に、ホストは別
の制御ユニットＢに対して要求のパケットを送信する。
こんどは制御ユニットＢが処理を実行して返信のパケッ
トを送信することになる。以下、同様にホストが要求の
パケットを送信すると、識別情報で指定された制御ユニ
ットが制御命令で指定された処理を実行し、返信のパケ
ットを送信する。

【００３７】このように、本発明ではホスト２対各制御
ユニット１の通信がパケットで行われるので、制御ユニ
ット１が処理を実行している間は回線を不使用とするこ
とができる。従って、ホスト２と各制御ユニット１との
間に公衆電話回線を含んでいる場合などに通話時間を短
縮させることができる。また、複数の制御ユニット１が
同時にパケットを送信することがないので衝突は回避さ
れる。

【００３８】さらに本発明では、姿勢制御用の制御ユニ
ット１の個数が任意に増減できることはもとより、電源
状態や落雷、電界強度、温度等を監視してアンテナの諸
特性や安全装置を制御する機能を追加したい場合には、
インタフェース互換性があり共通の通信プロトコルを備
えた制御ユニット１を追加接続し、種々の制御命令２４
を定義することで容易に拡張機能の追加ができる。

【００３９】本発明の通信方法を採用したアンテナ制御
装置の具体的構成を図８に示す。アンテナ制御装置のホ
スト２は、サービスエリア内の通信需要に応じて基地局
Ｔのアンテナ４（４ａ，４ｂ，４ｃ）の姿勢（アンテナ
の向き及びチルト角度の両方又はいずれか一方）を決定
するアンテナ姿勢決定機能と、基地局Ｔに対しアンテナ
姿勢の制御情報を通信する通信機能とを備える。ホスト
２は、パソコン等で実現でき、アンテナ姿勢決定機能や
通信機能を実現するソフトウェアがフロッピーディスク
等の媒体で提供される。ホスト２は、電話回線Ｐを介し
て通信するために、モデム８１、ＲＳ２３２Ｃ機器（図
示せず）等を備える。電話回線Ｐは、在来の電話回線に
限らず、携帯・衛星・ＩＳＤＮを使用してもよい。この
ようなホスト２が、基地局Ｔから遠く離れた遠隔制御室
Ｓに設置され、例えば、２５５局の基地局Ｔのアンテナ
４を管理することができる。

【００４０】ホスト２は、アンテナの姿勢に対応する通
信対象ゾーンを予め記憶した姿勢ゾーン対応メモリと、
サービスエリア内の人口流動の情報から通信需要の偏り
を判定する通信需要判定機能と、サービスエリア内の通
信需要の高い地域が通信対象ゾーンに入るよう姿勢ゾー
ン対応メモリを参照してアンテナの姿勢を決定するアン
テナ姿勢決定機能とを有する。アンテナの姿勢に対応す
る通信対象ゾーンは、後述する姿勢調整機構によってア
ンテナの姿勢を変更しながら、電界強度測定器や後述す
る電波検出手段或いは電波監理局が提供する測定情報等
により各所における実際の測定値を得て調べておく。一
方、サービスエリア内の人口流動の情報は、予め統計調
査を行い、サービスエリア内を適宜に区画した地域毎の
人口を季節、日付、曜日、時間帯といった定期的に繰り
返される条件及びイベント開催、競技開催といった不定
期的な条件と共に、例えばデータベース化しておく。

【００４１】ホスト２は、各アンテナに内蔵されている
位相調整器（図示せず）の制御内容を決定し、その制御
情報を位相調整器に送信することもできる。

【００４２】一方、基地局Ｔには、ホスト２との通信を
仲介するインタフェース変換ユニット５と、アンテナの
姿勢を機構的に調整するべく屋上等に設置された姿勢調
整機構と、この姿勢調整機構を直接的に制御する制御ユ
ニット１とが設けられる。インタフェース変換ユニット
５は、電話回線Ｐに対してはモデム８１を介して接続さ
れる。インタフェース変換ユニット５と制御ユニット７
との間ではＲＳ４８５、ＲＳ４２２或いはその他の省配
線通信等による通信が行われる。また、インタフェース
変換ユニット５は商用電源を直流安定化するなどして制
御ユニット１及び姿勢調整機構の制御用及び動力用電源
を供給するようになっている。１つの制御ユニット１
は、例えば、３つのアンテナ４ａ，４ｂ，４ｃの姿勢調
整機構を個別に制御することができ、１つのインタフェ
ース変換ユニット５には、例えば４台の制御ユニット１
を接続することができる。また、１つの基地局Ｔのイン
タフェース変換ユニット５に対して、近隣の複数の基地
局Ｔの制御ユニット１を接続することもできる。また、
基地局Ｔにも遠隔制御室のパソコンと同等のパソコンを
設置することができる。

【００４３】姿勢調整機構は、図９（ａ）に示されるよ
うに、支柱９１の周囲に１２０°間隔で設けたステー９
２に対しアンテナ４の一側に取り付けた鉛直軸９３を回
動自在に支持させ、この鉛直軸９３の周りにアンテナ４
を回動させる首振りアクチュエータ９４を設け、その回
動角度（アンテナの向き）を検出する回動角度センサ
（図示せず）を設けたものである。また、姿勢調整機構
は、図９（ｂ）に示されるように、支柱９１の上部を伸
縮機構９５で支持し、支柱９１の下部を軸承部９６で支
持し、伸縮機構９５を伸縮させてアンテナを傾転させる
傾転アクチュエータ９７を設け、その傾転角度を検出す
るチルト角度センサ（図示せず）を設けたものでもよ
い。回動と傾転との両方の機構を併設してもよい。

【００４４】制御ユニット１は、図１０に示されるよう
に、各アクチュエータ用のモータ１０１を駆動する駆動
インタフェース１０２と、各センサ１０３の入力インタ
フェース１０４と、センサ入力が所望の角度となるよう
アクチュエータを制御するＣＰＵ１０５とからなる。Ｃ
ＰＵ１０５には１チップＣＰＵ又はＣＰＵチップ＋周辺
チップを使用する。１０６はインタフェース変換ユニッ
ト５からの直流電源をＣＰＵ用の電圧に安定化するコン
バータ、１０７はＲＳ４８５等のバッファ、１０８はフ
ォトカプラ等のアイソレータ、１０９はプリセット角度
設定器などである。

【００４５】なお、アクチュエータには、ステッピング
モータ、直流モータ、油圧シリンダ等を使用することが
できる。また、センサには、ポテンショメータ、ロータ
リエンコーダ等を使用することができる。

【００４６】また、基地局Ｔの各アンテナには位相調整
器（図示せず）が内蔵されている。位相調整器は、アン
テナを構成する導体の形状や大きさを機構的に変えるた
めのモータと、そのモータ回転角を検出する回転角セン
サとからなる。位相調整器は、姿勢調整機構と同様に、
遠隔制御室Ｓのホスト２から得た制御情報に基づき制御
ユニット１によって制御される。

【００４７】次に、アンテナ制御装置の動作を説明す
る。

【００４８】ホスト２は、内蔵している時計により現在
時刻を知り、管理している各々の基地局について、前記
のデータベースから現在の定期的・不定期的な条件にお
ける現在の地域毎の人口を推測し、これより現在の通信
需要の偏りを判定し、通信需要の高い地域を求める。こ
の通信需要の高い地域が通信対象ゾーンに入るよう姿勢
ゾーン対応メモリを参照してアンテナの姿勢を決定す
る。そして、電話回線を介し、前記決定したアンテナ姿
勢（又は姿勢を変更するための制御量）を各基地局に通
知する。ここでは、説明を簡単にするため、アンテナの
向きのみが通知されるものとする。

【００４９】基地局Ｔでは、各アンテナの初期の姿勢と
して、従来と同様に３つのアンテナの向きの間隔が１２
０°、チルト角度なしになっているものとする。通知を
受けた基地局Ｔでは、制御ユニット１が、通知内容に従
いアンテナの向きを調整する。これにより、通信対象ゾ
ーンが移動する。この通信対象ゾーンは、電界強度の実
際の測定値に基づいて予めアンテナの姿勢に対応させて
記憶された通信対象ゾーンを再現したものとなる。例え
ば、図１１（ａ）に示されるように、サービスエリア１
１１を基地局１１２のアンテナ装置により均等に３つの
通信対象ゾーン１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃで分割し
ていた状態から、図１１（ｂ）に示されるように、通信
対象ゾーン１１３ｂが移動する。

【００５０】このようにして、各アンテナによる通信対
象ゾーンが移動されることにより、サービスエリア内に
おいてオフィス街、駅、競技場、イベント会場が含まれ
る通信需要の高い地域に対し、必要な時間帯には、複数
のアンテナによる通信対象ゾーン１１３ａ，１１３ｂが
重なることになる。アンテナ毎に使用できるチャンネル
が５個であったとすると、２本のアンテナによる通信対
象ゾーンが重なった地域１１４では最大１０個のチャン
ネルが割り当てられることになり、１０台までの移動局
が同時に通信を行うことができるようになる。例えば、
通勤時間帯には駅周辺に人口が集中してその地域１１４
の通信需要が高まるが、その地域１１４に複数のアンテ
ナによる通信対象ゾーン１１３ａ，１１３ｂを重ねてチ
ャンネル割り当てを増加することにより通信需要を満た
すことが可能になる。その結果、サービスに支障が生じ
ることが緩和される。同様に、競技場で競技開催のとき
には予めオペレータがアンテナ制御装置１に日時等の情
報を入力しておけば、必要な時間帯にはホスト２が競技
場周辺に複数の通信対象ゾーンを重ねるよう、自動的に
アンテナ姿勢を制御する。

【００５１】アンテナ制御装置によれば、アンテナの制
御を基地局Ｔから遠く離れた遠隔制御室Ｓにて行うこと
ができるので、基地局Ｔにおける高所作業やサービスエ
リアでの電界強度測定作業をなくすると共に、広域にわ
たる多数のサービスエリアを集中管理することが可能と
なる。

【００５２】また、アンテナの姿勢を調整するので、ア
ンテナの指向性幅、指向性角度、電界強度、偏波角、位
相といったアンテナ特性を変更することなく、指向性の
向きを変更して通信対象ゾーンを移動させることができ
る。そして、位相調整器による指向性角度の調整可能範
囲を超えて指向性の向きを変更することができる。

【００５３】次に、図８のアンテナ制御装置を用いてリ
アルタイムで行うアンテナ姿勢制御を説明する。ここで
は、ホスト２をノート型パソコンで実現し、このパソコ
ンを基地局Ｔの局舎内でインタフェース変換ユニット５
にＲＳ２３２Ｃ等により直接接続して使用するものとす
る。また、ここでは、主として周囲状況の変動時のチル
ト角度の調整について述べる。

【００５４】アンテナによる通信対象ゾーンは、周囲状
況により影響を受ける。例えば、新規な建造物が建造さ
れると、移動局との電波送受信が不十分な領域が生じる
場合があり、アンテナ設置時の通信対象ゾーンが維持で
きない。そこで、アンテナ姿勢制御を行って通信対象ゾ
ーンを維持することになるが、周囲状況が変動してしま
うと、予め行った電波測定をそのまま利用することはで
きない。

【００５５】そこで、図１１（ｃ）に示されるように、
サービスエリア内に電波検出手段１１５を設ける。この
電波検出手段１１５は、電界強度、偏波角、位相等を検
出するものであるが、スペクトラムアナライザ等の汎用
の電界強度測定器や電波監理局の移動設備と異なり、移
動体通信の波長帯のみに対応するものでよい。この電波
検出手段１１５をサービスエリア内の各所に分散して設
置しておく。各電波検出手段１１５を電話回線に接続
し、基地局Ｔ或いは遠隔制御室Ｓからポーリング等によ
り電波検出情報を収集できるようにしておく。

【００５６】ホスト２（パソコン）のアンテナ姿勢決定
手段は、収集した電波検出情報により、現実の通信対象
ゾーンが満足なものかどうかを確認する。例えば、目論
んだ通信対象ゾーン１１３ａ内に設置されている電波検
出手段１１５ｘから電波送受信が不十分であるような電
波検出情報が収集された場合、新たなアンテナの姿勢決
定を行うことになる。この決定による制御情報は、イン
タフェース変換ユニット５を介して当該アンテナの制御
ユニット１に通知される。ここでは、説明を簡単にする
ため、チルト角度のみが通知されるものとする。

【００５７】制御ユニット１は、通知内容に従いチルト
角度を調整する。これにより、通信対象ゾーン１１３ａ
が破線で示すように変動する。従って、電波検出情報が
変化する。このようにして、電波検出情報の変化をリア
ルタイムに見ながら、チルト角度を調整して所望の通信
対象ゾーンを実現することができる。

【００５８】基地局Ｔの局舎内では、周囲状況の変動時
に限らず、アンテナ設置時や保守点検作業時にもホスト
２をメンテナンス用装置６として利用することができ
る。

【００５９】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００６０】（１）サービスエリア内の通信需要等に応
じて基地局のアンテナの姿勢を制御する際に、各アンテ
ナに設けた制御ユニットを共通の通信回線によりホスト
に接続し、制御情報は所定語長のパケットで送受信する
ようにしたので、回線の利用効率が向上する。

【００６１】（２）ホストがパケットで指定した制御ユ
ニットだけがホストにパケットを返すので、パケットの
衝突が回避され、通信の信頼性が向上すると共に回線の
利用効率が向上する。

【００６２】（３）制御項目を示す制御命令の領域を有
し、制御項目に応じてデータ領域が付加可能なパケット
を構成したので、新規な制御項目を追加する場合にもパ
ケットの構造を変えることなく制御命令を定義するだけ
で追加が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す通信装置の構成図で
ある。

【図２】本発明に使用するパケットの構成図である。

【図３】本発明に使用するコマンド別のパケットの構成
図である。

【図４】本発明に使用するコマンド別のパケットの構成
図である。

【図５】本発明においてパケットを作成する際の手順図
である。

【図６】本発明においてパケットを作成する際の手順図
である。

【図７】本発明においてパケットが流れる順序を示した
通信タイミング図である。

【図８】本発明の通信方法を採用したアンテナ制御装置
の具体的構成図である。

【図９】本発明のアンテナ制御装置に用いる姿勢調整機
構の具体的構成図である。

【図１０】本発明のアンテナ制御装置に用いる制御ユニ
ットの具体的構成図である。

【図１１】サービスエリアの平面図である。

【図１２】移動体通信の概念図である。

【図１３】基地局アンテナの斜視図である。

【符号の説明】

１制御ユニット２ホスト３通信手段４アンテナ５インタフェース変換ユニット

フロントページの続き (72)発明者村上志郎東京都江東区豊洲三丁目２番16号石川島播磨重工業株式会社東京エンジニアリングセンター内 (72)発明者武田繁東京都江東区豊洲三丁目２番16号石川島播磨重工業株式会社東京エンジニアリングセンター内 (72)発明者山口友彦東京都千代田区大手町一丁目６番１号石川島播磨重工業株式会社大手町分室内 (72)発明者高橋尚秀東京都江東区豊洲三丁目２番16号石川島播磨重工業株式会社東京エンジニアリングセンター内 (72)発明者島田猛東京都調布市上石原３丁目50番地１アンテン株式会社内Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA06 CA06 DA02 DA04 DA05 DA06 DA07 FA32 GA02 HA05 HA10 5K067 AA34 BB02 CC08 DD17 DD24 DD51 DD57 EE10 EE55 KK03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体通信基地局の複数のアンテナの姿
勢を遠隔のホストより制御して通信対象ゾーン等を調整
する際に、各アンテナに設けた制御ユニットを共通の通
信回線によりホストに接続し、ホスト及び各制御ユニッ
トは前記制御に用いる情報がホスト又は各制御ユニット
の識別情報と共に収容された所定語長のパケットを送受
信するようにしたことを特徴とするアンテナ制御装置に
おける通信方法。
【請求項２】ホストは制御対象の制御ユニットの識別
情報を収容したパケットを送信し、各制御ユニットは、
パケットに当該制御ユニットの識別情報が収容されてい
た場合に、規定時間内にホストへパケットを返信するよ
うにしたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ制御
装置における通信方法。
【請求項３】前記パケットは、ホストが要求している
制御項目を示す制御命令の領域と要求か応答かを示す命
令種別の領域とを有し、前記制御項目に応じてデータ領
域が付加可能であることを特徴とする請求項１又は２記
載のアンテナ制御装置における通信方法。
【請求項４】移動体通信基地局の複数のアンテナの姿
勢を遠隔のホストより制御して通信対象ゾーン等を調整
するアンテナ制御装置において、各アンテナに姿勢を制
御する制御ユニットをそれぞれ設け、これら制御ユニッ
トを共通の通信回線によりホストに接続し、前記制御に
用いる情報がホスト又は各制御ユニットの識別情報と共
に収容された所定語長のパケットを送受信する機能をホ
スト及び各制御ユニットに持たせたことを特徴とするア
ンテナ制御装置における通信装置。