JP2020184686A - Antenna direction adjustment device, antenna direction adjustment method, and antenna direction adjustment program - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an antenna direction adjusting device, an antenna direction adjusting method, and an antenna direction adjusting program.
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。 Wireless communication is performed between opposing wireless communication devices such as Point to Point (hereinafter referred to as P2P). At this time, it is important to adjust the antenna in an appropriate direction so that the reception level is maximized between the opposing wireless communication devices.
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。 In recent years, the frequency used for wireless communication has become higher in frequency, and the beam width of the antenna has become narrower, which makes it difficult to adjust the direction of the antenna. Therefore, a method using an auxiliary tool for facilitating the direction adjustment of the antenna has been devised.
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。
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。
In the technique disclosed in
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。
However, in the antenna direction adjustment work of the mobile wireless communication system including the mobile radio base station (mobile station) and the fixed radio base station (fixed station), the reception level of the fixed station is maximized by the movement of the mobile station. The antenna direction changes. Therefore, with the technique disclosed in
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。 The present invention has been made to solve such a problem, and provides an antenna direction adjusting device, an antenna direction adjusting method, and an antenna direction adjusting program that support antenna direction adjustment of a mobile wireless communication system. With the goal.
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。
With a creation unit that creates multiple reception level maps that record the reception level for each antenna angle from the reception level and antenna angle acquired by the base station that wirelessly communicates with the mobile station for each measurement point where the mobile station is moved. ,
An estimation unit that estimates the best antenna direction at a plurality of measurement points from the plurality of reception level maps created above,
To be equipped.
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
The antenna direction adjusting method according to the second aspect of the present invention receives each antenna angle from the reception level and the antenna angle acquired by the base station that wirelessly communicates with the mobile station at each measurement point where the mobile station is moved. Create steps to create multiple receive level maps with recorded levels,
An estimation step for estimating the best antenna direction at a plurality of measurement points from the plurality of reception level maps created above, and
including
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。
The antenna direction adjustment program according to the third aspect of the present invention receives each antenna angle from the reception level and the antenna angle acquired by the base station that wirelessly communicates with the mobile station at each measurement point where the mobile station is moved. A creation process that creates multiple reception level maps that record levels, and
An estimation process that estimates the best antenna direction at multiple measurement points from the multiple reception level maps created above, and
Let the computer do it.
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。 According to the present invention, it is possible to provide an antenna direction adjusting device, an antenna direction adjusting method, and an antenna direction adjusting program that support an antenna direction adjusting work of a mobile wireless communication system.
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。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, the following description and drawings have been simplified as appropriate to clarify the description.
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。
First, the configuration of the antenna
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。
The
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。
FIG. 2 is a schematic view showing a configuration example of the antenna direction adjuster.
The present invention is a wireless communication device (hereinafter, mobile station) installed on a mobile body such as an automobile or a train, and a wireless communication device (hereinafter, mobile station) installed along the line of the mobile station, which communicates with the mobile station in opposition. , Base station or fixed station). Within the wireless communication section of the base station, the mobile station is moved with the antenna direction on the mobile station side constant, the antenna direction of the base station is adjusted at multiple measurement points, and the reception level is measured. The antenna direction of the base station is adjusted based on the above. As shown in FIG. 2, the
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。
FIG. 3 shows a configuration example of the
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。
The
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。
The
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。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the
The
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。
The
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。
Next, the antenna direction adjusting work according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating an antenna direction adjustment work of a fixed station when a mobile radio base station is moved. During the antenna direction adjustment work, the mobile radio base station (also called a mobile station) 4 as shown in FIG. 5 is moved along a predetermined path. At each measurement point (P1, P2, P3) on the path, an antenna is used to display a reception level map (see FIG. 6) of a fixed radio base station (also called a fixed station) 5 that wirelessly communicates with the mobile
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。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a reception level map. As shown in FIG. 6, the reception level map is composed of n × m cells (n and m are integers of 1 or more). The value stored in each cell is the received power value, and the vertical direction of the reception level map is associated with the vertical elevation angle of the antenna, and the horizontal direction is associated with the horizontal azimuth angle of the antenna.
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。
When creating a reception level map, the operator first determines the range of elevation and azimuth that the antenna wants to move, centered on the current direction of the antenna (for example, the reference position azimuth 0 degrees and
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。 When the number of n × m cells in the reception level map is constant, widening the movable range of the antenna increases the range of angles corresponding to one cell, so that rough adjustment in the antenna direction can be performed. On the contrary, by narrowing the movable range of the antenna, the range of the angle corresponding to one cell can be reduced, so that the antenna direction can be finely adjusted. For example, the antenna is moved in a relatively wide first movable range, a reception level map is created, the antenna direction is roughly adjusted, and then the antenna is moved in a second movable range narrower than the first movable range. A reception level map may be created and fine-tuned. By doing so, the antenna direction can be adjusted efficiently and accurately.
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。
At the measurement point P1, the direction of the
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。
The best antenna direction is estimated from the information of the plurality of reception level maps created and recorded, and the estimated best antenna direction is displayed as a marker (T1 in FIG. 10) on the
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。
The operator can select one of the two methods with the selection button displayed on the
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。 First, FIG. 7 shows an example in which reception level maps 1, 2 and 3 having a size of 4 × 4 are created at three measurement points P1, P2 and P3, respectively, and the value of the received power is 0 to 6. Shown. Further, FIG. 8 shows an average reception level map in which the average reception power value of the three reception level maps shown in FIG. 7 is stored in each cell. Further, FIG. 9 shows a minimum reception level map in which the minimum value of the three reception level maps shown in FIG. 7 is stored in each cell. Here, for the sake of simplification of the explanation, a 4 × 4 reception level map is created, but the present invention is not limited to this, and a more accurate reception level map may be created by using finer cells. Further, although the reception level map is created at each of the three measurement points, the reception level map is not limited to this, and the reception level map may be created at each of two or more measurement points.
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。 In the examples of FIGS. 7 and 8, in the band priority method, an average reception level map is created from a plurality of reception level maps at each measurement point. In the average reception level map, the average value of the received power values is recorded for each cell. The maximum cell C1 can be specified from all the cells in the average reception level map, and the range of the elevation angle and the azimuth angle of the cell C1 can be estimated to be the best antenna direction. Further, when the maximum cell is specified from all the cells of the average reception level map, the received power value is equal to or less than the threshold value in any of the reception level maps 1 to 3 (for example, 0 in each map of FIG. 7). The cells marked with) (below) may be excluded. By doing so, it is possible to prevent communication from being interrupted or unstable at all measurement points. The threshold value here is set to "0", which is a state in which communication is interrupted, but the threshold value is not limited to this, and may be another numerical value (for example, 1 or less) that makes communication unstable. Further, when the received power value is expressed logarithmically, the threshold value may be negative.
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。 On the other hand, in the example of FIGS. 7 and 9, in the reliability priority method, the minimum reception level map is created by comparing a plurality of reception level maps. From all the cells of the minimum reception level map, the cell C2 having the largest minimum received power value can be identified, and the range of the elevation angle and the azimuth angle of the cell C2 can be estimated to be the best antenna direction. Further, when the cell having the largest minimum received power value is specified from all the cells of the minimum reception level map, the received power value is equal to or less than the threshold value in any of the reception level maps 1 to 3 (for example, FIG. In each map of 7, cells that are 0 or less) may be excluded. By doing so, it is possible to prevent communication from being interrupted or unstable at all measurement points. The threshold value here is set to "0", which is a state in which communication is interrupted, but the threshold value is not limited to this, and may be another numerical value (for example, 1 or less) that makes communication unstable. Further, when the received power value is expressed logarithmically, the threshold value may be negative.
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。
FIG. 10 shows an example of a screen displayed on the
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。
The cross-shaped marker T1 drawn on the screen in the example of FIG. 10 is in the region where the received power is larger than W3, and is the best estimated antenna direction (that is, the antenna direction in which the received power value is maximum). ) Is shown. Further, the cross-shaped marker T2 has a received power larger than W2 and is in a region of W3 or less, and indicates the current antenna direction. By adjusting the antenna direction so that the marker T1 and the marker T2 overlap each other, the antenna can be directed in the best direction in which the received power value of the antenna is as large as possible. The operator may manually move and adjust the direction of the
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)。
The flow of the antenna direction adjusting work using the antenna direction adjusting device will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 11 and 12.
The operator inputs a numerical value in the input field displayed on the screen of the
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。 Next, when the mobile station is located at the measurement point P1, a reception level map that records the reception level for each antenna angle is created from the received power value acquired by the fixed station and the angle information of the antenna of the fixed station (step). S3). The reception level map at the measurement point P1 is created by inputting the reception power value into the cells of the reception level map corresponding to the elevation angle and the azimuth angle while moving the antenna of the fixed station. The azimuth and elevation angles of the antenna at the start of creating the reception level map become the center position of the reception level map, and thereafter, the center position of the map does not change even if the measurement point changes.
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)。
The range of angles corresponding to one cell of the reception level map is determined based on the maximum values of the elevation angle and the azimuth angle input in step S1. That is, the maximum elevation angle corresponding to one cell is twice the maximum elevation angle input in step S1 (for example, when the maximum elevation angle is 90 degrees, the movable range of the antenna is ± 90 degrees, which is 180 degrees. Degree) divided by n (for example, 180 / n). Similarly, the maximum angle in the azimuth direction corresponding to one cell is the value obtained by dividing twice the maximum value of the azimuth (for example, 90 degrees) input in
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)。 The operator finishes the creation of the reception level map by pressing the creation completion button on the screen of the display device 20 (step S5). When the creation of the reception level map is completed, the reception level map is recorded in the recording unit 13 (step S6).
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)。
The mobile radio base station is moved to the next measurement points P2, P3 ... PN, and each reception level map is created (step S7). When the creation of the reception level map at all the measurement points is completed, the measurement completion button on the screen of the
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)。 The best antenna direction is estimated from multiple reception level maps created and recorded for each measurement point. There are two patterns of estimation methods, a wideband priority method and a reliability priority method, which can be switched to either by a button on the screen of the display device 20 (step S9).
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。 In the case of the band priority method, the average reception level map (see FIG. 8) is created by averaging the received power values stored in the cells at the same address in each reception level map. The range of the elevation angle and the azimuth angle corresponding to the cell having the maximum received power value in the average reception level map (see cell C1 in FIG. 8) is estimated as the best direction of the antenna (step S10). At this time, the cell with the maximum received power value may be specified from the average reception level map after excluding the cells that have become zero in the reception level map. By doing so, it is possible to prevent communication interruption at all measurement points.
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。 On the other hand, in the case of the reliability priority method, the magnitude of the received power value stored in the cell at the same address of each reception level map is compared, and the minimum value is recorded in the minimum reception level map (see FIG. 9) (see FIG. 9). Step S11). In the minimum reception level map, the range of the elevation angle and the azimuth angle corresponding to the cell having the maximum reception power value (see cell C2 in FIG. 9) is estimated as the best antenna direction (step S12). At this time, the cell having the maximum received power value may be specified from the minimum reception level map after excluding the cells that have become zero in the reception level map. By doing so, it is possible to prevent communication interruption at all measurement points.
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)。
After the estimation of the best antenna direction is completed, the marker T1 indicating the best antenna direction position and the marker T2 indicating the current antenna direction sent from the acquisition unit are displayed on the
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。
The operator changes the elevation angle and the azimuth angle of the antenna of the fixed station, and adjusts the antenna direction so that the markers T1 and the marker T2 overlap each other (step S14). The operator may manually move and adjust the direction of the
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)。
When the antenna direction adjustment is completed, the end button displayed on the screen of the
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。 According to the embodiment described above, the antenna direction of the best base station is estimated by this device in the antenna direction adjustment of the mobile radio device. Further, by displaying the visual information associated with the elevation angle and the azimuth angle, even a person who has no experience in the antenna direction adjusting work can perform the antenna direction adjusting work of the mobile radio device.
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。 Further, as described in the various embodiments described above, the procedure for processing in the antenna direction adjusting device has been described, the present disclosure may also take a form as an antenna direction adjusting method. This method of adjusting the antenna direction includes the following steps. A creation step to create multiple reception level maps that record the received power value for each antenna angle from the reception level and antenna angle acquired by the base station for each measurement point where the mobile station is moved, and multiple created It is an estimation step of estimating the best antenna direction at a plurality of measurement points from the reception level map of. The other examples are as described in the various embodiments described above. Further, the antenna direction adjustment program is a program for causing a computer to execute such an antenna direction adjustment method.
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。 In the above example, the program can be stored and supplied to a computer using various types of non-transitory computer readable media. Non-transitory computer-readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-temporary computer-readable media include magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (eg, magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, CD-R / W, DVD (Digital Versatile Disc), BD (Blu-ray (registered trademark) Disc), semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (for example) Random Access Memory)) is included. The program may also be supplied to the computer by various types of transient computer readable media. Examples of temporary computer-readable media include electrical, optical, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.
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。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit. For example, in the above-described embodiment, the antenna direction adjuster includes the
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
1
Claims (10)
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、アンテナ方向調整装置。 With a creation unit that creates multiple reception level maps that record the reception level for each antenna angle from the reception level and antenna angle acquired by the base station that wirelessly communicates with the mobile station for each measurement point where the mobile station is moved. ,
An estimation unit that estimates the best antenna direction at a plurality of measurement points from the plurality of reception level maps created above,
An antenna orientation adjusting device.
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、アンテナ方向調整方法。 For each measurement point where the mobile station is moved, a creation step to create multiple reception level maps that record the reception level for each antenna angle from the reception level and antenna angle acquired by the base station that wirelessly communicates with the mobile station. ,
An estimation step for estimating the best antenna direction at a plurality of measurement points from the plurality of reception level maps created above, and
Antenna orientation adjustment methods, including.
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、アンテナ方向調整プログラム。 For each measurement point where the mobile station is moved, a creation process that creates multiple reception level maps that record the reception level for each antenna angle from the reception level and antenna angle acquired by the base station that wirelessly communicates with the mobile station. ,
An estimation process that estimates the best antenna direction at multiple measurement points from the multiple reception level maps created above, and
An antenna direction adjustment program that is executed by a computer.
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