KR20220107450A - Method for automatic restoration and control of angle and tilt of wireless base station antenna - Google Patents

Method for automatic restoration and control of angle and tilt of wireless base station antenna Download PDF

Info

Publication number
KR20220107450A
KR20220107450A KR1020210010102A KR20210010102A KR20220107450A KR 20220107450 A KR20220107450 A KR 20220107450A KR 1020210010102 A KR1020210010102 A KR 1020210010102A KR 20210010102 A KR20210010102 A KR 20210010102A KR 20220107450 A KR20220107450 A KR 20220107450A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
sensor
angle
base station
tilt
Prior art date
Application number
KR1020210010102A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
권종만
Original Assignee
주식회사 엑사이트
권해냄
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엑사이트, 권해냄 filed Critical 주식회사 엑사이트
Priority to KR1020210010102A priority Critical patent/KR20220107450A/en
Publication of KR20220107450A publication Critical patent/KR20220107450A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H01Q3/04Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying one co-ordinate of the orientation
    • H01Q3/06Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying one co-ordinate of the orientation over a restricted angle
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/20Optical components
    • H02S40/22Light-reflecting or light-concentrating means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for automatically recovering and controlling an antenna direction of a wireless communication base station, and more particularly, to a device and method for monitoring an angle and a tilt of an antenna in remote, automatically performing restoration-to-original state, and controlling a precise direction. The device of the present invention comprises: a means for installing an inertial measurement device for monitoring an angle and a tilt (hereinafter, referred to as "direction") in real time in a wireless communication base station antenna, and collecting data from a remote location; a data processing means for calculating the angle and the tilt of the antenna using the collected data; a means for restoring a direction of the antenna to an original state when being changed; and a means for precisely controlling the direction of the antenna from a remote location. Therefore, a wireless network can be efficiently operated.

Description

무선통신 기지국 안테나 방향 자동 복구 및 제어 방법 {Method for automatic restoration and control of angle and tilt of wireless base station antenna}{Method for automatic restoration and control of angle and tilt of wireless base station antenna}

본 발명은 무선통신 기지국 안테나 각도(Angle) 및 경사(Tilt)[이하 "방향"이라 칭한다"]를 실시간으로 모니터링하고, 이상 발생 시 자동 복구 및 제어가 가능한 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 바람, 진동, 지진 등 기기 내외부의 요인으로 안테나의 방향이 변경되는 현상을 실시간으로 모니터링하고 원상태에서 변경되었을 경우 경고(알람)를 발생하여 자동 또는 수동으로 운영자가 즉각적인 조치와 운용유지 활동을 신속히 하여 서비스 품질 향상을 통한 신뢰도 확보가 가능하도록 하는 방법에 관한 것이다. 아울러, 안테나에 원치 않는 방향 변경이 있는 경우 자동으로 원상태의 위치로 복구하는 기능을 가지며 원격에서 위치를 조정하는 기능을 부가적으로 가지는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method capable of real-time monitoring of an angle and tilt (hereinafter referred to as "direction") of an antenna of a wireless communication base station and capable of automatic recovery and control when an abnormality occurs. It monitors in real time the phenomenon that the direction of the antenna is changed due to factors inside and outside the device such as wind, vibration, earthquake, etc. It relates to a method for quickly securing reliability through service quality improvement, and in addition, it has a function to automatically restore to its original position when there is an unwanted direction change in the antenna, and a function to adjust the position remotely is additionally provided. It is about a system with

본 발명은 무선통신 기지국 안테나 방향을 원격 모니터링하고 방향이 변경되었을 경우 자동 복구하는 센서 및 제어 장치에 관한 것으로서, 특히 관성측정장치(IMU)를 이용하여 안테나의 방향을 실시간으로 모니터링하고, 이상이 발견되었을 경우 실시간으로 운용자에게 알리고 자동으로 원상 복구하는 시스템이며, 부가적으로 원격으로 안테나를 조정할 수 잇는 기능을 가진 시스템에 관한 것이다. 5G등 고속의 데이터를 제공하는 시스템의 경우 빔포밍(Beamforming) 등의 첨단 기술이 사용되고 있고 이는 안테나의 성능이 품질에 막대한 영향을 준다는 사실이며 사용자의 분포에 따라 전파(電波)의 전파(傳播) 방향을 실시간으로 조정 해야만 성능을 최대한 발휘할 수 있다. 따라서 빔포밍 기술로 불가능한 정도의 방향을 조정할 필요가 있는 경우에는 원격에서 안테나 방향을 조정할 필요가 있다.The present invention relates to a sensor and a control device that remotely monitors the direction of a wireless communication base station antenna and automatically recovers when the direction is changed. In particular, an inertial measurement unit (IMU) is used to monitor the direction of the antenna in real time, and an abnormality is found. It is a system that notifies the operator in real time and automatically restores the original state in case of an accident, and it relates to a system with a function to control the antenna remotely. In the case of a system that provides high-speed data such as 5G, advanced technologies such as beamforming are used, which is a fact that the performance of the antenna has a huge impact on the quality. You must adjust the orientation in real time to achieve maximum performance. Therefore, when it is necessary to adjust the direction to a degree that is impossible with the beamforming technology, it is necessary to adjust the direction of the antenna remotely.

스마트폰의 보편화와 미세전자기계시스템(MEMS; Microelectromechanical systems)의 비약적인 발전으로 인해 센서의 크기가 축소되고 예전에는 고가였던 센서의 가격이 괄목할만하게 저렴하게 되어 많은 분야에서 활용되고 있다. 특별히 관성측정장치(IMU)는 모든 스마트폰에 사용되고 드론 등 많은 사물인터넷 분야에 널리 사용되어 경제적인 가격으로 사용이 가능하게 되었다.Due to the generalization of smartphones and the rapid development of microelectromechanical systems (MEMS), the size of the sensor has been reduced and the price of the sensor, which was previously expensive, has become remarkably low and is being used in many fields. In particular, the Inertial Measurement Unit (IMU) is used in all smartphones and widely used in many IoT fields such as drones, making it possible to use it at an economical price.

IMU(Inertial Measurement Unit)는 직역하면 관성측정장치 이며, 자이로스코프(이하 "자이로"), 가속도계, 지자기 센서로 구성된 장치를 뜻하기도 한다. 관성측정 장치에서 각 센서는 각각의 고유 물리 량을 측정하며, 센서 별 측정할 수 있는 물리 량을 간략하게 설명하면; 자이로 센서는 각속도(rad/s)를 측정, 즉 시간당 몇도(degree)를 회전했는지가 필요할 때 사용한다. 가속도계는 가속도(m/s2)를 측정하고, 초기값을 계산할 때 중력 가속도를 분해하여 얼마나 기울어졌는지를 측정하는데 사용한다. 또한 속도와 이동거리 역시 가속도를 적분해서 사용 가능하다. 지자기센서는 지자기(magnet)를 측정하며 자북(magnetic north)을 기준으로 자기선속(Flux of magnetic force)의 세기를 측정하여 자북을 기준으로 얼마나 틀어졌는지를 측정한다.IMU (Inertial Measurement Unit) is an inertial measurement device, and it also refers to a device composed of a gyroscope (hereinafter, “gyro”), an accelerometer, and a geomagnetic sensor. In the inertial measurement device, each sensor measures its own physical quantity, and if we briefly describe the measurable physical quantity for each sensor; The gyro sensor is used when it is necessary to measure the angular velocity (rad/s), that is, how many degrees per hour it rotates. The accelerometer measures the acceleration (m/s 2 ) and uses it to measure the tilt by decomposing the gravitational acceleration when calculating the initial value. In addition, the speed and distance traveled can also be used by integrating the acceleration. The geomagnetic sensor measures the magnetism and measures the intensity of the flux of magnetic force based on magnetic north to measure how far it is deflected based on magnetic north.

실제적인 사용상에서는 각 센서가 물리 량들을 오류 없이 이상적으로 측정하는 것이 불가능하므로 각 센서 별로 장단점을 파악하여 이를 보완해야 한다. 우선 자이로 센서는 각속도를 연속적으로 측정하지만 적분 오차, 지구 자전으로 인한 오차 등이 존재한다. 반면 가속도 센서는 불연속적으로 값을 측정하는데 자이로 센서에 비해 빠르게 반응하기 때문에 상대적으로 정확하다. 이러한 이유로 실제 현장에서는 여러 가지 센서를 혼용하여 사용하고 있다. 주로 사용되는 관성측정센장치로는 6축(6 DoF; Degree of Freedom)과 9축 관성측정센서가 있으며, 6축 관성측정장치는 자이로, 가속도 센서를 주로 사용하고, 9축 관성측정센서는 지자계 센서를 추가한 것을 말한다. 본 발명에서는6축 관성측정장치를 이용하고자 하나 현장 상황에 따라 9축 이상의 관성측정센서를 혼용하여 사용할 수 있다. 9축 이상의 센서의 예로는 상기9축 센서 외에 필요에 따라GPS, 온도, 습도, 압력 센서를 추가한 관성측정장치를 들 수 있다.In practical use, since it is impossible for each sensor to ideally measure physical quantities without error, the strengths and weaknesses of each sensor must be identified and supplemented. First, the gyro sensor continuously measures the angular velocity, but there are integral errors and errors due to the rotation of the earth. On the other hand, the accelerometer measures values discontinuously and is relatively accurate because it responds faster than the gyro sensor. For this reason, in the actual field, various sensors are mixed and used. There are 6-axis (6 DoF; Degree of Freedom) and 9-axis inertial measurement sensors as the mainly used inertial measurement sensor devices. It means that a sensor is added. In the present invention, although a 6-axis inertial measurement device is intended to be used, a 9-axis or more inertial measurement sensor may be mixed and used depending on the field situation. Examples of the 9-axis or more sensor may include an inertial measurement device in which GPS, temperature, humidity, and pressure sensors are added as necessary in addition to the 9-axis sensor.

상기한 관성측정장치는 센서 융합(Sensor Fusion)의 일종이라고 할 수 있으며, 센서 융합의 방법은 센서 단위의 융합, 프로세서 중심의 융합, 인공지능(AI)과 소프트웨어 고도화를 통한 융합과 분야별 전문 업체간의 전방위 통합 강화를 통한 융합을 들 수 있다. The above-described inertial measurement device can be said to be a kind of sensor fusion, and the method of sensor fusion is sensor-unit fusion, processor-centered fusion, fusion through artificial intelligence (AI) and software advancement, and between specialized companies in each field. Convergence through omnidirectional integration reinforcement is an example.

기존의 특허는 안테나의 방향을 원격으로 조절하거나 전파특성을 활용하여 방향을 제어하는 정도에 머무르고 있는 실정이나 본 발명은 안테나의 방향을 센서를 이용하여 실시간으로 전방위로 모니터링하고 이상 발견시 자동 원상복구할 수 있을 뿐만아니라 필요시 원격에서 조정할 수 있는 방법에 관한 것이다.Existing patents are limited to remotely controlling the direction of the antenna or controlling the direction by using radio wave characteristics, but the present invention monitors the direction of the antenna in real time using a sensor and automatically restores when an abnormality is found. Not only can it be done, but how it can be adjusted remotely if necessary.

KR10-1482650-0000 B1 기지국 안테나 각도 측정장치 및 방법KR10-1482650-0000 B1 base station antenna angle measuring device and method KR10-0328442-0000 B1 기지국 안테나 방향 제어장치KR10-0328442-0000 B1 base station antenna direction control device KR10-1100688-0000 B1 안테나 방향을 조절할 수 있는 중계기 및 셀 최적화 방법KR10-1100688-0000 B1 A repeater with adjustable antenna direction and cell optimization method KR10-0924245-0000 B1 지향성 안테나의 방위 및 고도 방향을 자동 결정하고 이를캘리브레이션하는 시스템 및 방법"KR10-0924245-0000 System and method for automatically determining and calibrating the bearing and elevation direction of the B1 directional antenna"

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 기지국 안테나에 구비된 관성측정장치(IMU)의 데이터를 원격지 에서 실시간으로 수집하여 안테나의 방향을 실시간으로 모니터링하고, 이상 발견 시 자동으로 원상 복구하도록 하여 전문요원 출동에 따른 시간지연으로 인한 전파 품질 저하 시간을 최소화 하는 동시에 인건비를 감소시켜 비용 효율적(Cost-effective)으로 시스템을 관리 하고자 하는데 있다. An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, in particular, by collecting data of an inertial measurement unit (IMU) provided in a base station antenna in real time from a remote location, monitoring the direction of the antenna in real time, and detecting anomalies The goal is to minimize the time for radio wave quality degradation due to time delay caused by the dispatch of specialized personnel by automatically restoring the system to its original state, and at the same time to reduce the labor cost to manage the system cost-effectively.

상기 발명(고안)의 배경이 되는 기술에서 설명한 바와 같이 관성측정장치(IMU)를 안테나에 부착하여 자이로, 가속도와 지자기를 측정하고 측정된 물리량을 유/무선 통신을 통해 원격지로 전송한다. 원격지 관리센터에서는 전송된 물리량을 이용하여 안테나의 각도와 경사를 계산하여 모니터링하고 변화의 정도에 따라 경고의 수위를 정하고 운영자에게 알린다. 또한 설치 초기 데이터와 비교 분석하여 경고 발생 후, 연동된 모터를 이용하여 원상태로 안테나 방향을 자동으로 조정한다. 부가적으로 원격지에서 필요 시 안테나를 원격 조정하고 그 결과를 실시간으로 파악하여 정확한 방향 조정이 가능하도록 한다. As described in the technology behind the invention (design), an inertial measurement unit (IMU) is attached to an antenna to measure the gyro, acceleration and geomagnetism, and the measured physical quantity is transmitted to a remote location through wired/wireless communication. The remote management center calculates and monitors the angle and inclination of the antenna using the transmitted physical quantity, sets the level of warning according to the degree of change, and notifies the operator. In addition, after a warning is generated by comparing and analyzing the initial data of installation, the antenna direction is automatically adjusted to the original state using the linked motor. Additionally, if necessary, the antenna is remotely controlled from a remote location, and the result is identified in real time to enable accurate direction adjustment.

본 발명은 상기 발명(고안)의 배경이 되는 기술에서 전술한 문제점을 개선을 위한 것으로서, 기지국 안테나에 구비된 관성측정장치(IMU)의 데이터를 원격지 에서 실시간으로 수집하여 안테나의 방향 및 경사각도를 실시간으로 감시하여 이상 발견 시 즉각적인 조치가 이루어 질 수 있도록 할 수 있으며, 부가적으로 모터를 이용하여 자동으로 원상 복구하도록 하여 전문요원 출동에 따른 시간지연으로 인한 통화 및 데이터 통신의 품질 저하 시간을 최소화 하는 동시에 인건비를 감소시켜 비용 효율적(Cost-effective)으로 시스템을 관리 하고자 하는데 있다. 또한 기지국 인근의 신규 건물 등으로 인한 무선환경의 변경이 있을 경우 원격지에서 안테나의 방향을 조정함으로써 편리하게 무선망의 전파 특성을 조정하여 효율적으로 무선망을 운용을 할 수 있는 장점이 있다.The present invention is to improve the above-described problems in the technology that is the background of the invention (design), and collects data of an inertial measurement unit (IMU) provided in a base station antenna in real time from a remote location to measure the direction and inclination angle of the antenna. Real-time monitoring enables immediate action to be taken when anomalies are found At the same time, it aims to manage the system cost-effectively by reducing the labor cost. In addition, when there is a change in the wireless environment due to a new building near the base station, etc., by adjusting the direction of the antenna at a remote location, it has the advantage of conveniently adjusting the radio wave characteristics of the wireless network and operating the wireless network efficiently.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 통상적으로 설치되는 섹터 안테나의 방향과 경사각도를 설명하기 위한 설치 예시도
도 2a, 2b 는 관성측정장치의 센서 별 주파수 특성 및 필터의 결과를 설명하기 위한 예시도
도3는 관성측정장치의 기능적 구성을 도시하는 블록도
도4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관성측정장치의 부착 위치에 대한 예시도
도5a, 5b, 5c는 기지국 안테나 방향 변경을 위한 외장형 장치의 부착 방법에 대한 예시도
도6a 및 6b 는 기지국 안테나 방향 변경을 위한 안테나 내장형 장치의 부착 방법 및 안테나 외관에 대한 예시도
도 7는 본 발명의 외장형 안테나 방향 원격 모니터링 및 자동복구를 위한 바람직한 실시예에 따른 네트워크 구성도
도 8는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서버 프로그램 순서도
The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later. should not be construed as being limited only to
1 is an exemplary installation view for explaining the direction and inclination angle of a sector antenna that is typically installed;
2A and 2B are exemplary views for explaining the frequency characteristics and filter results for each sensor of the inertial measurement device;
Fig. 3 is a block diagram showing the functional configuration of the inertial measurement device;
4 is an exemplary view of an attachment position of an inertial measurement device according to a preferred embodiment of the present invention;
Figures 5a, 5b, 5c is an exemplary view of the attachment method of an external device for changing the direction of the base station antenna
6A and 6B are exemplary views of a method for attaching an antenna-embedded device for changing the direction of an antenna of a base station and an appearance of an antenna;
7 is a network configuration diagram according to a preferred embodiment for remote monitoring and automatic recovery of an external antenna direction of the present invention;
8 is a flowchart of a server program according to a preferred embodiment of the present invention;

본 발명은 기지국 안테나 방향을 원격 모니터링하고 방향이 변경되었을 경우 자동 복구하는 센서 및 제어 장치에 관한 것으로서, 특히 관성측정장치(IMU)를 이용하여 안테나의 방향을 실시간으로 모니터링하고, 이상이 발견되었을 경우 실시간으로 운용자에게 알리고 자동으로 방향을 원상 복구하는 시스템이며, 부가적으로 원격으로 안테나를 조정할 수 잇는 기능을 가진 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor and a control device that remotely monitors the direction of a base station antenna and automatically recovers when the direction is changed. In particular, an inertial measurement unit (IMU) is used to monitor the direction of the antenna in real time, and when an abnormality is found It is a system that informs the operator in real time and automatically restores the direction, and additionally relates to a system with a function to control the antenna remotely.

이하, 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Hereinafter, the advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be embodied in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

도 1은 안테나의 방향(Angle) 및 경사(Tilt)에 대한 개념도로서 안테나(10)는 안테나 지지봉(11)과 특정한 각도(12)로 지면을 향하여 연결되어 있고 이 각도를 경사각도라 한다. 또한 안테나 전면부와 직각 방향(13)이 안테나의 주빔(Main Lobe)이 전파되는 방향이 된다. 도1의 우측 도면인 H면(수직) 안테나 방사패턴(Radiation pattern)으로 안테나의 각도(Angle)를 설명하면, 안테나 전면부과 직각인 선분이 진북(또는 자북) 방향과 이루는 각도(14)를 의미한다. 1 is a conceptual diagram for the direction (Angle) and tilt (Tilt) of the antenna. The antenna 10 is connected to the antenna support bar 11 and the ground at a specific angle 12, and this angle is referred to as an inclination angle. Also, the direction 13 perpendicular to the front of the antenna is the direction in which the main beam of the antenna propagates. When the angle of the antenna is described with the H-plane (vertical) antenna radiation pattern on the right side of FIG. 1, it means the angle 14 formed by a line segment perpendicular to the front of the antenna with the direction of true north (or magnetic north). do.

도2a와 도 2b는 주파수에 따른 가속도 센서와 자이로 센서의 정확도를 보여주고 있다. 자이로 센서의 경우에는 저주파 영역에서 값이 변하는 드리프트(Drift)현상이 발생하여 정확한 값을 기대하기가 어렵고, 가속도 센서의 경우에는 고주파 영역에서 잡음(Noise)이 상당히 많이 혼입된다. 즉. 자이로 센서의 주파수 특성(20)은 저주파에서는 정확도가 떨어지고 고주파에서 정확도가 높아지는 반면, 가속도 센서의 주파수 특성(21)은 반대로 저주파에서는 정확도가 높아지는 반면, 고주파에서 정확도가 떨어지는 특성을 가지고 있다. 2A and 2B show the accuracy of the acceleration sensor and the gyro sensor according to frequency. In the case of a gyro sensor, it is difficult to expect an accurate value due to a drift phenomenon in which a value changes in a low frequency region. In other words. The frequency characteristic 20 of the gyro sensor has low accuracy at low frequencies and high accuracy at high frequencies, whereas the frequency characteristic 21 of the acceleration sensor has high accuracy at low frequencies while decreasing accuracy at high frequencies.

자이로와 지자기 및 가속도 데이터를 융합(Fusion)하여 3차원 방향방위(3D Orientation)를 계산하는 장치를 자세방위장치(AHRS; Attitude Heading Reference System)라 한다. 이러한 센서 융합(Fusion)으로 각속도 적분에 따른 드리프트(Drift)는 참조 벡터(Reference Vector), 즉 중력과 지자계 데이터를 통해 보상(Compensate)을 하여 정확도를 높인다.A device that calculates 3D orientation by fusion of a gyro, geomagnetic and acceleration data is called an Attitude Heading Reference System (AHRS). With such sensor fusion, drift due to angular velocity integration is compensated using a reference vector, that is, gravity and earth magnetic field data to increase accuracy.

보통 관성측정 센서의 원데이터를 가공하여 안정된 값을 취하는 방법으로는 칼만 필터(Kalman Filter)외에도 상보필터(Complementary Filter)나 사원수(Quaternion)등 여러 가지 필터를 사용한다. 센서 융합의 예를 들자면, 상보필터의 경우 각 센서의 특성을 고려하여 주파수에 따라 가중치를 두어 계산을 하며 그 결과 주파수 특성(22)은 평탄한 경향을 보이게 된다.In general, as a method of processing raw data of an inertial sensor to obtain a stable value, various filters such as a complementary filter or a quaternion are used in addition to the Kalman filter. As an example of sensor fusion, in the case of a complementary filter, weights are calculated according to frequencies in consideration of the characteristics of each sensor, and as a result, the frequency characteristics 22 show a flat tendency.

무선통신 기지국의 안테나는 통상적으로 가시거리가 확보되는 높은 곳에 설치가 되므로, 바람의 영향을 받아 미세한 진동이 지속적으로 발생하게 되므로 이로 인한 허위경보가 발생할 확률이 높아 지게 된다. 또한 안테나 자체의 운동이 아닌 다른 요인에 의한 잡음(노이즈), 피씨비(PCB)기판 전자부품들에 의한 전기적인 잡음, 센서자체의 오차, 기타 백그라운드 잡음 등이 혼재하게 되어 센서의 원시 데이터(Raw data)를 그대로 사용하는 것은 불가능 하다.Since the antenna of the wireless communication base station is usually installed in a high place where the visible distance is secured, minute vibrations are continuously generated under the influence of the wind, thereby increasing the probability of false alarms. In addition, noise caused by factors other than the movement of the antenna itself, electrical noise caused by PCB electronic components, errors of the sensor itself, and other background noise are mixed, so the raw data of the sensor (Raw data) ) is impossible to use as it is.

따라서 본 발명에서는 바람에 의한 미세한 떨림으로 인한 잡음 및 상기 나열된 잡음을 포함한 원시 데이터와 실제적으로 안테나 방향이 변경되는 상황을 분별해야 하므로 이를 해결하기 위하여 칼만 필터 등 여러 가지 필터 및 측정된 물리 량을 융합하여 사용하도록 한다. 직관적인 예를 들자면, 센서를 통한 원시 데이터(26)는 상기에서 설명한 여러 요인에 의해 많은 변화를 가져오게 되어 그 자체로 사용하는 것이 불가능 하고 칼만필터를 적용 하였을 경우(27)에는 실제 위치(25)와 매우 근접하게 되는 것을 볼 수 있다. Therefore, in the present invention, it is necessary to distinguish between the noise caused by the fine vibration caused by the wind and the raw data including the noise listed above and the situation in which the antenna direction is actually changed. to use it. As an intuitive example, the raw data 26 through the sensor causes a lot of change due to the various factors described above, so it is impossible to use it by itself. ) can be seen to be very close to

선행기술문헌을 살펴보면, (특허문헌 0001) 대한민국 특허 등록번호 제 1003284420000 (2002.02.28) "기지국 안테나 방향 제어장치"은 안테나 방위각의 경우 안테나 전자계 범위 밖에서 측정된 정북방향 지향각과 모션인식 센서를 이용하여 측정하고, 안테나의 틸팅각(tilting)의 경우 기울기 센서를 이용하여 측정함으로써 안테나 각도 측정을 보다 용이하도록 하는 기지국 안테나 각도 측정 장치 및 방법에 관한 것이다. Looking at the prior art literature, (Patent Document 0001) Republic of Korea Patent Registration No. 1003284420000 (2002.02.28) "Base station antenna direction control device" in the case of the antenna azimuth, the direct north direction measured outside the range of the antenna electromagnetic field using a motion recognition sensor. The present invention relates to an apparatus and method for measuring an angle of an antenna of a base station by measuring and measuring an angle of an antenna using a tilt sensor in the case of a tilting angle of an antenna, thereby making it easier to measure an angle of an antenna.

여기서 제안된 방법에 따르면 방위각은 전자계 범위 밖에서 측정된 정북방향 지향각과 모션인식 센서를 이용하여 측정하도록 되어 있으나, 실제 적용상 기지국 안테나에서는 많은 양의 전자기파가 발생하므로 전자계 범위 밖에서 정북방향을 측정하기가 사실상 어렵고, 틸팅각의 경우 기울기 센서를 이용하도록 하고 있으나 기울기 센서는 가격이나 전력소모 측면에서 부담이 되는 소자이다.According to the method proposed here, the azimuth is to be measured using the true north direction angle and motion recognition sensor measured outside the range of the electromagnetic field. In fact, it is difficult, and in the case of a tilt angle, a tilt sensor is used, but the tilt sensor is a burdensome device in terms of price or power consumption.

이와 달리 본 발명에서는 스마트폰에서 범용적으로 사용하고 있어 성능, 가격 및 소모 전력 측면에서 유리한 가속도와 각속도계를 사용하여 부품의 수를 줄이고 각 소자의 특성을 상호 보완하는 필터를 적용하여 안테나 방위각과 틸팅각을 원격에서 실시간으로 측정함으로써 산업상 이용가능성을 높였다는 차이점이 존재 하고, 더불어 자동 복구 및 원격 조정기능을 부가했다는 점이 기존 기술과의 차별성이다.On the contrary, in the present invention, since it is universally used in smartphones, the number of parts is reduced by using an accelerometer and an accelerometer, which is advantageous in terms of performance, price, and power consumption, and a filter that complements the characteristics of each element is applied to determine the antenna azimuth and There is a difference in that industrial applicability is increased by measuring the tilting angle remotely and in real time, and in addition, automatic recovery and remote control functions are added.

도3은 관성측정장치의 기능적 구성을 도시하는 블록도 이다. 센서부(30)는 자이로, 가속도, 지자계 등 여러 센서를 사용하여 원시 데이터를 수집한다. 센서부(30)에서 수집된 원시 데이터는 상기에서 설명한 바와 같이 각종 잡음으로 인해 그대로 사용이 불가능 하므로 필터를 이용하여 잡음을 제거하고 최상의 데이터를 선별하여 사용할 수 있도록 필터부(31)를 거친 후 프로세서부(32)를 통해 전체적인 장치의 제어 및 계산을 하게 되고, 그 결과는 통신부(33)을 통해 유선 또는 무선 통신에 맞도록 변조되어 무선 안테나(34) 또는 유선 인터페이스(35)를 통해 외부로 출력된다. 각종 연산 또는 데이터의 저장을 위하여 메모리(36)를 내장하며 모든 부분에 전원 공급을 위한 전원부(38)를 가지고 있으며 비상시 장치의 동작을 위한 축전지를 내장할 수 있다. 안테나 외부에 관성측정장치를 부착하는 경우에는 솔라셀(39)를 사용하여 별도의 외부 전원 공급이 없어도 본 장치가 동작될 수 있도록 하고, 안테나 내부에 관성측정장치를 내장하는 경우에는 안테나 내부의 전원을 본 장치가 사용할 수 있는 전원으로 전화하여 주는 외부전원 정합부(300)을 사용하도록 한다.Fig. 3 is a block diagram showing the functional configuration of the inertial measurement device. The sensor unit 30 collects raw data using various sensors, such as a gyro, an acceleration, and a geomagnetic field. As described above, the raw data collected by the sensor unit 30 cannot be used as it is due to various noises, so the filter unit 31 removes the noise using a filter and selects and uses the best data. Control and calculation of the entire device is performed through the unit 32 , and the result is modulated for wired or wireless communication through the communication unit 33 and outputted to the outside through the wireless antenna 34 or the wired interface 35 . do. A memory 36 is built-in for various calculations or data storage, and a power supply unit 38 for supplying power to all parts is provided, and a storage battery for operation of the device can be built-in in an emergency. In the case of attaching the inertial measurement device to the outside of the antenna, the solar cell 39 is used so that the device can be operated without a separate external power supply. to use the external power matching unit 300 that converts the power to the power that the device can use.

도4는 관성측정장치의 부착 위치에 대한 바람직한 예를 보여주고 있다. 측정되는 물리 량이 너무 적은 경우에는 센서 자체의 오차 또는 미세한 떨림에 의한 허위 정보 발생이 생길 수 있으므로 되도록이면 많은 물리 량의 변화가 있는 부분에 센서가 부착되도록 하여야 한다. 특별히 기지국 안테나(40)의 경우에는 높은 곳에 설치되어 하향 경사(Down Tilt)를 가지게 된다. 또한 중력의 영향에 의해 하향 방향으로 기울어질 가능성이 대부분이므로 이러한 경우 안테나 상부(47)에 관성측정장치를 부착하는 것이 가장 많은 물리량의 변화를 가져오게 된다.4 shows a preferred example of the attachment position of the inertial measurement device. If the measured physical quantity is too small, false information may occur due to an error of the sensor itself or a minute vibration. In particular, in the case of the base station antenna 40, it is installed at a high place and has a down tilt. In addition, since most of the inclination is possible due to the influence of gravity, in this case, attaching the inertial measuring device to the upper part of the antenna 47 causes the greatest change in the physical quantity.

경사의 경우를 좀더 자세히 설명하자면, 점선으로 표시된 안테나(40)가 안테나 지지봉(41)과 같은 방향으로 지면에서 직각으로 설치되어있다가 일정한 각도로 기울어져 실선으로 표시된 안테나위치로 변경되는 경우, 상부에서는 큰 거리(42)로 지지봉(41)과 이격되나 하부에서는 작은 거리(43)로 이격(移檄)되는 것을 볼 수 있다.To explain the inclination case in more detail, when the antenna 40 indicated by a dotted line is installed at a right angle from the ground in the same direction as the antenna support rod 41 and is tilted at a certain angle to change to the antenna position indicated by a solid line, the upper In , it can be seen that the support rod 41 and the support rod 41 are spaced apart by a large distance 42, but are spaced apart by a small distance 43 in the lower part.

마찬가지로 안테나 각도가 변경되는 경우 안테나 상단 중앙 지점에 가까운 곳에서는 변화되는 물리량이 적고(45), 모서리 부분에서는 물리량이 크게 변동(44)되게 되므로 보다 보다 변별력이 있는 데이터를 수집하기 위해서는 안테나 상단 모서리 부분에 관성측정장치를 부착하는 것이 최대의 효과를 볼 수 있는 위치가 된다.Similarly, when the angle of the antenna is changed, the physical quantity that changes is small (45) near the upper center point of the antenna, and the physical quantity changes significantly (44) at the corner, so in order to collect more discriminating data, Attaching an inertial measurement device to the

도5a, 5b, 5c는 기지국 안테나 방향 변경을 위한 외장형 장치의 부착 방법에 대한 바람직한 예시도 이다. 이는 기존의 안테나에 본 장치를 추가하여 안테나의 방향을 자동으로 감시하고 이상 발생시 자동으로 복구하는데 사용하고자 하는 경우를 위한 설치 방법이다. 5a, 5b, and 5c are preferred exemplary views of a method of attaching an external device for changing the direction of the base station antenna. This is an installation method for a case where this device is added to an existing antenna to automatically monitor the direction of the antenna and to use it to automatically recover when an error occurs.

예를 들어 당초 도5a과 같이 안테나(50)이 지면에서 직각인 방향으로 설치되었다고 가정하였을 경우, 즉 안테나 지지봉(51)과 평행하게 설치되어는 경우에 있어서, 볼트(55)는 너트와 함께 구성되어 강판(52)간의 임의의 각도를 주어 고정시키는 역할을 한다. 반면 강판간 연결을 시키는 역할을 하지만 회전이 가능하게 하기 위하여 일부분에서는 스트리퍼볼트(56, 57)와 너트를 사용한다. 여기서 스트리퍼 볼트(57)는 안테나 지지봉에 부착된 모터(53)와 연결되며 연결된 나사 또는 선(54)은 길이 조정이 가능하여 각도를 조정하는데 사용하도록 한다.For example, when it is assumed that the antenna 50 is installed in a direction perpendicular to the ground as shown in FIG. 5A at first, that is, in the case where it is installed in parallel with the antenna support rod 51, the bolt 55 is configured with a nut. It serves to fix by giving an arbitrary angle between the steel plates (52). On the other hand, it serves to connect the steel plates, but in order to enable rotation, in part, stripper bolts 56 and 57 and nuts are used. Here, the stripper bolt 57 is connected to the motor 53 attached to the antenna support rod, and the connected screw or wire 54 is adjustable in length so that it is used to adjust the angle.

어떠한 요인에 의하여 상기 도5a와 같이 설치되어 있던 안테나가 도5b와 같이 변경되었을 경우, 즉 볼트 및 너트로 고정되어있어야 하는 볼트(55) 부분이 헐거워져 연결부위의 각도가 55-1과 같이 늘어나고, 스트리퍼 볼트(56, 57)로 연결된 부분의 각도 또한 각각 56-1, 57-1과 같이 늘어났다고 가정하였을 때 원상복구를 위하여 서는 모터를 이용하여 모터(53)와 스트리퍼볼트(57)간 연결된 나사 또는 선(54)이 늘어난 것을 감아 스트리퍼 볼트(56, 57)로 연결된 부분의 각도를 각각 56-2, 57-2와 같이 줄어들게 하여 원상과 같이 지변과 수직(즉, 안테나 지지봉과 평행)이 되도록 복구 할 수 있다. 상기 예는 안테나 경사에 변동이 발생하였을 경우를 예시한 것으로서 이러한 장치를 상하, 좌우 총 4곳에 설치하면 안테나의 각도 또한 제어가 가능하다.When the antenna installed as shown in FIG. 5A is changed as shown in FIG. 5B due to some factor, that is, the bolt 55 part, which should be fixed with a bolt and a nut, becomes loose, and the angle of the connection part increases as shown in 55-1. , a screw connected between the motor 53 and the stripper bolt 57 by using a motor to restore the original state, assuming that the angle of the part connected by the stripper bolts 56 and 57 is also increased as in 56-1 and 57-1, respectively. Or by winding the elongated line 54 to reduce the angle of the part connected by the stripper bolts 56 and 57 to 56-2 and 57-2, respectively, so that it is perpendicular to the ground (ie, parallel to the antenna support rod) as in the original shape. can be restored The above example exemplifies a case in which the antenna inclination is changed. When these devices are installed in a total of four places on the top, bottom, left and right, the angle of the antenna can also be controlled.

다만 본 도면에서 설명한 방법은 힘을 분산시켜 안정적으로 안테나의 자세를 유지시키기 위해 삼각형 형태를 이용하여 안테나의 방향을 수정할 수 있는 예시 이므로 이외의 방법을 이용하여 방향을 제어할 수 있다.However, since the method described in this drawing is an example in which the direction of the antenna can be modified by using a triangular shape in order to maintain the posture of the antenna stably by dispersing the force, the direction can be controlled using other methods.

도6a와 도6b 는 기지국 안테나 방향 변경을 위한 안테나 내장형 장치의 부착 방법 및 안테나 외관에 대한 예시도이다. 안테나(60)은 방수 및 방열 등을 위하여 안테나 외관(61)으로 보호한다. 여기서, 내장된 안테나의 방향을 안테나 외관이 바람 등 외부 요인의 영향을 최소한으로 받고 표면적을 최소화 하기 위하여 측면에서 보았을 경우에는 좌측면도는 63과 같은 형태를 가진다. 상하가 대칭이 아닌 이유는 안테나의 무게에 의해 경사가 아래 방향으로 향하는 에러가 발생하므로 하부 쪽에 더 많은 이동 공간을 만들어 주어야 한다. 평면도는 62와 같은 형태를 가지고 각도를 조정하도록 한다. 안테나는 총4군데에서 길이를 조정할 수 있는 모터(64)에 연결된 나사(65)를 가지고 있으므로, 나사의 회전 방향에 따라 안테나의 방향을 조정할 수 있다. 즉, 내장안테나를 위로 향하게 하기 위해서는 하부 나사를 이용하여 내장안테나를 바깥방향으로 밀어내고 상부 나사는 안쪽 방향으로 당겨 경도를 상향 조정할 수 있고, 아래 방향으로 조정하는 경우에는 그 반대로 조정하도록 한다.6A and 6B are exemplary views of a method of attaching an antenna-embedded device for changing the direction of an antenna of a base station and an appearance of an antenna. The antenna 60 is protected by the antenna exterior 61 for waterproofing and heat dissipation. Here, when the direction of the built-in antenna is viewed from the side in order to minimize the influence of external factors such as wind and minimize the surface area of the antenna appearance, the left side view has the same shape as 63 . The reason why the top and bottom is not symmetrical is that the weight of the antenna causes an error in the inclination to move downward, so more space for movement should be made in the lower part. The plan view has the same shape as 62 and adjusts the angle. Since the antenna has a screw 65 connected to the motor 64 whose length can be adjusted in a total of four places, the direction of the antenna can be adjusted according to the rotation direction of the screw. That is, in order to make the built-in antenna face upward, the hardness can be adjusted upward by pushing the built-in antenna outward using the lower screw and pulling the upper screw inward.

안테나와 방향조정을 위한 나사는 내장형 안테나 내부에 구형태의 암나사(66)와 연결되어 360도 회전이 가능하다. 구 형태의 암나사는 안테나 본체와4방향에서 67형태의 원통형 기구물에 의해 고정되며 본 기구물과 구형태의 암나사 사이에는 윤활유를 사용하여 움직임이 자유롭도록 한다.The antenna and the screw for direction adjustment are connected to the spherical female screw 66 inside the built-in antenna so that 360 degree rotation is possible. The spherical female screw is fixed by a 67-shaped cylindrical mechanism in 4 directions from the antenna body, and lubricating oil is used between this mechanism and the spherical female screw to allow free movement.

내장형 안테나의 경우, 무게가 외장형에 비해 가벼워 상대적으로 적은 용량의 직류모터 및 부품을 이용해 방향제어가 가능한 장점이 있다. 상기 기술한 사항은 안테나의 방향을 제어하는 한가지 예를 든 것이고 이외 다른 방법으로 구현할 수 있다.The built-in antenna has the advantage of being able to control the direction using a relatively small-capacity DC motor and parts because it is lighter than the external type. The above description is just one example of controlling the direction of the antenna, and it can be implemented in other ways.

도 7는 본 발명의 외장형 안테나 방향 원격 모니터링 및 자동복구를 위한 바람직한 실시예에 따른 네트워크 구성도이다. 안테나 외관에 관성측정장치(70)를 부착하여 사용하는 경우, 관성측정장치를 이용하여 측정된 데이터는 유/무선 통신을 이용하여 게이트웨어(71)로 전송되고 게이트웨이는 여러 관성측정장치에서 전송된 데이터를 취합하여 이동통신 기지국으로 전송하며 이 데이터는 인터넷망을 통해 중앙 서버(74)로 전달되고, 중앙 서버는 데이터 베이스를 참조하여 알람 발생이나 원상복구 명령을 데이터 수집 경로와 반대 방향으로 송신하게 된다. 모든 측정 데이터 및 알람 정보는 사용자가 운용 유지 관리 할 수 있도록 가공되어 단말장치(76) 와 휴대폰(77)으로 전송된다.7 is a network configuration diagram according to a preferred embodiment for remote monitoring and automatic recovery of an external antenna direction of the present invention. When the inertial measuring device 70 is attached to the exterior of the antenna and used, the data measured using the inertial measuring device is transmitted to the gateway 71 using wired/wireless communication, and the gateway is transmitted from several inertial measuring devices. Data is collected and transmitted to the mobile communication base station. This data is transmitted to the central server 74 through the Internet network, and the central server refers to the database and transmits an alarm or restore command in the opposite direction to the data collection path. do. All measurement data and alarm information are processed so that the user can operate and maintain, and are transmitted to the terminal device 76 and the mobile phone 77 .

도 8는 본 발명의 실시예에 따른 바람직한 서버 프로그램 순서도를 보여 준다. 자이로, 가속도, 지자계 등 센서로부터의 데이터를 수집(80)하고 수집된 데이터를 필터(81)를 이용하여 가공하여 잡음을 줄이고 정확도를 개선한 후, 측정된 센서의 값이 허용치 이상인지 여부를 판단(82)하여 허용치 미만인 경우 측정된 값을 기존의 값과 누적하여 저장장치에 기록(83)하고 새로운 누적 값이 허용치 이상인지 여부를 확인하여(84) 허용치 미만인 경우에는 무시(85)하고, 허용치 이상인 경우에는 알람을 방생하고(86), 최초 설치 시 기록된 데이터베이스(87)을 참조하여 원상복구(88) 한 후 종료(89)한다. 본 프로세스에서 측정값이 허용치 미만일 경우, 현재는 알람발생과 원상복구가 필요하지 않을 지라도, 누적을 하여 누적된 값이 허용치 이상이면 이상상황으로서 원상복구할 필요가 있으므로 누적하도록 한다. 필터를 적용(81) 한 후의 측정된 센서의 값이 허용치 이상인 경우(82)에는 알람을 발생(86)하고, 최초 설치 시 기록된 데이터베이스(87)을 참조하여 안테나 방향을 원상태로 복구(87)한 후 프로세스를 종료(89)한다.8 shows a preferred server program flow chart according to an embodiment of the present invention. After collecting data from sensors such as gyro, acceleration, and geomagnetic field (80) and processing the collected data using the filter (81) to reduce noise and improve accuracy, it is checked whether the measured sensor value is above the allowable value. If it is determined (82) and is less than the allowable value, the measured value is accumulated with the existing value and recorded in the storage device (83), and it is checked whether the new accumulated value is above the allowable value (84), and if it is less than the allowable value, it is ignored (85), If it is more than the allowable value, an alarm is generated (86), and after initial restoration (88) with reference to the database 87 recorded at the time of initial installation, it is terminated (89). In this process, if the measured value is less than the allowable value, even though it is not currently necessary to generate an alarm and restore it, if the accumulated value is more than the allowable value, it is accumulated because it is necessary to restore it as an abnormal situation. When the value of the sensor measured after applying the filter (81) is greater than the allowable value (82), an alarm is generated (86), and the antenna direction is restored to its original state by referring to the database 87 recorded at the time of initial installation (87) After that, the process is terminated (89).

도 9는 운용자의 필요에 의해 안테나의 방향을 원격지에서 변경할 경우 바람직한 서버 프로그램 순서도를 보여 준다. 우선적으로 현재의 방향데이터를 수집하고(90), 수집된 데이터를 필터를 적용하여 정확도를 높인다(91). 이후 운용자가 수정할 방향데이터를 입력하면(92), 안테나 단에 부착된 모터를 동작시켜 방향을 조정하고(93), 변경된 방향이 수정하고자 하는 방향과 맞는 지 여부를 확인하고(94) 수정된 방향이 원하는 방향이 아닌 경우에는 다시 보터를 동작시켜 조정을 하게 된다(95). 상기 과정을 거쳐 방향이 정확하게 조정되었다면 조정된 데이터를 데이터 베이스에 저장하고(96), 데이터 베이스에서는 기존 데이터를 갱신하고(97), 작업을 종료한다(98)9 shows a preferred server program flow chart when the direction of the antenna is changed at a remote location according to an operator's need. First, the current direction data is collected (90), and the accuracy is increased by applying a filter to the collected data (91). Afterwards, when the operator inputs direction data to be corrected (92), the motor attached to the antenna terminal is operated to adjust the direction (93), and it is checked whether the changed direction matches the desired direction (94) and the modified direction If this direction is not the desired direction, adjustment is made by operating the boat again (95). If the direction is correctly adjusted through the above process, the adjusted data is stored in the database (96), the existing data is updated in the database (97), and the operation is terminated (98)

일반적으로 무선통신 시스템에서 서비스 품질은 기지국과 이동국간의 전력 제어와 기지국 안테나의 좌우 각도(Angle)과 경사(tilt)에 많은 영향을 받게 된다. 기지국 설치 초기에 무선망 설계를 통해 특정 방향을 가지도록 안테나를 설치하게 된다. 하지만 비바람, 진동, 지진, 볼트 너트의 노화 등 여러 가지 요인으로 인해 안테나의 방향이 원치 않게 변경되는 경우가 발생하게 되고, 특히 해발고가 높거나 해안가, 철탑 등 바람이 많은 기지국에서 이러한 현상이 발생할 가능성이 많다. 특히5G등 고속의 데이터 통신이 필요한 시스템에서는 안테나와 장비가 하나의 함체에 포함되어 있어 무게 및 크기가 커져 외부 영향을 많이 받게 되고 어레이 안테나를 사용하는 등 기존에 비해 안테나의 방향이 더욱 중요시 되는 실정이다.In general, in a wireless communication system, quality of service is greatly affected by power control between a base station and a mobile station, and an angle and tilt of a base station antenna. An antenna is installed to have a specific direction through a wireless network design at the initial stage of the base station installation. However, the direction of the antenna may be changed undesirably due to various factors such as rainstorm, vibration, earthquake, and aging of the bolt nut. there are many In particular, in systems that require high-speed data communication such as 5G, since the antenna and equipment are included in a single enclosure, the weight and size increase, and thus receive a lot of external influence. to be.

현재 이동통신 사업자의 현황을 살펴보면, 특정기지국에서 소비자로부터 불만 신고가 들어 오거나 호 성공률, 핸드오프 성공률, 호 절단률 등 서비스 품질을 모니터링 하는 중 특이 사항이 발생되어 품질이 저하되면 각종 기지국 관련 매개변수(파라미터; Parameter)를 검토하여 적용하여 본 후 해결이 되지 않는 경우 서비스 품질이 향상되도록 전문요원이 직접 기지국 안테나의 좌우 각도과 경사를 수동으로 조절하게 된다. 즉, 사고가 발생 한 후 처리하는 사후처리 서비스(After Service)형태로 운용하고 있고, 이러한 종래의 방식으로 조치를 하는 경우 많은 시간이 소요되어 소비자의 불만과 신뢰성 저하로 이어지게 된다. 특히, 산간지역이나 도서지역, 높은 철탑 등 전문요원이 출동하기 어려운 지역의 경우에는 문제가 더욱 심각해 진다. 아울러 이러한 작업은 수동으로 사람이 하는 작업이라 인적 과오(人的過誤, Human Error) 가 발생할 수 있고, 정밀한 작업에도 한계가 존재 한다. 또한 많은 수의 기지국 안테나를 관리하는 전문 요원과 긴급출동을 위한 차량 등 많은 자원이 필요하므로 고비용이 구조라는 문제도 있었다. 본 발명은 상기 기술한 문제점을 개선하여 무선망의 서비스 품질을 유지 또는 개선하는 것과 더불어 운용비 절감까지 가능하므로 국내는 물론이고 해외 사업자들에게도 적용이 가능한 솔루션이다.If we look at the current status of mobile telecommunication service providers, if there is a complaint report from a consumer from a specific base station, or when a special item occurs while monitoring service quality such as call success rate, handoff success rate, and call cut rate, the quality deteriorates, various base station-related parameters If the solution is not resolved after examining and applying the (Parameter), the expert staff manually adjusts the left and right angle and inclination of the base station antenna to improve the service quality. In other words, it is operated in the form of an after-service service, which is processed after an accident has occurred, and if measures are taken in this conventional way, a lot of time is required, which leads to consumer dissatisfaction and reduced reliability. In particular, the problem becomes more serious in areas where it is difficult for specialized personnel to dispatch, such as mountainous areas, island areas, and high iron towers. In addition, since these tasks are performed manually by humans, human error may occur, and there are limits to precise work. In addition, there was a problem of high-cost rescue because it requires a lot of resources, such as specialized personnel to manage a large number of base station antennas and vehicles for emergency dispatch. The present invention is a solution that can be applied to domestic as well as overseas operators because it is possible to maintain or improve the service quality of a wireless network and to reduce operating costs by improving the above-described problems.

S: 송전탑간의 거리(경간) T : 수평장력
W : 전선의 무게 R : 가공지선의 이도
d : 센서장치간 측정된 거리 D : 송전탑 수직 중심축과 송전선의 평행선과의 거리
S: Distance between transmission towers (span) T: Horizontal tension
W : Weight of wire R : Ear of overhead branch wire
d : Measured distance between sensor devices D : Distance between the vertical central axis of the transmission tower and the parallel line of the transmission line

Claims (5)

무선통신 안테나의 방향을 실시간으로 측정하고 이상 발견 시 즉시 원
상태로 복구할 수 있도록 하는 센서 및 장치;
상기 방향측정 센서와 통신부를 포함하는 센서장치;
상기 센서장치의 데이터를 원격지 서버로 보내는 수단;
안테나 방향 변경 상황 발견 시 데이터베이스 정보를 이용하여 안테나 방향을 자동으로 원상복구 하도록 하고,
필요 시에 원격지에서 안테나 방향을 정확하게 확인을 하면서 조정할 수 있는 방법
Measure the direction of the wireless communication antenna in real time, and if an abnormality is found,
sensors and devices that enable recovery to state;
a sensor device including the direction measuring sensor and a communication unit;
means for sending the data of the sensor device to a remote server;
When an antenna direction change situation is detected, the antenna direction is automatically restored using database information,
A method to accurately check and adjust the antenna direction from a remote location when necessary
자이로와 가속도 및 지자기센서를 이용한9축 또는 자이로와 가속도 센서를 이용한 6축 관성측정 장치를 이용하여 안테나의 방향을 측정하고 이를 데이터베이스 정보와 비교하여 이상 발견 시 모터와 스트리퍼 볼트를 이용하여 안테나 방향을 원래의 방향으로 회복하도록 하는 방법
Measure the direction of the antenna using a 9-axis or 6-axis inertial measurement device using a gyro and acceleration and geomagnetic sensor, and compare it with database information to determine the direction of the antenna using a motor and a stripper bolt when an abnormality is found. How to get it back to its original direction
상기 2항에 있어서,
안테나 함체 외부 또는 함체 내부 안테나 소자의 모서리 부분에 방향측정을 위한 장치를 부착하여 안테나 방향을 보다 정밀하게 측정하고, 안테나 방향의 정확한 계산을 위하여 각 센서의 물리적 측정 량을 효율적으로 융합하여 활용함으로써 방향 에러를 최소화하하고, 안테나 소자를 최소의 체적으로 방향을 변경시킬 수 있도록 안테나 측면에서 보았을 때 상부는 좁고 하부는 넓은 구조를 가지는 함체의 구조
According to claim 2,
By attaching a device for measuring the direction to the edge of the antenna element outside the antenna enclosure or inside the enclosure, the direction of the antenna is measured more precisely, and the physical measurements of each sensor are efficiently fused and utilized for accurate calculation of the direction of the antenna. The structure of the housing having a narrow upper part and a wide lower part when viewed from the antenna side to minimize errors and change the direction of the antenna element with a minimum volume
관성측정 장치의 측정된 값을 기지국 또는 게이트웨이에 송신하기 위한 통신부 및 운용유지 보수의 편의성을 위해 태양광셀(솔라셀)을 이용하여 전원을 공급하는 기능을 갖는 장치
A communication unit for transmitting the measured value of the inertial measurement device to a base station or gateway, and a device having a function of supplying power using a solar cell (solar cell) for convenience of operation and maintenance
원격지에서 안테나의 방향을 조정하며 조정된 결과를 방향측정 장치를 이용하여 실시간으로 원격지에서 확인하여 방향 조정을 정확하게 하는 방법


A method of accurately adjusting the direction by adjusting the direction of the antenna at a remote location and checking the adjusted result in real time at a remote location using a direction measuring device


KR1020210010102A 2021-01-25 2021-01-25 Method for automatic restoration and control of angle and tilt of wireless base station antenna KR20220107450A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210010102A KR20220107450A (en) 2021-01-25 2021-01-25 Method for automatic restoration and control of angle and tilt of wireless base station antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210010102A KR20220107450A (en) 2021-01-25 2021-01-25 Method for automatic restoration and control of angle and tilt of wireless base station antenna

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220107450A true KR20220107450A (en) 2022-08-02

Family

ID=82846008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210010102A KR20220107450A (en) 2021-01-25 2021-01-25 Method for automatic restoration and control of angle and tilt of wireless base station antenna

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220107450A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240027403A (en) * 2022-08-23 2024-03-04 주식회사 케이지피텍 Detecting device for antenna of base station, and system for controlling the antenna using the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100328442B1 (en) 1997-11-17 2002-06-28 박종섭 Direction control apparatus of base antenna
KR100924245B1 (en) 2001-07-10 2009-10-30 퀄컴 인코포레이티드 System and method for automatic determination of azimuthal and elevation direction of directional antennas and calibration thereof
KR101100688B1 (en) 2009-08-06 2012-01-03 주식회사 이노와이어리스 A repeater adjusting the direction of the antenna, and how to cell optimization
KR101482650B1 (en) 2008-07-22 2015-01-15 에스케이텔레콤 주식회사 Apparatus and method for measuring angle of antennas of base station

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100328442B1 (en) 1997-11-17 2002-06-28 박종섭 Direction control apparatus of base antenna
KR100924245B1 (en) 2001-07-10 2009-10-30 퀄컴 인코포레이티드 System and method for automatic determination of azimuthal and elevation direction of directional antennas and calibration thereof
KR101482650B1 (en) 2008-07-22 2015-01-15 에스케이텔레콤 주식회사 Apparatus and method for measuring angle of antennas of base station
KR101100688B1 (en) 2009-08-06 2012-01-03 주식회사 이노와이어리스 A repeater adjusting the direction of the antenna, and how to cell optimization

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240027403A (en) * 2022-08-23 2024-03-04 주식회사 케이지피텍 Detecting device for antenna of base station, and system for controlling the antenna using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2702773B1 (en) Autonomous wireless antenna sensor system
US12090351B2 (en) Fall protection equipment having inductive sensor for connection status and control
US8471780B2 (en) Autonomous wireless antenna sensor system
US9488670B2 (en) Systems and methods for detecting overhead line motion
CN102401645B (en) Outdoor antenna attitude detection apparatus and detection method
US20110010025A1 (en) Monitoring system using unmanned air vehicle with wimax communication
EP2424040A1 (en) Method and system for on-line adjusting angle of base station antenna
JP2006238425A (en) Antenna unit, and transmission or reception method
CN109489541A (en) Railway slope deformation monitoring and analysis system based on Beidou measuring technique
JP7398324B2 (en) Tower monitoring device, tower monitoring method, program, and tower monitoring system
CN102946004A (en) Antenna adjusting method and device
KR20220107450A (en) Method for automatic restoration and control of angle and tilt of wireless base station antenna
KR20210031134A (en) Transmission line monitoring system and monitoring device for check the status of transmission line
KR101958269B1 (en) Intelligent equipment installed in marine resource production system for remote monitoring
Glabsch et al. Monitoring the Hornbergl landslide using a recently developed low cost GNSS sensor network
KR20210117843A (en) Water level measuring device and river monitoring server
US20220205781A1 (en) System and method for monitoring tilt of a structure
EP3726736A1 (en) Small-cell movement detection
EP4258475A1 (en) Method and system for managing orientation direction of mobile communication base station antenna
US20230411842A1 (en) Method and system for managing orientation direction of mobile communication base station antenna
US11482769B2 (en) Sensor based monitoring system for wireless communication networks
KR20230147554A (en) Method and system for real-time measurement of displacement of transmission towers, utility poles and streetlights in remote locations
CN113518178A (en) Video image acquisition device for slope safety monitoring
WO2020202115A1 (en) System and method of aligning at least one antenna at a cell site
JP2015065563A (en) Radio transmission system

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
E601 Decision to refuse application