(57)【要約】【課題】制御のためのデータ信号の受信において通信不良の発生を抑制したアンテナ等を提供する。【解決手段】制御器４００は、基準信号を発生する基準信号発生部４１０、制御データ生成部５から送信される制御データ信号を受信し、ヘッダを検出する受信検出部４２０、ヘッダの予め定められたビット列に対応する基準信号の周期（パルス）の数を計数（カウント）する基準信号計数部４３０、制御データ列からデータを受信するタイミングを設定するタイミング設定部４４０、制御データ列から制御データを受信する受信部４５０を備えている。【選択図】図５
2014204402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子と接続され、当該複数のアンテナ素子のそれぞれが送受信する送受信信号の位相をずらす移相器と、
繰り返し信号である基準信号を発生する基準信号発生手段と、予め定められたビット列を含むヘッダを先頭に備えた制御データ信号を受信し、当該ヘッダを検出する受信検出手段と、当該ヘッダの当該予め定められたビット列に対応する当該基準信号発生手段が発生する当該基準信号における繰り返しの数を計数する計数手段と、当該計数手段が計数した当該基準信号における当該繰り返しの数に基づいて、当該制御データ信号を受信するタイミングを設定するタイミング設定手段と、当該タイミング設定手段が設定した当該タイミングに基づいて、当該制御データ信号を受信する受信手段と、当該受信手段が受信した当該制御データ信号を処理して当該移相器を制御する制御データを生成するデータ処理手段と、当該移相器に当該制御データを出力するデータ出力手段と、を備える制御部と
を備えるアンテナ。
【請求項２】
繰り返し信号である基準信号を発生する基準信号発生部と、
予め定められたビット列を含むヘッダを先頭に備えたデータ信号を受信し、当該ヘッダを検出する受信検出部と、
前記ヘッダの前記予め定められたビット列に対応する前記基準信号発生部が発生する前記基準信号における繰り返しの数を計数する計数部と、
前記計数部が計数した前記基準信号における前記繰り返しの数に基づいて、前記データ信号を受信するタイミングを設定するタイミング設定部と、
前記タイミング設定部が設定した前記タイミングに基づいて、前記データ信号を受信する受信部と
を備えるデータ通信装置。
【請求項３】
コンピュータに、
予め定められたビット列を含むヘッダを先頭に備えたデータ信号において、当該ヘッダを検出する受信検出手順と、
前記ヘッダの前記予め定められたビット列に対応する基準信号における繰り返しの数を計数する計数手順と、
計数された前記繰り返しの数に基づいて、前記データ信号を受信するタイミングを設定するタイミング設定手順と、
設定された前記タイミングに基づいて、前記データ信号を受信する受信手順と
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ、データ通信装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信の基地局用のアンテナ（基地局アンテナ）には、ダイポールアンテナなどのアンテナ素子をアレイ状に並べたアレイアンテナが多く用いられる。そして、アレイアンテナに制御のためのデータ信号を送信することにより、例えばアレイアンテナの指向性などを制御することなどが行われる。
【０００３】
特許文献１には、誘電基板と、前記誘電体基板上に形成されるとともに、任意の一点を中心として同心円状に配置される（ｎ≧２）個の円環を仮定し、前記（ｎ≧２）個の円環の中で半径の小さいものから１番目ないしｎ番目の円環とするとき、それぞれ前記１番目ないしｎ番目の円環の一部を構成する円弧形状を有し、両端が出力端とされる１番目ないしｎ番目の出力側ストリップ導体と、前記誘電体基板上に形成され、前記円環の中心に一端が位置決めされた入力側ストリップ導体と、それぞれ前記１番目ないしｎ番目の円環の一部を構成する円弧形状を有し、出力側ストリップ導体よりも長さが短い１番目ないしｎ番目の摺動部と、前記１番目ないしｎ番目の前記摺動部を有し、前記円環の中心の回りに回転可能なアーム部とを備え、前記１番目ないしｎ番目の出力側ストリップ導体と、前記１番目ないしｎ番目の円弧状の摺動部との間、及び、前記入力側ストリップ導体とアーム部との間に絶縁体を介在させた多分岐分配移相器が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、無線基地局のアンテナの制御を行う端末機器と、前記端末機器に制御信号を送信し、前記端末機器を制御して前記アンテナの制御を行うと共に、前記端末機器に電源を供給する制御装置と、前記制御装置と前記端末機器とを接続し、前記制御信号を伝送するための制御信号線と、前記電源を供給するための電源線とを備えた制御ケーブルと、を備え、ＡＩＳＧ（Ａｎｔｅｎｎａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｇｒｏｕｐ）規格に準拠して前記アンテナの制御を行うアンテナ制御システムにおいて、前記制御ケーブルの途中に、前記制御信号を伝送するための延長用制御信号線と、前記電源線よりも導体抵抗が小さい延長用電源線とを備えた延長ケーブルを挿入して構成されるアンテナ制御システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２４８４５号公報
【特許文献２】特開２０１２−２５３５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、制御のためのデータ信号の受信において通信不良の発生を抑制したアンテナ等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的のもと、本発明が適用されるアンテナは、複数のアンテナ素子と、複数のアンテナ素子と接続され、複数のアンテナ素子のそれぞれが送受信する送受信信号の位相をずらす移相器と、繰り返し信号である基準信号を発生する基準信号発生手段と、予め定められたビット列を含むヘッダを先頭に備えた制御データ信号を受信し、ヘッダを検出する受信検出手段と、ヘッダの予め定められたビット列に対応する基準信号発生手段が発生する基準信号における繰り返しの数を計数する計数手段と、計数手段が計数した基準信号における繰り返しの数に基づいて、制御データ信号を受信するタイミングを設定するタイミング設定手段と、タイミング設定手段が設定したタイミングに基づいて、制御データ信号を受信する受信手段と、受信手段が受信した制御データ信号を処理して移相器を制御する制御データを生成するデータ処理手段と、移相器に制御データを出力するデータ出力手段と、を備える制御部とを備えている。
【０００８】
また、他の観点から捉えると、本発明が適用されるデータ通信装置は、繰り返し信号である基準信号を発生する基準信号発生部と、予め定められたビット列を含むヘッダを先頭に備えたデータ信号を受信し、ヘッダを検出する受信検出部と、ヘッダの予め定められたビット列に対応する基準信号発生部が発生する基準信号における繰り返しの数を計数する計数部と、計数部が計数した基準信号における繰り返しの数に基づいて、データ信号を受信するタイミングを設定するタイミング設定部と、タイミング設定部が設定したタイミングに基づいて、データ信号を受信する受信部とを備えている。
【０００９】
また、さらに他の観点から捉えると、本発明が適用されるプログラムは、コンピュータに、予め定められたビット列を含むヘッダを先頭に備えたデータ信号において、ヘッダを検出する受信検出手順と、ヘッダの予め定められたビット列に対応する基準信号における繰り返しの数を計数する計数手順と、計数された繰り返しの数に基づいて、データ信号を受信するタイミングを設定するタイミング設定手順と、設定されたタイミングに基づいて、データ信号を受信する受信手順とを実行させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、制御のためのデータの受信において通信不良の発生が抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態が適用される移動通信用の基地局アンテナの全体構成の一例を示す図である。
【図２】セクタアンテナにおける移相器、制御器の接続関係を示す図である。
【図３】本実施の形態が適用される制御データ信号の一例を示す図である。
【図４】本実施の形態における通信制御の概要を説明する図である。
【図５】制御器を構成する機能ブロックの一例を示す図である。
【図６】制御器の行う通信制御を説明するフローチャートである。
【図７】制御器の基準信号の周波数に対する通信速度を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
＜基地局アンテナ１＞
図１は、本実施の形態が適用される移動通信用の基地局アンテナ１の全体構成の一例を示す図である。図１（ａ）は、基地局アンテナ１の斜視図であり、図１（ｂ）は、基地局アンテナ１の設置例を説明する図である。
基地局アンテナ１は、例えば、図１（ａ）に示すように、鉄塔２０に保持された複数のセクタアンテナ１０−１〜１０−３を備えている。一例として、セクタアンテナ１０−１〜１０−３の外形は、それぞれが円筒状であって、円筒の中心軸が地面に対して垂直に設けられている。ここで、セクタアンテナ１０−１〜１０−３をそれぞれ区別しないときは、セクタアンテナ１０と表記する。
【００１３】
なお、以下では基地局アンテナ１が主に電波を送信するとして説明するが、アンテナの可逆性により、基地局アンテナ１は電波を受信する。電波を受信する場合は、例えば送信信号を受信信号として、信号の流れを逆にすればよい。
【００１４】
セクタアンテナ１０は、アレイアンテナ１００と、移相器２００と、制御部の一例としての制御器４００と、アレイアンテナ１００、移相器２００、制御器４００を包むように設けられたレドーム５００とを備えている。
レドーム５００は、例えばＦＲＰ（ｆｉｂｅｒ  ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｐｌａｓｔｉｃｓ）などの絶縁性の樹脂で構成されている。なお、セクタアンテナ１０は、レドーム５００を備えなくともよい。
ここでは、アレイアンテナ１００、移相器２００、制御器４００を備えるものをアンテナと表記することがある。
【００１５】
そして、アレイアンテナ１００は、複数のアンテナ素子１１０−１〜１１０−５と、反射板１２０とを備えている。アンテナ素子１１０−１〜１１０−５をそれぞれ区別しないときは、アンテナ素子１１０と表記する。
図１（ａ）では、アンテナ素子１１０は、一例としてダイポールアンテナであるとし、ダイポールの向きは、放射される電波が地表に対して垂直な方向に振動する偏波（垂直偏波）を送受信できるように設定されている。すなわち、ダイポールを構成する２つの導体が垂直方向に上下に直線状に設けられている。そして、図１（ａ）では、５個のアンテナ素子１１０により、アレイアンテナ１００が構成されている。
アンテナ素子１１０は、例えばエポキシ樹脂などの絶縁体基板（不図示）の表面側に、銅、アルミニウムなどの導体で構成されている。また、反射板１２０は、導体、例えばアルミニウム、銅などで構成されている。なお、アレイアンテナ１００は、反射板１２０を備えなくてもよい。
【００１６】
なお、図１（ａ）に示すアンテナ素子１１０は、垂直偏波を送受信するように構成したが、水平偏波を送受信するように構成してもよい。さらに、垂直偏波を送受信するアンテナ素子１１０と水平偏波を送受信するアンテナ素子とを交互に又は交差させて配置し、アレイアンテナ１００が垂直偏波及び水平偏波の両方を送受信するようにしてもよい。
【００１７】
なお、アンテナ素子１１０は、ダイポールアンテナでなくともよい。また、アレイアンテナ１００を構成するアンテナ素子１１０の数は、５に限定されず、４以下又は６以上であってもよい。
【００１８】
移相器２００は、例えば入出力端子（後述する図２に示すＩｎ／Ｏｕｔ）に入力された送信信号の位相を少なくとも２つの入出力端子（後述する図２では５つ（Ｐｏｒｔ１〜Ｐｏｒｔ５））間で異なるようにずらして出力する。
制御器４００は、移相器２００が設定する移相量を制御する制御データを移相器２００に供給する。
【００１９】
そして、それぞれのセクタアンテナ１０は、移相器２００と基地局（不図示）内に設けられた送信信号を送信及び受信信号を受信する送受信部４（後述する図２参照）とを接続する送受信ケーブル３１を備えている。送受信ケーブル３１は、例えば同軸ケーブルである。
さらに、それぞれのセクタアンテナ１０は、制御器４００と基地局内に設けられた位相量などを設定する制御データ生成部５（後述する図２参照）とを接続する制御データ信号ケーブル３２を備えている。なお、基地局内に設けられた制御データ生成部５を親局又は親機、セクタアンテナ１０における制御器４００を子局又は子機と表記することがある。
【００２０】
図１（ａ）では、セクタアンテナ１０−１に、アレイアンテナ１００、移相器２００、制御器４００、送受信ケーブル３１、制御データ信号ケーブル３２を表記している。他のセクタアンテナ１０−２、１０−３も、セクタアンテナ１０−１と同様に、アレイアンテナ１００、移相器２００、制御器４００、送受信ケーブル３１、制御データ信号ケーブル３２を備えているが、これらの表記を省略している。
【００２１】
図１（ｂ）に示すように、基地局アンテナ１は、セル２内に電波を送信し、セル２内から電波を受信する。
セル２は水平面において角度で分割した複数のセクタ３−１〜３−３を備えている。セクタ３−１〜３−３のそれぞれは、基地局アンテナ１の３個のセクタアンテナ１０−１〜１０−３に対応して設けられている。つまり、セクタアンテナ１０−１〜１０−３のそれぞれの出力電波の電界が大きいメインローブ１１の方向が、対応するセクタ３−１〜３−３に向いている。ここで、セクタ３−１〜３−３をそれぞれ区別しないときは、セクタ３と表記する。
【００２２】
なお、図１（ａ）、（ｂ）に例として示した基地局アンテナ１は、３個のセクタアンテナ１０−１〜１０−３を備え、それぞれがセクタ３−１〜３−３に対応している。セクタアンテナ１０及びセクタ３は、３以外の予め定められた数であってもよい。また、図１（ｂ）では、セクタ３は、セル２を等分に分割して構成されているが、等分でなくともよく、いずれか１つのセクタ３が他のセクタ３に比べ広く又は狭く構成されていてもよい。
【００２３】
基地局アンテナ１は、セル２内に電波を送信し、セル２の外側に隣接するセルに電波を送信しないことが好ましい。同様に、セル２内から電波を受信し、セル２の外側に隣接するセルから電波を受信しないことが好ましい。
このため、それぞれのアンテナ素子から送信される電波の位相を移相器２００によって変えることで、図１（ａ）に示すように、電波（ビーム）の送信方向及び受信方向（指向性）を水平面から地表方向に角度θ傾けて（ビーム・チルト角θとして）いる。
【００２４】
＜セクタアンテナ１０、移相器２００、制御器４００の接続関係＞
図２は、セクタアンテナ１０における移相器２００、制御器４００の接続関係を示す図である。
ここでは、セクタアンテナ１０におけるアレイアンテナ１００が５個のアンテナ素子１１０（１１０−１〜１１０−５）を備えているとして説明する。
【００２５】
移相器２００は、送受信部４と接続されて送受信信号を送受する端子であるＩｎ／Ｏｕｔと、アレイアンテナ１００の５個のアンテナ素子１１０−１〜１１０−５と接続されてそれぞれの間において位相の異なる送受信信号を入出力する端子であるＰｏｒｔ１〜Ｐｏｒｔ５とを備えている。
【００２６】
アレイアンテナ１００が電波を送信する場合、移相器２００のＰｏｒｔ１〜Ｐｏｒｔ５は、Ｉｎ／Ｏｕｔに入力された送信信号を、それぞれ位相をずらして出力する。例えば、Ｐｏｒｔ３が出力する送信信号を基準として（移相量０）に対して、Ｐｏｒｔ１は移相量−２φ、Ｐｏｒｔ２は移相量−φ、Ｐｏｒｔ４は移相量＋φ、Ｐｏｒｔ５は移相量＋２φとした送信信号を出力する。
また、アレイアンテナ１００が電波を受信する場合、Ｉｎ／Ｏｕｔは、Ｐｏｒｔ１〜Ｐｏｒｔ５にそれぞれ入力され、それぞれで位相がずらされた受信信号を合成して出力する。
【００２７】
ここで、φは予め設定されたＰｏｒｔ３を基準とする移相量である。図１に示したビーム・チルト角θは、移相量（φ）、アレイアンテナ１００上のアンテナ素子１１０の間隔（距離）、アレイアンテナ１００が放射する自由空間における電波の波長によって設定される。
【００２８】
移相器２００は、例えば、基板上に設けられた固定導体と、固定導体上を可動できる可動導体とを組み合わせて構成され、固定導体と可動導体とで構成される経路差に基づいて、移相量が設定されるようになっている。そして、固定導体上において可動導体を移動させることで、移相量が可変できるようになっている。
なお、可動導体の移動は、予め定められた方向にスライドさせたり、軸の回りで回転させたりすることで行うことができるようになっている。
【００２９】
セクタアンテナ１０に必要とされる移相量は、セル２、セクタ３の大きさによって変化する。よって、移相器２００に設定される移相量は、セクタアンテナ１０毎に異なる。このため、設置時においては、移相量をセクタアンテナ１０毎に手作業で設定してもよいが、設置後の移相量の変更に対応しづらい。
そこで、セクタアンテナ１０毎に制御器４００を設け、制御器４００が、地上局などに設けられた制御データ生成部５から制御データ信号を受信して、移相器２００の移相量を設定することが好ましい。
【００３０】
このとき、制御データ生成部５と制御器４００との間で、制御データ信号の送受信が行われる。しかし、制御データ生成部５と制御器４００とが、それぞれ基準とする信号（基準信号）の発生源を別に備えている場合、それぞれの基準信号の間で周波数（繰り返しの周期）がずれている（変動している）と、制御データ信号の送受信が正常にできなくなる。
すなわち、制御データ生成部５が予め定められた周波数の基準信号に基づいて制御データ信号を生成して送信しても、制御器４００の基準信号の周波数が変動していると、制御データ信号の受信が正常にできない。
逆に、制御データ生成部５の基準信号が予め定められた周波数から変動し、この変動した周波数に基づいて制御データ信号を生成して送信すると、制御器４００の基準信号が予め定められた周波数である場合、制御データ信号の受信が正常にできなくなる。
さらに、制御データ生成部５の基準信号と制御器４００の基準信号の周波数とがともに予め定められた周波数からずれていても同様である。
【００３１】
なお、基準信号の周波数は、温度などの要因によって変動する。特に、基準信号の周波数が大きく変動してもよい場合には、発生源に価格の安い部品を使用することができる。
【００３２】
そこで、本実施の形態では、それぞれの基準信号の両方又は一方の周波数が変動しても、制御データ信号の送受信の通信不良の発生が抑制できるように構成されている。
なお、基準信号は、クロック信号（ＣＬＫ信号）であってもよく、ＣＬＫ信号を逓減した信号であってもよい。また、ＣＬＫ信号とは別の信号であってもよい。
【００３３】
図３は、本実施の形態が適用される制御データ信号の一例を示す図である。図３（ａ）は、制御データ信号の全体を説明する図、図３（ｂ）は制御データ信号におけるヘッダ及びフッタの構造を説明する図である。
図３（ａ）に示すように、本実施の形態が適用される制御データ信号は、パケットであって、先頭に設けられたヘッダ、後尾に設けられたフッタ、ヘッダ及びフッタに囲まれた制御データ列を備えている。
なお、制御データ列は、可変長であってもよく、固定長であってもよい。
【００３４】
そして、本実施の形態におけるヘッダ及びフッタのそれぞれは、例えば図３（ｂ）に示す構成であって、ヘッダ及びフッタのそれぞれは、“０”のスタートビット（ｓｔａｒｔ）と“１”のストップビット（ｓｔｏｐ）との間の８ビットのデータからなる。そして、８ビットのデータは、１６進数にて“７Ｅ”である。
そして、制御データ列におけるそれぞれのデータも、８ビットのデータの前後に“０”のスタートビット（ｓｔａｒｔ）と“１”のストップビット（ｓｔｏｐ）とを備えている。
ここでは、一例として、制御データ信号は９６００ｂｐｓで送信されるとする。
この場合、スタートビット（ｓｔａｒｔ）からストップビット（ｓｔｏｐ）までの期間（１０ビット）の期間は、１．０４ｍｓとなり、８ビットのデータにおける前後の各１ビットを除く６ビットの“１”の期間が０．６２５ｍｓとなる。
すなわち、ここでは、制御データ生成部５は、予め定められた周波数の基準信号にて動作し、制御データ信号を９６００ｂｐｓの送信速度で送信する。
【００３５】
図４は、本実施の形態における通信制御の概要を説明する図である。ここでは、図３（ｂ）に示したヘッダで説明する。図４（ａ）は、図３（ｂ）に示したヘッダを示している。そして、図４（ｂ）は、制御データ信号を生成する制御データ生成部５の基準信号の周波数と、制御器４００の基準信号の周波数とが一致している場合（Ｃａｓｅ  Ａ）、図４（ｃ）は、制御データ生成部５の基準信号の周波数に対して制御器４００の基準信号の周波数が高い場合（Ｃａｓｅ  Ｂ）、図４（ｄ）は、制御データ生成部５の基準信号の周波数に対して制御器４００の基準信号の周波数が低い場合（Ｃａｓｅ  Ｃ）である。
図４では、制御データ生成部５の基準信号の周波数は予め定められた周波数であるとし、制御器４００の基準信号の周波数が変動するとする。
ここで、制御器４００は、基準とする場合において１６ＭＨｚのＣＬＫ信号を発生するとする。そして、基準信号は、ＣＬＫ信号を１／４に逓減した信号であるとする。すなわち、基準信号は、基準とする場合において、４ＭＨｚであるとする。このとき、基準信号の周期は０．２５ｍｓである。そして、９６００ｂｐｓでデータを送信するときの１ビットの送信に要する期間ｔｅは、０．１０４ｍｓとなる。
また、説明の便宜からスタートビット（ｓｔａｒｔ）の“１”から“０”への立下りのタイミングは、Ｃａｓｅ  Ａ、Ｃａｓｅ  Ｂ、Ｃａｓｅ  Ｃのいずれにおいても同じであるとする。
【００３６】
まず、図４（ｂ）のＣａｓｅ  Ａを説明する。ここでは、制御データ信号を生成する制御データ生成部５の基準信号の周波数と、制御器４００の基準信号の周波数とが一致している。すなわち、制御データ生成部５は９６００ｂｐｓで、制御データ信号を送信する。
よって、制御器４００は、自己の基準信号に基づいて、９６００ｂｐｓに対応して受信するタイミング（受信間隔）を設定して、制御データ信号からデータを受信すればよい。このとき、受信間隔は、制御データ生成部５がデータを送信するときの１ビットの送信に要する期間ｔｅである０．１０４ｍｓとなる。
なお、制御器４００は、送信されてくる制御データ信号のそれぞれのビットに対して０．５ビット遅れたタイミングで受信している。
【００３７】
次に、図４（ｃ）のＣａｓｅ  Ｂを説明する。ここでは、制御データ生成部５の基準信号の周波数に対して制御器４００の基準信号の周波数が高い。例えば、制御器４００の基準信号の周波数が図４（ｂ）の場合より約１０％大きいとする。すると、図４（ｃ）に示すように、制御器４００が、周波数が高くなった自己の基準信号に基づいて、９６００ｂｐｓに対応すると想定する受信するタイミング（受信間隔ｔｆ）を設定すると、受信間隔ｔｆは、制御データ生成部５がデータを送信するときの１ビットの送信に要する期間ｔｅ（０．１０４ｍｓ）に比べて、短くなってしまう（０．０９４ｍｓ）。
すると、図４（ｃ）に示すように、本来“０”である＃８のビットが“１”となり、本来“１”であるストップビット（ｓｔｏｐ）が“０”となってしまう。
すなわち、通信不良が発生する。
【００３８】
さらに、図４（ｄ）のＣａｓｅ  Ｃを説明する。ここでは、制御データ生成部５の基準信号の周波数に対して制御器４００の基準信号の周波数が低い。例えば、制御器４００の基準信号の周波数が図４（ｂ）の場合より約１０％小さいとする。すると、図４（ｄ）に示すように、制御器４００が、周波数が低くなった自己の基準信号に基づいて、９６００ｂｐｓに対応すると想定する受信するタイミング（受信間隔ｔｓ）を設定すると、受信間隔ｔｓは、制御データ生成部５がデータを送信するときの１ビットの送信に要する期間ｔｅ（０．１０４ｍｓ）に比べて、長くなってしまう（０．１１４ｍｓ）。
すると、図４（ｄ）に示すように、本来“１”である＃７のビットが“０”となり、本来“０”である＃８のビットが“１”となってしまう。
すなわち、通信不良が発生する。
【００３９】
上記では、ヘッダにより説明したが、フッタ及び制御データ列のデータでも同様である。
【００４０】
このような通信不良の発生は、制御器４００の基準信号が基準として予め定められた周波数から変動しても、その基準信号に基づいて送信されてくる制御データ信号を受信するタイミングが設定されることによる。
逆に、制御データ生成部５の基準信号が予め定められた周波数から変動し、この変動した周波数に基づいて制御データ信号が送信されてきた場合でも同様である。
【００４１】
そこで、本実施の形態では、制御器４００の基準信号に基づいて制御データ信号を受信するタイミングを設定するのではなく、制御データ信号のヘッダを受信して、制御データ信号の送信速度を計測し、それに基づいて制御データ信号を受信するタイミングを設定している。
【００４２】
図４により、本実施の形態における通信制御の概要を説明する。
制御器４００は、受信する制御データ信号が途切れた後、予め定められた期間を経過した後に制御データ信号を受信したと認識した場合、ヘッダであると仮定する。
そして、“０”のスタートビット（ｓｔａｒｔ）を検出すると、データ“７Ｅ”における  “１”が続く６ビットの期間を、自己の基準信号の周期を計数することにより計測する。そして、１ビットに対応する期間ｔｅ（受信するタイミング）を自己の基準信号の周期の計数値によって設定する。
【００４３】
図４（ｂ）の場合、制御器４００の基準信号の周波数は、４ＭＨｚである。すると、制御データ生成部５は制御データ信号を正確に９６００ｂｐｓで送信しているので、ビット＃２〜ビット＃７の“１”の期間は、２５００周期と計数される。よって、制御器４００は自己の基準信号の周波数に基づいて、４１７周期毎に制御データ信号を受信するタイミングを設定すればよい。
【００４４】
図４（ｃ）の場合、制御器４００の基準信号の周波数は基準とする４ＭＨｚより、約１０％高い４．４ＭＨｚである。すると、制御データ生成部５は制御データ信号を正確に９６００ｂｐｓで送信しているので、ビット＃２〜ビット＃７の“１”の期間は、２７５０周期と計数される。よって、制御器４００は自己の基準信号の周波数に基づいて、４５８周期毎に制御データ信号を受信するタイミングを設定すればよい。
【００４５】
図４（ｄ）の場合、制御器４００の基準信号の周波数は基準とする４ＭＨｚより、約１０％低い３．６ＭＨｚである。すると、制御データ生成部５は制御データ信号を正確に９６００ｂｐｓで送信しているので、ビット＃２〜ビット＃７の“１”の期間は、２２５０周期と計数される。よって、制御器４００は自己の基準信号の周波数に基づいて、３７５周期毎に制御データ信号を受信するタイミングを設定すればよい。
【００４６】
すなわち、本実施の形態では、制御器４００は、制御データ信号の送信速度と、自己の基準信号との差を検出（計数）して、制御データ信号からデータを受信するタイミングを設定し直している。
このようにすることで、たとえ制御データ信号の送信速度と制御器４００の基準信号とに差が生じても、制御データ信号の送信速度（通信速度）で通信が行える。
なお、上記においては、例として６ビットの期間を計数してタイミングを設定したが、ヘッダのうちの任意の特色のある期間を計数してもよい。
【００４７】
図５は、制御器４００を構成する機能ブロックの一例を示す図である。
制御器４００は、基準信号を発生する基準信号発生手段の一例としての基準信号発生部４１０、制御データ生成部５から送信される制御データ信号を受信し、ヘッダを検出する受信検出手段の一例としての受信検出部４２０、ヘッダの予め定められたビット列に対応する基準信号の周期（パルス）の数を計数（カウント）する計数手段の一例としての基準信号計数部４３０、制御データ列からデータを受信するタイミングを設定するタイミング設定手段の一例としてのタイミング設定部４４０、制御データ列から制御データを受信する受信手段の一例としての受信部４５０、受信した制御データを処理するデータ処理手段の一例としてのデータ処理部４６０、処理された制御データを移相器２００に出力するデータ出力手段の一例としてのデータ出力部４７０を備えている。
なお、制御器４００は、制御データ生成部５に対して応答信号を送信する送信部４８０をさらに備えてもよい。
【００４８】
受信検出部４２０は、制御データ生成部５に接続され、制御データ生成部５からの制御データ信号を受信する。そして、制御データ信号からヘッダを検出する。
基準信号計数部４３０は、受信検出部４２０に接続され、受信検出部４２０がヘッダを検出した場合に起動されて、ヘッダの予め定められたビット列を受信する期間に対応する基準信号の周期（パルス）の数を計数する。
【００４９】
タイミング設定部４４０は、基準信号計数部４３０に接続され、計数された基準信号の周期（パルス）の数に基づいて、制御データ列からデータを受信するタイミングを設定する。すなわち、制御データ列のデータを受信するタイミングを基準信号の周期（パルス）の数で設定し、受信部４５０及び送信部４８０に送信する。
これ以降、受信部４５０は、この設定されたタイミングにて、制御データ列からデータを受信する。
【００５０】
データ処理部４６０は、受信部４５０に接続され、受信部４５０が受信したデータがフッタであると、これまで受信したデータが正しいかを巡回冗長検査（ＣＲＣ）などにより正当性を確認する。そして、移相器２００を制御する制御データに変換（処理）する。
データ出力部４７０は、データ処理部４６０に接続され、データ処理部４６０が処理した制御データを移相器２００に出力する。
【００５１】
なお、データ処理部４６０は、予め定められた時間間隔又はデータ処理部４６０による処理が完了するタイミングで応答情報を送信部４８０に送信する。
送信部４８０は、応答情報を受信するとタイミング設定部４４０が設定したタイミングで応答信号を制御データ生成部５に送信する。応答情報及び応答信号は、処理終了又は処理中などを示すものである。
ここで、データ処理部４６０は、受信部４５０が受信したデータが正しくないと判定した場合や、他の制御器へのデータ（命令）であった場合などには、受信したデータを破棄し、応答情報を送信部４８０に送信しない。
【００５２】
このようにして、制御器４００は、制御データ生成部５が生成した制御データ信号（図３参照）を受信し、移相器２００を制御する制御データを移相器２００に出力する。
【００５３】
図６は、制御器４００の行う通信制御を説明するフローチャートである。
制御器４００は、外部から受信する制御データ信号におけるデータが、ヘッダであるか否かを判断する（ステップＳ１０１。図６では、Ｓ１０１と表記する。以下同じ。）（受信検出手順の一例である。）。
制御データ信号におけるデータがヘッダでない場合（Ｎの場合）は、ステップＳ１０１に戻って、次に受信する制御データ信号がヘッダであるか否かを判断する。
【００５４】
制御データ信号におけるデータがヘッダである場合（Ｙの場合）は、ヘッダの予め定められたビット列を受信する期間に対応する基準信号の周期（パルス）の数を計数（カウント）する（ステップＳ１０２）（計数手順の一例である。）。
計数された基準信号の周期（パルス）の数により、制御データ信号を受信するタイミングを設定する（ステップＳ１０３）（タイミング設定手順の一例である。）。
【００５５】
そして、設定されたタイミングにより制御データ信号からデータを受信する（ステップＳ１０４）（受信手順の一例である。）。
【００５６】
設定されたタイミングにて受信したデータがフッタであるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。
制御データ信号から受信したデータがフッタでない場合（Ｎの場合）、ステップＳ１０４に戻りデータの受信を続ける。
【００５７】
一方、制御データ信号から受信したデータがフッタである場合（Ｙの場合）、例えば、データを処理して、移相器２００を制御する制御データとなるように処理する（ステップＳ１０６）。
処理した制御データを移相器２００に出力する（ステップＳ１０７）。
処理完了又は予め定められた時間の経過後、応答信号（処理終了又は処理中など）を制御データ生成部５に通知する（ステップＳ１０８）。
これにより、再びステップＳ１０１に戻る。
このように、制御器４００は通信制御を行う。
【００５８】
本実施の形態では、応答信号は設定されたタイミングにて送信されるので、制御データ生成部５は、制御データ信号の送信速度と同じ速度で、応答信号を受信できる。すなわち、たとえ制御器４００の基準信号発生部４１０の周波数が変動していても、通信不良の発生が抑制される。
そして、本実施の形態の制御器４００は、ハードウエアで構成されてもよく、ＣＰＵなどを含んで構成されてソフトウエアにて制御されてもよい。なお、ＣＰＵなどで構成された場合であっても、高速の処理を必要とする部分などをハードウエアで構成してもよい。
【００５９】
実施例を説明する。
図７は、制御器４００の基準信号の周波数に対する通信速度を示した図である。横軸は制御器４００のＣＬＫ信号の周波数（ＭＨｚ）、縦軸は通信速度（ｂｐｓ）である。前述したように、制御データ生成部５から制御器４００に制御データ信号が送信される送信速度は９６００ｂｐｓであるとする。そして、制御器４００の基準信号発生部４１０の基準とする周波数を１６ＭＨｚとする。
【００６０】
図７に示す実施例は、本実施の形態が適用される場合であって、制御器４００が、制御データ信号のヘッダの予め定められたビット列に対応する基準信号の周期（パルス）の数を計数し、それにより制御データ信号におけるデータを受信するタイミングを設定する場合を示したものである。この場合、基準信号発生部４１０の発生する基準信号の周波数が±５％変動した場合、すなわち１５．２ＭＨｚ又は１６．８ＭＨｚになっても、通信速度の９６００ｂｐｓに対する誤差は十分小さい範囲に維持される。
【００６１】
一方、図７に示す比較例は、本実施の形態が適用されない場合であって、制御器４００が、予め定められたタイミングを設定し、基準信号発生部４１０の発生する基準信号の周期（パルス）により制御データ信号からデータを受信した場合を示したものである。この場合、基準信号発生部４１０の発生する基準信号の周波数が±５％変動した場合、すなわち１５．２ＭＨｚ又は１６．８ＭＨｚになると、通信速度がおおよそ±５％変動する。基準信号の周波数が１６ＭＨｚから−５％低下した１５．２ＭＨｚになると通信速度は約９１１２ｂｐｓになり、基準信号の周波数が１６ＭＨｚから５％増加した１６．８ＭＨｚになると通信速度は約１００７２ｂｐｓになる。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態が適用される場合には、本実施の形態が適用されない場合に比べ、制御データ信号の送信速度と制御器４００の基準信号発生部４１０の基準信号の周波数（周期）とに差が生じても、通信速度の変動が抑制される。
【００６３】
上記においては、制御器４００は、予め定められた送信速度で制御データ信号を受信するが、制御器４００の基準信号発生部４１０の基準信号の周波数が変動する場合を説明した。
本実施の形態では、ヘッダにおける予め定められたビット列に対応する基準信号の周期（パルス）の数を計数し、制御データ信号からデータを受信するタイミングを設定している。よって、データを受信するタイミングがずれて、異なるデータを受信するという通信不良の発生が抑制される。
【００６４】
また、制御データ生成部５からの制御データ信号の送信速度と制御器４００における基準信号発生部４１０が発生する基準信号の周波数とは、相対的な関係である。
よって、制御器４００における基準信号発生部４１０が発生する基準信号の周波数が変動せず、基準とする周波数であって、制御データ生成部５からの制御データ信号の送信速度が変動する場合にも適用できる。さらに、制御データ生成部５からの制御データ信号の送信速度及び制御器４００における基準信号発生部４１０が生成する基準信号の周波数の両方が変動した場合においても適用できる。
すなわち、制御データ生成部生成部５からの制御データ信号の送信速度と、制御器４００における基準信号発生部４１０が発生する基準信号の周波数とは、予め定められた関係を有することを要しない。
よって、制御データ生成部５からの制御データ信号の送信速度が不明である場合又は不定である場合にも、適用できる。
【００６５】
上記においては、制御器４００を、セクタアンテナ１０の移相器２００の移相量を設定する制御データを供給するとして説明した。しかし、制御器４００を、アンテナを載置した回転台を回転させて指向性を変える場合などにおいて、回転台の回転速度の設定などに使用することができる。
さらに、制御器４００を、データ信号を送受信するデータ通信におけるデータ通信装置とすることもできる。
【符号の説明】
【００６６】
１…基地局アンテナ、２…セル、３、３−１〜３−３…セクタ、４…送受信部、５…制御データ生成部、１０、１０−１〜１０−３…セクタアンテナ、１１…メインローブ、２０…鉄塔、３１…送受信ケーブル、３２…制御データ信号ケーブル、１００…アレイアンテナ、１１０、１１０−１〜１１０−５…アンテナ素子、２００…移相器、４００…制御器、４１０…基準信号発生部、４２０…受信検出部、４３０…基準信号計数部、４４０…タイミング設定部、４５０…受信部、４６０…データ処理部、４７０…データ出力部、４８０…送信部、５００…レドーム、θ…ビーム・チルト角
【図１】
2014204402.tif 000003
【図２】
2014204402.tif 000004
【図３】
2014204402.tif 000005
【図４】
2014204402.tif 000006
【図５】
2014204402.tif 000007
【図６】
2014204402.tif 000008
【図７】
2014204402.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月12日(2014.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子と接続され、当該複数のアンテナ素子のそれぞれが送受信する送受信信号の位相をずらす移相器と、
繰り返し信号である基準信号を発生する基準信号発生手段と、値が同じビット列と、当該ビット列の前後に設けられる、当該値と異なる値の前後のビットとを含むヘッダを先頭に備えた制御データ信号を受信し、当該ヘッダを検出する受信検出手段と、当該ヘッダの当該値が同じビット列に対応する当該基準信号発生手段が発生する当該基準信号における繰り返しの数を計数する計数手段と、当該計数手段が計数した当該基準信号における当該繰り返しの数に基づいて、当該制御データ信号の前記ヘッダに引き続く部分を受信するタイミングを設定するタイミング設定手段と、当該タイミング設定手段が設定した当該タイミングに基づいて、当該制御データ信号の前記ヘッダに引き続く部分を受信する受信手段と、当該受信手段が受信した当該制御データ信号を処理して当該移相器を制御する制御データを生成するデータ処理手段と、当該移相器に当該制御データを出力するデータ出力手段と、を有する制御部と、を備え、
前記制御部における前記受信検出手段は、制御データ信号の受信が途切れた後、予め定められた、制御データ信号を受信しない期間の経過後に受信した制御データ信号における先頭を前記ヘッダとして検出することを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
繰り返し信号である基準信号を発生する基準信号発生部と、
値が同じビット列と、当該ビット列の前後に設けられる、当該値と異なる値の前後のビットとを含むヘッダを先頭に備えたデータ信号を受信し、当該ヘッダを検出する受信検出部と、
前記ヘッダの前記値が同じビット列に対応する前記基準信号発生部が発生する前記基準信号における繰り返しの数を計数する計数部と、
前記計数部が計数した前記基準信号における前記繰り返しの数に基づいて、前記データ信号の前記ヘッダに引き続く部分を受信するタイミングを設定するタイミング設定部と、
前記タイミング設定部が設定した前記タイミングに基づいて、前記データ信号の前記ヘッダに引き続く部分を受信する受信部と、を備え、
前記受信検出部は、データ信号の受信が途切れた後、予め定められた、データ信号を受信しない期間の経過後に受信したデータ信号における先頭を前記ヘッダとして検出することを特徴とするデータ通信装置。
【請求項３】
コンピュータに、
値が同じビット列と、当該ビット列の前後に設けられる、当該値と異なる値の前後のビットとを含むヘッダを先頭に備えたデータ信号において、当該ヘッダを検出する受信検出手順と、
前記ヘッダの前記値が同じビット列に対応する基準信号における繰り返しの数を計数する計数手順と、
計数された前記繰り返しの数に基づいて、前記データ信号の前記ヘッダに引き続く部分を受信するタイミングを設定するタイミング設定手順と、
設定された前記タイミングに基づいて、前記データ信号の前記ヘッダに引き続く部分を受信する受信手順と、を実行させ、
前記受信検出手順は、データ信号の受信が途切れた後、予め定められた、データ信号を受信しない期間の経過後に受信したデータ信号における先頭を前記ヘッダとして検出することを特徴とするプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
かかる目的のもと、本発明が適用されるアンテナは、複数のアンテナ素子と、複数のアンテナ素子と接続され、複数のアンテナ素子のそれぞれが送受信する送受信信号の位相をずらす移相器と、繰り返し信号である基準信号を発生する基準信号発生手段と、値が同じビット列と、ビット列の前後に設けられる、この値と異なる値の前後のビットとを含むヘッダを先頭に備えた制御データ信号を受信し、ヘッダを検出する受信検出手段と、ヘッダの値が同じビット列に対応する基準信号発生手段が発生する基準信号における繰り返しの数を計数する計数手段と、計数手段が計数した基準信号における繰り返しの数に基づいて、制御データ信号のヘッダに引き続く部分を受信するタイミングを設定するタイミング設定手段と、タイミング設定手段が設定したタイミングに基づいて、制御データ信号のヘッダに引き続く部分を受信する受信手段と、受信手段が受信した制御データ信号を処理して移相器を制御する制御データを生成するデータ処理手段と、移相器に制御データを出力するデータ出力手段と、を有する制御部と、を備え、制御部における受信検出手段は、制御データ信号の受信が途切れた後、予め定められた、制御データ信号を受信しない期間の経過後に受信した制御データ信号における先頭をヘッダとして検出することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、他の観点から捉えると、本発明が適用されるデータ通信装置は、繰り返し信号である基準信号を発生する基準信号発生部と、値が同じビット列と、ビット列の前後に設けられる、この値と異なる値の前後のビットとを含むヘッダを先頭に備えたデータ信号を受信し、ヘッダを検出する受信検出部と、ヘッダの値が同じビット列に対応する基準信号発生部が発生する基準信号における繰り返しの数を計数する計数部と、計数部が計数した基準信号における繰り返しの数に基づいて、データ信号のヘッダに引き続く部分を受信するタイミングを設定するタイミング設定部と、タイミング設定部が設定したタイミングに基づいて、データ信号の記ヘッダに引き続く部分を受信する受信部と、を備え、受信検出部は、データ信号の受信が途切れた後、予め定められた、データ信号を受信しない期間の経過後に受信したデータ信号における先頭をヘッダとして検出することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、さらに他の観点から捉えると、本発明が適用されるプログラムは、コンピュータに、値が同じビット列と、ビット列の前後に設けられる、この値と異なる値の前後のビットとを含むヘッダを先頭に備えたデータ信号において、ヘッダを検出する受信検出手順と、ヘッダの値が同じビット列に対応する基準信号における繰り返しの数を計数する計数手順と、計数された繰り返しの数に基づいて、データ信号のヘッダに引き続く部分を受信するタイミングを設定するタイミング設定手順と、設定されたタイミングに基づいて、データ信号のヘッダに引き続く部分を受信する受信手順と、を実行させ、受信検出手順は、データ信号の受信が途切れた後、予め定められた、データ信号を受信しない期間の経過後に受信したデータ信号における先頭をヘッダとして検出することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図４は、本実施の形態における通信制御の概要を説明する図である。ここでは、図３（ｂ）に示したヘッダで説明する。図４（ａ）は、図３（ｂ）に示したヘッダを示している。そして、図４（ｂ）は、制御データ信号を生成する制御データ生成部５の基準信号の周波数と、制御器４００の基準信号の周波数とが一致している場合（Ｃａｓｅ  Ａ）、図４（ｃ）は、制御データ生成部５の基準信号の周波数に対して制御器４００の基準信号の周波数が高い場合（Ｃａｓｅ  Ｂ）、図４（ｄ）は、制御データ生成部５の基準信号の周波数に対して制御器４００の基準信号の周波数が低い場合（Ｃａｓｅ  Ｃ）である。
図４では、制御データ生成部５の基準信号の周波数は予め定められた周波数であるとし、制御器４００の基準信号の周波数が変動するとする。
ここで、制御器４００は、基準とする場合において１６ＭＨｚのＣＬＫ信号を発生するとする。そして、基準信号は、ＣＬＫ信号を１／４に逓減した信号であるとする。すなわち、基準信号は、基準とする場合において、４ＭＨｚであるとする。このとき、基準信号の周期は０．２５μｓである。そして、９６００ｂｐｓでデータを送信するときの１ビットの送信に要する期間ｔｅは、０．１０４ｍｓとなる。
また、説明の便宜からスタートビット（ｓｔａｒｔ）の“１”から“０”への立下りのタイミングは、Ｃａｓｅ  Ａ、Ｃａｓｅ  Ｂ、Ｃａｓｅ  Ｃのいずれにおいても同じであるとする。