(57)【要約】【課題】アンテナの設置高や目標とするエリアの半径、垂直のビーム幅及びそのチルト角の設定とそれらの相互関係を考慮し、それらを調整することで干渉を低減しつつ、エリア内のいずれの場所でも所定の電界強度を得ることを可能とする。【解決手段】本発明は、管轄するエリア内において電波を送受信するアンテナを備えた基地局であって、アンテナの垂直ビーム幅は、アンテナの設置高及びエリアの半径から算出される見込み角に基づいて設定する。また、本発明においては、アンテナの頂点における水平方向と電波の放射電界の最大方向とがなすチルト角は、前記見込み角に基づいて設定することもできる。【選択図】  図１
2008154278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管轄するエリア内において電波を送受信するアンテナを備えた基地局であって、
前記アンテナの垂直ビーム幅は、該アンテナの設置高及び前記エリアの半径から算出される見込み角に基づいて設定されることを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記垂直ビーム幅は、前記見込み角の１乃至２倍することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
管轄するエリア内において電波を送受信するアンテナを備えた基地局であって、
前記アンテナの頂点における水平方向と前記電波の放射電界が最大となる方向とがなすチルト角は、該アンテナの設置高及び前記エリアの半径から算出される見込み角に基づいて設定されることを特徴とする基地局。
【請求項４】
前記チルト角は、前記見込み角の１．２乃至１．８倍とすることを特徴とする請求項３に記載の基地局。
【請求項５】
前記チルト角は、前記アンテナの正面方向における利得指標に応じて、該アンテナの照射範囲が、隣接するエリアに及ぶように設定することを特徴とする請求項３に記載の基地局。
【請求項６】
管轄するエリア内において電波を送受信するアンテナの制御方法であって、
前記アンテナの垂直ビーム幅は、該アンテナの設置高及び前記エリアの半径から算出される見込み角に基づいて設定し、
設定された垂直ビーム幅をもって前記電波の送受信を行うことを特徴とするアンテナの制御方法。
【請求項７】
管轄するエリア内において電波を送受信するアンテナの制御方法であって、
前記基地局に備えられたアンテナの頂点における水平方向と前記電波の放射電界の最大方向とがなすチルト角は、該アンテナの設置高及び前記エリアの半径から算出される見込み角に基づいて設定し、
設定された垂直ビーム幅をもって前記電波の送受信を行うことを特徴とするアンテナの制御方法。
【請求項８】
前記チルト角は、前記アンテナの正面方向における利得指標に応じて、該アンテナの照射範囲が、隣接するエリアに及ぶように設定することを特徴とする請求項７に記載のアンテナの制御方法。
【請求項９】
管轄するエリア内において電波を送受信するアンテナの制御装置であって、
前記アンテナの設置高及び前記エリアの半径から見込み角を算出する見込み角算出部と、
算出された前記見込み角に基づいて、前記アンテナの垂直ビーム幅、該アンテナの頂点における水平方向と前記電波の放射電界の最大方向とがなすチルト角を算出する演算処理部と、
前記演算処理部による算出結果に基づいて、前記アンテナの垂直ビーム幅又はチルト角を制御する制御部と
を有することを特徴とするアンテナ制御装置。
【請求項１０】
前記アンテナのアンテナ利得を検出するアンテナ利得検出部をさらに備え、
前記演算処理部は、前記アンテナ利得検出部による検出結果に応じて、前記垂直ビーム幅又は前記チルト角を補正する機能を有する
ことを特徴とする請求項９に記載のアンテナ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルラー方式など管轄するエリア内において電波を送受信する移動通信における基地局、アンテナの制御方法及びアンテナ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムのエリア構成方法としては、セルラー方式と呼ばれる方式が一般的である。このセルラー方式は、サービスエリアをセル(もくしはセクタ)と呼ばれる複数の小さなエリアに分け、セル毎に基地局装置並びにアンテナを配置することで、広く面的にサービスエリアをカバーする方式である。
【０００３】
この従来のセルラー方式では、エリア内のいずれの場所においても、所定の電界強度を得ることが必要となるとともに、ある基地局からの電波が、当該基地局が管轄すると想定されるエリアよりも広いエリアに到達していると、他のエリアを管轄する基地局からの電波との間で干渉が生じる一方、一つの基地局が処理する回線容量に限界があり、また基地局から送信される電波の劣化等の限界があることから、設計された管轄エリア内に適正に電波を送信する必要がある。
【０００４】
ところで、基地局を配置する場所としては、都市部や郊外地など様々な場所が考えられ、一つの基地局でカバーするエリアの面積及び半径も様々な場合が想定される。さらに、基地局を配置する場所毎にアンテナを設置する高さも様々である。このアンテナの設置高の高低差を解決する手法として、チルト角を変化させる方法が一般的である。
【０００５】
また、基地局装置で使用されるアンテナも様々なバリエーションがあることから、アンテナの特徴を表す指標として、水平ビーム幅、垂直ビーム幅、フロントゲインが用いられる。ここで、水平ビーム幅とは、アンテナの正面方向に対して水平方向にどの程度の広がりをもって電波が照射されるかを示す値（角度）であり、垂直ビーム幅とは、アンテナに対して垂直方向にどの程度の広がりをもって電波が照射されるかを示す値（角度）であり、フロントゲインとは、正面方向に対するアンテナの利得を示す指標（倍）である。一般にフロントゲインが大きいほど、水平及び垂直のいずれか若しくは両方のビーム幅が狭くなる。
【０００６】
エリア内のいずれの場所に対しても所定の電界強度を保ちつつ、干渉を避けるための技術として、特開2000-270361号公報（特許文献１）に開示されたものが挙げられる。
【０００７】
この特許文献１には、セクタセル構成の移動通信システムを構築するに当たり、セクタアンテナの指向方向を、３６０度をセクタ数で割った値の０．５倍以上、かつ１．０倍未満とすることで、セクタ指向方向の電界強度を高めると同時にセクタ間の干渉及びセクタ間のオーバーラップを抑え、回線容量を拡大する点が開示されている。また、この特許文献１では、セクタ境目の弱電界領域に隣接セルのセクタを向けることで、さらに回線容量を拡大することが開示されている。
【０００８】
また、チルト角を調整することにより、所定の電界強度を保ちつつ、エリア間の干渉を避ける技術として、非特許文献１がある。
【特許文献１】特開2000-270361号公報
【非特許文献１】Fangwei Tong他,,Effects of Beam tilting on Bit-rate Selection in Mobile Multipath Channell,Trans.On Vehicular Technology Vol.46,No.2 May 1997,Lionel Zordan他,,Capacity Enhancement of Cellular Mobile Network Using a Dynamic Electrical Down-Tilting Antenna Systemm,VTC,1999
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、アンテナの指向方向を、３６０度をセクタ数で割った値の０．５倍以上、かつ１．０倍未満とするなど、水平方向の指向性を、隣接セル間で相互に調整する点が開示されているものの、垂直方向の指向性に関しては言及されていないため、高低差のある基地局における干渉を防止する方法としては不十分である。
【００１０】
また、上記非特許文献１に開示された発明では、チルト角を調整する際に、垂直のビーム幅やアンテナの設置高などを考慮するものではないことから、高低差やアンテナの特性に応じたエリア構成を行うのは困難である。
【００１１】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、アンテナの設置高や目標とするエリアの半径、垂直のビーム幅及びそのチルト角の設定とそれらの相互関係を考慮し、それらを調整することで干渉を低減しつつ、エリア内のいずれの場所でも所定の電界強度を得ることのできる基地局、アンテナの制御方法及びアンテナ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、管轄するエリア内において電波を送受信するアンテナを備えた基地局であって、アンテナの垂直ビーム幅は、アンテナの設置高及びエリアの半径から算出される見込み角に基づいて設定されることを特徴とする。なお、この発明においては、垂直ビーム幅は、見込み角の１〜２倍することが好ましい。
【００１３】
このような本発明によれば、アンテナの設置高とエリア半径から求められる見込み角に応じて、垂直ビーム幅を調節するため、電波照射範囲の位置や面積を、各基地局の立地条件や地形、電波環境に応じて適切に設定することができ、隣接エリアに対する干渉を低減させつつ、必要な電界強度を確保することができる。
【００１４】
本発明は、管轄するエリア内において電波を送受信するアンテナを備えた基地局であって、アンテナの頂点における水平方向と電波の放射電界の最大方向とがなすチルト角は、アンテナの設置高及びエリアの半径から算出される見込み角に基づいて設定されることを特徴とする。なお、この発明においては、チルト角は、見込み角の１．２〜１．８倍とすることが好ましい。
【００１５】
このような本発明によれば、アンテナの設置高とエリア半径から求められる見込み角に応じて、チルト角を調節するため、電波照射範囲の位置や面積を、各基地局の立地条件や地形、電波環境に応じて適切に設定することができる。
【００１６】
上記発明においては、チルト角は、アンテナ利得に応じて、アンテナの照射範囲が、隣接するエリアに及ぶように設定することが好ましい。この場合には、例えば、フロントゲインが高いアンテナを用いるときには、その電波が隣接エリアに及ぶように照射させ、隣接するエリアの基地局同士によって互いのエリアを照射し合うことができる。なお、この互いのエリアを照射し合うときには、自エリアを含む隣接エリアに電波を照射する形式のみならず、自エリアには照射せずに隣接エリアに対してのみ照射し、隣接基地局同士で互い違いに照射し合う形式が含まれる。
【００１７】
上記各発明は、アンテナの制御装置により、基地局の運用中においても実施することができる。すなわち、アンテナの設置高及びエリアの半径から見込み角を算出する見込み角算出部と、算出された見込み角に基づいて、アンテナの垂直ビーム幅、アンテナの頂点における水平方向と電波の放射電界の最大方向とがなすチルト角を算出する演算処理部と、演算処理部による算出結果に基づいて、アンテナの垂直ビーム幅又はチルト角を制御する制御部とを有するアンテナ制御装置を用いる。なお、ここでいう垂直ビーム幅やチルト角の制御には、例えば電気的にその電波の照射角度や方向を変化させる他、アンテナを交換する場合や、他のアンテナに切り替えるような処理が含まれる。
【００１８】
このような本発明によれば、各基地局のアンテナ設置高やエリア半径を入力することによって見込み角を算出し、これに基づいて、各基地局における垂直ビーム幅やチルト角を制御することができ、基地局の運用中であっても、各エリアの環境の変化に応じて、適宜、各基地局が管轄するエリア構成を変更することができる。
【００１９】
上記発明においては、アンテナのアンテナ利得を検出するアンテナ利得検出部をさらに備え、演算処理部は、アンテナ利得検出部による検出結果に応じて、垂直ビーム幅又はチルト角を補正する機能を有することが好ましい。この場合には、移動局側における受信品質等に基づいてアンテナ利得を検出し、これに基づいてより柔軟にエリア構成の変更を行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の基地局、アンテナの制御方法及びアンテナ制御装置を用いることで、アンテナ設置高やエリア半径に応じて適切なアンテナを選択することが可能となり、極力干渉を押さえつつ、所望のエリア内のどの場所でも所定の電界強度を得ることのできる移動通信システム及びそのエリアを構成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［第１実施形態］
以下、図面を用いて発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明のアンテナ制御方法が適用されるアンテナを備えた基地局のエリア構成を示す説明図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る基地局は、複数のエリアそれぞれを管轄すべく設置されており、各エリアは、基地局を中心にほぼ円形のセルが隣接した形態となっている。同図において、各セルは、その半径が様々であることを示している。なお、各基地局は水平の指向性を持つアンテナを用いて、各セルを複数のセクタに区切っている。なお、図１に示したセルは、三分割されたいわゆる３セクタ構成を形成した場合を示している。
【００２３】
また、本実施形態に係る移動局は、図１（ｂ）に示すように、アンテナの設置高が様々で高低差があり、それぞれのアンテナが設置されるエリア半径に応じて、各アンテナについて設定する見込み角が異なっている。なお本実施形態では、この見込み角を図中のβと定義し、ある基地局がカバーするエリアの半径をＲとし、アンテナの設置高をＨと定義する。この見込み角βは、エリア半径Ｒとアンテナ設置高Ｈから算出され、アンテナ頂上における水平方向に対する俯角を示す。従って、本実施形態において見込み角β、エリア半径Ｒ及びアンテナ設置高には、tanβ＝Ｒ／Ｈの関係が成立する。
【００２４】
図２は、本実施形態におけるアンテナの垂直ビームパターンを示す。ここで、ビームパターンとは、アンテナの指向性を描いたグラフのことであり、正面方向を０度と設定し、この正面方向からある角度開いた場所に対してどの程度の強度で電波が分布し、送信及び受信されるかを示すものである。アンテナの垂直指向性を特徴づける値としてビーム幅φがあり、このビーム幅φは通常、アンテナ利得（フロントゲイン）が−３dBとなる角度で表現する。図２に示すアンテナでは垂直ビーム幅は約５度となっている。
【００２５】
図３は、本実施形態に係る基地局に備えられたアンテナの見込み角βと垂直ビーム幅φの関係を示している。なお、図３においては、アンテナの垂直正面方向（電波の放射電界が最大となる方向）が、見込み角βと同じになるように設置した場合を示している。
【００２６】
そして、本実施形態において、アンテナの垂直ビーム幅φは、アンテナの設置高Ｈ及びエリアの半径Ｒから算出される見込み角βに基づいて設定される。なお、本実施形態では、見込み角βと垂直ビーム幅φの関係は、垂直ビーム幅φが見込み角βの１〜２倍とする。
【００２７】
詳述すると、前述の通りアンテナには垂直面内の指向性があり、ビーム幅φを持つため、メインビームが照射される範囲（図中矢印で示すメインローブが照射される範囲）は、同一の垂直ビーム幅を用いた場合は見込み角βが大きいほど狭くなり、従って、見込み角βが大きい(すなわちアンテナの設置高が高い場合、若しくは、エリア半径が狭い場合)は、より広い垂直ビーム幅を持つアンテナを使用しなければ、メインローブが照射される面積が狭くなる。このため、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、見込み角βが大きいときは、フロントゲインが小さくても、より広い垂直ビーム幅を持つアンテナを使用する。
【００２８】
一方、図３（ｂ）に示すように、見込み角βが小さい場合は、垂直ビーム幅が狭くても、メインローブの照射範囲は比較的広く保たれる。このことより、見込み角βが小さい場合(つまりアンテナ高が低い場合、若しくはエリア半径が広い場合)は、狭い垂直ビーム幅を持つアンテナでかつフロントゲインが大きいアンテナを使用する。
【００２９】
このような第１実施形態に係る基地局及びアンテナ制御方法によれば、アンテナの設置高Ｈとエリア半径Ｒから求められる見込み角βに応じて、垂直ビーム幅φを設定するため、電波照射範囲の位置や面積を、各基地局の立地条件や地形、電波環境に応じて適切に設定することができ、隣接エリアに対する干渉を低減させつつ、必要な電界強度を確保することができる。
【００３０】
［第２実施形態］
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、上述した第１実施形態における垂直ビーム幅φの調整に加えて、チルト角αを適切に設定することで、隣接するエリアとの間での干渉を低減することを特徴とする。図４は、第２実施形態に係る基地局及び通信方法において、アンテナのチルト角の設定を示す説明図である。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、チルト角を与えることで、垂直ビームが照射される範囲を調整することができる。エリア半径Ｒとアンテナ設置高Ｈから算出される見込み角βよりも、大きなチルト角αを与えることで、垂直方向のビームが照射される範囲をより基地局に近づけることが可能となり、当該基地局からの電波が隣接するエリアへ拡大することを避けることで干渉を低減する。
【００３２】
このとき、見込み角βが大きい場合に、チルト角αを大きくすると、ビームが照射される面積が狭くなるため、図４（ｂ）に示すように、フロントゲインが小さくても、広い垂直ビーム幅を持ったアンテナを用いることが望ましい。
【００３３】
図４（ｃ）は、見込み角が小さい場合のチルト角設定を示す。同図に示すように、見込み角βが小さい場合は、チルト角αも小さい値とすることにより、干渉を低減することができる。なお、このとき、フロントゲインが大きく、細い垂直ビーム幅のアンテナを用いた方が効率的となる。
【００３４】
さらに、本実施形態では、見込み角βと垂直ビーム幅φとチルト角αの関係は、垂直ビーム幅φが見込み角βの１〜２倍とし、チルト角αは見込み角βの１．２〜１．８倍が望ましい。このようにチルト角を設定することで、垂直ビームの照射範囲が自セルの境界になり、垂直ビーム幅が前述のアンテナを用いることで自セルの基地局付近の十分な領域までビームを照射することが可能となる。
【００３５】
このような第２実施形態に係る基地局及びアンテナ制御方法によれば、アンテナの設置高Ｈとエリア半径Ｒから求められる見込み角βに応じて、チルト角αや垂直ビーム幅φを調節するため、電波照射範囲の位置や面積を、各基地局の立地条件や地形、電波環境に応じて適切に設定することができ、隣接エリアに対する干渉を低減させつつ、必要な電界強度を確保することができる。この結果、隣接するエリアにもビームが照射されるのを回避し、隣接するエリアとの間で干渉を生じることを低減することができる。
【００３６】
［第３実施形態］
次いで、本発明の第３実施形態について説明する。図５は、第３実施形態に係る基地局及び通信方法において、アンテナのチルト角の設定を示す説明図である。
【００３７】
上述した第１実施形態及び第２実施形態では、見込み角βが小さい場合、細い垂直ビームのアンテナを用いることが望ましいとしたが、垂直ビーム幅φが狭く、かつ十分にフロントゲインが大きいときには、図５に示すように、隣接するセルに及んで互いに照射しあうように、チルト角αを設定する。具体的には、チルト角αを見込み角βよりも小さく設定し電波の照射範囲が隣接するエリアに及ぶようにする。なお、図示した例では、自エリアには照射せずに隣接エリアのみを照射するようにチルト角αを設定しているが、自エリアと隣接エリアの両方に照射するようにすることも可能である。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、フロントゲイン等のアンテナ利得に応じて、チルト角を小さくして隣接するセルに照射することで、見かけ上の見込み角がより小さくなるため垂直のビームが照射される面積をより広くすることができる。
【００３９】
［第４実施形態］
次いで、本発明の第４実施形態について説明する。上述した第１実施形態〜第３実施形態は、基地局やアンテナの設計・設置時のみならず、基地局の運用時においても適用することができる。本実施形態では、基地局制御装置により、基地局における垂直ビーム幅及びチルト角を設定することによって、上記各実施形態で説明した通信方法を実現する。
【００４０】
図６は、第４実施形態に係る基地局制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【００４１】
同図に示すように、基地局制御装置４は、各基地局１と連携することにより、各基地局の垂直ビーム幅φ及びチルト角αを調整する装置であり、チルト角制御部４１と、垂直ビーム幅制御部４２と、フロントゲイン検出部４３と、設定入力部４４と、見込み角算出部４５と、演算処理部４６とを備えている。
【００４２】
設定入力部４４は、各基地局についてのエリア半径Ｒ及びアンテナ設置高Ｈを入力する端末装置であり、入力された値（Ｒ及びＨ）を各基地局毎に記憶する記憶装置４４ａを備えている。この設定入力部４４は、見込み角算出部４５に接続されており、入力された、或いは記憶装置４４ａに記憶している各基地局の値を見込み角算出部４５に入力する。見込み角算出部４５は、設定入力部４４から入力されたエリア半径Ｒ及びアンテナ設置高Ｈに基づいて見込み角βを算出する演算装置である。この見込み角算出部４５で算出された値は演算処理部４６に送出される。
【００４３】
フロントゲイン検出部４３は、各基地局に備えられたアンテナのアンテナ利得（フロントゲイン等）を検出するモジュールであり、例えば、各移動局２における受信品質を基地局１を経由して取得し、当該基地局１のアンテナ利得を推定する。このフロントゲイン検出部４３により検出された値は、演算処理部４６に送出される。
【００４４】
演算処理部４６は、見込み角算出部４５が算出した見込み角βに基づいて、適切な垂直ビーム幅φ及びチルト角αを算出し、チルト角制御部４１及び垂直ビーム幅制御部４２に出力する演算装置である。また、この演算処理部４６は、フロントゲイン検出部４３により検出されたアンテナ利得に基づいて、チルト角αや垂直ビーム幅φを補正する機能も備えており、例えば、フロントゲインが大きい場合は、隣接エリアに対する干渉が発生する確率が高くなるため、チルト角αを大きくするか、或いは垂直ビーム幅φを小さくするように、これらの値を補正する。一方、フロントゲインが小さい場合は、隣接エリアに対する干渉が発生する確率が低くなるため、チルト角αを小さくして、電波の照射範囲が隣接エリアに及ぶように補正する。
【００４５】
チルト角制御部４１及び垂直ビーム幅制御部４２は、演算処理部４６が算出したチルト角αや垂直ビーム幅φに基づいて、基地局１のアンテナ３の設定を制御する装置である。なお、このチルト角制御部４１や垂直ビーム制御部４２によるアンテナの制御には、例えば電気的にその電波の照射角度や方向を変化させる他、アンテナを交換する場合や、他のアンテナに切り替えるような処理が含まれる。
【００４６】
以上の構成を有する基地局制御装置により、上述した第１実施形態〜第３実施形態で説明した通信方法を実施する手順は、以下の通りである。図７は、本実施形態に係る通信方法の手順を示すフローチャート図である。
【００４７】
同図に示すように、先ず、設定入力部４４により、各基地局についてのエリア半径Ｒ及びアンテナ設置高Ｈを取得する（Ｓ１０１）。これらの値（Ｒ及びＨ）の取得は、入力若しくは、記憶装置４４ａからの読み出しにより行う。この設定入力部４４に入力された、或いは記憶装置４４ａに記憶された各基地局の値は、見込み角算出部４５に送出される。
【００４８】
また、このステップＳ１０１と並行して、基地局１において受信品質の検出を行うとともに（Ｓ１０２）、フロントゲイン検出部４３により、各基地局に備えられたアンテナのアンテナ利得（フロントゲイン等）を検出する（Ｓ１０３）。
【００４９】
すなわち、各移動局２における受信品質を基地局１を経由して取得し、当該基地局１のアンテナ利得を推定する。この推定された値は、演算処理部４６に送出される。
【００５０】
次いで、これらステップＳ１０１又はステップＳ１０３で取得された値（Ｈ，Ｒ及びアンテナ利得）に変更があるか否かについて判断する（Ｓ１０４）。変更がないと判断した場合は、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０３をループ処理により繰り返す。
【００５１】
一方、ステップＳ１０４において、各値のいずれかに変更があると判断した場合には、見込み角算出部４５において、設定入力部４４から入力されたエリア半径Ｒ及びアンテナ設置高Ｈに基づき、見込み角βを算出する（Ｓ１０５）。この見込み角算出部４５で算出された値は演算処理部４６に送出される。
【００５２】
演算処理部４６では、見込み角算出部４５が算出した見込み角βに基づいて、適切な垂直ビーム幅φ及びチルト角αを算出し、チルト角制御部４１及び垂直ビーム幅制御部４２に出力する（Ｓ１０６）。このとき、フロントゲイン検出部４３により検出されたアンテナ利得に変更があれば、そのアンテナ利得に基づいて、チルト角αや垂直ビーム幅φを補正する。
【００５３】
そして、チルト角制御部４１及び垂直ビーム幅制御部４２において、演算処理部４６が算出したチルト角αや垂直ビーム幅φに基づき、基地局１のアンテナ３の設定を電気的に制御する（Ｓ１０７）。各基地局は、これらチルト角制御部４１及び垂直ビーム幅制御部４２の制御に基づいて、チルト角αや垂直ビーム幅φを変更し、通信を続行する（Ｓ１０８）。
【００５４】
このような本実施形態によれば、各基地局のアンテナ設置高Ｈやエリア半径Ｒを入力することによって見込み角βを算出し、これに基づいて、各基地局における垂直ビーム幅φやチルト角αを制御することができ、基地局の運用中であっても、各エリアの環境の変化に応じて、適宜、各基地局が管轄するエリア構成を変更することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、演算処理部４６に、アンテナ利得に応じて、垂直ビーム幅φ又はチルト角αを補正する機能を設けているため、移動局２側における受信品質等に基づいてより柔軟にエリア構成の変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１実施形態に係る基地局のエリア構成を示す説明図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図２】第１実施形態におけるアンテナの垂直ビームパターンを示すグラフ図である。
【図３】第１実施形態に係る基地局に備えられたアンテナの見込み角βと垂直ビーム幅φの関係を示す説明図である。
【図４】第２実施形態に係る基地局及び通信方法において、アンテナのチルト角の設定を示す説明図である。
【図５】第３実施形態に係る基地局及び通信方法において、アンテナのチルト角の設定を示す説明図である。
【図６】第４実施形態に係る基地局制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図７】第４実施形態に係る通信方法の手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５７】
α…チルト角
β…見込み角
φ…垂直ビーム幅
Ｈ…アンテナ設置高
Ｒ…エリア半径
１…基地局
２…移動局
３…アンテナ
４…基地局制御装置
４１…チルト角制御部
４２…垂直ビーム幅制御部
４３…フロントゲイン検出部
４４…設定入力部
４４ａ…記憶装置
４５…見込み角算出部
４６…演算処理部
【図１】
2008154278.tif 000003
【図２】
2008154278.tif 000004
【図３】
2008154278.tif 000005
【図４】
2008154278.tif 000006
【図５】
2008154278.tif 000007
【図６】
2008154278.tif 000008
【図７】
2008154278.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月10日(2008.3.10)
【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】
ほぼ円形のセルの形態であるエリアを管轄することを目標とするように構成されており、電波を送受信するアンテナを備えている基地局であって、
前記アンテナの設置高及び前記エリアの半径によって算出される見込角の増加に応じて、該アンテナの垂直ビーム幅を拡大するように構成されており、
前記見込角の減少に応じて、前記アンテナの垂直ビーム幅を縮小するように構成されており、
前記見込角βは、前記アンテナの設置高をＨとし、前記エリアの半径をＲとすると、ｔａｎβ＝Ｈ/Ｒによって算出されることを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記垂直ビーム幅は、前記見込み角の１乃至２倍することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記見込角に基づいて、前記アンテナの頂点における水平方向と前記電波の放射電界が最大となる方向とがなすチルト角を設定するように構成されていることを特徴とする基地局。
【請求項４】
前記チルト角は、前記見込み角の１．２乃至１．８倍とすることを特徴とする請求項３に記載の基地局。
【請求項５】
前記アンテナのアンテナ利得に応じて、前記電波の到達範囲が前記エリアの隣接エリアに及ぶように、前記チルト角を設定するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の基地局。
【請求項６】
ほぼ円形のセルの形態であるエリアを管轄することを目標とするように構成されており、電波を送受信するアンテナを備えた基地局であって、
前記アンテナの垂直ビーム幅と、入力された前記アンテナの設置高を入力された前記エリアの半径で除した値とは、正の相関を有することを特徴とする基地局。
【請求項７】
ほぼ円形のセルの形態であるエリアを管轄することを目標とするように構成されている基地局において、電波を送受信するアンテナの制御方法であって、
前記アンテナの設置高及び前記エリアの半径によって、見込角を算出する工程と、
算出された前記見込角の増加に応じて、該アンテナの垂直ビーム幅を拡大するように設定する工程と、
算出された前記見込角の減少に応じて、前記アンテナの垂直ビーム幅を縮小するように設定する工程と、
設定された前記アンテナの垂直ビーム幅を用いて、前記電波の送受信を行う工程とを有し、
前記見込角βは、前記アンテナの設置高をＨとし、前記エリアの半径をＲとすると、ｔａｎβ＝Ｈ/Ｒによって算出されることを特徴とするアンテナの制御方法。
【請求項８】
前記見込角に基づいて、前記アンテナの頂点における水平方向と前記電波の放射電界が最大となる方向とがなすチルト角を設定する工程を更に有することを特徴とする請求項７に記載のアンテナの制御方法。
【請求項９】
前記アンテナのアンテナ利得に応じて、前記電波の到達範囲が前記エリアの隣接エリアに及ぶように、前記チルト角を設定する工程を更に有することを特徴とする請求項７に記載のアンテナの制御方法。
【請求項１０】
ほぼ円形のセルの形態であるエリアを管轄することを目標とするように構成されている基地局において、電波を送受信するアンテナの制御方法であって、
前記アンテナの垂直ビーム幅と、入力された前記アンテナの設置高を入力された前記エリアの半径で除した値とは、正の相関を有することを特徴とする電波を送受信するアンテナの制御方法。
【請求項１１】
ほぼ円形のセルの形態であるエリアを管轄することを目標とするように構成されている各基地局における電波を送受信するアンテナを制御するように構成されている制御装置であって、
各基地局についての前記アンテナの設置高及び前記エリアの半径を入力するための設定入力部と、
前記設定入力部から入力された前記アンテナの設置高及び前記エリアの半径に基づいて、見込み角を算出するように構成されている見込み角算出部と、
前記見込み角算出部によって算出された前記見込み角に基づいて、前記アンテナの垂直ビーム幅を算出するように構成されている演算処理部と、
前記演算処理部による算出結果に基づいて、前記アンテナの垂直ビーム幅を制御するように構成されている制御部とを具備し、
前記制御部は、前記見込角の増加に応じて該アンテナの垂直ビーム幅を拡大するように構成されており、該見込角の減少に応じて該アンテナの垂直ビーム幅を縮小するように構成されていることを特徴とする制御装置。
【請求項１２】
前記演算処理部は、算出された前記見込み角に基づいて、前記アンテナの垂直ビーム幅と、該アンテナの頂点における水平方向と前記電波の放射電界が最大となる方向とがなすチルト角を算出するように構成されており、
前記制御部は、前記アンテナの垂直ビーム幅又は前記チルト角の少なくとも１つを制御するように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記アンテナのアンテナ利得を検出するように構成されているアンテナ利得検出部を更に具備し、
前記演算処理部は、前記アンテナ利得検出部による検出結果に応じて、前記垂直ビーム幅又は前記チルト角を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の制御装置。