JP2007174591A

JP2007174591A - 基地局

Info

Publication number: JP2007174591A
Application number: JP2005373092A
Authority: JP
Inventors: Toshio Tanida; 敏生谷田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】コストを増加させることなく、１８０°の反転を自動的に検出可能な基地局を提供する。
【解決手段】第１軸方向及び第１軸方向に直交する第２軸方向のそれぞれの方向に作用する加速度を検出する二軸加速度センサ３と、第１及び第２軸方向の少なくとも一方が水平方向に対して所定の傾斜角度をなすようにして二軸加速度センサ３を固定する固定部材９とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明はＰＨＳの基地局に関し、特に異常状態の発生を自動的に検知可能な基地局に関する。

従来、加速度を検出して速度又は傾き等の情報を得るため、自動車又は撮像装置等の様々な製品に加速度センサが搭載されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。加速度センサとしては、一般的に、ｘ軸方向及びｙ軸方向の２方向の加速度を検出する二軸加速度センサ又はｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向の３方向の加速度を検出する三軸加速度センサが利用される。

一方、ＰＨＳの基地局においては、地震や出水等によって基地局が取り付けられた建柱が傾くといった異常状態が生じた場合、異常状態の発見は巡回による目視に頼っている。そこで、基地局に加速度センサを組み込むことで傾きを検出し、異常状態の発生を管理センタに自動的に通知可能とする手法が提案されている。
特開平１０−２９３１３９号公報特開平５−７３２２号公報

しかしながら、二軸加速度センサを用いる場合、ｘ軸方向及びｙ軸方向ともに重力加速度がゼロとなる状態で基地局に実装されると、連続的にｘ軸方向及びｙ軸方向の加速度を検出しない限り、基地局が１８０°反転したことを検出できない。連続的にｘ軸方向及びｙ軸方向の加速度を検出する必要があるということは、停電状態で１８０°反転した場合、給電復旧後に１８０°の反転を検出できないことを意味する。また、給電状態であっても連続的に加速度を検出するためには、加速度センサからの出力を常時監視する必要があり、処理能力の高い高価なＣＰＵを使用することを要する。三軸加速度センサであれば１８０°の反転を検出可能であるが、三軸加速度センサは二軸加速度センサよりも高価である。

上記問題点を鑑み、本発明は、コストを増加させることなく、１８０°の反転を自動的に検出可能な基地局を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、第１軸方向及び第１軸方向に直交する第２軸方向のそれぞれの方向に作用する加速度を検出する二軸加速度センサと、第１及び第２軸方向の少なくとも一方が水平方向に対して所定の傾斜角度をなすようにして二軸加速度センサを固定する固定部材とを備える基地局であることを要旨とする。

本発明によれば、コストを増加させることなく、１８０°の反転を自動的に検出可能な基地局を提供できる。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

本発明の実施形態に係る基地局システムは、図１に示すように、建柱１０等に設置される基地局１と、通信網１１を介して基地局１を管理する管理センタ２により構成される。通信網１１は有線ネットワークとして構成されることを前提としているが、無線ネットワークであってもかまわない。基地局１は、二軸加速度センサ３、固定部材９、アンテナ６、筐体５、送受信装置４、信号処理装置８、及び回線装置７を備える。基地局１においては、アンテナ６の指向性を良好に維持するため、筐体５の底面及び上面が水平方向に沿うように建柱１０に設置される。二軸加速度センサ３は、第１軸方向（以下、「ｘ軸方向」という。）及びｘ軸方向に直交する第２軸方向（以下、「ｙ軸方向」という。）のそれぞれの方向に作用する加速度を検出する。固定部材９は、ｘ軸方向及びｙ軸方向の少なくとも一方が水平方向に対して所定の傾斜角度をなすようにして二軸加速度センサ３を固定する。固定部材９としては、例えば、ネジ若しくはボルト等の金属、又は接着剤等が使用できる。二軸加速度センサ３の傾斜角度は任意に設定可能であり、ｘ軸方向及びｙ軸方向の少なくとも一方が筐体５の底面及び上面に対して平行及び垂直のいずれでもない方向に沿って固定されていれば良い。

図１に示す例においては、二軸加速度センサ３が固定部材９によって筐体５内部の底面に固定されているが、筐体５内部の上面に固定される構成でも良い。二軸加速度センサ３が検出したｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれの加速度は、電気信号として信号処理装置８によって認識される。但し、信号処理装置８は、二軸加速度センサ３からの出力を常時監視する必要はなく、例えば１分毎又は５分毎等の比較的長い周期で二軸加速度センサ３からの出力を監視する。なお、二軸加速度センサ３の検出する加速度（重力加速度）は、静止状態では−１Ｇ〜＋１Ｇの範囲内となる。

信号処理装置８は、図示を省略するＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等で構成され、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出してＣＰＵにて実行することにより各種の機能を実現する。具体的には、二軸加速度センサ３が検出したｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれの加速度に基づいて基地局１の傾きを検知し、基地局１の傾きが一定値を超えた場合に異常状態の発生と判定する。

送受信装置４は、時分割多重（ＴＤＤ）方式により任意の移動局と無線通信を行う。送信動作時において送受信装置４は、送信信号を変調し、変調した送信信号を高周波信号に変換して増幅しアンテナ６を介して出力する。また、受信動作時において送受信装置４は、アンテナ６より入力される受信波を、中間周波信号に周波数変換し、中間周波信号を復調してベースバンド信号に変換する。

回線装置７は、例えばデジタル網インターフェースとして機能し、管理センタ２と位置登録、認証、及び呼接続等の情報交換を実行する。また、回線装置７は、信号処理装置８にて異常状態が発生したと判定された場合に、通信網１１を介して管理センタ２に異常状態の発生を報告する。この結果、地震や出水等によって基地局１又は基地局１が取り付けられた建柱１０が傾くといった状態が生じた場合、異常状態の発生を管理センタ２に自動的に報告可能な基地局システムが提供される。

更に、二軸加速度センサ３が検出感度を有するｘ軸方向及びｙ軸方向の少なくとも一方を、水平方向に対して傾きを持たせることで、水平方向に直角をなす方向の加速度をも検出可能となり、二軸加速度センサ３を３軸の加速度（重力加速度）を検知する無指向性の加速度センサとして機能させることが可能となる。

図２（ａ）は、二軸加速度センサ３が検出感度を有するｘ軸方向及びｙ軸方向の双方に傾きを持たせて筐体５の底面ｂ上に配置した一例を示している。この場合、ｘ軸方向及びｙ軸方向の構成する面が、実装面（筐体５の底面ｂ）に対して傾斜角度を有していることとなる。図２（ａ）においては、二軸加速度センサ３の形状を直方体として図示しているが、直方体に限らず種々の形状の二軸加速度センサ３を使用可能である。なお、図２（ａ）においては固定部材９の図示を省略している。

図２（ｂ）は、筐体５の側面（正面）ｅから、側面ｅに対向する側面（裏面）ｆ方向に見た場合の二軸加速度センサ３の模式図である。図２（ｂ）に示すように、固定部材９によって、二軸加速度センサ３の端部が筐体５の底面ｂに固定されている。筐体５の底面ｂに沿った方向（水平方向α）と二軸加速度センサ３のｘ軸には、例えば４５°の傾斜角度θ₁が設定されている。二軸加速度センサ３のｘ軸は、筐体５の底面ｂ側を正とする検出感度を有しており、正常状態では正の値の加速度を検出する。一方、筐体５が１８０°反転した場合、二軸加速度センサ３のｘ軸では負の値の加速度が検出されることとなる。したがって、基地局１全体が１８０°反転したことを容易に認識可能となる。

図２（ｃ）は、筐体５の側面ｃから、側面ｃに対向する側面ｄ方向に見た場合の二軸加速度センサ３の模式図である。筐体５の底面ｂに沿った方向（水平方向α）と二軸加速度センサ３のｙ軸には、ｘ軸方向と同様に例えば４５°の傾斜角度θ₂が設定されている。この結果、二軸加速度センサ３のｘ軸と同様に、基地局１全体が１８０°反転したことをｙ軸においても容易に検知可能となる。

なお、図２においては、ｘ軸及びｙ軸の双方が傾きを有する場合について説明したが、ｘ軸及びｙ軸のいずれか一方が傾きを有していれば１８０°の反転を検出可能である。

次に、信号処理装置８の詳細な機能構成を図３に示す。図３に示すように、信号処理装置８は、許容値設定部８１、第１許容値格納部８２、第２許容値格納部８３、第１異常状態判定部８４、第２異常状態判定部８５、及び通知部８６を備える。許容値設定部８１は、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれについて、異常発生とみなす上限許容値及び下限許容値を設定する。設置環境等によっては基地局１に微少な傾きが生じ易い場合もあり、アンテナ６の指向性を良好に維持可能な範囲内の傾きであれば許容しても良いためである。許容値の設定は、基地局１の設置時に行っても良く、管理センタ２から通信網１１を介して適宜設定可能としても良い。また、通常状態時における二軸加速度センサ３の出力を基準として許容値を設定することが好ましい。

第１許容値格納部８２はｘ軸方向の上限許容値及び下限許容値を保持する。第２許容値格納部８３はｙ軸方向の上限許容値及び下限許容値を保持する。第１異常状態判定部８４は、二軸加速度センサ３が検出したｘ軸方向の加速度を、第１許容値格納部８２で保持されたｘ軸方向の上限許容値及び下限許容値と比較することで異常状態の発生を検出する。同様に、第２異常状態判定部８５は、二軸加速度センサ３が検出したｙ軸方向の加速度を、第２許容値格納部８３で保持されたｙ軸方向の上限許容値及び下限許容値と比較することで異常状態の発生を検出する。通知部８６は、第１許容値格納部８２又は第２異常状態判定部８５の少なくとも一方が異常状態の発生を検出した場合、管理センタ２に異常状態の発生を通知する。

以下に、図４に示すフローチャートを参照して、二軸加速度センサ３及び信号処理装置８による異常検出動作例を説明する。ただし、説明の簡略化のため、二軸加速度センサ３のｘ軸方向における異常検出動作についてのみ説明する。また、図２（ｂ）に示す傾斜角度θ₁の初期設定値が４５°である場合について説明する。

ステップＳ１０１にて、許容値設定部８１は、ｘ軸方向の上限許容値を第１許容値格納部８２に設定する。一例として、正常状態とみなすｘ軸方向の上限許容値を＋１５°とした場合、上限許容値は、
sin(45°+15°)×1G≒0.87G ・・・（１）
となる。

ステップＳ１０２にて、許容値設定部８１は、ｘ軸方向の下限許容値を第１許容値格納部８２に設定する。一例として、正常状態とみなすｘ軸方向の下限許容値を−１５°とした場合、下限許容値は、
sin(45°-15°)×1G＝0.5G ・・・（２）
となる。

ステップＳ１０３にて、二軸加速度センサ３は、ｘ軸方向の加速度を検出し、検出した加速度を第１異常状態判定部８４に伝達する。図２（ｂ）において、二軸加速度センサ３の中央部を中心として図面上で時計回りに１３５°、及び反時計回りに４５°の傾きの範囲内であれば、ｘ軸方向の加速度（重力加速度）は０以上の値となる。

ステップＳ１０４にて、第１異常状態判定部８４は、ステップＳ１０３で検出された加速度をステップＳ１０１で設定された上限許容値と比較する。ステップＳ１０３で検出された加速度がステップＳ１０１で設定された上限許容値よりも大きいと判定された場合、ステップＳ１０６に進む。これに対して、ステップＳ１０３で検出された加速度がステップＳ１０１で設定された上限許容値以下であると判定された場合、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５にて、第１異常状態判定部８４は、ステップＳ１０３で検出された加速度をステップＳ１０２で設定された下限許容値と比較する。ステップＳ１０３で検出された加速度がステップＳ１０２で設定された下限許容値よりも小さいと判定された場合、ステップＳ１０６に進む。これに対して、ステップＳ１０３で検出された加速度がステップＳ１０２で設定された下限許容値以上であると判定された場合、ステップＳ１０３に処理が戻る。

ステップＳ１０６にて、第１異常状態判定部８４は、異常状態の発生と判断する。異常状態の発生と判断されると、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７にて、通知部８６は、回線装置７及び通信網１１を介して、異常状態の発生を管理センタ２に通知する。

以上詳細に説明したように、本発明の実施形態に係る基地局１によれば、停電中に１８０°反転した場合であっても、給電復旧後に１８０°反転したことを検出可能となる。更に、給電中であっても、連続的に二軸加速度センサ３の出力を監視することなく、１８０°反転を検出できる。

（その他の実施形態）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

上述した実施形態においては、二軸加速度センサ３が筐体５の内部に実装される一例を説明したが、二軸加速度センサ３が筐体５の外部に実装されてもかまわない。

更に、二軸加速度センサ３が基地局１の筐体５の取り付け面（底面）に取り付けられる一例を説明したが、例えば信号処理装置８又は回線装置７等が実装される回路基板等に取り付けられる構成でも構わない。

また、信号処理装置８及び回線装置７が、通信網１１を介して異常状態の発生を管理センタ２に通知する一例を説明したが、二軸加速度センサ３が検出した加速度のみを管理センタ２に通知し、管理センタ２にて異常状態の発生を検出する構成でも良い。

既に述べた異常検出動作例の説明において、二軸加速度センサ３のｘ軸方向及びｙ軸方向に初期設定される傾斜角度が４５°である場合を説明したが、例えば１５°〜７５°、又は３０°〜６０°の範囲といったように任意に設定可能である。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明の実施形態に係る基地局システムの構成例を示す模式図である。図２（ａ）は本発明の実施形態に係る基地局１の模式的な斜視図であり、図２（ｂ）は本発明の実施形態に係る基地局１の模式的な正面図であり、図２（ｃ）は本発明の実施形態に係る基地局１の模式的な側面図である。本発明の実施形態に係る信号処理装置の構成例を示す機能ブロック図である。本発明の実施形態に係る二軸加速度センサ及び信号処理装置による異常検出動作例を示すフローチャートである。

符号の説明

１…基地局
２…管理センタ
３…二軸加速度センサ
４…送受信装置
５…筐体
６…アンテナ
７…回線装置
８…信号処理装置
９…固定部材
１０…建柱
１１…通信網
８１…許容値設定部
８２…第１許容値格納部
８３…第２許容値格納部
８４…第１異常状態判定部
８５…第２異常状態判定部
８６…通知部

Claims

第１軸方向及び前記第１軸方向に直交する第２軸方向のそれぞれの方向に作用する加速度を検出する二軸加速度センサと、
前記第１及び第２軸方向の少なくとも一方が水平方向に対して所定の傾斜角度をなすようにして前記二軸加速度センサを固定する固定部材
とを備えることを特徴とする基地局。
前記二軸加速度センサが測定した加速度に応じて異常状態を検出する異常検出部と、
前記異常状態の発生を管理センタに通知する通知部
とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
前記所定の傾斜角度は略４５°であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局。