JP2012257054A - アンテナ制御システム及びアンテナ制御システム拡張ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】端末機器に十分な電力を供給でき、制御ケーブルの最大長を延長することが可能なアンテナ制御システム及びアンテナ制御システム拡張ユニットを提供する。
【解決手段】無線基地局のアンテナの制御を行うデイジーチェーン接続可能な１台以上の端末機器１１と、端末機器１１に制御信号を送信し、端末機器１１を制御してアンテナの制御を行うと共に、端末機器１１に電源を供給する制御装置１２と、制御装置１２と端末機器１１、および端末機器１１同士を接続するために用いられる制御ケーブル１３とを備え、ＡＩＳＧ規格に準拠してアンテナの制御を行うアンテナ制御システムにおいて、端末機器１１のデイジーチェーン接続用の出力コネクタ１１ｂに接続され、出力コネクタ１１ｂを介して端末機器１１に電力を供給するアンテナ制御システム拡張ユニット２を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＡＩＳＧ（Antenna Interface Standards Group）規格に準拠してアンテナの制御を行うアンテナ制御システム及びアンテナ制御システム拡張ユニットに関するものである。

移動通信用の無線基地局では、一般に、アンテナのチルト制御を遠隔制御により行えるようになっている。当初は、アンテナの制御方式としてメーカーごとに独自の方式を用いていたが、近年のＬＴＥ（Long Term Evolution）無線基地局などでは、アンテナの制御をＡＩＳＧ規格で行うことが多くなっている。ＡＩＳＧ規格は、アンテナの基本的な相互運用を確実にすべく標準化された規格である（例えば、特許文献１参照）。

図６に示すように、ＡＩＳＧ規格に準拠してアンテナの制御を行う従来のアンテナ制御システム６１は、無線基地局のアンテナ（図示せず）の制御を行うＲＥＴ（Remote Electrical Tilt）ユニットなどの端末機器（ＡＩＳＧ端末機器）１１と、端末機器１１に制御信号（ＲＳ−４８５規格信号）を送信し、端末機器１１を制御してアンテナの制御を行うと共に、端末機器１１に電源を供給する制御装置（ＡＩＳＧ制御装置）１２と、制御装置１２と端末機器１１とを接続する制御ケーブル（ＡＩＳＧ制御ケーブル）１３と、を備えている。制御ケーブル１３は、図示していないが、制御信号を伝送するための制御信号線と、電源を供給するための電源線とを備えている。

特表２０１０−５１９８０４号公報

しかしながら、上述のＡＩＳＧ規格に準拠したアンテナ制御システム６１では、制御ケーブル１３の電源線に使用できる導体線心の太さに上限があるため、電源線の導体抵抗を下げることには限界があるという問題がある。これは、電源線を太くすると、制御ケーブル１３全体の径が太くなり、現在一般に使用されているＡＩＳＧ規格に準拠したコネクタ（ＡＩＳＧコネクタ）への制御ケーブル１３の接続が困難になるためである。

制御装置１２の供給電圧をＶ₀、端末機器１１の消費電力をＰ_L、制御ケーブル１３の単位長さ当たりの導体抵抗をＲ₀とすると、制御ケーブル１３の最大長Ｌ_maxは、下式
Ｌ_max＝Ｖ₀ ²／４Ｐ_L２Ｒ₀
で表される。例えば、導体抵抗Ｒ₀が２４Ω／ｋｍ、端末機器１１の消費電力Ｐ_Lが１０Ｗ、制御装置１２の供給電圧Ｖ₀が２４Ｖであれば、制御ケーブル１３の最大長Ｌ_maxは３００ｍに制限されることになる。この場合、制御ケーブル１３の長さが３００ｍを超えると、端末機器１１における電力が不足してしまう。

また、ＡＩＳＧ規格に準拠したアンテナ制御システム６１では、複数の端末機器１１をデイジーチェーン接続することが可能である。しかし、多くの端末機器１１をデイジーチェーン接続したり、消費電力の多い端末機器１１を用いた場合には、制御ケーブル１３の長さが短い場合であっても、端末機器１１にて電力が不足してしまうことも考えられる。

このように、従来のＡＩＳＧ規格に準拠したアンテナ制御システム６１では、制御ケーブル１３の最大長が制限されてしまい、また、多くの端末機器１１をデイジーチェーン接続したり消費電力の多い端末機器１１を用いた場合に、端末機器１１にて電力が不足してしまうという問題があった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、端末機器に十分な電力を供給でき、制御ケーブルの最大長を延長することが可能なアンテナ制御システム及びアンテナ制御システム拡張ユニットを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、無線基地局のアンテナの制御を行うデイジーチェーン接続可能な１台以上の端末機器と、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、および前記端末機器同士を接続するために用いられ、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、前記端末機器のデイジーチェーン接続用の出力コネクタに接続され、該出力コネクタを介して前記端末機器に電力を供給するアンテナ制御システム拡張ユニットを備えたアンテナ制御システムである。

前記アンテナ制御システム拡張ユニットは、電源に接続された給電線と、前記端末機器の前記出力コネクタに一端が接続される拡張ユニット用制御ケーブルと、前記給電線と、前記拡張ユニット用制御ケーブルの他端とが接続され、前記給電線と前記拡張ユニット用制御ケーブルの電源線とを電気的に接続する接続用ボックスと、を備えていてもよい。

前記給電線が給電用制御ケーブルからなり、前記接続用ボックスは、前記給電用制御ケーブルの電源線と、前記拡張ユニット用制御ケーブルの電源線とを電気的に接続するように構成されてもよい。

また、本発明は、無線基地局のアンテナの制御を行うデイジーチェーン接続可能な１台以上の端末機器と、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、および前記端末機器同士を接続するために用いられ、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用いるアンテナ制御システム拡張ユニットであって、前記端末機器のデイジーチェーン接続用の出力コネクタに接続され、該出力コネクタを介して前記端末機器に電力を供給するよう構成されたアンテナ制御システム拡張ユニットである。

本発明によれば、端末機器に十分な電力を供給でき、制御ケーブルの最大長を延長することが可能なアンテナ制御システム及びアンテナ制御システム拡張ユニットを提供できる。

本発明の一実施の形態に係るアンテナ制御システムの概略構成図である。 図１のアンテナ制御システムに用いる制御ケーブルの一例を示す横断面図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の一変形例に係るアンテナ制御システムの概略構成図である。 本発明の一変形例に係るアンテナ制御システムの概略構成図である。 本発明の一変形例に係るアンテナ制御システムの概略構成図である。 従来のアンテナ制御システムの概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本実施の形態に係るアンテナ制御システムの概略構成図である。

図１に示すように、アンテナ制御システム１は、無線基地局のアンテナ（図示せず）の制御を行うＲＥＴユニットなどの端末機器（ＡＩＳＧ端末機器）１１と、端末機器に制御信号（ＲＳ−４８５規格信号）を送信し、端末機器１１を制御してアンテナの制御を行うと共に、端末機器１１に電源を供給する制御装置（ＡＩＳＧ制御装置）１２と、制御装置１２と端末機器１１、および端末機器１１同士を接続するための制御ケーブル（ＡＩＳＧ制御ケーブル）１３と、を備えている。アンテナ制御システム１は、ＡＩＳＧ規格に準拠してアンテナのチルト角等の制御を行うものである。

図１では、３台の端末機器１１をデイジーチェーン接続した場合を示しているが、端末機器１１の台数はこれに限定するものではなく、１台以上であればよい。

制御装置１２には、各端末機器１１に制御信号と電力を出力するための出力コネクタ（メスコネクタ）１２ａが設けられている。各端末機器１１には、制御装置１２からの制御信号と電力が入力される入力コネクタ（オスコネクタ）１１ａと、デイジーチェーン接続用の出力コネクタ（メスコネクタ）１１ｂとが設けられている。また、制御ケーブル１３の一端にはオスコネクタ１３ａが設けられ、制御ケーブル１３の他端にはメスコネクタ１３ｂが設けられている。これらコネクタ１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１３ａ，１３ｂは、ＡＩＳＧ規格に準拠した一般的なコネクタ（ＡＩＳＧコネクタ）であり、例えば、第一電子工業社製のＡＩＣ−Ｍ１６Ｒ−８ＳＣなどである。

制御装置１２の出力コネクタ１２ａには、制御ケーブル１３のオスコネクタ１３ａが接続され、その制御ケーブル１３のメスコネクタ１３ｂが１段目（図示左側）の端末機器１１の入力コネクタ１１ａに接続される。これにより、制御装置１２と１段目の端末機器１１とが制御ケーブル１３を介して接続される。

また、１段目の端末機器１１の出力コネクタ１１ｂには、制御ケーブル１３のオスコネクタ１３ａが接続され、その制御ケーブル１３のメスコネクタ１３ｂが２段目（図示中央）の端末機器１１の入力コネクタ１１ａに接続される。これにより、１段目の端末機器１１と２段目の端末機器１１とが制御ケーブル１３を介して接続される。２段目の端末機器１１と３段目（図示右側）の端末機器１１についても同様である。最も制御装置１２から離れた３段目の端末機器１１の出力コネクタ１１ｂは、何も接続されず開放された状態となっているのが通常である。

制御ケーブル１３は、図２に示すように、制御信号を伝送するための２本の制御信号線１４と、電源を供給するための３本の電源線１５とを備えている。２本の制御信号線１４には、ドレインワイヤ１６が縦添えされており、２本の制御信号線１４とドレインワイヤ１６の周囲には、これらを一括して取り囲むようにシールドテープ（金属テープ）１７が設けられている。

３本の電源線１５は、異なる電圧が設定された２本の電源線１５ａ，１５ｃと、ＤＣリターン用の電源線１５ｂとからなる。ここでは、−４８Ｖ線１５ａと２７Ｖ線１５ｃを備える場合を説明する。ただし、本実施の形態では、−４８Ｖ線１５ａについては、予備的に備えるのみで実際には使用しないので、省略することも可能である。

３本の電源線１５は、介在１８と共に２本の制御信号線１４の周囲（シールドテープ１７の周囲）に配置され、これらを一括して取り囲むように、シールドテープ１９、編組シールド２０、シース２１が順次設けられている。

なお、図２の制御ケーブル１３は、あくまで一例として示したものであり、制御ケーブル１３は、図２の構成に限定されるものではなく、少なくとも２本の制御信号線１４と２本の電源線１５とを備えるものであればよい。

さて、アンテナ制御システム１は、端末機器１１に供給する電力を増加させ、システムの拡張を行うためのアンテナ制御システム拡張ユニット２を備えている。

アンテナ制御システム拡張ユニット２は、端末機器１１のデイジーチェーン接続用の出力コネクタ１１ｂに接続され、出力コネクタ１１ｂを介して端末機器１１のそれぞれに電力を供給するよう構成される。

アンテナ制御システム拡張ユニット２を接続する端末機器１１は特に限定されるものではなく、どの端末機器１１にアンテナ制御システム拡張ユニット２を接続してもよい。本実施の形態では、１段目と２段目の端末機器１１の出力コネクタ１１ｂが使用されているため、開放されている３段目の端末機器１１の出力コネクタ１１ｂにアンテナ制御システム拡張ユニット２を接続する。

出力コネクタ１１ｂと入力コネクタ１１ａとは端末機器１１の内部で電気的に接続されているので、アンテナ制御システム拡張ユニット２から供給された電力は、３段目の端末機器１１のみならず、３段目の端末機器１１を介して２段目と１段目の端末機器１１にも供給されることになる。

アンテナ制御システム拡張ユニット２は、具体的には、電源に接続された給電線３と、端末機器１１の出力コネクタ１１ｂに一端が接続される拡張ユニット用制御ケーブル４と、給電線３と拡張ユニット用制御ケーブル４の他端とが接続される接続用ボックス５と、を備えている。

給電線３としては、２心の導体線心を有するものであれば、どのようなものを用いてもよい。ただし、給電線３としては、なるべく導体抵抗が小さいもの（導体の径が太いもの）を用いることが望ましい。本実施の形態では、給電線３に接続される電源として制御装置１２を用いる場合を説明する。

拡張ユニット用制御ケーブル４は、上述の制御ケーブル１３と同じものであり、その一端にはオスコネクタ４ａが設けられ、他端にはメスコネクタ４ｂが設けられている。

接続用ボックス５は、ボックス本体５ａと、拡張ユニット用制御ケーブル４が接続されるオスコネクタ５ｂと、給電線３が接続される給電線用コネクタ５ｃと、を備えている。なお、拡張ユニット用制御ケーブル４のコネクタ４ａ，４ｂ、および接続ボックス５のオスコネクタ５ｂは、ＡＩＳＧ規格に準拠した一般的なコネクタである。

接続用ボックス５のボックス本体５ａは、給電線３と拡張ユニット用制御ケーブル４の電源線とを電気的に接続するように構成されている。具体的には、ボックス本体５ａは、給電線用コネクタ５ｃを介して給電線３の２心の導体線心とそれぞれ電気的に接続される内部配線５ｄを、拡張ユニット用制御ケーブル４が接続されるオスコネクタ５ｂのＤＣリターン、２７Ｖのピン端子（７番、６番のピン端子）に電気的に接続することで、給電線３と拡張ユニット用制御ケーブル４の電源線とを電気的に接続するように構成されている。なお、括弧内に示したピン端子の番号は、ＡＩＳＧ規格で規定されている番号である。

拡張ユニット用制御ケーブル４のオスコネクタ４ａを３段目の端末機器１１の出力コネクタ１１ｂに、拡張ユニット用制御ケーブル４のメスコネクタ４ｂを接続用ボックス５のオスコネクタ５ｂにそれぞれ接続し、電源（ここでは制御装置１２）から延びる給電線３をボックス本体５ａの給電線用コネクタ５ｃに接続することで、電源（制御装置１２）と３段目の端末機器１１の出力コネクタ１１ｂとが、給電線３、接続用ボックス５、拡張ユニット用制御ケーブル４を介して、電気的に接続されることになる。

接続用ボックス５を設ける位置は、なるべく端末機器１１に近い位置であることが望ましい。換言すれば、拡張ユニット用制御ケーブル４の長さは、なるべく短いことが望ましい。これは、電源と端末機器１１との間の抵抗（すなわちアンテナ制御システム拡張ユニット２全体での抵抗）をなるべく小さくして、端末機器１１に供給可能な電力を大きくするためである。

なお、本実施の形態では、給電線３と拡張ユニット用制御ケーブル４と接続用ボックス５とをそれぞれ別体としたが、給電線３と接続用ボックス５、あるいは接続用ボックス５と拡張ユニット用制御ケーブル４、あるいは給電線３と接続用ボックス５と拡張ユニット用制御ケーブル４とを一体に構成するようにしてもよい。

本実施の形態の作用を説明する。

本実施の形態に係るアンテナ制御システム１では、端末機器１１のデイジーチェーン接続用の出力コネクタ１１ｂに接続され、出力コネクタ１１ｂを介して端末機器１１のそれぞれに電力を供給するアンテナ制御システム拡張ユニット２を備えている。

デイジーチェーン接続に対応した端末機器１１では、出力コネクタ１１ｂと入力コネクタ１１ａとが端末機器１１の内部で電気的に接続されているので、アンテナ制御システム拡張ユニット２から供給された電力は、３段目の端末機器１１はもちろん、３段目の端末機器１１に接続されている２段目と１段目の端末機器１１にも供給されることになり、アンテナ制御システム拡張ユニット２を介して全ての端末機器１１に電力を供給することが可能になる。

本実施の形態のように、電源として制御装置１２を用いる場合には、例えば３段目の端末機器１１から見ると、３本の制御ケーブル１３とアンテナ制御システム拡張ユニット２とが並列接続されたような格好となり、制御装置１２から３段目の端末機器１１に至る電源供給用の線路全体で見ると、導体抵抗を減少させることが可能になる。１段目、２段目の端末機器１１についても同様である。その結果、各端末機器１１に十分な電力を供給することが可能となり、従来と比較して、制御ケーブル１３の最大長（制御装置１２と端末機器１１間の距離）を延長することが可能になる。

複数の端末機器１１をデイジーチェーン接続する場合、制御装置１２から離れた端末機器１１ほど、制御ケーブル１３での電圧降下によって供給できる電力が小さくなるが、本実施の形態では、アンテナ制御システム拡張ユニット２を介して、制御装置１２から最も離れた終端に位置する端末機器１１に電力供給できるため、最も条件が厳しい終端に位置する端末機器１１に対して、確実に十分な電力を供給することが可能であり、効果は大きい。

本発明は、ＡＩＳＧ規格に準拠したアンテナ制御システムにおいて、何らかの理由で制御ケーブル１３の距離（すなわち制御装置１２と端末機器１１間の距離）を長くしたいとき、あるいは、多くの端末機器１１を接続したい場合や大電力の端末機器１１を使用したい場合などに、好適に適用することができる。

なお、本実施の形態では、給電線３に接続される電源として制御装置１２を用いる場合を説明したが、これに限らず、図３（ａ）に示すように、給電線３に接続される電源として、制御装置１２以外の商用電源から生成した独立した直流電源３１を用いることも可能である。この場合、制御ケーブル１３を介して端末機器１１に送られる電力の不足分を直流電源３１にて補うことができるので、図１の場合と同様に、端末機器１１に十分な電力を供給し、制御ケーブル１３の最大長を延長することが可能になる。

さらには、図３（ｂ）に示すように、接続用ボックス５と拡張ユニット用制御ケーブル４を省略し、給電線３に直接オスコネクタ３２を設けて、そのオスコネクタ３２を端末機器１１の出力コネクタ１１ｂに接続するよう構成することも可能である。この場合、ＡＩＳＧ規格に準拠したオスコネクタ３２を用いる必要があるため、給電線３の導体抵抗を小さくすること（導体の径を太くすること）には限界があるが、直流電源３１と端末機器１１の距離が近い場合には、給電線３を短くできるため、さほど問題とはならない。

なお、接続用ボックス５と拡張ユニット用制御ケーブル４の両者を省略せずとも、拡張ユニット用制御ケーブル４のみを省略して、接続用ボックス５のオスコネクタ５ｂを端末機器１１の出力コネクタ１１ｂに直接接続することももちろん可能である。

また、図４に示すアンテナ制御システム４１のように、給電線３として給電用制御ケーブル４２を用い、接続用ボックス５を、給電用制御ケーブル４２の電源線と、拡張ユニット用制御ケーブル４の電源線とを電気的に接続するように構成してもよい。

給電用制御ケーブル４２は上述の制御ケーブル１３と同じものであり、その一端にはオスコネクタ４３が、他端にはメスコネクタ４４が設けられている。制御装置１２に出力コネクタ１２ａが複数設けてある場合には、給電用制御ケーブル４２のオスコネクタ４３を直接出力コネクタ１２ａに接続すればよい。制御装置１２に出力コネクタ１２ａが１つしか設けられていない場合には、制御装置１２の出力を分配器（ＡＩＳＧ分配器）を用いて分配するよう構成すればよい。

接続用ボックス５では、給電線用コネクタ５ｃに替えて、給電用制御ケーブル４２のメスコネクタ４４を接続するためのオスコネクタ５ｅが設けられる。接続用ボックス５のボックス本体５ａは、両オスコネクタ５ｂ，５ｅ間で、ＤＣリターン、２７Ｖのピン端子（７番、６番のピン端子）同士のみを電気的に接続するように構成される。

なお、アンテナ制御システム４１において、接続用ボックス５を挿入している理由は、接続用ボックス５を挿入せず、制御装置１２と端末機器１１とを１本の制御ケーブルで接続した場合、制御信号がループしてしまうこととなり、問題があるためである。つまり、接続用ボックス５は、制御信号を遮断し、制御信号がループしないようにする役割を果たしている。

このアンテナ制御システム４１においても、図１のアンテナ制御システム１と同様に、端末機器１１に十分な電力を供給し、制御ケーブル１３の最大長を延長することが可能になる。

なお、上記実施の形態では、一例として、複数の端末機器１１をデイジーチェーン接続した場合を説明したが、端末機器１１の接続形態はこれに限らず、図５に示すアンテナ制御システム５１のように、分配器（ＡＩＳＧ分配器）５２により分配された各制御ケーブル１３に、それぞれ端末機器１１を接続する場合においても、本発明は適用可能である。図５では、１つの入力コネクタ（オスコネクタ）５３と３つの出力コネクタ（メスコネクタ）５４を有する３分配の分配器５２を用い、各出力コネクタ５４に接続した制御ケーブル１３に端末機器１１をそれぞれ接続した場合を示している。

この場合、３つの端末機器１１のいずれにおいても出力コネクタ１１ｂが開放されるので、開放されている出力コネクタ１１ｂのいずれかにアンテナ制御システム拡張ユニット２を接続すればよい。なお、本発明においては、分配器５２も端末機器の一種という扱いであり、分配器５２に未使用の出力コネクタ５４があれば、その出力コネクタ５４にアンテナ制御システム拡張ユニット２を接続することももちろん可能である。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

１ アンテナ制御システム
２ アンテナ制御システム拡張ユニット
３ 給電線
４ 拡張ユニット用制御ケーブル
５ 接続用ボックス
１１ 端末機器
１１ａ 入力コネクタ
１１ｂ 出力コネクタ
１２ 制御装置
１２ａ 出力コネクタ
１３ 制御ケーブル

Claims (4)

1. 無線基地局のアンテナの制御を行うデイジーチェーン接続可能な１台以上の端末機器と、
   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、および前記端末機器同士を接続するために用いられ、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、
   前記端末機器のデイジーチェーン接続用の出力コネクタに接続され、該出力コネクタを介して前記端末機器に電力を供給するアンテナ制御システム拡張ユニットを備えた
   ことを特徴とするアンテナ制御システム。
2. 前記アンテナ制御システム拡張ユニットは、
   電源に接続された給電線と、
   前記端末機器の前記出力コネクタに一端が接続される拡張ユニット用制御ケーブルと、
   前記給電線と、前記拡張ユニット用制御ケーブルの他端とが接続され、前記給電線と前記拡張ユニット用制御ケーブルの電源線とを電気的に接続する接続用ボックスと、を備えている
   請求項１記載のアンテナ制御システム。
3. 前記給電線が給電用制御ケーブルからなり、
   前記接続用ボックスは、前記給電用制御ケーブルの電源線と、前記拡張ユニット用制御ケーブルの電源線とを電気的に接続するように構成される
   請求項２記載のアンテナ制御システム。
4. 無線基地局のアンテナの制御を行うデイジーチェーン接続可能な１台以上の端末機器と、
   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、および前記端末機器同士を接続するために用いられ、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用いるアンテナ制御システム拡張ユニットであって、
   前記端末機器のデイジーチェーン接続用の出力コネクタに接続され、該出力コネクタを介して前記端末機器に電力を供給するよう構成された
   ことを特徴とするアンテナ制御システム拡張ユニット。