JP2013017306A - アンテナ制御システム - Google Patents

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Abstract

【課題】端末機器に十分な電力を供給でき、制御装置と端末機器間の距離を延長することが可能なアンテナ制御システムを提供する。
【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、制御装置12は、必須接続である10〜30Vの電源ラインと、任意接続である+12Vまたは−48Vの電源ラインに電源を供給するように構成され、+12Vまたは−48Vの電源ラインを介して入力された電圧を変換して、10〜30Vの電源ラインに出力する補助電源装置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5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51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。
AISG規格にて規定されているコネクタのピン端子の番号(Pin Number)、各ピン端子で伝搬する信号(Signal)、必須接続(Mandatory)であるか任意接続(Optional)であるかという要求(Requirement)を表1に示す。
表1に示すように、AISG規格では、1番の+12V、2番の−48V、6番の10〜30Vの3種類の電源ラインが用意されており、+12Vと−48Vの電源ラインは任意接続、10〜30Vの電源ラインは必須接続とされている。現状の既設のアンテナ制御システムでは、必須接続である10〜30Vの電源ラインのみが使用され、任意接続の−48Vや+12Vの電源ラインが使用されていない場合が多い。なお、表1における8番のNCは無接続(No Connection)を意味している。
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51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PL、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Lmaxは、下式
max=V0 2/4PL2R0
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PL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Lmax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41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51では、制御ケーブル13の最大長が制限され制御装置12と端末機器11間の距離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、制御装置と端末機器間の距離を延長することが可能なアンテナ制御システム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る制御ケーブルと、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、前記制御装置は、必須接続である10〜30Vの電源ラインと、任意接続である+12Vまたは−48Vの電源ラインに電源を供給するように構成され、前記制御装置から前記+12Vまたは−48Vの電源ラインを介して入力された電圧を変換して、前記10〜30Vの電源ラインに出力する補助電源装置を備えたアンテナ制御システムである。
前記補助電源装置は、前記制御装置側の前記制御ケーブルまたは前記端末機器と接続される入力コネクタと、前記制御装置と反対側の前記制御ケーブルまたは前記端末機器と接続される出力コネクタと、前記入力コネクタと前記出力コネクタが取り付けられると共に、該両コネクタの間で、前記制御信号を伝送する制御信号ラインを電気的に接続し、前記+12Vまたは−48Vの電源ラインを介して入力された電圧を変換して、前記入力コネクタと前記出力コネクタの少なくとも一方の前記10〜30Vの電源ラインに出力するよう構成された本体部と、を備えていてもよい。
前記本体部は、前記出力コネクタの前記10〜30Vの電源ラインには、常に電源供給するように構成され、前記入力コネクタの前記10〜30Vの電源ラインには、前記入力コネクタの前記10〜30Vの電源ラインでの電圧が設定電圧よりも低いときにのみ、電源供給するように構成されてもよい。
前記本体部は、前記10〜30Vの電源ラインでの電圧が設定電圧よりも低いときにのみ、前記10〜30Vの電源ラインに電源を供給するように構成されてもよい。
本発明によれば、端末機器に十分な電力を供給でき、制御装置と端末機器間の距離を延長することが可能なアンテナ制御システムを提供できる。
(a)は、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り、(b)は補助電源装置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)〜(c)は、補助電源装置の一変形例を示す概略構成図である。 図1(b)の補助電源装置を分配器と同一の筐体に内蔵したとき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(a)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り、図1(b)は補助電源装置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に電源を供給する無線機などの制御装置(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、1台の端末機器11を用いる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、2台以上の端末機器11をデイジーチェーン接続することも可能である。
制御装置12には、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。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は、必須接続である10〜30Vの電源ラインと、任意接続である+12Vまたは−48Vの電源ラインに電源を供給するように構成されている。ここでは、制御装置12が、10〜30Vの電源ラインと−48Vの電源ラインに電源を供給するよう構成されている場合を説明する。また、ここでは、端末機器11が、10〜30Vの電源ラインのみを使用するものである場合を説明する。
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制御信号ラインとして用いる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の電源ラインとなる−48V線15aと10〜30Vの電源ラインとなる10〜30V線15cを備える場合を示している。
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い。例えば、制御装置12が+12Vの電源ラインに電源を供給する場合には、−48V線15aに替えて、+12Vの電源ラインとなる+12V線を備えたものを用いる必要がある。
制御装置12と端末機器11とは制御ケーブル13を介して接続されるが、両者を直接接続した場合、制御ケーブル13の抵抗成分による電圧降下により、制御ケーブル13にて電力ロスが発生してしまう。そのため、端末機器11に十分な電力を供給しつつ、制御装置12と端末機器11間の距離を延長することは困難である。そこで、本発明では、制御装置12と端末機器11との間に、補助電源装置2を挿入している。
補助電源装置2は、制御装置12から+12Vまたは−48Vの電源ラインを介して入力された電圧を変換して、10〜30Vの電源ラインに出力するものである。ここでは、補助電源装置2を、−48Vの電源ラインを介して入力された電圧を10〜30V(24V程度)に変換(変圧)し、10〜30Vの電源ラインに出力するよう構成した。
つまり、本発明のアンテナ制御システム1では、補助電源装置2にて、任意接続で使用頻度の低い−48V電源(または+12V電源)から、必須接続で使用頻度の高い10〜30V電源を生成して、10〜30Vの電源ラインに出力するように構成している。これにより、−48Vの電源ラインで給電された電力の一部(または全部)を10〜30Vの電源ラインに合流させて、使用頻度の高い10〜30V電源をシステムの途中で補強し、制御ケーブル13での電力ロスを補うことが可能となる。
補助電源装置2は、制御装置12側の制御ケーブル13と接続される入力コネクタ(オスコネクタ)3と、制御装置12と反対側の制御ケーブル13と接続される出力コネクタ(メスコネクタ)4と、入力コネクタ3と出力コネクタ4が取り付けられる本体部5と、を備えている。
入力コネクタ3と出力コネクタ4は、AISG規格に準拠した一般的なコネクタである。ここでは、両コネクタ3,4を制御ケーブル13に接続する場合を示しているが、端末機器11(入力コネクタ11aまたは出力コネクタ11b)に直接接続することも可能である。
図1(a)のアンテナ制御システム1では、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が補助電源装置2の入力コネクタ3に接続され、これにより、制御装置12と補助電源装置2とが制御ケーブル13を介して接続されている。なお、制御装置12と補助電源装置2との間に設けられる制御ケーブル13としては、−48Vの電源ライン(または+12Vの電源ライン)となる電源線を備えたものを用いる必要がある。
また、補助電源装置2の出力コネクタ4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が端末機器11の入力コネクタ11aに接続され、これにより、補助電源装置2と端末機器11とが制御ケーブル13を介して接続されている。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。
図1(b)に示すように、本体部5は、両コネクタ3,4の間で、必須接続である10〜30Vの電源ラインと、制御信号を伝送する制御信号ラインをそれぞれ電気的に接続するように構成されている。つまり、本体部5は、両コネクタ3,4の間で、10〜30Vの電源ラインとなる6番のピン端子同士、DCリターンとなる7番のピン端子同士、RS485A,RS485Bの制御信号ラインとなる3番,5番のピン端子同士を、それぞれ内部配線5aにより直接結線するように構成されている。
また、本体部5は、−48Vの電源ラインから入力された電圧を変換(変圧)して、10〜30Vの電源ラインに出力するように構成される。具体的には、本体部5にDC/DCコンバータ5bを備え、DC/DCコンバータ5bを用いて−48V電源から10〜30V電源(24V程度)を生成し、DC/DCコンバータ5bの出力端子を10〜30Vの電源ラインへ接続することにより、10〜30Vの電源ラインに給電するように構成した。DC/DCコンバータ5bとしては、入出力絶縁型のものを用いる。
DC/DCコンバータ5bの入力端子の正極(Vin(+))はDCリターン、すなわち7番のピン端子同士を接続する内部配線5aに電気的に接続され、入力端子の負極(Vin(−))は、入力コネクタ3の−48Vの電源ライン、すなわち2番のピン端子に電気的に接続される。また、DC/DCコンバータ5bの出力端子の正極(Vout(+))は10〜30Vの電源ライン、すなわち6番のピン端子同士を接続する内部配線5aに電気的に接続され、出力端子の負極(Vout(−))はDCリターン、すなわち7番のピン端子同士を接続する内部配線5aに電気的に接続される。
本実施の形態では、両コネクタ3,4間で−48Vの電源ライン、すなわち2番のピン端子同士を電気的に接続し、出力コネクタ4側に−48V電源も供給するように本体部5を構成しているが、出力コネクタ4側に−48Vを使用する端末機器11が設けられない場合には、入力コネクタ3の2番のピン端子から出力コネクタ4の2番のピン端子に延びる内部配線5aは省略可能である。
なお、DC/DCコンバータ5bとしては、入力端子の正極(Vin(+))と出力端子の負極(Vout(−))が内部で電気的に接続されているものを用いてもよい。この場合、入力端子の正極(Vin(+))と出力端子の負極(Vout(−))のいずれか一方を、DCリターンに電気的に接続するようにすればよい。
本実施の形態では、補助電源装置2を、−48Vの電源ラインから入力された電圧を変換(変圧)して、10〜30Vの電源ラインに出力するように構成したが、制御装置12が+12Vの電源ラインに電源を供給するものである場合は、+12Vの電源ラインから入力された電圧を変換(変圧)して、10〜30Vの電源ラインに出力するよう構成してもよい。この場合、DC/DCコンバータ5bの入力端子の正極(Vin(+))を入力コネクタ3の+12Vの電源ライン、すなわち1番のピン端子に電気的に接続し、入力端子の負極(Vin(−))をDCリターン、すなわち7番のピン端子同士を接続する内部配線5aに電気的に接続するように、本体部5を構成すればよい。
また、本実施の形態では、補助電源装置2を、入力コネクタ3と出力コネクタ4の両方の10〜30Vの電源ラインに電源を出力するように構成したが、図3(a)に示すように、出力コネクタ4のみに出力するように構成してもよいし、図示していないが入力コネクタ3のみに出力するように構成してもよい。つまり、補助電源装置2は、+12Vまたは−48Vの電源ラインを介して入力された電圧を変換して、入力コネクタ3と出力コネクタ4のいずれか一方または両方の10〜30Vの電源ラインに出力するよう構成されていればよい。
さらに、図3(b)に示すように、両コネクタ3,4間で10〜30Vの電源ライン、すなわち6番のピン端子同士を接続する内部配線5aと、DC/DCコンバータ5bの出力端子の正極(Vout(+))から延びる内部配線5aとの接点Cの図示左側、すなわち、接点Cと入力コネクタ3の6番のピン端子の間の内部配線5aにダイオード31を設けてもよい。ダイオード31は、入力コネクタ3側から接点C側に流れる電流を遮断するように設けられる。
ダイオード31を設けることにより、本体部5は、出力コネクタ4の10〜30Vの電源ラインには常に電源供給し、入力コネクタ3の10〜30Vの電源ラインには、入力コネクタ3の10〜30Vの電源ラインでの電圧が設定電圧(DC/DCコンバータ5bの出力電圧)よりも低いときにのみ、電源供給するように構成されることになる。なお、入力コネクタ3側から10〜30Vの電源ラインで給電されてきた電源は、ダイオード31にて遮断されることになるので、出力コネクタ4の10〜30Vの電源ラインには、DC/DCコンバータ5bから供給される電源(つまり−48Vの電源ラインで給電されてきた電力)のみが給電されることになる。
また、図3(c)に示すように、接点CとDC/DCコンバータ5bの出力端子の正極(Vout(+))の間の内部配線5aに、接点C側からDC/DCコンバータ5b側に流れる電流を遮断するように、ダイオード31を設けてもよい。これにより、本体部5は、10〜30Vの電源ラインでの電圧が設定電圧(DC/DCコンバータ5bの出力電圧)よりも低いときにのみ、10〜30Vの電源ラインに電源を供給するように構成されることになる。
図3(b),(c)のように補助電源装置2を構成することで、必要なときのみ、−48Vの電源ラインで供給される電力の一部を10〜30Vの電源ラインに供給することが可能となる。つまり、−48V電源の無駄な電力ロスを抑制することが可能になる。
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、制御装置12が、必須接続である10〜30Vの電源ラインと、任意接続である+12Vまたは−48Vの電源ラインに電源を供給するように構成され、制御装置12から+12Vまたは−48Vの電源ラインを介して入力された電圧を変換して、10〜30Vの電源ラインに出力する補助電源装置2を備えている。
つまり、アンテナ制御システム1では、+12V電源または−48V電源が給電されているAISG制御系において、+12V電源または−48V電源から10〜30V電源を生成して、10〜30Vの電源ラインに給電するようにしている。
これにより、使用頻度の低い任意接続の電源を有効に利用して、使用頻度の高い必須接続の電源、すなわち10〜30Vの電源ラインを補強することが可能になる。その結果、10〜30Vの電源ラインにおける制御ケーブル13での電力ロスを補うことが可能となり、端末機器11に十分な電力を供給することが可能となる。よって、消費電力が大きい端末機器11を用いる場合や複数の端末機器11をデイジーチェーン接続する場合であっても、端末機器11にて電力が不足してしまうことを抑制できる。
また、端末機器11に十分な電力を供給できるため、端末機器11での消費電力により制限されていた制御装置12と端末機器11間の距離を延長することも可能になる。
本発明は、接続されている端末機器11が10〜30V電源を使用するものばかりで、−48V電源が供給されているにも拘わらず殆ど使用されていない、といった場合に、特に有効に用いることができる。
また、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も、好適に適用することができる。
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。
例えば、開放されている末端の端末機器11の出力コネクタ11bに、補助電源装置2の入力コネクタ3を直接(あるいは制御ケーブル13を介して)接続することも可能である。このような用途では、補助電源装置2の出力コネクタ4を使用しない場合もあるため、出力コネクタ4を省略して補助電源装置2をより簡易な構成とすることも可能である。
また、補助電源装置2を、分配器(AISG信号分配器)やアレスタに内蔵することも可能である。一例として、図4に、4つの出力コネクタ43を備えた4分配の分配器41と同一筐体42内に図1(b)の補助電源装置2を内蔵した場合を示す。この場合、補助電源装置2の出力コネクタ4および分配器41の入力コネクタを省略して、両者を直接接続するよう構成するとよい。なお、RETユニットなどの端末機器11と同一筐体内に補助電源装置2を内蔵することも、もちろん可能である。
1 アンテナ制御システム
2 補助電源装置
3 入力コネクタ
4 出力コネクタ
5 本体部
11 端末機器
12 制御装置
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る制御ケーブルと、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、
    前記制御装置は、必須接続である10〜30Vの電源ラインと、任意接続である+12Vまたは−48Vの電源ラインに電源を供給するように構成され、
    前記制御装置から前記+12Vまたは−48Vの電源ラインを介して入力された電圧を変換して、前記10〜30Vの電源ラインに出力する補助電源装置を備えた
    ことを特徴とするアンテナ制御システム。
  2. 前記補助電源装置は、
    前記制御装置側の前記制御ケーブルまたは前記端末機器と接続される入力コネクタと、
    前記制御装置と反対側の前記制御ケーブルまたは前記端末機器と接続される出力コネクタと、
    前記入力コネクタと前記出力コネクタが取り付けられると共に、該両コネクタの間で、前記制御信号を伝送する制御信号ラインを電気的に接続し、前記+12Vまたは−48Vの電源ラインを介して入力された電圧を変換して、前記入力コネクタと前記出力コネクタの少なくとも一方の前記10〜30Vの電源ラインに出力するよう構成された本体部と、を備えている
    請求項1記載のアンテナ制御システム。
  3. 前記本体部は、
    前記出力コネクタの前記10〜30Vの電源ラインには、常に電源供給するように構成され、
    前記入力コネクタの前記10〜30Vの電源ラインには、前記入力コネクタの前記10〜30Vの電源ラインでの電圧が設定電圧よりも低いときにのみ、電源供給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. 前記本体部は、
    前記10〜30Vの電源ラインでの電圧が設定電圧よりも低いときにのみ、前記10〜30Vの電源ラインに電源を供給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。
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