JP5573778B2 - 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

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４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４１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４１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４１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である。

前記制御ケーブルは、前記制御装置に接続される制御装置側制御ケーブルと、前記端末機器に接続される端末機器側制御ケーブルと、からなり、前記延長ケーブルの一端と前記制御装置側制御ケーブルとが接続され、前記制御装置側制御ケーブルの前記制御信号線と前記延長ケーブルの前記延長用制御信号線とを電気的に接続すると共に、前記制御装置側制御ケーブルの前記電源線と前記延長ケーブルの前記延長用電源線とを電気的に接続する第１変換器と、前記延長ケーブルの他端と前記端末機器側制御ケーブルとが接続され、前記端末機器側制御ケーブルの前記制御信号線と前記延長ケーブルの前記延長用制御信号線とを電気的に接続すると共に、前記端末機器側制御ケーブルの前記電源線と前記延長ケーブルの前記延長用電源線とを電気的に接続する第２変換器と、を備えてもよい。

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と、前記延長ケーブルの一端と前記制御装置に接続される制御装置側制御ケーブルとが接続され、前記制御装置側制御ケーブルの前記制御信号線と前記延長ケーブルの前記延長用制御信号線とを電気的に接続すると共に、前記制御装置側制御ケーブルの前記電源線と前記延長ケーブルの前記延長用電源線とを電気的に接続する第１変換器と、前記延長ケーブルの他端と前記端末機器に接続される端末機器側制御ケーブルとが接続され、前記端末機器側制御ケーブルの前記制御信号線と前記延長ケーブルの前記延長用制御信号線とを電気的に接続すると共に、前記端末機器側制御ケーブルの前記電源線と前記延長ケーブルの前記延長用電源線とを電気的に接続する第２変換器と、を備え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及びアンテナ制御システム拡張ユニットを提供できる。

（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）はアンテナ制御システム拡張ユニット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。 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）はアンテナ制御システム拡張ユニットの概略構成図である。

図１（ａ）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。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。

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。

図１（ａ）に戻り、本実施の形態では、制御ケーブル１３として、制御装置１２に接続される制御装置側制御ケーブル１３ａと、端末機器１１に接続される端末機器側制御ケーブル１３ｂの２本を用いる。

両制御ケーブル１３ａ，１３ｂの一端（制御装置１２側の端部）には、ＡＩＳＧ規格に準拠したオスコネクタ２２が設けられている。また、両制御ケーブル１３ａ，１３ｂの他端（端末機器１１側の端部）には、ＡＩＳＧ規格に準拠したメスコネクタ２３が設けられている。

制御装置側制御ケーブル１３ａのオスコネクタ２２は、制御装置１２の出力端に設けられたメスコネクタ２３に接続される。端末機器側制御ケーブル１３ｂのメスコネクタ２３は、端末機器１１の入力端に設けられたオスコネクタ２２に接続される。なお、図示していないが、端末機器１１には、デイジーチェーン接続用のメスコネクタが設けられており、このメスコネクタに別途用意した制御ケーブルのオスコネクタを接続し、その制御ケーブルのメスコネクタを次段の端末機器のオスコネクタに接続することで、デイジーチェーン接続が実現できる。

さて、本実施の形態に係るアンテナ制御システム１は、制御ケーブル１３の途中（制御装置側制御ケーブル１３ａと端末機器側制御ケーブル１３ｂとの間）に、延長ケーブル３を備えたアンテナ制御システム拡張ユニット２を挿入して構成される。アンテナ制御システム拡張ユニット２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ものである。

アンテナ制御システム拡張ユニット２は、延長ケーブル３と、延長ケーブル３の一端と制御装置側制御ケーブル１３ａとが接続される第１変換器４と、延長ケーブル３の他端と端末機器側制御ケーブル１３ｂとが接続される第２変換器５と、を備えている。

延長ケーブル３は、図示していないが、制御ケーブル１３と略同様の構造となっており、制御信号を伝送するための延長用制御信号線と、電源を供給するための延長用電源線とを備えている。ただし、延長ケーブル３の延長用電源線は、制御ケーブル１３の電源線１５よりも導体抵抗が小さい。延長ケーブル３での電力低下を極力抑制するため、延長ケーブル３の延長用電源線には、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。

図１（ｂ）に示すように、第１変換器４は、第１変換器本体４ａと、制御装置側制御ケーブル１３ａが接続されるオスコネクタ４ｂと、延長ケーブル３の一端が接続される延長ケーブル用コネクタ４ｃと、を備えている。また、第２変換器５は、第２変換器本体５ａと、端末機器側制御ケーブル１３ｂが接続されるメスコネクタ５ｂと、延長ケーブル３の他端が接続される延長ケーブル用コネクタ５ｃと、を備えている。延長ケーブル用コネクタ４ｃ，５ｃは、例えば、第一電子工業社製のＣＥ０１シリーズなど、ＪＩＳＢ６０１５準拠のコネクタである。

第１変換器４のオスコネクタ４ｂと第２変換器５のメスコネクタ５ｂは、ＡＩＳＧ規格に準拠した一般的なコネクタであり、制御ケーブル１３ａ，１３ｂや端末機器１１、制御装置１２に設けられたオスコネクタ２２、メスコネクタ２３と同じものである。

第１変換器４の第１変換器本体４ａは、制御装置側制御ケーブル１３ａの制御信号線１４と延長ケーブル３の延長用制御信号線とを電気的に接続すると共に、制御装置側制御ケーブル１３ａの電源線１５と延長ケーブル３の延長用電源線とを電気的に接続するように構成されている。

また、第２変換器５の第２変換器本体５ａは、端末機器側制御ケーブル１３ｂの制御信号線１４と延長ケーブル３の延長用制御信号線とを電気的に接続すると共に、端末機器側制御ケーブル１３ｂの電源線１５と延長ケーブル３の延長用電源線とを電気的に接続するように構成されている。

これにより、両制御ケーブル１３ａ，１３ｂの制御信号線１４と電源線１５が、第１変換器４、延長ケーブル３、第２変換器５を介して、電気的に接続されることになる。なお、図１（ｂ）におけるＲＳ−４８５Ａ、ＲＳ−４８５Ｂは制御信号線１４を伝送される制御信号、ＲＳ−４８５ＧＮＤはドレインワイヤ１６を流れる信号、−４８Ｖ、ＤＣリターン、２７Ｖは電源線１５ａ，１５ｂ，１５ｃを介して供給される電源信号を、それぞれ表している。

第１変換器４を設ける位置は、なるべく制御装置１２に近い位置であることが望ましく、第２変換器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、両制御ケーブル１３ａ，１３ｂの長さは、なるべく短いことが望ましい。これは、導線抵抗の大きい両制御ケーブル１３ａ，１３ｂでの電力低下をなるべく抑制して、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、延長ケーブル３と両変換器４，５を別体とし、延長ケーブル３と両変換器４，５とを延長ケーブル用コネクタ４ｃ，５ｃを介して接続するように構成しているが、延長ケーブル３と両変換器４，５を一体に構成するように（つまり、延長ケーブル３の一端に第１変換器４を一体に設け、延長ケーブル３の他端に第２変換器５を一体に設けるように）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、制御ケーブル１３の途中に、制御信号を伝送するための延長用制御信号線と、制御ケーブル１３の電源線１５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３を挿入している。

延長ケーブル３の延長用電源線は導体抵抗が小さいので、導体抵抗の大きい制御ケーブル１３のみを用いる従来技術と比較して、制御装置１２と端末機器１１間の距離を長くすることが可能になる。また、制御装置１２と端末機器１１間の距離を変化させずに延長ケーブル３を挿入する場合には、制御ケーブル１３を用いる距離が短くなるので、制御装置１２から端末機器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となり、その結果、端末機器１１に十分な電力を供給することが可能になる。

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、延長用信号線と延長用電源線を備えた１本の延長ケーブル３を用いる場合を説明したが、これに限らず、例えば、図３（ａ）に示すように、延長用信号線を備えた第１ケーブル３ａと、延長用電源線を備えた第２ケーブル３ｂの２本のケーブル３ａ，３ｂで延長ケーブル３を構成してもよく、さらには２本以上のケーブルで延長ケーブル３を構成することも勿論可能である。

また、図３（ｂ）に示すように、制御装置側制御ケーブル１３ａと端末機器側制御ケーブル１３ｂを省略し、第１変換器４のオスコネクタ４ｂを制御装置１２のメスコネクタ２３に、第２変換器５のメスコネクタ５ｂを端末機器１１のオスコネクタ２２に、それぞれ直接接続するように構成しても、同様の効果が得られる。なお、制御装置側制御ケーブル１３ａ、端末機器側制御ケーブル１３ｂのいずれか一方を省略することも勿論可能である。

図３（ｂ）のアンテナ制御システム１において、延長ケーブル３として、延長用電源線の導体抵抗が、制御ケーブル１３の電源線１５の導体抵抗の１／２であるものを用いた場合、制御装置１２と端末機器１１間の距離を２倍に延長することが可能になる。より具体的には、例えば、延長ケーブル３の延長用電源線の導体抵抗が１２Ω／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、下式
Ｌ_max＝Ｖ₀ ²／４Ｐ_L２Ｒ₀
より、ケーブルの最大長（つまり制御装置１２と端末機器１１間の距離）Ｌ_maxは６００ｍまで延長可能となる。

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 延長ケーブル
４ 第１変換器
５ 第２変換器
１１ 端末機器
１２ 制御装置
１３ 制御ケーブル
１３ａ 制御装置側制御ケーブル
１３ｂ 端末機器側制御ケーブル

Claims (3)

1. 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
   ことを特徴とするアンテナ制御システム。
2. 前記制御ケーブルは、前記制御装置に接続される制御装置側制御ケーブルと、前記端末機器に接続される端末機器側制御ケーブルと、からなり、
   前記延長ケーブルの一端と前記制御装置側制御ケーブルとが接続され、前記制御装置側制御ケーブルの前記制御信号線と前記延長ケーブルの前記延長用制御信号線とを電気的に接続すると共に、前記制御装置側制御ケーブルの前記電源線と前記延長ケーブルの前記延長用電源線とを電気的に接続する第１変換器と、
   前記延長ケーブルの他端と前記端末機器側制御ケーブルとが接続され、前記端末機器側制御ケーブルの前記制御信号線と前記延長ケーブルの前記延長用制御信号線とを電気的に接続すると共に、前記端末機器側制御ケーブルの前記電源線と前記延長ケーブルの前記延長用電源線とを電気的に接続する第２変換器と、を備えた
   請求項１記載のアンテナ制御システム。
3. 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と、
   前記延長ケーブルの一端と前記制御装置に接続される制御装置側制御ケーブルとが接続され、前記制御装置側制御ケーブルの前記制御信号線と前記延長ケーブルの前記延長用制御信号線とを電気的に接続すると共に、前記制御装置側制御ケーブルの前記電源線と前記延長ケーブルの前記延長用電源線とを電気的に接続する第１変換器と、
   前記延長ケーブルの他端と前記端末機器に接続される端末機器側制御ケーブルとが接続され、前記端末機器側制御ケーブルの前記制御信号線と前記延長ケーブルの前記延長用制御信号線とを電気的に接続すると共に、前記端末機器側制御ケーブルの前記電源線と前記延長ケーブルの前記延長用電源線とを電気的に接続する第２変換器と、
   を備え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。