JPWO2005078947A1 - デジタル無線装置 - Google Patents

Abstract

放熱のためのダクトを共通ユニットに設けることなく、装置内の放熱を効果的に行うことができ、かつ装置のコンパクト化を実現することができるデジタル無線装置を提供する。屋内に設置されるデジタル無線装置であって、ＣＰＵを有する共通ユニット及び２つの変復調ユニット内の各回路を集積化し、かつ非貫通ビアを用いた基板を使用することにより各ユニットを小型化し、共通ユニットの上に重畳して２つの変復調ユニットを並列に設ける。

Description

本発明は、デジタル無線装置に関し、詳しくは建物の屋内に設置され、point to point通信に用いられるデジタル無線装置に関する。

従来、図１に示すように、ビルＡにはアンテナに備えられたＯＤＵ（屋外用無線装置）と、ＯＤＵとケーブルを介して接続されたＩＤＵ（屋内用無線装置）とが設置され、同様のＯＤＵとＩＤＵとが設置されたビルＢと無線通信を行う。

ここで、ビル等の屋内に設置されるＩＤＵの構成について説明する。図２は、機器故障または無線回線品質劣化時のバックアップのための予備用ユニットを含めた、２つの変復調ユニットを備えた（１＋１）切り替え方式ＩＤＵの構成を概略的に示す前面図である。（１＋１）切り替え方式としては、１つの無線周波数を現用／予備の２つの送受信器を切り替えて使用するセット予備方式、２つの無線周波数を使用し回線品質の良い系を使用する無線周波数冗長構成方式等がある。図２に示すように、従来のＩＤＵは、中央部分の共通ユニット１５を挟んで上下に変復調ユニット１６，１７をそれぞれ備えた３層構造となっている。

共通ユニット（ＳＷユニット）１５は、ユーザがＩＤＵを任意の機器に接続する際に使用されるコネクタ部２５，２６、装置内の放熱を行うダクト部２４を備えている。ダクト部２４は主に下部のＭＤＵユニットの電源部２３からの熱を、装置の横に放出するために設けてある。また、コネクタ部２５，２６は、主信号チャンネル数に応じコネクタ数は変える事が可能である。なお、コネクタ部の数量は１つ以上であれば数は限られない。また、上下の変復調ユニット（ＭＤユニット）１６，１７は、ＯＤＵとＩＤＵとを接続するためのケーブル接続部１８，１９、外気を取り込むための空気取り込み部２０，２１、及び電源部２２，２３をそれぞれ備えている。

従来技術例として、メイン基板を、金属筐体を結合する樹脂カバーの上側に配置させることにより、無線機の下側からの放熱によるあおりを回避するための無線機の実装構造がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−７４８１４号公報

しかしながら、従来のＩＤＵは、変復調ユニット内の電源部等の発熱量が大きいため、空気取り込み部や放熱用のダクトを設けなければならず、部品コストや製作の手間がかかった。また、図２に示すＩＤＵ前面のコネクタ部２５，２６の上下には空気取り込み部２０，２１があり、コネクタから上下にケーブルを配線すると空気取り込み口を塞いでしまう、また変復調ユニット１６，１７は交換単位でもあるためケーブルが干渉し交換できない等、共通ユニット１５上に沿って真横に配線しなくてはならず、ユーザにとって使い勝手に問題があった。

また、ＩＤＵは屋内用であるため、装置自体のコンパクト化が望まれているが、放熱のための空気取り込み部やダクトを設けると装置全体の構成が限られてしまうので、装置のコンパクト化の実現は困難であった。

また、上記特許文献１記載の発明は、一般的な大型の無線装置の構造を対象としたものであり、point to point通信に用いられる屋内用無線装置の構造に適用できるものではない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、変復調ユニットを従来の半分の大さとし、共通ユニットの上に２つの変復調ユニットを並列に配置する２層構造にすることによって、装置自体をコンパクトにでき、かつ装置内の放熱を効果的に行うことができるデジタル無線装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明のデジタル無線装置は、ベースバンド主信号インターフェース回路を有する共通ユニットの上部に重畳して２つの変復調ユニットを並列に設けたことを特徴とする。

また、本発明のデジタル無線装置によれば、変復調ユニットは変復調回路を有し、変復調回路は非貫通ビアを使用したプリント基板で構成されることを特徴とする。

また、本発明のデジタル無線装置によれば、変復調回路は、集積化されていることを特徴とする。

また、本発明のデジタル無線装置によれば、共通ユニットは、少なくとも１以上の着脱可能なコネクタ部を有することを特徴とする。

また、本発明のデジタル無線装置によれば、共通ユニットはＭＵＸ回路を有し、ＭＵＸ回路は集積化されていることを特徴とする。

また、本発明のデジタル無線装置によれば、コネクタ部は、ＬＡＮ接続部に変更可能であることを特徴とする。

また、本発明のデジタル無線装置によれば、コネクタ部は、４０ｃｈのＥ１（ITU-T G.703 2.048Mbps）信号を扱うことを特徴とする。

また、本発明のデジタル無線装置によれば、共通ユニットは、デジタル無線装置内の装置設定を行う他、屋外無線装置の監視／制御情報の通信、ならびに屋外無線装置インターフェース部の制御及び監視を行う制御手段を有することを特徴とする。

また、本発明のデジタル無線装置によれば、インターフェース回路は、非貫通ビアを使用したプリント基板で構成されることを特徴とする。

また、本発明のデジタル無線装置によれば、屋内用デジタル無線装置（ＩＤＵ）であることを特徴とする。

本発明によれば、放熱のためのダクトを共通ユニットに設けることなく、装置内の放熱を効果的に行うことができ、かつ装置のコンパクト化を実現することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図３は、本発明の一実施例であるデジタル無線装置の前面を概略的に示した外観斜視図である。図３に示すデジタル無線装置は、予備の変復調ユニットを含む２つの変復調ユニットを備え、point to point通信に用いられる（１＋１）切り替え方式の屋内用無線装置（ＩＤＵ）である。

図３に示すように、本実施例のＩＤＵは、共通ユニット１の上に、従来のユニットの１／２の幅である変復調ユニット２，３を共通ユニット１からそれぞれ等距離になるように並列に配置した２層構造となっており、図２に示す従来の３層構造のＩＤＵより１ユニット分の厚みがなく薄い構造となっている。

共通ユニット１は、前面にデジタル専用線用のベースバンドバイポーラ信号のスロット部を２基備えたコネクタ部８と、コネクタ部９とを有している。図３では４０ｃｈのＥ１（ITU-T G.703 2.048Mbps）信号をインターフェースするコネクタ構成を図示した。ユーザはコネクタ部８，９から任意の通信機器にケーブル接続する。また、コネクタ部８，９はそれぞれ着脱可能であり、ＬＡＮ接続部に変更することもできる。なお、本実施例ではＥ１信号を例としたが、Ｔ１信号（ＡＮＳＩ規格）でもよく、これらに限られるものではない。また、本実施例では４０ｃｈとしたが、信号数はこれに限られるものではない。

変復調ユニット２，３は、屋外用無線装置（ＯＤＵ）と接続するためのケーブルを接続するためのケーブル接続部４，５、及び電源部６，７をそれぞれ備えている。また、電源部で発生する熱は、変復調ユニットの上面シャーシに設けられた換気穴から自然上昇対流で放熱される。また、空気取り込み口（図示せず）は変復調ユニット側面シャーシに設けられる。以上のような構成にすることで、装置内で発生した熱は、電源部上方から自然に放熱されることになる。そのため本発明によるＩＤＵでは放熱用ダクトを自装置内・外に設ける必要が無い。

また、本実施例のＩＤＵは、変復調ユニットのケーブル接続部及び電源部を着脱可能な構成にすることによって、予備用の変復調ユニットを備えていない、１Ｕ構造である１＋０型のＩＤＵに構成を変更することができる（図４，図５参照）。従来のＩＤＵは、例えば図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、共通ユニットを縦型に構成していたので、１＋０型のＩＤＵに変更することはできなかった。

本実施例の（１＋１）ＩＤＵでは、例えば、図７に示すように、変復調ユニット２，３及びコネクタ部８，９は着脱可能な構成となっている。さらに、変復調ユニット２，３内部のＯＤＵ ＩＮＴＦＣ回路４３，４４、ＤＣ ＤＣ ＣＯＮＶ４１，４２、ＭＯＤＥＭ２９，３４、ケーブル接続部４，５、及び電源部６，７も着脱可能である。よって、本実施例の（１＋１）ＩＤＵは、例えば図７の変復調ユニット３の着脱可能な各部を取り外して、図５に示すように（１＋０）ＩＤＵに構成を変更することができる。構成変更の際、コネクタ部９をLAN接続部（LANポート部）に変更してもよい（図４参照）。以上のような構成にすることで、１＋１型と１＋０型の互換を実現でき、構成上の利便性が図れる。

図８は、本実施例の１＋１型の屋内用無線装置（ＩＤＵ）の内部構成を示すブロック図である。図中の各矢印は信号の流れを示している。

図８に示すように、共通ユニット１（ＳＷユニット）は、デジタル専用線用のベースバンドバイポーラ信号を入出力するコネクタおよびＬＩＵ（Line Interface Unit）を有し、交換可能モジュールであるＩＮＴＦＣ回路と、入力されたＮチャンネル(Ｎ：本実施例の場合は４０ｃｈ)を多重／分離するＭＵＸ回路と、無線機制御および監視を行うＣＯＮＴＲＯＬ回路と、無線装置の警報状態および主信号に冗長され伝送される補助信号のインターフェースを行うＡＬＭ／ＳＣ回路を備えている。

また、変復調ユニット（ＭＤユニット）２は、誤り訂正および変復調を行う変復調回路（ＭＯＤＥＭ）２９、変復調信号にＯＤＵ用電源、制御信号を重畳しインターフェースを行うＯＤＵ ＩＮＴＦＣ回路４３、及び設置場所から供給される一次電源から装置内二次電源を作るＤＣ ＤＣ ＣＯＮＶ４１を備えており、変復調ユニット３も同様の構成となっている。以上のように構成されたＩＤＵは、屋外に設置されるＯＤＵと接続される。

ＩＮＴＦＣ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）回路２７は、例えばＩＴＵ−Ｔ（ITU-T G.703規格）等で規定されるＥ１バイポーラ信号の伝送またはＡＮＳＩ規格のＴ１信号を入出力するコネクタおよびＬＩＵ(Line Interface Unit)を有しており交換単位でもあるため、本部分をＬＡＮ信号用コネクタおよびＬＡＮインターフェース回路を持つモジュールに交換することによってＬＡＮ（100BASE-TX/10BASE-T）信号のインターフェースも行う。

ＭＵＸ（Multiplex）回路４０は、ＩＮＴＦＣ回路によってＮＲＺ信号に変換される各チャンネルのベースバンド信号のスタッフ多重化（送信側）／分離（受信側）、及びＬＡＮ（100BASE-TX/10BASE-T）信号の多重化（送信側）／分離（受信側）伝送等を行う主信号伝送回路と、無線信号伝送区間で回路情報や無線機制御情報等の各種制御情報信号を重畳する補助信号伝送回路と、１＋１構成時に２つの変復調ユニットへ送信信号を分岐する送信信号分岐回路と、１＋１構成時に２つの変復調ユニットからの受信復調信号を切り替え選択する受信信号切り替え回路と、から成る。本実施例では、上記主信号伝送回路、補助信号伝送回路、送信信号分岐回路、及び受信信号切り替え回路を集積化している。

ＣＯＮＴＲＯＬ２８は、ＩＤＵの制御手段であり、ＩＤＵ内の装置設定を行う他、ＯＤＵの監視／制御情報の通信ならびにＯＤＵ ＩＮＴＦＣの制御及び監視を行う。例えばＲＦ（無線周波数）受信信号の電界レベルが規定値より低下した場合は対向局の送信出力レベルを上げ、受信レベルが規定値より高く回線品質が安定している場合は対向局の送信レベルを下げるよう制御している。従来ＯＤＵの監視／制御情報の通信ならびにＯＤＵ ＩＮＴＦＣの制御及び監視を行うために、ＣＰＵ等で構成され、かつ送受信器を制御するための制御回路を各変復調ユニット（ＭＤユニット）に設けていた。この従来の方式では、例えば各変復調ユニット間において制御回路同士で同期を取るためなどに通信が必要であり、また、そのために使用する通信回路がそれぞれの変復調ユニット内に必要であったが、本実施例では変復調ユニット２，３は、従来用いていた制御回路を有していない。従って上記の通信回路は不要であり、簡略化された構成になった。例えば、ファームウェア格納用メモリや制御用ＣＰＵで構成される。

ＭＯＤＥＭ２９，３４は、変復調回路であり、主信号に対する制御信号の多重／分離、列変換、及び信号速度変換処理等のＤＰＵ（Digital Processing Unit）機能と、ＦＥＣ（Forward Error Collection）のＥｎｃｏｄｅ／Ｄｅｃｏｄｅ機能と、を行うＤＰＵ／ＦＥＣ３０，３５を備えている。本実施例では、上記ＤＰＵ／ＦＥＣ３０，３５を集積化している。また、ＭＯＤＥＭ２９，３４は、ＱＰＳＫ、ＱＡＭ等のデジタル信号変調回路であるＭＯＤ（Modulation＝変調）回路３１，３６、及びＱＰＳＫ、ＱＡＭ等の復調回路であるＤＥＭ（Demodulation＝復調）回路３２，３６をそれぞれ備えており、ＤＥＭ／ＥＱＬも集積化されている。

ＯＤＵ ＩＮＴＦＣ回路４３，４４は、変復調信号にＯＤＵ用電源、ＯＤＵ制御信号を一本のケーブルに重畳しインターフェースを行う。また、ＤＣ ＤＣ ＣＯＮＶ４１，４２は、設置場所から供給される直流一次電源から装置内二次電源を作り、装置内の各ユニットおよびＯＤＵへ電源を供給している。

以上のように、本実施例のＩＤＵは各回路が集積化されるので、従来のチャンネル数よりも多い４０チャンネルの信号を扱うことができる。

また、上記ＭＯＤＥＭ２９，３４が備える上記各回路の基板は、非貫通ビアを使った多層プリント基板（以下、多層プリント基板という）で構成されている。信号を引き出す為に、非貫通ビアとは多層プリント基板の全層を貫通するのではなく、例えば基板の第Ｎ層と第Ｎ＋１層の間だけを貫く穴である。これを用いると、デッドスペースが減少し、プリント基板小型化、高密度配線及び配線の短縮化が可能になる。その理由は、例えばＢＧＡ（Ball Grid Array）ピン配置のＬＳＩ等を使用する際に効果的に現れ、貫通ビア使用時にできるプリント板裏面の導通穴が無い為に非貫通ビアを使用した場合はＬＳＩ裏面にパスコン等の部品を配置する事が出来るので高密度実装が可能となり、また貫通ビア間の干渉が少なくなる為にＩＣピン間信号本数制限が最大限に利用できるようになり、プリント板層数が必然的に少なくなる為である。

本実施例では基板に搭載するキャパシタ、抵抗、コイル、ＩＣなどの電気部品を非貫通ビアで接続することで、従来の貫通ビアに比べて１枚の多層プリント基板の面積を５０％程度縮小することができた。非貫通ビアは主に携帯電話等の移動体通信端末に用いられている。なお、本実施例では、ＭＯＤＥＭ部の回路に多層プリント基板を用いたが、共通ユニット内の各回路に用いてもよい。

以上のことから本実施例のＩＤＵは、変復調ユニット内の各回路を集積化し、また、各回路を多層プリント基板で構成し、さらにＣＰＵを共通ユニットにのみ設ける構成とすることにより、従来のＩＤＵの変復調ユニットの１／２の大きさを実現している。また、変復調ユニットの小型化だけではなく、共通ユニットのＭＵＸ回路等を集積することにより共通ユニットの横幅及び奥行きの縮小も可能となり、装置全体としてコンパクト化を実現できる。例えば、従来装置のサイズは４８２（Ｗ）×１３３（Ｈ）×３００（Ｄ）程度であったが、本実施例のＩＤＵは、４３９（Ｗ）×８８（Ｈ）×２３０（Ｄ）程度まで縮小することができる。なお、このサイズは一例であり、これに限られるものではない。

従って、本発明の実施例であるデジタル無線装置によれば、変復調ユニットを従来の半分の大きさにし、共通ユニットの上に並列に配置した、従来装置の３層構造より薄い２層構造であるので、装置のコンパクト化を実現できる。

また、本実施例のデジタル無線装置によれば、２つの変復調ユニットを装置の一番上に配置し、装置内の放熱を上方へ行うことができるので、放熱ダクト等を設ける必要がなく、部品製作の手間やコストを削減することができる。

また、本実施例のデジタル無線装置によれば、共通ユニットのコネクタ部を着脱可能とし、１＋０型のデジタル無線装置に適用することができるので、装置構成の互換性を実現できる。

また、本実施例のデジタル無線装置によれば、共通ユニット及び変復調ユニット内の各回路を集積化することによって、従来の１６ｃｈより多い４０ｃｈの信号を扱うことができる。

また、本実施例のデジタル無線装置によれば、従来のＩＤＵにおける共通ユニットのコネクタ部の下には変復調ユニットが配置されていたので、インピーダンス変換又はコネクタ変換が必要な場合、任意のインターフェースユニット（変換器）までケーブルで配線する必要があったが、本実施例のＩＤＵは共通ユニットを一番下に設置する構成であるので、インターフェースユニットとの接続がケーブル無しでコネクタ接続が可能となる。

また、本実施例のデジタル無線装置によれば、図８に示す従来の無線装置の構造では共通ユニットと屋外ユニットとを接続するケーブルを共通ユニットから横方向へしか配線できないが、本実施例では下方へ配線することが可能になり、ユーザにとって使い勝手が良くなる。

以上、本発明の実施例について説明したが、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。

デジタル無線装置の通信構成を示す模式図である。 従来例であるデジタル無線装置の前面を示す外観正面図である。 本発明の実施例であるデジタル無線装置の前面を示す外観斜視図である。 本発明の実施例に係り、別形態のデジタル無線装置の前面を示す外観斜視図である。 本発明の一実施例である（１＋０）デジタル無線装置の内部構成を示す斜視図である。 従来例であるデジタル無線装置の構成を示す模式図である。 本発明の一実施例である（１＋１）デジタル無線装置の内部構成を示す斜視図である。 本発明の実施例であるデジタル無線装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１，１４，１５ 共通ユニット
２，３，１６，１７ 変復調ユニット
４，５，１２，１８，１９ ケーブル接続部
６，７，１３，２２，２３ 電源部
８，９，１０，１１，２５，２６ コネクタ部
２０，２１ 空気取り込み部
２４ ダクト部
２７ ＩＮＴＦＣ
２８ ＣＯＮＴＲＯＬ
２９，３４ ＭＯＤＥＭ
３０，３５ ＤＰＵ／ＦＥＣ
３１，３６ ＭＯＤ
３２，３７ ＤＥＭ
３３，３８ ＥＱＬ
４０ ＭＵＸ回路
４１，４２ ＤＣ ＤＣ ＣＯＮＶ
４３，４４ ＯＤＵ ＩＮＴＦＣ
４５，４７ 上部カバー
４６ 主基板

Claims (10)

1. ベースバンド主信号インターフェース回路を有する共通ユニットの上部に重畳して２つの変復調ユニットを並列に設けたことを特徴とするデジタル無線装置。
2. 前記変復調ユニットは変復調回路を有し、該変復調回路は非貫通ビアを使用したプリント基板で構成されることを特徴とする請求項１記載のデジタル無線装置。
3. 前記変復調回路は、集積化されていることを特徴とする請求項２記載のデジタル無線装置。
4. 前記共通ユニットは、少なくとも１以上の着脱可能なコネクタ部を有することを特徴とする請求項１記載のデジタル無線装置。
5. 前記共通ユニットはＭＵＸ回路を有し、該ＭＵＸ回路は集積化されていることを特徴とする請
   求項１又は４記載のデジタル無線装置。
6. 前記コネクタ部は、ＬＡＮ接続部に変更可能であることを特徴とする請求項４記載のデジタル無線装置。
7. 前記コネクタ部は、４０ｃｈのＥ１（ITU-T G.703 2.048Mbps）信号を扱うことを特徴とする請求項４又は６記載のデジタル無線装置。
8. 前記共通ユニットは、前記デジタル無線装置内の装置設定を行う他、屋外無線装置の監視／制御情報の通信、ならびに該屋外無線装置インターフェース部の制御及び監視を行う制御手段を有することを特徴とする請求項１記載のデジタル無線装置。
9. 前記インターフェース回路は、前記非貫通ビアを使用したプリント基板で構成されることを特徴とする請求項５記載のデジタル無線装置。
10. 前記デジタル無線装置は、屋内用デジタル無線装置（ＩＤＵ）であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のデジタル無線装置。

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