(57)【要約】【課題】複数枚のカードが実装されカード間でパターン配線を介して通信を行うバックボードにおいて、カード間通信の波形劣化を防止する。【解決手段】バックボードのサイズに変更を加えずにバックボードのパターンをヘヤーピン形状にし、パターン長を従来のバックボードパターン倍の長さにすることにより、終端回路や送信側や受信側の信号ラインにあるダンピング抵抗による波形整形が容易に行うことができ、カード間通信時の誤動作の防止をすることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの送信ユニットと複数の受信ユニットが接続され、通信が行われるバックボード上のパターン化された配線であって、
前記配線の配線長は前記バックボードの長辺の長さより長い、
ことを特徴とするバックボードパターン配線。
【請求項２】
前記配線パターンは、
相互に接続していない複数の配線パターンを備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のバックボードパターン配線。
【請求項３】
前記配線パターンは、
前記バックボードの一方の第１の短辺付近から始まり、他方の第２の短辺付近で折り返し、前記第１の短辺付近で終わる形状を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のバックボードパターン配線。
【請求項４】
前記折り返したパターンのもつ２つの分枝のうち、
前記送信ユニットは、
一方の分枝の前記第１の短辺付近に接続され、
前記複数の受信ユニットは、他方の分枝に接続されている、
ことを特徴とする請求項３に記載のバックボードパターン配線。
【請求項５】
前記第１の短辺付近に、前記２本の配線分枝を電気的に終端する終端回路を備える、
ことを特徴とする請求項３に記載のバックボードパターン配線。
【請求項６】
前記配線パターンは、
前記バックボードの一方の第１の短辺付近から始まり、他方の第２の短辺付近に到達する第１の配線パターンと、
前記バックボードの一方の第１の短辺付近から始まり、前記バックボードの前記長辺の中間付近で折り返し、前記第１の短辺付近に終わる形状を有する第２の配線パターンを備える、
ことを特徴とする請求項２に記載のバックボードパターン配線。
【請求項７】
第１の送信ユニットは、
前記第１の短辺付近で前記第１の配線パターンに接続され、
第１の複数の受信ユニットは、
前記第１の配線パターンの前記第１の短辺とは異なる第２の短辺付近に接続され、
第２の送信ユニットは、
前記第２の配線の折り返しパターンのもつ２つの分枝のうち、一方の分枝の前記第１の短辺付近に接続され、
第２の複数の受信ユニットは、
前記第２の配線パターンの他方の分枝に接続される、
ことを特徴とする請求項６に記載のバックボードパターン配線。
【請求項８】
前記第１の短辺付近に、前記２本の配線パターンを電気的に終端する終端回路を備え、
前記第２の短辺付近に、前記第１の配線パターンを電気的に終端する終端回路を備える、
ことを特徴とする請求項７に記載のバックボードパターン配線。
【請求項９】
前記配線パターンは、
前記バックボードの長辺の中心付近から始まり、一方の第１の短辺付近で折り返し、前記バックボードの長辺の中心付近で終わる形状を有する第１の配線パターンと、
前記バックボードの長辺の中心付近から始まり、他方の第２の短辺付近で折り返し、前記バックボードの長辺の中心付近で終わる形状を有する第２の配線パターンを備える、
ことを特徴とする請求項２に記載のバックボードパターン配線。
【請求項１０】
第１の送信ユニットは、
前記第１の配線の折り返しパターンのもつ２つの分枝のうち、一方の分枝の前記バックボードの長辺中心付近に接続され、
第１の複数の受信ユニットは、
前記第１の配線パターンの他方の分枝に接続され、
第２の送信ユニットは、
前記第２の配線の折り返しパターンのもつ２つの分枝のうち、一方の分枝の前記バックボードの長辺中心付近に接続され、
第２の複数の受信ユニットは、
前記第２の配線パターンの他方の分枝に接続される、
ことを特徴とする請求項９に記載のバックボードパターン配線。
【請求項１１】
前記バックボードの長辺中心付近に、前記２本の配線パターンを電気的に終端する終端回路を備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載のバックボードパターン配線。
【請求項１２】
前記バックボードパターン配線は、
移動体通信基地局装置が備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のバックボードパターン配線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックボードパターン配線に関し、とくに波形歪みを低減したバックボードパターン配線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動体通信用基地局装置の筐体への回路ユニットの実装においては、図１２に示すように、複数枚のカード２〜ｎをバックボード１に装着するようにしている。従来のこのバックボードとカードとの接続例を図１３に示す。バックボード１上のカード間通信用パターン１２を介してカード間で通信を行っている。また、バックボードの両端に終端回路１１を設け、波形整形を行っている。しかし、この従来技術は以下のような問題点がある。信号を出力するカード２と信号を受け取るカードｎとが離れている場合、カード２の信号出力用バッファ２１から図１４に示すような出力信号波形１０２の信号を出力しても、カード６の信号入力用バッファ６３にて受信される波形は、図１４の入力信号波形１０４に示すように、立上りと立下りがなまり、多少の遅延がある程度で波形に異常は見られなかった。
【０００３】
しかし、信号を出力するカードと信号を受け取るカードが隣り合っている場合、カード３やカード４のようにカード２から極めて近くで信号を受け取るカード等では、他に実装されているカードに信号を分岐する部分から発生する反射等の影響を受け、図１５のように波形に立上りの段２０１、立下りの段２０２や、オーバーシュート２０３やアンダーシュート２０４等の歪みが現れてしまい、終端回路１１等で波形整形を行っても、乱れた波形を完全に整形することが難しかった。
【０００４】
バックボードの配線における反射の影響を防止する技術としては、配線パターンの途中にパターンを分断してその間に抵抗器を設ける方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながらこの方法は十分な方法とは言えない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平３−２５３９２３号公報（第１−５頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、その目的は複数枚のカードが実装されカード間でバックボードパターンを介して通信を行うバックボードにおいて、カード間通信の波形劣化を防止するためのバックボードパターン配線を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のバックボードパターン配線は、少なくとも１つの送信ユニットと複数の受信ユニットが接続され、通信が行われるバックボード上のパターン化された配線であって、配線の配線長はバックボードの長辺の長さより長いことを特徴とする。
配線パターンは、相互に接続していない複数の配線パターンを備える。
配線パターンは、バックボードの一方の第１の短辺付近から始まり、他方の第２の短辺付近で折り返し、第１の短辺付近で終わる形状を有する。
折り返したパターンのもつ２つの分枝のうち、送信ユニットは、一方の分枝の第１の短辺付近に接続され、複数の受信ユニットは、他方の分枝に接続されている。
第１の短辺付近に、２本の配線分枝を電気的に終端する終端回路を備える。
【０００８】
また、別なる本発明のバックボードパターン配線は、配線パターンが、バックボードの一方の第１の短辺付近から始まり、他方の第２の短辺付近に到達する第１の配線パターンと、バックボードの一方の第１の短辺付近から始まり、バックボードの長辺の中間付近で折り返し、第１の短辺付近に終わる形状を有する第２の配線パターンを備えることを特徴とする。
第１の送信ユニットは、第１の短辺付近で第１の配線パターンに接続され、第１の複数の受信ユニットは、第１の配線パターンの第１の短辺とは異なる第２の短辺付近に接続され、第２の送信ユニットは、第２の配線の折り返しパターンのもつ２つの分枝のうち、一方の分枝の第１の短辺付近に接続され、第２の複数の受信ユニットは、第２の配線パターンの他方の分枝に接続される。
第１の短辺付近に、２本の配線パターンを電気的に終端する終端回路を備え、第２の短辺付近に、第１の配線パターンを電気的に終端する終端回路を備える。
【０００９】
また、別なる本発明のバックボードパターン配線は、配線パターンが、バックボードの長辺の中心付近から始まり、一方の第１の短辺付近で折り返し、バックボードの長辺の中心付近で終わる形状を有する第１の配線パターンと、バックボードの長辺の中心付近から始まり、他方の第２の短辺付近で折り返し、バックボードの長辺の中心付近で終わる形状を有する第２の配線パターンを備える。
第１の送信ユニットは、第１の配線の折り返しパターンのもつ２つの分枝のうち、一方の分枝のバックボードの長辺中心付近に接続され、第１の複数の受信ユニットは、第１の配線パターンの他方の分枝に接続され、第２の送信ユニットは、第２の配線の折り返しパターンのもつ２つの分枝のうち、一方の分枝のバックボードの長辺中心付近に接続され、第２の複数の受信ユニットは、第２の配線パターンの他方の分枝に接続される。
バックボードの長辺中心付近に、２本の配線パターンを電気的に終端する終端回路を備える。
上記のバックボードパターン配線は移動体通信基地局装置が備える。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明のバックボードパターンの第１の実施形態を示す図である。バックボード１には、カード間通信用パターン１３が形成されており、各カードカード２、カード３、カード４、・・・カードｎは、この通信用パターンに接続している。またパターンは両端を終端する終端回路１１が設けられている。
本発明では信号出力用バッファ２１と信号入力用バッファ２３〜６３との間のカード間通信用パターン１３のパターン長を伸ばすことにより、カード間通信時の誤動作を防止する工夫を行っている。
そしてパターンの形態上の工夫も行っている。すなわち、決まったスペース内に基地局装置を設置し、その装置内の狭いスペースに各カードを実装するために、バックボード１の大きさは限られているうえ、カード間の距離についても制限が出てしまう。本発明のバックボードパターンは、バックボードの長さは既存のバックボード長Ｌ３００より長くしなくても、パターン長を伸ばすことができるように折返しのパターン形状としている。
【００１１】
カード間通信用パターン１３上に起こる反射や各カードとの接続点から信号が受ける影響を極力抑えて波形を整形するための回路である終端回路１１は、バックボード１のカード間通信用パターン１３の折り返し端と反対の端に設置している。
【００１２】
カード２は、バックボード１に信号を出力する信号出力用バッファ２１と、その信号を自カードでも受信する信号入力用バッファ２３を備えている。カード２２の信号出力用バッファ２１から出力した信号はカード２の他にバックボード１に実装している各カード３〜ｎで使用することが可能である。また、信号出力用バッファ２１は、図２に示すように、出力直後に波形整形用ダンピング抵抗２５を配置し、出力時の波形を整形するようにしている。カード２の信号入力用バッファ２３は、信号出力用バッファ２１が各カードに出力している信号をバックボード１から受け取ることにより、他のカードと同じタイミングの信号を得ることができる。また、信号入力用バッファ２３は、信号出力用バッファ２１と同様に、入力直前に、波形整形用ダンピング抵抗２６を配置し、入力端の波形を整形する。
【００１３】
カード３〜カードｎは、バックボード１のカード間通信用パターン１３から信号を受け取るための信号入力用バッファ３３〜６３を備え、各カードがカード２の信号出力用バッファ２１から出力された信号を受け取る。また、信号入力用バッファの入力直前に、図２に示すように波形整形用ダンピング抵抗３６〜６６を配置し、入力端の波形を整形している。
【００１４】
一般的に、信号波形に関しては、信号出力用バッファ２１からのカード間通信用パターン１３を通る距離が長いほど信号伝達には時間がかかる。また距離に比例して、カード間通信用パターン１３自体が持つ容量の増大などから信号波形はなまる傾向があり、また、反射波も弱まる傾向がある。バックボード１に、複数のカードが接続され、信号受信用バッファが複数ある場合、信号出力用バッファ２１から一番近い信号入力用バッファ２３が信号出力用バッファ２１から出力された信号を受けてから各カードの信号入力用バッファにて発生する反射波が信号入力用バッファ２３にて受けるまでの時間は信号出力用バッファ２１から一番近い信号入力用バッファ２３が一番長いため、反射波の影響により信号波形の乱れが発生する可能性が高い。
【００１５】
本発明のバックボードパターンは、図３のように限られたバックボード内において、信号出力用バッファ２１と各信号入力用バッファを遠ざけることにより、従来の問題点である、各分岐等から受ける反射波の影響を最小限に抑えることができ、また波形整形を行った際の各カードのタイミングのズレを極力抑えることもできる。バックボード長３００は、移動体通信用基地局装置自体の幅がある程度決定しているため、従来の長さから変更することはできない。そこで、本実施形態では、図１のように、カード間通信用パターン１３をバックボード１の片方の端に終端回路１１を設け、波形整形を行い、もう一方の端ではカード間通信用パターン１３を折り返す工夫を行っている。
【００１６】
次に、図３〜図７を用いて本実施形態の動作について詳細に説明する。
図３に図１の等化回路を示す。バックボード１の幅がバックボード長３０２のように、従来のバックボード１より２倍の長さが有ることになり、しかも、カード２から一番遠い位置にあるカードｎが、カード２の信号出力用バッファ２１から電気的に一番近いカードとなり、信号を出力しているカード２の信号入力用バッファ２３が電気的に一番遠くにあることになる。
【００１７】
カード２の信号出力用バッファ２１から出力した図４に示すような出力信号波形１０２を、カード２が備える信号入力用バッファ２３や、カード２近くのカード３や４は、従来例では図１５の入力信号波形１０３のように乱れていた波形を受け取っていたが、図１に示した本実施形態のバックボードパターンを使用することにより、図５に示すように多少の遅延は生じるが整形された入力信号波形１０５を受け取ることが可能となる。
【００１８】
また、カードｎに関しては、従来例では図１４の入力信号波形１０４のように乱れの無い波形を受け取っていたが、本発明の方法では、全く波形の歪みが生じないわけではなく、図６の入力信号波形１０６のように多少なりとも影響を受けてしまう。これは、カード２の信号出力用バッファ２１からの出力信号と、カード２の信号入力用バッファ２３からの反射波との遅延時間差が、バックボード１に接続される各カードの中でカードｎにおいて一番大きくなるため、信号入力用バッファ６３にて受ける信号が一番乱れてしまうからである。
但し、従来の構成よりも、信号出力用バッファ２１から各カードまでの距離が離れていることによって、各カードの信号入力用バッファにて出る反射波も弱くなり、図１５の入力信号波形１０３の乱れた波形よりも元の出力波形に近く、波形整形の容易な波形を受け取ることができる。
【００１９】
終端回路１１にて波形整形できない上記のような歪みに関しては、各波形整形用ダンピング抵抗６６の抵抗値を調整し、立ち上がりや立ち下り波形をなまらせるよう波形整形を行うことにより、図７の入力信号波形１０７に示すように、従来例におけるカード２の入力信号である、入力信号波形１０４と同じようなタイミングに整形することが可能となる。
【００２０】
また、各カードにて各波形整形用ダンピング抵抗の抵抗値を調整して、図７の信号入力波形１０７のように波形を整形し、各信号入力用バッファの入力信号のしきい値に到達するタイミングを揃えることにより、各信号入力用バッファを通過した後のタイミングは各カードにてほぼ同じとなり、各カードにて同じタイミングの信号として使用することができる。これにより、カード間通信時のエラー等、誤動作を防止することができるため、移動体通信用基地局装置の運用時の効率を向上させることができる。
【００２１】
次に本発明の第２の実施形態について説明する。
図８は本発明の第２の実施形態示す図である。ここでは、カード２２に新たに信号出力用バッファ２２を追加し、さらにバックボード１に従来の直線型のカード間通信用パターン１２とは別に新たにバックボードの中間で折り返す形のカード間通信用パターン１４を追加することにより、さらに効率良く移動体通信用基地局装置を運用することができる方法を提供することができる。
【００２２】
この発想は以下の知見に基づく。従来技術においても、信号出力バッファを有するカード２から、バックボードの中間よりも離れた場所に実装されているカードにおいては波形整形された信号を受け取ることが可能であった。なぜならば、カード２の信号出力用バッファ２１から受ける信号と、カードｎからの反射波の影響が少ないため、図６の入力信号波形１０６程度の波形の乱れは発生する程度であった。
そこで、今回追加したカード２の信号出力用バッファ２２とカード間通信用パターン１４を使用し、カード２に近い側でバックボードに接続している各カードに関しては、信号出力用バッファ２２から出力した信号をカード間通信用パターン１４から受け取るように変更を加えることにより、等価的に図９に示すように各カードは接続されていると考えることができる。
【００２３】
これにより、全てのカードが、カード２２から、バックボード長の半分以上距離が離れた場所にて信号を受け取ることができるため、終端回路１１と各カードにある波形整形用ダンピング抵抗にて、波形整形を行った信号を受け取ることが可能となる。
また、カード２２から各カードまでの距離の差が短くなるため、各カードにて、受け取る信号の遅延時間の差を抑えることができるため、カード間通信時のエラー等、誤動作を防止することができ、本発明の実施例よりもさらに効率良く移動体通信用基地局装置を運用することができる方法を提供する。
【００２４】
図１０を用いて本発明のさらに第３の実施形態について詳細に説明する。
本発明の第３の実施形態においては、本発明の第２の実施形態と同様に、カード２に新たに信号出力用バッファ２２を追加し、さらにバックボード１のカード間通信用パターン１５とカード間通信用パターン１６で示すように、バックボード１のカード間通信用パターンの配線方法を変更することにより、さらにコストを抑えることができ、効率良く移動体通信用基地局装置を運用することができる方法を提供する。
【００２５】
今回信号出力用バッファ２２を追加したカード２をバックボード１の中央に配置することにより、本発明の第２の実施形態と同様に、等価的に図１１のように、全てのカードが、カード２２から、バックボード長の半分以上距離が離れた場所にて信号を受け取ると考えられるため、終端回路１１にて波形整形された信号を受け取ることが可能となる。さらに、カード２２から各カードまでの距離の差が短くなるため、受け取る信号の時間の差が少なくなる。これにより、カード間通信時のエラー等、誤動作を防止することができる。
さらに、終端回路１１を一つにまとめることが可能となる他、図８のような、第２の実施例においては、図８のバックボード１の左側に配線が集中してしまっていたが、本実施形態においては、左右均等に配線を行うことが可能なため、バックボードの設計を容易にすることができる。さらに、配線に使用する面積を抑えることにより、バックボードの内層数を抑えることができる特徴がある。
以上の特徴から、さらに効率良く移動体通信用基地局装置を運用することができる効果が得られる。
【００２６】
尚、上記の実施形態の説明では、移動体通信用基地局装置におけるバックボードを例にとって説明したが、本発明は上記の装置に限らずバックボードや配線板を介して信号の通信を行っているあらゆる電気装置において有効であることは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、以下の効果を奏する。
第１の効果として、カード間通信時において、データエラーを抑制することができるため、カード間通信の再送がなくなり、データ通信のスループットが向上するという効果がある。
理由としては、移動体通信用基地局装置内のカード間通信時に使用する信号の波形整形を行うことにより、受信するタイミングの誤動作等から起こるデータ化けを防止することができるためである。
【００２８】
第２の効果として、装置の生産コストを抑えることができる効果がある。
理由としては、バックボード１の両端に設けていた、終端回路１１を集約することにより、従来の両端にあった終端回路と比較して、部品点数を抑えることができるためである。
【００２９】
第３の効果として、活栓挿抜時のノイズの影響を他カードに与えにくくする効果がある。
理由は以下にあるように、移動体通信用基地局装置の構成上、各カードは冗長構成をとっており、移動体通信用基地局装置が運用状態にある場合においてもカードの交換を行う必要がある。この際の、活栓挿抜時に多少なりとノイズが発生し他カードの動作に影響を及ぼしてしまう可能性がある。本発明のバックボードパターン配線方法においては、活栓挿抜時に発生するノイズの反射波についても軽減できるので、ノイズによる各カードに与える影響を抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の移動体通信用基地局装置内のバックボードと各カードの接続のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の移動体通信用基地局装置内のバックボードとダンピング抵抗を含んだ各カードの接続のブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の移動体通信用基地局装置内のバックボードパターンの等価回路と各カードの接続のブロック図である。
【図４】信号出力用バッファ出力波形の図である。
【図５】信号入力用バッファ入力波形の図である。
【図６】信号入力用バッファ入力波形の図である。
【図７】信号入力用バッファ入力波形の図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の移動体通信用基地局装置内のバックボードと各カードの接続のブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の移動体通信用基地局装置内のバックボードパターンの等価回路と各カードの接続のブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態の移動体通信用基地局装置内のバックボードと各カードの接続のブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態の移動体通信用基地局装置内のバックボードパターンの等価回路と各カードの接続のブロック図である。
【図１２】移動体通信用基地局装置内のバックボードと各カードの構成図
【図１３】従来の移動体通信用基地局装置内のバックボードと各カードの接続のブロック図である。
【図１４】従来の移動体通信用基地局装置内の信号出力用バッファ出力波形の図である。
【図１５】従来の移動体通信用基地局装置内の信号入力用バッファ入力波形の図である。
【符号の説明】
１    バックボード
２    カード
３    カード
４    カード
ｎ    カード
１１    終端回路
１２    カード間通信用パターン
１３    カード間通信用パターン
１４    カード間通信用パターン
１５    カード間通信用パターン
１６    カード間通信用パターン
２１    信号出力用バッファ
２２    信号出力用バッファ
２３    信号入力用バッファ
２５    波形整形用ダンピング抵抗
２６    波形整形用ダンピング抵抗
３３    信号入力用バッファ
３６    波形整形用ダンピング抵抗
４３    信号入力用バッファ
４６    波形整形用ダンピング抵抗
６３    信号入力用バッファ
６６    波形整形用ダンピング抵抗
１０２    出力信号波形
１０３    入力信号波形
１０４    入力信号波形
１０５    入力信号波形
１０６    入力信号波形
１０７    入力信号波形
２０１    立上りの段
２０２    立下りの段
２０３    オーバーシュート
２０４    アンダーシュート
【図１】
2004272547.tif 000003
【図２】
2004272547.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004272547.tif 000011
【図１０】
2004272547.tif 000012
【図１１】
2004272547.tif 000013
【図１２】
2004272547.tif 000014
【図１３】
2004272547.tif 000015
【図１４】
2004272547.tif 000016
【図１５】
2004272547.tif 000017