Wi-SUN

無線通信測定に関する翻訳に、Wi-SUNという言葉がよく出てくる(例えば、標準信号発生器セレクションガイドのp7)。

Wi-SUNは、Wireless Smart Utility Networkの略で、日本のNICT(情報通信研究機構)が主導してIEEEで標準化された無線通信規格(IEEE 802.15.4g)の商品名である。「IEEE」は、「The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.(米国電気電子技術者学会)」の略称で、「802」は「802委員会(LAN/MANの標準化委員会)」の意味であり、「15」は「無線パーソナルエリアネットワークのワーキング・グループ」という意味である。Bluetooth規格は「IEEE 802.15.1」、ZigBee規格は「IEEE 802.15.4」をベースにしている。「IEEE 802.15.4」は、通信速度よりも小型、低価格、低消費電力が重視された規格である。

Wi-SUN(IEEE 802.15.4g)は、ZigBee規格(IEEE 802.15.4)を拡張したもので、無線通信機能(自動検針、課金、遮断機能)付きの電気、ガス、水道などのメーター(スマートメーターと呼ばれる)用に制定された規格である。また、人の介在なしで機器同士の通信を行なう「M2M」(Machine to Machine)や「IoT」(Internet of Things)によるビックデータの収集/活用のための通信手段として期待されている。

Wi-SUNは、ZigBeeに対して、変調方式の追加、周波数帯の拡張、ペイロード長の拡張が行われ、通信距離が長く(最大約100m 対 最大2~3km)、消費電力が1/10以下で乾電池数個で10年の動作が可能になっている。

Wi-SUNについては、以下を参照。

2年後にはスマホにもWi-SUN」―標準化を先導するNICTがWi-SUN普及に自信

M2Mについては、以下を参照

急成長が期待される「新世代M2M」とは?

UWB

広帯域通信信号測定に関する翻訳で、UWBという言葉がよく出てくる(例えば、Agilent Infiniium オシロスコープと89601A ベクトル信号解析ソフトウェアのp1)。UWBは、Ultra WideBandの略で、 超広帯域無線通信と訳されることがある。

UWBは、もともと米国の軍事用レーダー技術として開発されてきたが、2002年に米連邦通信委員会(FCC)が民生利用を許可した。FCCの定義では、帯域幅が500MHz以上または比帯域幅(10dB帯域幅/中心周波数)が20%以上ものがUWBとされる。

UWBは、狭義ではインパルス無線方式であり、搬送波を用いないで、パルス幅が短く(1ns以下)ピーク出力の大きなスパイク状の波形(インパルス)をパルス列としてそのまま送受信して情報を伝送する。フーリエ変換の性質から、時間領域で短くて鋭いインパルスは、周波数領域では、ノイズ様の振幅が非常に小さく広がったスペクトラムになるので、他の通信システムとの干渉が少なく、通信の秘話性が高まるという利点がある。さらに、搬送波を用いないので、回路を簡素化できるという利点がある。しかし、インパルス無線方式では、高速なデータ伝送を行なうには、時間軸上で高速なDSPを使用して高速にデータを処理する必要があり、実用的な観点から、UWBの標準化作業の初期段階で排除された。

広義のUWBには、直接拡散によるスペクトラム拡散方式と周波数ホッピングを利用したマルチバンド(MB)-OFDM(直交周波数分割多重化)方式がある。これらの2つの方式が、UWB標準化委員会で争われたが、2006年に標準化活動の断念と解散が採択され、それぞれ独自に実用化が進められてきた。しかし、現在では、無線LANなどの他の通信システムのデータ伝送速度が高速化し、UWBの優位性がなくなってきていて、高速通信に関連する開発は停滞している。

一方、パルス幅が短く高解像度が得られるので、自動車用の近距離レーダーとしてUWBレーダーの開発が活発化している。

UWBについては、以下を参照。

電子情報通信学会誌のホームページ > 話題の記事 > 2004年5月号 > 「超広帯域(UWB)無線通信と今後の高度無線アクセス技術」

UWB無線システムの動向について

BroadR-Reach(ブローダーリーチ)

車載ネットワークの測定に関する翻訳に、BroadR-Reach(ブローダーリーチ)という言葉がよく出てくる(例えば、Keysight BroadR-Reach PHY Compliance Test Solutions)。

BroadR-Reach(ブローダーリーチ)は、Broadcom社が車載イーサネット用に開発したデータ伝送技術であり、OPEN Alliance SIGという標準化団体を設立して普及を進めている。

安全運転支援や安全確認のために、近い将来、複数のカメラが車に搭載されるようになると、映像信号をデジタル伝送するための高速な伝送ラインが必要になる。高速伝送ラインと言えば、LANケーブルを用いたイーサネット接続が普及しているが、それをそのまま使うと、誤動作の原因となるノイズ輻射が大きく、誤動作が許されない自動車には使えない。また、シールド付きのケーブルを使用すると、実装体積や重さの観点から、車載に向かない。このような問題を解決するために、シールドなしのツイスト・ペア(UTP:Unshielded Twisted Pair)1対で、双方向の100Mbpsのデータ伝送速度を実現できるようにした技術がBroadR-Reachである。これは、1000BASE-T(IEEE802.3ab)の技術(PAM変調)を活用することにより、通常の100Base-TXのLANケーブル(2対(4線))に比べて半分のケーブル本数で、同じデータ伝送速度を実現している。また、イーサネット配線での電力供給にも対応している。

ブローダーリーチについては、以下を参照。

ブロードコム、車載カメラ向けネットワーク「BroadR-Reach」の説明会 細く軽いケーブルでコストと重量を削減

cognitive radio(コグニティブ無線)

無線通信測定に関する翻訳に、cognitive radio(コグニティブ無線)という言葉がよく出てくる(例えば、リアルタイム・スペクトラム・アナライザ(RTSA)Xシリーズ シグナル・アナライザのp8)。

近年、無線LANLTEWiMAXなどのさまざまな無線通信システムが普及し、映像などの大容量コンテンツを用いたサービスが増えるにしたがって、無線通信のデータトラフィック量も急増している。大量のデータを伝送するには、広い周波数帯域幅が必要になる。これまで、限られた周波数帯域幅で効率よくデータ伝送を行なうために、OFDM(直交周波数分割多重化)などの複雑な変調方式、MIMOなどの複数のアンテナを用いる空間多重化等、さまざまな技術が実用化されているが、周波数資源には限りがあり、その枯渇が問題になっている。このような状況で周波数資源を効率的に利用する方法の1つとして、コグニティブ無線が注目されている。

さまざまな無線通信システムへの周波数の割り当てが逼迫している状況ではあるが、実際には、24時間、すべての場所(空間)で、すべての周波数帯域が利用されている訳ではない。時間、空間、帯域内の利用されていないところを検出(認識)して、有効活用する手法がコグニティブ無線であり、 コグニティブ(cognitive、認知的な)という名前の由来になっている。

コグニティブ無線は、ヘテロジニアス型と周波数共用型の2つに大きく分けられる。ヘテロジニアス型は、既存の異なる通信システム(例えば、無線LAN、LTE、WiMAXなど)から、無線利用環境(電波の品質や利用率など)を検出して最適なシステムを自動選択するものである。周波数共用型は、免許が割り当てられている既存の通信システムの帯域内で、場所や時間的に使用されていない部分(ホワイトスペースと呼ばれる)を検出して利用するものである。

コグニティブ無線については、以下を参照。

国立研究開発法人 情報通信研究機構のホームページ > 資料・データ > 出版物・発行書籍 > 情報通信の未来をつくる研究者たち > 電波をフレキシブルに利用するコグニティブ無線システム