ZigBee

無線通信測定に関する翻訳に、ZigBeeという言葉がよく出てくる(例えば、Agilent N4010A 無線コネクティビティ・テスト・セットによるIEEE 802.15.4/ZigBeeの測定)。Zigbeeという言葉は、ミツバチ(Bee)が蜜を求めてジグザグ(Zigzag)に飛び回って仲間に情報を伝えることから作られた造語である。

ZigBeeは、家庭、オフィス、工場などの防災、防犯や温度、照明の管理を目的に、さまざまな場所に分散したセンサやスイッチが、アクセスポイントを介さなくても複数の機器と通信/中継が可能なアドホックな(自律分散型)ネットワーク機能を持つようにデザインされた近距離無線通信技術である。Bluetoothや無線LANに比べて、通信速度は最大250kbpsと遅いが、低消費電力で導入コストが安く、電源オン操作(スリープ)からの復帰が非常に速く、同時接続数は、Bluetoothの最大7個や無線LANの最大32個に比べて、65,535個と非常に多いという特長がある。

また、ZigBee RF4CE(Radio Frequency for Consumer Electronics)という規格をパナソニックやソニーなどが策定している。テレビなどのAV機器の赤外線リモコンでは、その方向に向けたり、間に障害物がないことが必要だが、ZigBee RF4CEでは電波を利用して無指向性リモコンを実現できる。スリープからの復帰が非常に速いことから赤外線リモコンと同様の応答時間も実現でき、電池寿命も赤外線リモコンの10倍程度が期待されている。

Zigbeeについては、以下を参照。

初歩のZigBee [ZigBeeとは?]

Method of Moments(モーメント法)

電磁界シミュレーションに関する翻訳に、Method of Moments(モーメント法)という言葉がよく出てくる(例えば、Agilent EEsof EDA E8921A/AN Momentum)。

電子デバイスの高周波化/高密度化にともなって、伝送線路が電磁界による相互作用によりL成分やC成分を持つようになる。また、伝送線路も複雑な形状になり、電磁相互作用を解析的に(方程式を立てて式変形して)直接解くことはできない。このような場合は、問題の領域を離散化して数値的に解く必要がある。これを行うための手法の1つがモーメント法である。モーメント法を簡単に説明するのは難しいが、概要は以下のようである。

Lを微分演算や積分演算などを含む適当な線形演算子、f(x)を求めたい未知の関数(電流や電荷)、g(x)を与えられた既知の関数(入射電界や励振電界)とすると、系の支配方程式は、

L(f(x))=g(x)

となる。ここで、求めたいf(x)を境界条件を満たす基底関数列f_n(x)(n=1、2、・・・、N)で、

f(x)≒Σa_n×f_n(x)、a_nは求めたい展開係数

と展開して、L(f(x))=g(x)に代入すると、

Σa_n×L(f_n(x))≒g(x)、残差R=g(x)-Σa_n×L(f_n(x))

となる。ここで、基底関数f_n(x’)と重み関数f_m(x)(m=1、2、・・・、N)の内積(モーメント)を、

<f_m、f_n>=∫f_m(x)×f_n(x’)dx’dx

で定義する。展開係数a_nが適切に求まると残差Rはゼロに近づくので、残差R=g(x)-Σa_n×L(f_n(x))とf_m(x)の内積がゼロになることから、

Σa_n×<f_m(x)、L(f_n(x))>=<f_m(x)、g(x)>、m=1、2、・・・、N

となる。これは、z_mn=<f_m(x)、L(f_n(x))>を要素とするN×Nの行列Z、求めたい展開係数を要素とするベクトルa、<f_m(x)、g(x)>(m=1、2、・・・、N)を要素とするベクトルbを用いて、書き直すと、

Za=b

の連立方程式である。これを数値計算手法で解けば、展開係数を有限個(N個)で打ち切ったときの近似解aが得られる。

モーメント法については、以下を参照

モーメント法

電子情報学会 知識ベース 知識の森 > 4群 モバイル・無線 > 2編 アンテナ・伝搬 > 10-3 モーメント法

Surface Integral Equations and the Boundary Element Method(英語PDF)