UWB(ウルトラワイドバンド)●超高速無線通信…


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 今週のキーワードはこれだ! 掲載日:2004/11/04
 超低消費電力・高速通信“ウルトラワイドバンド(UWB)”ってなんだ?!


 日々進歩するIT技術は、ともすると取り残されてしまいそうな勢いで進化の速度を高めています。そこでキーマンズネット編集部がお届けするのが「5分でわかる最新キーワード解説」。このコーナーを読めば、最新IT事情がスラスラ読み解けるようになることうけあい。忙しいアナタもサラっと読めてタメになる、そんなコーナーを目指します。
 今回のテーマは「UWB(Ultra Wide Band:ウルトラワイドバンド)」。「超広帯域無線」と呼ばれ、データを極めて広い周波数帯に拡散して送受信を行う無線通信方式です。モバイルなどの近距離通信における、大容量のデータ通信を支える技術として注目が集まっています。

5分でわかるイメージ図
UWB(Ultra Wide Band)とは?
 UWBとは、超広帯域を利用する通信技術で、FCC(米連邦通信委員会)の規定では10dB比帯域幅が中心周波数の20%以上、または500MHz以上の帯域幅を使用する無線通信を指すと定義されている。Bluetoothや無線LAN(IEEE 802.11a/b/g)などよりも高速なデータ通信速度を目指しており、たとえばUWBを物理層に利用してUSBの無線化を推進するワイヤレスUSBプロモータグループでは、480Mbpsの通信速度をターゲットにしている。もともとは軍事利用のために開発が進められたという背景があり、位置測定、レーダー、無線通信の3つの機能をあわせ持つ。近年の技術革新によって、携帯電話や無線LANなどのさまざまな領域で高速通信環境が整い、モバイルを中心とした近距離通信=「PAN(Parsonal Area Network)」が求められて来ており、次世代の無線通信技術として検討が進められている。

■超広帯域の広さ
 電波利用帯域の図を見ると、NTTドコモのFOMAで使用されている通信方式「W-CDMA」でもワイドバンド(広帯域)と呼んでいるが、従来の通信方式に比べワイドバンド化がされているため、この言葉で説明がされている。W-CDMAで通信に使われている帯域幅が5MHzに対して、UWBでは3.1G〜10.6GHzの7.5GHzと1500倍以上の帯域幅をもっており、こういったスケール感の違いがウルトラワイドバンド(超広帯域)の所以でもある。
 また電波の利用方法としても、W-CDMAは複数のユーザーにおいて、ひとつの帯域に何重にも通信を重ねて利用するが、UWBはそのエリア内で利用できるUWBは1つと異なる。(実際のMB-OFDM方式ではチャンネルで分割されているため複数同時に利用できる)

 UWBでは「GHzオーダーの帯域を利用する」がゆえに電波法上の割り当ての問題がある。しかし半径10m程度の近距離での高速通信をターゲットとしているため、送信電波の出力はパソコンから出るノイズ以下程度と微弱で、電波干渉の問題は極めて少ないと考えられている。UWBは米国において2002年2月にFCCが限定付きで無免許利用の許可をしているが、これはFCCが他の無線方式を使っている機器と帯域が重複しても混信することが無く共存ができると判断した結果といえる。実際にUWBが利用できる帯域は「3.1G〜10.6GHz」だが、無線LANの規格である「IEEE 802.11a」は5.2GHz帯を利用しているように、既にさまざまな無線通信で使用されている帯域を含んでいる。

UWBの周波数帯域
 UWBを用いた情報通信の規格を検討している「IEEE 802.15 TG3a」では、インテルやテキサスインスツールメンツなど多くの企業が推進する「MB-OFDM(MultiBand Orthogonal Frequency Division Multiplexing)」方式と、モトローラ陣営が推す「 DS-UWB(Direct Sequence UWB) 」方式が提案されている。より多くの企業から支持を集めているMB-OFDM方式では、UWBが利用できる3.1G〜10.6GHzの帯域を14バンドに分割し、1バンドあたり528MHzを割り当て、さらにそれらを5つの論理チャンネルにグループ化している。14バンドに帯域を分割することで、特定の帯域の通信が難しいときは他のバンドで補完しトータルとして安定した通信を行うことを実現している。

 UWBは「3.1G〜10.6GHz」の帯域の使用は、米国では許可が下りたが、全世界で同様の許可が下りるとは限らない(日本でも現段階では許可が下りていない)。こうした状況下でもUWBを利用できるよう、MB-OFDM方式において一例をあげると、米国では1〜5チャンネルを使用しているが、別の国では1〜3チャンネルを使用して通信をおこなうといった形で電波規制の異なる世界各国に適応できる形で標準化がされている。

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