高速 UWB(Ultra Wideband) 通信 Introduction to High Speed UWB (Ultra Wideband) 最新動向 UWB UWB Ultra Wideband 1960 UWB 2002 UWB LAN 25 400 10 1 M UWB 500MHz UWB 図 -1 1UWB 10m HDHigh Definition ; UWB UWB UWB UWB WiMedia Alliance MB-OFDM UWB USB HD UWB UWB 図 -2 LAN PAN 表 -1 LANLocal Area Network 100m IEEEInstitute of Electrical and Electronics Engineers ; IEEE802.11a/b/g 図 -1 UWB とは 図 -2 無線規格の距離と伝送速度の関係 情報処理 Vol.49 No.12 Dec. 2008 1445
高速 UWB(Ultra Wideband) 通信最新動向 表 -1 無線規格の比較 11a 11b11g 11a 11g 54M 100M IEEE802.11n 11n MIMOMulti Input Multi Output 4 4 44MIMO 600M 2010 3 2 3 233MIMO 300M PANPersonal Area Network 10m BluetoothIEEE802.15.1 ZigBeeIEEE802.15.4 HD 60GHz IEEE802.15.3c 2009 9 UWB PAN 480M UWB IEEE802.11n 100M IEEE802.11n UWB UWB UWB 1990 2002 2 14 FCCFederal Communications Commission ; LAN FCC UWB UWB UWB PCPDA UWB FCC UWB UWB 図 -3 UWB -41.3dBm/MHz75nW/MHz UWB FCC Part15 Subpart F 1 3.1 10.6GHz PC 1446 情報処理 Vol.49 No.12 Dec. 2008
送 電力 度 dbmmh, 機 国 H 送 電力 度 dbmmh と 機 機能 要 4248Hは2010 要 機能 要 4248Hは2010 要 H 送 電力 度 dbmmh H 図 -3 主要国の電力マスク UWB 無線 UWB CEPTEuropean Conference of Postal and Telecommunications UWB 無線, Administrations ; UWB CEPT 2007 2 EUEuropean Commission ; UWB ETSIEuropean Telecommunications UWBの とのUWB Standards Institute ; 2008 2 2 図 -4 DAA(Detect And Avoid) 機能とは UWB UWB 50MHz FCC 3.4 4.8GHz 6 8.5GHz 3.4 4.8GHz WiMAX DAA Detect And Avoid 4.2 4.8GHz 2010 12dB TPCTransmit Power Controller DAA 図 -4 UWB DAA ETSI 2002 10 UWB 2006 8 1 3 2 UWB 450MHz 3.4 4.8GHz 7.25 10.25GHz 3.4 4.8GHz 4 情報処理 Vol.49 No.12 Dec. 2008 1447
高速 UWB(Ultra Wideband) 通信最新動向 2002 2 2003 3 FCCUWBの I802153aUWB のHi ate H 規格 の 開 規格化 110Mp10m Mandator 200Mp6m Mandator 480Mp3m Optiona 2003 9 I802153aのUWB 方式 MB-OFDM 1(DS-UWB2) MB-OFDMとDS-UWBの標準化 2005 12 WiMedia AianceのHMACとMACHインフ ースのCMA 標準 成 CMA-368 CMA-369 2006 1 I802153aの(7) 2006 8 速 UWB( 無線 規 ) 3448H( 機能 要 ) と7251025H, 4248Hは 置 2008 機能 要 2006 12 AIB SD-91UWB 無線 スム標準規格 の 2007 3 WiMedia AianceのHMACとMACHインフ ースのISO 標準 成 ISOIC 26907 ISOIC 26908 2008 8 の 置 4248Hは2010 機能 要 図 -5 法制度化と規格標準化 4.2 4.8GHz 2008 2008 8 29 2010 TELEC TELEC-T406 ARIBAssociation of Radio Industries and Businesses ; ARIB STD-T91 2006 12 UWB AC UWB 50M ARIB UWB 4 2-3 UWB 5GHz LAN 2 UWB 7.25 8.5GHz UWB 2002 IEEE PAN IEEE802.15.3 PHYPhysical layer ; IEEE802.15.3a UWB PHY IEEE802.15.4a 2004 3 IEEE802.15.3a PER 8% 100M PAN PHY MAC Medium Access Control ; IEEE802.15.3 IEEE802.15.3a MBOA SIG WiMedia Alliance MB-OFDM UWB Forum DS-UWB 2 2006 1 UWB USB IFImplementers Forum 1394TA Trade AssociationBluetooth SIGSpecial Interest Group WiMedia Alliance MB-OFDM UWB WiMedia Alliance ECMA International 2005 12 PHY MAC ECMA-368 5 PHY/MAC ECMA-369 UWB 2007 3 ISO ISO/IEC 26907 ISO/IEC 26908 WiMedia Alliance 350 PHY MAC 図 -5 1448 情報処理 Vol.49 No.12 Dec. 2008
ーバンド イバンド 電力 の 1 と 122 国 OFDM DAA 要 開 2010DAA 要 2011DAA 要 図 -6 MB-OFDM 方式と各国のバンド配置の関係 UWB UWB Impulse Radio DS-UWB Direct Sequence - UWB CWave OFDM MB-OFDMMulti Band-OFDM UWB WiMedia Alliance PHY MAC WiMedia PHYMB-OFDM 5 MB-OFDM 図 -6 OFDMOrthogonal Frequency Division Multiplexing ; 1 LAN OFDM MB-OFDM 1 528MHz 122 3.1 10.6GHz 14 3 2 #1 #5 3 2-6 #3 2010 #9 #10 #6 MB-OFDM 図 -7 (a) 3 #1 #1 #2 #3 #1 MB-OFDM OFDM 1 242ns 312.5ns OFDM Guard interval MB-OFDM 3-41.3dBm/MHz 3 5dB=10 log 3 MB-OFDM 53.3M 480M 106.7M 10m480M 2m 2 3 TFITime-Frequency Interleaving FFI Fixed-Frequency Interleaving 情報処理 Vol.49 No.12 Dec. 2008 1449
高速 UWB(Ultra Wideband) 通信最新動向 は 送 電力 送 電力 13 送 電力 OFDM 方 イ ー 送 電力 ードイン ーバ a 3バンドのッン 例 (FI ード ) 1 バンドの 例 (FFI ード ), の Band3 の例 速度 (M ット ) 図 -7 MB-OFDM 方式の仕組み UWB 無線プラットフォーム ワイヤレス USB A Buetoot A Oter A WiMedia MAC WiMedia H MB-OFDM I 伝送 WiMedia W A rotoco Adaptation aer 各 rotoco 図 -8 WiMedia プラットフォーム #3 1-7 (b) FFI WiMedia MAC 5 WiMedia Alliance MAC 図 -8 MB-OFDM UWB UWB USB Bluetooth v3.0wimedia WLPWireless Logical Link Control Protocol ; TCP/IP PAN IEEE802.15.3 MAC PNCPiconet Coordinator ; LAN PNC PNC PNC WiMedia MAC PNC 図 -9 Superframe 65.536ms 256 MASMedium Access Slot 1MAS=256s Beacon Period Data Transfer Period Beacon Slot MAS TDMATime Division Multiple Access ; LAN CSMA/CACarrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance ; 1450 情報処理 Vol.49 No.12 Dec. 2008
WUSB と W の機 Beacon ot と の MAS の と, 能 WUSB ワイヤレス USB W CI プ ー ン 各機 発 Beacon 図 -9 WiMedia MAC の Superframe 構成 ー HDMIのワイヤレスユニット C CWUSB WHCC,DWA -DAA Wiree USB Adapter Hu D-in CWUSB Hot Adapter 4-ort Hu IO-A CWUSB Hot Adapter 4-ort Hu D CWUSBのHot 機能 C enovo CWUSBのHot 機能 C Wiree Docin Station Wiuet Wiree Docin Station I USB20のWiree ideo ue in HDMIのワイヤレス伝送 CWUSB Certied Wiree USB 表 -2 UWB の開発, 製品化例 UWB 方式 (H) MB-OFDM 4248 製品 MB-OFDM 4248 製品 MB-OFDM 4248 製品 イン ス 310 発表 CWave 3148 発表 USB ー DWA バイス UWB スト HWA USB ー 図 -10 ワイヤレス USB の例 QoSQuality of Service ; TDMA MAS UWB UWB USB2.0 PAN Bluetooth HD 表 -2 UWB UWB 2005 UWB USB USB USB Certified Wireless USB USB2.0 127 USB USB USB 図 -10 Wire Adapter USB2.0 USB HWAHost Wire Adapter USB USB2.0 DWADevice Wire Adapter USB HWA USB DWAPC USB WHCWireless Host Controller WHC PC USB DWA 情報処理 Vol.49 No.12 Dec. 2008 1451
高速 UWB(Ultra Wideband) 通信最新動向 機 ン BS ン ニ HDMI ー 機 送 機 HDMI ー Wooo ス ー ン id ード スク ン 送 機 レ Wooo U ー の プ ン () 製 -W700H ニ Wooo ス ー ンとワイヤレスユニットの は HDMI ー のみ ニ Wooo ス ー ンの制 は, ー と ン ニ 図 -11 HDMI のワイヤレスユニットの例 USB USB Bluetooth 2006 3 Bluetooth SIG 6GHz WiMedia Alliance MB-OFDM Bluetooth v3.0 UWB HD UWB HD HDMIHigh-Definition Multimedia Interface HDMI AV 1 1080i HD 1.5G HDMI 1.5G UWB HDMI 100M HDMI 図 -11 Wooo HDMI HDMI Wooo HDMI JPEG 2000 UWB HDMI UWB 4.2 4.8GHz 9m UWB UWB UWB 2006 3 3 UWB 3 (1) (2) (1) (2) UWB UWB UWB 6 UWB UWB 1452 情報処理 Vol.49 No.12 Dec. 2008
7.25 10.25GHz Bluetooth 6GHz 5GHz LAN UWB UWB UWB UWB TPC UWB 50M UWB UWB 参考文献 1PART 15 RADIO FREQUENCY DEVICES, Federal Communications Commission Rules. 2ETSI;EN 302 065 V1.1.1Electromagnetic Compatibility and Radio Spectrum Matters (ERM) ; Ultra WideBand (UWB) Technologies for Communication Purposes ; Harmonized EN Covering the Essential Requirements of Article 3.2 of the R&TTE Directive (Feb. 2008). 3 UWB 2006 3 4UWB ARIB STD-T91 1.0 2006 5Ecma International : Standard ECMA-368High Rate UltraWideband PHY and MAC Standard (Dec. 2005). 6UWB 2008 7 11 20 9 14 UWB USB Bluetooth 1G masaki.noda.sz@hitachi.com 1979 1997 UWB UWB HDTV IEEE 情報処理 Vol.49 No.12 Dec. 2008 1453