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超低電力無線によるセンサネットの原理実験に成功
【ＩＴ】発信：2005/11/12(土) 10:11:02
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日立製作所（電話０４２−３２７−７７７７）は、ＹＲＰユビキタス・ネットワーキング研究所（坂村健所長）と共同で、携帯電話の電波よりも百倍以上も広い周波数帯域を利用して送受信する、ＵＷＢ（Ultra Wideband：超広帯域）無線通信を、超低電力で用いることに成功した。
同方式は、センサネット用無線技術として注目され、ＩＥＥＥ標準に提案している方式。毎秒１ビットあたり３ｎＷという超低電力の無線送信、並びに通信速度10Ｍｂｐｓで通信距離10ｍ、２５０ｋｂｐｓで30ｍの通信性能を実証した。また測位精度30ｃｍの位置検出が可能なことをシミュレーションで確認した。
センサネットは、人やものなどの状態を常時直接感知して、情報センターに送信し、状況に応じた適切なオペレーションを行うサービス基盤で、ユビキタス社会に重要なインフラ技術の一つ。生産設備の運転状況を管理元に送信し、異常の早期発見、早期対策が可能な生産システムや、室温、湿度などのデータを外出先から確認し、空調機器等を遠隔操作して、帰宅時に室内を快適な環境に設定するといった応用例がある。
センサネットの実現には、センサ、信号処理、通信という三つの機能を備えた端末（センサノード）をメンテナンスフリーで長期間利用できることが求められ、バッテリ寿命を気にしないほどの超低電力の動作性能も要求される。特に、センサノードにおいて、電力消費の多い無線通信部の低電力化が求められていた。
そこで注目されたのが、通信容量が大きく、ビットあたりの消費電力が格段に小さいＵＷＢ無線通信方式。米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）のタスクグループ４ａ（ＩＥＥＥ８０２・15・４ａ）では、低消費電力通信や高精度測距・測位機能を可能にする比較的低速な無線ＰＡＮ（Personal Area Network）の方式として、ＵＷＢ無線通信方式の標準化を行っている。同社およびＹＲＰユビキタス・ネットワーキング研究所も、標準化作業に参加し、ＵＷＢセンサネットを評価した。今回、ＩＥＥＥ８０２・15・４ａ標準に提案している方式を評価するため、通信原理実験を行った。
ＵＷＢ−ＩＲ（Ultra Wideband-Impulse Radio）方式による送信装置および受信装置を開発し、通信速度10Ｍｂｐｓで10ｍ、２５０ｋｂｐｓで30ｍの通信性能を確認。0.18μｍＣＭＯＳプロセス技術を用いて送信ＲＦ（Radio Frequency）部のＬＳＩを試作し、送信時のＬＳＩ消費電力が最小３ｎＷ／ｂｐｓであることを確認した。ＵＷＢ技術を利用して通信と同時に位置検出が可能な技術を提案し、見通し領域で30ｃｍの測位精度をシミュレーションで確認した。
今後同社では、標準化を推進すとともに、それに準拠したＵＷＢ通信ＬＳＩの早期開発を目指としている。
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