超低消費電力・高速通信──「UWB」とは何か？（2/3）

【国内記事】

2002年4月18日更新

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　出力の向上やノイズの低減も，高速通信を実現する要素の1つ。だが，Manny氏は情報理論のシャノンの定理を挙げ，「周波数帯域幅を広く取ることが，理論的には大きなデータレートを実現する。ほかの要素よりも，帯域幅のほうが大きな影響を持つ」と語る。

　Ultrawideband＝超広帯域，の名の通り，UWBはこれまでの常識を越えた広帯域の周波数を通信に利用する。定義によれば，「1.5GHz幅以上，または搬送波周波数の4分の1以上を使うもの」（Manny氏）となっており，特にどの周波数帯を使う，と決まっているわけではない。

　とはいえ電波は，通常，用途によって利用できる周波数帯が決まっており，おいそれと1.5GHz幅もの電波を利用できるものではない。ある程度の広い周波数幅が使えるのは，高い周波数帯ばかり。その結果，“次世代”と呼ばれる無線LANや携帯電話などはみな高い周波数帯の利用を想定している。

　しかしUWBが利用しようとしているのは，2GHz帯から10GHz帯といった，まさに現在無線LANや携帯電話が利用している帯域だ。ここが，「UWBは既存の無線技術への影響が懸念される」といわれる理由である。

　“懸念される”程度で済んでいるのは，FCCがUWBの認可に当たって「意図的に低い出力に抑える」（Manny氏）ようルールを定めたからだ。

　「UWBで実際に使われるのは，デスクトップPCなどがノイズとして出しているのと同程度の出力」（Manny氏）。Intelのテストでは，UWBがBluetoothや802.11b，802.11aに及ぼす影響はほとんどなく，「試験結果を見て共存できると思った」（Manny氏）という。

FCCは，UWBが利用できる出力を周波数帯ごとに変えている。左の「屋内での許可状況」では，GPS衛星が利用している周波数帯を大きく避け，実質1.99GHz以上の利用を許可した。ちなみに，点線は日本国内での規制状況。さすがにここまでの低出力では，UWBでも威力を発揮することは難しいようだ。 右は「屋外での許可状況」。「衛星への影響を懸念し」（Manny氏），さらに利用できる出力は下がっている。しかし，屋内外共に2.4GHz帯を使う802.11bやBluetooth，5GHz帯を使う無線LANとの干渉が懸念される

　ほかの無線技術からはノイズ程度にしか見えない出力でも，数GHz幅を利用することで，データレートは数百Mbpsに達する。これが，UWBの低消費電力・高速通信の秘密である。

現在のところ，パルスを利用

　現在のところ，UWBでは超短時間のパルスを使って通信を行っている。Manny氏はUWBのシグナルを掲げ「0.1ピコ秒の形でシグナルが出ている」と語る。

　パルスを利用することで，「トランスミッタ（送信部）のコストが下げられる」とManny氏は説明する。Intelは具体的な想定コストは明らかにしていないが，かなりの低コストを目指しているのは間違いない。

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[斎藤健二，ITmedia]

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