ワイヤレス設計（Wireless Design）特選コーナー
今やありとあらゆる機器に組み込まれるようになったワイヤレス機能。その設計業務に役立つ情報をまとめてお届けする。携帯電話などの高速移動体通信から、応用が広がる近距離無線、新領域として注目を集めるミリ波通信まで、各種無線システムの設計に不可欠な部品やツール、標準規格や認証テストの最新動向を追う！
「次世代 モバイル通信」特集
無線通信技術 Wi-Fi：
無線LANが普及するにつれ、複数のアクセスポイントが同じ環境に存在していることによる干渉の問題が無視できなくなる。NTT未来ねっと研究所は、この干渉の問題を解決する新技術を開発し、ワイヤレス・テクノロジー・パーク2012で披露した。
無線通信技術 アンテナ設計：
KDDI研究所は、ワイヤレス・テクノロジー・パーク2012で、最先端の携帯通信方式であるLTEや、次世代のLTE-Advancedをターゲットにしたアンテナ技術を紹介した。
無線通信技術：
現在のモバイル通信の目標は、IMT-Advancedで規定されている。静止時に1Gビット/秒、高速移動時に100Mビット/秒というその目標をどうすれば実現できるのだろうか。LTE-Advancedを通過点として、創造的なアプローチを生み出す取り組みが続く。
無線通信技術：
スマートフォンなどの普及により増加の一途をたどるモバイルトラフィックに対応するには、スモールセル方式の無線基地局が大きな役割を果たす。ただし、完全な実用化に至るまでにはまだ多くの課題が残されているという。
対応システムの開発に必要なものとは？：
高速通信を実現する次世代無線通信規格として、LTEには大きな期待がかかっている。2010年のLTEネットワークの商用化に向けて、技術者は開発中のLTE端末や基地局に対してさまざまな試験シナリオを適用し、単体試験や結合試験、小規模な実地試験を行っているところだ。では、新たな規格であるLTEに対応した機器の開発では、従来とは異なるどのような測定手法や試験装置が必要になるのだろうか。
3Gからの移行を妨げるものは何なのか？：
第4世代のワイヤレス通信技術（4G）について語られるようになってから久しい。しかしながら、現時点でも4Gの「実体」は確定的なものとはなっていない。現状の第3世代から第4世代への移行に当たっては、どのようなことが課題になるのだろうか。そして、設計者は、この新技術に対してどのように向き合っていけばよいのだろうか。
業界動向/市場予測
ビジネスニュース 企業動向：
Samsungは、2012年中にLTEに対応した携帯電話機を大量に投入するという。LTEの次世代規格「LTE-Advanced」への対応には遅れが発生しているようだが、同市場におけるSamsungのけん引力は増している。
ビジネスニュース 企業動向：
無線通信市場で確固たる地位を築こうとさまざまな戦略を図ってきたIntelが、無線技術の特許を3億7500万米ドルで買収するという。今回の特許買収により、同社は、スマートフォンやタブレット端末市場における影響力を高めるとみられている。
ビジネスニュース 企業動向：
LTEなどの4G通信が注目を集めている。動画など大容量データの転送時間が短くなることが注目されているが、組み込みシステムを作る側からすれば、4G通信のメリットはそこにはない。
ビジネスニュース：
LTEに対応したスマートフォンとタブレット端末の需要は、予想以上に高いという。しかし、LTEベースバンドチップの供給不足により、こうした高い需要に応えられなくなる可能性がある。
ビジネスニュース 業界動向：
メモリタグとホストメモリの間で無線データ伝送を可能にするワイヤレスメモリ。JEDECは、同技術の標準化に取り組む小委員会を設置した。ワイヤレスメモリは、多くのアプリケーションにメリットをもたらすと期待されている。
ビジネスニュース 市場動向：
世界各国でサービスの開始が相次いでいるLTE。LTEインフラへの投資額は今後は増加の一途をたどり、2013年には3.5Gインフラへの投資額を上回ると予想されている。
- 802.11adは“革命”、注目高まる次世代Wi-Fi規格 (2012年2月3日)
- 成長が加速するWi-Fiチップセット市場、2015年には61億米ドル規模に (2012年2月14日)
- LTE移行が後押し、2011年の無線インフラ市場は前年比で9％成長 (2011年12月27日)
- 広がり始めたNFCの用途、今後はスマートポスター向けの出荷が急成長 (2011年12月14日)
- 成長続くモバイル決済市場、今後はGoogleとAppleが勢力を拡大へ (2011年11月29日)
- iPhone 4Sのコストは32GB機で203ドル、LTE対応は1年以上先か (2011年10月14日)
- ルネサスが震災被害から脱却し下期の黒字化を目指す、「LTEモデムは7社と契約」 (2011年11月1日)
- 活発化するLTE市場、基地局数は2015年までに150万台到達へ (2011年9月7日)
- ホワイトスペースを活用した無線通信、英国は2013年にもサービスを開始か (2011年9月7日)
- 「無線LAN普及の父でもあった」、Steve Jobs氏の隠れた功績 (2011年10月17日)
- 「802.11ac/adへの移行が加速」、ABI Researchが予測 (2011年9月22日)
- Silicon Image、60GHz帯無線チップのSiBEAMを2500万米ドルで買収 (2011年4月18日)
- 2016年にはPOS端末の85％が非接触決済に対応、ABI Researchが予測 (2011年8月25日)
技術解説（無線業界の最新動向や、機器設計に役立つ評価手法などはここをチェック！）
無線通信技術 Wi-Fi：
201X年の近未来、モバイル機器はもっと自由になる。写真や映像といったさまざまな大容量コンテンツを、「意識」しないほどスムーズにやりとりできる時代へ。モバイル機器の無線通信技術が今大きく変わろうとしている。スマートフォンやタブレットPCといったモバイル機器の使い勝手を大きく高める、新たな無線通信技術の最新動向をまとめた。
無線通信技術 Wi-Fi：
2012年以降に実用化されるデータ伝送速度が1Gビット/秒超の高速無線LAN。既存のIEEE 802.11nに比べて大幅な高速化が図られている。そこにはどのような技術が採用されているのか？ 「IEEE 802.11ac」と「IEEE 802.11ad」の高速化を支える技術的な側面に焦点を絞って解説しよう。
無線通信技術 NFC：
さまざまなものに触れることで情報を伝える近距離の無線通信技術「NFC（Near Field Communication）」。2011年以降、NFC とスマートフォンが組み合わさることで、新しい用途が広がっていく。
無線通信技術 TransferJet：
機器同士を接触させて、機器に格納された大容量データを高速に移動する･･･。このようなコンセプトを持つ高速無線通信技術「TransferJet」が、普及に向けた歩を着実に進めている。
無線通信技術 LTE：
モバイル端末からのインターネット利用が世界中で急激なスピードで拡大し、ネットワークの帯域幅を大量に消費し始めた結果、帯域幅が逼迫し始めている。その解決に向けた提案が半導体業界から相次いでいる。
3Gからの移行を妨げるものは何なのか？：
第4世代のワイヤレス通信技術（4G）について語られるようになってから久しい。しかしながら、現時点でも4Gの「実体」は確定的なものとはなっていない。現状の第3世代から第4世代への移行に当たっては、どのようなことが課題になるのだろうか。そして、設計者は、この新技術に対してどのように向き合っていけばよいのだろうか。
テスト/計測 スペクトラムアナライザ：
一般家庭に無線機器があふれ返る現代。機器メーカーは、標準規格に準拠した半導体チップやモジュールを利用すれば、比較的容易に無線機能を組み込める。しかし規格の林立や機器の複雑化などで、無線設計の不具合からは簡単に逃れられないのが実情だ。その不具合を確実に捕捉し、原因を追究する道具が必要になる。無線設計に欠かせない測定器であるスペクトラムアナライザが近年、この要求に応えるべく進化を遂げている。
テスト/計測：
位相雑音を高い精度で手軽に測定できることを売りにした測定器が、最近になって相次いで登場している。それらは、それぞれ特徴的な機能を備えるほか、利害得失がある。従って、「最適」な測定器は測定対象とする信号源や、測定結果をどのように活用したいかによって違う。各測定器の特徴や使いどころを解説する。
無線通信技術：
米Agilent Technologies（アジレント・テクノロジー）社は、高周波回路の非線形特性を高い精度でコンピュータ解析（シミュレーション）するための基本技術を開発した。無線システムの高度化などを背景に、高周波回路のシミュレーションにおける非線形特性の解析精度を高めたいという需要が高まっており、これに対応する。
電磁界シミュレーションは、電子機器の開発では必要不可欠なEMC対策において、大きな役割を果たすようになっている。しかし、効率的に電磁界シミュレーションを行うには、開発している機器の状態やシミュレーションの条件を理解した上で、適切なツールを選択する必要がある。本稿では、まず、電磁界シミュレーションを行う際に必要となる基礎知識をまとめた上で、各社解析ツールの動向や注意すべき事柄などを紹介する。
設計の基礎/ポイントから、RFフロントエンドICの動向まで：
最新の無線通信規格を採用した機器を開発する場合、通信距離を確保するためには、送信器と受信器の末端部分に当たるRFフロントエンドの設計が重要となる。本稿では、まず、RF回路の設計に必要となる基礎知識についてまとめる。その上で、通信距離を確保するための設計上のポイントや、RFフロントエンドICの最新動向などを紹介する。
対応システムの開発に必要なものとは？：
高速通信を実現する次世代無線通信規格として、LTEには大きな期待がかかっている。2010年のLTEネットワークの商用化に向けて、技術者は開発中のLTE端末や基地局に対してさまざまな試験シナリオを適用し、単体試験や結合試験、小規模な実地試験を行っているところだ。では、新たな規格であるLTEに対応した機器の開発では、従来とは異なるどのような測定手法や試験装置が必要になるのだろうか。
乱立する規格への最適な対処法とは？：
WiMAX、ZigBee、LTEなど、無線通信の世界には、新たな規格が続々と登場している。その一方で、ワイヤレス機器では古い規格も比較的長く使われる傾向にある。そのため、複数の規格をサポートすることや、規格の変更に伴うアップグレードを容易に実現する実装手法が求められている。では、こうした要求に応えるために、実際にはどのような取り組みが行われているのだろうか。
4社の事例で知る：
テスト装置が進化を遂げる一方で、RFテストの現場では、装置が備える専用の測定/解析機能を使用せず、アルゴリズムやテストプログラム、テストの自動化手法を独自に開発/使用しているエンジニアも多い。本稿では4社のエンジニアに対して行った取材を基に、それぞれがどのような理由で、どのような取り組みを行っているのかを紹介する。
FMC普及の鍵を握る：
Wi-Fi機器や携帯電話機による通信が普及するに連れ、音声/データに常時アクセスできる環境を求める声が高まっている。このような環境を実現するために数年前に登場したのが、Wi-Fiと携帯電話を融合したFMCだ。しかし、FMCには課題も多く、世界的な規模での普及には至っていない。本稿では、そうした課題の1つであるテスト手法について取り上げ、主にWi-Fiの“モバイル性能”を統合的に評価する方法を紹介する。
イミュニティを高める設計技法：
携帯電話は電波をやりとりする代表的なシステムである。これが電磁波ノイズの原因となることは容易に想像がつく。しかし、実際にはインバータ方式の蛍光灯といった機器ですら、ほかの電子機器を誤動作させる電磁波ノイズの発生源となり得る。本稿では、RFノイズによって電子機器にどのような症状が起きるのか、またノイズ耐性（イミュニティ）を高める手法はどのようなものになるのかを解説する。
電力線通信とRF通信の実用性を探る：
ホームオートメーションを構築するためのネットワークシステムが、新たな展開を見せている。インテリジェント住宅の実現に向けて、新しい技術や標準の通信規格、ネットワーク機能が集約された民生電子機器が登場してきたからだ。本稿では、電力線通信とワイヤレス/RF通信に着目し、ホームオートメーションにおけるこれらの実用性を探る。
あらゆる機器をワイヤレスでつなぐ：
安価なワイヤレスネットワークと組み込みプロセッサの組み合わせがコンピュータ革命を持続させている。本稿では、あらゆる機器をワイヤレスでつなぐための、いくつかの通信方式とその事例を交えながら、ワイヤレスネットワークの実用性や現状の問題点について解説する。
ICの高速化/複雑化が進むに連れ、プローブテストでRF信号を扱う必要性が高まっている。本稿では、ウェーハ上でRF信号の測定を行う方法に焦点を当て、その基本となる事柄と測定時の注意点などを概観する。
その性能指標と最新技術動向を理解する：
RFスイッチの分野では、電気機械式、PINダイオード、GaAsといった従来型に代わって、バルクCMOS、MEMS、SOSなどを採用した新しい製品が徐々に増えつつある。これらは、従来のスイッチに比べて占有面積が小さい、寿命が長い、といったメリットを持つ。ただし、こうしたメリットに目を向けるだけではなく、それぞれの仕様が要件に合っているか否かを正しく見極めることが重要だ。
ZigBeeで知る物理層測定の基礎（1）：
ZigBeeの物理層であるIEEE802.15.4と技適を測定の観点から解説。第1回はZigBeeとIEEE802.15.4の違いや物理層測定について紹介
ZigBeeで知る物理層測定の基礎（2）：
ZigBeeの物理層であるIEEE802.15.4と技適を測定の観点から解説。第2回は無線通信で欠かせない電波法の試験について紹介
ZigBeeで知る物理層測定の基礎（3）：
ZigBeeの物理層であるIEEE 802.15.4と技適を測定の観点から解説。今回はZigBeeなど高周波の物理層評価に使うRF測定器を紹介
ZigBeeで知る物理層測定の基礎（4）：
ZigBeeの物理層であるIEEE802.15.4と技適を測定の観点から解説。第4回は2.4GHz帯ZigBeeのIEEE試験を紹介
ZigBeeで知る物理層測定の基礎（5）：
ZigBeeの物理層であるIEEE802.15.4と技適を測定の観点から解説。最終回は技術基準適合証明（技適）の試験内容について説明
ZigBeeのような適切なプロトコルを使えば、情報のやりとりが少ないセンサーの消費電力を節約できる。アルカリ電池1個で10年間の電力を賄える場合もある。
- スマート革命に備えよ、データが新たな“通貨”に (2011年11月21日)
- 継続的な節電への第1歩、「電力見える化」いよいよ実用化へ (2011年6月7日)
- 混迷深まるHDビデオの無線伝送 (2011年1月1日)
- スマートグリッドを実現する無線の進化、サービス連携や組み込み容易に (2010年12月3日)
- 複数の無線システムに適する受信回路構成、ダイレクト・コンバージョン方式を評価 (2009年11月13日)
- 家電向けリモコン技術の主流が30年ぶり交代、赤外線方式からRF方式へ (2009年6月30日)
- 60GHz帯無線通信が身近に、実用化には5つの技術課題 (2008年9月22日)
- 活用始まる人体無線網、ヘルスケアから新市場が立ち上がる (2008年12月1日)
- RF-ICフィルタの回路/レイアウト設計を自動合成する (2006年4月1日)
「無線通信技術」記事総覧
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