66 - 電子情報通信学会

平成 19 年度電子情報通信学会東京支部学生会研究発表会
講演番号：66
電子レンジ干渉環境下における IEEE802.11g 無線 LAN 伝送特性の実験的評価
Experimental Performance Evaluation of IEEE802.11g Wireless LAN under Interference from Microwave Oven
B-5B
小口 英明
Hideaki Koguchi
前原 文明
Fumiaki Maehara
早稲田大学基幹理工学部情報理工学科
School of Fundamental Science and Engineering, Waseda University
1. まえがき 近年，オフィスや家庭において，2.4GHz 帯無線 LAN
の急速な普及と伝送速度の高速化がめざましい [1]．しかしなが
ら，2.4GHz 帯無線 LAN では，その使用周波数帯が電子レンジ
や医療機器といった ISM 機器の周波数帯と重複するため，無線
LAN と ISM 機器が同時に使用される場合，システム間干渉が生
じる問題がある．具体的には，無線通信特有の劣化要因である
フェージングに加えて，ISM 機器から非意図的に放射される干渉
の影響により，無線 LAN の伝送特性が大きく劣化する [1]，[2]．
本稿では，電子レンジからの干渉信号が 2.4GHz 帯無線 LAN の
信号に与える影響を把握すべく，IEEE802.11g を採り上げ，電子
レンジからの干渉信号と IEEE802.11g で適用される OFDM 信号
をスペクトラムアナライザにより観測するととともに，電子レン
ジによる干渉環境下における FTP スループット特性を実験的に
取得・評価する．
電子レンジとクライアントPCの距
実験構成(発表資料用)
1hop+oven
1hop
離を変化させる(1hop)
microwave oven
d
Wireless
Wired
50cm
図 1 実験構成
8ms
プレス, 2005 年 1 月．[2]A. Shiotsuki, S. Miyamoto, N. Morinaga, “Performance of
wireless LAN system based on IEEE802.11g standard under man-made noise environment,” IEICE Trans. Commun., Vol. E88-B, NO. 8, pp. 3213-3220, August 2005.
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12ms
電子レンジ使用中の中心周波
数の時間スペクトル
図 2 電子レンジ使用中の中心周波数での時間波形
干渉時のスペクトル(rev
用)ver1.2
用)ver1.3
用)ver1.1
(b)
干渉なし
I
S
(a)
時間変動
(c)
干渉あり
図 3 IEEE802.11g における干渉時の周波数スペクトル
-5
20
実験結果(実験３)ver3
実験結果(実験３)ver4
-35
10
0
Average throughput without interference
Average throughput with interference
Desired signal power
Interference power
0
10
20
SIR[dB]
30
Interference power [dBm]
験的に評価した．特性評価の結果，電子レンジ干渉存在下におけ
る FTP スループットは，干渉信号電力と無線 LAN キャリヤセン
ス・レベルの大小関係に起因することがわかった．
参考文献 [1] 守倉正博, 久保田周治, 改訂版 802.11 高速無線 LAN 教科書, イン
Client
spectrum analyzer
Average Throughput [Mbps]
4. まとめ 本稿では，電子レンジからの干渉信号が IEEE802.11g
に与える影響を信号波形および FTP スループットの観点から実
AP
Server
2. 実験構成 図 1 は，実験の構成を示したものである．同図に示
すように，アクセスポイント (AP) に FTP サーバ機とクライアン
ト機がそれぞれ有線と無線で接続された構成を想定する．なお，
特性評価の指標である電子レンジからの干渉の影響は，AP から
の距離 d を変化させることにより実現し，無線 LAN の信号と電
子レンジからの干渉信号の測定は，AP の近傍にリアルタイムス
ペクトルアナライザを設置することにより実施するものとする．
3. 特性評価 図 2 は，2463MHz における電子レンジからの干渉
信号の時間領域波形を測定したものである．同図からわかるよう
に，干渉信号は 8ms と 12ms の時間間隔で ON と OFF を繰り返
す信号であることがわかる．図 3(a) および (b) は，IEEE802.11g
無線 LAN の周波数スペクトルとその時間変動を測定したもので
ある．同図からわかるように，変調方式として OFDM 方式が適
用されることから，方形の形状を有する周波数スペクトルである
ことがわかる．また，図 3(c) は，電子レンジによる干渉信号が
存在するときの周波数スペクトルを測定したものである．同図よ
り，広帯域の OFDM 信号に電子レンジによる狭帯域の干渉信号
が加えられていることがわかる．図 4 は，電子レンジが使用する
2463MHz における信号電力対干渉電力比（SIR) 対 FTP スルー
プット特性を示したものである．ここで，SIR は，図 3(c) に示す
ように，干渉がない場合の無線 LAN 信号電力 (S) と無線 LAN を
用いない場合の電子レンジからの干渉電力 (I) の測定値により算
出したものであり，参考のため，各 SIR において，S と I の測定
値も併せて示す．同図より，FTP スループットが，SIR が 30dB
程度まで変化しないが，これを越えると急激に増加することがわ
かる．これは，SIR が 30dB よりも小さい場合，電子レンジから
の干渉電力がキャリヤセンス・レベルを上回り，無線 LAN に割
り当てられる時間が電子レンジ波形の OFF となる時間に制限さ
れる一方で，SIR が 30dB より大きくなると，電子レンジからの
干渉電力がキャリヤセンス・レベルを頻繁に下回り，無線 LAN
に割り当てられる時間が大幅に増加するためと考えられる．
使用無線LANシステム IEEE802.11g
無線LANの中心周波数 2484MHz
電子レンジの中心周波数 2463MHz
スペクトルアナライザの 250kHz
分解能帯域幅(RBW)
-65
40
図 4 IEEE802.11g における SIR 対 FTP スループット特性
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