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1 製品仕様の決定 DS-UWBを選んだわけ
本稿では，筆者ら（サイレックス・テクノロジー）が開発した の量産品も市場に登場しつつありました．これら無線 LAN 無線画像転送システムを取り上げる．本システムは UWB 通信 を用いた無線プロジェクタ・アダプタもすでに数種類発売 技術を用いて，JPEG-2000 のディジタル・データをリアルタ されており，ある程度の市場性が見込めることは確実と思 イムでネットワークに配信するものである．このようなシステ えました． ムでは，画質や伝送速度，接続の安定性などの要求仕様を満た す必要がある．ここでは，こうした課題をクリアするために筆 ● 新規性と実現性のバランスをとり，DS-UWB に賭ける 者らがどのようにして通信方式やデバイス，システム構成を決 一方，次世代の高速無線通信規格として「UWB」という 定していったのかその過程を紹介する．また，開発したシステ ことばが業界を騒がせており，その標準化はIEEE 802.15.3a ムの実機評価をもとに，製品化への課題をまとめる．（編集部） として策定中と報道されていました．標準の候補としては 複数の方式が提唱されており，筆者らのプロジェクトが発 筆者らは UWB（ultra wideband）通信を利用したリアル 足した時点では，米国 Freescale Semiconductor 社の提唱 タイム無線画像転送システム（UWB-XGA システム）を開 する DS-UWB（direct sequence-ultra wideband）方式と 発しました．このプロジェクトはもともと「無線プロジェ MBOA（現在 WiMedia Alliance）の提唱する MB-OFDM クタ・アダプタ」という製品構想で始まりました．会議室 （mul-ti band-orthogonal frequency division modulation） でプレゼンテーションを行うとき，話し手がノート・パソ 方式が最終候補としてしのぎを削っている，というところ コンを抱えてプロジェクタの前に移動し，ビデオ・ケーブ までは情報を把握していました． ルをねじ込み，ファンクション・キーを押して外部モニタ MB-OFDM 方式は，当時米国 Intel 社が提唱した USB の 出力へ切り替える，この一連の作業を行うようすを見るた 無線化仕様である Wireless USB 注 1 の基本仕様として採用 びに，「あのケーブルがなくなったらさぞ便利だろう」と考 することが発表されていました．参入メーカも多く，業界 えたのが発端です． 全体に勢いが感じられる一方で，試作品も含めてチップ開 発が進んでおらず，実現性に一抹の不安を残していました． 1 製品仕様の決定 ── DS-UWB を選んだわけ 一方，DS-UWB はFreescale Semiconductor 社1 社の提唱 であるものの，民生機器向け UWB チップセットの草分け である米国 XtremeSpectrum 社注 2 直系の技術を保有して この構想が持ち上がった当時（2004 年）は，伝送速度が 11Mbps の無線 LAN（IEEE 802.11b）が普及期を迎えてお り，また伝送速度54Mbps のIEEE 802.11g やIEEE 802.11a KeyWord 90 注 1 ：その後，Certified Wireless USB としてUSB-IF（Implementers Forum） で規格が策定された． 注 2 ：同社は 2003 年 11 月に米国 Motorola 社（現在の Freescale Semiconductor 社）に買収された． DS-UWB，IEEE 802.11b，MB-OFDM，JPEG-2000，XS110，KS8695P，RB5C634A，EP1C6F256， AD9882A，ADV7125 Design Wave Magazine 2006 November 表1 通信方式の検討 通信方式 IEEE 802.11 UWB（DS-UWB） プラス要因 ¡すでに普及しており，実績のある技術である ¡パソコン側の無線機能がすでに市販されており， プロジェクタ側を作るだけでよい ¡「日本初の UWB 採用製品」というインパクトが狙える ¡既存 UWB チップ「XS110」で伝送速度 110Mbps， 次世代チップでは 220Mbps ∼ 660Mbps と発表されており， 速度面で IEEE 802.11 に大差をつけられる可能性がある ¡UWB はピコネット方式であり，モード設定や SSID/WEP 設定などの煩雑さがない マイナス要因 ¡IEEE 802.11 対応の無線 LAN プロジェクタはすでに先行 製品が発売されており，新規性に乏しい ¡IEEE 802.11a/g の伝送速度は 54Mbps，実効スループット は 25Mbps 程度にとどまる ¡動作モード（アドホック/インフラストラクチャ）， セキュリティ設定（SSID，WEP/WPA 設定，パスワードや 証明書など）が煩雑である ¡いまだ発展途上の技術であり，実績がない ¡標準規格や法制上の問題が残されている ¡パソコン側，プロジェクタ側をセットで販売する必要がある ノート・パソコン UWB 無線通信 ノート・パソコン デバイス・ドラ イバ，ユーティ リティなど UWB 無線通信 受信/表示器 ユニット プロジェクタ VGA接続 受信/表示器 ユニット 送信器ユニット（ドングル） ： USB，CompactFlashなどで パソコンへ接続 （a） ソフトウェアによるキャプチャ プロジェクタ VGA接続 VGA 接続 送信器ユニット： VGAコネクタで パソコンへ接続 （b）ハードウェアによるキャプチャ 図１ キャプチャ方式の検討 表示画像をキャプチャし，ネットワークに送信するだけでソフトウェアにかなりの負担がかかる．今回は送受信ともに専用ハードウェアを用意した． いました．すでに量産仕様のチップセットである「XS110」 た．しかし， がリリースされているなど，実現性において先行している ¡当時パソコンに装着できる UWB アダプタの入手性が不 ことがうかがえました． 明瞭だった 既存の市場を考えて IEEE 802.11 の無線 LAN ベースに ¡表示画像をキャプチャし，ネットワークに送信するだけ するか，将来性に賭けてMB-OFDM のUWB にするか，両 でソフトウェアに相当の負荷がかかり，パソコンの使用 者の中間をとって DS-UWB にするか，企画，営業，ソフ 体感速度を損なう（図 1） トウェア/ハードウェア開発の担当者を交えて議論を重ね た結果，DS-UWB を採用することを決定しました（表 1）． ¡Windows Media Player のような動画表示は原則として キャプチャできない仕様になっている などの問題があり，今回は送受信側ともに専用ハードウェ ● 送受信側ともに専用ハードウェアを用意 要求性能は当時のノート・パソコンやオフィス向けプロ アを用意し，アナログ VGA 出力信号を用いて接続する構 成としました． ジェクタで一般的だった，1,024 × 768 ピクセル（いわゆる XGA）の画像サイズ，30 フレーム/s（目標値）のフレーム速 ● 必要性能を出すため JPEG-2000 チップを採用 度としました．ただし，比較的動きの少ないプレゼンテー 24 ビット・カラーの XGA 画像 1 枚は，無圧縮で 2.25M ションを主な用途とすることから許容下限を 15 フレーム/s バイト（18M ビット）の容量があります．採用する UWB チ と設定しました． ップセット（XS110）の実効スループットが 66Mbps（60%） 受信側（表示側）には専用ハードウェアが必要ですが，送 と仮定しても，無圧縮では 3.7 フレーム/s のフレーム速度 信側（キャプチャ側）はパソコンのバス（USB や mini-PCI， しか実現できません．30 フレーム/s を達成するためには， SD カードなど）に UWB アダプタを装着し，ソフトウェア 少なくとも容量比で 1/8 に圧縮する必要があります． で表示画像をキャプチャして送信する構成も考えられまし DCT（離散コサイン変換）を用いる古典的な JPEG の場 Design Wave Magazine 2006 November 91 2