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知識システム工学講義（第２回） 「無線通信技術の動向」

知識システム工学講義（第２回） 「無線通信技術の動向」. 1997.4.18 情報システム工学専攻 塚本昌彦. 概要. 通信技術，特に無線通信技術は，柔軟性の高い知識システムを構築する上で重要な役割をになうものと考えられる． いつでもどこでもコンピュータ・ネットワークが利用できる．. 無線通信プロトコル. コードレス通信 無線 LAN 広域系. コードレス通信. ASK(Amplitude Shift Keying) IrDA(Infra-red Data Association). ASK 方式. 一対一型通信

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知識システム工学講義（第２回） 「無線通信技術の動向」

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Presentation Transcript

  1. 知識システム工学講義（第２回）「無線通信技術の動向」知識システム工学講義（第２回）「無線通信技術の動向」 1997.4.18 情報システム工学専攻 塚本昌彦

  2. 概要 • 通信技術，特に無線通信技術は，柔軟性の高い知識システムを構築する上で重要な役割をになうものと考えられる． • いつでもどこでもコンピュータ・ネットワークが利用できる．

  3. 無線通信プロトコル • コードレス通信 • 無線LAN • 広域系

  4. コードレス通信 • ASK(Amplitude Shift Keying) • IrDA(Infra-red Data Association)

  5. ASK方式 • 一対一型通信 • 通信速度: 9600bpsから19200bps • 通信距離: 0～1m • シャープ書院、ザウルス、海外版電子手帳、アップルNewtonなどに搭載 • 1994年よりシャープがDigital ASKライセンスとして他社に技術供与

  6. 0 0 0 ASK方式 • 500kHzの副搬送波を用いた変調方式（家電のリモコンは38ｋHzのASK方式） • NRZ符号化、9600bps/19200bps • 雑音に強く、低消費電力 1

  7. ASKプロトコルの特徴 • 9600bpsあるいは19200bps • データ長8ビット、奇数パリティ、ストップビット1ビットの調歩同期 • ENQ-SYN-Data-Ack方式 • NACKによる失敗通知 • CANによる中断通知

  8. IrDA(Infra-red Data Association) • 赤外線データ通信方式の標準化と普及促進のために1993年に発足 • ATT, NTT, Microsoft, Novell, Compaq, IBM, DELL, NEC, HP, SHARPなど100社以上が参画 • 物理層、データリンク層などの規格を作成 • 対応商品多数: PC, PDAなど

  9. IrDA(物理層) • SIR(Serial IR) • 2400bps-115200bps(RZ,3/16パルス) • FIR(First IR) • 1Mbps(RZ方式) • 4Mbps(4ppm)

  10. IrDA(データリンク層) • IrLAP(Infra-red Link Access Protocol) • HDLCに基づく高効率データ転送 • 局発見手順 • 4バイトのランダムアドレス • リンク開設時のデータレートの折衝 • 500msターンアラウンドを用いたMAC

  11. IrLAPの局発見手順 XID(0) XID(1) XID応答 XID(2) XID応答 XID(3) XID(4) XID(5) XID(6) XID応答 XID(7) XID(FF)

  12. IrDA(上位層) • IrLMP(Infra-red Link Management Protocol) • IrLAPのリンクを多重化 • 情報アクセスサービス(IAS) • IrPnP(Infra-red Plug and Play) • プラグアンドプレーのためのIASデータフォーマット • TinyTP(Tiny Transport Protocol) • OSI TP2をベースにしたフロー制御メカニズム

  13. コードレス通信今後の展開 • IR Plug&Play対応デバイスが続出 • モデム、プリンタ、フロッピーディスク、CD-ROMなど • 公衆網接続が可能になる • 赤外線公衆電話 • 家電製品との統合

  14. 無線LAN • IEEE 802.11無線LANプロトコル • IEEE 802.3(イーサネット)互換無線LAN • PHS LAN • ワイヤレスATM • AWL(Asymmetric Wireless Link)，AWA(Asymmetric Wireless ATM)

  15. IEEE802.11無線LAN(物理層) • DS (スペクトラム拡散) • 1Mbps:DBPSK, 2Mbps:DQPSK or OQPSK • FH (Frequency Hopping) • 1Mbps:GFSK • HS-FH (Higher Speed FH) • IR (赤外線) • 1Mbps, 2Mbps : 4値PPM

  16. IEEE 802.11無線LAN(データリンク層) • メディアに依存しないデータリンク層DFWMAC (Distributed Foundation Wireless Medium Access Control) • インフラLANとアドホックLAN • CSMA/CA + Ackベース • 集中制御による即時系サービス • 電力管理 • 802.10 SDE(Secure Data Exchange)

  17. 隠れ端末問題 受信局 送信局 局２ 局１ Data Ack

  18. CSMA/CA方式 受信局 送信局 局２ 局１ RTS(Request to Send) NAV(Network Allocation Vector) CTS(Clear to Send) NAV(Network Allocation Vector) Data Ack(オプション)

  19. スーパーフレーム • 集中型の即時系サービスと分散型サービスを統合 スーパーフレーム 競合期間 無競合期間

  20. IEEE 802.3（イーサネット）互換無線LAN • Altair J, ASTROWINK-Eなど • イーサネットの一部分をコードレス化 • 10Mbps程度 • 既存のアプリケーションがそのまま使える．

  21. PHS LAN • 通常のPHSカードやPHS電話をプロバイダを介さずに使うもの． • ハードウェアが安価．

  22. ワイヤレスATM • ATM方式を無線で実現するもの． • 最近，AWA(Asymmetric Wireless ATM)が注目されている．

  23. AWL(Asymmetric Wireless Link) • 電波を用いた非対称無線伝送システム． • 駅の改札口や高速道路のパーキングエリアなどに基地局を設置． • 準ミリ波(10G-30GHz帯)を用いて下り10Mbps/上り32kbps程度，数百メートルの範囲で通信を行う(東芝案)．

  24. 無線LAN今後の展開 • IEEE 802.11準拠の製品が続出．イーサ互換LANとしばらくは共存するが，最終的にはどちらかに統一される(たぶん802.11)． • 高速のものに徐々に置き換えられていく．

  25. 広域系 • セルラシステム • PHS • ページャ • 衛星通信システム(CS, BS) • ビットキャスト

  26. セルラシステム • 9.6kbpsから28.8kbps程度 • サービス範囲が広い反面，通信料金が高い．

  27. PHS • PIAFS(PHS Internet Access Forum Standard)が制定．NTTパーソナルなど，97年4月からサービス開始．32kbps． • αデータ．DDIポケットの独自方式．14.4kbps．

  28. ページャ • 96年12月より高速ポケットベル(FLEX-TD方式)がサービス開始．6.4kbpsの通信が可能． • 双方向ぺージャ，音声ページャなどの動きもある．

  29. 衛星通信システム • JIC 1.5Mbps (96.10) • SCC 6Mbps (97.1) • ダイレクトインターネット 400kbps いずれも上り回線にはISDNなどの有線回線を使う．

  30. 衛星放送システム • パーフェクTV! (96.9) • ディレクTV (97.9) • JスカイB (98.春) • BS4

  31. ビットキャスト • テレビ電波の隙間を使ってデータ放送を行う． • 上りには電話などを用いる． • 番組連動型のデータ放送サービスが検討されている．

  32. 広域系無線通信の今後 • PHSを用いたデータ通信は今後急速に展開する． • 専用PDA，サービスが充実する． • ビットキャスト・衛星放送等，「放送」を主体としたサービスの展開．

  33. 無線通信今後の展開 • PHSが急速に展開 • IEEE802.11電波LAN, IrDA, IEEE802.3互換LANが棲み分け • 高速(Gbpsオーダ)のデバイス、プロトコル • データリンクプロトコルの自動判別技術 • 異なるメディア間のハンドオーバ • 非対称トポロジが重要 • 無線だけでなく，ADSL, FTTH(BTTH), CATVなど．

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