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なるほどノイズ(EMC)入門2

UWB通信とEMC対策

ユビキタス社会は多様な無線システムが共存する
 パソコンやDVDプレーヤ、DVCなどの電子機器をワイヤレスでネットワークし、USB2.0なみの高速データ伝送を実現するのがUWB(ウルトラワイドバンド)通信 。ハイビジョン画質の動画などの大容量データをストリーミング転送することも可能です。しかし、数GHzもの超広帯域の周波数を占有するため、UWB通信機の放射ノイズ測定・評価はきわめて重要な技術課題となっています。

煩雑なケーブル接続から解放、高速の無線PANを実現するUWB通信
 ラジオ、テレビ、携帯電話、無線LANなど、電波を利用したシステムには、特定の周波数が割り当てられています。そうしないことには妨害や干渉、混信などが起きて、エレクトロニクス社会はたちまちダウンしてしまうからです。
 一方で、通信の高速・大容量化は時代の趨勢。快適なユビキタス社会を実現するために、無線通信においてもブロードバンド化が推進されています。なぜブロードバンド(広帯域)かというと、通信の最大伝送速度(最大スループット)は、信号の周波数帯域にほぼ比例するからです(シャノンの定理)。そこで、数GHzものウルトラワイドな周波数帯域を利用することにより、既存の無線LANをしのぐ超高速の無線通信を実現しようというのがUWB通信です。
 しかし、電波の世界は既存システムによってすでに満杯状態であり、数GHzもの広帯域に新参のシステムが割り込むことはできません。それは過密都市の真ん中で広大な空き地を求めるようなものです。では、なぜUWB通信においては、数GHzもの広帯域の利用が可能になるのでしょうか? 
 身の回りには自然界の電磁ノイズのほか、さまざまな電気・電子機器からも電磁ノイズが放射されています。電子機器はこうしたノイズに耐性(イミュニティ)をもつように設計されているため、その電磁界強度を超えないごく微弱な電波ならば、ノイズ障害を与えることはありません。つまりUWB通信は、携帯電話や無線LANなど、既存の無線通信システムの周波数とも重なる広い周波数帯域を利用するかわり、出力はきわめて低いレベルに抑えることにより(パソコンの放射ノイズ以下のレベル)、妨害や干渉といった問題を回避しています。
 ごく微弱な電波を用いるため、UWB通信は10m以内の近距離の無線通信システムとなります。しかし、家庭やオフィスでケーブル接続の煩雑さから解放されるというメリットは多大。これからの無線PAN(パーソナル・エリア・ネットワーク)の中核になるとも期待されています。

UWB通信は身の回りの電子機器を超高速で結ぶ近距離無線通信システム。煩雑なケーブル接続も不要になる

無線アクセスシステムの利用周波数と放射電力

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