IEEE802.11af規格に準拠・ホワイトスペース対応のベースバンドICを開発

2015年12月16日

国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT）

IEEE802.11af規格に準拠・ホワイトスペース対応のベースバンドICを開発
～IC化により、従来の1/10以下の低コストでUSB給電駆動の小型通信装置を実現～

【ポイント】
■ IEEE802.11af規格準拠、ホワイトスペース無線LAN対応のベースバンドICを開発
■ 従来の通信装置に比べて、1/30以下の小型軽量化、約1/15の低消費電力化を実現
■ 1/10以下の低コスト化により、ホワイトスペース無線LAN技術の商用展開が容易に

　国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT、理事長: 坂内 正夫） リンク ワイヤレスネットワーク研究所は、テレビ帯におけるホワイトスペースで無線LANの利用が可能なベースバンドICの開発に世界で初めて成功しました。今回開発したICは、ホワイトスペースを利用する無線LANの国際標準規格であるIEEE802.11afに準拠しており、小型で省電力な通信装置の開発に利用できます。また、市販のノートPCなどにUSBで接続できる、UHF帯のアンテナを一体化したカード型データ通信装置の試作開発にも成功しました。
　今回の成果により、製品開発において大幅な低コスト化が期待でき、さらに、汎用的な通信用ICとして、ほかの通信機器への組込み、統合も容易になり、安い価格での商用展開が期待されます。

【背景】
　周波数の有効利用や電波伝搬特性の優位性の観点から、様々な国や地域でテレビ帯のホワイトスペースを活用する技術が検討されています。NICTは、これまで、テレビ帯ホワイトスペースを利用する無線LANの国際標準規格であるIEEE802.11afの策定に貢献してきました。また、この規格に対応したボックス型通信装置を世界に先駆け開発し、様々な利用シナリオにおける実験を通じて、ホワイトスペース通信技術の有用性を実証してきました。
　一方で、広く社会に普及させるためには、従来のWi-Fiシステムと同等程度の利便性・簡易性が求められており、設置の容易さに加え、小型かつ低消費電力の実現が強く求められていました。

【今回の成果】
　今回NICTは、IEEE802.11afに準拠したベースバンドICを開発しました。これまでFPGAで実現していたベースバンド処理部を新規にIC化することで、通信装置の小型化・省電力化が容易になりました。また、一層の低コスト化が期待でき、加えて、汎用的な通信デバイスとして、ほかの通信機器への組込み、統合も容易になり、ホワイトスペース無線LAN技術の商用展開が期待できます。
　さらに、NICTは、このICを搭載した低コストかつ小型で省電力なカード型データ通信装置の試作に成功しました。
　その他の主な特長は、以下となります。

（1） ベースバンドICの搭載により、これまでに開発したボックス型通信装置と比較して、約1/40の小型化、約1/30の軽量化、また、約1/15の低消費電力化を実現。さらに、試作開発コストとして1/10以下の低コスト化を実現
（2） 送信信号の波形は、各国のテレビホワイトスペースにおける法規制に準拠
（3） 一般的な市販のカード型データ通信機器と同様に、USBインターフェースを具備し、市販のノートPCからのUSB給電だけで通信が可能
（4） アンテナが一体化したシンプルな構成
（5） アクセスポイントとしてもステーションとしても使用が可能。複数使用することで、ホワイトスペース無線LANネットワークを容易に設置

　これにより、ユーザのトラヒックが集中する場所などに簡単に設置でき、トラヒックの効率的な分散が実現できます。さらに、テレビ帯の電波がより遠くまで届きやすい特長を利用して、有線ネットワークの展開が困難な地域での通信インフラの構築や、既存の無線ネットワークにおける機器設置数の削減などにも期待できます。

【今後の展望】
　今回開発したベースバンドICは、通信装置の小型化・省電力化に貢献するだけでなく、低コスト化も期待できるため、有線ネットワークの展開が困難な地域に安価な通信インフラの提供が可能になります。このように、ホワイトスペース利用技術は、単に、電波資源を有効に利用するだけでなく、デジタルディバイド（情報格差）問題などの様々な社会的課題の解決にも期待できます。
　また、これまでに開発したほかのホワイトスペース技術を組み合わせることで、更なる社会展開に貢献していきます。