神田のガリレオ

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(1) 人体通信 

 スティーブン・スピルバーグの映画「E.T.」では、エリオット少年とE.T.が指と指をつけて会話をしました。このよう目のような会話が実現できる時代となりました。そこで、そんな人体通信のデモ機を作るためのE.T.人形を探していましたが、25年以上も前の映画で、東京のオモチャ屋でも美津子とができず、やっと、長野のリサイクルショップで発見し、購入しました。この人形の中にE.T.との人体通信のデモ機も完成しました。各地でのデモでは、子供たちの人気の的!ただ、電車で移動する際に、壊してはいけないので、かばんに押し込めないのです。E.T.の頭が出たかばんを持っていると、ここでも子供たちが集まってきてしまいます。

 CEATEC 2007 でも、NTTドコモとアルプス電気のブースで人体通信展示がありました。非常に多くの方が見学されており、これからの展開が期待されます。東京大学名誉教授の月尾先生が、その翌週の先生のラジオ番組(TBS)でさっそく取り上げておられました。

私もこの件では、コメントを書かせていただきました。

      http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20071002/140062/

 NTTによる人体通信の新聞発表が大々的に行われ、いよいよ人体通信幕開けを実感しました。テレビでもその様子が放映されました。

          http://www.tv-tokyo.co.jp/wbs/ram/080423/n4.ram

 NTTドコモの人体通信のCMが放映されています。

      http://www.nttdocomo.co.jp/corporate/ad/tvcm/080321_01.html

今後の各社の動きが楽しみです。


(2) 最近驚いたニュース

● NTTドコモ,KDDI (au),ソフトバンク・モバイル,イー・モバイルが次世代携帯電話で同じ方式
  (LTE)を採用する方向へ

 今までは、ユーザーが契約キャリアを変えても、電話番号はそのまま使えますが、端末は買い替えの必要がありました。これは、各社の携帯電話の規格が大きく分けて2種類(W-CDMA系とCDMA2000系)あったからです。しかし、次世代携帯電話では、各キャリア会社ともW-CDMAの発展形のLTEを共通で採用するというのです。これはキャリア(携帯電話の会社)を変えても、今後は端末(携帯電話機)は買い替える必要がなくなることを意味します。

● 国内端末ベンダー(携帯電話製造会社)にとっては、以下の問題が起こると思います。

  ・ 海外メーカー参入の脅威が増す。

  ・ 開発競争の激化

  ・ ユーザーの端末買い替え頻度が少なくなる。すなわち市場が小さ
    くなる。

  ・ 各キャリアの通話料金競争,サービス競争にどう対応するか?

  ・ 現在は,キャリアは,電話番号を特定するICカード(SIMカード)を他社端末では使えない    よう制限していますが、総務省は,利用者に対するサービス向上の観点から、次世代携帯電話サ    ービスに対応した端末からはICカードの他社利用制限を原則禁止する方針を固めているようで    す。

 この次世代携帯電話(LTE)は、端末から基地局に対する通信は、現在、流行のマルチキャリアのOFDMではなく、シングルキャリアのSC-FDMAを採用します。私たち回路設計屋にとっては、ありがたいことで、送信機の高効率のアンプ(電池が長持ちする)が作りやすくなります。

 今まで、各国、各社がいろいろな規格で携帯電話を作ってきましたが、世界中でこれから使える携帯電話は、基本的に2G(音声主体 ・・・ 残念ながら日本と韓国はつかえないが主要国ではほとんど使える)携帯電話のGSMと、次世代携帯電話のLTEになってきたような気がしています。LTE端末は、世界中で使えるように、第2世代(GSM?)〜LTEまでをサポートするとも聞いています。

 私は携帯電話の目的は、

          「人が一番不安なときを解消してくれる道具」

だと思っています。自分がどこかに持っていった携帯電話が、将来的には世界中、どこでも使えるようになっていないと、 意味を成さないと思っていますので、今のような使える携帯電話と使えない携帯電話が存在する世の中は、将来はないだろうと思っています。4月25日の講演会用資料で、世界の採用されている携帯電話やワイヤレスブロードバンド、無線LAN、FMC(携帯電話を室内ではコードレス電話のように使用する)などの一覧表をまとめていますが、現時点では規格は多いです。しかし、以前に比べると少なくまとまってきたように思います。

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 最近のワイヤレス業界で驚いたニュースとしては、三菱電機の携帯電話事業からの撤退を3月3日に発表したことでした。三菱電機は、1983年から電電公社へ自動車電話の納入を始めていました。この年は私も、自動車会社から電機メーカーに転職当時で、私の仕事も電電公社向でしたので、当時の業界の動きも記憶に残っています。

 三菱電機のホームページによると、「市場が成熟化し、携帯電話端末の需要の伸びが見通せない中で、お客様の嗜好がますます多様化する非常に厳しい事業環境の下、当該事業につきましては、足下の出荷台数が減少するとともに、今後の業績改善を見通すことが非常に難しくなっております。このような状況の中で、当社は、あらゆる角度から携帯電話端末事業の方向性に関して検討してきた結果、当該事業を終息するとともに、当該事業の経営資源を、当社がより注力・強化していく事業にシフトし、当社全体の持続的成長と、企業価値の一層の向上を目指すことといたしました。」(以上、ホームページからの転載)ということでした。

 今年の1月、三洋電機が携帯電話事業を京セラに譲渡することで合意したいうニュースが流れました。これは、携帯電話ベンダーに激震が走ったのですが、今回の三菱電機の場合は、携帯電話事業を他社に譲渡せず、その技術資産はNGN(次世代ネットワーク)関連機器や携帯電話基地局機器、自動車向けの通信事業などに再配置するようです。

 昨年の日経エレ4月9日号で、私がワイヤレス製品の規格から設計から実装、出荷までの流れについて記事を書いて以降、「日本の製造業再生のシナリオ」というと大げさですが、 規格と技術の全体像を産学官の方々とディスカッションする機会が増えてきました。また、マスコミの記者の方々も、記者という立場よりも、取材を通しての日本の製造業界の危機感を非常に感じられることを言われます。

 そこで、ワイヤレス業界で、製造業が直面している問題を今、整理しています。これは、日経BP社で主催される講演会

           http://techon.nikkeibp.co.jp/NE/academy/080425.html

でお話しようと思っていますが、以下に現時点で思ういろいろな市場についておのおの1つだけ問題点を挙げてみました。講演会では、それ以外の問題点などもお話をしようと思っています。

● 携帯電話

 三菱電機のホームページにも書かれていましたように、日本は3G携帯電話(マルチメディアを意識した携帯電話ですが、世界的には音声+ショートメッセージの安価な2G携帯電話市場がまだまだ根強い)がほとんどで、携帯電話ベンダーは、国内ではキャリアごとに対応した製品を作る市場構造となっており、各キャリア同士のサービスの差別化や機能などに対応しなければならずまた製品サイクルが非常に短いので、限られた設計・開発者はその仕事に終われ、本来、日本のお家芸でもあった廉価な製品の2G携帯電話まで手がまわらない状況と思います。ただ、最近の日本の報道で、現時点で世界の携帯電話市場の大きなシャアを日本企業が取れていない理由として、日本は世界市場の比率の高いGSM携帯電話に、2G携帯電話のときに手を出さなかったことが敗因ということを聞いたことがありましたが、私はそれは誤りと思っています。GSMをやりたい企業は、1990年代前半には日本の携帯電話ベンダーには多かったのですが、日本がGSMを採用しなかった報復?として、ヨーロッパで日本で製造するGSM携帯電話の受け入れがなされず、当時の携帯電話ベンダーは、ヨーロッパに現地法人を作り、工場を設立したりなどとても苦労をしていました。当時は私も自分の会社以外に、国内やアジアに製造拠点を持つ無線機ベンダーの開発部長や研究所長を兼務していた頃で、大手の携帯電話端末ベンダーの担当者の方々と、対策を話し合ったこともありました。

 世界市場でも日本の携帯電話はシェアが低く、この業界はだいぶ苦しい状況におかれています。今後、日本の携帯電話端末ベンダーがどのようになってゆくのか、撤退の道を歩むのか・・・ワイヤレス製造業界再生のシナリオを考えている私には気になるところです。


● 無線LAN

 高速化が始まり、IEEE 802.11n規格の製品も出始めました。しかし、現在の製品はあくまでもドラフト2.0対応であり、今春のドラフト3.0以降、802.11nの標準化が完了予定の2009年7月までは、各社とも綱渡り状態での製品化をしているのではないでしょうか? 楽観的な見方をすれば市場にでてしまったユーザの多い製品から、標準も大きくドラフトとは変わらないだろう見方もあれば、競合する他のシステム(WiMAXなど)と戦うために、ますます進化するということも考えられます。最近の情報通信機器は、数年前に買ったばかりなのに、今は使えなくて部屋の隅においてあるというものも多い現状を見ると、今後、どのようになってゆくかは、まだまだ予断を許さないのではないかと思っています。

 また、高速化のキーワードであるMIMOも、送信機と受信機の高周波回路がアンテナの本数分必要で、移動端末では、消費電力の問題点も残ると思います。


● WiMAX

 無線LAN同様に、標準化終了が伸びていて、注目されていたベンチャー系半導体ベンダーは、資金面で会社の維持が難しく、会社をたたむ話が聞こえ始めてきました。これは、裏ではどろどろした業界の話もあるようで、ビジネス面では心配なところです。


● UWB

 最近では日本の大手企業も薄型テレビで、UWB技術を使ったものが販売されています。日本ではUWB普及のために2008年12月末までは、4200〜4800MHzまではDAA(Detect And Avoid)機能無しでも使えるようになっていますが、その後は、規制が厳しくなります。4G携帯電話の新周波数での干渉の配慮なのでしょうが、業界でも混乱がおきないと良いと思っていますが・・・


● RFID

 UHF帯での干渉対策としてLBT(Listen Before Talk ・・・ 誰かが同じ空間で電波を出していることを確認した場合、電波の送信ができない)機能が導入されたことにより、リーダライタの前に読み出したいモノがあっても読み出すことができないときが多発し、やっと自分が電波を出せる時には、すでにモノが自分の前からいなくなっている・・・という物流では致命的な問題になってしまいました。しかし、これはごく近いうちに電波法が改定され、LBT機能無し(ただしミラーサブキャリア方式となる)の周波数が、今のUHF帯の周波数帯域の一部で使えるようになります。

 RFIDというよりユビキタス構想の全てのモノにIDコードを割り当てることが、今は問題化しているようです。同じモノにバーコード、RFIDなどが取り付けられ、同じものを管理するのに、IDの体系がシステム(RFIDの場合は周波数によってもIDの形態が変わってしまう)が統一されていないため、ネットワーク上でのID管理が難しく、また、そのID変換を行うテーブルも費用がかり、管理も大変なので、IDを今後はどのように関連付けてゆくかが課題のようです。ユビキタス構想の考え方事態が基本から変わらざるを得ないくらいの大きな問題かもしれません。


● 日本の若者の工学離れ対策

 ワイヤレス市場を活性化させるために、若者の工学離れをどのように防ぐかを、教育面でも見直さないといけないと思います。そこで、4月からの私の大学での講義用に新しく教科書を作りました。回路設計は、オームの法則でかなりのところまでできると思っています。この本では無線回路設計が広く浅く理解し、全般的な高周波回路が設計できるようになることを目指した教科書です。回路自体は実用上でも使えるレベルですが、高性能をめざす設計事例ではありません。まず、動く回路を設計できることを理解してもらう本です。そこから高性能化設計は、経験をつめば自然とわかるようになってくると思っています。設計ができるようになることが、若いエンジニアにとって大切であり、それを基盤として、高級な回路設計ができるための布石となってほしいと思っています。

 この教科書は、全国の理工学書を扱う書店に3月27日に並びました。筆者は私で、タイトルは「高周波・無線教科書」です。

        http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/15/15411.htm

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 私の自宅や会社の近所の上野公園では、桜もこれからが見ごろという状況です。3月から4月の間は、学生から社会人になる方、新勤務地に転勤されて気持ちも心機一転で気合を入れている方など、生活までががらっと変わる時期でもあります。

 弊社も3月20日が決算日でしたが、去年も本当に忙しい1年だったと思います。特に、この2,3年後の市場を見据えた、どちらかというと機器の中に組み込む短距離無線関連の仕事が多かったというのが実感です。数年前に圧倒的に多かった携帯電話の設計については、まったく影を潜めてしまいました。また、話題になっているWiMAXも、携帯電話同様の状況で、今後のシステムでありながら、日本で端末は作るものではなく、海外の安価な機器を買ってこようという業界の考え方があるのか、話題の割にはおとなしかったという感想(弊社という狭い世界での)です。

 また、この1年の傾向は「勉強」をしているという企業も多かったように思います。マルチアンテナ技術、マルチキャリア対応の高効率増幅器の勉強会をされている会社も多いと感じました。

3月は海外の測定器メーカーのセミナーもいくつかあり、私も二つに参加させていただきました。

 一つはWiMAX。システムが複雑化し、開発段階でも、昔のような基本的な測定器(信号発生器、オシロスコープ、スペクトラムアナライザ、ネットワークアナライザ、エラー測定器など)を集めて開発できるのは、高周波回路部の一部となり、端末全体を設計、開発するには、そのシステムに特化した専用の測定器を、高価でも購入する方が、設計時の考え違い(これだけ複雑だと考え違いなく完成できるものなのか?と思います)も防ぎ、工数的にも開発期間も短縮でき、最終的には開発費用を低くおさえることができると感じました。しかし、専用測定器も高価ですので、開発費をかけられる、すなわち、ビジネスの市場が期待でき、その会社にとってそのビジネスに取り組みのに十分な勝算がないと、なかなか踏み込めない開発案件なのだと感じました。

 もう一つは、次世代携帯電話(LTE)に関するセミナーでした。ことらもWiMAX同様、システムに特化したLTE用測定器を購入する方が良いと感じたのは同じですが、技術のキーがMIMOと高効率増幅器であることも明確になりました。先週の北九州での電子情報通信学会 総合大会で、大学の恩師の先生方からMIMOに関する発表が多かったとも伺いました。

 MIMOも複雑なシステムではありますが、実用化の域に入りつつあると思います。小さな視点からかもしれませんが、私が懸念するのは、電気的な技術というよりも、ユーザーが外観的なスタイルとして複数のアンテナを有するMIMO端末を買い求めるか(端末のアンテナが1本のMISOというシステムもありますが)も、事前に市場調査をしておく必要があるかもしれません。というのは、私の過去の仕事で、携帯端末で角のようなアンテナの突起を嫌がるユーザーが多いので、アンテナを外に突起させずに内蔵させた携帯端末を開発せよという会社の命令で、私の部門で苦労して開発をしたのですが、いざ、その携帯端末を市場に出したところ、アンテナが無くて(本当は端末機器に内臓されている)電波が飛ばなそうという市場からの冷たい評価を受けたことがありました。今でこそ、角のはえていない携帯電話は、多々ありますが、MIMOも同様にたくさんの角(アンテナ)が、ユーザーに外見的に受け入れられるかも気になるところです。

 LTEでは端末から基地局には、旬なマルチキャリアのOFDMではなく、シングルキャリアのSC-FDMAを使うということに妙に納得しました。OFDMはともかく送信回路の終段増幅器の消費電力が大きく、100mWを超えるような出力の端末(無線LANではOFDMを使う規格もありますが、送信出力が小さいのでなんとか製品化できている)では、その増幅器だけでもワットオーダーの消費電力となり、電源への負担が大きく、本当に端末は実現できるのか・・・と常日頃、思っていました。私が1990年代に韓国が世界初のCDMA携帯電話をサービスインさせた時に、韓国で携帯端末の設計に従事していましたが、RAKE受信方式のCDMA携帯端末の消費電力が大きく、電池の充電が頻繁に必要だということがユーザーからの不満でした。高効率増幅器の問題点は、2008年3月24日号の日経エレクトロニクスに特集がありますが、これは今後の携帯端末の開発に従事される技術者の方は必見の記事と思います。非常によくまとめられた記事です。今年は高効率増幅器の開発を行っている会社は忙しくなるでしょう。

 また、弊社のような小さな会社では、ビジネス的に無線を製品化するときは、短距離無線のシステムが、会社の有する基本的な測定器を寄せ集めることにより、十分、開発も可能ですし、以前よりも技適証明も取りやすくなり、市場もニッチですが大手の競合が少ないので中小企業向けのワイヤレス製品と思います。弊社と同業の会社が千葉県のIT実証実験(産学官共同実験)に参加し、短距離無線システムの製品化に向けた開発を行いました。私は大学の教員の立場(学)でアドバイザーとして参加しましたが、ハイテクの携帯電話、WiMAXなどに比べますと、まだまだこの種の短距離無線システムは、私のような20年前の無線職人が活躍できる着手しやすい分野だと感じました。この千葉県IT実証実験の様子は、千葉テレビでも放送されました。

       http://www.pref.chiba.lg.jp/stream/index.html#naviskip

の中の「ウィークリー千葉県」 → 「平成20年3月8日 」 → 「今週の動き 」で、その番組を見ることができます。

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 WiMAXはビジネスになるのか?・・・ 最近、よく、問われる質問です。

 2007年12月、次世代高速無線通信(ワイヤレスブロードバンド)用の2.5GHz帯事業が、UQコミュニケーションズ(KDDIなどが出資)と、次世代PHS(XG-PHS)のウィルコムに、各々30MHzずつの割り当てることが決まりました。

 UQコミュニケーションズは、その端末ベンダーとの関係において、携帯電話のような垂直統合型ビジネスではなく、端末はどこから買うのもユーザーに任せるスタイルをとるようです。携帯電話のような垂直統合型ビジネスについては、以下のURLが参考になります。

    http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20070620/275348/?ST=keitai

 固定WiMAXは、地域ごとにいろいろな事業者、企業、官庁などに免許が付与される予定です。人口過疎地や離島でもインターネット接続ができるようにするには、光ファイバなどのインフラではコスト面などであわないので、安価な無線によるインターネット接続を目指しているようですが、場所によっては固定WiMAXでもコスト面などであわないと判断され、インターネット接続が国内全ての場所で実現できるかというと、まだ、クリアしないといけない課題は多いと思われます。情報社会に生きている我々は今やインターネットに接続できず情報を取り込めないことは、ビジネス面でも不利になってしまい、そんなことを考えると、インターネットの繋がらない場所にはすめない → 人口過疎化に拍車がかかる。ということを考えると、固定WiMAX導入には、企業利益を追求する事業者のほかに、どうしても地方行政機関の前向きな取り組みが必要と思います。

 さて、WiMAXの状況ですが、2.5GHz帯はひと段落しましたが、新たな周波数割り当ての候補?として、過去にアイピーモバイルに割り当てた2.0GHz帯( 15MHz帯域幅)が、現在、周波数が空いているので、総務省は、その周波数帯をWiMAXなど次世代無線の通信方式で活用できる制度を整え、2008年7月に免許交付の方針を決めたようです。今秋にも、2.5GHz帯と同様に、比較審査で免許交付企業を決めると思われます。

 2GHz帯はIMT-2000バンドで、国際電気通信連合の無線通信部門(ITU-R)が2007年10月19日、モバイルWiMAXを3G携帯電話規格IMT-2000の新規格「IMT-2000 OFDMA TDD WMAN」として承認したと発表したしています。しかし、世界的な国際ローミングを考えると、モバイルWiMAXは、2GHz帯よりは、2.5GHz帯の方に魅力を感じている企業が多いと思いますので、今後、2GHz帯への参入企業はどのような会社が候補になるのか見守って行きたいと思います。

 また、TVのアナログ放送終了を見据え、安心・安全の確保のための自営通信(170〜202.5MHz)で、WiMAXの採用も検討されています。自営通信という名称ですので、なんとなくピンとこないかたも多いと思います。私も漠然とした認識しかもてていないのですが、今回の自営通信には、大規模災害(地震など)が起きたときに、現在、割り当て周波数が別々の内閣府、警察、消防、国土管理(水防/道路)、地方自治体などが、共通の周波数での太い回線(情報量の大きな通信回線)を持つことの目的もあるようです。ここに、WiMAXの使用も検討されているようです。

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 ハイビジョンを無線で伝送すること・・・これは、大きく分けて2つに分類されると思います。それは、ハイビジョン情報を圧縮せずに生のままで送るものと、画像圧縮をかけて送るものです。

● 非圧縮(ハイビジョンの生データ)伝送では、60GHzのミリ波伝送の話題が持ち上がってきました。

 アメリカの某企業の試作機などを見ると、私の一時期の「ミリ波は非常に高価」というイメージは、「ミリ波はやや高価」というところまで来ているように思います。しかし、電波伝搬特性が光的であり、人が伝播路をさえぎると通信が途絶えてしまうため、その対策(複数のアンテナ配置)などは必要になると思っています。

ハイビジョン生データ伝送には、伝送速度は2Gbps以上が必要ですが、

・ 日本のNiCTが中心になっているCoMPAという組織が提案しました方式が、アメリカでも認められたよ  うです。伝送速度は、4.8Gbps/2080MHz帯域で、変調方式は、ASK,BPSK,QPSK,8-PSK

・  Wireless-HD :  LG電子,松下電器産業,NEC,Samsung,SiBEAM,Sony,東芝 の提案方式

・ 802.11規格とは異なりますが、イスラエルの会社のAMIMON方式

                http://www.amimon.com/

も提案されており、この方式は、60GHzのミリ波伝送の生データを5GHz帯の無線LANの許可周波数幅をはみだすことなしに送れる技術で(技術内容は公開されていないようでまだ見つけられません)、20MHzの帯域幅で、1.5Gbps、40MHz帯域を使うと3Gbpsの60GHzミリ波伝送並みの高速伝送ができるといっているそうです。

・ その他、Philipsなどの提案があります。


● 圧縮伝送では、5GHz帯 無線LANベースでハイビジョン伝送

 高価な60GHzミリ波伝送に対抗して、安価な5GHz帯の無線LANの伝送が安価なので、今後の市場が活性化しそうな状況になってきました。

 伝送速度は、ハイビジョン圧縮データ(MPEG)を伝送するのに十分な数百Mbpsです。方式として注目されているものに、

・ VHT : Video High Throughput

・ VTS : Video Transport System


● UWBによるハイビジョン伝送

 Tzero社が2006年6月に発表したUWB(Ultra-WideBand)チップセット「TZ7000」 とアナログ・デバイセズのJPEG2000エンコーダー「ADV202」の組み合わせで、ワイヤレスHDMI (High Definition Multi-
media Interface)を発表しています。

 [私の個人的な感想]・・・ 市場の展開ですが、60GHzのハイビジョンの大容量の非圧縮(生データ)伝送と、MPEGなどで情報圧縮し伝送する安価な無線LANやUWBのどちらを選択するかかと思います。


 ユーザーの目に、ハイビジョン画像の生データと圧縮データの画質の差がわかるかどうか、伝送時間に遅延をどこまでゆるすか・・・などが、キーになりそうです。

また、今後の情報通信機器はIP接続を前提に考える時代になりそうに思います。

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