Universal Serial Bus, USB, USB 2.0

UWB物理層解析

WUSB(Wireless USB)は、UWB(Ultra Wideband)技術を使ったUSBプロトコルです。現行のUSB(有線) は10年の歴史をもち、15 億個以上の製品が市場に投入されています。今日でもUSB製品の年間生産量は増え続け、チップセットは動作が非常に安定で安価に入手できます。今日ではコンピュータをはじめ民生(家電)機器にも搭載されている、最も普及しているインタフェースです。WUSBは、UWB技術をベースにUSBの手軽さと無線による機動性を兼ね備えた次世代のUSB規格です。無線でありながら、MAC/PHYを変えるだけで現行のUSBのプロトコルがそのまま使える利点があります。また、BluetoothやIEEE1394などの他のプロトコルにも対応が可能です。

WUSBのプロトコル・スタック

同一のWiMediaのプラットフォーム上にWUSB以外にWiress1394やBluetoothなどの異なる複数のプロトコルを乗せることが出来ます。

WUSBは、いくつかの周波数バンドをセットにした伝送技術で、推進組織としてWiMedia、USB-IF、BT SIGなどがあります。OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing )は、802.11, WiMAX 等、多くで採用されている変調技術です。MBOA は、Multi-band OFDM Association の略称で、UWB は、10dBレベルで複数のチャネルを使用する通信の周波数帯として米国で認可されました。MBOA と WiMedia グループは、UWBを使う通信の標準化を推進するために、WiMedia Alliance に統合されました。

周波数Band - 14あるBandの3つをまとめてBand Groupと呼び、上記のBand GroupはMode 1のデバイスが使います。

UWBは、周辺機器をWPAN (wireless personal area network)の環境で接続する理想的な短距離高速の無線インタフェースです。 消費電力も-41dBの低パワー信号を使用し、3.1 〜 10.6 GHzまでの帯域を528MHz間隔で14のバンドに分けて使います。Wi-Fi, WiMAX, や携帯電話などの他の無線技術は使わない予定です。WiMedia 委員会は、非営利団体でインテル, HP, フィリップス, コダック, マイクロソフトなどが参加しIEEE標準化を目指しています。WUSBはUWB技術を採用した最初の規格として注目を集め、有線のUSBと同等の伝送速度、480Mb/s@距離3m、110Mb/s@距離10m、将来的には1Gb/sを目標としています。

Wireless USB のための新しい仕組み

WUSBのホストとデバイスのトランスミッションは下記のようになっています。既存の優先のUSBプロトコルとの互換性を保ちつつ、無線デバイスの切り替え回数を最小化するようスケジュールされています。

コミュニケーションの流れ

コミュニケーションの流れは以下のとおりです。

MACタイミング マネージメント

65msのSuper Frameを基本とし、256のMAS (Media Access Slot)に分け、これを1単位としてプロトコル。メッセージの転送を行います。各Super Frameの先頭にはBeacon Periodがあり、同期やMASの予約などが行われます。

WUSB チャンネル モデル

WUSBのチャンネルは、リンクでつながれた一連のMMC(Micro-scheduled Management Command)で構成されます。

WUSBのチャンネルの構成例

Beacon PeriodでDRP (Distributed Resevation Protocol)により予約されたMASを使い、一連のMMCが転送されていきます。

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