RFリモコンの電波干渉対策
Abstract
近年、2.4GHz帯ISMバンドを利用したRFリモコンの導入が始まっている。 しかし2.4GHz帯ISMバンドは、ISM機器(電子レンジなど)以外にも、通信利用を目的とした無線LANなどが使用されており電波干渉が問題となる。そこで、本稿ではリモコンという商品性の観点から2.4GHz帯ISMバンドにおける電波干渉対策の方針について述べる。
Keywords
FHSS, DSSS,2.4GHz帯ISMバンド、 IEEE802.15.4、 Bluetooth、無線LAN,電子レンジ,PER
1.はじめに
これまでのリモコンは赤外通信が主流であったが、テレビの大画面化が進んだことや、リビングにおけるAV機器の配置環境の変化に伴い、従来の「赤外線」を利用したリモコンでは、指向性、伝送スピード、双方向通信、操作の拡張性に乏しく不便が生じ始めている。例えば、昨今のテレビの大画面化によって、受光部が画面の端にあるため、画面中央にリモコンを向けても入力できない状況が発生している。またテレビの下のラックに周辺AV機器を置くと、テーブルが邪魔になり思うように操作できない。これら問題の解決方法の一つとして、電波を利用したRFリモコンの導入が始まっている。
ところで、昨今の電化製品は、世界各国の市場に投入されるケースが多い。このため各国の電波法を遵守する必要があるところ、各国の規定は様々であり仕向け別の生産が必要となる。この様な中、2.4GHz帯ISMバンドは世界各国で比較的に自由に使える帯域であることから、世界展開が図り易く、2.4GHz帯ISMバンドを使用したリモコンが増えている。そこで本稿では2.4GHz帯におけるRFリモコンの電波干渉対策について述べる。
2.2.4GHz帯ISMバンド
無線周波数の大半は通信用途に使用され、基本的には免許が必要である。しかし電子レンジなどは、電磁波を通信以外の目的で使用し、不要輻射は比較的微弱なレベルにとどまる。このような機器が自由に使用する周波数として2.4GHz帯が世界的に開放されている。 ISMバンドとはこの使用用途である産業・科学・医療(Industry-Science-Medical)の頭文字をとってISMバンドと言われているものである。 近年この帯域において通信目的での(特にスペクトラム拡散機器に対して)利用を認める例(日本電波法、FCC Part.15など)が多く、様々な無線規格がこの帯域で策定され利用されている。 RFリモコンが使用される家庭環境においても、無線LAN,Bluetooth,ZigBee(IEEE802.15.4)などが使用されており〔表1〕、ISM機器(電子レンジ等)と同様に電波干渉対策が必要となる。通信方式 | IEEE802.15.4 (ZigBee) | Bluetooth (IEEE802.15.1) | 無線LAN (IEEE802.11b) | 無線LAN (IEEE802.11g) |
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利用周波数帯 | 2.4GHz | 2.4GHz | 2.4GHz | 2.4GHz |
無線部データ伝送速度 | 250kbps | 3Mbps | 11Mbps2.4GHz | 54Mbps |
変調方式 | 2.4GHz | 2.4GHz | 2.4GHz | 2.4GHz |
拡散方式 | DSSS | FHSSK | DSSS | OFDMM |
主な用途 | センサーネットワーク | PC周辺 携帯など | LAN | LAN |
3.RFリモコンに必要な条件とは?
RFリモコンの電波干渉対策において、リモコンという商品性から以下の点に留意する必要がある。特に、後述する一定時間待って再送する場合や、空きチャネルを探し送信する方法をとる場合には、リモコンの商品性を考慮した対策が必要となる。①電池寿命
リモコンは電池駆動であることは周知の通りであるが、赤外線リモコンと同様に1年以上(通常使用状態で)は電池交換をしなくとも使用できることが求められる。特にリモコンは使用していない時間(ボタンを押していない時間)が大半であることから、待機電流が重視され、赤外線リモコンと同様に待機電流は数uA程度であることが望ましい。
②即時送信性があること。
リモコンは、ユーザーが本体に対して何らかの操作をする時に使用する。従ってユーザーがリモコンのボタンを押してから、伝送するまでに時間がかかるとユーザーはストレスを感じる。
一般にリモコンのキーが押されてから、操作機器側への伝送が終了するまでの時間(レイテンシ)は100ms以内であることが望ましく、300ms以上になるとユーザーによっては、もどかしさを感じる場合がある。
RFリモコンに必要な条件 | 要求仕様 | 備考 |
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①電池寿命 | 1年以上 | 待機電流:数uA |
②即時送信性 | 100ms以下 | レイテンシ |