無線応用技術のトータルコーディネーター

アナログ信号を無線伝送する立場から見ると、2つの系統が考えられます。1つめは緩やかに変化する信号、2つめは早く変化する信号です。緩やかに変化する信号の無線伝送は比較的易しいので、ある程度早く変化する信号波形の無線伝送をご説明します。
アナログ信号波形の伝送は、A/D変換を行っては無線伝送することの繰り返し。連続的に変化する信号については、変化途中の多くの状態は伝送されていないことになります。信号波形が正弦波などと決まっていれば、受信側でA/D変換ポイントの間を補完して波形を再現できる可能性がありますが、不規則な波形の場合、そうはいきません。早く変化する信号の伝送は、その信号の特徴と、利用形態に合わせた工夫が必要になります。

工夫その1　無線機タイプの選定

高速な無線が必要という発想から、無線LANの54Mbpsや200Mbpsのものが候補になりそうですが、安定性を持たせることが困難です。
無線LANは、多くの無線機器の通信をお互いが邪魔しないように、タイミングをずらしたり、他の電波が出ているときは、遠慮して通信しているため、通信タイミングは不安定になります。短い時間の中では、計測値データの伝送間隔は不規則となり、波形再現を目的とするような定期的な繰り返し伝送には向きません。また無線LANを連続的に通信させると、そのチャンネルを占有し、そのエリアの無線使用に対して制限をかけることになります。
弊社は、コストパフォーマンスに優れ、短いパケットの繰り返し送信に向いているIEEE802.15.4系統の無線機を多く使用しています。

工夫その2　送信方法

IEEE802.15.4系無線の場合、ビットレートは250Kbpsと遅く、転送できる間隔は5msec程度です。その間隔でA/D変換してデータを送信すれば、200サンプル/secのデータを伝送することになります。変換の間隔を1msecにして、過去5msec間のA/D変換データを1回の送信で送れば、送信前と受信後の処理を含め約7msec遅れで、1KHzサンプリングの信号を伝送できることになります。
そこに、通信エラーの発生を想定して、同じデータを2回ずつ順繰りで送信するなど、データに冗長性を持たせる工夫をして確実性を上げていきます。冗長性を持たせすぎてデータが多くなると、実質の転送レートが遅くなってしまいます。これでは本末転倒ですので、しっかり計算しましょう。
大事なのは、求められるデータの精度と、コスト他とのバランス。一緒に最適解を考えさせていただきますので、ぜひご相談ください。