Industrial Wireless

工場における有線通信を無線通信に置き換えることができれば,大幅なコストの低減に資することができる. 本研究では,数ms以下の周期内に数百台の端末と通信を行う必要があるファクトリオートメーションを対象として,高速制御ネットワークの無線化を目標とする2つの研究を進めている. 1つ目は,ペイロードが短い制1卸ネットワーク向けのOFDMシステムにおけるプリアンブルの削減手法である.制御ネットワークではプリアンブルが頻繁に送信されることに着目し, パケット間相関を用いることで,正確なチャネル推定を実現することができる.短いプリアンプルであっても工場環境において信頼性を保ったまま高速制御が 可能であることを明らかにしている. 2つ目は,同時送信利用型分散アンテナシステムの開発である.本システムでは,多数の送信機がそれぞれ周波数・位相を 同期せずに同じ信号を同時に送信することで,空間ダイバーシチにより遅延特性を劣化させることなく信号対雑音比 (SNR) を向上させ,優れた信頼性を実現することができる.シミュレーション評価により,提案手法の産業用無線通信に対する有効性を示している.

Wireless communications offer flexibility and cost reduction, and will promisingly replace cables in a factory in the near future. To realize such industrial wireless networks, radio communications with hundreds of nodes must be reliably completed in real-time, i.e., within a few milliseconds. To this end, we are working on two approaches. Firstly, we are studying preamble shortening in OFDM systems with short payloads to reduce uninformative long preambles’ transmission time. By taking advantage of the short and frequent transmission in WCS, we have designed subcarrier selectable short preambles and exploited inter-packet correlation for channel estimation. Even with the shortened preambles, our proposed scheme can maintain reliable communication in most channel conditions and improve the real-time capability. Secondly, we are working on concurrent transmission based distributed antenna systems, which do not require time-consuming transmit cooperation among a massive number of transmitters. Each transmitter only transmits an identical signal simultaneously to improve reliability thanks to spatial diversity. The simulations demonstrate the potential abilities to realize the industrial wireless systems.