WBANにおける腕の動きを考慮した人体近傍の電波伝搬解析に基づく符号化方式の検討

摘要

近年，次世代の無線通信システムの一つとして，人体に取り付けた無線端末によって心拍数などの生体に関する情報の近距離通信を行うWireless Body Area Network（WBAN）が注目されている．WBANは，人体に取り付けたセンサーから送られた体温や心電図などの健康に関する情報をモニターでチェックするシステムなどに応用されている．　WBAN用のセンサーは人体に取り付けることを想定しているため，できるだけ小さいものしなければならず，必然的にバッテリーも小さくなる．そのため送信に利用できる電力も限られるが，心拍数などの健康に関する情報は正確に伝達されなければならない．したがって高性能なWBAN用デバイス実現のためには，人体近傍に配置されたアンテナから放射される電波がどのように伝搬するのかを正確に解明することが重要である．これは人体に配置されたアンテナ間の通信を行う場合，人体による遮蔽が通信を妨げる要因となるからである．また，人体は複雑な形状であり，多様な動きをするため，人体近傍に配置されたアンテナから放射される電波は，人体の形状や動きにより大きく変化してしまうことが考えられる．そのため，人体近傍に配置されたアンテナについての電波伝搬の解析では，WBAN用デバイスの用途に合わせて人の様々な動きを考慮することが重要である．　しかし，これまで行われた関連研究では，人の動きについて十分に考慮された電波伝搬解析は行われていない．そこで本研究では，高性能な小型WBAN用デバイスを実現すべく，人の動きによる送受信アンテナの見通し変化に伴う人体の遮蔽の影響を明らかにする．具体的には，人の歩行及び走行動作時の腕の動きを模擬したモデルを用いて，On-Body通信（身体に取り付けた2つの端末間の通信）に着目した電波伝搬解析を行った．さらに，腕の振りによって電波に誤りが発生してもその誤りを訂正できるように，WBANに誤り訂正符号を適用した際の効果，およびどのような符号が適しているかの検討を行った．