Ⅰ

ネットワーク基盤技術

１. ワイヤレスネットワーク技術
２.
光ネットワーク技術

体とその周囲を取り巻くボディエリアネットワーク／李 還幇

体とその周囲を取り巻く
ボディエリアネットワーク－健康見守り、視覚障がい者安全補助へのアプローチ－「ボディエリアネットワーク（BAN）とその標準規格 IEEE802.15.6 について述べ、超広帯域無線を用いて試作した健康見守りのための BANと視覚障がい者安全補助のためのBAN を紹介します。」

李 還幇（リ カンホウ）

ワイヤレスネットワーク研究所
ディペンダブルワイヤレス研究室 主任研究員

1994 年名古屋工業大学大学院博士後期課程了。博士（工学）。同年郵政省通信総合研究所（現 NICT）入所。以来、技術試験衛星 ETS-VI や COMETS などを用いた移動体衛星通信の実験研究、ウルトラワイドバンドとボディエリアネットワークの研究開発および標準化活動などに従事。1999 〜2000 年、米国スタンフォード大客員研究員。
2002 年より電通大客員准教授、2009 年より同客員教授。2006 〜 2012 年、IEEE802.15.6 副 議 長。2011 年
より電子情報通信学会通信ソサィエティ研専運営会議副議長。1995 年度電子情報通信学会学術奨励賞、1997年度同論文賞、2002 年科学技術庁注目発明、2009 年
NICT 個 人 成 績 優 秀 賞、2012 年 IEEE-SA Standards
Board acknowledges with appreciation 各 受 賞。
著書
「ビタビ 復号を用いたブロック符号 化変調方式」、「Wireless Body Area Network」（共 著）な ど。現 在、歴史本を嗜み中。

ボディエリアネットワークとその標準化
ボディエリアネットワーク（BAN: Body AreaNetwork）は、図 1 に示すように、体の表面、中およびそのごく近辺に配置されている小型端末を無線通信で結ぶことによって構成され、体とその周囲を取り巻く無線ネットワークです。体温、心電、3 軸加速度などを測るセンサーと組み合わせて用いれば、体の健康状態と活動状況をリアルタイムにモニタでき、生活習慣病予防や高齢032

役に立ちます。また、ゲームコントローラやワイ化委員会は、2007 年 12 月に BAN の無線標準規

ヤレスヘッドホンなどの身の回りで用いる小型端格を策定するためのタスクグループを設置し、アメリ末間の音声、画像、データのワイヤレス伝送にもカ、欧州およびアジアから30以上の研究機関、企業、利用できるため、安心、安全、便利な暮らしを支大学が集まり、世界で共通に利用できる BAN 仕様える技術として、注目を集めています。

を定める作業を進めました。そして、2012 年 2 月に、近 年、無 線 LAN や Bluetooth などが 普及し、身 近で 利 用されるようになってきていま

Ⅰ−１

Ⅰ−２
ワイヤレスネットワーク技術

IEEE802 LAN/MAN 標準化委員会です。同標準

光ネットワーク技術者見守り、そして看護負担軽減などでの利用にBAN の無線標準規格が 完成され、IEEE802.15.6という番号が付与されて発行されました。

すが、これらの無線標準規格を策定したのは、超広帯域無線と BAN

ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−３

標準規格 IEEE802.15.6 は、通信方式や電波仕様などを定義する物理（PHY）層、およびネットワークのセットアップと端末のチャネルアクセス方法などを定義する媒体アクセス制御（MAC）層の規格を定めています。NICT は健康見守りとヘ標準化作業において中心的な役割を果たしました。図 2 に示すように、
NICT は法制化小委員会、チャネルモデル小委員会、技術仕様要件小委員会などを主導しました。

ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

体とその周囲を取り巻くBANⅡ

図1



スクグループの立ち上げ、標準仕様の提案および

Ⅰ−４
新世代ネットワーク基盤構成技術／テストベッド技術

ルスケアへの応用に重点を置きながら、BAN タ

Ⅲ 未来
基盤技術

IC
T

Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

図2 BAN標準化タスクグループの組織図௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

033

Ⅰ

ネットワーク基盤技術

１. ワイヤレスネットワーク技術
２.
光ネットワーク技術

体とその周囲を取り巻くボディエリアネットワーク／李 還幇

BAN は 狭 帯 域 無 線 技 術 ま た は 超 広 帯 域

超広帯域無線を用いた BAN の研究開発（UWB: Ultra-Wideband）無線技 術を用いて実装できます。狭帯域無線技術は確立されてい● 健康見守り BANるものが多いのに対して、UWB 無線技術は新

健康見守り BAN は、図 3 に示すように腕時しく開拓する必要のある技術です。UWB は非計型、ペンダント型、腰ベルト装着型などの体

常に広 い周 波 数 帯 域 幅（500MHz 以 上）にわへ取り付ける小型端末と固定型端末から構成さたって電力を拡散させ、極めて低い電力密度をれます。これらの端末はそれぞれ脈拍、心電、3もって通信を行うことが特徴で、以下の利点を有軸加速度、体重等のセンサーと組み合わせて用します。

いられます。端末は全て国内法制度で認められ・放 射電力密度は従来の狭帯域信号の数万〜数ている UWB ハイバンドを用いました。腰ベル

十万分の一程度で、人体への影響が小さいと考ト装着型端末は BAN のハブであり、ネットワーえられます。

クの形成と制御、および他の端末へのチャネル

・低消費電力の特徴があり、小型電池で動作するBAN にとって好適です。

割当を行うなどの役割を担っています。各端末は 1 秒ごとにデータを送 信していますが、1 回・放 射電力密度が低く、かつ高い周波数を使用のデータ送信とハブから受信したとの返信を受するため、電波の伝搬距離が限定的であり、シけ取るまで約 4 ミリ秒で完了します。残りの時ステム間の共存にとって好都合です。

間は送 受信を行わないスリープモードに移り、・狭帯域 PHYよりも高いデータレートをサポートします。

消費電力の削減につとめています。
図 3 のモニタ画面の例では、各種取得データ一般に UWB に割り当てられている周波数帯がリアルタイムに表示され、3 軸加速度計によっ域は、ローバンド（日本では 3.4 〜 4.8GHz）とて、人の転倒を検知してアラームを鳴らしているハイバンド（日本では 7.25 〜 10.25GHz）に分け例を示しています。

られるため、国と地域によって使用周波数帯域が異なります。ローバンドの使用は干渉回避の制限がかけられるため、制限のないハイバンドを用いたシステムが望まれます。

図3034

健康見守りBANの構成とモニタ画面例● 視覚障がい者安全補助用 BAN

視 覚 障 が い 者 安 全補 助 用 BAN は、アメリカ、欧州、および日本などで共通に利用できる

光ネットワーク技術

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ワイヤレスネットワーク技術

Ⅰ−２

ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−３新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

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図4

視覚障がい者安全補助用BANUWB ハイバンド 7.25 〜 8.5GHz を用い、そのまとめⅡ

BAN は体を取り巻く小型端末からの音声、画どの色信号、腕 時計 型端末からは脈 波、SpO2像、データなどを利便的に取り扱い、様々な利活（血中酸素飽和度）、体温などのデータ、杖に取り用が可能です。標準規格 IEEE802.15.6が成立し、付けられている超音波センサからは進路障害物

そして発行されたことは、さらに BAN の技術開検知情報などを取得させます。これらの情報を発に拍車をかけ、安心・安全な福祉社会を実現すUWB 経由でベルト装着ユニット（ハブ）に送り、る 1 つのコア技術として、大いに期待されます。

Ⅲ 未来

サングラスにカメラを取り付けて交通信号な

ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

全体構成は図 4 のとおりです。

特にカメラの画像伝 送は UWB の高いデータレート特徴を利用しています。ハブでは認識した基盤技術

IC
T

色を音声で教え、また、進路に障害物があるときに、これを検知し音声で告げます。モニタには、Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

障害物までの距離や、脈波、SpO2、体温などのデータが表示され、これらのデータを音声または振動等の形で使用者に伝えれば、周囲状況の把握や健康管理などにさらなる活用が可能です。

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