とりあえず、袋入りにゃんこ。

さらに走行速度が上昇しました。一瞬で視界内から消えます。

階段も上り始めました。先住にゃんこ大ピンチ。階段にさえ逃げれば大丈夫と思っていたのに、ついにその安全な領土も侵食されつつあります。

一番気性がおとなしいと思っていたにゃんこが、一番テンパってます。その大にゃんこがくると子にゃんこは大喜びでじゃれ付くのですが、やめてーやめてーたすけてーみたいな情けない声を出して逃げ回ります。ちょっとかわいそう。子にゃんこをケージにしまった後で思い切りかわいがってあげます。

離乳完了。カリカリ（ドライフード）をモリモリ食べてます。水も自分で皿からごくごく飲んでくれます。ここ三日ほどカリカリオンリーですが、もう大丈夫っぽいです。ウンコもとてもきれい。

そうそう、トイレも完璧。用を足したくなるとケージの中の自分用のトイレに駆け込みます。でも、どうもケージが自分の寝床と認識し始めたようで、ウンコだけは、ほかのにゃんこ用の大きなトイレにこっそりし始めました。多分、くさいから。先住にゃんこ用トイレを掃除していると、ほぼ毎日、端っこにこっそり見慣れない細いウンコが数本。なかなかの策士に育ちつつあって、頼もしい限りです。

でわ。

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と言うことで今日はWiMAXの方式について解説したいと思います。

WiMAXは、元々無線LANの拡張として無線MAN（Metropolitan Area Network；都市域網）を作ろう、と言うところから始まったもので、無線LANの一つ、802.11gで使われているOFDM伝送方式を採用し、より広いエリアで安定して使えるように設計されたものです。

無線の伝送はOFDM方式、ユーザの多重化はOFDMAを使い、OFDMのシンボルとサブキャリアそれぞれをどのユーザに割り当てるかと言う方法でたくさんのユーザが繋がるようにします。その諸元にも幅がありますが、現状は最大20MHz幅、WiMAX2では40MHz幅以上が規定されることになります。

また、WiMAXの使用としてはTDDもFDDも定義されています。今回の話では世界的に多く使われているTDD方式を取り上げます。

TDD WiMAXでは、他のTDDと同じように、下りチャネルと上りチャネルが時間的に交互に配置されます。下りチャネルが○ミリ秒のあと上りチャネルが△ミリ秒、と言うように整然と並んでいるわけです。また、下りと上りの長さはある程度可変で、下りと上りを分離するためのガードタイムを含めて合計5ミリ秒が1セットです。

OFDMに関しては大雑把な説明をこちらに置いてありますが、一つの周波数を細かいサブキャリアに分けて使う方式。なので、それぞれのサブキャリアの中の一つのシンボルが最小単位になります。WiMAXでは、この最小単位を碁盤の目のように並べたグリッドを想定し、その平面の中から長方形に切り取った区画ごとにユーザに割り当てます。

その割当情報は、下りチャネル中の先頭に「DL-MAP」として置かれ、これを受信した端末はその内容を解析して、どの区画が自分宛の割当なのかを検出し、その区画の内容を読み取って自分のデータとして取り込みます。この情報は毎回下りチャネルの先頭についてくるので、瞬間的に割当区画をものすごく大きくしたり、いらなくなったら瞬時に割当をゼロにする、と言うようなことが極めて自由にできるのがWiMAXの特徴の一つです。

上りチャネルについては、下りチャネルよりも少しシンプルな割当ルールで、碁盤の目を一旦直線に引き伸ばし、一直線上のどこかを送信してもいい場所と言うように割り当てるという形になっています（図では省略していますが、実際には端っこが階段状になります）。この割当情報は、下りチャネル中の「UL-MAP」と言う部分でもらいます。端末はこのUL-MAPから自分がどの部分に割当をもらったのかを知り、その部分に自分のデータを乗せて送信します。実際にはこのまま送信することは無く、それぞれの最小区画単位で再び全上りチャネル全領域にランダム的にばら撒き直すことで、送信信号の耐性をアップさせるということが行われます（特定の周波数近辺に電力が集中するということは無い、と言うこと）。

また、上りの割当情報を下りチャネル中でもらっていなかった場合のために（たとえばまだ電源を入れたばかりだったり）、もう一つRanging Subchannelと言う領域が用意されています。この領域では、どの端末も初期アクセスやハンドオーバアクセスのために好きに送信して良いことになっています。また、複数の送信がぶつかって干渉したときのために、CDMAと同じような符号化も施されます。

上り・下りの送信の仕組みは大雑把にこのくらい。次にもっと上の制御の話。WiMAXは元が無線LANの親分としてスタートしたので、実は、端末はMACアドレスでネットワークにアクセスします。そのため、毎回アクセスのための仮IDの払い出しなどをもらう必要はなく、いきなり同期してRanging Subchannelから「割当よろ」と要求しても良いことになっています。また、基地局も原則それにはすぐに「おっけー」と答えることになっています。無線LANとかなり近い、自由なアクセスです。

ここから先はWiMAX方式そのものからは少し離れるのですが、一旦割当をもらったら、今度は端末はIPアドレスの割当を、割り当てられた伝送路の上で、普通のDHCPを利用して要求します（MACアドレスを持っているので）。この辺から先は本当に無線LANと同じです。ただし、そのIPを払いだす前に802.1xなどEthernet上で動く他の認証プロトコルで認証を行ったり、払いだすIPをMobile IPにすることで移動に対応するなどのネットワーク側の工夫がいろいろと載っています。もちろん認証に失敗すればIPアドレスはもらえないので、端末が自発的に「ごめんね」と言って基地局との無線接続をOFFにするわけです。この辺は無線方式そのものとは直接関係ありませんが、WiMAXサービスを実現する肝なので、以上軽くご紹介しておきました。

さて、移動無線としてもう一つ重要なのが、「待ちうけ」です。上の説明では、WiMAXは接続するとずっと基地局との間で5ミリ秒単位の送受信を繰り返さなければならないように見えますが、モバイル用の方式として、携帯電話と同じように消費電力低減のための「待ちうけ状態」を持っています。

通信が終わって無通信時間が一定時間続くと、端末は無線をOFFにして休止状態に入ります（この時間はあらかじめ示し合わせておきます）。で、携帯電話と同じように、定期的に無線をONにして自分宛のデータが無いかをチェックするのですが、ここでちょっと携帯電話とは違うユニークな仕組みがあります。と言うのが、携帯電話ではこの無線ONタイミングで自分宛のデータが無かったら再び寝る、と言う動きなのですが、WiMAXでは、そのタイミングで基地局が「あなた宛のデータはありませんよ」と言う信号を送ることになっているんです。

これをちゃんと受信して「あ、データは無いのか、なら安心」と言って再び寝るのがWiMAXの動き。このやり方だと、たとえば移動しながら基地局から離れてしまった場合、この「データはありませんよ」が届かなくなり、端末は「あれ、データが無いって言われなかった、なんかおかしいぞ」と言って調べることができます。調べた結果、隣の基地局が見えていたらそちらにハンドオーバ、と言うことをしたりするわけです。携帯電話では電波強度をしっかりとモニターして、一定基準を下回ったらネットワークに通知して指示をもらう、と言うように作りこんでありますが、WiMAXはそういった制御手順を単純化するためにこういった仕組みになっているものと思われます。

さてでは、ネットワーク側にその端末のIPアドレス宛のデータが届いたときはどうするのか。

はい、予想通り。「データがありますよ」と言って端末を起こしてから、DL-MAPでその端末宛の割当を流し、実際にデータの送り付けを始めます。実際にはちゃんとACKなどもあるので、端末に届かなかったらいろんなやり方で救済する仕組みがあるようです。

端末からデータを送りたいときはこんな感じ。

送りたいデータが出たら、先ほどのRanging Subchannelを使って「ちょっとデータあるから割り当てて」と頼んで、基地局が「おっけー」と言ったらすぐにUL-MAPの割当が始まり、その中にデータを入れる、と言うことになります。要するに最初にアクセスするときとほぼ同じで、認証やIPアドレスの割当などが不要になっている（既にIPを持っているので）と言う感じ、本当に無線LANと同じように必要なときだけ占有するけど後は黙ってるよ、と言う感じになっているわけです。

と言う感じでおおざっぱにWiMAXの無線伝送方式と無線制御方式を紹介してみました。例によってご質問歓迎いたしますので、お気軽にお寄せください。それでは。

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大きくなりました。

600gを大きく超えたところで体重計測は終了としました。

ミルクはまだ継続していますが、離乳食からドライフードへと食べ物を広げています。ドライフードオンリーに出来たら離乳は完了。

すごいスピードで走るようになりました。しかし、まだ20cm以上の段差はこえられません。よじ登って越えることは出来ますが、ぴょんと飛び上がるまでは行かず。他のにゃんこどもに飛び掛って遊ぼうとするのですが、他のにゃんこどもは噛まれて悲鳴を上げて逃げ回るばかり。階段を上れば追いかけてこられないと気づいてからは、飛び掛られたら階段に逃げるという繰り返し。

かわいそうなので、寝る前に子にゃんこをケージに放り込んだ後は、先住にゃんこをかわいがりまくっています。っていうか、最近、先住にゃんこも甘えっぷりがひどい。子にゃんこに負けじと甘えまくってくれます。猫の相手だけで相当な時間を潰してしまいます。

どこでもころころと寝ます。まぢかわいい。

でわまた。

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※更新しました。2011/10/21
※更新しました。ドコモ条件を修正しました。確認方法有無を追加しました。

auの通信速度規制のニュースもあったので、とりあえず各社のスマートフォン向け速度規制の現状がどうなっているかをまとめてみるのが本日のネタ。中の人っぽい人にちょっと情報ももらえたので。

大体こんな感じになっているようです。

ドコモ・KDDIは、無線ネットワーク機能としてQoSに近い制御をユーザごとに行うようで、その基地局エリアが空いていれば速度制限対象ユーザでも速度が落ちることはないようです。一方ソフトバンク・イーモバイルはもっと上位で対象ユーザ宛ての通信量を絞っているようで、全体として混雑してくると、局所的に空いているエリアでも速度が絞られることが出てくるようです。

この辺の違い、やっぱり、無線ネットワーク装置を自前で開発しているか買っているだけか、と言う大きな違いですね。自前で開発しているドコモ・KDDIは、無線割当アルゴリズムを加入者情報によって変化させる、なんていうカスタマイズが比較的簡単に出来ますが、そうではないソフトバンクとイーモバイルは、そういった細かい制御の開発には相当手間取るわけで、であれば混雑時間に上位で絞ってしまえ、と言うことに落ち着いたものと思われます。

追記2011/10/21：
実際の規制の見え方に大きな違いがありますので簡単に説明。ドコモ、KDDIは、無線基地局内で、送信予約パケットをユーザ別に並べ替えするにあたって、規制対象ユーザだけちょっとずつ後回しにします。なので、速度の下がり方は「相対的」。同じセル内(半径500m～2kmくらい)のライバルと比べると遅くなる、という規制のされ方なので、「実測結果が一律○kbps以下だったら規制されている」という判断は不可能です。一方、ソフトバンク、イーモバイルは、インターネットから規制対象端末に抜けるトラフィックを一定速度に絞ります。なので、どんなエリアにいても単純に「規制されたら○kbps以上は出ない」という動きになります。つまり速度の下がり方は「絶対的」。現在自分が規制中かどうか判別するに当たってはこれに留意しなければなりません。

あとソフトバンク独特の制御として、アプリの種類やファイルや接続先サイトによる制限をかけています。アプリに関しては、VoIPが混雑時に絞られ、ファイルは一部圧縮率変換をかけて容量を減らしているようです(jpgは品質低減やjpg2000への変換、gif/pngは色数削減など)。サイトに関しては多分速度制限だと思いますが、具体的なところは明らかになっていません。

と言うことで、以上まとめと軽いコメントで。

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非接触充電規格Qiについて、磁界現象を使っているものなので、携帯電話のデバイス、たとえば無線チップや電子コンパスに影響があるのではないでしょうか、と言うご質問をいただきました。

結論から言うと、全く影響がないということはありえません。非接触充電も電波も電子コンパスも電気・磁気に関わる現象ですし、影響がないと考えるほうが無理があります。

しかし。それはもちろん、「影響があるか、ないか」と言う二元論なら「当然ある」と言うことになるというだけで、影響を無視できるほど最小化できるか、と言う質問に対しても同じくYESと答えることが出来ます。むしろ、Qi機器開発ではこの点が一つの技術上の課題といえそうです。

まずは無線への影響。Qi自体がどの程度の周波数で発振しているのか、寡聞にして正しい値は知りませんが、検索すると145kHzと言う推測値がもっともらしい模様。まずはこの「振動する磁界」の影響を考えて見ます。

電界でも磁界でも、それが振動すれば、基本的に「電波」が発射されます。つまり、無線への影響を見る場合、この「電波」が、その機器が使いたい電波と干渉するかどうか、が一つのポイント。で、まぁ大体答えは分かるかと思いますが、GHzオーダーの電波を使う携帯電話と、kHzオーダーの電波では、桁が6つも違うわけで、さすがに直接干渉することはありえません。

ただ、この世に完璧な正弦波と言うものを作るデバイスが存在しない以上、どのような電波源でも、目的外帯域の周波数成分を作ってしまいます。ではそれがどの程度になるのか。これはおそらくほとんど心配ないレベル。Qiについてはそれが非常に小さくなるような規格であるという点が生きてきます。と言うのが、Qiは共鳴型結合と言うものを使っていて、言ってみれば、ある周波数に共鳴する「アンテナ」同士をぴったりとくっつけて電力を伝送する方式。つまり、アンテナと言う共鳴デバイスによってあまりに外れた不要周波数はほとんどカットされてしまうんですね。

むしろ、無線への影響で言えば、そのアンテナ自体が問題。無線のアンテナと言うのは、その形状や寸法で対応周波数や放射方向・利得が変化し、それが回路内に実装した状態で最適となるように作ってあります。しかし、もしここに、別の誘電体（金属）が近づいてくると、非接触充電の電気的な結合と同じように、アンテナと近づいた金属が「結合」してしまい、アンテナのみかけの形状・寸法が変わってしまうんです。となると、そのアンテナは最高の実力を発揮できなくなる、と言うことに。

一つの課題は、端末自身が持つ無線アンテナとQiアンテナの干渉。ただ、これについては、それら両方が実装された状態で最適になるように設計すれば良いだけの話。ただ、ここに、Qi充電パッドがつくと話が変わって、と言うのも、Qi充電パッドのアンテナは、端末のQiアンテナと「結合」してしまいます。もし、無線アンテナがQiアンテナとの結合を前提として最適化してあると、結合する相手のQiアンテナが充電パッド側アンテナと「結合」して実効寸法が変わる、つまり、無線アンテナから見た「結合相手」のプロファイルが変わってしまうということになってしまうわけです。となると、それと結合した無線アンテナの見かけのプロファイルも変わってしまうため、最適からずれることになります。

なので、こういったことを防ぐために、無線アンテナとQiアンテナは出来るだけ結合が小さくなるように慎重に配置しなければならないだろうと考えられます。要するに無線アンテナから見ればQiアンテナは「邪魔な障害物」なので、できるだけ遠くに置きましょう、と言うことです。

さて、では、電子コンパスなどその他のセンサーへの影響はどうでしょうか。まず電子コンパス。これは、地磁気を直接計測しているので、他の磁束源が近くにあることはそれを大きく狂わす可能性があります。ただ、Qiの給電電界自体は135kHzと言う高速な振動をしているため、時間平均すればこの影響は取り去れます。一方、位置あわせのためのパッドの磁石、これは否応なく影響が出てくる可能性があります。この位置あわせ磁石（磁性体）、どのように働くのかはあまり分かりません。最初の位置あわせのときだけ磁力を使い、それ以外はOFFなのかもしれません。であれば、位置合わせのときだけ、電子コンパスがちょっと狂うかも、と言うことがありえます。

その他はどうでしょうか。影響を受けそうなものと言うと加速度センサーとか。加速度センサーはごく小さな稼動部を持ち、その稼動部の運動で加速度を検出しているらしいのですが、もしその稼動部が磁力に反応するようだと、検出地は大きく狂います。と言っても、実際はその稼動部にわざわざ磁力に弱い鉄やニッケルを使うということはありませんので、こちらは影響はないでしょう。その他も、影響を受けそうなデバイスと言うのはほとんどなさそうです。

と言うことで、簡単に言ってしまえば、Qiの影響は、Qiのための比較的大きなアンテナを新たに内蔵しなければならない、と言う意味では、これまで無線デバイスを次々と増やしてきた携帯電話がまた新たに無線デバイスを一つ増やすという意味に集約できそうです。要するにアンテナ干渉が起こりうる最も面倒な問題で、こればかりは設計で回避するしかないということ。であれば、実際に市場に出てくる機器では、この問題は原則回避されていると考えて良いでしょう。もちろん、携帯電話をスチール机の引き出しにしまえば感度が悪くなるのと同じで、やたらと金属を使った充電パッドを使うと感度が落ちてしまうのは仕方が無いので、携帯電話用にはそういった金属装飾の少ないものを選ぶほうが気持ち程度ですがよろしいのでは、と言う程度。

と言うことで、Qiの携帯電話への影響についてでした。

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