東芝情報システム株式会社

電界におけるノイズ除去 研究開発事例

電界にまつわるソフトウェアノイズ除去技術への取り組み
  • 本コラムでは当社が取り組む電界信号上のノイズに対するソフトウェアノイズ除去について紹介します。従来ハードウェアで行う電界信号のノイズ除去に対し、ソフトウェアにて代わりに行うことで、ハードウェアコストの削減や汎用性に寄与すべく取り組みを行っております。本技術がノイズ除去を検討されている方の一助となれば幸いです。

研究開発事例

人体通信の試作でのソフトウェアノイズ除去組み込み

人体通信技術を使った、ソフトウェアのノイズ除去の組み込み例をご紹介します。人体通信は、電界を利用してデータ通信を行う近距離無線通信技術です。人間の周囲に存在する電界を通信媒体とすることで、人体への影響がなく、デバイスの省電力も期待できる、現在注目されている新しい通信技術となります。

Wi-Fiなどのメジャーな無線通信と異なり、接触しない限り通信を行わないため、複雑な暗号化などの技術を使用しなくても比較的安全に通信を行うことが可能であることも特徴の一つです。ただし、ノイズの影響を受けやすく安定した通信の確立が難しいため、このノイズをソフトウェアによる除去にて解決すべく開発を進めています。

人に帯電する静電気を利用した技術
人に帯電する静電気を利用した技術

試作機によるソフトウェアノイズ除去検証

現在試作しているシステムは、送信機の持つIDと受信機の持つIDが一致すると、電子錠が開錠する仕組みです。送信機はIDを変換したアナログ信号を出力しています。受信機は、人体通信経由で受け取ったアナログ信号を増幅回路に通した後、MCUにてデジタルデータ化を行っています。その後、ソフトウェアで複数のノイズフィルタを通し、信号をデータ(ID)に変換します。最終的にIDの認証を行い、送信されたIDが一致すれば電子錠が開錠します。

本来であれば、ハードウェアにノイズ除去回路を組み込む必要がありますが、今回の試作ではノイズ除去回路を搭載せずに、ソフトウェアによるノイズ除去のみで、通信を可能としています。

試作機の構成図
試作機の構成図

[YouTube 1:55 / 更新 2022.01.20]

さいごに

当社ではこのような開発成果をもとに、電界におけるノイズ除去以外への応用も研究中です。また、AIを活用してより高性能なノイズ除去の実現など、さらなる技術の取り込みにより、ソフトウェアによるノイズ除去技術の向上を目指していきます。

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