物理層にUWBを用いるWireless USB接続　――従来のUSB 2.0インターフェースと同じところ，違うところ

●○●　Column　●○●
MBOAのMAC

　Wireless USBは，MBOA（Multi-band OFDM Alliance）の定めるMAC（media access controller）層を使用します ^注A-1 ．MBOA MACはUWB技術を使用しており，無線で480Mbpsものデータ転送速度を実現します．UWBは3.1GHz～10.6GHzの周波数帯域で動作します．マルチバンドOFDMは，この7.5GHz帯域幅を14の帯域に分割しており，1帯域当たりの帯域幅は528MHzとなります．

　14の帯域は五つのグループに分類されます．最初の四つのグループにはそれぞれ三つの帯域が含まれ，最後の一つのグループには二つの帯域が含まれます．三つの帯域のグループにはそれぞれ七つの論理チャネルがあり，二つの帯域のグループには二つの論理チャネルがあります．つまり，合計で最大30の論理チャネルが存在します．

　各論理チャネルは3mの距離で最大480Mbpsのデータ転送速度に対応します．データ転送速度を53.3Mbpsにまで低減すると，距離は最大10mに広がります．単一のMBOAデバイスで対応できる距離は，「1ホップ」と呼ばれます．

　すべてのMBOA MACデバイスには，一意の64ビットMACアドレス（EUI-64）が備わっています．フレームのオーバヘッドを低減するため，MBOAは64ビットMACアドレスを16ビットのデバイス・アドレス（DevAddr）に割り当てます．1m3当たり最大64台のデバイスに対応する拡張クラスタ（2ホップ以内）には，この16ビット・アドレス空間で十分です．デバイスは，その拡張クラスタ内でのDevAddrの使用状況を確認することで，競合を検出します．競合が検出されれば，デバイスはそのDevAddrをランダムに生成することになります．

　3ホップ以上離れているMBOAデバイスは，干渉を起こすことなく通信時間（エア・タイム）を再使用できます．この場合，例えば次に示すようなビーコン・スロットを用いて通信時間の割り当てを行います．

　通信時間を管理するため，MBOA MACではメディア・アクセス・スロット（MAS）を規定しています．各MASは256μsの長さを持ち，256個のMASによってスーパフレーム（機器間でフレーム通信を行うための基本となる65536μs周期の信号）を構築します（図A-1）．デバイスは，スーパフレームごとにもっとも遅いクロックに同期させて，デバイス間のクロックのドリフトを制御しています．

　節電のため，MBOA MACではビーコン期間（BP：beacon period）内にすべてのビーコンを送信しなければならないと規定されています．ビーコン期間としては，スーパフレームの最初の32のMAS（8ms）を割り当てます．ビーコン期間では，各MASは三つのビーコン・スロット（1スロット当たり約85μs）に分割されています．ビーコン・スロット0，1は「信号スロット」と呼ばれます．デバイスは，必要に応じて信号スロット内にそのビーコンを複製して，ビーコン期間が拡張されていることを近隣デバイスに通知します．

　拡張クラスタ内のビーコン・スロットの衝突を検知するため，デバイスはその近隣デバイスのビーコンを利用したり，あるいはデバイス自身のビーコンの送信を不規則に停止して，近隣デバイスがすでにそのビーコン・スロットを使用しているかどうかを確認します．衝突が検知されれば，デバイスは自分のビーコン・スロットを移動します．

　このようなビーコン・スロットの移動によって別のクラスタのビーコン期間と重複した場合，デバイスはこの衝突を瞬時に解決するため，先にあったビーコン期間を「ホスト・ビーコン期間」としてとどまらせておきます．そして，後からきたビーコン期間はホスト・ビーコン期間の最後に移動させます．

 注A-1；現在，ワイヤレス通信に対応したUSBについては，いくつかの半導体メーカなどから異なる通信方式が提案されている．

図A-1　MBOA MACの基本的なスーパフレームの構成