ANT（ネットワーク）

アリ
開発者	ANTワイヤレス
紹介された	2003
業界	ワイヤレスセンサーネットワーク
物理的範囲	100 メートル
Webサイト	翻訳:

ANT（Adaptive Network Topologyに由来）は、 ANT Wireless（ Garmin Canadaの一部門）が設計、販売する独自の（ただしオープンアクセスの）マルチキャスト無線センサーネットワーク技術です。 ^[1]主にアクティビティトラッカー向けのパーソナルエリアネットワーク（PAN）を提供します。ANTは2003年にDynastream Innovationsによって導入され、2004年には低電力規格ANT+が続き、その後Dynastreamは2006年にGarminに買収されました。^[2]

ANTは、共存、データ表現、シグナリング、認証、およびエラー検出の標準ルールを確立することにより、 2.4GHz ISM帯域で動作するハードウェアが通信できるようにする無線通信プロトコルスタックを定義します。^{[3]概念的には}Bluetooth Low Energyに似ていますが、センサーでの使用に向けられています。

2020年11月現在、^{[アップデート]}ANTのウェブサイトにはANT技術を使用している約200のブランドが掲載されています。^[4] サムスンと、それほど多くはありませんが富士通、HTC、京セラ、ノキア、シャープもスマートフォンにネイティブサポート（USBアダプターを使用せずに）を追加しました。サムスンはGalaxy S4でサポートを開始し、 Galaxy S20シリーズでサポートを終了しました。^[5]^[6]^[7]

概要

ANT搭載ノードは、無線センサーネットワーク内で同時にソースまたはシンクとして機能することができます。つまり、ノードは送信機、受信機、またはトランシーバーとして機能し、トラフィックを他のノードにルーティングすることができます。さらに、各ノードは、近隣のノードのアクティビティに基づいていつ送信するかを決定することができます。^[3]

技術情報

ANTは、低電力スリープモード（消費電流はマイクロアンペア単位）で長時間過ごし、通信のために短時間起動（消費電流が受信時に22ミリアンペア（−5 dB）、送信時に13.5ミリアンペア（−5 dB）のピークに達する）し、スリープモードに戻るように設定できます^[8]。低メッセージレートでの平均消費電流は、一部のデバイスでは60マイクロアンペア未満です。^[8]

各ANTチャネルは、ネットワークトポロジに応じて、1つ以上の送信ノードと1つ以上の受信ノードで構成されます。どのノードも送信または受信できるため、チャネルは双方向です。^[9]

ANTは、ブロードキャスト、確認応答、バーストの3種類のメッセージングに対応しています。ブロードキャストは、1つのノードから別のノード（または複数のノード）への一方向通信です。受信ノードは確認応答を送信しませんが、受信ノードは送信ノードにメッセージを送り返すことができます。この技術はセンサーアプリケーションに適しており、最も経済的な動作方法です。^[9]

確認メッセージはデータパケットの受信を確認する。送信機には成功か失敗かが通知されるが、再送は行われない。この技術は制御アプリケーションに適している。^[9]

ANTはバーストメッセージングにも使用できます。これは、データ帯域幅全体を使用して完了まで実行するマルチメッセージ送信技術です。受信ノードは受信を確認し、破損したパケットを通知し、送信側はそれを再送信します。パケットには追跡可能性のためにシーケンス番号が付けられます。この技術は、データの整合性が最も重要であるデータブロック転送に適しています。^[9]

他のプロトコルとの比較

ANTは、低ビットレートおよび低電力のセンサーネットワーク向けに設計されており、概念的にはBluetooth Low Energyに似ていますが互換性はありません。^[3]これは、低電力ヘッドセットのストリーミングサウンドなど、比較的高ビットレートのアプリケーション向けに設計された通常のBluetoothとは対照的です。

ANTは、スキャッタネットとデバイス間のブロードキャストを通じて無制限の数のノードをサポートするBluetooth LEとは異なり、適応型アイソクロナス伝送^[10]を使用して、多くのANTデバイスが相互に干渉することなく同時に通信できるようにします。

干渉耐性

Bluetooth、Wi-Fi、Zigbeeはそれぞれ直接拡散スペクトル（DSSS）方式と周波数ホッピング拡散スペクトル（FHSS）方式を採用し、無線リンクの整合性を維持しています。 ^[14]

ANT は、他の ANT デバイスとの共存を保証するために、適応型アイソクロナスネットワークテクノロジを使用します。この方式により、各送信が、定義された周波数帯域内の干渉のないタイムスロットで行われるようになります。無線は 1 メッセージあたり 150 μs 未満で送信するため、1 つのチャネルを数百のタイムスロットに分割できます。ANT メッセージング期間 (各ノードがデータを送信する間隔) によって、使用可能なタイムスロットの数が決まります。^{[引用が必要]}

ANT+

2004年に「初の超低電力無線規格」として導入されたANT+ ^[2]は、基本ANTプロトコルに追加できる相互運用機能です。この標準化により、近くのANT+デバイスをネットワーク化して、センサーデータのオープンな収集と解釈が容易になります。たとえば、心拍数モニター、歩数計、速度モニター、体重計などのANT+対応フィットネスモニタリングデバイスはすべて連携して、パフォーマンスメトリックを収集および追跡できます。^[15]

ANT+はANT+アライアンスによって設計・管理されており、ANT+アライアンスは、ガーミンが所有するダイナストリーム・イノベーションズの部門であるANTワイヤレスによって管理されている。^{[16] ANT+は、ガーミンのフィットネスモニタリング機器のラインで使用されている。また、ガーミンの}ジオキャッシングデバイスであるChirpでも、近くの参加者のログを記録して警告するために使用されている。^[17]

ANT+デバイスは、標準デバイスプロファイルへの準拠を保証するために、ANT+アライアンスからの認定を受ける必要があります。各デバイスプロファイルには、同じデバイスプロファイルを共有する相互運用可能なデバイスを視覚的に一致させるために使用できるアイコンがあります。^[4]

ANT+の仕様は公開されています。DEF CON 2019では、ハッカーのブラッド・ディクソンが、仮想サイクリングで不正行為をするためにUSB経由で送信されるANT+データを改変するツールを実演しました。^[18]

参照

参考文献

^ 「Garmin、Dynastream 買収により健康・フィットネス関連製品を強化」InformationWeek 2006 年 1 月 12 日。
^ ab Fahmy、Hossam Mahmoud Ahmad（2016年3月2日）。ワイヤレスセンサーネットワーク：概念、アプリケーション、実験、分析。Springer。ISBN 9789811004124。
^ abcd Lou Frenzel (2012 年 11 月 29 日). 「Bluetooth Low Energy と ANT の違いは何ですか?」. Electronics Design .
^ ab 「ディレクトリ」。This Is ANT 。 2019年4月25日閲覧。
^ 「ディレクトリ - THIS IS ANT」. thisisant.com . 2023年2月9日閲覧。
^ 「GALAXY S4 (Android 4.3 以上) - THIS IS ANT」. thisisant.com . 2023年2月9日閲覧。
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^ abcd Khssibi, Sabri; Idoudi, Hanen; Van Den Bossche, Adrien; Saidane, Leila Azzouz (2013). 「低電力ワイヤレスセンサーネットワーク向けの新技術の発表と分析」( PDF)。国際デジタル情報および無線通信ジャーナル。3 (1): 75–86。^{[永久リンク切れ‍ ]}
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^ abcdefghi Aasebø, Thomas. 「Near Field Communication, Bluetooth, Zigbee & ANT+ lecture notes」（PDF）。 2016年3月4日時点のオリジナル（PDF）よりアーカイブ。 2015年4月28日閲覧。
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^ Woodings, Ryan; Gerrior, Mark (2006 年 7 月 1 日)。「2.4 GHz ISM 帯域での干渉の回避」EE Times。
^ 「接続オプションの説明」。ANT+ の説明。2015 年 10 月 27 日。
^ 「About Us」. THIS IS ANT . 2019年4月25日閲覧。
^ 「Garmin chirp and the ANT+ Alliance」。Garminサポート。2020年8月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年4月25日閲覧。
^ Dixon, Brad (2019). 「eスポーツでの不正行為バーチャルサイクリングでの不正行為の方法 - DEF CON 27 カンファレンス」。DEF CON。2021年12月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年1月23日閲覧- YouTube経由。

外部リンク

公式サイト
オープンソースコミュニケーションツール（antpm）

[1] 「Garmin、Dynastream 買収により健康・フィットネス関連製品を強化」InformationWeek 2006 年 1 月 12 日。

[:1-2] Fahmy、Hossam Mahmoud Ahmad（2016年3月2日）。ワイヤレスセンサーネットワーク：概念、アプリケーション、実験、分析。Springer。ISBN 9789811004124。

[ed291112-3] Lou Frenzel (2012 年 11 月 29 日). 「Bluetooth Low Energy と ANT の違いは何ですか?」. Electronics Design .

[:0-4] 「ディレクトリ」。This Is ANT 。 2019年4月25日閲覧。

[5] 「ディレクトリ - THIS IS ANT」. thisisant.com . 2023年2月9日閲覧。

[6] 「GALAXY S4 (Android 4.3 以上) - THIS IS ANT」. thisisant.com . 2023年2月9日閲覧。

[7] 「Galaxy S20シリーズ（米国） - THIS IS ANT」。thisisant.com 。 2023年2月9日閲覧。

[Nordic_Semiconductor_website-8] 「Nordic Semiconductor の nRF24AP1 の数値」。Nordic Semiconductor。2007 年 10 月 29 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007 年12 月 11 日閲覧。

[Khssibi2013-9] Khssibi, Sabri; Idoudi, Hanen; Van Den Bossche, Adrien; Saidane, Leila Azzouz (2013). 「低電力ワイヤレスセンサーネットワーク向けの新技術の発表と分析」( PDF)。国際デジタル情報および無線通信ジャーナル。3 (1): 75–86。^{[永久リンク切れ‍ ]}

[10] 「Patent Public Search | USPTO」。2018年6月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。

[Aasebo-11] Aasebø, Thomas. 「Near Field Communication, Bluetooth, Zigbee & ANT+ lecture notes」（PDF）。 2016年3月4日時点のオリジナル（PDF）よりアーカイブ。 2015年4月28日閲覧。

[Thisisant_FAQ-12] 「一般的なよくある質問」。これは ANT です。

[13] 「Bluetooth Mesh 用語集 - 制限」。bluetooth.com。2017年7 月 19 日閲覧。

[14] Woodings, Ryan; Gerrior, Mark (2006 年 7 月 1 日)。「2.4 GHz ISM 帯域での干渉の回避」EE Times。

[Connectivity_Explained-15] 「接続オプションの説明」。ANT+ の説明。2015 年 10 月 27 日。

[16] 「About Us」. THIS IS ANT . 2019年4月25日閲覧。

[17] 「Garmin chirp and the ANT+ Alliance」。Garminサポート。2020年8月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年4月25日閲覧。

[18] Dixon, Brad (2019). 「eスポーツでの不正行為バーチャルサイクリングでの不正行為の方法 - DEF CON 27 カンファレンス」。DEF CON。2021年12月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年1月23日閲覧- YouTube経由。