資料 920MHz 帯作 3-3 別紙 1 920MHz 帯アクティブ小電力無線システム技術的条件案 2011 年 4 月 4 日 ユビキタスネットワーキングフォーラム 電子タグ高度利活用部会無線通信専門委員会 UHF 帯電子タグシステム標準化 WG

Transcription

1 MHz 帯電子タグシステム等のチャネルプラン ( 案 ) 1W パッシブ 1W LBT パッシブ 250mW パッシブ 10mW パッシブ B B B B B B 資料 920MHz 帯作 3-3 ch 中心周波数 1mW アクティブ 10mW アクティブ 20mW アクティブ 250mW アクティブ C C C C C D D D D D D D D D D D D D D D D D D A A A A A A A A A パッシブタグシステム構内無線局 (1W 免許局 ) 構内無線局 (1W 登録局 ) 特定小電力無線局 (250mW) 特定小電力無線局 (10mW) データリターン用チャネル アクティブ小電力無線システム特定小電力無線局 (250mW) 特定小電力無線局 (20mW) 特定小電力無線局 (10mW) 特定小電力無線局 (1mW) 特定小電力無線局 (1mW) (C,D の条件は継続検討中 ) 基準 A(24ch-32ch): パッシブタグの利用を想定したバンド ( キャリアセンスが長め等 ) として ARIB-STD で規定 基準 B(33ch-38ch): アクティブタグの利用を想定したバンド ( キャリアセンスが短め等 ) として ARIB-STD で規定 基準 C(1ch-5ch): データリターン用チャネルを保護しつつ 国際物流用に使用可能なバンド 基準 D(6ch-23ch): データ用チャネルを保護するバンド ( 当面の使用は想定していないバンド )

2 資料 920MHz 帯作 3-3 別紙 1 920MHz 帯アクティブ小電力無線システム技術的条件案 2011 年 4 月 4 日 ユビキタスネットワーキングフォーラム 電子タグ高度利活用部会無線通信専門委員会 UHF 帯電子タグシステム標準化 WG

3 c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL 2 2 概要 920MHz 帯を利用するアクティブ小電力無線システムの技術条件案を提案する

4 c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL 3 3 条件見直しの概要 技術的条件の見直し アクティブ系小電力無線システムの特徴である パケット通信 に適した条件とし システムの共用性を高める 国際協調やパッシブシステムとの共用を考慮したチャネルプランとする 送信出力の見直し 低出力無線局を ETSI の SRD 案に合わせて 20mW とする 中出力無線局として パッシブシステムで実用実績のある 250mW を追加する

5 詳細条件 c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL 4 4

6 c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL 5 5 チャネルプラン 基本チャネル 種別 1 低出力チャネル種別 2 中出力チャネル 各種システムとの共用のための措置 種別 3 国際物流向け措置種別 4 パッシブ共用措置種別 5 リモコン共用措置 20mW 250mW 1mW 10mW 1mW 種別 2 種別 1 種別 3 種別 4 種別

7 c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL 6 6 種別 12 低 中出力チャネル 周波数 : ~ 928.1MHz 主な用途 : センサーネットワーク スマートメータ用途 空中線電力 : 20mW 以下 (920.5~928.1MHzの場合) 250mW 以下 (920.5~923.5MHzの場合) 空中線利得 : 3dBi 以下 チャネル : 200kHz n (n=1~5) MHz 不要発射 : -36dBm( 空中線電力が20mW 以下の場合 ) -29dBm( 空中線電力が20mWを超える場合 ) 隣接チャネル漏洩 : -15dBm ( 空中線電力が20mW 以下の場合 ) -5dBm( 空中線電力が20mWを超える場合 ) キャリアセンスレベル : -80dBm 共用条件 : キャリアセンス時間 最大送信時間 休止時間 送信時間総和 128μs 以上 400ms 以下 送信時間が 6ms を超える場合 : 2ms 6ms 以下 : 休止時間無し 1 時間あたりの送信時間の総和が 360 秒以下 ( デューティ 10% 以下 )

8 c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL 7 7 種別 3 国際物流向け措置 周波数 : 主な用途 : 空中線電力 : 空中線利得 : チャネル : MHz 不要発射 : 隣接チャネル漏洩 : 共用条件 : 915.9~928.1MHz 国際物流向け 1mW 以下 3dBi 以下 200kHz n (n=1~5) -36dBm -26dBm キャリアセンス時間送信時間制御送信時間総和 キャリアセンスなし 100ms 以下送信後 100ms 以上停止 1 時間あたりの送信時間の総和が 3.6 秒以下 (0.1% 以下 ) 補足 : ARIB STD T96 v2.0 に規定 RFID ミラーサブキャリア方式のタグ応答チャネルの保護の観点から 915.9~916.9 MHz( 図 C) は国際物流向けに使用可能とし 916.9~920.5 MHz( 図 D) は当面使用は想定しない チャネル C,D の条件案は パッシブ SWG にて継続検討中

9 c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL 8 8 種別 4 パッシブ共用措置 周波数 : 主な用途 : 空中線電力 : 空中線利得 : チャネル : MHz 不要発射 : 隣接チャネル漏洩 : キャリアセンスレベル : 共用条件 : 920.5~ 923.5MHz テレメータ テレコントロール タグシステム向け 10mW 以下 3dBi 以下 200kHz n (n=1~5) -36dBm -18dBm -75dBm キャリアセンス時間送信時間制御送信時間総和 10ms 以上 1s 以下送信後 100ms 以上停止規定なし

10 c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL 9 9 種別 5 リモコン共用措置 周波数 : 主な用途 : 空中線電力 : 空中線利得 : チャネル : 帯域内不要発射 : 隣接チャネル漏洩 : キャリアセンスレベル : 共用条件 : 928.1~ 929.7MHz リモコン向けチャネル 1mW 以下 3dBi 以下 100kHz n (n=1~5) -36dBm -26dBm -80dBm キャリアセンス時間送信時間制御送信時間総和 無し 128us 以上 送信時間 50ms 以下休止時間 100ms 以上 送信時間 1s 以下休止時間 50ms 以上 規定無し 1 時間あたりの送信時間の総和が 1800 秒以下 ( デューティ 50% 以下 )

11 c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL アクティブの不要発射の許容値の規定 dbm/100khz -29dBm/100kHz dBm/100kHz -39dBm/100kHz -30dBm/MHz dBm/100kHz -55dBm/100kHz -58dBm/100kHz (-55dBm/MHz) 電子タグシステム LTE 等 MCA 移動通信 (MHz) 緩和案 現行 ( 利得 3dBi 以下 ) 10

12 補足資料 c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL 11 11

13 c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL 空中線電力の説明 20mW ETSI の 915MHz 帯では SRD として 25mW(erp) が議論されている アンテナ利得 3dBi とすると 空中線電力 20mW 程度に相当する ETSI との国際協調性を考慮して 20mW とする 250mW パッシブシステムとして既に 250mW の運用がされており アクティブシステムとしても同等の空中線電力を規定することで 郊外における中継機等の利用が有効になる 内蔵アンテナを基本とするスマートメータのパイプシャフト間通信において 250mW を用いると安定した通信が可能となる実験結果もある

14 c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL ( 参考 ) 空中線電力 1 20mW ETSI TR V1.1.1 ( )

15 c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL ( 参考 ) 空中線電力 2 250mW パイプシャフト (PS) 間通信 測定結果より 隣接するPS 間通信の中には マージンが十分取れないケースあり ( 受信電力が-90dBm 程度 ) 内蔵アンテナ化するとアンテナ利得が低下するため 高出力化で補う必要がある 試算 内蔵アンテナ化によるアンテナ利得の損失 :10dB (1アンテナ当り) ( 所要出力値 ) = 4dBm + 10dB x 2 = 24dBm (250mW) 測定結果 測定機器緒元 SRC DST RSSI 機能 無線部 仕様 周波数帯 : 950MHz 測定場所 PS 501 号室 502 号室 503 号室 PS dBm dBm dBm アンテナ 無線規格 : IEEE d 変調方式 : GFSK 通信速度 : 100kbps 送信出力 : 3~4dBm 受信感度 : -100dBm 外付けロッドアンテナ (2.14dBi) 401 号室 402 号室 403 号室 301 号室 302 号室 303 号室 201 号室 202 号室 203 号室 101 号室 102 号室 103 号室 dBm dBm dBm dBm dBm dBm dBm

16 c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL 送信時間制御の説明 1 最大送信時間 スマートメータ用無線規格である IEEE g において 必須事項として規定されている以下の 最大送信時間を利用できるようにする ビットレート SHR PHY Preamble [octet] SFD [octet] header [octet] PHY payload [octet] Max frame size [octet] [msec] 15.4d BPSK 20kbps d GFSK 100kbps g FSK 50kbps kbps

17 c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL 送信時間制御の説明 2 休止時間 送信機 A 送信 休止時間 キャリアセンス 送信機 B キャリアセンス RSSI 転送 判定 周波数切替送信機起動 送信 128μs t A t B t C t D 時間 デバイス例 CC1100 MRF89XA Si4430 t A 160 μs 162 μs 160 μs t C 0 μs 400 μs t D 9.6 μs 900 μs 200 μs デバイス例 MSP430 (4MHz) R8C (3.8MHz) PIC16F (2 MHz) t B 40 μs 25 μs 180 μs 処理時間 約 0.3~1.8ms 低電力 ( 低速 ) デバイスとの共用には 2ms 程度の休止時間が望ましい

18 成功確率 成功確率 c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL リモコン共用措置の条件 1 - キャリアセンスなし 干渉範囲の検討 送受信空中線利得 3dBi, キャリアセンスレベル -75dBm として 空中線電力所要離隔距離干渉範囲 1mW m 26.6 万m2 10mW m 万m2 端末分布が同一なら干渉範囲内の無線局数は 10 分の 1 通信成功確率 ( 送信時間率 ) の検討 キャリアセンスシステムの送信成功確率 ( 時間率 10%) 100% 100% purealoha システムの伝送成功確率 ( 時間率 50%) 90% 80% 70% 60% 成功確率 (1mW) 成功確率 (10mW) 90% 80% 70% 60% 4 台 / km2で成功確率 35% 成功確率 (1mW) 成功確率 (10mW) 50% 4 台 / km2で成功確率 35% 50% 40% 40% 30% 30% 20% 20% 10% 10% 0% % 送信機密度 [ 台 / km2 ] 送信機密度 [ 台 / km2 ] 時間率 50% で 10mW/10% のキャリアセンスシステムと同等

19 パケット伝送時間 [ms] リモコン共用措置の条件 2 - 送信時間と休止時間 単信システムの想定用途 想定システム動作の形態伝送データ リモコン等数種の動作を操作者が選ぶ ID+ 操作種別 見守り 物品管理等のアクティフ タク ID データの間欠送信 ID 位置 時刻等のビーコン送出機アクティフ タク に場所 ID や時刻等を報知 ID+ 時刻情報等 報知型ワイヤレスセンサー等センサー情報を定期的に報知 ID+ センシングデータ 想定するフレーム構造と最大フレーム長 同期信号等 ID データ 誤り検出等 64 bit 256 bit 512 bit 32 bit 同時使用チャネル数とパケット伝送時間 FSK(m=1) GFSK(m=0.8) MSK(m=0.5) GMSK(BT=0.25) 合計 :108byte 連続送信時間は 50ms 程度必要 同時使用チャネル数 (n 100kHz) ( カーソン帯域の125% で近似 ) c Copyright 2006 Oki Electric Industry Co.,Ltd. S OKI CONFIDENTIAL 18 18

20 920MHz アクティブ技術的条件整理 ユビキタスネットワーキングフォーラム 資料 920MHz 帯作 3-3 別紙 2 現アクティブ 新アクティブ ARIB STD-T96 ver.1.1(950mhz) 電波法 3.1 一般条件 (1) 通信方式 単向通信方式 単信方式 複信方式 半複信 方式又は同報通信方式 (2) 伝送内容 主にテレメータ用 テレコントロール用及びデー タ伝送用のための信号 (3) 電波型式 規定しない (4) 周波数 950.8MHzを超え957.6MHz 以下とする 915.9MHzを超え929.7MHz 以下とする (5) 使用環境条件 規定しない 3.2 送信装置 (1) 空中線電力 1mW 以下とする ただし 中心周波数が 954.2MHz から 957.4MHz までの単位チャネルのみにより構成される無線チャネルを使用する場合は 10mW 以下とする 250mW 以下とする ただし 中心周波数が 916.0MHz から 920.8MHz までの単位チャネル および MHz から MHz までの単位チャネルを含む構成の無線チャネルを使用する場合は 1mW 以下とし 中心周波数が 923.6MHz から 928.0MHz までの単位チャネル含む構成の無線チャネルを使用する場合は 20mW 以下とする (2) 空中線電力の許容偏差 (3) 無線チャネル +20% -80% 単位チャネル ( 中心周波数が 951.0MHz 以上 957.4MHz 以下の周波数のうち 951.0MHz 又は 951.0MHz に 200kHz の整数倍を加えたものであって 帯域幅が 200kHz のチャネルをいう ) を使用するもの ( 同時使用可能な最大チャネル数は 5 とする ) であること 単位チャネル ( 中心周波数が 916.0MHz 以上 928.0MHz 以下の場合 916.0MHz 又は 916.0MHz に 200kHz の整数倍を加えたものであって 帯域幅が 200kHz のチャネルをいう また 中心周波数が MHz 以上 MHz 以下の場合 MHz 又は MHz に 100kHz の整数倍を加えたものであって 帯域幅が 100kHz のチャネルをいう ) を使用するもの ( 同時使用可能な最大チャネル数は 5 とする ) であること (4) 周波数の ± 以内であること 許容偏差 (5) 変調方式 規定しない (6) 占有周波数帯幅の許容値 (200 n)khz 以下であること ( 注 n は 一の無線チャネルとして同時に使用する単位チャネル数で 又は 5 であること ) (200 n)khz 以下であること ただし 中心周波数が MHz 以上 MHz 以下の場合は (100 n)khz 以下とする ( 注 n は 一の無線チャネルとして同時に使用する単位チャネル数で 又は 5 であること ) (7) 隣接チャネル漏えい電力 A 無線チャネルの両端における電力 1mW それぞれ -20dBm 以下であること 10mW それぞれ -10dBm 以下であること B 無線チャネルに隣接する単位チャネル (200kHz) における隣接チャネル漏えい電力 1mW それぞれ -26dBm 以下であること 10mW それぞれ -18dBm 以下であること 1mW 以下 それぞれ -20dBm 以下であること 1mW を超えて 10mW 以下 それぞれ -10dBm 以下であること 10mW を超えて 20mW 以下 それぞれ -7dBm 以下であること 20mW を超えて 250mW 以下 それぞれ 4dBm 以下であること 1mW 以下 それぞれ -26dBm 以下であること 1mW を超えて 10mW 以下 それぞれ -18dBm 以下であること 10mW を超えて 20mW 以下 それぞれ -15dBm 以下であること 20mW を超えて 250mW 以下 それぞれ -5dBm 以下であること (8) 不要発射の強度の許容値 3.3 受信装置副次的に発する電波等の限度 710MHz 以下 : -36dBm/100kHz 710MHzを超え945MHz 以下 : -55dBm/100kHz 945MHzを超え950MHz 以下 : -55dBm/100kHz 950MHzを超え958MHz 以下 : -39dBm/100kHz 958MHzを超え1000MHz 以下 : -58dBm/100kHz 1000MHzを超え1215MHz 以下 : -48dBm/MHz 1215MHzを超え1884.5MHz 以下 : -30dBm/MHz MHzを超え1919.6MHz 以下 : -55dBm/MHz MHzを超えるもの : -30dBm/MHz 710MHz 以下 : -54dBm/100kHz 710MHzを超え945MHz 以下 : -55dBm/100kHz 945MHzを超え950MHz 以下 : -55dBm/100kHz 950MHzを超え958MHz 以下 : -54dBm/100kHz 958MHzを超え1000MHz 以下 : -58dBm/100kHz 1000MHzを超え1215MHz 以下 : -48dBm/MHz 1215MHzを超え1884.5MHz 以下 : -47dBm/MHz MHzを超え1919.6MHz 以下 : -55dBm/MHz 915~930MHz: -36dBm/100kHz(20mW 以下の場合 ) -29dBm/100kHz(20mWを超える場合) 930~1000MHz: -55dBm/100kHz 1000~1215MHz: -45dBm/MHz

21 1919.6MHz を超えるもの : -47dBm/MHz 3.4 制御装置 (1) 送信時間制限装置 (2) キャリアセンス ア 10ms 電波を発射してから送信時間 1 秒以内にその電波の発射を停止し 送信休止時間 100ms を経過した後でなければその後の送信を行わないものであること ただし 最初に電波を発射してから連続する 1 秒以内に限り その発射を停止した後 100ms の送信休止時間を設けずに再送信することができるものとする その場合の再送信は最初に電波を発射してから連続する 1 秒以内に完了することとする イ 128μ s 電波を発射してから送信時間 100ms 以内にその電波の発射を停止し 送信休止時間 100ms を経過した後でなければその後送信を行わないものであり かつ 1 時間当りの送信時間の総和が 360 秒以下であること ただし 最初に電波を発射してから連続する 100ms 以内に限り その発射を停止した後 100ms の送信休止時間を設けずに再送信することができるものとする その場合の再送信は最初に電波を発射してから連続する 100ms 以内に完了することとする ウ キャリアセンス無し 電波を発射してから送信時間 100ms 以内にその電波の発射を停止し 送信休止時間 100ms を経過した後でなければその後送信を行わないものであり かつ 1 時間当りの送信時間の総和が 3.6 秒以下であること ただし 最初に電波を発射してから連続する 100ms 以内に限り その発射を停止した後 100ms の送信休止時間を設けずに再送信することができるものとする その場合の再送信は最初に電波を発射してから連続する 100ms 以内に完了することとする ア無線設備は新たな送信に先立ち キャリアセンスによる干渉確認を実行した後 送信を開始すること 10ms 種別 4 中心周波数が920.6MHz 以上 923.4MHz 以下の場合 電波を発射してから送信時間 1 秒以内にその電波の発射を停止し 送信休止時間 100msを経過した後でなければその後の送信を行わないものであること ただし 最初に電波を発射してから連続する1 秒以内に限り その発射を停止した後 100msの送信休止時間を設けずに再送信することができるものとする その場合の再送信は最初に電波を発射してから連続する1 秒以内に完了することとする 128μ s 以下の条件を満たすこと 条件 1: 種別 12 1 中心周波数が921.0MHz 以上 928.0MHz 以下の場合 電波を発条件 2: 種別 5 射してから送信時間 400ms 以内にその電波の発射を停止し 1 時間当りの送信時間の総和が360 秒以下であること ただし 送信時間が6msを超える場合 送信休止時間 2msを経過した後でなければその後の送信を行なわないものであること 2 中心周波数が928.15MHz 以上 MHz 以下の場合 電波を発射してから送信時間 1s 以内にその電波の発射を停止し 送信休止時間 50msを経過した後でなければその後送信を行わないものであり かつ 1 時間当りの送信時間の総和が1800 秒以下であること キャリアセンス無し 以下の条件を満たすこと 条件 1: 種別 3 1 中心周波数が916.0MHz 以上 928.0MHz 以下の場合 電波を発条件 2: 種別 5 射してから送信時間 100ms 以内にその電波の発射を停止し 送信休止時間 100msを経過した後でなければその後送信を行わないものであり かつ 1 時間当りの送信時間の総和が3.6 秒以下であること ただし 最初に電波を発射してから連続する100ms 以内に限り その発射を停止した後 100msの送信休止時間を設けずに再送信することができるものとする その場合の再送信は最初に電波を発射してから連続する100ms 以内に完了することとする 2 中心周波数が928.15MHz 以上 MHz 以下の場合 電波を発射してから送信時間 50ms 以内にその電波の発射を停止し 信休止時間 50msを経過した後でなければその後の送信を行わないものであること イキャリアセンスは 電波を発射する周波数が含まれる全ての単位チャネルに対して行い 128µs 以上行うものであること ウキャリアセンスレベルは 電波を発射しようとする周波数が含まれる全ての単位チャネルにおける受信電力の総和が給電線入力点において -75dBm とし これを超える場合 送信を行わないものであること ウキャリアセンスレベルは 電波を発射しようとする周波数が含まれる全ての単位チャネルにおける受信電力の総和が給電線入力点において -80dBm とし これを超える場合 送信を行わないものであること ただし 3.4 (1) アの条件を満たす場合は -75dBm とする 種別 125:-80dBm 種別 4:-75dBm エ空中線電力 1mW 以下で使用するものであって 3.4 (1) ウに規定する送信時間制御の条件を満たす場合は キャリアセンスの備付けを要さないこととする (3) 混信防止機能 通信する相手方を識別するための符号 ( 識別符号 ) を自動的に送信し 又は受信するものであること 3.5 筐体空中線系を除く高周波部及び変調部は 容易に開けることができないこと 3.6 電気通信回線との接続 ( 省略 ) 3.7 空中線空中線利得 3dB 以下 ( 絶対利得 ) ただし 等価等方輻射電力が絶対利得 3dB の送信空中線に 3.2 (1) で規定している空中線電力を加えたときの値以下となる場合は その低下分を送信空中線の利得で補うことができるものとする

22 資料 920MHz 帯作 3-3 別紙 3 920MHz 帯電子タグシステム等の 技術的条件の検討について パッシブシステム編 平成 23 年 4 月 4 日 UNF UHF 帯電子タグシステム標準化 WG パッシブ SWG

23 920MHz 帯電子タグパッシブシステム基本的な考え方 UHF 帯電子タグシステム標準化 WG 方針遵守 国際競争力の確保 高速複数読取性能の確保 リアルタイム性の確保 データリターンチャネルの確保 ミラーサブキャリア方式の積極的採用 高密度配置への対応 機器の低価格化 マスク スプリアス規格の緩和 ( 他システムの状況に合わせて規格緩和実施 ) 特定小電力無線局の技術基準見直し 送信電力 250mW の新規導入 既存システム保護のため 10mW 局の確保 特定小電力無線局として 12 チャネルを設定 1

24 MHz 帯電子タグシステム等のチャネルプラン ( 案 ) 1W パッシブ 1W LBT パッシブ 250mW パッシブ 10mW パッシブ B B B B B B ch 中心周波数 1mW アクティブ 10mW アクティブ 20mW アクティブ 250mW アクティブ C C C C C D D D D D D D D D D D D D D D D D D A A A A A A A A A パッシブタグシステム構内無線局 (1W 免許局 ) 構内無線局 (1W 登録局 ) 特定小電力無線局 (250mW) 特定小電力無線局 (10mW) データリターン用チャネル アクティブ小電力無線システム特定小電力無線局 (250mW) 特定小電力無線局 (20mW) 特定小電力無線局 (10mW) 特定小電力無線局 (1mW) 特定小電力無線局 (1mW) (C,D の条件は継続検討中 ) 基準 A(24ch-32ch): パッシブタグの利用を想定したバンド ( キャリアセンスが長め等 ) として ARIB-STD で規定 基準 B(33ch-38ch): アクティブタグの利用を想定したバンド ( キャリアセンスが短め等 ) として ARIB-STD で規定 基準 C(1ch-5ch): データリターン用チャネルを保護しつつ 国際物流用に使用可能なバンド 基準 D(6ch-23ch): データ用チャネルを保護するバンド ( 当面の使用は想定していないバンド )

25 920MHz 帯電子タグシステム等の技術的条件 パッシブタグシステム 構内無線局 局種免許局登録局 空中線電力 1W 以下 1W 以下 特定小電力無線局 1 2 現簡易無線局相当及び現特定小電力無線局の和 1250mW 以下 210mW 以下 空中線利得 6dBi 以下 6dBi 以下 3dBi 以下 周波数帯 ( 中心周波数 ) ~920.6 MHz ~921.0 MHz ~922.2MHz チャネル幅 200kHz 200kHz 200kHz チャネル数 4ch 6ch 13ch( その他 アクティブとの共用 ch は 6ch) 無線チャネル ~3 1~5 キャリアセンス時間 mS 5mS キャリアセンスレベル dBm 1-74dBm 2-64dBm 最大送信時間 S 4S 送信後の停止時間 mS 以上 50mS 3

26 UHF 帯電子タグシスステム標準化 WG パッシブSWG ( 順不同 ) 主査 社団法人日本自動認識システム協会 副主査 三菱電機株式会社 副主査 オムロン株式会社 委員 株式会社デンソーウエーブ 委員 富士通フロンテック株式会社 委員 日本電気株式会社 委員 リンテック株式会社 委員 大日本印刷株式会社 委員 日本アイ ビー エム株式会社 委員 ミツミ電機株式会社 委員 株式会社ウェルキャット 委員 株式会社日立製作所 委員 株式会社サトー 委員 東芝テック株式会社 委員 日本信号株式会社 委員 トッパン フォームズ株式会社 委員 株式会社 RFIDアライアンス 委員 NECエンジニアリング株式会社 委員 シャープマニファクチャリングシステム株式会社 委員 パナソニック株式会社 4

27 資料 920MHz 帯作 3-3 別紙 4 920MHz 帯電子タグシステム等の 技術的条件の検討について パッシブシステム編 ( 詳細資料 ) 平成 23 年 4 月 4 日 UNF UHF 帯電子タグシステム標準化 WG パッシブ SWG

28 1.Miller サブキャリア方式の特長および FM0 方式との比較 Miller サブキャリア方式 ( 下図下 ) は 同じ通信速度を実現するためには FM0 方式 ( 下図上 ) の 1.5 倍の周波数帯域を必要とする FM0(Tx40kbps Rx100kbps) ただしリーダからの送信波 ( 赤 ) の帯域とタグからの受信波 ( 黄 ) の帯域が異なるため 複数のリーダ間で送受信帯域を統一してあれば 他のリーダの送信波 ( 赤 ) によりタグからの受信波 ( 黄色 ) をつぶされることがなくなる Miller (Tx40kbps Rx100kbps) このため リーダ同士を 20m 程度まで近づけても 同じチャンネルで同時にそれぞれタグ交信を行うことができる (FM0 は互いに数 100m~km オーダーで離さないと複数のリーダが同じチャンネルで同時にタグ交信することができない ) 図. 送信 40kbps 受信 100kbps を実現するための FM0 と Miller の比較図 このため一見周波数利用効率が悪いように見える Miller サブキャリア方式は 空間効率を勘案すると逆に利用効率が高い 2

29 500m 例えば FM0 方式のリーダは 500m 四方に一台しか設置できない場合と Miller サブキャリア方式のリーダを 20m 四方に一台設置した場合で比較すると 左図の升目一つづつ配置することが出来るので計算上 625 倍の設置密度が可能と言う計算になる ( 左図 ) 先の 同一速度に必要な利用周波数帯域幅比を勘案しても数 100 倍の効率 ( ) を持つ 500m 現実には写真のように物流ゲート ( リーダ ) が隣立するアプリケーションでは FM0 ならばゲート数に近い数 10 チャンネルがないと LBT 待ちが頻発して荷物がさしかかったタイミングでタグ交信することができず 満足に運用できないが Miller サブキャリア方式ならば 2~3 チャンネルで全ゲートでの同時交信が可能となる 3

30 ISO C 準拠のタグチップは全て FM0 にも Miller サブキャリア方式に対応しており リーダからのコマンドで選択することができる また交信速度もリーダからのコマンドで制御できる 例 1) 現行の国内チャネルプラン (ARIB) ではMillerサブキャリアを想定したチャンネルは送信 200kHz+ 受信 200kHz( 各サイド ) のセットとなっている ISO Cの規格ではこのチャンネルセットで実現できる限界は送信 40kbps/ 受信 100kbpsである 以下にイメージを示す Miller (Tx40kbps Rx100kbps) FM0 FM0 FM0 FM0 FM0 FM kHz 一方現在 EU(ETSI) で検討されているチャネルプランは送信 400kHz 受信 800kHz ( 各サイド ) のセットとなっている 同規格の Miller サブキャリア方式での最高速度 ( 送信 80kbps/ 受信 320kbps) を実現することを目的としている Miller (Tx80kbps Rx320kbps) kHz 4

31 2. パッシブ RFID チャネルプランにおける 200kHz バンド幅選択理由 背景 ETSI では 920MHz 帯に UHF 帯パッシブ RFID の拡張帯域の新設を検討しており ここでは高速通信を目的に 400kHz 幅のチャンネルを 1.2MHz 離調で配置する案を検討している ただし従来の 200kHz チャネル帯を別途 860MHz 帯に残しているため 920MHz 帯は高速通信専用とすることができている 一方日本は一つの帯域にすべてのニーズを集約する必要があるため ETSI と同じく高速通信を追求する一方で 200kHz チャンネルの低速通信も同時に実現するという 日本事情に最適なプランを用意する必要がある 検討結果 400kHz/200kHz 各案について SWG で技術検討した結果 以下の理由により日本では 200kHz チャンネル幅を採用することを提案する 200kHz でも 1.2MHz 離調であれば十分な性能を出せるチャンネルプランが組める 200kHz であれば免許局と免許不要局がチャネルを共有できる ( 有効活用 バランス型のチャネルプランが可能 ) 200kHz であっても高速通信を目的とし 1.2MHz 離調での周波数ダイバーシティを持ち 周波数エリアを共有している という点で欧州 (ETSI) 協調を実現している 400kHz チャンネルの技術検証が国内で行われていない 5

32 詳細 (1) 250mW LBT 局 (200kHz) とのバランス 400kHz の帯域は高速帯域専用となり 200kHz で低速通信を行う 250mW の中出力や 10mW の特小リーダはこの帯域を使うことができない FM0(Tx40kbps Rx100kbps) Miller (Tx40kbps Rx100kbps) 中出力区分は今回免許不要の 特小 区分に変更できることが見込まれており 国内における UHF 帯 RFID 普及の鍵と考えられている しかし免許不要である以上 LBT を必要とするため チャネル数が少ないと LBT 待ちが多く発生し これら免許不要局の使い勝手が低下する 高速通信向け帯域を 200kHz 幅にすれば LBT 局用のチャネル数を増やすことができ 新 特小リーダを持つメーカーの事業発展に寄与する 6

33 詳細 (2) 受信ビットレート比較 タグに許容されている周波数偏差を勘案すると 400kHz チャンネル幅の ETSI 検討プランでも パッシブ SWG 提案の 200kHz チャンネル幅プランも同等のと受信ビットレートは 272~273kbps が得られる 400kHz チャネル案 : 現実 Rx 最大 ( 偏差 22% 考慮 ) (Tx140kbps Rx273kb 0 999kHz 800kHz に入る限界の受信ビットレートは 273kbps 200kHz チャネル案 : 現実 Rx 最大 ( 偏差 22% 考慮 ) (Tx70kbps Rx272kbp 0 994kHz 200kHzプランの送信ビットレート限界が70kbpsと仮定すると 規格上受信ビットレートの上限は 272kbpsとなり 400kHzプランと変わらない 7

34 詳細 (3) 性能比較 性能比較前ページで割り出した各プランのビットレートを用いて 物流ゲートアプリケーションのケーススタディを行う : パッシブ RFID の代表的なアプリケーション 物流ゲート では ゲートを通った瞬間に荷物に貼付されたタグを一括読取する 国内事例における一括読取枚数は 従来は 100 枚 ( 段ボール 100 個 ) 程度であったが 近年はパレット等リターナブル容器の一括読取が 200~300 枚を求められるようになり 現行チャネルプランでは限界に来ている また海外では数百枚を越える読み取りが行われており 国際競争力 およびアプリケーションの国際協調のためには現行以上の高速通信を可能とする必要がある 下表では 現行チャネルプラン 提案の 200kHz プラン ETSI 検討中のプラン 無制限 ( 干渉覚悟でチャネルプラン無視 ) の各性能を記す Miller の送信チャンネルを 1.2MHz 離調にすることで ETSI が行っている実験レベル ( 個品 400 個読み ) は 200kHz でも実現できることがわかる ETSI プランは論理的には更に 30% 性能を上げることができるので 他の側面とのトレードオフを見極めて採否を検討する なお 無制限 のケーススタディは ISO C での限界性能を示している 米国では干渉覚悟でこのような通信を単独のゲートで行うこともある 読み取りレート比較 ( 論理値 ) ( 枚./ 秒 ) 物流ゲートシナリオ 読取対象枚数 通過時間 ( 秒 ) 必要読取確率 必要読取回数 必要読取レート ( 枚 / 秒 ) 送信 200kHz 受信 200kHz( 片側 ) 現行日本方式 Tx70(kbps) 送信 200kHz 受信 1000kHz( 片側 ) 200kHzプラン Tx70(kbps) 送信 400kHz 受信 800kHz( 片側 ) ETSIプラン 送信 400kHz 受信 1280kHz(FM0) 無制限 無干渉 Tx140 Tx140 Rx89(kbps) Rx272(kbps) Rx273(kbps) Rx640(kbps) 従来 ( 段ボール ) % 近年 ( リターナブル容器 ) % 海外 ( 個品 :ETSI 実験 ) % 海外 ( 個品 ) % 赤は要件未達を表す パッシブ SWG 結論 : 現行プランと 200kHz プランとの間は事業上決定的な差があるが 200kHz プランと ETSI 型プランとの差異は事業上決定的となるケースは少ないと見込まれる 8