＜無線方式一覧＞無線通信規格 LTE ３G WiMAX 策定団体（組織） 3GPP (http://www.3gpp.org/) 3GPP (http://www.3gpp.org/) 3GPP2 (http://www.3gpp2.org/) 推進団体（組織） LSTI(LTE-SAE Trial Initiative) GTI(Global TD-LTE Initiative) CDMA Development Group GSM Association WiMAX Forum TD-SCDMA Industry Alliance（TDIA）使用帯域（周波数） 2GHz, 1.7GHz, 1.5GHz, 900MHz, 800MHz 携帯電話、スマートフォ主な用途（適用領域）ン、携帯情報端末 2.1GHz, 1.7GHz, 1.5GHz, 900MHz, 800MHz IEEE 802.16 (http://ieee802.org/16/) 固定： 11GHz帯以下モバイル： 6GHz帯以下 IEEE 802.11 (http://ieee802.org/11/) Wi-Fi Alliance Bluetooth Bluetooth SIG ZigBee Alliance Bluetooth SIG ZigBee Alliance SIG-J(日本) IEEE802.11a： 4.9∼6.0GHz IEEE802.11b/g： 2.4∼ IEEE 802.15.1 2.4GHz（日本） 2.5GHz 2.4G(2400M∼2483.5MHz) ＊920MHz（策定中） IEEE802.11n： 2.4∼ 2.5GHz, 4.9∼6.0GHz OSI参照モデルの以下で構成 IEEE 802.15.1で規定 MAC層(CSMA/CA) 物理層(FHSS,DSSS,OFDM) スター型 ZigBee Z-Wave Z-Wave Alliance Z-Wave Alliance BAN (UHF帯狭帯域通信) IEEE 802.15.6 IrDA DATA スター型メッシュ型バス型、メッシュ型スター型（マスタースレーブ） IEEE802委員会 IrDA QoL-SN研究会（業界団体） Quality of Lifeｾﾝｼﾝｸﾞ・ﾈｯﾄﾜｰｸ研究会 QoL-SN研究会（業界団体） Quality of Lifeｾﾝｼﾝｸﾞ・ﾈｯﾄﾜｰｸ ZARLINK社研究会 900MHz/ 908.42MHz(アメリカ), 868.42MHz(ヨーロッ − パ) ○変調方式：BPSK,QPSK,GMSK 402∼405MHz インプラント機器（全世界） 420∼450MHz 医療用テレメータ（日本） 863∼870MHz ISMバンド（欧州） 902∼928MHz ISMバンド（米国） 950∼956MHz 特定小電力（日本、920MHz帯へ移行） 2.36∼2.40GHz 医療機器用（米国） 2.4GHz帯ISMバンド（全世界） IEEE 802.15.4aが定めるMAC 層,PHY層に準拠 *********** ①超広帯域無線物理層 (Ultra wideband-PHY) ・インパルス型(IR-UWB) ・周波数変調型(FM-UWB) ②メディアアクセス制御層（MAC) メッシュ型、ツリー型ペア型ｽﾀｰ型、ﾂﾘｰ型、ﾒｯｼｭ型数10Km 10km程度 48km(固定) 1.5km(モバイル) 100m ∼100m ∼30m（ノード間）約 30m 1m程度３ｍ程度最大接続数基地局毎に異なる基地局毎に異なる基地局毎に異なる基地局毎に異なる 8 65,536 232 2 100（最大）最大 2304byte IEEE802.11n は最大 65535byte 8 - 27オクテット(ver4.x) 127バイト（最大）通信速度消費電力その他特長（長短所等）価格（ユニット/モジュール/チップ） LTE 4×4MIMO：下り最大：326Mbps （20MHz帯域幅）上り最大：86Mbps （20MHz帯域幅） CDMA(EV-DO Rev.B)：下り最大：73.5Mbps （20MHz帯域幅）上り最大：27Mbps（20MHz 帯域幅） WCDMA(Rel 8 HSPA+)：下り最大：42Mbps（5MHz 帯域幅）上り最大：11.5Mbps （5MHz帯域幅）最大： 134.4Mbps（28MHz 帯域幅） IEEE802.11a: 最大 54Mbps IEEE802.11b: 最大 11Mbps IEEE802.11g: 最大 54Mbpd IEEE802.11n: 最大最大：24Mbps(Ver 3.x+HS) 250Kbps(最大) 600Mbps（40MHz チャネルボンディング、4ストリーム時） 1mW(Class3)、 2.5mW(Class2)、 100mW(Class1) 255バイト（最大） 9.6 Kbit/s 、 40 Kbit/s 16Mbps(IrDA DATA1.4)(最ｲﾝﾌﾟﾗﾝﾄBAN：2∼3Mbps（最大）400MHz帯大) 10Mbps(最大) 1∼10mW(2.4GHz) < 802.15.4a(BAN(広帯域通信)) 人体周辺(表面or内部)での電波伝搬をﾁｬﾈﾙﾓﾃﾞﾙとして策定(機器設計の容易化) 電波が人体に与える影響(SAR)許容値を明確化(人体保護) 通信速度が高速。グローバ通信距離が長く、また通信 ************* 3Gに比べ通信速度が高ルな標準規格により、相互速度が高速で、固定ワイヤ低速、低消費【狭帯域無線（NB)】速、低遅延である。接続性が高い。周波数をランダムに変えるレスネットワークに最適。 SE(Smart Energy)プロファイ・伝送誤りへの耐性を確保し受信機複雑性の削減と低消カバーエリアが広い。山間無料のアクセスポイントも数周波数ホッピングを採用しルは米国でのHEMS標準アプリケーションレベルで意図した接続に適する費電力化の為の変調方式と符号化/検波方式を採用一方で、通信エリアは限部も含め日本のほぼ全土多くあり、特に都市部でのア干渉に強い。一方で、現在のサービスエ ZigBeeでは無いが、下位層にの相互運用性が高い（Bluetoothとは補完関係） ※国際的に利用可能となるように複数周波数帯(400MHz 定される。消費電力が多がサービスエリア。クセスに有効的。無線LANと帯域が被り、影リアは全国の政令都市と主 IEEE 802.15.4を用い、上位層帯、900MHz帯、 2.4GMHz帯)において同一方式を採用いことが欠点。響を与える場合あり。要都市の周辺に限られてに独自規格を謳う製品多し ************* 一方で、通信距離が短いこいることが欠点。【BAN の技術課題】とが欠点。 ①通信方式と安全性 ②電力供給 ③高品質・高セキュリティなネットワーク ④SAR（比吸収率）数100円∼（モジュール） 10円∼（モジュール） IEEE802委員会特定小電力 (日本：920MHz) IEEE802.15.4g 特定小電力 (400MHz) ＡＲＩＢ:社団法人電波産業会 QoL-SN研究会（業界団体）ＡＲＩＢ Quality of Lifeｾﾝｼﾝｸﾞ・ﾈｯﾄﾜｰ社団法人電波産業会ｸ研究会 <30m 独自ﾌﾟﾛﾄｺﾙ ①人体通信物理層 (Human Body Communications-PHY) ②メディアアクセス制御層（MAC) ネットワークの基本仕様・厳格なセキュリティーと緊急データ伝送 Wi-SUN Alliance 日本：ＡＲＩＢ社団法人電波産業会 169.400-169.475MHz (欧州) #3 450-470MHz (米国) #3 470-510MHz (中国) #7 779-787MHz (中国) #7 863-870MHz (欧州) #5 868-870MHz (欧州) #2 896-901MHz (米国) #1 901-902MHz (米国) #1 902-928MHz (米国) #6 ②429MHz帯無線機 917-923.5MHz (韓国) #6 ・技術基準：ARIB STD-T67 920-928MHz (日本) #7（特筆有）通信速度は低速ですが電波の 928-960MHz (米国) #1 回折が期待できるため多少の 950-958MHz (日本) #7 障害物がアンテナ間に存在す 1427-1518MHz (米国) #1 る環境でも安定した無線通信が 2400-2483.5MHz (世界) #4 **************************** 実現可能。日本：920MHz 変調方式はGFSK （ARIB STD−T108準拠 922．3∼928．1MHz）最大 255バイト３ｍ程度 TransferJet IEEE802.15.4をﾍﾞｰｽにSUNを想定したPHY層を802.15.4gにて策定しこれに準拠。 MAC層は前記802.15.4gにおける修正に沿っ電波型式たMAC層修正を施したIEE802.15.4eに準拠 ⇒パケット ************* （FSK、副搬送波FSK、主搬送【プロトコルスタック】波SSB） ①アプリケーションインタフェース ②ネットワーク層：非IP／IP ③ｱｸｾｽ制御層（MAC層）：IEEE802.15.4e ④物理層（PHY)：IEEE802.15.4g NFC（３タイプ） RFID（２タイプ） TransferJetコンソーシアム国際：ISO (情報系にはIECも参画） EPCglobal（SCM分野）国内： ARIB（電波産業会） EPCglobal Japan（SCM分野） T-Engineフォーラム同左 ANT+ Alliance TransferJetコンソーシアム国内： JAISA (日本自動認識システム協会流通システム開発センター (EPCglobal関連) ユビキタスIDセンター（T-Engine関連）同左 2.4GHz GFSK 変調 4.48GHz( 出力が70dBm/MHz以下であり、国内では微弱無線扱い) ・120-135KHz：イモビライザ、ランドリ、食堂・868-956MHz(UHF)：物流、物品管理（国内は953⇒920MHz）・2.45GHz：物流パレット、医療器具管理・120-135KHz：水中、土中探索・315MHz：位置検出（微弱電波）・433MHz：物流コンテナ・868-956MHz(UHF)：物流、物品管理（国内は953⇒920MHz）・2.45GHz：物流パレット、コンテナ上欄に併記上欄に併記【400MHz(426∼429MHz)】 ①426MHz帯無線機・技術基準：RCR STD-30 防犯・防災などの非常時利用するセキュリティ用途の周波数帯。ヘルスケア分野（心拍計や血圧計等）主用途とし、フィットネ特定機器（PCと携帯/デジカス機器・サイクルコンピュータ・メ等）とのデータ通信携帯電話・スマートフォン等「ANT」・データリンク層・ネットワーク層・トランスポート層のプロトコル PHY,CNL,PCLで構成を規定 TransferJetコンソーシアムで規定「ANT+（アントプラス）」・セッション層及びプレゼンテーション層・アプリケーション層を規定 ISO ・第１階層：ハード/ソフト技術仕様、データプロトコル・第２階層：データ構造、識別子、コード体系・第３階層：対象物別アプリケーション共通仕様、運用同左 EPCglobal（C1G2プロトコル、 UHF）・リーダプロトコル標準(リーダとアプリケーション間) ・リーダマネジメント標準（リーダ制御、監視Ｉ/Ｆ）・ピア・ツー・ピア型・スター型１対１・ツリー型・メッシュ型 Star Star、Tree、Mesh、Lineが可能・海上：約3Km ・郊外（見通し良好）：約1∼2Km ・スキー場・ゴルフ場：約2Km ・高速道路上の車輌間：約 100m程（最大） 500m ・市街地（建物林立）：約100∼ 200m ∼30m程数cm 868-956MHz ：∼10m（多くは 5mまで） 2.45GHz：∼2m ワンホップは10∼200m (120135KHzを除く）特に868-956MHz(UHF)は長距離 426MHz=10ﾁｬﾝﾈﾙ 429MHｚ=46ﾁｬﾝﾈﾙ 1MHz 帯域幅 x 78 チャネル 2 Reader装置の同時送信台数（国内920MHz帯）例（隣接周波数の携帯電話との干渉計算による目安） 4.5-12.7台/ｋｍ２ Reader装置の同時送信台数（国内920MHz帯）例（隣接周波数の携帯電話との干渉計算による目安） 18.7台/ｋｍ２スター型 2m typ. ANT IEEE802委員会日本：ＡＲＩＢ社団法人電波産業会・住宅設備機器(エアコン・電動シャッター・照明など)の遠隔操 ◎スマートユーティリティネットワーク向作 ◎様々な生体情報収集無線【SUN＝Smart Utility Network】ｾﾝｻﾈｯﾄﾜｰｸ⇒身体周りでの画ガス・電気・水道のメータに無線機を搭載し、 ◎人体そのものを通信媒介と・セキュリティー機器・警報機器像等の大量データ伝送に向い対内埋込み型医療機器のﾃﾞｰ無線通信を介して、検針ﾃﾞｰﾀを効率的に収し利用する「人体通信」は各・エネルギーマネジメント機器なているﾀ伝送集する無線通信システム社独自仕様どのデータ伝送 (屋外各戸ｽﾏｰﾄﾒｰﾀ⇔MDMS間等) ・ 3.4-4.8GHz：UWB-LB ◎HEMS,BEMS 各種メーター（電気・ガス・水 ○住設機器・災害監視，防犯ｾﾝｻ等道）などの遠隔検針人体通信網（BAN）に向けた新規格「IEEE 802.15.6」('12/3月発行)が定めるMAC層,PHY層に準拠。 (利用する周波数毎に異なる複数のPHY層を規定すること IrPHY:物理規格で様々な用途対応を可能とし、MAC層は共通化することで IrLAP/IrLMP/IrTTP：ソフト相互接続性を確保) 規格 ************* ①狭帯域通信物理層（Narrowband- PHY) ・デジタル周波数変調・デジタル位相変調 ②メディアアクセス制御層（MAC) スター型 ZARLINK社 BAN (人体通信) ○変調方式：人体通信 BPSK,QPSK,GMSK 402-405MHz ｲﾝﾌﾟﾗﾝﾄ機器(全 21MHｚ帯（5.25MHｚ帯域）世界) 32MHｚ帯（8MHｚ帯域） 3.1∼10.6GHz (2.4GHz for Wake-Up Link) （微弱無線設備） (UltraWideBand)国ごとに異なる５つのレイヤに分類し、定義。 APL層使用者が作成 APS層 ZigBee Allianceがプロファイルとして規定 Z-Wave Allianceで規定 NWK層 ZigBee Allianceが規定 MAC層 IEEE 802.15.4-2003を使用 PHY層 IEEE 802.15.4-2003を使用メッシュ型独自規格（BAN) IEEE802委員会通信距離データ（パケット）長 BAN (広帯域通信) IEEE 802.15.4a IrDA 携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、PC、ルー携帯電話、スマートフォン、携帯電話、スマートフォン、 PCと周辺機器の接続、携ホームオートメーション、エネ体内埋込み型医療機器のﾃﾞｰﾀ伝送タ、カーナビ、ゲーム機器、ホームオートメーション、携帯端末同士のデータ交携帯情報端末、PC、カーナ携帯情報端末、PC、カーナ帯電話での音声やデータルギー管理用途のセンサー様々な生体情報収集無線ｾﾝｻﾈｯﾄﾜｰｸデジタル家電機器、医療機センサーネットワーク換ビ、ゲーム機器ビ、ゲーム機器通信等（低速通信）ネットワークが中心無線医療ﾃﾚﾒﾄﾘｻｰﾋﾞｽ(WMTS) 器、テレメトリング、デジタルサイネージ規定範囲（プロトコル）ネットワーク構成 WLAN スター型 1000台(最大) 日本920MHz=77ﾁｬﾝﾈﾙ最大 255バイト Tag unique ID：最大512bit (EPCglobal C1G2) 868-956MHz(EPCglobal) Reader ⇒ Tag 26.7k-128Kbps Tag ⇒ Reader 40k-640kbps(FM0) 5k-320kbps(Millermodulated Subcarrier) 標準的な40Kbpsでの読取り速度は70個/秒程度 2.45GHz(各社独自） 64kbpsなど 27Mbps(最大) 800kbps(最大) 1∼ 10 Mbps 約430bps（SSモード）、 4800bps（FSKモード）少なくとも40kbps 1Mbps(最大) 1Mbps（次世代Ver：2Mbps）⇒ 560Mbps（最大）実力値：最大 20Kbps 30mW < 15mW Bluetooth/ZigBeeよりも低消費電力 426MHz=1mW 429MHｚ=10mW 数10mW 1∼10mW(2.4GHz) データ送信時(560Mbps)に 100mA程度。間欠受信時に 200uA程度【超広帯域無線（UWB)】元来BAN想定ではなくﾁｬﾈﾙﾓﾃﾞﾙのｻﾎﾟｰﾄ等なし・利点は高速伝送、欠点は干渉・共存と消費電力・3.1∼10.6GHzに割りあてられ国、地域により利用条件が異なる。既存無線システムが利用の周波数帯でも極めて低い送信電力密度で通信することで周波数共用を実現できる Sleep時超低消費電流(250nA) ************ ○ZarLink社は特に対内埋込みインプラント⇔体外機器を中心とする独自規格で商品化中にて特記する。センサと無線送受信機能内蔵の端末を長期間の電池駆動を目的に開発した通信プロトコル。送受信するデータ量とデータを送受信する頻度が共に多くない用途を想定の技術かざす動作により自動的に機器同士の接続が確立され通信が開始される。元開発、商標はSONY ﾏﾙﾁホップ通信による広範囲を低消費電力で確保(802.15.4eのMAC層では中継器となる人体通信（HBC) ﾙｰﾀのｽﾘｰﾌﾟﾓｰﾄﾞ動作が可能(従来ZigBeeで・静電界通信のことで、波長には不可)) 対して伝送距離が短い為、静 ************ 電界によって無線通信を行 400MHz帯 ⇒占有帯域幅が狭 2012年に開放の920 MHz帯う。いため、通信速度が遅い ⇒・既存無線との電波干渉が少ない中心周波数は21MHz、32MHz ・低消費電力でありながらであり日本国内での利用は微・長距離のデータ通信が可能弱無線局に位置付けられる。・HEMSに最適な周波数帯・障害物に強い 1000∼2000円前後 1000∼2000円前後 500円以下 Reader/Writer： 3W（待機）、 12W（送信）同左 315MHz: ∼数10kbps（微弱電波製品例） 433MHz: 27.7kbps(ISO/IEC18000-7) 920MHz: 100kbps 2.45GHz: 115kbps(製品例） Reader/Writer又は受信専用機：数Ｗ Activeタグ：∼10mA (間欠動作、電池寿命∼2年）・インタフェイス（Ｉ２Ｃ等）を持つＲＦＩＤタグチップは、機器の内外をつなぐ無線インタフェイスと RTLS（リアルタイム位置検出シしても利用可。ステム）への応用・ＵＨＦ帯は金属、水の影響で読取り距離が短縮する。（金属対応タグ選択可） Reader/Writer：据置型 10万円前後ハンディ型 20万円前後ワンチップＩＣ ∼5,000円 RFIDタグ/インレイ： 10数円∼(数量依存大） Reader/Writer又は受信専用機：数万円∼30万円 Activeタグ：2,000∼5,000円