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LoRaWAN AS923	と ARIB	STD-T108
坂根昌一
ユースケースおよび展開における課題
第2回 LoRaWAN ミートアップ,	2017年9月11日
イノベーションセンター
シスコシステムズ合同会社
という思いで、お話しさせていただきます。
日本 における LoRaWANの普及に関する
課題についてブレストのネタになれば・・・。
本日は
LoRaWAN 1.1	Regional	Parameters
EU US CN AU KR IN
Freq. Band 863~870 433~434 902~928 779~787 470~510 915~928 920~923 865~867
#of Ch for	Join 3 3 64+8 6 96 64+8 3 3
DR 0~7 0~7 0~4,8~13 0~7 0~5 0~6,8~13 0~5 0~7
Ch BW	(kHz) 125,250 125,250 125, 500 125,250 125 125,500 125 125,250
Data	rate	(bps)
250~11k
FSK	50k
250~11k
FSK	50k
980~21.9k
250~11k
FSK	50k
250~5470 250~21.9k 250~5470
250~11k
FSK	50k
TX	power	(dBm) 2~16 2~12 10~30 2~12 5~19 10~30 0~12 0~20
#of	CH	for	beacon 1,	<29dBm 1 8 1 8 8 1 1, <27dBm
• Preamble	format
• Default	Channel	Frequency
• Join	request	configuration	(BW,	CH)
• Data	rate	coding
• End-device	TX	power	coding
• LinkAdrReq coding
• Maximum	payload	size
• Receive	window	(RX1DROffset)	coding
• Class	B	beacon	configuration	(DR,	Freq.,	FH)
ü 16カ国 9 リージョンの仕様が定義されている。
ü 定義されている項目
6	カ国の 8	リージョンパラメータの概要
(DRAFT	Rev.A as	of	July-2016)
Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
LoRaWAN 1.1	Regional	Parameters
AS923 #of CH 2
Freq. 923.20,	923.40
BW	(kHz) 125
DR 0~5
Duty	Cycle <	1%
Join	Request DR2
DR Uplink	MAC	Payload	Size	(B) Downlink	MAC	Payload	Size	(B)
DwellTime =	0 DwellTime =	1 DwellTime =	0 DwellTime =	1
0 59 N/A 59 N/A
1 59 N/A 59 N/A
2 59 19 59 19
3 123 61 123 61
4 230 134 230 134
5 230 250 230 250
6 230 250 230 250
7 230 250 230 250
8:15 RFU RFU
DR	 3	 (SF9	/	125kHz)
CR	 1	
Signal	polarity	 Non-inverted	
frequency	 923.40MHz	
AS923 beacon settings
AS923 maximum payload size (not repeater compatible)
1. Brunei [923-925 MHz]
2. Cambodia [923-925 MHz]
3. Indonesia [923-925 MHz]
4. Japan [920-928 MHz]
5. Laos [923-925 MHz]
6. New Zealand [915-928 MHz]
7. Singapore [920-925 MHz]
8. Taiwan [922-928 MHz]
9. Thailand [920-925 MHz]
10. Vietnam [920-925 MHz]
※ Hong	Kong	was	removed	during	ver1.0	to	ver1.1.
AS923 default channels / JoinReq.
DR SF BW Indicative	bit	
rate	(bps)
0 12 125 250
1 11 125 440
2 10 125 980
3 9 125 1760
4 8 125 3125
5 7 125 5470
6 7 250 11000
AS923 LoRa Data rate
TXPow. EIRP
0	 Max	EIRP	
1	 Max	EIRP	– 2dB	
2	 Max	EIRP	– 4dB	
3	 Max	EIRP	– 6dB	
4	 Max	EIRP	– 8dB	
5	 Max	EIRP	– 10dB	
6	 Max	EIRP	– 12dB	
7	 Max	EIRP	– 14dB	
AS923 TXPower
(DRAFT	Rev.A as	of	July-2016)
アジアの周波数帯の近い国をまとめて最大公約数で仕様を決めたと思われる。Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
特小デバイスのパラメータ
ARIB	STD-T108	Specified	low-power	radio	stations	(特定小電力)
ü ARIB	STD-T108	à 日本における920MHz帯の規制
ü ここでは 20mW	(特小)のみを取り上げる。
ü 250	mW (24	dBm)	は 簡易無線に分類される。
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特小デバイスのパラメータと LoRaWAN
ARIB	STD-T108	Specified	low-power	radio	stations	(特定小電力)
Duty	Cycle:	10%
400ms	+	4.0s	+	128us	=	4.5s	à 45s/1回
200.1ms	+	2.001s	+	128us	=	2.3s	à 23s/1回
NSとの通信時間が約1秒弱かかるのでキャリアセンスを
除外する応答条件にはおよそ当てはまらない。
注1:	4秒以内ならCS	128usを行い休止時間なしで送信できる。
パッシブタグ供用帯
1mW以下の使用は除外できる。
複数CH同時使用は
事実上検討されていない
と思われる。
13	dBm 以下
単位CH BW
LoRaWANの TimeOnAirは
10	ms 以上 (SF7,	500kHz	BW)
送信時間 10.304	(ms)	ß SF=7,	500kHz で 12(B)Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
AS923 Default Channels
ü デバイスがサポートしなければならないパラメータ [must	be	implemented]
• BW:	125	kHz
• CH:	923.20	MHz,	923.40	MHz
• DR:	0	to	5
• Duty	Cycle:	<	1%
• Default	EIRP:	16	dBm [should	use]	
• CH数:	16	[should]
• TxParamSetupReq/Ans [MUST	be	implemented]
ü 全ての GWは、このチャネルを受信すべき [should	be	listening	on]
ü この CHは NewChannelReq で変更できない。[cannot	be	modified]
ü デバイスが JoinReq で使用するパラメータ [should	be	used]
ü 実行送信時間は 400ms	から TxParamSetupReq で指定される値まで保証する [are	compatible	with]
Ø ARIB	STD-T108では、特小 13	dBm。簡易 24	dBm となっている。
Ø MACコマンドを使う前にコンソールなどから設定する必要がある。
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AS923	DRとペイロードサイズ
DR SF BW
bitrate	(bps)
参考値
AS923	MAC	Payload Size	(B)
DwellTime なし DwellTime 400ms
0 12 125 250 59 N/A
1 11 125 440 59 N/A
2 10 125 980 59 19
3 9 125 1760 123 61
4 8 125 3125 250 133
5 7 125 5470 250 250
6 7 250 11000 250 250
7 FSK 50000 250 250
ARIB	STD-T108	と併せて考えた場合。
例1) 24-38ch 20mW	CS	5ms	の場合、
連続送信時間は4秒までなので、
DwellTime なしに該当し、DR0	の時の
アプリケーションのメッセージは
最大で51バイトとなる。
例2) 33-61ch	20mW	CS	128us	の場合、連続
送信時間は 400ミリ秒までなので、
DwellTime 400msに該当し、DR2 の時の
アプリケーションのメッセージは
最大で 11バイトとなる。
DwellTime =	実行送信時間
Ø BW 250	KHzを使うには 2CH同時に使う必要がある。
Ø FSK	が必要となるユースケースとガイドラインが必要なのでは?
FHDR	(7) FPort (1) FRMPayload
LoRaWAN MAC	Payload	Format
App.	Frame
Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
LoRa SFと PHYPayloadサイズと送信時間
ü LoRaWAN 1.1	では常に H=0,	CR=1
ü DE	は選択可能?DE=0	に限定ではないか?
PHYPayload
=	PHYPayload - 13
Max.	Application
Frame	Size
Min.	PHYPayload =	12
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LoRa SFと PHYPayloadサイズと送信時間
計算式上では、
例えば SF12	100 Bytes	を
3448.832 (ms)	で送信できる。
https://github.com/tanupoo/lorawan_toaShoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
LoRaWANの PHYPayloadサイズ制限
LoRaWAN Regional	Parametersで定義された DRの一覧
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LoRaWANの PHYPayloadサイズ制限
SF=12
MACPayload 59	Bytes
à 2465.792	(ms)
LoRaWAN 最小
PHYPayload =	12	Bytes
SF=7	125kHz	12	Bytes	à 送信時間 51.456	(ms)
SF=7	500kHz	12	Bytes	à 送信時間 10.304	(ms)
SF=11
MACPayload 59	Bytes
à 1314.816	(ms)
SF=10
MACPayload 59	Bytes
à 698.368	(ms)
SF=9
MACPayload 123	Bytes
à 676.864 (ms)
SF=8
MACPayload 250	Bytes
à 707.072 (ms)
PHYPayload =	MACPayload +	5
700	ms
255	Bytes
64	Bytes
Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
AS923のPHY	Payloadサイズと送信時間
実行送信時間を考慮する必要がない場合
DR SF MAC	Pl. Size	(B)
0 12 59
1 11 59
2 10 59
3 9 123
4 8 250
5 7 250
Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
AS923のPHY	Payloadサイズと送信時間
実行送信時間を400ms以下にする場合
DR SF MAC	Pl. Size	(B)
0 12 N/A
1 11 N/A
2 10 19
3 9 61
4 8 133
5 7 250
400
Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
AS923のPHY	Payloadサイズと送信時間
400
DR SF
MAC	Pl. Size	(B)
DT	= ∞ ≦ 400
0 12 59 N/A
1 11 59 N/A
2 10 59 19
3 9 123 61
4 8 250 133
5 7 250 250
送信時間 51.456	(ms)	ß SF=7,	125kHz で 12(B)
SF=12
MACPayload 59	Bytes
à 2465.792	(ms)
SF=11
MACPayload 59	Bytes
à 1314.816	(ms)
SF=10
MACPayload 59	Bytes
à 698.368	(ms)
SF=9
MACPayload 123	Bytes
à 676.864 (ms)
SF=8
MACPayload 250	Bytes
à 707.072 (ms)
Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
AS923の DRと ARIB	STD-T108
DR SF
MAC	Pl. Size	(B)
DT	= ∞ ≦ 400 ≦ 200 ≦ 4000
0 12 59 N/A N/A 115
1 11 59 N/A N/A 237
2 10 59 19 N/A 250
3 9 123 61 17 250
4 8 250 133 53 250
5 7 250 250 115 250
200
400
4000
Ø ARIB	STD-T108の仕様を考慮すると、
実行送信時間 200msや 4sを考慮してもよいのではないか?
Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
AS923	Class	B	Beacon	/	Downlink	Channel
DR	 3	 (SF9	/	125kHz)
CR	 1	
Signal	polarity	 Non-inverted	
Beacon Freq. 923.40	MHz	
PingSlot Freq. 923.40	MHz
AS923 beacon settings
ü 物理的に同じ地域に別々のオペレータの Beaconが出ると、デバイスはどち
らの Beaconに従えばよいのか?
ü v1.0.2	では Beaconに NetIDが入っていたので識別できた。
AS923 beacon frame format
Ø なぜ削除されたのか?
Ø GwSpecificに NetIDを埋めることは可能か?
Ø USの様に Beaconを複数用意することはできないか?
v1.0.2 EU beacon frame format
Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
AS923	制御チャネル
LoRaWAN 国別仕様では、日本は AS923 の一部として、920-928 MHz(24〜61ch)が定義されている。
ü default	channels	must	be	implemented	in	every	end-device	and	cannot	be	modified	through	
the	NewChannelReq command	and	guarantee	a	minimal	common	channel	set	between	end-
devices	and	network	gateways.	(2.7.2)
ü the	list	of	frequencies	that	should	be	used	by	end-devices	to	broadcast	the	JoinReq message.	
(2.7.2)
ü The	RX2	receive	window	uses	a	fixed	frequency	and	data	rate.	The	default	parameters	are	
923.2	MHz	/	DR2	(SF10/125KHz).	(2.7.7)
ü The	beacons	SHALL	be	transmitted	using	the	following	settings.	(2.7.8)
923.2 923.4
Default	CH x x
Join	Request x x
Class	A	RX2 x
Class	B	Beacon x
Class	B	PingSlot x
Class	C	RX2 x
Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
AS923制御チャネルと ARIB	STD-T108
ü AS923	では、37,	38ch	に制御メッセージを集中させている。
ü 37,38を制御メッセージで変える事は可能。923.2 923.4
Default	CH x x
Join	Request x x
Class	A	RX2 x
Class	B	Beacon x
Class	B	PingSlot x
Class	C	RX2 x
特小T3-8、簡易 T3-8 から抜粋。ただし、2ch以上の同時使用と、Sending	duration	6ms	は除外。
Ø チャネル使用率が高いとメッセージの到達制が不安定になる事が考えられる。
Ø Class	B	Beaconの到達制は Class	Bの運用に直接影響がでるので、安定させる必要がある。
Ø Class	C	RX2	が定常的に使われると、制御メッセージを含め通信が不安定になる。特に
250mWからの影響が大きいと思われる。
Ø 20mWの通信は 39ch以上を使うのが望ましいのでは?
Ø Class	B	Beaconは 37,38以外のチャネルを複数割りあてるのが望ましいのでは?
Ø Class	C	RX2	は固有チャネルを複数割り当てるのが望ましいのでは?
Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
AS923制御チャネルと ARIB	STD-T108
Ø ユースケースを考えると、実行通信時間が長い a,	d	を選択するケースが多いと考えられる。
Ø 37,38ch は制御チャネルとして使用される可能性が高いため、スケーラビリティを考えると通常の通信
では可能な限り使わない方がよいと考えられる。
Ø ただし、250mWの場合、dでは37,38chが使えないので、
• 1)	37,38chだけ eを採用するか、
• 2)	通常の通信を含めて eを選択するかが考えられる。
Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
CH,	BWの有効利用(USの例)
ü UpLink,	DownLinkを別チャネルに割り当てる。
ü BWを2種類(125kHzと500kHz)定義している。
CH 0 to 63: UpLink 125 kHz BW
CH 0 to 7: DownLink 500 kHz BW
CH 64 to 71: UpLink 500 kHz BW
Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
BWの増加による送信時間の変化
125	kHz 500	kHz
SF12 2465.792	ms 616.448	ms 500kHzでは 61	Bまで送信可能
SF10 739.328	ms 184.832	ms 500kHzでは 250	Bまで送信可能
帯域幅の増加割合 =	送信時間の短縮割合
例:
帯域を 125	kHz	を 250	kHz (2倍)にすると
送信時間は 1/2	になる。
単純に考えると、駆動時間が少なくなるので消費電力も少なくなる。
SF12	125	kHz
SF12	500	kHz
SF10	125	kHz SF10	500	kHz
Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
CH,	BWの有効利用の例
400	kHz
250	kHz
600	kHz
500	kHz
前後 75	kHz 前後 50 kHz
150	kHz 100	kHz
AS923	DR6	(SF7	250	kHz	BW)
ü AS923	DR6 は SF7	250	kHz	と定義されている。
ü ARIB	STD-T108
• 1ch	200	kHz。5chまで束ねることが許されている。
• 61chまで使用できる。
Ø400	kHzや600	kHzなどを検討すべきでは?
ØUplink,	Downlink,	制御チャネルを分けることを検討しては?Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017
まとめ
• LoRaWAN では Region	Parameter	で各国の仕様を定めている。
• 日本向けの仕様は、 10カ国の合同仕様 AS923 の一部として
定められている。
• そのため ARIB	STD-T108 と乖離した仕様が含まれている。
• 無線の規制は国ごとに異なるので個別に定義されるべき。
• 普及を考えると JP920	の様な日本向け仕様と、920MHz帯を効
率よく利用し、かつ干渉を避けるための ガイドライン を定める
ことが望ましいと思われる。
Shoichi	Sakane,	Cisco	Systems,	LoRaWAN	2nd	Meetup,	11-Sep-2017

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Humanoid Virtual Athletics Challenge2024 技術講習会 スライド
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LoRaWAN AS923 と ARIB STD-T108

  • 1. LoRaWAN AS923 と ARIB STD-T108 坂根昌一 ユースケースおよび展開における課題 第2回 LoRaWAN ミートアップ, 2017年9月11日 イノベーションセンター シスコシステムズ合同会社
  • 3. LoRaWAN 1.1 Regional Parameters EU US CN AU KR IN Freq. Band 863~870 433~434 902~928 779~787 470~510 915~928 920~923 865~867 #of Ch for Join 3 3 64+8 6 96 64+8 3 3 DR 0~7 0~7 0~4,8~13 0~7 0~5 0~6,8~13 0~5 0~7 Ch BW (kHz) 125,250 125,250 125, 500 125,250 125 125,500 125 125,250 Data rate (bps) 250~11k FSK 50k 250~11k FSK 50k 980~21.9k 250~11k FSK 50k 250~5470 250~21.9k 250~5470 250~11k FSK 50k TX power (dBm) 2~16 2~12 10~30 2~12 5~19 10~30 0~12 0~20 #of CH for beacon 1, <29dBm 1 8 1 8 8 1 1, <27dBm • Preamble format • Default Channel Frequency • Join request configuration (BW, CH) • Data rate coding • End-device TX power coding • LinkAdrReq coding • Maximum payload size • Receive window (RX1DROffset) coding • Class B beacon configuration (DR, Freq., FH) ü 16カ国 9 リージョンの仕様が定義されている。 ü 定義されている項目 6 カ国の 8 リージョンパラメータの概要 (DRAFT Rev.A as of July-2016) Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 4. LoRaWAN 1.1 Regional Parameters AS923 #of CH 2 Freq. 923.20, 923.40 BW (kHz) 125 DR 0~5 Duty Cycle < 1% Join Request DR2 DR Uplink MAC Payload Size (B) Downlink MAC Payload Size (B) DwellTime = 0 DwellTime = 1 DwellTime = 0 DwellTime = 1 0 59 N/A 59 N/A 1 59 N/A 59 N/A 2 59 19 59 19 3 123 61 123 61 4 230 134 230 134 5 230 250 230 250 6 230 250 230 250 7 230 250 230 250 8:15 RFU RFU DR 3 (SF9 / 125kHz) CR 1 Signal polarity Non-inverted frequency 923.40MHz AS923 beacon settings AS923 maximum payload size (not repeater compatible) 1. Brunei [923-925 MHz] 2. Cambodia [923-925 MHz] 3. Indonesia [923-925 MHz] 4. Japan [920-928 MHz] 5. Laos [923-925 MHz] 6. New Zealand [915-928 MHz] 7. Singapore [920-925 MHz] 8. Taiwan [922-928 MHz] 9. Thailand [920-925 MHz] 10. Vietnam [920-925 MHz] ※ Hong Kong was removed during ver1.0 to ver1.1. AS923 default channels / JoinReq. DR SF BW Indicative bit rate (bps) 0 12 125 250 1 11 125 440 2 10 125 980 3 9 125 1760 4 8 125 3125 5 7 125 5470 6 7 250 11000 AS923 LoRa Data rate TXPow. EIRP 0 Max EIRP 1 Max EIRP – 2dB 2 Max EIRP – 4dB 3 Max EIRP – 6dB 4 Max EIRP – 8dB 5 Max EIRP – 10dB 6 Max EIRP – 12dB 7 Max EIRP – 14dB AS923 TXPower (DRAFT Rev.A as of July-2016) アジアの周波数帯の近い国をまとめて最大公約数で仕様を決めたと思われる。Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 5. 特小デバイスのパラメータ ARIB STD-T108 Specified low-power radio stations (特定小電力) ü ARIB STD-T108 à 日本における920MHz帯の規制 ü ここでは 20mW (特小)のみを取り上げる。 ü 250 mW (24 dBm) は 簡易無線に分類される。 Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 6. 特小デバイスのパラメータと LoRaWAN ARIB STD-T108 Specified low-power radio stations (特定小電力) Duty Cycle: 10% 400ms + 4.0s + 128us = 4.5s à 45s/1回 200.1ms + 2.001s + 128us = 2.3s à 23s/1回 NSとの通信時間が約1秒弱かかるのでキャリアセンスを 除外する応答条件にはおよそ当てはまらない。 注1: 4秒以内ならCS 128usを行い休止時間なしで送信できる。 パッシブタグ供用帯 1mW以下の使用は除外できる。 複数CH同時使用は 事実上検討されていない と思われる。 13 dBm 以下 単位CH BW LoRaWANの TimeOnAirは 10 ms 以上 (SF7, 500kHz BW) 送信時間 10.304 (ms) ß SF=7, 500kHz で 12(B)Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 7. AS923 Default Channels ü デバイスがサポートしなければならないパラメータ [must be implemented] • BW: 125 kHz • CH: 923.20 MHz, 923.40 MHz • DR: 0 to 5 • Duty Cycle: < 1% • Default EIRP: 16 dBm [should use] • CH数: 16 [should] • TxParamSetupReq/Ans [MUST be implemented] ü 全ての GWは、このチャネルを受信すべき [should be listening on] ü この CHは NewChannelReq で変更できない。[cannot be modified] ü デバイスが JoinReq で使用するパラメータ [should be used] ü 実行送信時間は 400ms から TxParamSetupReq で指定される値まで保証する [are compatible with] Ø ARIB STD-T108では、特小 13 dBm。簡易 24 dBm となっている。 Ø MACコマンドを使う前にコンソールなどから設定する必要がある。 Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 8. AS923 DRとペイロードサイズ DR SF BW bitrate (bps) 参考値 AS923 MAC Payload Size (B) DwellTime なし DwellTime 400ms 0 12 125 250 59 N/A 1 11 125 440 59 N/A 2 10 125 980 59 19 3 9 125 1760 123 61 4 8 125 3125 250 133 5 7 125 5470 250 250 6 7 250 11000 250 250 7 FSK 50000 250 250 ARIB STD-T108 と併せて考えた場合。 例1) 24-38ch 20mW CS 5ms の場合、 連続送信時間は4秒までなので、 DwellTime なしに該当し、DR0 の時の アプリケーションのメッセージは 最大で51バイトとなる。 例2) 33-61ch 20mW CS 128us の場合、連続 送信時間は 400ミリ秒までなので、 DwellTime 400msに該当し、DR2 の時の アプリケーションのメッセージは 最大で 11バイトとなる。 DwellTime = 実行送信時間 Ø BW 250 KHzを使うには 2CH同時に使う必要がある。 Ø FSK が必要となるユースケースとガイドラインが必要なのでは? FHDR (7) FPort (1) FRMPayload LoRaWAN MAC Payload Format App. Frame Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 9. LoRa SFと PHYPayloadサイズと送信時間 ü LoRaWAN 1.1 では常に H=0, CR=1 ü DE は選択可能?DE=0 に限定ではないか? PHYPayload = PHYPayload - 13 Max. Application Frame Size Min. PHYPayload = 12 Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 10. LoRa SFと PHYPayloadサイズと送信時間 計算式上では、 例えば SF12 100 Bytes を 3448.832 (ms) で送信できる。 https://github.com/tanupoo/lorawan_toaShoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 11. LoRaWANの PHYPayloadサイズ制限 LoRaWAN Regional Parametersで定義された DRの一覧 Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 12. LoRaWANの PHYPayloadサイズ制限 SF=12 MACPayload 59 Bytes à 2465.792 (ms) LoRaWAN 最小 PHYPayload = 12 Bytes SF=7 125kHz 12 Bytes à 送信時間 51.456 (ms) SF=7 500kHz 12 Bytes à 送信時間 10.304 (ms) SF=11 MACPayload 59 Bytes à 1314.816 (ms) SF=10 MACPayload 59 Bytes à 698.368 (ms) SF=9 MACPayload 123 Bytes à 676.864 (ms) SF=8 MACPayload 250 Bytes à 707.072 (ms) PHYPayload = MACPayload + 5 700 ms 255 Bytes 64 Bytes Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 13. AS923のPHY Payloadサイズと送信時間 実行送信時間を考慮する必要がない場合 DR SF MAC Pl. Size (B) 0 12 59 1 11 59 2 10 59 3 9 123 4 8 250 5 7 250 Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 14. AS923のPHY Payloadサイズと送信時間 実行送信時間を400ms以下にする場合 DR SF MAC Pl. Size (B) 0 12 N/A 1 11 N/A 2 10 19 3 9 61 4 8 133 5 7 250 400 Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 15. AS923のPHY Payloadサイズと送信時間 400 DR SF MAC Pl. Size (B) DT = ∞ ≦ 400 0 12 59 N/A 1 11 59 N/A 2 10 59 19 3 9 123 61 4 8 250 133 5 7 250 250 送信時間 51.456 (ms) ß SF=7, 125kHz で 12(B) SF=12 MACPayload 59 Bytes à 2465.792 (ms) SF=11 MACPayload 59 Bytes à 1314.816 (ms) SF=10 MACPayload 59 Bytes à 698.368 (ms) SF=9 MACPayload 123 Bytes à 676.864 (ms) SF=8 MACPayload 250 Bytes à 707.072 (ms) Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 16. AS923の DRと ARIB STD-T108 DR SF MAC Pl. Size (B) DT = ∞ ≦ 400 ≦ 200 ≦ 4000 0 12 59 N/A N/A 115 1 11 59 N/A N/A 237 2 10 59 19 N/A 250 3 9 123 61 17 250 4 8 250 133 53 250 5 7 250 250 115 250 200 400 4000 Ø ARIB STD-T108の仕様を考慮すると、 実行送信時間 200msや 4sを考慮してもよいのではないか? Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 17. AS923 Class B Beacon / Downlink Channel DR 3 (SF9 / 125kHz) CR 1 Signal polarity Non-inverted Beacon Freq. 923.40 MHz PingSlot Freq. 923.40 MHz AS923 beacon settings ü 物理的に同じ地域に別々のオペレータの Beaconが出ると、デバイスはどち らの Beaconに従えばよいのか? ü v1.0.2 では Beaconに NetIDが入っていたので識別できた。 AS923 beacon frame format Ø なぜ削除されたのか? Ø GwSpecificに NetIDを埋めることは可能か? Ø USの様に Beaconを複数用意することはできないか? v1.0.2 EU beacon frame format Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 18. AS923 制御チャネル LoRaWAN 国別仕様では、日本は AS923 の一部として、920-928 MHz(24〜61ch)が定義されている。 ü default channels must be implemented in every end-device and cannot be modified through the NewChannelReq command and guarantee a minimal common channel set between end- devices and network gateways. (2.7.2) ü the list of frequencies that should be used by end-devices to broadcast the JoinReq message. (2.7.2) ü The RX2 receive window uses a fixed frequency and data rate. The default parameters are 923.2 MHz / DR2 (SF10/125KHz). (2.7.7) ü The beacons SHALL be transmitted using the following settings. (2.7.8) 923.2 923.4 Default CH x x Join Request x x Class A RX2 x Class B Beacon x Class B PingSlot x Class C RX2 x Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 19. AS923制御チャネルと ARIB STD-T108 ü AS923 では、37, 38ch に制御メッセージを集中させている。 ü 37,38を制御メッセージで変える事は可能。923.2 923.4 Default CH x x Join Request x x Class A RX2 x Class B Beacon x Class B PingSlot x Class C RX2 x 特小T3-8、簡易 T3-8 から抜粋。ただし、2ch以上の同時使用と、Sending duration 6ms は除外。 Ø チャネル使用率が高いとメッセージの到達制が不安定になる事が考えられる。 Ø Class B Beaconの到達制は Class Bの運用に直接影響がでるので、安定させる必要がある。 Ø Class C RX2 が定常的に使われると、制御メッセージを含め通信が不安定になる。特に 250mWからの影響が大きいと思われる。 Ø 20mWの通信は 39ch以上を使うのが望ましいのでは? Ø Class B Beaconは 37,38以外のチャネルを複数割りあてるのが望ましいのでは? Ø Class C RX2 は固有チャネルを複数割り当てるのが望ましいのでは? Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 20. AS923制御チャネルと ARIB STD-T108 Ø ユースケースを考えると、実行通信時間が長い a, d を選択するケースが多いと考えられる。 Ø 37,38ch は制御チャネルとして使用される可能性が高いため、スケーラビリティを考えると通常の通信 では可能な限り使わない方がよいと考えられる。 Ø ただし、250mWの場合、dでは37,38chが使えないので、 • 1) 37,38chだけ eを採用するか、 • 2) 通常の通信を含めて eを選択するかが考えられる。 Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 21. CH, BWの有効利用(USの例) ü UpLink, DownLinkを別チャネルに割り当てる。 ü BWを2種類(125kHzと500kHz)定義している。 CH 0 to 63: UpLink 125 kHz BW CH 0 to 7: DownLink 500 kHz BW CH 64 to 71: UpLink 500 kHz BW Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 22. BWの増加による送信時間の変化 125 kHz 500 kHz SF12 2465.792 ms 616.448 ms 500kHzでは 61 Bまで送信可能 SF10 739.328 ms 184.832 ms 500kHzでは 250 Bまで送信可能 帯域幅の増加割合 = 送信時間の短縮割合 例: 帯域を 125 kHz を 250 kHz (2倍)にすると 送信時間は 1/2 になる。 単純に考えると、駆動時間が少なくなるので消費電力も少なくなる。 SF12 125 kHz SF12 500 kHz SF10 125 kHz SF10 500 kHz Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 23. CH, BWの有効利用の例 400 kHz 250 kHz 600 kHz 500 kHz 前後 75 kHz 前後 50 kHz 150 kHz 100 kHz AS923 DR6 (SF7 250 kHz BW) ü AS923 DR6 は SF7 250 kHz と定義されている。 ü ARIB STD-T108 • 1ch 200 kHz。5chまで束ねることが許されている。 • 61chまで使用できる。 Ø400 kHzや600 kHzなどを検討すべきでは? ØUplink, Downlink, 制御チャネルを分けることを検討しては?Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017
  • 24. まとめ • LoRaWAN では Region Parameter で各国の仕様を定めている。 • 日本向けの仕様は、 10カ国の合同仕様 AS923 の一部として 定められている。 • そのため ARIB STD-T108 と乖離した仕様が含まれている。 • 無線の規制は国ごとに異なるので個別に定義されるべき。 • 普及を考えると JP920 の様な日本向け仕様と、920MHz帯を効 率よく利用し、かつ干渉を避けるための ガイドライン を定める ことが望ましいと思われる。 Shoichi Sakane, Cisco Systems, LoRaWAN 2nd Meetup, 11-Sep-2017