IEEE802.15での標準化活動
-IEEE国際標準化の活動の経験からみた今後の標準化戦略-IEEE802.15での標準化活動
-IEEE国際標準化の活動の経験からみた今後の標準化戦略-平成27年9月4日
京都大学大学院 情報学研究科 教授
IEEE Dyspan Standards Committee (IEEE1900.x) 議長
IEEE802.15.4g, 802.15.4m, 1900.4 副議長
TIA TR-51 副議長
原田博司
標準化とは
標準化とは
標準化とは
多くの会社により開発ができる共通仕様を定義することにより，商用品の価格の
低廉化，小型化が促進
その結果，大きな市場を構築し，市場が大きくなることにより，さらに，その商用
品を用いた関連事業，異業種との協業も含めて市場が巨大化できる
標準化における“良い標準化”と“悪い標準化”
良い標準化
“各企業がもつ知的財産をそれぞれが共有し，最もよい特性が得られることができ，
かつ参加した企業が適切な対価で知的財産を共有できる仕組みを有する ”標準化
悪い標準化
“一社もしくは一国が独占してすべてを支配的に決めてしまい，標準化された知的財
産も特定のものしか利益を得ることができない ”標準化
目的
できるだけ良い標準化を生むために，筆者が経験したIEEE802/1900での15の標
準化の例をもとにして，標準化の意義・必要性，各標準化の特徴，標準化に採
用されるための方策，標準化参加の企業の評価基準についてまとめる
IEEE標準化の構造
IEEE標準化の構造
IEEE Standard
Association (IEEE SA)
IEEE Standard
Association (IEEE SA)
IEEE Sponsor
Committee
IEEE Sponsor
Committee
Standard Working
Group
Standard Working
Group
Standard Task Group
Standard Task Group
(ex) IEEE 802, IEEE1900 (Dyspan-sc)
(ex) IEEE 802.15, IEEE1900.1
(ex) IEEE 802.15.4g. IEEE 802.15.1 IEEE標準化の議長、副議長といってもいろいろなレベルの議長（スポンサーレベル、ワーキンググループレベル、 タスクグループレベルがある。一言で“IEEE標準化議長”といってもどのレベルの議長なのか確認することが重要。
なぜならスポンサー毎にかなり委員会運営に特異性があるため。 （講演者原田の場合は、スポンサーレベルの議長、WGレベルの副議長、
IEEE802標準化
IEEE802標準化
WRAN
Smart meters Monitoring DevicesPower Plant Farm House
Metropolitan Area
WRAN Base Station
Metropolitan Area Local Area Personal/Home Area
WMAN Base Station
WLAN Base Station
Regional Area 802.15 802.11
802.16
802.22
WPAN WLANWMAN
Ref. IEEE802.22-11/73r2をもとに修正My standard actives in IEEE-SA
(
over 1000 contribution documents from only one group)
My standard actives in IEEE-SA
(
over 1000 contribution documents from only one group)
標準化団体 グループ プロジェクトの内容 講演者がマネージメントをしてい たグループでついていた役職 IEEE 802 (Sponsor IEEE Computer Society) 802.22 54MHzから862 MHzまでのVHF/UHF帯のTV用周波数における固定利用の可搬 型端末と専門家によって設置された基地局とのpoint-to-multipoint型の無線地域 ネットワーク（WRAN)を実現するための無線通信方式の標準化 Vice chair、Secretary 802.22b 22の拡張、センサー等のモニタリングアプリケーションへの拡張に関する標準化 Chair、Secretary 802.11af TVホワイトスペース周波数帯における802.11の物理層およびMAC層に関する標 準化 Vice chair、Secretary 802.11ad ミリ波周波数帯における802.11無線LANの物理層およびMAC層に関する標準化
802.15.3c ミリ波周波数帯における802.15無線PANの物理層およびMAC層に関する標準化 Vice chair、Secretary、Technical Subeditor
802.15.4g スマートユーティリティネットワークを実現するためのIEEE802.15.4をベースにした 物理層に関する標準化
Vice chair、Technical subeditor 802.15.4e 各種アプリケーションに対応した802.15.4のMAC層の修正に関する標準化
802.15.4m 802.15.4システムを各国で定められているTVホワイトスペース周波数帯で運用で きるようにするための物理層/MAC層に関する標準化
Vice chair、Technical subeditor 802.16n 高信頼性のあるアプリケーションに対応させる802.16規格の修正に関する標準化 Technical subeditor 802.19.1 異なる独立したTVBD（TV Band Device)ネットワーク及び異なるTVBDデバイス間 の共存方式に関する標準化 Chair、Technical editor IEEE Dyspan Standards Committee (1900.x) Sponsor chair 1900.7 1900.4および1900.6との接続性をもつホワイトスペース周波数帯における物理層 /MAC層の標準化 Chair、Secretary 1900.6 センシング情報の取得，交換等を行う際のインターフェース規格 Secretary 1900.4 (entity) ヘテロジニアス型ワイヤレスネットワークにおける無線リソースの最適化を実現す るためにネットワーク側，端末側に具備する機能を標準化
Vice chair、Secretary 1900.4a
(entity)
1900.4規格をホワイトスペース周波数でもも利用できるようにした標準化 Vice chair、Secretary 1900.4.1 1900.4のネットワーク側，端末側機能間の通信インターフェース，プロトコルの規 Vice chair、Secretary
IEEE 802.15 projects
IEEE 802.15 projects
内容
802.15.1 A Wireless Personal Area Network standard based on the Bluetooth™ v1.1 Foundation Specifications.
802.15.2 Recommended Practices to facilitate coexistence of Wireless Personal Area Networks™ (802.15) and Wireless Local Area Networks (802.11).
802.15.3 A new standard for high-rate (20Mbit/s or greater) Wireless Personal Area Networks. 802.15.4 Low Rate Wireless Personal Area Networks
802.15.5 Mesh Topology Capability in Wireless Personal Area Networks 802.15.6 Wireless Body Area Networks
802.15.7 Short-Range Wireless Optical Communication Using Visible Light
802.15.8 Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Peer Aware Communications (PAC)
802.15.9 Recommended Practice for Transport of Key Management Protocol (KMP) Datagrams 802.15.10 Recommended practice for routing packets in dynamically changing 802.15.4 wireless
IEEE 802.15.3 projects
IEEE 802.15.3 projects
内容
802.15.3a Higher Speed Physical Layer Extension for the High Rate Wireless Personal Area Networks (WPAN) (not finished.) (UWB)
802.15.3b Amendment to MAC Sublayer ｔo improve implementation and interoperability of the MAC 802.15.3c Millimeter-wave based Alternative Physical Layer Extension Amendment
802.15.3d Amendment for a100Gbps wireless switched point-to-point physical layer 802.15.3e Amendment for high-rate close proximity point-to-point communications
IEEE 802.15.4 projects
IEEE 802.15.4 projects
内容
802.15.4a Amendment to Add Alternate PHY
802.15.4b Amendment to MAC Sublayer ｔo improve implementation and interoperability of the MAC
802.15.4c Alternative Physical Layer Extension to support one or more of the Chinese 314-316 MHz, 430-434 MHz, and 779-787 MHz bands
802.15.4d Alternative Physical Layer Extension to support the Japanese 950 MHz bands 802.15.4e Amendment of MAC sublayer
802.15.4f Active Radio Frequency Identification (RFID) System Physical Layer (PHY)
802.15.4g Physical Layer (PHY) Specifications for Low Data Rate Wireless Smart Metering Utility Networks
802.15.4j Alternative Physical Layer Extension to support Medical Body Area Network (MBAN) services operating in the 2360-2400 MHz band
802.15.4k Physical Layer (PHY) Specifications for Low Energy, Critical Infrastructure Monitoring Networks (LECIM) 802.15.4m TV White Space Between 54 MHz and 862MHz Physical Layer
802.15.4n Physical Layer Utilizing China Medical Bands
802.15.4p Rail Communications and Control (RCC) System Physical Layer 802.15.4q Amendment for an Ultra Low Power Physical Layer
802.15.4r Amendment for Radio Based Distance Measurement Techniques 802.15.4s Amendment Enabling Spectrum Resource Measurement Capability
IEEE委員会における標準化
標準化の手順
IEEE委員会における標準化標準化の手順
Sponsor Ballot (SB) Letter Ballot (LB) IEEE Review Committee EditProject Authorization Request (PAR) Start Working Group Docume ntation Print Yes Yes No No No YesNeed more than 75% agreement from WG voting member
Need more than 75% agreement from sponsors who would like to use the standard and pay the ballot fee
Re-circulation
Managed by Study Group (SG)
PAR Stage Documentation
Stage LB stage SB stage RevcomStage
Finish
Modifi
cation ResolutionComment ResolutionComment Re-circulation ベースラインと なる方式を決定 するための条件 等を決定 ・電波伝搬特性 ・評価方法 等 Propose PHY and MAC Parameters and select baseline parameters 方式決定のた めの条件をも とに提案を募 集、その後、 ベースラインと なる方式を決 定し、WGの承 認を得る （75%)
PARの例(IEEE802.15.10)
PARの例(IEEE802.15.10)
プロジェクト番号、標準化の種類の記載 Working Groupの議長、副議長の情報 Working Groupを管理するSponsorの 情報 行う標準化の内容がScopeの形で端 的に書かれているPARの例（1900.5.2)
PARの例（1900.5.2)
IEEE委員会における標準化
投票権
IEEE委員会における標準化投票権
IEEEの標準化プロジェクトは開始時に，個人（individual）に投票権を与えるのか，会
社（entityと呼ぶ）を選択ができる
IEEE802ではindividual voteを選択しているが，IEEE1900では，individual voteと
entity voteの両方が選択
individual voteの利点
個人の意思が反映されやすいが，逆に標準化に参加する企業の貧富の差によって，多くの投票 権を持つ企業と，持たない企業がでてきて，標準化の公平性がため持たれない可能性がある ．同じ会社内でも複数の異なるコメント，重複するコメントがでる可能性があり，煩雑さが時として 増すEntity vote の利点
会社内で意見統一を図るため，投票時に会社の意見が集約されたものが出てくることになり，標 準化のスピードが加速する． 大きい会社も小さい会社もともに1票しか無いので，小さい会社があつまって投票をブロックする可 能性があるため，場合によっては標準化されたものの品質が悪くなる可能性 IEEEは個人にしか投票権がないといっている情報が あるがこれは完全な間違い！！IEEE委員会における標準化
ドキュメントのパターン
IEEE委員会における標準化ドキュメントのパターン
タイプA
強制（マンダトリ）規格部分をベース
にして，それに足す形でいくつかの
オプション部分がある （一番の理想）
タイプB
その標準化の中に，複数のタイプA
があるというものである．それぞれの
仕様の中に，マンダトリ部分と，オプ
ション部分がある
タイプC
複数の大きなオプション群があり，そ
の中もオプションのみで構成されて
いるもの（これは非常に広がりがりを
みせることは難しい）
各企業担当者はこのあたりを見極め
る必要性がある。
MandatoryOption A Option B Option C
Mandatory Option A Option B Option C
Mandatory Option A Option B Option C
Mandatory Option A Option B Option C
Option 1 Option 2 Option 3
Option A Option B Option C
Option 1
Option A Option B Option C
Option 2
Option A Option B Option C
Option 3 (a) タイプA (b) タイプB (c) タイプC 標準化ドキュメントに反映されたと発表しても強制規格なの かオプション規格なのか企業のマネージャはきちんと評価す べき。多くの標準化が早期終了のために各提案をオプション 規格として標準化ドキュメントに入れている場合がある。
IEEE委員会における標準化
標準化における役職(リーダーシップ）
IEEE委員会における標準化標準化における役職(リーダーシップ）
役職 利点 問題点 議長 • 会議の運営がコントロールできる． • 投票で50%，50%になったときに最 終決断ができる． • 公平性を保つことが要求される． • 露骨なひいきはDominanceと訴えられる 可能性 • 技術提案ができない（やりにくい） 副議長 • 会議の運営を決定する会議に参加 が可能 • 技術提案が行い易い． • 複数名設置可能 • 議長がいる限りは決定権がない テクニカルエ ディタ • 標準化ドキュメントを直接編集可能， 自分の好みの表現が利用可能 • 標準化ドキュメント編纂のスケ ジュール，やり方をコントロール可 能 • 編集が大変で自身の提案は行いにくい セクレタリ • 会議の運営を決定する会議に参加 が可能 • 議事録を直接編集可能，自分の好 みの表現が利用可能 • 議事録作成が大変で自身の提案は行い にくい 企業の標準化戦略に応じて役職につけばよい。たとえば技術提案をしたいが、会議運営も行いたい場合は副議長 になればよい等。戦略をもたないリーダシップ就任は全く意味はない。“良い標準化になりそうな標準化”を選びましょう
多くの興味がある、多くのチップベンダが興味があるもの
提案を行う．標準化への“参加”は技術提案を行うことである．
ウオッチだけではだめ
きちんとプロジェクトチームを作って参加したほうがよいと思います。
シナリオをつくるべき
人がおおければよいと言うわけではない
提案戦略を，SG時もしくはWGで審議がスタートをして，標準化技術提案募
集が出る前に立てておく．
パートナーとなる企業，自身の提案に賛同してもらえる企業をできるだけ早く，
多く，日本国外から見つける．日本だけで固まってもグローバルスタンダード
にならない
SGから貢献をし，役職を手に入れる．また，技術貢献を多くし，WG内のメン
バーから信用を得，役職につく．そして標準化のスケジュールを無理のない
ものに自分で制御する．
都度見直しをし，“良い標準化”“タイミングの悪い標準化”にならない傾向に
あれば撤退も考える
IEEE委員会における標準化自分の技術提案が採用されるには
IEEE委員会における標準化自分の技術提案が採用されるには
2008年まで：標準化の参加のハードルを下げるフェーズ（積極参加を推奨し
てきた）
2006-2013年：標準化のリーダーシップ（議長、副議長、セクレタリ等）になる
ことのハードルを下げるフェーズ（多くの日本人、日本企業からの参加者が
標準化のリーダーシップになってきた）
2014年以降：標準化のリーダーシップになるのは普通になりまえ次のフェー
ズを考える段階（本当にビジネスのできる標準化に）
現在までの雑感（IEEE標準化に関して）
現在までの雑感（IEEE標準化に関して）
1. 欧米の大手チップベンダーが対象標準化の主要提案者の中
に複数入っていること
2. 標準化終了予定の3年後に“複数のチップベンダー”対象標準
方式のチップを“商用レベル”“低価格”で開発できる予測が立
てることができること
•
3年後にできていないと次の標準化が開始され、興味がそちらの方向に
向かってしまう。
3. WG/TG内が米国，欧州，アジアがまんべんなく参加しているか
を見極める．（特に企業からの参加）
•
日本仕様だけ決めるものはあまり広がりを見せない。（なぜIEEEで日本
だけでつかえる仕様をつくる必要性がある？）
4. 標準化終了後、規格認証、相互接続性仕様策定団体のサ
ポートを得ることができること
マーケットが出来る標準化とは？
マーケットが出来る標準化とは？
標準化ケーススタディ１
Standard case study 1
IEEE802.15.3c
(タイプB型,type B）
標準化ケーススタディ１
Standard case study 1
IEEE802.15.3c
Scope
This project will define a 25 to 100 GHz
(millimeter wave) alternative PHY
clause for higher data rate
amendment to Standard 802.15.3‐2003
. This
frequency range allows for the USA and Japanese unlicensed allocations and
expected unlicensed allocations in other countries.
Data rates will be at least
1 Gbps
under normal operating conditions with a typical range
no less than
10 meters.
Purpose
The purpose is to standardize
an alternative PHY
that can achieve higher
data rate transmission,
higher spectral re‐use via optional directional
antennas
, and
superior coexistence
than existing 802.15.3 wireless systems.
Multiple data rates will be offered
. Data rates of at least 1 Gbps will satisfy
an evolutionary set of consumer multi‐media industry needs for WPAN
communications.
IEEE802.15.3c標準化の概要 (PAR)
IEEE802.15.3c標準化の概要 (PAR)
IEEE802.15.3c
標準化の経緯
IEEE802.15.3c標準化の経緯
2003年7月：ミリ波WPANのIG(Interest Group)が設立
2004年3月：ミリ波WPANのSG(Study Group）が設立
2005年3月：PARが承認
2005年5月：ミリ波WPANのTG（Task Group）が設立
2007年1月：提案方式の募集開始
2007年5月：提案方式の〆切
2007年11月：Baseline方式の決定、ドキュメントの作成開始
2008年5月：ドラフトドキュメントの完成
2008年7月：１回目レターバロット（WG内での承認）
2008年11月：2回目のレターバロット
2008年1月：3回目のレターバロット
2008年3月：レターバロット終了、スポンサーバロットへ
2009年9月：標準化完全終了
2007年5月
Astrin radio : Failed in Down-selection Ballot #1
DecaWave
France Telecom/ IHP : Merged to NICT(CoMPA)
IBM Research : Merged to NICT(CoMPA)
IMEC : Merged to NICT(CoMPA)
Matsushita / Panasonic
Motorola/ Phair : Merged to NICT(CoMPA)
National Taiwan Univ., CSIST, Yuan-ze Univ.
New LANS Inc: Merged to NICT(CoMPA)
NICT(CoMPA)
NICTA: Failed in Down-selection Ballot #1
Philips/ Korea Univ./ ETRI/ GEDC
SiBeam, LGE, Samsung/Toshiba/NEC/Sony
Samsung Electronics
Tensorcom Inc.
Tohoku Univ./ Mitsubishi Electric Co
IEEE802.15.3c
標準化提案者
IEEE802.15.3c
2007年7月
DecaWave : Merged to NICT(CoMPA)
Matsushita / Panasonic : Merged to NICT(CoMPA)
National Taiwan Univ., CSIST, Yuan-ze Univ. : Merged to NICT(CoMPA)
NICT(CoMPA)
Philips/ Korea Univ./ ETRI/ GEDC : Merged to NICT(CoMPA)
SiBeam, LGE, Samsung/Toshiba/NEC/Sony
Samsung Electronics : Merged to NICT(CoMPA)
Tensorcom Inc.
Tohoku Univ./ Mitsubishi Electric Co. : Merged to NICT(CoMPA)
2007年9月
NICT and 34 companies and organizations (Single Carrier Base)
Tensorcom and 6 companies and organizations (OFDM Base)
2007年11月
NICT + Tensorcom and 34 companies and organizations (Single Carrier Base,SC)
Tensorcom + Sibeam (OFDM Base, HSI-OFDM, AV-OFDM)
IEEE802.15.3c
標準化提案者２
IEEE802.15.3c
ミリ波スーパーブロードバンド通信技術
利用モデル
ミリ波スーパーブロードバンド通信技術利用モデル
映画，音楽， ゲーム等用キ オスク PDA / マルチメディアプレイヤー PC ファイル交換 STB/ Game Console ポイント－ポイント TV セットトップボックス (STB)等 TV or Monitor (a) ポイント-ポイント型非圧縮映像伝送(UM1) (b) キオスクファイルダウンロード(UM5) 1.5Gbps以上の伝送レー トが必要になる。IEEE802.15.3c
チャネルモデル
IEEE802.15.3cチャネルモデル
Ch
#A1
Ch
#A2
Ch
#A4
240 MHz 120 MHz 2160 MHzCh
#A3
57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 fGHz Channel Number Low Freq. (GHz) Center Freq. (GHz) High Freq. (GHz)A1
57.240
58.320
59.400
A2
59.400
60.480
61.560
A3
61.560
62.640
63.720
A4
63.720
64.800
65.880
0 (f – fc)GHz +0 .9 4 +1 .1 0 +1 .6 0 +2 .2 0 -0 .9 4 -1 .1 0 -1 .6 0 -2 .2 0 0 dBr -20 dBr -25 dBr -30 dBrSingle Carrier mode in mmWave PHY (SC PHY)
Phase modulation base
Non-phase modulation base (Option)
High Speed Interface mode in mmWave PHY (HSI PHY)
SC PHYとプリアンブルをほぼ同じくし、ペイロードがOFDM変調方式
Audio/Visual mode in mmWave PHY (AV PHY)
IEEE802.15.3c
物理層方式
IEEE802.15.3c
IEEE802.15.3c
物理層方式（シングルキャリア）
IEEE802.15.3c
物理層方式（シングルキャリア）
MCS MCS Data Modulation Spreading FEC
Class Identifier rate Scheme factor Type
Mbs Class 1 0 25.3 (CMS) π/2-BPSK/(G)MSK 64 RS(255,239) 1 405 4 2 810 2 3 1620 (MPR) 1 4 1300 1 LDPC(672,504) 5 432 2 LDPC(672,336) 6 864 1 Class 2 7 1730 π/2-QPSK 1 LPDC(672,336) 8 2590 LDPC(672,504) 9 3020 LDPC(672,588) 10 3230 LDPC(1440,1344) 11 3240 RS(255,239) Class3 12 3890 π/2-8PSK 1 LDPC(672,504) 13 5180 π/2-16QAM LDPC(672,504)
IEEE802.11adの概要
（802.11-10-0580より）
IEEE802.11adの概要
（802.11-10-0580より）
10/499(IEEE802.15.3c
)
10/433(IEEE802.11ad
)
Similarity
Channelization 2160 MHz 2160 MHz SameSC Sampling rate 1760 MHz 1760 MHz Same
OFDM Sampling rate 2640 MHz 2640 MHz Same
Preamble SYNC field length CMS: 48 repetitions of 128 Golay code
Other MCSs: 14 repetitions
Control PHY: 38 repetitions Other MCSs: 14 with different Golay codes
High
Preamble SFD 7 128-length golay sequences. for CMS; 4 128-length golay seqences for other MCS
2 128-length golay sequences for Control MCS; 1 128-length golay sequence for high rate MCS
Medium
Preamble CES 1 CES for all PHYS
8 128-length golay sequences with 2 128 guard-intervals (in front and back)
2 CESs for SC and OFDM 8 128-length golay sequences followed by a 128 guard-interval
High
標準化終了後速やかにビジネス展開を行わないと他の標準化グループに似たような標準化を行われる可能性が ある。この例はIEEE802.15.3cとIEEE802.11adの似ている部分をまとめた資料。
IEEE802.11adの概要
（802.11-10-0580より）
IEEE802.11adの概要
（802.11-10-0580より）
10/499
10/433
Similarity
CMS (control MCS0) 64 Golay spreading with pi/2 BPSK modulation and RS (255, 239) coding
32 Golay spreading with Pi/2 DBPSK and shortened LDPC codes
Medium
OFDM FFT Size 512,128,64 512 High
SC modulation
Pi/2 BPSK Pi/2 QPSK Pi/2 8PSK Pi/2 16QAM Pi/2 DBPSK Pi/2 BPSK Pi/2 QPSK Pi/2 16QAM HighOFDM modulation
QPSK 16QAM 64 QAM SQPSK QPSK 16QAM 64 QAM HighFEC
RS 239/255, LDPC ½, ¾, 7/8 RS 208/224,BC8/16 LDPC ½, ¾, 5/8, 13/16Medium
10/499
10/433
Similarity
Beam forming
Two stage on-demand
beam forming (sector
and beam level)
Two phase beam
forming, SLS and BRP
High
Channel
access
supporting
directivity
CFP and CP
Directional association
in CP
Directional data
transmission in CFP
Directional data
transmission in both CP
and CFP
High
Spatial
frequency
sharing
Virtual TS
SP overlapping
High
Aggregation
VA-MSDU
aggregation for video
transmission
Use existing A-MPDU
Low
IEEE802.11adの概要
（802.11-10-0580より）
標準化ケーススタディ２
Standard case study 2
802.15.4g (タイプB型,type B）
802.15.4e（タイプC型, type C）
標準化ケーススタディ２
Standard case study 2
802.15.4g (タイプB型,type B）
802.15.4e（タイプC型, type C）
IEEE802.15.4g
概要
IEEE802.15.4g
概要
TG4g は、SUN: Smart Metering Utility Networkへの適用のために必要となる標準規
格IEEE 802.15.4のPHY変更を策定するタスクグループ
SUNアプリケーションの例：
自動メータ遠隔検針システム
This Standard defines an amendment to IEEE 802.15.4. It addresses principally outdoor Low Data Rate Wireless Smart Metering Utility Network requirements. It defines an alternate PHY and only those MAC modifications needed to support its
implementation.
Specifically, the amendment supports all of the following:
• Operation in any of the regionally available license exempt frequency bands, such as 700MHz to 1GHz, and the 2.4 GHz band.
• Data rate of at least 40 kbits per second but not more than 1000 kbits per second
• Achieve the optimal energy efficient link margin given the environmental conditions encountered in Smart Metering deployments.
• Principally outdoor communications
• PHY frame sizes up to a minimum of 1500 octets
• Simultaneous operation for at least 3 co-located orthogonal networks
• Connectivity to at least one thousand direct neighbors characteristic of dense urban deployment
Provides mechanisms that enable coexistence with other systems in the same band(s) including IEEE 802.11, 802.15 and 802.16
IEEE802.15.4e
概要
IEEE802.15.4e
概要
TG4e は、TG4gを例とするすべての“PHY変更規格”をサポートするために必要とな
る標準規格
IEEE 802.15.4のMAC変更を策定するタスクグループ
•
The intent of this amendment is to enhance and add
functionality to the 802.15.4-2006
MAC
to a) better support the industrial markets and b) permit compatibility with
modifications being proposed within the Chinese WPAN
•
Specifically, the MAC enhancements are limited to:
•
TDMA: to provide a) determinism, b) enhanced utilization of bandwidth
•
Channel Hopping: to provide additional robustness in high interfering environments
and enhance coexistence with other wireless networks
•
GTS: to increase its flexibility such as a) supporting peer to peer, b)the length of
the slot, and c) number of slots
•
CSMA: to improve throughput and reduce energy consumption
•
Security: to add support for additional options such as asymmetrical keys
•
Low latency: to reduce end to end delivery time such as needed for control
applications
IEEE802.15.4g
物理層概要
IEEE802.15.4g
物理層概要
802.15.4gでは３つの物理層伝送
方式が提案
MR-FSK
MR-OFDM
MR-O-QPSK
各国の周波数事情に合わせ、
細やかなパラメータ設定
MR-OFDM
(Multi-rate,
Multi-regional
OFDM)
MR-O-QPSK
(rate,
Multi-regional offset
QPSK)
MR-FSK
(rate,
Multi-regional FSK)
IEEE802.15.4g
参加企業
IEEE802.15.4g
参加企業
物理層規格を定める
IEEE 802.15.4gにおける動向および決定事項は、無線機の製造
にクリティカルに影響するため、参加企業同士による“キャンプ”が形成され、積極的に
議論されている
IEEE 802.15.4gCommon Platform Merged Proposal
Silver Springs Atmel Analog Devices Short Frame FSK
NICT
TG/OG/THG Fuji Electric Panasonic Mitsubishi Electric ELSTER France Telecom Coronis France Telecom TI Huawei MAXIM Aclara TI Silicon Lab FSK MAXIM ITRON Sensus SIMITNICT
NICT
Merged DSSS Joint DSSS Atmel ETRI On-Ramp SIMIT HuaweiFuture Proof Platform
ELSTER VINNO OQPSK ETRI MAXIM Elster Trilliant On-Ramp Aclara Redpine Signal Landis+Gyr Yokogawa Electric Huawei CAS OFDM
IEEE802.15.4g
FSK 変調パラメータ
IEEE802.15.4g
FSK 変調パラメータ
Frequency band (MHz)Parameter Mandatory mode 1 Optional mode 1 Optional mode 2 169.400-169.475 (Europe) 450-470 (US)* Data rate (kbps) 4.8/9.6* 2.4/4.8* 9.6
Modulation Filtered 2FSK/4FSK* Filtered 2FSK Filtered 4FSK
Modulation index 0.5/0.33* 2.0/1.0* 0.33 Channel Spacing 12.5 12.5 12.5 470-510 (China) 779-787(China) 863-870(Europe) Data rate (kbps) 50 100 200
Modulation Filtered 2FSK Filtered 2FSK Filtered 4FSK
Modulation index 1.0 1.0 0.33 Channel Spacing 200 400 400 896-901 (US) 901-902 (US) 928-960(US) 1427-1518 (US,Canada)** Data rate (kbps) 10 20 40
Modulation Filtered 2FSK Filtered 2FSK Filtered 2FSK
Modulation index 0.5 0.5 0.5 Channel Spacing 12.5/25** 12.5/25** 12.5/25** 902-928 (US) 917-923.5 (Korea) 2400-2483.5 (Worldwide) Data rate (kbps) 50 150 200
Modulation Filtered 2FSK Filtered 2FSK Filtered 2FSK
Modulation index 1.0 0.5 0.5
Channel Spacing 200 400 400
920-928 (Japan) 950-958)(Japan)
Data rate (kbps) 50/100 200 400
Modulation Filtered 2FSK Filtered 2FSK Filtered 4FSK
Modulation index 1.0 1.0 0.33
標準化成果をどのようにビジネス
になるようにしていくのか
アライアンスの存在
(Role of Alliance)
標準化成果をどのようにビジネス
になるようにしていくのか
アライアンスの存在
(Role of Alliance)
IEEE802.11規格無線 LAN Wi-SUNアライアンス WiMAXフォーラム WiFiアライアンス Wi-SUN WiMAX WiFi IEEE802.16規格無線 MAN IEEE802.15規格無線 SUN
規格認証、相互接続性
仕様策定団体
商品名
標準化団体
米国IEEEで標準化されたシステムはそれ自身で普及することは非常に困難です。理由は標準化資料の中には オプション規格が多く、どの仕様を実際の無線機に入れていいのか分からないためです。メーカー間での相 互接続性のある仕様になるよう、また、IP通信を可能にするため等、さらなる仕様追加が必要です。また普 及促進をする団体が必要です。それが「アライアンス」ですIEEE802.15.4g/4e規格をベースにメーカ間相互接続可能な規格を策定する
「Wi-SUNアライアンス」を創設
IEEE802.15.4g/4e規格をベースにメーカ間相互接続可能な規格を策定する
「Wi-SUNアライアンス」を創設
IEEE802.15.4g/4e規格をベースにメーカ間の相互接続可能な規格を策定す
る「Wi-SUNアライアンス」を創設
IEEE802.15.4g/4e規格をベースにメーカ間の相互接続可能な規格を策定す
る「Wi-SUNアライアンス」を創設
ICT産業の国際競争力強化および先端技術の社会還元のため、業界中心の団体「Wi-SUNアライ
アンス」を立ち上げ、産業界と連携しながら普及促進に取り組んでいます。このアライアンス
では各種利用モデルに応じたメーカ間の相互接続性を保つことができる仕様、試験方式の策定
を行います。
Wi-SUN Allianceとは
• IEEE 802.15.4g 規格を利用する無線機の認証とメーカ間の相互接続性を行う国際的な規格
認証団体。無線機の相互互換性を担保して市場拡大
• IEEE802.15.4g の仕様策定を行っていたメンバーが中心となり、2012年1月に設立。NICT
は創立メンバーであり、現在、理事会企業および理事会共同議長として寄与
• 参加団体は国内外を問わず増え続けており、メンバー数は70社以上
Wi-SUN Allianceとは
• IEEE 802.15.4g 規格を利用する無線機の認証とメーカ間の相互接続性を行う国際的な規格
認証団体。無線機の相互互換性を担保して市場拡大
• IEEE802.15.4g の仕様策定を行っていたメンバーが中心となり、2012年1月に設立。NICT
は創立メンバーであり、現在、理事会企業および理事会共同議長として寄与
• 参加団体は国内外を問わず増え続けており、メンバー数は70社以上
現在までの主な活動実績 • 東京電力スマートメータ用公知推奨無線通信規格として選定 • 東京ガスメータ用無線機の相互接続性規格策定を受託 • ECHONET Lite 向け、ホームネットワーク通信インターフェースを定める情報通信技術委員会（TTC)標 準「JJ-300.10」にWi-SUN 規格が採用 • 各チップベンダーはすでにチップ開発および開発に着手（10社以上） 現在までの主な活動実績 • 東京電力スマートメータ用公知推奨無線通信規格として選定 • 東京ガスメータ用無線機の相互接続性規格策定を受託 • ECHONET Lite 向け、ホームネットワーク通信インターフェースを定める情報通信技術委員会（TTC)標 準「JJ-300.10」にWi-SUN 規格が採用 • 各チップベンダーはすでにチップ開発および開発に着手（10社以上）・・・
Wi-SUN alliance founders (From ee times)
Wi-SUN alliance founders (From ee times)
Wi-SUNアライアンス Board members
Wi-SUNアライアンス Board members
Analog Devices
CISCO Systems
Murata
NICT
Omron
Renesas
Silver Spring Networks
Toshiba
Wi-SUNアライアンス Contributors
Wi-SUNアライアンス Contributors
Access Adsol Nissin ALPS Anritsu Atmel CM EngineeringDiscrete Time Communications Duke Energy EDIC Systems eFlow Enverv EPRI Exegin Technologies Freestyle Fuji Electric Fujitsu Hitachi IO Data Device ISB corporation Itron Keysight technology Kyoto University Landis & Gyr
Lapis Semiconductor MCTalk Megachips Mitsubishi Electronic NEC Platforms Nissin Systems NTT Communications NTT East Oi Electric
Oki Electric Industry Osaka Gas
Osaki OTSL Panasonic Purdue University Rohde and Schwartz Rohm
Satori Semtech Silicon Labs Skyley Networks
Sumitomo Electric Indutry Taiyo Yuden
Tateyama Kagaku Technology Tessera Technology
Texas Instruments Tokyo Gas
Toshiba Toko Meter Systems Trilliant
Ubiquitous Corporation UCTechnology
CETECOM
Kanagawa Institute of Tech TELEC
TUV Rheinland Japan UL Japan
Wi-SUNアライアンス」ー各委員会の関係ー
Wi-SUNアライアンス」ー各委員会の関係ー
Test and Certification
Committee Test Lab
Marketing requirement Technical specs Conformance and Interoperability test specs
ENET WG
FAN WG
RLMM WG
PHY
WG
MAC WG
Profile WG
JUTA WG
Domain WG
Technical Steering Committee
Market Committee
宅内エネルギー管理システム（HEMS) アプリケーション
「ECHONET Lite」を伝送するためのWi-SUN規格を策定
宅内エネルギー管理システム（HEMS) アプリケーション
「ECHONET Lite」を伝送するためのWi-SUN規格を策定
Smart Meter データ 集中収集局広域通信
システム （携帯電話等）
Field Area Network (FAN)：東京電力では Aルートと呼ぶ。現時点では1社が供給(現 時点では相互接続性の必要なし） Wi-SUN Wi-SUN Wi-SUN FANワーキンググ ループのスコープ ECHONETワーキン ググループのスコープ スマートメータと宅内エネルギー管理シ ステム（HEMS)との間の通信：東京電力 ではBルートと呼ぶ。 複数メーカが供給予定 宅内通信システム （Home Area Network) 複数メーカが供給予定
FAN ワーキンググループ
• 議長はCISCOとSilver spring networks • 現在仕様策定中
• マルチホップ、周波数ホッピング対応 • 暗号化、認証対応
FAN ワーキンググループ
• 議長はCISCOとSilver spring networks • 現在仕様策定中 • マルチホップ、周波数ホッピング対応 • 暗号化、認証対応 ECHONETワーキンググループ • 議長はNICT、テクニカルエディタは東芝 • 無線機仕様、相互接続性試験仕様は策定済み。 • 物理層、MAC層、アダプテーション層、ネットワーク層、トランス ポート層を定義、IPV6、６LowPAN対応 • データの秘匿を行うために暗号化(AES)、認証(PANA)に対応 ECHONETワーキンググループ • 議長はNICT、テクニカルエディタは東芝 • 無線機仕様、相互接続性試験仕様は策定済み。 • 物理層、MAC層、アダプテーション層、ネットワーク層、トランス ポート層を定義、IPV6、６LowPAN対応 • データの秘匿を行うために暗号化(AES)、認証(PANA)に対応 東京電力 Bルート
「Wi-SUNアライアンス」では、スマートメータ促進のためにFAN（Field Area Network)ワーキンググループとECHONETワー キンググループを立ち上げ、スマートメータ間の相互接続可能な通信仕様を策定してきました。
宅内エネルギー管理システムアプリケーション⽤標準通信プロトコル
「ECHONET Lite」に対応した「Wi-SUN Profile for ECHONET Lite」
宅内エネルギー管理システムアプリケーション⽤標準通信プロトコル
「ECHONET Lite」に対応した「Wi-SUN Profile for ECHONET Lite」
第5～7層 アプリケーション部 [ECHONET Lite] 第4-5層 Wi-SUN インタフェース部 Wi-SUN トランスポート層 セキュリティ [PANA] Wi-SUN トランスポート層 プロファイル [TCP, UDP] 第3層
Wi-SUN ネットワーク層 プロファイル [IPv6, ICMPv6] Wi-SUN アダプテーション層 プロファイル [6LoWPAN] 第2層 Wi-SUN MAC 部 Wi-SUN MAC層 プロファイル [IEEE 802.15.4/4e]
第1層 Wi-SUN 物理層部 Wi-SUN 物理層 プロファイル [IEEE 802.15.4g (920 MHz)]
Wi-SUNアライアンスでは第1-5層およ
びECHONET Liteアプリケーションに
対するインターフェースを規定
255byte以下のデータ伝送
IPv6及びUDPのheader compression
を採用(6LOWPAN)
Single hopネットワークに対応
Wi-SUN Profile for ECHOENT Liteは
英語版のみ
日本語版はTTC JJ300.10 方式Aお
よび方式Bに記載
仕様書および規格認証試験、相互接
続性試験ドキュメントが発行
JSCAスマートハウス・ビル標準・事業促進検討会資料
HEMS−スマートメーターBルート（低圧電力メーター）運用ガイドラインより
JSCAスマートハウス・ビル標準・事業促進検討会資料
HEMS−スマートメーターBルート（低圧電力メーター）運用ガイドラインより
All electric power companies in Japan have adopted IEEE802.15.4g and Wi-SUN
based smart meter. The number is 100 million terminals.
Wi-SUN HAN Profile
Wi-SUN HAN Profile
宅内通信システム （Home Area Network) 複数メーカが供給予定 東京電力 Bルート
現在HANのプロファイルを策定中
重点8機器に対応
主な特徴
１：N通信のサポート(Support)
１：NのPANA通信のサポート(Support)
2ホップまでのRelay通信のサポート(Support)
2015/01/29: Wi-SUN HAN profile for ECHONET
Profile をRelease
Wi-SUN トランスポート層セキュリティ [PANA+複数端末認証] アプリケーション部
Wi-SUN ネットワーク層プロファイル [IPv6, ICMPv6] Wi-SUN アダプテーション層プロファイル [6LoWPAN]
Wi-SUN MAC層プロファイル [IEEE 802.15.4/4e+中継通信拡張] Wi-SUN 物理層プロファイル [IEEE 802.15.4g] Wi-SUN トランスポート層プロファイル [TCP, UDP] Wi-SUN インタフェース部 Wi-SUN MAC層部 Wi-SUN 物理層部 [ECHONET Lite] 第5-7層 第4層 第3層 第2層 第1層 HAN用Wi-SUNプロファイル： Wi-SUN アライアンスで 認証試験を行う。 赤字は、Bルート用プロファイル からの変更点。
