日本国内で920MHz帯を利用する無線機器を設計・評価する際、ARIB STD-T108(特定小電力無線局)の遵守は必須です。特にWi-Fi HaLowやWi-SUNなどのLPWAを扱うエンジニアにとって、スループットや接続性に直結する物理層・MAC層の制約がいくつか存在します。
主要な技術的要件を整理しました。
1. 周波数構成とチャネル
920MHz帯(915.9MHz ~ 929.7MHz)は、用途によって使える帯域が分かれています。
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アクティブ系(パッシブタグ読み取り等): 916.7MHz ~ 920.9MHz
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センサーネットワーク用(Wi-Fi HaLow, Wi-SUN等): 920.5MHz ~ 928.1MHz
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200kHz単位のチャネル構成が基本。
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Wi-Fi HaLowのように1MHz/2MHz幅を使用する場合は、複数のチャネルを束ねる(Channel Bonding)形になります。
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2. 送信時間制限(Duty Cycle制限)
これが通信プロトコル設計における最大の障壁です。干渉を避けるため、1時間あたりの総送信時間が厳格に決められています。
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制限内容: 多くのチャネルで「総送信時間は1時間あたり360秒(10%)以内」などの制限があります。
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連続送信時間: 1回の送信時間は基本400ms以内(50k~200kbps時など条件による)とする必要があります。
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送信休止時間: 一度送信したら、直前の送信時間の少なくとも10倍(または一定時間)以上の休止期間を置く必要があります。
3. キャリアセンス(LBT: Listen Before Talk)
送信開始前に、そのチャネルが空いているかを確認する機能です。
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検出しきい値: 通常 -80dBm 程度(空中線電力による)。これ以上の強さの信号を検知した場合は、送信を待機(バックオフ)しなければなりません。
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Wi-Fi HaLowの影響: 高速なOFDM変調を用いても、このキャリアセンス待ち時間があるため、理論上の物理層レートほど実効スループット(グッドプット)が伸びない要因となります。
4. 空中線電力(送信出力)
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標準: 20mW(13dBm)以下。
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高出力(要登録局): 一部の帯域(915.9MHz~916.9MHz等)では**250mW(24dBm)**まで認められていますが、免許や登録が必要になり、利用形態が限定されます。
実務上の留意点
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干渉回避: 920MHz帯はスマートメーター(Wi-SUN)が非常に多く普及しているため、都市部や集合住宅ではキャリアセンスによるバックオフが頻発し、遅延が増大する傾向にあります。
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ARIB規格のアップデート: 近年、制度改正によりチャネル割当や送信時間制限が緩和される方向での改訂が度々行われています(例:928MHz超の利用検討など)。常に最新の総務省 電波利用ホームページやARIBの最新版を確認してください。
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TEGや評価ボードでの実測: 基板設計においては、高周波回路の整合(マッチング)はもちろん、これら電波法の制限値をファームウェア側で正しく制御できているか(特に送信バーストのタイミング)をスペクトラムアナライザやタイムドメイン解析で検証することが不可欠です。
出典:Google Gemini (Gemini は AI であり、間違えることがあります。)
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