横須賀ハイブリッドLPWAテストベッドの最新状況について2020年9月23日
YRP研究開発推進協会(株)横須賀テレコムリサーチパーク

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee1ハイブリッドLPWAテストベッド
誰でもOpenに使える LPWA 6方式通信実験が可能な環境を提供
クラウドサービス
ハイブリッドLPWA
テストベッド基地局

横須賀市
ドローンフィールド

ハイブリッドクラウド検討
エッジコンピューティング

センサーデータ取得
IoTアプリケーション検証

通信距離、通信速度検証
通信プロトコル検証

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee2

YRPを中心に市内５個所に「ハイブリッドLPWA基地局」を設置② 横須賀市役所
市街地エリアハイブリッドLPWA基地局

③ 大楠山
山エリア

横須賀市
ドローンフィールド

1㎞ 2㎞

3㎞

4㎞ 5㎞

6㎞

① YRPセンター
⑤ 武山

山エリア

通信プロトコル検証

テーマパークAll Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee④ ソレイユの丘

海エリア
3ハイブリッドLPWA基地局 ①YRPYRPハイブリッドLPWA基地局
6方式 設置・LoRaWAN（Senseway）
・Sigfox （京セラ）
・Wi-SUN （YRP）
・ELTRES （SONY）
・LoRa (さくらインターネット)
・ZETA（ZETA Alliance）
設置準備中
・LoRa（NICT）
連携検討中
・Wi-Fi Halow（802.11ah)
・Cat-M
全ての環境が揃ったマスター環境
LPWA x Local５Gも検討中
All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

4

ハイブリッドLPWA基地局 ②横須賀市役所
横須賀市役所 ハイブリッドLPWA基地局

5方式 設置・LoRaWAN（Senseway）
・Sigfox （京セラ）
・Wi-SUN （YRP）
・LoRa (さくらインターネット)
・ZETA（ZETA Alliance）

市街地、密集地環境

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

5ハイブリッドLPWA基地局 ③大楠山山頂
大楠山山頂

２方式 設置・Sigfox （京セラ）
・ZETA（ZETA Alliance）
設置準備中
・ELTRES （SONY）

山エリア環境、ドローン連携

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

6ハイブリッドLPWA基地局 ④ソレイユの丘
1方式 設置（2020年1月7日）
・Wi-SUN （YRP）
3か所マルチホップ設備

人流、迷子、ペット、駐車場、交通、IoT農業など さまざまなIoT実証可能なテーマパークエリア
All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

7ハイブリッドLPWA基地局 ⑤武山
武山展望台 LPWA基地局設備
YRP（約1.5㎞）

1方式 設置（過去実験設備流用）
・LoRa（さくらインターネット）
設置検討中
・Wi-SUN （YRP）
・LoRaWAN（Senseway）
・ZETA（ZETA Alliance）

YRPに近い 山エリア環境

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

8

テストベッド環境 全体概要
ハイブリッドLPWAテストベッド環境として6方式のLPWA環境を用意
分類

サービス概要クラウド環境LPWAテストベッド用にクラウド利用ID環境を提供

基地局環境

今後ご要望に応じて設置場所、設置方式を拡大予定

標準センサー型
子機デバイス
環境

温湿度、気圧など標準のセンサーを用いたデータ取得が可能+
センサー持込型

測定環境・ツール環境

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

接続したいセンサーを持込んで接続が可能（一定の開発が必要）

簡易RFモニターからプロトコルモニタなどの測定環境を利用可能

9

キャラバンTB NerveNet / LoRa端末をラインナップ
NerveNet /LoRa 環境を LPWAテストベッドのLoRa貸出し端末として準備■ 簡易スタート型 ■

無料
試験運用中

■ 開発環境型 ■

無料
試験運用中

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

10

キャラバンTB NerveNet / LoRa端末をラインナップ
NerveNet /LoRa 環境を LPWAテストベッドのLoRa環境としてYRPに設置

YRP2番館に設置

YRP1番館に設置
All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

11

横須賀ハイブリッドLPWAテストベッドを活用した
各種 LPWA通信比較実験 事例
各種IoTアプリケーションフィールドを想定した 各種LPWA通信比較実験を推進中
ドローン通信実験

ドローンにLPWA送信機を装着した
各種LPWA通信比較実験

海上実験

市街地実験

基本通信 机上実験

密集度、交通量などの影響を想定した
各種LPWA通信比較実験

山エリア実験

雑音耐力、高速移動シミュレーションなどの各種LPWA通信比較 机上実験

多端末通信実験

海上遭難者対策、ブイ上の通信機を想定した
各種LPWA通信比較実験
All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

山岳遭難者対策、鳥獣被害対策、林業支援などを想定した各種LPWA通信比較実験

多端末による干渉、通信障害を想定した通信実験
12

LPWA 海上通信実験

海上のLPWA通信端末からYRP基地局への通信実験を実施 (2019/7/22)

海面 0.5m

海面 0m
All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

13

LPWA 海上通信実験

海上のLPWA通信端末からYRP基地局への通信実験を実施 (2019/7/22)

10km

20km

YRP
ハイブリッドLPWA基地局
30km

40km

45km
All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

14

LPWA 海上通信実験

海上のLPWA通信端末からYRP基地局への通信実験を実施 (2019/7/22)

海抜 0cm
ELTRESAll Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

SigfoxLoRaWAN
Senseway

LoRa
さくら

15

LPWA 海上通信実験

海上のLPWA通信端末からYRP基地局への通信実験を実施 (2019/7/22)

海抜 50cm
ELTRESAll Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

SigfoxLoRaWAN
Senseway

LoRa
さくら16

LPWA 山エリア通信実験
山エリアのLPWA通信端末からの通信実験を実施(予備実験2020/2/14、本実験2020/2/28～)

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

17

LPWA 山エリア通信実験
山エリアのLPWA通信端末からの通信実験を実施(予備実験2020/2/14、本実験2020/2/28～)

dBm

見通し通信に比べて森林エリアでの減衰（LoRaWANの例）

見通し環境での通信

森林内環境での通信※ LPWAテストベッドご活用頂いたYRP協会会員様の評価資料より

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

18

LPWA 市街地/密集地 通信実験
市街地／密集地に各種LPWA端末を1週間設置し、混雑度／気象などの変化を測定(予備実験2020/1/29、本実験2020/3/6 設置)

はぐくみ館または公用車車庫

500m

文化会館または自然人文博物館

1,000m
1,500m

馬堀プール

2,000m
2,500m3,000m

おざわ歯科3,500m4,000m
4,500m

市役所関係施設5,000mAll Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

19横須賀市役所周辺 端末設置ポイント
端末設置ポイント横須賀市役所からの直線距離

立地条件などはぐくみ館

約 400m最も近いが市役所基地局設置場所と反対側

博物館

約 800m

少し高台にあるが完全な見通しなし

おざわ歯科

約 2,800m

山が間にあり、条件は良くない

馬堀プール

約 3,800m

最も遠いが見通しはある

横須賀市役所
はぐくみ館

博物館

馬堀プール

おざわ歯科

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

20

各設置個所機材一覧

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

21データ取得例 (Sigfoxの例）

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee22データ取得例 (LoRaの例）

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

23

「センサーネットワークとレーダーセンシング技術を活用した医療・介護支援システムの研究開発」
総務省SCOPE（181604001）で推進中

Wi-Fi／Wi-SUNメッシュネットワーク、24GHz帯レーダー技術、LPWA通信など複数の無線技術を適材適所／ハイブリッドに活用
IoTハイブリッドセンサーネットワーク

高速で施設内を柔軟にカバー可能なマルチホップWi-Fi
施設周辺をカバー可能なマルチホップWi-SUN FAN

課題２：
マルチホップ／メッシュ機能を有する
Wi-Fi／Wi-SUN IoTハイブリッドセンサーネットワーク
基盤技術の研究開発

非接触センシング技術

課題１：
24GHz帯レーダーを用いた非接触センシング技術の研究開発
レーダーセンサー

郊外を広域にカバー可能なLoRaWAN
小型端末による位置情報検出

レーダーセンサー
LoRaWANLoRaWANLoRaWAN

LPWA

GPS

カメラなどを使うことなく患者、入居者の生活挙動を検出
ウェアラブルなどを使うことなく、呼吸・心拍などを検出
All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

課題3：
位置情報を提供可能な小型無線端末を含めた広域LPWAシステム基盤技術の開発

GPS
GPSGPSGPSGPS

LoRaWAN + GPS
24

Wi-SUN FAN 1ホップ通信実験（安曇野市 ななきの家）

見通し距離400mの位置情報を1ホップで通信可能
地上高7.5mに Wi-SUN FAN端末を設置
GPSデータを1ホップで送信

ななきの家

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

25

Wi-SUNによる 静止画モニタリング
帰宅ピーク時は満員で数回見送ることも →バスの混み具合、バス停の待ち行列をモニタリング
Wi-SUNで伝送された画像
YRP屋上基地局
Openblocksで受信

Wi-SUNで伝送された画像「YRPセンター」バス停にWebカメラ＋Armadilloを仮設置「光の丘5番」バス停にWebカメラ＋Armadilloを仮設置

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

26

Wi-SUN FAN マルチホップ通信
9ホップ通信環境
10台のWi-SUN FAN端末による9ホップの通信環境
9ホップで平均約10kbpsを確保
一般のLPWAでは難しい静止画像などを定期的に送信可能

①

②
ボーダー
ルーター
ノード

1ホップ

③
ルーター
ノード

⑤

④
ルーター
ノード

1ホップ

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

1ホップ

ルーター
ノード

1ホップ

⑥

ルーター
ノード

1ホップ

⑦
ルーター
ノード

1ホップ

⑧
ルーターノード

1ホップ⑩⑨ルーター
ノード

1ホップ

ルーター
ノード

リーフ
ノード

1ホップ

27

基本通信実験（机上実験）（2）最低受信感度測定（机上実験）（1）送信出力測定（机上実験）
PC

LPWA
送信機

スペクトラムアナライザ
R3131A

可変ATT

LPWA
受信機

固定
ATT

PC

PC
ATT
LPWA送信機（4）送信機が送信を停止する
チャンネルスキャンの受信レベル（机上実験）（3）干渉耐力測定（机上実験）

LPWA
送信機

固定
ATT

PC

方向性
結合器

LPWA
受信機

LPWA
送信機

方向性
結合器

可変ATT

PC

PC

可変ATT

干渉源
送信機
All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

固定
ATT

LPWA
受信機
PC

干渉源
送信機
28

LPWAテストベッド環境を活用した取組み
YRPによる基本通信実験（電気通信大 中嶋先生）

受信感度(dBm)

カタログ値(dBm)
許容CIR(dB)
カタログ値キャリアセンスレベル(dBm)
カタログ値
使用モジュール

Sigfox1113-84.7
CW-80.8
CW

ROHM BP35C4All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

LoRa
12.1
13

ELTRES
1113

1MWi-SUN。。
。

100k-142-132-130.8(1 kbs?)-102(50 kbps)
30.9-83.2
CW-147－142

通信速度 bps

送信出力(dBm)
許容値(dBm)

Wi-SUN
11.4
13-95.6(50 kbps)-94.6(100 kbps)-90.6(150 kbps)-103(100 kbps)
7.4。

10kELTRES
1k

100LoRa。

。

Sigfox10-92-150-140-130-120-110-100-90-80-70

受信感度 dBm

Wノイズ1000300

10030

1031

通信可能距離（自由空間）

29

LPWAテストベッド環境を活用した取組み
YRPによる基本通信実験（電気通信大 中嶋先生）
・AWGN(Additive White Gaussian Noise)実験・フェージングシミュレータによる実験

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

30

多端末／他方式 混信・干渉対策環境
多数のサブギガ帯送信機の混信、干渉検証環境
・各方式の子機を多数設置、または疑似シミュレータ環境を用意し、サブギガ帯の同一周波数帯の複数方式の送信機を多数配置したときの混信、干渉の検証環境
・電波暗室内の法定外環境検証（屋外電波特区も検討）
送信局（子機）
LoRa

LoRa

LoRa

SigfoxSigfoxSigfox

Wi-SUN

Wi-SUN

Wi-SUNAll Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

・・・・・・

Wi-SUN

2.4GHz帯・・・

Sigfox

Wi-SUN

LoRa

LoRa

・・・・・・

Wi-SUN

SigfoxSigfox疑似シミュレータ

LoRa

920MHz帯

基地局（親機）・・・・・・

31

多端末接続実験の例
多端末接続時の影響を実験 近接で多端末設置すると通信出来ない場合がある。
今後、複数方式混在での実験を計画

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee32

今後のテストベッドを活用した実験について
LPWAテストベッドを活用した 様々なIoTアプリケーションフィールドを想定した実験を継続推進
分類
フィールド実験

他のIoTインフラ連携

実験室実験

実験項目

実験内容

実施状況および今後の予定

海上通信実験

水平線見通し限界通信実験

2019年7月実施

市街地・密集地通信実験

複数ポイントで1週間データ取得

2019年3月～2020年度

山岳エリア通信実験

見通し環境比較森林環境の影響

2019年3月～2020年度

工場内通信実験

工場現場でのLPWA通信実験

2020年度計画検討

テーマパーク実験

ソレイユの丘でIoTアプリ実証

2020年度計画検討干渉、キャリアセンス競合実験

多端末、他方式隣接環境

2020年度計画検討

ドローン連携横須賀市ドローンフィールドでJASA/MCPCと連携して実施

2019年1月実施
2020年度計画検討

地域BWA連携

地域BWA実験局をYRPに仮設置

2019年3月

Local5G×ハイブリッドLPWA

ハイブリッドWSN環境テストベッド

2020年度計画検討

ハイブリッドWSN実証

24GHzレーダー、Wi-Fi/WiSUN/LoRaWAN

総務省SCOPE案件
2020年度最終年度纏め

最大受信感度測定

Sigfox/LoRa/Wi-SUN/ELTRES

2019年度実施

雑音耐性測定2019年度実施

フェージング実験

2019年度実施

混信・干渉・通信障害

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

複数方式混在による通信障害実験
東大IoTメディアラボと連携して推進

2020年度33

ご清聴ありがとうございました。

YRP研究開発推進協会

http://www.yrp.co.jp/yrprdc/index.html

All Rights Reserved, Copyright©, 2020 YRP R&D Promotion Committee

WSN協議会

http://www.yrp.co.jp/yrprdc/wsn/

34