省電力で実現するスマートメータ用無線機の実証試験に成功

近年、電気/ガス/水道の各種メータを制御することにより、家庭で消費されるエネルギー使用量をできるだけ削減し、環境に優しい社会を作る動きが進んでいます。特に、災害時等の緊急時に電気/ガス/水道供給会社が有線接続を利用できない場合や電気等が使用できない場合においても、容易に、確実に各家庭に設置されている各種メータの無線による自動検針、状況監視、メータ制御を行うことができる無線通信と各種メータの融合に関する研究開発が急務とされています。このシステムはスマートユーティリティネットワークという名称で内外において研究開発が行われており、NICTでは上記利用形態を想定した各種メータの無線による自動検針、状況監視、メータ制御方式の技術を新たに研究開発すると共に、その研究成果を米国IEEE802委員会にて策定中の標準規格に提案し、最新のドラフトに標準仕様の形で収録することに成功しました。しかし、この標準仕様の実用化を念頭においた実証試験はまだ行われておりませんでした。

IEEE802委員会の標準化は、2011年末に完了する予定です。同時に国内の無線局設備規則整備に本実証試験の成果を用いて貢献し、SUNシステムの早期導入を促進し、ICTを利用した安全安心社会の実現を目指します。

米国の電気・電子技術の学会であるIEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)内で、LAN等の規格策定を行っている委員会です。このうち、無線パーソナルエリアネットワーク(Wireless Personal Area Networks; WPAN)の標準化は、IEEE 802.15というワーキンググループ(WG)によって推進されています。本WGには、標準化対象に応じて以下のとおり複数のタスクグループ(TG)が組織されています。

IEEE802.15.4：

低消費電力･低伝送速度のサービスを提供するための物理層及びMAC層の標準化を行ったTGです。策定されたIEEE802.15.4標準規格は、868MHz、902MHz、及び2.4GHz帯を用いて、それぞれ20kbps、40kbps、及び250kbpsまでの伝送速度を実現する物理層仕様と、PANと呼ばれる無線機群を形成し、TDMAあるいはCSMAによるアクセス制御を行うMAC層仕様を規定しています。

IEEE802.15.4g：

SUN実現のために、既存のIEEE802.15.4の物理層仕様の変更を策定しているTGです。最新のIEEE802.15.4gドラフトでは、このような変更点として、変調方式の追加、周波数帯の拡張、データサイズの拡張等が収録されています。

IEEE802.15.4e：

上記IEEE802.15.4g標準規格のような、IEEE802.15.4の物理層仕様の変更に伴い、必要となるMAC層仕様の変更を策定しているTGです。最新のIEEE802.15.4eドラフトでは、IEEE802.15.4gに関連するMAC層変更点として、間欠型通信動作の規定等が収録されています。

IEEE802委員会ホームページ：http://www.ieee802.org/
IEEE802.15WGホームページ（関連TGへのリンクあり）：http://www.ieee802.org/15/

ガス、電気、水道のメータに無線機を搭載し、無線通信を介して検針データを効率的に収集する無線通信システムです。電波の劣化等を考慮したうえで所望のサービスエリアを確保することや、システムメンテナンスの見地より省電力動作を確立することが主な技術課題と考えられます。将来的には、検針データの収集にとどまらず、収集データに基づいた、エネルギーの制御･管理技術等にも有効利用されることが予想されます。

無線機間の一対一の直接通信に対して、第三の無線機によって通信が１回以上中継される通信形態を指します。中継数に応じて、通信の伝達距離は比例的に増大するほか、逆に直接通信の場合と同等の通信距離を、より低い送信電力で実現することも可能です。また、無線電波に対する障害物を回り込むような中継経路の設定によって、電波の不感地帯を解消することもできます。

電波等の媒体上におけるビット信号転送のための機械的及び電気的な機能を指します。例として、ケーブルのコネクタ形状や、無線信号の変調方式を規定する機能です。

物理層機能の存在を前提とした、通信主体間のアドレスの管理や、媒体の共用のための手法等を規定する機能を指します。例として、通信機器に付加する固有の MACアドレスや、時間差をつけて送信を行う時分割多元接続制御（TDMA; Time Division Multiple Access）等を規定する機能です。