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LPWA対応 デュアルモード 無線通信LSI「ML7404」


業界初、低電力広域通信 (LPWA) 対応
デュアルモード無線通信LSI「ML7404」を開発

~ SIGFOXとIEEE802.15.4kの両方式に対応し、IoT機器の通信距離がSubGHz無線比10倍に拡大 ~
※ : 2017年8月ラピスセミコンダクタ調べ


要 旨

WQFN 32

ラピスセミコンダクタは、IoT無線通信の新分野として期待される低電力広域通信 (LPWA:Low Power Wide Area) に最適な無線通信LSI「ML7404」を開発しました。

ML7404は、業界で初めてLPWAデュアルモード対応を実現した無線通信LSIです。免許不要のSubGHz帯域を用いたLPWAのなかでも、世界30カ国以上で採用が進み、国内でも首都圏を中心に展開され始めた「SIGFOX」の無線方式に対応すると同時に、同一システムの妨害波耐性が高く、より多くの端末をネットワーク傘下に収容できる特長をもつ国際標準規格「IEEE802.15.4k注1無線方式にも対応しました。この業界初デュアルモード対応によって、適用範囲の広いLPWAゲートウェイなど幅広い用途・仕様での活用を可能にしています。

本商品は、2017年7月にサンプル出荷を開始し、2017年12月より量産出荷の予定です。生産拠点は、前工程がラピスセミコンダクタ宮城株式会社(宮城県)、後工程がROHM Integrated Systems (Thailand) Co., Ltd. (タイ) になります。

なお、LPWA無線機器開発を容易にして、さらなるIoT社会に貢献するべく、本商品を搭載した通信モジュールもパートナー会社から発売予定です。また、本商品のIEEE802.15.4k用プロトコルスタックもパートナースタックベンダ会社が、オープンソースとして提供予定です。

LPWALSI商品紹介コンテンツ

【用語解説】

  • 注1 : IEEE802.15.4k
  • 世界標準規格のIEEEシリーズの長距離無線規格。直接拡散方式による受信感度向上により、長距離通信を図る。なお、IEEE802シリーズでは、無線LAN、Bluetooth、ZigBee、Wi-SUN等の物理層も標準化されている。

背 景

近年、IoTの無線通信として免許不要のSubGHz帯域を使用するLPWAが注目されています。しかし、国や地域によって通信方式は様々で、IoTネットワークの多様性から主流となる方式は定まっていません。

ラピスセミコンダクタは、これまでSubGHz帯域の特定小電力無線局用の無線通信LSIを業界に先駆けてリリースし、無線通信による世の中のスマート化の実現に貢献してきました。そして今回、早期のIoTネットワークの立上げ、効果的なサービスやアプリケーションの普及に向け、複数方式に対応したLPWA無線通信LSIを開発しました。

 

新商品の特長

1. LPWA無線通信方式として、SIGFOXとIEEE802.15.4kの2方式に対応

  • ML7404は、欧州を中心にサービス実績があり、今春から首都圏でサービスインしたSIGFOXに対応すると同時に、国際標準規格であるIEEE802.15.4kにも対応したデュアルモードLPWA無線通信LSIです。
(1) 今春からサービスインしたSIGFOXに対応

欧州をはじめ世界30カ国以上でサービス実績のあるLPWA無線方式で、国内では今春から首都圏を皮切りにサービスインしたSIGFOXに対応しました。

(2) 世界標準のIEEE802.15.4k規格に準拠

IEEEが定めた802.15.4k規格は、直交性を持った拡散符号によるDSSS注2が特長で、他の拡散無線通信方式に比べて同一システムの妨害波耐性が高く、より多くの端末をネットワーク傘下に収容できる特長があります。免許不要で汎用的に利用されるSubGHz帯域において、高い信頼性が認められる本規格に準拠しています。

項目 ML7404 LoRa   SIGFOX :
30カ国以上で採用
(2017 / 2月現在)
SIGFOX IEEE
802.15.4k
周波数帯 SubGHz帯
(Regional Unlicensed Band)
  ヨーロッパ 18カ国 : 仏、独、英など
サービス
スキーム
公衆 自営 自営 / 公衆   北中南アメリカ 5カ国 : 米、墨、伯など
通信方法 上り 上り / 下り 上り / 下り   アジア・オセアニア 8カ国 : 日、台、豪など
特長 30カ国以上で採用
または、採用検討中
同一システム
妨害波に強い
400近い
アライアンスメンバ
  アフリカ 1カ国 : 南アフリカ

【用語解説】

  • 注2 : DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum : 直接拡散方式)
  • スペクトル拡散の方式の一つ。ベースバンド信号を広い帯域に分散して送信する。通信中の妨害波等のノイズは、受信時の逆拡散により、周波数拡散されるため、通信の強靭性に優れる。

2. SIGFOXで使用のBPSK変調回路を業界初ハード化することで、セットの低消費電力化に貢献

  • SIGFOXでは、従来のSubGHz無線では採用されていないBPSK変調を使用します。これまでSIGFOXに対応した無線通信LSIは、BPSK変調に対応していないため、制御マイコンのソフトウェアでBPSKのシンボルデータを作成する必要があります。この方法では、無線通信を行う度に、制御マイコンを駆動しなければならず、セットとしては無駄な消費電力が生じます。そこで、ML7404はSIGFOXに対応するにあたり、BPSK変調回路のハード化を行いました。
    これにより、制御マイコンは、無線通信動作中に無線通信の物理層に関与する必要がなくなり、通信システムとしての低消費電力化が図れます。
 

3. 開発サポート

  • 評価キットにサンプルプログラム(簡易MAC)、各種テストシナリオを添付。 モジュールタイプのリファレンス設計情報の提供を準備しています。さらに、ラピスセミコンダクタ ホームページのサポートページへ登録いただく事で様々なマニュアルやツールがダウンロードできるなど、充実したサポート体制を提供いたします。
    また、本商品を搭載した通信モジュールやIEEE802.15.4k用の低消費電力プロトコルスタックをパートナー社から発売、提供の予定をしています。

仕様

項目 ML7404
SIGFOX IEEE802.15.4k SubGHz無線
対応周波数 750MHz ~ 960MHz 315MHz~ 960MHz
ベース変調方式 BPSK 4GFSK/4GMSK、
GFSK/GMSK、
FSK/MSK
長距離化手法 UNB DSSS  
転送速度 100bps 0.625k ~ 25kbps 0.1k ~ 200kbps
送信パワー 最大+17dBm
受信感度   -121dBm
@ 200kbps、400kHz
-120dBm @ 2.4kbps、433Mhz帯
-109dBm @ 38.4kbs、920MHz帯
符号化方式 NRZ、マンチェスタ、3 out of 6
その他 ウェークアップ機能、アドレスフィルタ機能搭載、アンテナダイバーシティ
電源電圧 1.8V ~ 3.6V (1mW)
送信時電流 34mA @ 20mW 34mA @ 20mW 34mA @ 20mW
受信時電流   13.6mA 13.6mA
通信距離 ~10Km ~1Km
スリープ電流
(内蔵タイマON)
1.2µA
パッケージ 32ピン WQFN
※ 参考値、通信条件や周辺環境よって異なります。

販売計画・応用分野

ガス / 水道スマートメータ、センサネットワーク、構造物ヘルスモニタシング、スマート農業、防災、その他の長距離無線通信が必要な産業機器全般
  • 商品名 : ML7404
  • サンプル出荷時期 : 2017年7月から
  • サンプル価格 (参考) : 1000円 (税別)
  • 量産出荷予定 : 2017年12月から
  • 量産出荷数 : 月産10万個
  • 梱包形態 : テープ & リール 1000個
  • 応用分野 : ガス / 水道スマートメータ、センサネットワーク、構造物ヘルスモニタリング、スマート農業、防災、その他の長距離無線通信が必要な産業機器全般

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