LoRaWAN地域パラメータ：CN470、EU868、US915、AS923

同じLoRaWAN生産ラインが中国と欧州の両方にセンサーを出荷している。デバイスのファームウェアはほぼ同一で、唯一の違いはRF設定、すなわち周波数帯域、チャネルリスト、電力制限である。その「唯一の違い」の背後にあるのがLoRaWAN地域パラメータ仕様である。

多地域展開に初めて直面した多くの開発者が尋ねるのは、なぜCN470には数十のアップリンクチャネルがあるのにEU868にはわずかしかないのか、なぜ同じDR（データレート）インデックスが地域によって異なる変調パラメータにマッピングされるのか、なぜデバイスはある地域から別の地域へ移動すると接続できなくなるのか、ということである。

本記事では地域パラメータの核心的な論理を分解し、これらの疑問に答える。

地域パラメータとは何か

LoRaWANはグローバルなプロトコルだが、無線スペクトルは国・地域レベルで規制されている。LoRa AllianceはLoRaWAN仕様とは別に 地域パラメータ 文書（現在の推奨リビジョン：RP002-1.0.5）を公開している。この文書は各地域について以下を定義する：

• 周波数帯域：使用可能なスペクトルの上限と下限
• チャネルプラン：チャネル数、中心周波数、間隔
• データレートマッピング （DRテーブル）：DRインデックスがSF/BW変調パラメータにどのようにマッピングされるか
• 最大送信電力：地域規制によって定められたERP/EIRP制限
• 滞在時間制限：一部地域における単一送信時間の制限
• デューティサイクル：一部地域におけるスペクトル占有率の上限
• 最大ペイロードサイズ：DR、方向、滞在時間、リピータ互換性によって共同で制約される

一言で言えば：LoRaWAN仕様はデバイスが どのように 通信するかを定義し、地域パラメータは どの周波数で、どのパラメータで、どのような制約の下で 通信するかを定義する。

出典： LoRa Alliance RP002-1.0.5 地域パラメータ仕様 公式文書： https://resources.lora-alliance.org/technical-specifications/rp002-1-0-5-lorawan-regional-parameters

CN470 対 EU868：帯域幅の違い

これがすべての違いの根源である。

CN470には40 MHzの利用可能な帯域幅があり、EU868のほぼ6倍である。このことが、両地域がチャネルプラン設計において根本的に異なるアプローチを取ることを直接決定づけている：

• CN470：豊富な帯域幅により多数のチャネルが可能となり、デバイスはより多くの周波数選択肢を得て衝突確率が低くなる
• EU868：わずか7 MHzの帯域幅では慎重な割り当てが必要であり、チャネル数は少なく、デューティサイクル制限があり、デバイスは長時間チャネルを占有できない

根拠出典： ThinkLink公式ドキュメントには「CN470は470–510 MHzを使用し、欧州は863–870 MHzを使用する」と記録されている 公式文書： https://www.think-link.net/docs/zh/Knowledge/index.html#lorawan

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チャネル数の違い

SX1302チップをベースとする一般的なゲートウェイは8個の周波数チャネル（Frequency Channel）をサポートし、それぞれ125 kHzの帯域幅を持つ。ゲートウェイはこれら8個の周波数位置を同時に監視する。

CN470のチャネルプラン

CN470には複数のチャネルプラン種別がある。展開時にはどのプラン種別を使用しているかを明示的に指定する必要があり、単に「CN470」と書いて別の種別のチャネルセットを流用することはできない。一般的なCN470チャネルプランは40 MHzの帯域幅を複数のサブバンドに分割し、各サブバンドに8個のアップリンクチャネルを含み、ダウンリンクチャネルは別の周波数範囲にある。

MCP検証済み： RP002-1.0.5のCN470-510仕様では、CN470には複数のチャネルプラン種別がある。プラン種別は展開時に決定しなければならない。

豊富な帯域幅のおかげで、CN470は数十のアップリンクチャネルを定義できる（正確な数はチャネルプラン種別に依存する）。ゲートウェイはそのうち8個を選択して監視する。これは、同じ物理的エリア内で異なるネットワークが互いに干渉することなく異なる周波数の組み合わせを使用できることを意味する。

EU868のチャネルプラン

EU868の7 MHzの帯域幅では少数のチャネルしか許されない。標準は、すべてのデバイスが参加のためにサポートしなければならない3個の固定アップリンクチャネル（デフォルトチャネル）を定義している：

• 868.10 MHz（DR0–DR5をサポート）
• 868.30 MHz（DR0–DR5をサポート）
• 868.50 MHz（DR0–DR5をサポート）

ネットワークサーバーは追加のチャネルを定義できるが、7 MHzの帯域幅とデューティサイクル制限により拡張の余地はほとんどない。

比較のまとめ

根拠ソース: ThinkLink公式ドキュメントには「一般的なSX1302-basedゲートウェイは8個の周波数チャネルを備えています（各チャネルはBW=125 kHz）…周波数チャネルとは、ゲートウェイがある時点で監視する周波数位置を指します。8個の周波数チャネルとは、8個の異なる周波数を同時に監視できることを意味し、具体的な値は地域の周波数規制によって決まります」と記載されています 公式ドキュメント: https://www.think-link.net/docs/zh/Knowledge/index.html#gateway-ops

データレートマッピング：同じDRインデックスでも意味が異なる場合がある

多くの人はDR0がどこでもDR0を意味すると考えています。実際には、DRインデックスから変調パラメータ（SF/BW）へのマッピングは地域ごとに定義されています。

CN470のデータレート

RP002-1.0.5 CN470仕様では、データレートのマッピングは次のとおりです（LoRa 125 kHzの場合）：

MCP検証済み: RP002-1.0.5 CN470-510仕様では、DR3はLoRa SF9 / 125 kHzであり、アップリンクとダウンリンクの両方で利用できます。

EU868のデータレート

EU868のDR0–DR5マッピングはCN470と同一ですが、EU868ではさらに高速な階層が定義されています：

DR0–DR5 のマッピングは両リージョンで一貫しており、これが LoRaWAN のリージョン間デバイス互換性の基盤です。ただし、EU868 の追加の DR6（SF7/250 kHz）と DR7（FSK）は CN470 では利用できません。CN470 のバンド設計とチャネルプランではこれらの追加モードが不要だからです。

重要: 最大ペイロードサイズは DR だけでは決まりません。リージョナルパラメータのリビジョン、リージョン、方向（アップリンク/ダウンリンク）、DR、ドウェルタイム条件、リピータ互換性条件を指定する必要があります。これらのいずれかが欠けると、有効なペイロード上限を決定できません。

送信電力と規制上の制約

CN470 の 17 dBm は EU868 の 14 dBm より 3 dB 高いため、CN470 デバイスは同一条件下で理論上より長い通信距離（約 1.4 倍）を持ちます。ただし、実際の距離はアンテナ利得、設置環境、SF の選択にも依存します。

EU868 の 1% デューティサイクルは重要なエンジニアリング上の制約です。各サブバンド内で、デバイスの 1 時間あたりの累積送信時間は 36 秒を超えてはなりません。つまり、EU868 デバイスは CN470 デバイスほど頻繁にデータを報告できず、報告間隔は余裕を持って設計する必要があります。

これらの違いが導入にとって重要な理由

1。デバイスファームウェアはリージョンに一致する必要がある

デバイスの RF パラメータ（チャネルリスト、DR テーブル、電力制限）は製造時または join 時にリージョナル設定に紐付けられます。ヨーロッパに持ち込まれた CN470 デバイスは周波数が完全に一致せず通信できません。GD6 のようなオープンソースゲートウェイも、設定時に正しいリージョナル標準を選択する必要があり、リージョナル標準は工場出荷設定に由来するため Web インターフェースから変更できません。

MCP 検証済み: GD6 の設定ガイドには「リージョナル標準は工場出荷設定に由来し、ページ上で変更できない」「ページの変更によってある周波数帯のハードウェアを別のものに変えることはできない」と記載されています。

2。ネットワーク計画戦略が異なる

CN470 はデューティサイクル制限がなく、より高い電力とより多くのチャネルを持つため、より高密度なデバイス展開とより頻繁なデータ報告を支えます。

EU868 はより保守的なネットワーク計画を必要とします。報告頻度を制御し、ダウンリンク負荷を減らすために未確認パケットを優先し、ADR を有効にしてデバイスを高 SF から低 SF へできるだけ早く移行させ、エアタイムを短縮します。

3。マルチリージョン展開には差別化された設計が必要

多国籍 IoT プロジェクト（中国市場とヨーロッパ市場の両方にサービスを提供する ManThink のプロジェクトなど）では、製品はハードウェアレベルで複数の周波数帯をサポートし、ファームウェアレベルで異なるリージョナルチャネルプランに一致する必要があります。ManThink のセンサー製品（例: SE72/KS52 温湿度センサー）は CN470、EU868、EU433、AS923、AU915、US902 などの帯域をサポートし、異なる型番コードでリージョナル版を区別しています。

その他の主要リージョンの簡単な比較

AS923 には特に注意が必要です。国ごとに異なるサブリージョンバリアント（AS923-1 から AS923-4）が対応します。選択時にはまずリージョナルパラメータのリビジョンを決定し、次にそのリビジョンの国別クロスリファレンス表を使用して国からサブリージョンへのマッピングを解決します。各国の規制とアライアンスの表は時間とともに更新されるため、過去のマッピングを恒久的な既定値として扱うべきではありません。

MCP 検証済み: AS923 では、まずリージョナルパラメータのリビジョンを選択し、次にそのリビジョンの国別クロスリファレンス表を使用して AS923-1 から AS923-4 を解決します。例えば、現在の RP002-1.0.5 ではイスラエル（IL）が AS923-4 にマッピングされます。

実践的な推奨事項

1. リージョンとチャネルプランタイプを指定する：CN470 を展開する際は、チャネルプランタイプも同時に決定する必要があります。単に「CN470」と書いて別のタイプのチャネルセットを再利用することはできません。
2. 電力マージンを確保する：EU868 の 14 dBm 制限は CN470 より 3 dB 低いです。これをリンクバジェット設計に織り込んでください。
3. デューティサイクルを計算する：EU868 の 1% デューティサイクルは厳格な制約です。設計時に報告頻度を検証してください。
4. ADR を優先する：リージョンに関係なく、ADR を有効にしてデバイスが最適なレートに適応できるようにし、エアタイムを短縮して消費電力を削減します。
5. ハードウェアを一致させる：RF ハードウェアがサポート帯域を決定します。ソフトウェアで帯域を変更することはできません。GD6 の設定ガイドには「ページの変更によってある周波数帯のハードウェアを別のものに変えることはできない」と明記されています。

結論

CN470 と EU868 でチャネル数が異なる根本的な理由は、各国の無線周波数規制が各リージョンに割り当てる帯域幅の量が異なることです。40 MHz と 7 MHz の帯域幅の差がチャネルプラン設計のアプローチを直接決定します。CN470 は低衝突な展開のために多数のチャネルを定義できますが、EU868 は乏しい周波数資源を慎重に割り当て、デューティサイクル制限を追加する必要があります。

地域パラメータの理解は任意ではありません — それはLoRaWANのマルチリージョン展開の基盤です。デバイス選定やファームウェア設定からネットワーク計画に至るまで、あらゆるステップで対象地域の仕様に基づく正しい判断が求められます。

参考資料:

• LoRa Alliance RP002-1.0.5 地域パラメータ: https://resources.lora-alliance.org/technical-specifications/rp002-1-0-5-lorawan-regional-parameters
• ThinkLink公式ナレッジベース（LoRaWAN周波数帯域とゲートウェイパラメータ）: https://www.think-link.net/docs/zh/Knowledge/index.html#lorawan
• ThinkLink公式ナレッジベース（ゲートウェイ周波数チャネル/チャネル/復調器）: https://www.think-link.net/docs/zh/Knowledge/index.html#gateway-ops
• ThinkLink公式ナレッジベース（地域パラメータ完全スナップショット）: https://www.think-link.net/docs/zh/Knowledge/index.html#lorawan
• GD6 設定ガイド: https://www.think-link.net/docs/zh/Device/LoRaWANGateway/gd6-configuration-guide.html

エビデンス範囲: 高。 本記事の主要な事実（周波数範囲、チャネル数、DRマッピング、チャネルプラン種別、電力制限）は、ThinkLink公式MCPドキュメントおよびLoRa Alliance地域パラメータ仕様に基づいています。