インターネット白書2015

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1 - ネットワーク 無線 LAN 関連国際標準化の動向 山田 曉 ユーザーやエリアごとのスループット向上を目指す IEEE80.ax の 標準化が開始 0GHz の高速化 次世代測位方式 携帯電話コア網への 収容の高度化も議論 スマートフォンやタブレット端末 リッチコンテ ンツ等の普及に伴い 無線 LAN 利用時にユーザー て検討がなされている Wi-Fi Alliance では 無線 LAN 機器間の相互接 が体感する品質の向上が求められている また 続に関わる認定プログラムの策定や 携帯電話シ 国内外にて携帯電話システムのトラフィックは急 ステムとの連携に関して議論している 増しており モバイルオペレータは無線 LAN シス NTT ドコモ Wireless Broadband Alliance では 特にオペ テムへのトラフィックのオフロードを進めている レータにより運用される無線 LAN サービスを中心 こうした状況を鑑み 各標準化団体では 携帯電 とした 相互認証手段の標準化やホワイトペーパー 話と無線 LAN のシステム間連携機能の向上や 通 を策定している 信速度の高速化に向けた議論を活発化させている GPP では携帯電話-無線 LAN システム間の IP 本稿では IEEE80. Working Group での最 アドレスの共通化や シームレスハンドオーバー 新状況を中心に 無線 LAN に関わる標準化動向に を実現する技術 無線 LAN 用周波数帯域を LTE に ついて解説する て活用する技術の標準化がなされている 無線 LAN システムに関する標準化 IEEE80. 標準規格 無線 LAN システムおよびその他システムとの連 携に関する技術は IEEE80. Wi-Fi Alliance 概要 IEEE80. 標 準 化 は 99 年 か ら 開 始 さ れ WFA Wireless Broadband Alliance WBA 以降多くの高度化技術が標準化されてい GPP において それぞれ標準化が行われている る 資 料 -- 現 在 6 個 の Task Group IEEE80. では 無線通信を高度化するため IEEE80.ah ai aj ak aq ax にて標準 の無線伝送方式の標準化や アクセスポイントへ 化が進められると共に 新たな標準の策定を目指 の接続方法や認証方法 送信タイミング等を定め す2個の Study Group NG0 NGP が立ち上 る MAC 層での標準化 他システムとの連携に関し げられた 0 第 部 製品 技術動向

2 資料 -- IEEE80. 標準規格およびグループ一覧 出典 OFFICIAL IEEE 80. WORKING GROUP PROJECT TIMELINES をもとに筆者作成 無線伝送速度の変遷 997 年に標準化された最初の IEEE80. 規格で 無線 LAN に関連するメーカーにとって 無線 は最大 Mbps までに限定されていたが 最新の 伝送速度の高速化はユーザーへデバイスの買い IEEE80.ac 規格では 仕様書上の最大伝送速 替えを促すことができる大きなビジネスチャンス 度は約.9Gbps を達成した これまでの標準化仕 であり これまで無線 LAN 標準化における中心 様における無線伝送速度の変遷と 代表的な変調 的な位置づけとして技術検討が進められてきた 方式や採用された技術を資料 -- に示す 第 部 製品 技術動向

3 資料 -- 無線伝送速度の変遷 出典 筆者作成 IEEE80..GHz 帯 DSSS 最 大 速 度 Mbps な周波数チャネル配置を示す.GHz 帯における中心周波数は ch から ch IEEE80.a GHz 帯 OFDM 最大速度 の間が規定されている 0MHz 帯域幅にて利用 Mbps する場合は 全てのチャネルを中心周波数として IEEE80.b.GHz 帯 DSSS/CCK 最大 利用可能である 速度 Mbps 一方 GHz 帯では 中心周波数として利用 IEEE80.g.GHz 帯 OFDM 最大速 可能な周波数チャネルは 資料 --7 に記載し 度 Mbps た値 の み と な っ て い る ま た 80MHz から IEEE80.n./GHz 帯 OFDM 最大 0MHz を中心周波数とする周波数帯 W およ 速度 00Mbps 0MHz 帯域幅 x MIMO び W では 屋外での利用が禁止されている そ IEEE80.ac GHz 帯 OFDM 最大速度 の他 0MHz から 0MHz および 00MHz.9Gbps 0MHz 帯域幅 8x8 MIMO から 700MHz を中心周波数とする場合は 利用す る周波数チャネルを環境に応じて動的に変更する 無線 LAN で利用可能な周波数帯 機能である Dynamic Frequency Selection DFS 無線 LAN で利用可能な周波数帯は.GHz 帯 と 通信に必要最小限な出力電力に抑えて他シス と GHz 帯に大別される 資料 -- および資料 テムへの影響を最小限にする機能である Transmit --7 に 日本国内において無線 LAN で利用可能 Power Control TPC 等の機能が必要となる 第 部 製品 技術動向

4 資料 --.GHz 帯における無線 LAN チャネル配置の一例 出典 筆者作成 資料 --7 GHz 帯における無線 LAN チャネル配置 出典 筆者作成 IEEE80.ax 標準化の状況 LAN 通信の可能な端末が 急速に普及している 概要 それに伴い 市街地や住宅地 オフィス等におい 昨今 廉価なアクセスポイントや光回線 無線 て無線 LAN アクセスポイントが乱立している そ 第 部 製品 技術動向

5 の結果 無線システムのスループット低下の問題 のアクセスポイントが設置される状況を想定 が顕在化している Enterprise オフィスにおいて 0 0m その課題解決のため これまでの規格がフォーカ 間隔でアクセスポイントが設置される状況を想定 スしていたアクセスポイントあたりのスループッ Indoor Small BSS Hotspot 屋内にお トのみではなく ユーザーごとあるいはエリアご いて 00 台程度のアクセスポイントが設置され とのスループットの向上を目指した新たな技術が る状況を想定 求められてきた Outdoor Large BSS Hotspot 屋外 0 年 月から IEEE80. Working Group において High Efficiency Wireless LAN Study において 00 00m 間隔でアクセスポイントが 設置される状況を想定 Group HEW-SG の活動が開始された HEW-SG で は 新 た な 規 格 に て 求 め ら れ る 機 能 に つ い て明確化し 0 年 月に IEEE80.ax Task IEEE80.ax では高効率な無線 LAN システム Group TG へ昇格し 標準化が開始された 実現に向け 以下の技術を候補とした議論が進め IEEE80.ax では IEEE80.ac にてスコープ られている 外とされた.GHz 帯を含め ユーザースループッ トの4倍以上の向上を目標としている また ユー IEEE80.ax の要素技術 OFDM シンボルの延長 スケースとして 従来のデータ通信のみならず IEEE80.ax では OFDM シンボルを延長す 音声通話やビデオ通話時のユーザー体感品質向上 ることでフレーム効率を高めることが議論されて クラウドへのアクセスや携帯電話システムのトラ いる それに加え Cyclic Prefix 長を長くするこ フィックオフロード等 幅広い利用が想定されて とで 屋外利用時の遅延波に対する耐干渉性を高 いる めることが議論されている 具体的には 現在の 0 年 月会合以降 技術仕様の詳細策定に向 OFDM シンボル長.us を2倍から8倍程度 けた Specification Framework Document SFD とし Cyclic の作成が開始された また IEEE80.ax は参 4倍.us または.us とすることが議論され 加者数が数百名に上ることから 議論の効率化の ている Prefix 長 0.us または 0.8us を ために4個のアドホックグループ PHY OFDM MAC Spacial-Reuse に分離した上での議論が予 定されている 現在 0 年 7 月に Draft.0 を OFDMA の適用 周波数軸方向でのユーザー多重による高効率化を 07 年 月に Draft.0 を 09 年に標準化完了 目指し LTE や WiMAX で採用されている DL 下 を目指し 議論が進められている りリンク および UL 上りリンク での OFDMA の無線 LAN への適用について各社から提案がなさ IEEE80.ax の利用シナリオ れている 以下の4種類のシナリオを元に 利用シーンと ともに議論が進められている 上りリンク MU-MIMO の適用 下りリンクの DL-MU-MIMO は IEEE80.ac Residential アパートにおいて 数十個 第 部 製品 技術動向 で規定されていたが UL 上りリンク への適用

6 も議論されている 次世代測位方式 0 年 月から 次世代測位方式の標準化を策定 DSC Dynamic Sensitivity Control の適用 するグループである Next Generation Positioning 無線 LAN にて使用されているユーザー多重方式 Study Group NGP-SG が立ち上がる予定であ である CSMA/CA は 周辺の端末が送信していな る NGP では誤差 0.m 以下の屋内向け測位の実 いことを確認した上で 自端末の送信を開始する 現を目指す予定である 方式である 従来 周辺端末からの受信電力が一 定のしきい値以上の場合 自端末の送信を抑止し ていた 関連標準規格の動向 携帯電話-無線 LAN 間のシステム間のハンドオー それに対して IEEE80.ax では そのしきい バーや 携帯電話システムからのトラフィックの 値を動的に制御 DSC することにより 他端末 オフロードなど 異なるシステムを効率よく連携 が送信中であっても自端末の送信を許容する予定 させるための技術が各標準化団体にて議論されて である DSC により 一定の SINR が担保できる いる エリアでの通信を許容することで エリアスルー プットの向上が期待される 携帯電話コア網へのデータトラフィック収容 スマートフォンの普及に伴い 携帯電話向け その他 IEEE80. の状況 サービスを無線 LAN でも利用可能にする要望が高 0GHz 帯無線 LAN の高速化 まっている そのため GPP では 無線 LAN トラ 0GHz 帯無線 LAN IEEE80.ad の後継規 フィックの Evolved Packet Core EPC への収 格の策定を目指すグループである Next Generation 容を実現する技術 SaMOG をもとに さらに 0GHz Study Group NG0-SG が立ち上がり 高度化した Enhanced Sa Mobility Over trusted 0 年 9 月から活動を開始している 0 年 WLAN access to EPC esamog の標準化を進 月現在 MIMO 等を適用した高速化により MAC めている 層で 0Gbps の通信速度実現を目指し 0 年 7 月から標準化を開始する予定である esamog では LTE から無線 LAN へのシーム レスハンドオーバーが実現可能となる esamog におけるネットワーク構成を資料 --8 に示す 第 部 製品 技術動向

7 資料 --8 esamog におけるネットワーク構成 出典 GPP TS.00 v..0 をもとに筆者作成 無線 LAN ホットスポットでの利便性向上 LTE LAA と呼ばれる議論が進められている スマートフォンの普及に伴い 無線 LAN ホット これは LTE を無線 LAN システムで利用されてい スポット利用時の利便性を向上させるための標準 る GHz 帯にて運用可能にするものである 0 化が推進されている 年 9 月の GPP RAN Plenary で Study Item とし Wireless Broadband Alliance では 通信キャ て活動が承認された 現在 要素技術や実現方法 リアによるホットスポットの高度化を目的とした についての議論が開始されており 0 年 月に 議論が進められている Technical Report が完成する予定である Next Generation Hotspot NGH Program で LAA の 利 用 シ ナ リ オ と し て Carrier は 無線 LAN 利用時のユーザーの利便性を携帯電 Aggregation での Secondary Cell とし ての 利 用 話と同等レベルまで高めることを目的とした認定プ を中心に議論が進められている 資料 --9 ま ログラムを策定している 具体的には Hotspot.0 た 既存の無線 LAN システムとの干渉を回避す やオンラインサインアップの適用によるアクセス るための仕組みである Listen Before Talk LBT ポイントへの接続を容易にすることや 無線 LAN についても 検討が進められている トラフィックの携帯電話コア網 EPC への収容に 一方 既に GHz 帯にて既にデバイスが広く よるシステム間ハンドオーバーの実現が求められ 普及している IEEE80. や Wireless Broadband ている また 認定プログラムの策定にあたり 多 Alliance Wi-Fi Alliance でも LAA との同一周波 数のオペレータにより相互接続試験を行う NGH 数帯における共存方式に関する議論がなされてい Trial が1 2年ごとに実施されている る 例えば IEEE80 は GPP 側へ Liaison Letter を送付し システム間の同一周波数帯における Fair アンライセンスバンドでの LTE 利用 GPP では Licensed Assisted Access using 第 部 製品 技術動向 Sharing メカニズムの確立を呼びかけている

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