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こうだいかくはり
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1 アナログ TV 帯域跡地の特徴と期待される利用技術 - 電波伝搬と周波数共用 - 東京工業大学高田潤一 2007 年電子情報通信学会ソサイエティ大会パネル討論 AP-2 アナログ TV 帯域での新サービスの可能性 2007 年 9 月 13 日鳥取大学

2 本日の講演者の立場東京工業大学国際開発工学専攻教授電波伝搬およびアンテナの研究に従事国際開発工学 : 地域開発環境問題などを含む情報通信審議会情報通信技術分科会電波有効利用方策委員会 VHF/UHF 帯電波有効利用作業班自営通信システム ( 基地局 - 端末間 ) 構成員ルーラル地域向けブロードバンド無線アクセスシステムを提案 ~ 梅比良先生,JRC 竹内様と共同提案ただし本日の講演での立場は提案自体と直接関係なし電子情報通信学会ソフトウェア無線研究会委員長コグニティブ無線研究の旗振り役ソフトウェア無線のセッションを欠席

3 アナログ TV 帯域の再配分 VHF: 72 MHz

4 アナログ TV 帯域の再配分 UHF: 60 MHz

5 再配分されるアナログ TV 帯域の特徴今回開放される周波数 VHF-LB MHz VHF-HB MHz UHF MHz 移動系に対して開拓されつつある周波数広帯域移動無線アクセス MHz IMT-Advanced MHz MHz ほかアナログTV 跡地の周波数は低い割に帯域が広い電波伝搬上のメリット

6 800MHz 帯の攻防ソフトバンク 800MHz 帯問題で行政訴訟 ITmedia ニュース 2004 年 10 月 13 日付 * より引用... ソフトバンクは 10 月 13 日携帯電話用電波の 800MHz 帯を総務省が NTT ドコモと KDDI に優先的に割り当てる方針を不服とし割り当ての実施の差し止めなどを同省に求める行政訴訟を東京地裁に起こした新規参入を希望する事業者には 2GHz 帯などを割り当てる方針だが 800MHz 帯は建物内などに電波が通じやすい上低コストでの事業展開が可能になるなどの有利な点があるとして... *

7 アナログ TV 帯域の伝搬とアンテナ伝搬損失のメカニズムチャネルの広がり基地局アンテナ端末アンテナ本当に周波数が低いほど使いやすいのか? ~ 特に VHF に注目

8 伝搬損失のメカニズムフリスの公式と自由空間伝搬損失 G= P r P t = 波長 4 d 距離 2 自由空間伝搬損失 G t G r 送受アンテナ利得

9 自由空間伝搬損失周波数が低いほどよく飛ぶと言われる根拠のひとつ L f = 4 c 2 f d 2 同じ損失を実現する距離は周波数に反比例

10 自由空間伝搬の適用範囲第 1 フレネルゾーンが遮蔽されないことエネルギーの殆どは第 1 フレネルゾーン内で伝送される d 1 d 2 d 1 d 2 例 : 200 MHz / 10 km の中点 ~ 61 m

11 回折第 1 フレネルゾーンの遮蔽 ~ 影領域への回り込み n= h d 1 d 2 d d 1 2 第 1 フレネルゾーン半径

12 回折損失見通し線の遮蔽 ~ -6 db 第 1 フレネルゾーンの遮蔽 ~ -16 db n の値は周波数の平方根に比例低い周波数ほど影領域に回りこむ J [db] J(ν ) (db) FIGURE 7 Knife-edge diffraction loss ν n 2 n ITU-R Rec. P526-9

13 2 伝搬損失が周波数特性を持つ理由秘密は受信アンテナにあり G= P r P t = 4 d 2 G t G r f 同じ利得を実現するアンテナの大きさは λ 2 に比例同じ開口面積の受信アンテナなら伝送損失は一定 2 f r r

14 基地局アンテナ同じ指向性利得を実現するためのアンテナ長は波長に比例 2GHz 2 m 13 dbi 200MHz 20 m 13 dbi 2 m 3 dbi

15 端末アンテナ : 小形アンテナの限界アンテナ効率はアンテナの電気的体積にほぼ比例特に VHF では内蔵型アンテナは困難効率と帯域幅の積はほぼ一定 VHF では 1 チャネル 6MHz でも比帯域 3% 400MHz 業務無線機の例 10 cm

16 無線チャネルとしての振る舞い遅延スプレッドが周波数および伝搬距離に対してどのように変化するかは, 様々なケースがあり一般化されているとは言いがたい. ドプラ広がりは移動速度が一定であればキャリア周波数に比例 ~ むしろ UHF より伝送は楽. 広帯域ディジタル伝送は地上デジタル放送で実証済み

17 電波防護指針の観点から電波の強さが人体に好ましくない作用を及ぼさないレベルであるのかどうかを十分な安全率を考慮して判断するための基本的な考え方とそれに基づく指針値電磁界強度指針放送局携帯電話基地局等に適用評価する空間の電波の強度で規定 ( 電界強度磁界強度電力束密度 ) 局所吸収指針携帯電話端末等体に近接して使用する無線機器に適用比吸収率 (SAR:Specific Absorption Rate) で規定

18 電磁界強度指針 VHF は人体自体が共振する大きさ電波防護指針でも規定値が低い (30-300MHz) 電波防護指針諮問第 89 号電波利用における人体防護の在り方平成 9 年 4 月 24 日

19 局所吸収指針 MHz の頭部近傍以外は測定法が規定されていない.( 現在 IEC で検討中 ) 電波防護指針諮問第 89 号電波利用における人体防護の在り方平成 9 年 4 月 24 日

20 ここまでのまとめ伝搬アンテナから見たアナログ TV 跡地 ( 特に VHF) 伝搬損失は小さいアンテナは形状損失ともに大きい確かに影への回り込みは有利広帯域チャネル特性は環境にも依存するが十分に判っていない端末で大電力を使用するのは防護指針上難しい?

跡地へのシステム提案 ( 第 1 段階 ) 突出して多く互いに譲らず自営通信放送 ITS 電気通信 http://www.soumu.go.

21 跡地へのシステム提案 ( 第 1 段階 ) 突出して多く互いに譲らず自営通信放送 ITS 電気通信

22 各類型の特徴自営通信多種多様なニーズセンサから画像まで様々な情報基地局 - 端末, 端末間など通信形態も多様安全安心のための排他的利用を主張放送時間的には連続運用 ( 共用に不適 ) 共用が不可避 ITS 車車間通信出会い頭衝突を避けるためのセンシングが主電気通信 700MHz/900MHz のペアバンドの 3G への供用は規定路線

23 自営通信関連システム ( 報告書より )... 自営通信については次のような電波の有効利用方策を講じることが重要である限られた周波数帯域により多くの電波利用を収容できるよう複数の利用者が一定の周波数帯域において時間等を分割することにより通信を実現する共同利用型システムを構築すること移動通信を優先すること公共性の高い安全安心の確保安全安心の確保に必要な電波利用の実現を優先すること

24 自営通信関連システム ( 報告書より ) 非常災害時等特定の時間にトラフィックが集中する電波利用とその他の電波利用を効率的に収容できるようトラフィック制御手段を講じること非常災害時において複数の機関が同一の映像情報等を伝送する必要がある場合に可能な限り効率的に電波利用が可能となるような方策を検討することまた今後自営通信システムの検討を進めていくに当たっては年度までの実用化が望まれた被災現場等における災害対策救援用のブロードバンド移動通信システムをベースとすることが適当である

25 自営通信関連システム ( 報告書より ) 安心安全な社会の実現に向けた情報通信技術のあり方に関する調査研究会最終報告書

26 導入すべきシステムの姿貴重な広帯域を不必要に分割すべきでない一旦分けてしまった帯域を元に戻すのは極めて困難ガードバンドにより分割損が生じる空いた周波数の回収再利用も念頭多様なユーザを収容できる柔軟なシステム QoS と優先度に応じた制御異なる業務間の相互通信も可能 : 非常時対応利害の対立を克服 ( メーカ / ユーザ / 主管庁 ) ユーザ側の妥協も少しは必要端末間通信のサポート隠れ端末問題の解消に課題

27 導入すべきシステムの姿どうしても単一システムでは無理な場合集中制御型コグニティブ無線が望ましいシステム毎に専用の帯域は割り当てない : 分割損制御専用チャネル優先度に応じた動的な周波数配分 : 優先度の判断? 端末間通信はセンシングに頼らざるを得ない : 通信品質の確保? 運用母体の問題単一システムもしくは周波数配分制御の運用者は誰か? 自営でなくなる

28 米国 FCC のケース常に先進的なスペクトル政策必ずしも国際協調は考慮せずデジタル TV への移行 ( コグニティブ無線による 2 次利用 ) 跡地再割当 ( オークション )

29 米国 FCC のケースこれまでの方針

30 米国 FCC のケース新しい方針 (2007 年 7 月, FCC07-132) バンド D 事業者免許 (2 5MHz, 全国, オークション ) 公共安全と隣接

31 米国 FCC のケース新しい方針 (2007 年 7 月, FCC07-132) 公共安全ブロードバンド ( 下側 2 5MHz, 全国, 単一免許 ) ナローバンド ( 上側 2 6MHz)

32 米国 FCC のケース新しい方針 (2007 年 7 月, FCC07-132) Public Safety / Private Partnership 隣接する全国単一の事業者免許帯域 (2 5 MHz) と全国単一の公共安全ブロードバンド免許帯域 (2 5 Mhz) 免許人は異なる事業者が相互運用な公共安全ネットワークを構築非常時には警察消防など異なる公共機関の相互通信を提供事業者帯域にも優先アクセス権設定平時には事業者が公共安全帯域を二次利用可能非常時の公共安全通信帯域を最大限に確保しつつ, ネットワークの共有によるコスト低減が図れる.

33 米国 FCC のケース新しい方針 (2007 年 7 月, FCC07-132) Public Safety / Private Partnership 単一のネットワークインフラ事業者用 5 MHz 公共用 5 MHz 平時の運用優先度非常時の運用周波数

34 論点本当に VHF は移動通信向けといえるのか? 伝搬アンテナ EMC の観点から自営通信に関して新しい技術新しい利用の枠組みを導入して周波数利用効率を上げる意思があるのか? 放送や ITS の帯域見積は適正か? 音声放送はテレビ同様アナログからの移行で帯域を返還すべきではないか? 車車間通信 ( センシング ) に必要な周波数と帯域幅の見積は適正か?

資料 2-1 VHF 帯での利用を計画する具体的システムの提案について平成 30 年 12 月 21 日 ( 株 )NTT ドコモ 2018 NTT DOCOMO, INC. All Rights Reserved.

資料 2-1 VHF 帯での利用を計画する具体的システムの提案について平成 30 年 12 月 21 日 ( 株 )NTT ドコモ 2018 NTT DOCOMO, INC. All Rights Reserved. 資料 2-1 VHF 帯での利用を計画する具体的システムの提案について平成 30 年 12 月 21 日 ( 株 )NTT ドコモ CONTENTS 1. 提案内容について提案するシステムの名称及び概要参入主体として具体的に想定される者 2. サービスについて想定しているサービスの内容及び需要見込み想定するサービスエリアサービスの開始に向けた計画及び想定される課題 3. 制度技術面について