資料1-2 5GHz帯無線LANの周波数拡張に係る技術的条件の検討開始

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1 資料 1-2 5GHz 帯無線 LAN の周波数帯拡張等に係る技術的条件 の検討開始について 平成 27 年 12 月 11 日事務局

2 1. 検討開始の背景 5GHz 帯無線 LAN の周波数帯拡張等に係る技術的条件 スマートフォンやタブレット端末等の普及により 移動通信システムのトラヒックは年々増加傾向にある そのため 急増するトラヒックを迂回するオフロード先として無線 LAN を活用する傾向にあり無線 LAN が混雑 2019 年のラグビーワールドカップや 2020 年の東京オリンピック パラリンピック競技大会等を見据え 無線 LAN をつながりやすくするため 無線 LAN の利用増加を考慮した使用周波数帯の拡張が重要 また 将来的なトラヒック増加に対応するため 5GHz 帯無線 LAN の使用周波数帯の拡張について 各国との整合性を図りつつ導入に向けた制度整備が必要 移動通信データトラヒックの増大 オフロード用無線 LAN アクセスポイントの増加 450, ,000 約 400, , , ,000 約 240,000 約 260, , , ,000 約 146,400 約 100,000 50,000 0 約 14,200 H24.6 末時点 H27.9 末時点 H24.6 末時点 H27.9 末時点 H24.6 末時点 H27.9 末時点 NTTドコモ KDDI ソフトバンク 1

3 周波数帯拡張に伴う帯域毎の課題 周波数共用システムイメージ課題 W52 ( GHz) 移動衛星 Globalstar ( GHz) フィーダリンク up up down down 屋外使用の可否 地上局 衛星端末 W53 ( GHz) 地球探査衛星 ( GHz) 気象レーダー ( GHz) 固体素子気象レーダー 屋外使用の可否 DSRC システム ( GHz) 来年 1 月頃に予定している技術試験事務の実証実験を踏まえて検討 W58 ( GHz) 放送システム STL/TTL/TSL FPU ( GHz) 来年 1 月頃に予定している技術試験事務の実証実験を踏まえて検討 2

4 H27 12 月 H28 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月情報通信技術分科会陸上無線通信委員会作業班 アドホック検討スケジュール 12/11 作業班(第 1 回)12/8 作業班設置の承認検討開始報告委員会 分科会 12/11 検討開始報告進捗状況に合わせて適宜開催 8 月上旬 委員会委員会報告案の検討パブコメ 10 月中旬 委員会委員会報告案の確定 分科会 11 月下旬一部答申 7 月中旬 作業班作業班報告案の検討 4 月中旬 中間報告委員会 3 1/26 委員会意見陳述の実施

5 5GHz 帯周波数の使用状況 概要 参考 1 国際分配 ( 第三地域 ) の概要 地球探査衛星 ( 能動 ) 無線標定 宇宙研究 移動 ( 航空移動を除く ) 無線航行 地球探査衛星 ( 能動 ) 宇宙研究 ( 能動 ) 無線標定 無線標定 アマチュア アマチュア衛星 ( ) 航空無線航行固定衛星 ( ) 移動 ( 航空移動を除く ) 地球探査衛星 ( 能動 ) 無線標定宇宙研究 ( 能動 ) 移動 ( 航空移動を除く ) 地球探査衛星 ( 能動 ) 宇宙研究 ( 能動 ) 航空無線航行無線標定 海上無線航行移動 ( 航空移動を除く ) 地球探査衛星 ( 能動 ) 宇宙研究 ( 能動 ) 無線標定 海上無線航行移動 ( 航空移動を除く ) 無線標定 無線標定移動 ( 航空移動を除く ) アマチュア宇宙研究 ( 深宇宙 ) 無線標定アマチュア 固定固定衛星 ( ) 移動無線標定 国内の利用状況 5.35GHz 各種レーダ ( 船舶 航空 ) 5.15GHz 5.25GHz GHz 5.65GHz アマチュア無線 5.15GHz 移動衛星フィーダリンク 5.25GHz 気象レーダ 5.2 / 5.3GHz 帯無線 LAN ( 屋内限定 ) 5.35GHz 5.47GHz 5.6GHz 帯無線 LAN ( 屋内 / 屋外 ) 5.725GHz 産業科学医療用 (ISM) 5.77GHz DSRC 5.875GHz FPU 5.925GHz 5.2GHz 5.3GHz 5.4GHz 5.5GHz 5.6GHz 5.7GHz 5.8GHz 5.85GHz 5.9GHz 諸外国の無線 LAN システムの利用状況 5.15GHz 5.25GHz 5.35GHz 5.47GHz 5.725GHz 5.85GHz 米国 5.2 / 5.3GHz 帯無線 LAN ( 屋内 / 屋外 ) 米国 5.6GHz 帯無線 LAN ( 屋内 / 屋外 ) 米国 5.8GHz 帯無線 LAN( 屋内 / 屋外 ) 欧州 5.2 / 5.3GHz 帯無線 LAN ( 屋内限定 ) 欧州 5.6GHz 帯無線 LAN ( 屋内 / 屋外 ) 5.3GHz 帯 5.6GHz 帯 DFS(Dynamic Frequency Selection) が必須 TPC(Transmitter Power Control) が必須 4

6 通信速度 10Gbps (6.9Gbps) (1.3Gbps) 1Gbps (600Mbps) 100Mbps (54Mbps) (11Mbps) 10Mbps (2Mbps) 1Mbps ( 規格上の最大値 ) 5GHz OFDM a g OFDM b 2.4GHz CCK 第 1 世代 GHz DS/FH 第 2 世代 Centrino PC Wi-Fi 技術の進展 端末数の増加 使用目的の多様化 通信速度の高速化 情報量の大容量化 第 3 世代 5GHz/2.4GHz MIMO iphone Android 3.6Mbps n 7.2Mbps 14Mbps HSPA 5GHz 第 4 世代 ac 150Mbps 112.5Mbps 100Mbps 75Mbps LTE CDMA MU-MIMO OFDMA Wearable Device ~5Gbps 1Gbps ax UL MU-MIMO LTE-A 最大 10Gbps ( 一定の条件下では最大 20Gbps) 5G ax 検討における要求条件 ( 検討中 ) AP や端末が稠密に存在する環境にて大容量 高スループット化 -UL MU-MIMO -Dynamic Sensitivity Control (DSC) - 干渉抑制技術などの高効率アクセス技術により AP あたりのスループット 4 倍以上を目標 参考 2 PCMCIA Card year 5

7 2. 周波数有効利用に関する調査検討の概要 背景 無線 LAN システムの利用増加に伴い 使用周波数帯が混雑 家電製品やゲーム端末等も含めて 様々な機器への無線 LAN システムの搭載が進展 携帯電話事業者による移動通信トラヒックの無線 LAN システムへのオフロードが増加 地方公共団体等の多様な主体による公衆無線 LAN アクセスポイントの整備が進展 将来的なトラヒック増加に対応するため 各国との整合性を図りつつ 導入に向けた検討が必要 目的 無線 LAN システムの周波数拡張 利用範囲の拡大 ( 屋外利用等 ) に向けた検討の実施 実施内容 W52 W53 帯域の屋外利用 レーダとの共用検討 5.35GHz 各種レーダ ( 船舶 航空 ) 5.85GHz 5.15GHz 移動衛星フィーダリンク 5.25GHz 気象レーダ 地球探査衛星 GHz 5.46GHz 5.47GHz 5.57GHz 地球探査衛星 5.65GHz 5.725GHz アマチュア無線 産業科学医療用 (ISM) DSRC 5.875GHz 5.925GHz STL/TTL FPU 5.47GHz 5.75GHz 5.2 / 5.3GHz 帯無線 LAN ( 屋内限定 ) 屋外利用の検討 5.6GHz 帯無線 LAN ( 屋内 / 屋外 ) 5.2GHz 5.3GHz 5.4GHz 5.5GHz 5.6GHz 5.7GHz 5.8GHz 5.9GHz 6

8 3. 移動体衛星システムとの周波数共用検討 目的 現状の W52 帯域 (5,150-5,250MHz) における無線 LAN の運用条件は 屋内利用限定で最大 e.i.r.p. 出力 10mW/MHz である この運用条件を 屋外でも利用可能とする条件への拡大可能性を検討する 共用検討対象システム ICO( 中断中 ) アップリンクとして 5,150-5,250MHz を使用 衛星は高度 10,390km Globalstar アップリンクとして 5,091-5,250MHz を使用 衛星は高度 1,414km の 8 軌道に計 48 機 検討内容 屋外 / 屋内環境に対応した伝搬パラメータ 無線 LAN 出力をパラメータとして 無線 LAN 共用検討対象となる移動衛星システム ( ICO 及び Globalstar ) に対する無線 LAN AP の許容運用台数を算出する 計算方法 ITU-R 勧告 M.1454 の計算モデルを用いて 屋外利用の具体的なパラメータ範囲を把握するため 屋外利用率とそれに対応する平均建物遮蔽損失 無線 LAN 稼働率 最大 e.i.r.p. 送信電力を変えて無線 LAN の許容運用台数を計算する 7

9 4. 気象レーダーとの共用検討 目的 気象レーダーとの共用条件として 無線 LAN に搭載されている DFS が パルスパターン及び送信電力が従来型レーダーと異なる固体素子レーダーに対して動作するかを机上検討する 固体素子レーダーのパルスパターンを実装した無線 LAN を用いて 実際の固体素子レーダーに対して DFS が動作するかを実験で確認する 共用検討対象システム 固体素子レーダー 従来型のマグネトロン / クライストロンレーダーと比べて送信電力が比較的小さく 小型化 保守性向上や装置の長寿命化等の多くのメリットがあるため 今後 従来型に置き換わりつつある 従来型より送信電力尖頭値が低いことを補うため 従来型レーダーとはパルスパターンが異なるパルス時間を長く取ったチャープパルスを使用する 検討内容 机上検討無線 LAN での固体素子レーダーの検出レベルは従来型レーダーよりも低くなり DFS が動作し難くなる 実運用されている固体素子レーダーのパラメータを用いて無線 LAN の DFS での検出レベルを算出し DFS が動作するしきい値と比較する 実験固体素子レーダーの検出パルスパターンを実装した無線 LAN の DFS 動作を室内実験及びフィールド実験で確認する 計算方法 ITU-R 勧告 M.1652 の計算モデルを用いて 送信電力 100~1,000mW(W56 での出力電力値 ) の無線 LAN の DFS での送信電力 5 6kW( 現在運用中レーダーの規定値 ) の固体素子レーダーの検出レベルを計算する 8

10 5. 地球探査衛星との共用検討 目的 現状の W53 帯域 (5,250-5,350MHz) における無線 LAN の現状の運用条件は屋内利用限定で最大 e.i.r.p. 出力 10mW/MHz である この運用条件を 屋外でも利用する条件への拡大可能性を検討する 共用検討対象システム W53 帯域 SAR4: 中心周波数 5,300MHz を使用 W53 帯の SAR のうち最も干渉条件が厳しい 検討内容 屋外 / 屋内環境に対応した伝搬パラメータ 無線 LAN 出力をパラメータとして 無線 LAN 共用検討対象となる地球探査衛星システムに対する無線 LAN の許容運用台数を算出する 計算方法 ITU-R 勧告 RS.1632 の計算モデルに対し 無線 LAN のパラメータを用いて 高出力化及び屋外利用した場合の SAR に対する干渉レベル / 雑音レベル (I/N) を算出する 干渉レベルが許容レベル I/N = -6dB を満たす無線 LAN の許容運用台数を算出 9