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1 ITU-R SG5 の活動動向 おおつき大 しんや 1 とぎたくみ 2 槻信也 / 硎 琢己 NTTアクセスサービスシステム研究所 1 /NTTドコモ 2 スマートフォンに代表される移動通信方式, 柔軟性 耐災害性に優れた固定無線方式など, 無線通信は電気通信網で大きな役割を果たしています. 無線通信にかかわる国際標準化組織の 1 つであるITU-Rでは, 本年の後半に無線通信総会 (RA) と世界無線通信会議 (WRC) が開催されるため, 特に重要な時期を迎えます. ここではITU-Rで地上無線通信の研究を所掌する第 5 研究委員会 (SG5) とその傘下の作業部会 (WP) の最近の動向と, それらに対するNTT 研究所,NTTドコモの貢献について紹介します. Conference) の議論に必要な研究を遂行し,WRCでの解決方法を提示することも任務の 1 つとなっています. ITU-Rには 6 つのSGが設置されており,SGの構成は表 1のようになっています (1). SG5は表 1 に示すように地上業務を 所掌するSGであり, 今研究会期 ( 年 ) の議長として前研究会期 ( 年 ) に引き続き日本から橋本明氏 (NTTドコモ) が選出されています. SG5 傘下には表 2に示す 4 つの常設の作業部会 (WP: Working Party) ITU-R の構成と SG5 の所掌 国際電気通信連合無線通信部門 (ITU-R: International Tele com mu nication Union-Radio communication Sector) は無線通信に関する規則制定と標準化を遂行するITUの部門の 1 1 ITU-R の 構成 つで, その構成を図 1に示します. この図のうち, 研究委員会 (SG: Study Group) では, 無線システムの特性と品質, 無線通信の周波数スペクトラムの使用, 衛星軌道の使用に関する研究を行い, 勧告や報告を作成します. また, 各周波数帯の利用方法, 衛星軌道の利用方法, 無線局の運用に関する各種規程, 技術基準等をはじめとする国際的な電波秩序を規律する無線通信規則 (RR: Radio Regulations) の改訂を行う世界無線通信会議 (WRC: World Radiocommunication SG1: スペクトラム管理 監視 SG3: 電波伝搬 SG4: 衛星業務 SG5: 地上業務 SG6: 放送業務 SG7: 科学業務 表 1 ITU-R の SG 構成 所掌範囲 スペクトラム計画, 利用, 技術, 共用及び監視 電離媒質, 非電離媒質中における電波伝搬並びに電波雑音特性 固定衛星業務, 移動衛星業務, 放送衛星業務及び無線測位衛星業務のネットワークとシステム 固定業務, 移動業務, 無線測位業務, アマチュア及びアマチュア衛星業務のネットワークとシステム 一般公衆向け配信を目的とした映像, 音声, マルチメディアとデータサービスを含む無線放送 宇宙運用, 宇宙研究, 地球探査及び気象に関するシステム, 受動及び能動のセンシングシステム, 電波天文, 標準電波及び時報信号 NTT 技術ジャーナル

2 WP5A WP5B WP5C WP5D が設置され,ITU-R 勧告などの実質議論はこのWPで実施されます.NTT 研究所からは陸上移動業務を所掌する WP5Aと固定無線を所掌するWP5C, NTTドコモからは IMT(International Mobile Telecommunications) *1 を所掌するWP5Dに継続的に参加 活動をしています. さらに, 特定のテーマについて短期間で議論をするタスクグループ (TG: Task Group) や複数のSGにまたがる特定のテーマを議論するジョイントタスクグループ (JTG: Joint Task Group) が設置される場合もあります. SG5に関連するJTGとして, 最近では 2015 年に開催される WRC(WRC-15) での議題である IMT 用追加周波数の特定に向けた議題 ( 議題 1.1) について必要な共用検討 (IMTと既存の無線システムの共存条件の検討 ) を実施するJTG が2012 年から2014 年まで設置されました. ここではこの JTG の議論についても紹介します. 最近の SG5 関連会合の状況 表 2 WP5A WP5Aは主に陸上移動無線 (IMT を除く ) を所掌するWPであり, 対象とする主な無線システムとしては, 無線 LANを含むワイヤレスアクセスシステム (WAS: Wireless Access System), 公共安全 災害救援 (PPDR: Public Protection and Disaster Relief) 用 SG5 配下の WP 構成 所掌範囲 IMTを除く陸上移動業務, ワイヤレスアクセスシステム, アマチュアおよびアマチュア衛星業務海上移動業務, 航空移動業務および無線測位 ( レーダ等 ) 業務固定業務および30 MHz 未満の固定 陸上移動業務 IMT 無線システムなどがあり, さらに陸上移動無線のための新技術一般についても検討し, これらの勧告化 報告化を推進しています. 前回会合 (2014 年 10,11 月開催 ) においては, コグニティブ無線システム (CRS: Cognitive Radio System) *2 に関するレポート策定作業を完了させ, 陸上移動無線における周波数の有効利用にCRS 技術が貢献することが期待されます. また,ITS(Intelligent Transport System) に関する標準化活動も活発に行われています.ITSについては, より高精度な自動車用衝突防止に使われる高分解能レーダ実現を目的とし, GHz 帯を連続して本システムでカバーするために 自動車アプリケーションのための GHzにおける無線標定業務の新たな周波数分配に向けた議題 が WRC-15での議題の 1 つとなっています.WP5Aでは無線標定業務を所掌するWP5Bと協力して既存の無線システムとの共存問題などを検討し, 両者が共存できる解決方法を提示しています. この結果は GHzに無線標定業務の新規周波数分配を支持している日本の方針 (2) に沿った方向となっています. WP5B WP5Bは海上移動業務, 航空移動業務および無線標定業務 ( レーダ ) などを所掌としており, 航空機内通信, 無人飛行体通信などWRCで議論される多くの課題を扱っています. 通信事業 者からの直接的寄与は比較的少ないですが,NTTグループ会社ではほかの WPからのWP5Bへの連絡文書により必要な意見を表明することを通じて対応しています. WP5C WP5Cは主に固定無線を所掌する WPであり, 対象とする主な無線システムとしては, 中継用無線システム, 固定無線アクセス (FWA: Fixed Wireless Access) システム, 移動通信用基地局のためのモバイルバックホール (MBH: Mobile BackHaul) 用無線システム, 放送業務中継用固定無線システム, 災害時用臨時無線システムに関する勧告および報告の策定作業を実施しています. 前回会合においては, 固定無線システム (FWS: Fixed Wireless System) の将来動向と応用に関する新報告の策定作業を完了させました (3). 本報告の詳細については後述します. さらに,WP5Cでの現在の検討事項の 1 つとして, 今後のIMTへのトラフィック需要増大に対応するために, MBHにおいて固定無線システムが果たす役割 ( 使用周波数帯, 網構成, 所要容量など ) に関する新報告の策定作業を進めています. 本作業はIMTを所掌するITU-R WP5Dや, 光伝送網およびアクセス網基盤を所掌する ITU-T SG15など他組織との連絡文書による情報交換を行いながら進めています. 本節では上述のFWSの将来動向と応用に関するITU-R 報告について概 *1 IMT: いわゆる第 3 世代 (3G) 以降の移動通信システムであり,IMT-2000 や IMT- Advanced を含みます. *2 コグニティブ無線システム : 周囲環境 ( 運用地点における電波使用状況および確立された運用方針など ) に関する知識を習得し, これに基づきシステムの運用パラメータ ( 送信出力, 運用周波数など ) とプロトコルを動的かつ自律的に調整し, 性能改善への再学習機能を有する無線システムです. 60 NTT 技術ジャーナル

3 説します.FWSは, 中継用 (Transport or Trunking network) 無線システム, FWAシステム,IMT 等陸上移動網のバックホール (MBH), 災害時などにおける臨時用途 (Temporary Use) への適用と, 多種多様な役割を担っています ( 図 2). 中でも, 近年のスマートフォンの普及に伴い爆発的に増大する陸上移動網のトラフィックに対応するため, そのMBHを実現するシステムの 1 つであるFWSについても同様に大容量化への要求が高まってきています. このような要求にこたえることを目的として, これまで主に使われてきた30 GHz 以下の周波数帯と比較してより広い帯域幅の利用が可能となるミリ波帯を利用したFWS 技術の研究開発が推進されています.ITU-R 報告 F.2323 固定無線方式の利用と将来動向 (Fixed service use and future trends) は, このような背景のもとに, 近年のFWSに関する技術開発, さまざまな周波数帯におけるFWSの将来的な発展についてのガイダンスを提供することを目的としています. この ITU-R 報告は,FWSの現状および今 後のトレンドをまとめたものであり, その内容は主に1FWSの適用分野, 2 周波数帯域ごとのFWSの利用動向, 3FWSの技術動向,4FWSのスペクトル需要の側面, から構成されています.NTT 研究所は, 本報告の取りまとめに関して主導的な立場で多くの寄与を行い, 主にFWSの応用として, FWA 用機器を用いた構成例としての列車内インターネットサービスを適用するためのバックホール (4),60 GHz 帯を利用した無線システムをFWAに接続しホームネットワークの伝送を行うシステム (4), および高い周波数を利用した無線システムの例として,120 GHzといった非常に高い周波数を利用した無線システム技術 (5) の記載を提案し, いずれも報告に反映されています. WP5D WP5DはIMTを所掌するWPであり,IMT 無線インタフェース, 周波数配置 (IMT 特定帯域内の周波数使用方法 ),IMT と他業務との周波数共用, 将来のIMT 第 5 世代 (5G) 携帯電話 の開発プロセス コンセプトなどに関する決議, 勧告および報告の策定作業 を実施しています.NTTドコモでは, 5GをはじめWP5Dの課題に多くの貢献をしています. 以下に2020 年ごろの導入に向けて現在活発な議論が行われている5G 関連の検討状況を概説します. (1) 5Gに向けた検討状況 WP5D( 前身のWP8Fを含む ) では, これまでIMT-2000( 第 3 世代 ) *3, IMT-Advanced( 第 4 世代 ) *4 の無線インタフェースに関する研究が行われ, 民間標準化団体などから提案される技術仕様をITU-R 勧告として採用してきましたが,IMT-2020( 第 5 世代相当方式の仮称 ) *5 については新たな無線インタフェース仕様を2020 年 *3 IMT-2000: 無線インタフェースとしては, W-CDMA,HSPA,LTE などを含みます. *4 IMT-Advanced: 無線インタフェースとしては LTE-Advanced などを含みます. *5 IMT-2020: 第 3 世代 (3G) という用語は ITU を含めて広く使われていますが, 第 4 世代 (4G) の表現は世代区分が明確でないため ITU では基本的に用いられず, 第 5 世代 についても同様です. ここでは仮称として IMT-2020 を用いていますが, このほかに IMT-2020 Connect も候補になっており 2015 年 10 月に正式な名称が決定される予定です. NTT 技術ジャーナル

4 ごろに確定することを目指しています. また,IMT-2020を含む将来 IMT の研究プロセスに関する決議案や, IMT-2020の利用シーン アプリケーション, 要求条件, 技術トレンドなどを含む勧告 (Vision 勧告 ) 案の議論が活発に行われています.ITU-Rでは過去のIMT 研究でも同様の進め方が採用されていますが,5Gでは検討開始から導入までが約 8 年とより短くなっています ( 図 3). (2) 5G Vision 勧告案 Vision 勧告案では,IMT-2020について大きく 3 つの利用シーンが想定されています. スマートフォンをはじめとするモバイルブロードバンドのさら なる発展に相当する利用 (Enhanced Mobile Broadband),IoT(Internet of Things),IoE(Internet of Everything) 時代の多数の端末間通信による利用 (Massive Machine Type Communications), およびV2V(Vehicle to Vehicle) や公衆安全システムなど高信頼性が要求される利用 (Ultrareli able and Low Latency Com mu nica tions) です.Vision 勧告案では, IMT-2020システムに 8 つの要求項目が検討されていますが,2003 年に策定されたIMT-2000,IMT-Advanced のVisionに関するITU-R 勧告 M.1645 (6) では高速移動, ピーク伝送速度の 2 項目のみが規定されており *6, その後 技術の進展とともにIMTに期待される役割が多種 多様に及んでいることが分かります ( 表 3). なお, 表 3 の値はあくまで目安であり, 最終的な要求項目 要求値はVision 勧告策定後に改めて議論されます. JTG 前回 WRC12で IMTの追加特定帯域 がWRC-15の議題に採択されました ( 議題 1.1). 本議題の対象帯域を使用する既存業務が多岐に及ぶため, 関連するSGをまたがるJTG (JTG) が議題の責任グループとして *6 ITU-R 勧告 M.1645 策定後,2008 年に ITU-R 報告 M.2134 で要求項目 要求値を追加 アップデイトしました. 表 3 IMT-2020 と IMT-Advanced のシステム要求項目 目標値比較 ITU-R 勧告 M.1645 (IMT-2000/IMT-Advanced) ITU-R 報告 M.2134 (IMT-Advanced) Vision 勧告案 (IMT-2020) 勧告 報告策定年次 2003 年 2008 年 2015 年 端末移動速度 250 km/h 350 km/h 500 km/h ピーク伝送速度 0.1 ー 1 Gbit/s 1 Gbit/s 20 Gbit/s ユーザ実効伝送速度 ー 10 Mbit/s 0.1 ー 1 Gbit/s 接続端末密度 ー 10 5 /km /km 2 許容遅延 ( 無線区間 ) ー 10 ms 1 ms 消費電力効率 (/bit) ー ー 100 倍 (IMT-Advanced 比 ) 周波数利用効率 ー ー 2 5 倍 (IMT-Advanced 比 ) エリアトラフィック容量 ー 0.1 Mbit/s/m 2 10 Mbit/s/m 2 62 NTT 技術ジャーナル

5 設置されました. 一方 IMT 所要周波数帯域幅や他業務との共用検討に使用するIMTパラメータはWP5Dで検討が行われました. これを基にJTGでは IMTと他業務との共用検討, 候補周波数帯の取りまとめ,IMT 用周波数として特定する場合の無線通信規則 (RR: Radio Regulations) 改訂を行い, 結果をCPM Report *7 案としてまとめました. (1) IMT 所要周波数帯域幅 2020 年時点のIMT 所要周波数幅として,1340 MHz( 低需要 ) 1960 MHz( 高需要 ) とすることが合意されました. これらの検討結果はNTT ドコモがWP5D 会合に多くの寄与を行い, 算出方法から算出ツールの作成, 結果の導出までを主導したものであり,ITU-R 報告 M.2290 (7) として2013 年 12 月のSG5で承認されています. (2) 候補帯域 IMT 追加特定の候補帯域については, 多くの国からの提案を取りまとめて, 以下の周波数帯とすることが合意されました /698 MHz, MHz, MHz, MHz, MHz, MHz, MHz, MHz, MHz, MHz, MHz, MHz, MHz, MHz, MHz, MHz, MHz. WRC-15ではこのうちの一部がIMT 用周波数として追加特定される見込みですが, 日本が支持するCバンド ( MHz, MHz) とL バンド ( MHz, *7 CPM Report:WRC 議題の技術的検討結果, それに基づく議題の解決方法, 無線通信規則改訂案の例示などを取りまとめ WRC へ提示する Report です.WRC の約半年前に開催される CPM( 会議準備会合 ) で審議のうえ最終化されます MHz) も含まれています. (3) 他業務との共用検討候補帯域を使用している既存業務と IMTの共用検討を行い, 双方が周波数共用を行うための条件 ( 離隔距離や出力制限など ) や, 干渉低減技術, 共用可能性の分析などがまとめられました. この共用検討に使用するIMTパラメータ ( 出力, アンテナ高, 基地局 端末密度など ) は主としてNTTドコモの寄与によりWP5Dで検討され, ITU-R 報告 M.2292 (8) として2013 年 12 月のSG5で承認されました. Cバンドについては,IMTと固定衛星業務との共用が主たる課題となりますが,IMT 基地局に低出力, 低所設置スモールセルの採用による干渉低減効果や最新の伝搬モデルを反映する干渉モデルを採用した検討をNTTドコモから入力して, 固定衛星業務とIMTの共用条件が緩和されることを示すことに貢献しています. また,Lバンドについては, 候補帯域に隣接する MHzを使用する地球探査衛星業務へのIMT 不要発射の影響が重要な課題の 1 つですが, 日本から国内で運用中の基地局, 移動局の不要発射の測定値を示し, 科学業務に影響を与えず隣接帯域での IMT 運用が可能であることを主張し, 日本の見解が関連文書に反映されています 年度会合へ向けての活動 WP5Dで議論されている第 5 世代 IMTのVisionに関する勧告, 開発プロセスおよび名称に関する決議は2015 年 7 月のSG5 会合で採択される見込みです ( その後関連決議については2015 年 10 月のRAで承認予定 ). 一方 JTGで取りまとめたWRC-15 議題 1.1(IMT 用追加周波数の特定 ) の検討結果は2015 年 3 月に開催される CPM(Conference Preparatory Meeting)15-2 会合でCPM Reportとして最終化され, これをベースに2015 年 11 月のWRC-15でどの周波数帯をどのような条件でIMT 用周波数として特定するかが決定されます. 今後の展望 2015 年はITU-R でRA-15および WRC- 15など大規模会合が開催される年となっています.WRCでは我が国全体にとって重要な議論としてIMT 用周波数割当の議題がありますが, それ以外にもNTTグループで利用している無線周波数帯にほかの新規業務が参入し今後国際的に共存が求められるような議論もあります. さらに,WRC-15ではその次に開催されるWRC( 現時点では2019 年を想定 ) での議論項目案も決定される予定であり,NTTドコモでは総務省の指導のもとに2020 年以降のIMT 向け周波数に関する新たな議題を提案しています. 無線スペクトラム利用に対する需要は年々増大しており, より広範な周波数帯について多種多様な議論が予想されるため,NTTグループ全体にとって好ましい周波数利用のあり方を意識して, 引き続きITU-R 活動を推進したいと考えています. 参考文献 (1) 橋本 : 無線通信の国際標準化, 日本 ITU 協会, (2) (3) (4) 大槻 植田 : ITU-R 新報告 固定無線方式の利用と将来動向 ( その 1) 新報告策定への取組と今後の課題, ITU ジャーナル, Vol.44,No.3,pp.6-9,2014. (5) 枚田 : ITU-R 新報告 固定無線方式の利用と将来動向 ( その 2) ミリ波関連研究開発の動向, ITU ジャーナル,Vol.44,No.3, pp.10-14,2014. (6) (7) (8) NTT 技術ジャーナル