ARIB機関誌No.78(抜粋)

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1 特 別 寄 稿 第 23 回 電 波 功 績 賞 を 受 賞 して AXGP(Advanced extended Global Platform) システムの 実 用 化 Wireless City Planning 株 式 会 社 取 締 役 COO 宮 川 潤 一 このたび AXGP(Advanced extended Global Platform)システムの 実 用 化 に 対 して 名 誉 ある 電 波 功 績 賞 電 波 産 業 会 会 長 賞 を 頂 き 大 変 光 栄 に 存 じます 今 回 受 賞 の 対 象 となりましたAXGPシステムについて 以 下 に 概 要 を 紹 介 いたします 1 まえがき 当 社 は2.5GHz 帯 を 使 用 する 広 帯 域 移 動 無 線 アクセスシステム(BWA:Broadband Wireless Access)である XGP 事 業 を 株 式 会 社 ウィルコ ムより2010 年 12 月 に 承 継 しました その 後 XGP を 高 度 化 させた AXGP (Advanced extended Global Platform)の 開 発 導 入 を 推 進 し 2011 年 11 月 に 業 界 最 速 となる 下 り110Mbpsの 最 高 伝 送 速 度 を 実 現 する 次 世 代 ネットワーク サ ービスであるAXGPサービスを 開 始 しておりま す 本 稿 では AXGP のシステム 概 要 標 準 化 動 向 及 び 実 用 化 状 況 について 御 説 明 させていた だきます XGPはAXGP ( 高 度 化 XGP)へ PHSから 発 展 したXGPの 特 長 を 活 かしながら 100Mbpsクラスのサービスを 実 現 2 AXGP のシステム 概 要 2.1 XGP から AXGP へ XGP とは もともとPHS(Personal Handyphone System)の 次 世 代 システムとして 開 発 されたBWAシステムで 技 術 的 には PHS で 既 に 導 入 済 みの 技 術 であるマイクロセルシ ステム TDD 技 術 (Time Division Duplex: 時 分 割 複 信 )をベースに 他 のBWA 技 術 でも 導 入 され ているOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access: 直 交 周 波 数 分 割 多 元 接 続 )や 10MHz 幅 以 上 の 広 帯 域 システム といった 最 新 の 高 速 化 技 術 を 融 合 して 最 適 化 したシステム です XGPは2009 年 に 最 大 20Mbpsの 高 速 データ 通 信 サービス(10MHz 幅 システム)として 実 用 化 されました AXGP 100Mbps 超 PHS 高 度 化 PHS 20Mbps 32kbps 800kbps AXGP:Advanced extended Global Platform 図 1 PHS から AXGP へ XGP

2 しかしながら その 後 スマートフォンの 普 及 などによるデータ 通 信 トラヒックの 爆 発 的 な 増 大 が 顕 在 化 し モバイル 高 速 データ 通 信 需 要 がますます 高 まる 状 況 の 中 他 のワイヤレスブ ロードバンドシステムにおいても 数 十 Mbpsレ ベルを 超 えるさらなる 高 速 システムの 導 入 が 検 討 される 状 況 となってきました 一 方 従 来 のXGPシステムにおいては 各 ディバイスの 流 用 共 通 化 によるインフラ 設 備 の 低 価 格 化 を 図 ること さらには 効 率 的 な 基 地 局 エリア 展 開 を 可 能 とすることなどが 他 システムとの 競 争 を 行 っていく 上 で 大 きな 課 題 となっておりまし た そうした 状 況 にあって 従 来 の 数 十 Mbpsレベ ルを 超 える100Mbps 超 のデータ 通 信 を 実 現 し 合 わせてグローバルシステムとの 親 和 性 を 高 める 事 を 目 的 に XGPをさらに 高 度 化 させたシ ステムがAXGPシステムです 2.2 AXGPの 技 術 概 要 AXGPはXGPの 特 徴 である マイクロセルシ ステム TDD OFDMなどの 基 礎 技 術 はそのま ま 継 承 しつつ 以 下 に 代 表 されるような 変 更 を 加 えることで 伝 送 速 度 の 高 速 化 グロー バルシステムとの 親 和 性 向 上 サービスエリ アの 改 善 などを 実 現 しました AXGP 技 術 概 要 : 主 な 変 更 点 旧 XGP 具 体 的 な 高 度 化 内 容 は 以 下 に 示 す 通 りです < 伝 送 速 度 の 高 速 化 > システム 帯 域 幅 を 現 状 の 最 大 10MHz から 20MHz へと 広 帯 域 化 上 り/ 下 り 比 率 を 現 状 の 1:1 のみから 下 り 比 率 を 高 めて 高 速 化 ができるよう 送 信 繰 り 返 し 周 期 や 送 信 バースト 長 を 変 更 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 機 能 追 加 <グローバルシステムとの 親 和 性 向 上 > 各 占 有 周 波 数 帯 幅 の 見 直 し(2.5MHz/5MHz /10MHz の 各 占 有 周 波 数 帯 幅 ) 隣 接 チャネル 漏 洩 電 力 スペクトラムマス ク スプリアス 領 域 における 不 要 発 射 強 度 などを 標 準 マスクへ 変 更 上 りの 多 元 接 続 方 式 に SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multi Access ) 方 式 を 追 加 <サービスエリアの 改 善 > 基 地 局 空 中 線 電 力 の 緩 和 ( 最 大 40W/20MHz) 高 利 得 アンテナの 導 入 ( 最 大 17dBi) AXGP 占 有 周 波 数 帯 幅 など 2.4MHz, 4.8MHz, 9.6MHz 20MHzシステムの 追 加 MIMO 機 能 追 加 など 送 信 バースト 長 / 送 信 繰 り 返 し 周 期 / 上 下 比 率 バースト 長 :5ms 移 動 局 :2.5ms 以 内 基 地 局 :2.5ms 以 内 上 下 比 率 : 1:1 バースト 長 :2.5ms 5ms 10ms 移 動 局 :N 625μs 以 下 基 地 局 :M 625μs 以 下 (N+M=4,8,16) 上 下 比 率 :N:M 伝 送 速 度 の 高 速 化 多 元 接 続 方 式 など 隣 接 チャネル 漏 洩 電 力 /スペ クトラムマスク/ 不 要 発 射 強 度 OFDMA,TDMA,SDMAの 複 合 方 式 SC-FDMAの 追 加 ( 略 ) 標 準 マスク 等 の 緩 和 グローバ ルシステ ムとの 親 和 性 向 上 移 動 局 200mW 以 下 ( 変 更 なし) 空 中 線 電 力 送 信 空 中 線 絶 対 利 得 基 地 局 移 動 局 10W 以 下 40W 以 下 (20MHzシステムの 場 合 MHzシステムの 場 合 は 20W 以 下 ) 4dBi 以 下 ( 変 更 なし) 基 地 局 12dBi 以 下 17dBi 以 下 サービス エリアの 改 善 図 2 XGP から AXGP への 主 な 変 更 点

3 3 AXGPの 標 準 化 動 向 XGP の 標 準 策 定 を 行 っている XGP フォー ラムでは 前 身 である PHS MoU Group(2009 年 4 月 2 日 名 称 変 更 )において 2005 年 から XGP システムの 議 論 が 開 始 され 2006 年 に XGP 規 格 バージョン1として 初 めての 標 準 化 が 実 施 されました また ARIB においても 上 記 仕 様 をトランスポーズする 形 で 2007 年 に ARIB STD-T95 として XGP の 標 準 規 格 化 がな されています さらに ITU-R では BWA の 勧 告 として 2007 年 に XGP( 当 時 は Next Generation PHS として)を 含 んだ 勧 告 ITU-R M.1801 が 策 定 / 承 認 されました その 後 AXGP については 2008 年 から XGP フォーラムにて 規 格 策 定 が 開 始 され MIMO の 追 加 非 対 称 フレームの 追 加 フレ ーム 長 の 拡 張 等 の 規 格 追 加 変 更 が 行 われま した 2010 年 7 月 に 規 格 策 定 を 完 了 し 同 年 10 月 の XGP フォーラム 総 会 にて XGP 規 格 バ ージョン 2 として 承 認 されました それを 受 けて ARIB においては 2011 年 5 月 から 規 格 改 定 作 業 を 開 始 2011 年 の 7 月 の 第 80 回 ARIB 規 格 会 議 にて ARIB STD-T95 Ver.2.0 と して 承 認 されました さらに XGP フォーラムでは 他 TDD シス テム(TD-LTE:Time Division-Long Term Evolution)との 親 和 性 及 びデバイスの 共 用 可 能 性 の 向 上 を 目 的 とした 規 格 改 定 について 検 討 を 行 い 2012 年 1 月 に XGP フォーラム にて 更 なる 改 定 規 格 が 承 認 され 同 内 容 を 反 映 させた ARIB 規 格 についても 2012 年 2 月 の 第 83 回 ARIB 規 格 会 議 にて ARIB STD-T95Ver.2.1 として 承 認 されました なお ITU-R においては 2010 年 11 月 の WP5A 会 合 にて XGP 規 格 バージョン 2 の 標 準 化 作 業 完 了 の 報 告 がなされ XGP 最 新 規 格 の 反 映 については 2012 年 5 月 の WP5A 会 合 にて 勧 告 M.1801 の 改 版 作 業 が 開 始 されてお ります 4 AXGP 実 用 化 状 況 4.1 AXGPのネットワーク 構 築 増 大 するトラヒックを 無 線 システムに 収 容 するには マイクロセル 化 が 極 めて 重 要 な 技 術 となります 加 えて 都 心 部 などトラヒックが 過 密 になる 地 域 では 基 地 局 ロケーションをいか に 確 保 するかが マイクロセル 化 による 電 波 の 有 効 利 用 を 図 るための 大 きな 課 題 となってお ります その 課 題 を 解 決 するため 当 社 のAXGP のネットワークの 構 築 においては 株 式 会 社 ウ ィルコムより 承 継 したPHS 基 地 局 ロケーション を 最 大 限 活 用 したマイクロセルシステムを 採 用 しています さらにマイクロセル 化 を 容 易 に するため PHSとのアンテナ 共 用 を 可 能 とする オムニアンテナ 構 成 を 実 用 化 し 基 地 局 につい ては 小 型 なPHS 基 地 局 に 併 設 可 能 なサイズを 実 現 しております これにより 既 存 のPHS 基 地 局 ロケーションを 活 用 した 高 密 度 かつ 柔 軟 なエリア 設 計 を 可 能 としました AXGPとPHSの 基 地 局 併 設 例 AXGP/PHS 共 用 アンテナ AXGP 基 地 局 PHS 基 地 局 図 3 基 地 局 併 設 例

4 4.2 最 大 110Mbpsのサービスの 実 現 さらにAXGPでは スマートアンテナ 等 の 干 渉 低 減 技 術 を 利 用 することにより 耐 干 渉 能 力 を 向 上 させ 高 速 な 実 効 スループットの 維 持 を 可 能 としました また 今 回 のAXGPでは 従 来 の10MHz 幅 のシステム 帯 域 から 20MHz 幅 の システム 帯 域 へと 拡 大 を 図 っております この 20MHz 幅 のシステム 帯 域 によるモバイルデー タ 通 信 はAXGPが 初 めて 実 用 化 に 成 功 したもの です それに 加 え 従 来 の1:1の 上 下 比 率 を 多 様 化 し 下 り 通 信 の 比 率 を 高 めることで 高 速 化 を 図 り 更 に2 2のMIMOも 実 装 しております これらにより 最 大 110Mbpsという 高 い 伝 送 速 度 を 商 用 環 境 で 実 現 することが 出 来 ました 4.3 AXGPサービスの 状 況 2011 年 11 月 1 日 AXGPサービスが 開 始 いたし ました 開 始 に 先 立 ってサービス 発 表 を 行 った 際 は 発 表 会 場 にてAXGPの 商 用 環 境 を 用 いて 伝 送 速 度 約 110Mbpsのデモンストレーションを 実 施 しております また 2012 年 1 月 には 移 動 環 境 下 における 自 動 車 内 におけるAXGPデータ 通 信 のデモンストレーションを 実 施 し モバイ ル 環 境 においても60Mbps 以 上 の 伝 送 速 度 が 報 告 されております AXGPサービスの 提 供 エリアは 2011 年 11 月 1 日 時 点 では 東 京 大 阪 福 岡 の 一 部 地 域 から 開 始 し 2011 年 度 末 には 札 幌 市 さいたま 市 千 葉 市 東 京 23 区 横 浜 市 川 崎 市 名 古 屋 市 大 阪 市 神 戸 市 福 岡 市 北 九 州 市 及 び 上 記 周 辺 都 市 に 拡 大 しております また 2012 年 2 月 には MVNO(Mobile Virtual Network Operator: 仮 想 移 動 体 通 信 事 業 者 )パー トナーであるソフトバンクモバイル 株 式 会 社 よりモバイルWi-Fiルーター 型 の 端 末 が 発 売 さ れました これは 最 大 76MbpsのAXGPシステム と 最 大 42Mbpsの3Gシステムのデュアル 端 末 と なっております ワイドエリアを 提 供 する3G サービスと 組 み 合 わせることで トラフィック が 混 雑 する 都 心 部 であるAXGPエリアでは 超 高 速 通 信 AXGPがカバーできていないエリアで は3Gシステムの 利 用 とユーザにストレスをか けないサービス 提 供 が 可 能 となっています 更 に2012 年 9 月 以 降 には 最 大 110Mbpsまで 高 速 化 したモバイルWi-Fiルーター 型 端 末 も 発 売 され る 予 定 です 今 後 とも 当 社 では 株 式 会 社 ウィルコムから 承 継 した 10 万 局 超 の PHS 基 地 局 ロケーション などを 活 用 し 全 国 の 都 市 部 を 中 心 にエリア 整 備 を 加 速 させ 2012 年 度 末 には 全 国 政 令 指 定 都 市 の 人 口 カバー 率 を 100%とする 計 画 としてお ります 100Mbps 超 のサービスを 実 現 100M 超 達 成 AXGP 端 末 図 4 100Mbps 超 のサービス 実 現

5 5 あとがき 当 社 は この 度 実 用 化 した 最 大 100Mbps 超 の 高 速 データ 通 信 が 実 現 可 能 なAXGPシステムに より ワイヤレスブロードバンドの 更 なる 普 及 に 向 けてまい 進 し 情 報 通 信 市 場 のさらなる 発 展 と 活 性 化 を 図 ると 同 時 に 有 限 な 電 波 の 有 効 利 用 に 寄 与 してまいりたいと 考 えております 最 後 になりましたが AXGPの 実 用 化 に 向 け てご 指 導 ご 支 援 をいただきました 関 係 各 位 の 方 々にこの 場 をお 借 りして 厚 くお 礼 申 し 上 げ ます