5-3ネットワーク

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無線 LAN 関連国際標準化の動向

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山田 曉

● NTT ドコモ

ユーザーやエリアごとのスループット向上を目指す IEEE802.11ax の標準化が開始。60GHz 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、リッチコンテて検討がなされている。

ンツ等の普及に伴い、無線 LAN 利用時にユーザー

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

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。

3GPP では携帯電話-無線 LAN システム間の IP

本稿では、IEEE802.11 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■ IEEE802.11 標準規格

無線 LAN システムおよびその他システムとの連●概要

携に関する技術は、IEEE802.11、Wi-Fi Alliance

IEEE802.11 標 準 化 は 1991 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3GPP において、それぞれ標準化が行われている。

る（ 資 料 5-3-4）。現 在 、６ 個 の Task GroupIEEE802.11 では、無線通信を高度化するため（IEEE802.11ah、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（NG60、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。

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第 5 部 製品・技術動向

資料 5-3-4

IEEE802.11 標準規格およびグループ一覧

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出典：「OFFICIAL IEEE 802.11 WORKING GROUP PROJECT TIMELINES」

5をもとに筆者作成●無線伝送速度の変遷

1997 年に標準化された最初の IEEE802.11 規格で無線 LAN に関連するメーカーにとって、無線は最大 2Mbps 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IEEE802.11ac 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 6.9Gbps 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 5-3-5 に示す。

第 5 部 製品・技術動向

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資料 5-3-5無線伝送速度の変遷

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出典：筆者作成

・IEEE802.11：2.4GHz 帯 、DSSS 最 大 速 度2Mbps

6な周波数チャネル配置を示す。

2.4GHz 帯における中心周波数は 1ch から 14ch

・IEEE802.11a：5GHz 帯、OFDM 最大速度の間が規定されている。20MHz 帯域幅にて利用

54Mbpsする場合は、全てのチャネルを中心周波数として・IEEE802.11b：2.4GHz 帯、DSSS/CCK 最大利用可能である。

速度 11Mbps

一方、5GHz 帯では、中心周波数として利用

・IEEE802.11g：2.4GHz 帯、OFDM、最大速可能な周波数チャネルは、資料 5-3-7 に記載し度 54Mbps

た値 の み と な っ て い る 。ま た 、5180MHz から・IEEE802.11n：2.4/5GHz 帯、OFDM、最大5320MHz を中心周波数とする周波数帯（W52 およ

速度 600Mbps（40MHz 帯域幅、4x4 MIMO）

び W53）では、屋外での利用が禁止されている。そ・IEEE802.11ac：5GHz 帯、OFDM、最大速度の他、5260MHz から 5320MHz および 5500MHz

6.9Gbps（160MHz 帯域幅、8x8 MIMO）

から 5700MHz 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、2.4GHz 帯と、通信に必要最小限な出力電力に抑えて他シスと 5GHz 帯に大別される。資料 5-3-6 および資料

テムへの影響を最小限にする機能である Transmit

5-3-7 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。

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第 5 部 製品・技術動向

資料 5-3-6

2.4GHz 帯における無線 LAN チャネル配置の一例

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出典：筆者作成

資料 5-3-7

5GHz 帯における無線 LAN チャネル配置6

出典：筆者作成■ IEEE802.11ax 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 5 部 製品・技術動向253

123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。

（2）Enterprise：オフィスにおいて、10〜20m

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（3）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、100 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。

（4）Outdoor Large BSS Hotspot：屋外

2013 年 5 月から IEEE802.11 Working Groupにおいて、High Efficiency Wireless LAN Study

において、100〜200m 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

45て明確化し、2014 年 5 月に IEEE802.11ax Task

IEEE802.11ax 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

IEEE802.11ax では、IEEE802.11ac にてスコープられている。

外とされた 2.4GHz 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6■ IEEE802.11ax 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、IEEE802.11ax 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2014 年 11 月会合以降、技術仕様の詳細策定に向OFDM シンボル長（3.2us）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、IEEE802.11ax は参４倍（1.6us または 3.2us）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（0.4us 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● OFDMA の適用定されている。現在、2016 年 7 月に Draft1.0 を、周波数軸方向でのユーザー多重による高効率化を

2017 年 3 月に Draft2.0 を、2019 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● IEEE802.11ax 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 IEEE802.11ac（1）Residential：アパートにおいて、数十個

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第 5 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も議論されている。

●次世代測位方式

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2015 年 1 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 0.1m 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。

2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

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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 IEEE802.11ax 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。

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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5

スマートフォンの普及に伴い、携帯電話向け■その他 IEEE802.11 の状況

サービスを無線 LAN でも利用可能にする要望が高● 60GHz 帯無線 LAN の高速化まっている。そのため 3GPP では、無線 LAN トラ

60GHz 帯無線 LAN（IEEE802.11ad）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60GHz Study Group（NG60-SG）が立ち上がり、高度化した Enhanced S2a Mobility Over trusted

2014 年 9 月から活動を開始している。2014 年 12

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 20Gbps の通信速度実現を目指し、2015 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 5-3-8 に示す。

第 5 部 製品・技術動向

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資料 5-3-8

eSaMOG におけるネットワーク構成

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出典：「3GPP TS 36.300 v12.3.0」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

6LTE（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 5GHz 帯にて運用可能にするものである。2014化が推進されている。

年 9 月の 3GPP 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、2015 年 6 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 5-3-9）。まログラムを策定している。具体的には、Hotspot2.0

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 5GHz 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 IEEE802.11 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、IEEE802 は 3GPP 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

3GPP では、Licensed Assisted Access using

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第 5 部 製品・技術動向

Sharing メカニズムの確立を呼びかけている。

資料 5-3-9

LAA の利用シナリオ（例）

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出典：「3GPP R1144469」をもとに筆者作成

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1.http://www.ieee802.org/11/Reports/802.11̲Timelines.htm

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