INTERNET
インターネット最新テクノロジー：第24回

用に努めているが、しだいに飽和状態に達携帯電話で2Mbpsの通信速度を実現するしつつある。

W-CDMA②マルチメディアへの対応（Wideband-Code Division Multiple Access）

インターネットに代表されるマルチメディアの普及の波は、モバイル環境にも及んでいる。
移動しながらの、あるいは出先で半固定接続状態のモバイルコンピューティングは、今や日21世紀のモバイルコンピューティング社会を目指し、有線通信の発展の歴史を追うよ

常のビジネスではあたりまえになりつつある。

うに無線通信の世界もネットワークのデジタル化を終え、高速、広帯域化を実現しつ

今後はテレコミューティング（在宅勤務）なつある。このような状況の中で、モバイルマルチメディアをリーズナブルに実現できる第どの労働形態の変化に柔軟に対応できるFlex

三世代のモバイル通信として注目されているのがW-CDMA方式だ。そこで、今回はこTime/Flex Location 型のSOHO 環境を容易の新しい無線通信方式であるW-CDMAについて解説しよう。に実現できるモバイルマルチメディアに大きな期待が集まっている。

大和 賢人 （kentyamato@aol.com）

しかし、現状の技術ではPHS/PIAFS の32Kbps（近々、64Kbps サービスが始まる予定）が通信速度として最速であり、高品質の画像伝送やウェブコンテンツをやりとりするには遅すぎるため、ユーザーの不満が多い。

③世界中どこでも使える通信システム
アナログセルラー時代を含め、各国の移動通信方式はバラバラに発展してきた。このため、世界を飛び回るビジネスマンは国ごとに異なる無線方式に悩まされ続けてきた。これらを解決する目的で、世界の通信サービス提供 会 社 が集 う I T U （ I n t e r n a t i o n a l
Telecommunications Union ：国際電気通することである。

無線通信の課題を解決する信連合）では、IMT2000（InternationalMobile Telecommunications 2000）構想

今や世界第2位に成長した日本の携帯電話①ユーザー急増による周波数の有効活用を打ち出し、21世紀における世界中どこでも市場は、加入数ベースで4000 万台を超えて現状のデジタルセルラー方式で用いてい使える移動通信システムを提唱した。この第有線電話の設置数に近づきつつある。すでにるTDMA（Time Division Multiple Access：三世代の移動通信システムを目指すのがW-増加数では有線電話を上回る勢いである。郵時分割多重アクセス）では、ますます増えCDMA なのだ（図1）。

政省や市場関係者の予想では、2000 年には続ける需要を効率的に収容できない恐れが6000 万台以上の普及になると言われている。

生じてきた。この現象は日本だけでなく、このような状況を踏まえ、モバイルマルチ

欧米のセルラー電話事業者も同じような課メディアのインフラとして、1996 年からNTT題を抱えている。また、セルラー電話などFDMAからTDMAへ
ここで、移動通信のアクセス方式の変遷を簡単に復習してみよう。

ドコモを中心に開発されてきたのがW-CDMA

移動通信に割り当てられた800MHz以上の（ Wideband - Code Division Multiple Ac

無線周波数の使用状況も、マイクロセルラ

最初に誕生したアナログセルラー方式では、cess ）である。

ー方式などの導入により周波数の繰り返しFDMA（Frequency Division Multiple Acce

使用率を高めるなどの工夫をして、有効利ss：周波数分割多重アクセス）方式が使われ

W-CDMA の開発の狙いは次の課題を解決

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た。この方式では一定の帯域幅を持った無線識別している。また、信号のレベルがこれまチャンネルを、隣接するチャンネルからの干渉での方式に比べて低く、通信周波数を捕捉すなどの妨害を受けないように一定の周波数間るのが難しい。また仮に捕捉されたとしても隔で割り当てて周波数内に並べている。これ

コードを特定することがとても難しく、盗聴により、1人のユーザーが1つの無線チャンネルなどの妨害に強いという特徴を持っている。

を通信が終了するまで占有していることとな

このことから、もともとは米軍を初めとする軍る。したがって、無線周波数の使用効率は悪い。

用通信で使用されていた。日本でも警察無線

そこで導 入 されたのが T D M A （ T i m eなどで使用され始めたことから急速に技術開Division Multiple Access：時分割多重アク発が進み、結果的に携帯電話などの一般通信セス方式）だ。日本で使用されているPDC方用にも応用できるようになった。

式では32kHzの帯域幅を持つ無線チャンネルが50kHzの周波数間隔で並べられていること
はFDMA に似ているが、1 つの無線チャンネ

通信速度は2Mbps

ルは40ms ごとに区切られ、その中に6 人分

W-CDMAは原理的には通常のCDMA方式のデジタル通話信号が多重化されている。と同じであるが、伝送特性などを大幅に改良

40/6msという短いタイムスロットを各ユーザーに割り当てており、時間軸を区切ってあた＜第二世代システム＞

米国

日本

欧州

その他

IS-95

PDC

GSM

かも多重利用しているように見えることが方式名の由来である。

周波数を有効活用できるCDMA＜第三世代システム＞
W-CDMA

一方、最近注目されてきたCDMA方式は、周波数帯域を分割するという考え方から離れ、すべてのユーザーが同一周波数帯域を共有し、ITU

各通信はPN 符号と呼ばれる信号の位相差で国際標準化機関識別される。周波数を初めから分割していないので、与えられた帯域を目一杯使用したい

ARIB/
TTC

TIA/T1

ユーザーと、軽いデータを送るだけでわずかな地域標準化機関

ETSI帯域しか使用しないユーザーとが一体となりながらも、PN 符号のコントロールのもとで周システム実験構成図

波数を有効に活用できるわけだ。つまり、1
基地局系装置

つの無線チャンネルで複数のユーザーがそれぞ

64Kbps128Kbps
384Kbps
2Mbps

れ異なるコード（符号）を用いて同時に通信する（図2）
。

アダプター

CDMA 方式は3kHz の周波数帯域を音声、データ、画像などの情報信号に高速な擬似ラLAN

PSTN/ISDN

ンダム信号（コード）を重ねることにより、周波数のスペクトラム拡散（SS: Spectrum

イントラ/
インターネット

NTTドコモの取り組み・世界統一方式に向けた提案と協力

Spread）という方法を使って情報信号を広・オープンなR&Dの推進帯域に分散させている。これと同時に、重ね出典：NTTドコモ広報資料

られて伝送されるコードを使って無線端末を図1

W-CDMA の標準化に向けた動き

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した方式である。この結果、W-CDMA では播する電波とのわずかな時間的な差を識別し従来のTDMA 方式に比べて、次のような優て、基地局における端末の受信部で信号を合れた特徴を持っている。

成でき、結果的に信号強度が増大する。これにより伝送品質が向上する一方で、送信電力①マルチレートサービスを低減できるという一石二鳥の効果がある。

広い周波数帯域を使うことで情報の伝走③ システムの効率化

路そのものが広くなり、ユーザーのニーズにW-CDMAでは多くのユーザーが1つの無線合わせて低速から高速までさまざまな伝送速チャンネルを同時に使用する。このため、統度（伝送ビットレート）を提供できる。
当初は上り64Kbps、下り384Kbps のビ

計多重効果と大群化効果によってほかのユーットレートが提 供 され、 次 のステップでザーからの電波干渉が緩和され、周波数を効2Mbps の高速伝送ができる。

率的に利用できる。

② 伝送品質の向上

高速で広帯域が特徴

周波数帯域が広いと基地局と端末の間で第三世代移動通信システムIMT-2000では電波が到達する時間的なズレを識別する精度が高まる。たとえば、基地局と端末の間を直2Mbps 程度の高速無線伝送を含むマルチレ線伝播する電波と建造物などで反射されて伝ート対応の柔軟な無線チャンネルの利用技術が必須である。しかし、移動通信環境において高速で広帯域伝送を実現するには、マルチパ各情報（荷物）を一定サイズ（基本梱包箱）に分割する。

TDMA方式の概念

ス伝播によるフェージングなどの受信障害のこれまでのTDMA方式は、ユーザーごとに別々の小口トラックを使って狭い道路上で情報を運ぶような形態。
トラックによって荷物の量にばらつきがあり、無駄が多い。

音声

解決が大きな難関になる。一般的に伝送するデータ信号の帯域が広くなればなるほど、マルチパス動画像に起因するフェージングの影響が大きくなる。
音声

基本梱包箱を平らに伸ばす（拡散する）。

CDMAには送信側の拡散プロセスとまった

TDMA方式の概念

データ

く同一の逆拡散をかけることにより、希望す動画像るチャンネルのみを取り出せるという特徴があ音声る。これは、ちょうど飛行機の機内音楽サーデータ

ビス用のヘッドフォンに周囲雑音に近い音の動画像周波数を被せることで、希望する音域だけを重いデータの動画像が滞る。

さらにユーザーごとに色分けする（コード付与）。

取り出し、快適に音楽を楽しめるのに似ている。つまり、CDMA には希望波とそれを妨害する干渉波を分離識別する機能が備わっているわけだ。
W-CDMA でもこのCDMA の特徴を活かして、各無線パスの受信波を分離したうえでこ道路幅（周波数帯域）が狭い。

混載可能なので荷台に無駄がないれらの受信波を同相合成している。この合成
は受信波信号を熊手（rake）で掻き集めるようにして加え合わせることからRAKE 合成

W-CDMAの概念
W-CDMAは幅広の大型トラックですべてのユーザーの異なる情報を重ねて運べるので、積荷（情報）の大小にかかわらず、効率的に運べる。と呼ばれている。RAKE 合成により伝送品質道路幅も広いを一層高められるが、このようなマルチパスの分離識別の度合いは帯域が広くなるほど効果

図2

TDMA 方式とW-CDMA 方式の違い

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がある。したがって、W-CDMA 方式は音声り、目的地をカーナビに登録しておけば、進などの低速サービスよりは高速で広帯域サー行中に数キロ先の各種交通情報を実際の映像

ビスにおいてその特徴を発揮できる。

で的確に把握できるわけだ。

③ 位置情報サービス

さまざまな用途に利用できる

さらに、超小型 D-GPS（Differential

W-CDMA のゴールは、世界中でどこでもGlobal Positioning System）受信機を搭載使える移動通信ネットワークを構築し、音声したカーナビやマンナビ（PDA にD-GPS 受やデータ、動画などを使ったさまざまなマルチ信機を搭載した歩行者用のナビゲーション端メディアサービスに対応した究極のモバイルマ

末）とW-CDMA を組み合わせることにより、ルチメディアインフラを実現することである。

正確な位置情報データを使ったアプリケーシ

では、ユーザーにはどんなメリットがあるのだョンが実現する。ここで使うD-GPS は、通ろうか。いくつかの利用形態を考えてみよう。

常のGPS データの補正を地上のD-GPS デー

写真1 W-CDMA対応PCMCIAカード（試作例）

タ網を使って端末側に送ることにより、数メ①高速ウェブブラウジングートルの誤差で位置を捕捉できる。

高速で広帯域の無線リンクをどこでも使えカーナビと連動させれば、緊急事態発生時るので、モバイル環境でも快適なウェブブラにおいても警察や消防の司令台で正確な発信ウジングが可能となる。有線のISDN をも上位置情報を把握できるようになり、駆けつけ回る高速アクセスが現実になり、外出先で地時間を大幅に短縮できる。また、車両盗難事件

図サイトにアクセスして目的地を容易に探せが発生した場合でも、位置を把握したうえで車られる。これによって、これまでの「出る前のエンジンを遠隔操作で切ってしまうことも検索型」のデジタル地図コンテンツの利用かできる。

ら、「出先で検索型」に変化してくる。
写真2 カーナビ一体型W-CDMA端末（試作例）

また、ビジネスマンが客先で製品紹介などのサービス開始は2000年を予定

プレゼンテーションをする場合でも、会社のイ
ントラネット上にある動画入りのプレゼンテー

現在、日本国内の通信サービス会社はもとション資料に、W-CDMA対応のPCMCIAカ

より、韓国、中国、シンガポール、オーストードモデム（写真1）を使ってアクセスし、ノラリアなど10 社に及ぶ諸外国の移動通信サートPC 上に表示することもできるのだ。

ービス会社や国内の無線機器メーカー、エリ

さらに、ノートPC やPDA のOS が進化す

クソン、ルーセントテクノロジーズ、モトロー

ることにより、モバイルエージェントがネットラ、ノキアなどもW-CDMA 方式の実現に向上を必要に応じて駆け回り、ユーザーが必要けて力を合わせている。この中で、中心的にとしている情報をオン・デマンドで収集して活躍しているのがNTT ドコモである。
NTTドコモでは1995年から1997年の間にくれるようになるであろう。ときには電子秘書や電子通訳にもなってくれるだろう。

屋外の実使用環境で基礎的伝送実験を行い、② モバイル動画伝送

ーと共同で商用機の開発を行っており、2000商用化の目処を立ている。現在、機器メーカ

カーナビシステム、 I T S （ I n t e l l i g e n t

年にはサービスが開始される予定である。開Transport System）とW-CDMA を組み合

発課題の多くはすでに解決され、W-CDMA

わせることにより、高速道路や駐車場、交差端末の実現に向けて、マンマシンインターフェ

点などからライブで現在時点の状況を検索し、イス、高性能アンテナ、高性能な小型充電池

車内のモニターに表示できる（写真2）。つまなどの研究開発が行われている。
`インターネットマガジン／株式会社インプレスR&D©1994-2007 Impress R&D

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