INTERNET
インターネット最新テクノロジー：第 38 回が利用可能な速度は変動することになる。

ワイヤレスインターネットを高速化する

インターネットに最適化

HDR（High Data Rate）

通常の携帯電話では、音声とデータ通信は同じチャンネルを共有しているが、HDR ではチャンネルをデータ通信専用として利用する。
音声の場合には、会話が途切れないようになるべく一定の通信速度を保つ技術が必要とな

ワイヤレスによるブロードバンドとしては無線LANやFWAといった方式があるが、携帯るが、データ専用であればこうした技術のた電話からのアプローチとして急浮上してきたのが「HDR」という方式だ。HDRを利用すめに必要な帯域もすべてデータ通信に利用でれば、既存の携帯電話の周波数帯でも最大で2.4Mbpsの高速通信が可能になるという。

き、効率化が図れるというメリットがある。

モバイル用途だけでなく、家庭へのアクセスラインとしても注目されているHDRとはどの

また、インターネットアクセスは一般的に下り方向に偏った非対称型の通信になるため、ような技術であるのかを解説する。

HDR による高速通信技術も下り方向（イン前田 修作 クアルコムジャパン（株）ターネット→端末）のみに利用し、上り方向には従来の携帯電話のデータ通信技術をそのまま使用する。HDRはこうして下り方向に集中することで、さらに高速化を実現している。
さらに、HDR は基地局と端末の間の無線チャンネルがデータ専用として割り当てられるのに加えて、基地局から先のバックボーンネットワークも通常のTCP/IP 接続となる。すなわち、別途基地局間を結ぶIP ネットワークの構築は必要となるものの、データ通信の増大により携帯電話の音声ネットワークの帯域には影響を与えずに済む。

モバイルと固定の両環境をサポート
HDRのベースとなっている技術は携帯電話

データ通信に特化して高速化を実現

狭い帯域幅（1.25MHz）で高速通信を実現であるため、自動車内のような高速移動中のHDR は現在のcdmaOne と同じ帯域幅端末にも対応できる。ただし、データ通信と（1.25MHz）のままで、下り速度が最大2.4Mしての高速性を考慮すると、一般家庭向けのアクセスラインとしても有望である。

HDRは米クアルコム社が開発した無線用のbpsの速度を実現する。IMT-2000で2Mbps

データ通信方式で、通信速度は最大で2.4通信を実現する技術は4〜5MHzの帯域幅をMbps、平均でも600kbps という高速インタ使用する方式が検討されているが、HDRはこーネットアクセスを可能にする技術だ。次世

うした方式の1/3 以下で高速通信が可能であHDRはネットワーク設備と端末ハードウェ

代携帯電話であるIMT-2000 でも2Mbps のり、周波数利用において効率のいい方式だとアの両面においてcdmaOne との親和性を重データ通信を目標にしているが、HDRはIMT-言える。

視しており、現在cdmaOne を提供している

cdmaOneとの親和性

2000 はもちろん、従来の携帯電話でも高速

ただし、HDRの通信速度は状況によって変通信事業者であれば、容易にHDR をサービ通信を実現する技術として注目を集めている。

動するベストエフォート型のサービスとなる。

スとして追加できるようになっている。具体

HDRの特徴をまとめると、以下の4点が挙

また、最大2.4Mbpsの通信チャンネルは複数

的には、既存の基地局にHDR 用のアクセスのユーザーで共有するため、実際にユーザーポイントを追加し、IP 用のネットワークを付げられる。

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加する形態が想定されている（図1）。
ただし、HDR自体は独立して運用できる技術であり、携帯電話とは別に単体の無線インターネットアクセスサービスとして展開することもできる。また、周波数も現在の携帯電話で利用している800MHz、1.5GHz、IMT2000で利用する2GHzのいずれでも利用可能となっている。

こうした特徴は、サービスとしてのコストダウンにもつながっている。周波数の利用効率が良ければ、それだけ多くのユーザーが利用できるので、1ユーザー当たりのコストは下がることになる。また、cdmaOne の既存の設HDRは下りデータ（インターネット→ユーザー）のみを扱い、上りデータは携帯電話のデータ通信機能を利用する。

通信事業者

備が流用できる点も、コスト面ではきわめて音声→有利となる。たとえ高速通信が実現できる技

交換機

音声・上りデータ→術であっても、料金が高ければ利用者の増加は見込めない。HDRはスピードや資源（周波制御装置制御装置

基地局電話網数）の効率化を目指した結果、コスト的には上りデータ→安価に高速通信を実現できる可能性も手に入ルーターれた技術であると考えていいだろう。

←下りデータ

状況に応じてなるべく携帯端末

ルーター

アクセスポイント

インターネット

速い端末と通信cdmaOne の電話機の背面に「DIGITAL

図 1 HDR のネットワーク構成

BY QUALCOMM」と書かれているように、クアルコムはCDMA技術を開発した会社として知られている。CDMA技術は次世代の携帯データ量

データ量制御用

ユーザー2

ユーザー1

ユーザー3

電話IMT-2000 の基礎的な技術でもあり、日本 の携 帯 電 話 においても、 今 後 は「 W CDMA」と「cdma2000」という、どちらもCDMA技術をベースにした方式が採用されることになっている。

ユーザー3

しかし、HDR では高速化のためにあえてCDMAではなく、TDMAと呼ばれる技術の考

ユーザー2

え方を用いている。CDMA は各ユーザーに特定のコードを割り当てることで複数のユーザーユーザー1が同時に通信できる技術だが、TDMAは一定時間ごとに1ユーザーずつ通信を行う方式であ

制御用

CDMA

時間

HDR

時間

る（図2）
。
HDR が高速通信を可能としているのは、

図 2 CDMA とHDR の通信方式の違い

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cdmaOne（シーディーエムエーワン）：複数のユーザーが同じ周波数帯域を共有するCDMA（符号多元分割接続）方式に準拠した、デジタル携帯電話サービス。従来の方式よりも通話時の音質に優れ、通信速度も大幅に向上した。国内ではセルラーグループおよびIDOがサービスを提供している。
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INTERNET magazine 2000/11349

TDMAによって各瞬間ごとに基地局と端末が可能な限り高速で通信を行うためである。基地局と端末の間の通信速度は、各端末の電波状況によって大きく変動する。HDRではデータ通信の際に、各端末が1 秒間に600 回、現在どの速度で通信が可能かを基地局にデー
タリクエスト信号として送信する（図3）。信号を受け取った基地局は、その中からもっとも効率のよい端末を選んでデータを送信する（図4）。こうした仕組みで、可能な限り高速

1228k

基地局

153k
614k

614k

76k

1873k

1228k

2457k

307k

614k

307k

なデータ通信を実現している。

1873k

1228k

307k

1873k

ただし、単純にもっとも速い端末だけを選…

んでデータ通信を行うわけではない。各端末
76k

614k

153kの電波状況はまちまちなため、速い端末とだ

端末C
153k

307k

1228k

け通信する方式では、電波状況の悪い端末は…

いつまで経っても通信できないという事態が153k
2457k発生してしまう。そこで、高速でありつつも614k

なるべくすべての端末にデータを送信するアル端末B…

ゴリズムが必要とされる。現在のところ、解決策として有力視されているのは「プロポーショナルフェア」と呼ばれるアルゴリズムだ。

各端末は1秒間に600回「現在通信可能な速度」を基地局に通知する。

具体的には、端末ごとに「これまでの平均通端末A信速度」と「現在の通信可能速度」の比を図 3 データ送信のプロセス・ 1計算し、その値がなるべく高い端末（平均に比べて高速に通信できる端末）を選ぶという手法となる（図5）。現状では、これがもっとも効率的なアルゴリズムだと考えられている。

CA

C

B

C

B

A

B

1228k

1873k

2457k

307k

1873k

614k

2457k

1228k

今後、さらに効率的なアルゴリズムが見つかる可能性もあるが、端末を選んでいるのは基1228k

基地局地局側であるので、その場合でも基地局側の2457k

1873k

2457k

プログラムを変更するだけでよいという点も、HDR のメリットの1つである。

307k

端末C

614k

サービス実現へのシナリオ

1228k

24HDR は現在、実用化に向けた実験の段階

57k

端末Bにある。2000 年4 月には米国のサンディエゴ
で実際の電波を使ったテストを行い、ユーザーが静止している状態で平均1030kbps、移各端末からの情報をもとに、基地局側で「もっとも効率のよい端末」を選んでデータを送信する。

動している場合で平均 590kbps という結果端末Aが得られている。また、日本でも2000年6月

図 4 データ送信のプロセス・ 2からIDO が東京でフィールドトライアルを実D

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アルゴリズム：「演算法」や「解法」といった意味で、数学的な問題の解き方やコンピュータプログラムの手順のことを表す。

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施しており、年末には韓国でも同様のテスト

端末 Aが予定されている。

現在の速度

また、HDR はIMT-2000 の方式である平均速度「cdma2000」のデータ通信用の拡張方式と現在の速度/平均速度して標準化が進められており、2001年には日端末 B
現在の速度

本でも標準仕様として確定する見込みとなっ平均速度ている。HDR用のハードウェアも仕様の確定

現在の速度/平均速度

1873

1228153307

15324576141.233.64

2.35

0.30

0.60

0.30

4.63

1.1715376307

30776614153

1228

199.53 198.32 199.38 200.41 199.23 203.14 202.67 210.75
0.77

0.38

1.54

1.53

0.38

3.020.75

5.83

現在の速度

1228

614

2457

614

1873

1228

307

1873

平均速度

705.23 704.33 721.35 720.32 731.30 735.98 731.97 731.17と並行して開発が進められており、2001年末

端末 Cごろにはモジュールはワンチップ化され、モバイル向けの製品に組み込まれると予想される

現在の速度/平均速度（図6）。すでにハードウェアメーカーとしても、

614

501.13 514.58 521.50 517.96 515.95 512.53 530.70 525.79

1.74

0.87

3.410.85

2.56

1.67

0.422.56「現在の速度/平均速度」が高い（＝もっとも効率のよい）端末を選んでデータを送信する。

基地局メーカーの日立、モトローラ、ルーセント、サムスン、LGICなどがサポートを表明

図 5 プロポーショナルフェアのアルゴリズムしている。
安価に高速通信が実現できるHDR は、広範囲なマーケットが対象となる。携帯電話やPDA といったモバイル用途としては、データスピードだけならばHDR ほどのスピードは必要ないという考え方もあるものの、データ転送の効率化（＝低価格化）という点だけでもHDRを利用するメリットは大きいと思われる。
また、ノートパソコンのように高速接続が必要とされる環境は、HDRがもっとも有効であると考えられる。また、自動車をネットワークに接続する計画は数多くあるが、無線で高速通信が実現できるHDR はこの用途にも魅力的な選択肢となりうる。そして、高速性を活かして、家庭へのアクセスラインとしての利図 6 ノートパソコン用 HDR モデム（コンセプトモデル）用が考えられる。無線によるアクセスライン
は配線や工事が不要なため、特に集合住宅問題を抱えている日本のような国において有効である。
無線によるアクセスラインは、誰でも使えるブロードバンドとして普及が待ち望まれている。無線 LAN、FWA といったサービスも開始されているものの、周波数の狭さや機器の価格といった、解決しなければならない問題も少なくない。HDRは携帯電話からのアプローチにより登場した技術ではあるものの、携帯電話だけにとどまることなく、より広範囲のサービス開始を期待したい。

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FWA（エフ・ダブリュー・エー／ Fixed Wireless Access）：通信事業者と加入者の間を、光ファイバーなどの有線ではなく、無線を用いて接続するサービス。日本では1998 年12月より、郵政省が認可と周波数割り当てを行っている。
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