「ホワイトスペース活用によるＵＨＦ帯広帯域無線伝送システムのための周波数共用条件等に関する調査検討会」
ホワイトスペース利活用セミナー２０１３

平成２５年６月４日
総務省九州総合通信局無線通信部 部長 小川英一

平成２３年度調査検討会

ホワイトスペース活用によるＵＨＦ帯広帯域無線伝送システムに関する調査検討イメージ図1平成23年度調査検討会（背景と目的）○九州の情報通信基盤整備の課題①ブロードバンド普及率が全国と比べて非常に低い⇒中山間地に居住する世帯が多いという地理的な条件が一因⇒既存の有線、無線の通信回線は伝送特性・容量による制約やコスト面が課題②非常災害時の情報収集・伝達体制が不十分⇒多様な通信手段の確保が必要③周波数の確保が困難⇒中山間地における無線回線の構築には、遮蔽に強い性質をもつVHF帯、UHF帯の周波数の使用が有効であるが、周波数は逼迫しており、専用の周波数を新たに確保することは非常に困難○課題解決のために山陰等にもある程度回り込む性質を持つＵＨＦ帯のホワイトスペースを活用した広帯域無線伝送システム（WS-UHＦ帯無線アクセスシステム）の実用化を目指す⇒平成23年度は、試作機による実証試験等により、その有効性を検証する
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平成23年度調査検討会（実証試験装置の試作）

送信信号

既存の無線アクセスシステムとの比較等によりWS-UHＦ帯無線アクセスシ
ステムの有効性を実証するために、実証試験用の装置を試作した。

PA

Ethernet

JRL-720E2

送/受信制御AC100V

周波数605MHZ
占有周波数帯幅 5MHz及び10MHz
5MHzシステム：1.5/2.25/3/4.5Mbps
伝送容量10MHzシステム：3/4.5/6/9Mbps
変調方式
OFDM：BPSK、QPSK以上
送信出力10mw/MHz
八木型アンテナ 10dBi以上
アンテナ
八木型アンテナ 15dBi以上
高利得無指向性アンテナ 5dBi以上
試作装置の主な諸元

無線 LAN ユニット

ANT

LNA

周波数コンバータ

受信信号

フロントエンド部
電源ユニット試作装置のブロック図
周波数コンバータ
ＢＰＦ

2.4G
無線 LAN 装置

受信LNA

送信ＰＡ
電源ユニット試作装置の機器配置図

3

平成23年度調査検討会（実証試験及びその結果）
実証実験
高速道路等
障害物による影響

測定ポイント選定数
見通し地点

樹木による影響
アクセスポイント高速道路
えびの市役所

７ヶ所
ステーション４

樹木による影響
障害物による影響

１８ヶ所

リッジ（地形）による影響

４ヶ所

高速道路・建物による影響

７ヶ所

屋内との通信２ヶ所

ステーション１

地形による影響

ステーション２

建物による影響

ステーション３

えびの市役所回折実験イメージ図

障害物による影響測定イメージ図
結 果

障害物による遮蔽がある場合でも、電波の回り込み等により約10倍のエリアで回線構築が可能であるなど、
ＷＳ－ＵＨＦ帯無線アクセスシステムの有効性を確認。
課

題

早期の実用化を図るためには、地上デジタル放送等との共用条件を明らかにし、与干渉に関する保護基準策定のための検討が必要。
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平成２４年度調査検討会
ホワイトスペース活用によるＵＨＦ帯広帯域無線伝送システムのための周波数共用条件等に関する調査検討会
調査検討会の目的

ＷＳ無線アクセスシステムの実用化に向けて、実証試験の実施等により周波数共用条件等を明らかにし、必要な技術基準の策定等に資することを目的とする。

前提条件

・地デジ放送用周波数帯におけるホワイトスペースを活用する無線通信システムであること。
・既存の２．４GHｚ帯無線LANシステムの技術を活用するシステムであること。
・地デジ放送に対する混信を生じさせないこと。
・ホワイトスペースを利用する他の無線通信システムの将来における発展的導入に配慮すること。
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ホワイトスペース活用によるＵＨＦ帯広帯域無線伝送システムのための周波数共用条件等に関する調査検討会（五十音順 敬称略）
◎座長
○副座長

検討会構成員◎ 尾家 祐二
中島 雅三
中満 敦雄○ 福迫 武佐々木 博之
野村 忠生
広岡 淳二
古郡 浩

国立大学法人九州工業大学 理事・副学長
株式会社ＮＨＫアイテック 九州支社 送信ネットワーク技術部 技術部長
えびの市 総務課 主幹
国立大学法人熊本大学大学院 自然科学研究科 情報電気電子工学専攻 准教授
一般社団法人電波産業会 研究開発本部 放送グループ 主任研究員
一般社団法人日本ＣＡＴＶ技術協会 九州支部 副支部長
一般社団法人九州テレコム振興センター 事務局長
日本通信機株式会社 厚木工場 技術部 放送グループ グループリーダー

作業部会構成員石垣 悟
佐々木 博之◎ 福迫 武広岡 淳二
古郡 浩（五十音順 敬称略）
◎作業部会長

日本無線株式会社 ソリューション事業本部 ソリューション技術部 担当部長
一般社団法人電波産業会 研究開発本部 放送グループ 主任研究員
国立大学法人熊本大学大学院 自然科学研究科 情報電気電子工学専攻 准教授
一般社団法人九州テレコム振興センター 事務局長
日本通信機株式会社 厚木工場 技術部 放送グループ グループリーダー
6技術基準案（机上検討結果）（１／２）

WS無線アクセスの技術基準案※ 机上検討で結論に達しなかった項目については、実証試験を踏まえて検討。

（１） 占有周波数帯幅
本WS無線アクセスの占有周波数帯幅は、既存の小電力データ通信システム（以下、「無線LAN」という。）の技術を活用するシステムであることから無線LANに関する無線設備規則の規定を適用することが適当。
モデルシステムの形態

占有周波数帯幅

5MHzシステム

4.5MHz

10MHzシステム

9MHz（２） 送信周波数（搬送波）・ 5MHzシステムは、地上デジタルテレビジョン放送と同様に、隣接チャンネルへの与干渉を考慮して送信中心周波数はチャンネルセンターから＋1/7MHzシフトさせることが適当。
※ 地上デジ放送、エリア放送システムにおいて送信中心周波数はチャンネルセンター＋1/7MHz。同様とすることにより上下のチャンネル間隔が同じに保たれる。
地上デジタルテレビジョン放送

放送チャンネルのセンター

5MHzWS無線アクセス

送信中心周波数
放送チャンネルのセンター+1/7MHz

放送チャンネル のセンター

送信中心周波数
放送チャンネルのセンター+1/7MHz

900kHz7.14kHz292.86kHz

地デジ占有周波数帯幅（5.7MHz）
地デジ放送チャンネル（幅6MHz）

地上デジタルテレビジョン放送

放送チャンネル のセンター

送信中心周波数
放送チャンネルのセンター+1/7MHz

900kHz607.14kHz

892.86kHz

5MHzシステムWS無線アクセス占有周波数幅（4.5MHz）
地デジ放送チャンネル（幅6MHz）

7.14kHz292.86kHz

地デジ占有周波数帯幅（幅5.7MHz）
地デジ放送チャンネル（幅6MHz）

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技術基準案（机上検討結果）（２／２）（２） 送信周波数（搬送波） （続き）
・ 10MHzシステムは、周波数の利用効率を考慮し地上デジタルテレビジョン放送の2チャンネル分の占有で済むようにチャンネルとチャンネルの境から＋1/7MHzを送信中心周波数とすることが適当。
地上デジタルテレビジョン放送

放送チャンネルのセンター

送信中心周波数
放送チャンネルのセンター+1/7MHz

放送チャンネル のセンター

送信中心周波数
放送チャンネルのセンター+1/7MHz

300kHz7.14kHz292.86kHz

地上デジタルテレビジョン放送

地上デジタルテレビジョン放送

放送チャンネル のセンター

送信中心周波数
放送チャンネルのセンター+1/7MHz

300kHz7.14kHz292.86kHz

地デジ占有周波数帯幅（5.7MHz）

地デジ占有周波数帯幅（5.7MHz）

地デジ占有周波数帯幅（幅5.7MHz）

地デジ放送チャンネル（幅6MHz）

地デジ放送チャンネル（幅6MHz）

地デジ放送チャンネル（幅6MHz）
地上デジタルテレビジョン放送

10MHzWS無線アクセス

放送チャンネルの境

放送チャンネル のセンター

送信中心周波数
放送チャンネルの境1/7MHz

送信中心周波数
放送チャンネルのセンター+1/7MHz

1.650MHz
292.86kHz
1.643MHz

7.14kHz

1.357MHz
10MHｚシステムWS無線アクセス占有周波数帯幅（9MHz）

地デジ放送チャンネル（幅6MHz）

地デジ放送チャンネル（幅6MHz）

地デジ占有周波数帯幅（幅5.7MHz）

地デジ放送チャンネル（幅6MHz）（３） 空中線電力及び空中線の絶対利得
空中線電力については、エリア放送に関する無線設備規則の規定を適用して130mW/ch以下とすることが適当。
送信空中線の絶対利得は2.14dB以下とする。ただし、実効輻射電力が、絶対利得2.14dBの空中線に本項に規定する空中線電力を加えたときの値以下となる場合は、その低下分を空中線の利得で補うことができる8ものとすることが適当。

実証試験（送信スペクトルマスクの改善）
バンドパスフィルタ挿入により送信スペクトルマスクがエリア放送に関する無線設備規則の規定を満足することが確認された。（ただし、フィルタの使用は高コストになるため慎重な検討が必要。）
5MHzシステム
送信出力：19.7ｄBm（93ｍW)

BPF
挿入

縦軸：10dB/div、横軸：3MHz/div
10MHzシステム
送信出力：22.3dBm（171mW）

BPF
挿入

縦軸：10dB/div、横軸：6MHz/div9実証試験（フィールド試験のイメージ図）①同一チャネル干渉試験②隣接チャネル干渉試験③隣々接チャネル干渉試験

国際交流センター

1.26ｋｍ

えびの市役所

地デジ受信用
WS無線アクセス用
12エレ八木アンテナ 5エレ八木アンテナ

WS無線アクセス用
12エレ八木アンテナ

WS無線アクセス干渉用
5エレ八木アンテナ

ミニサテ送信用5エレリングアンテナ

0.5m

国際交流センター屋上
ｱｯﾃﾈｰﾀ

妨害用
WS無線
アクセス

えびの市役所屋上

国際交流センター会議室

地デジTV受信システム

通信用
WS無線アクセス

疑似地デジ放送局（ミニサテ）

ｱｯﾃﾈｰﾀ

通信用
WS無線
アクセス

ｱｯﾃﾈｰﾀ

分配器

MER・BER測定
スペクトル測定

モニターTV10実証試験（干渉試験取得データ）
フィールド試験取得データ
妨害波の条件
WS無線アクセス

妨害波
希望波
DTV波 WS無線ア
クセス
（dBm）

同一ch（35ch）

35ch

〃

工場試験
取得データ
D/U
（dB）

希望波
（dBm）

D/U
（dB）

ＴＶ画像

-84.4

-65

19.4

OK

19.5

〃

-82.4

-65

17.4

ブロックノイズ17.5〃〃-80.4-65

15.4

ブラックアウト-上隣接（35ch）

34ch

-41.4

-65.4

-24

OK-24.8〃〃-37.4-65.4-28

ブロックノイズ-26.8〃〃-36.4-65.4-29

ブラックアウト-28.8

下隣接（35ch）

36ch

-39.4

-65.4

-26OK

-24.5

〃

〃

-35.4

-65.4

-30

ブロックノイズ

-26.5

〃

〃

-34.4

-65.4

-31

ブラックアウト-28.5

上隣々接（35ch）

33ch

-30.4

-64.5

-34.1

OK-36.2

〃

〃

-27.4

-64.5

-37.1

ブロックノイズ

-38.2

〃

〃

-26.4

-64.5

-38.1

ブラックアウト-40.2

下隣々接（35ch）

37ch

-25.4

-65.8

-40.4

OK

-37.8

〃

〃

---

ブロックノイズ

-39.8

〃

〃

---

ブラックアウト-40.8

11実証実験を踏まえた技術基準案（１／５）

WS無線アクセスの技術基準案（４） 送信周波数の許容偏差
占有周波数帯幅をエリア放送システムの5.7MHzから4.5MHzに狭めたこと及び放送局ではなく通信システムであることから現行の無線LANに関する無線設備規則の規定に準拠し、±50×10-6とすることが適当。
※ 試作機測定結果：-14.8～-23.2×10-6（５） 空中線電力の許容偏差
空中線電力の許容偏差については、地上デジタルテレビジョン放送受信世帯への影響を考慮し、上限についてはエリア放送に関する無線設備規則の規定を適用して＋10％とするが、下限については放送局でなく通信システムであることから、コスト面を考慮して現行の無線LANに関する無線設備規則の規定に準拠し、－80％とすることが適当。
※ 試作機測定結果：-6.8～-20％（６） スプリアス発射または不要発射の許容値
実証試験結果を踏まえ、ホワイトスペースを使用する特定ラジオマイクに関する無線設備規則の規定に準拠することが適当。（エリア放送に関する無線設備規則の規定は放送局であるため厳格な規定となっている。）
・ 帯域外領域におけるスプリアス発射の強度の許容値
2.5μ W 以下とする。
※ 試作機測定結果：17.9～21.4μ W（BPFなし）
・ スプリアス領域における不要発射の強度の許容値
4nW 以下とする。
※ 試作機測定結果：9～36nW（BPFなし）
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【参考】

スプリアス発射

スプリアス発射は、通信を行うのに不必要なものであるばかりでなく、他の通信に有害な混信を与えることもあるので、最低の量に制限する必要がある。
旧RR規定では、必要周波数帯の外側のスプリアス発射の強度の許容値が定められている。
スプリアス発射：必要周波数帯の外に生じ、かつ情報の伝送に影響を及ぼすことなく低減し得る不要発射
帯域外発射：変調の過程において必要周波数帯の外に生じ、スプリアス発射を除く不要発射
必要周波数帯不要発射（帯域外発射＋スプリアス発射）(BN)

帯域外発射が支配的

不要発射（帯域外発射＋スプリアス発射）

帯域外発射が支配的

スプリアス発射が支配的

スプリアス発射が支配的

周波数

周波数
中心周波数

－2.5BN

スプリアス領域

帯域外領域＋2.5BN

帯域外領域

スプリアス領域「スプリアス発射＋帯域外発射」を制限

RRのスプリアス関連規定の改正のポイント
実運用状態における不要発射を低減させるため、実運用状態（変調状態）で測定を行い、中心周波数から必要周波数帯幅の±250％ 離れた周波数を境界にスプリアス領域と定め、スプリアス領域における帯域外発射を含む不要発射について制限を設けた。

13実証実験を踏まえた技術基準案（２／５）（７） 送信スペクトルマスク① ５ＭＨｚシステム
エリア放送に関する無線設備規則の規定（平均電力P≧10mWの場合）を準用することが適当。但し、隣々接チャンネル領域については、エリア放送に関する無線設備規則の規定を満足することができず、バンドパスフィルター（BPF）による対策もコスト面で困難であることから最大20dBまでマスクを緩和できることとし、これに見合う離隔距離を設けることが適当。
なお、離隔距離については40mを基準地点として次式で求める。

ｒ＝40×10（a/20）※離隔距離ｒ（m）、緩和量a（dB）

ＷＳ無線アクセスシステム５ＭＨｚシステムのスペクトルマスク（白線はSTD-B55規格）

搬送波の周波数からの差平均電力Pからの減衰量

規定の種類±2.79MHz-27.4dB/10kHz

上限±2.86MHz-47.4dB/10kHz

上限±3.00MHz-57.4dB/10kHz

上限±9.00MHz-57.4dB/10kHz

上限±9.00MHz-80.0dB/10kHz

上限

14実証実験を踏まえた技術基準案（３／５）② １０ＭＨｚシステム
隣々接チャンネル領域については、エリア放送に関する無線設備規則の規定から最大20dB緩和しても基準を満足しないため、高コストにはなるがBPFによる対策を行い、全ての帯域において、エリア放送に関する無線設備規則の規定に適合させることが適当。

搬送波の周波数からの差平均電力Pからの減衰量

規定の種類±5.58MHz-27.4dB/10kHz

上限±5.72MHz-47.4dB/10kHz

上限±6.00MHz-57.4dB/10kHz

上限±12.00MHz-57.4dB/10kHz

上限±12.00MHz-100.0dB/10kHz

上限

ＷＳ無線アクセスシステム１０ＭＨｚシステムのスペクトルマスク（波形はＢＰＦ対策後のもの）

15

実証実験を踏まえた技術基準案（４／５）（８） 混信保護基準① 同一チャンネル干渉および隣接・隣々接チャンネル干渉（帯域内干渉）の混信保護基準
WS無線アクセスは、一次業務以外であることからその共用条件については、I/N=－20dBが適用されるが、エリア放送システムや特定ラジオマイクと同様に、WS無線アクセスが免許で管理されることを考慮し、エリア放送及び特定ラジオマイクに関する電波法関係審査基準の規定と同等にI/N=－10dBとすることが適当。

希望波電力
（地デジ）
雑音レベルＤＮ
I/N=-10dB

干渉波電力Ｉ（WＳ無線アクセス）

同一チャンネル干渉イメージ16

実証実験を踏まえた技術基準案（５／５）② 隣接・隣々接チャンネル干渉（帯域外干渉）の混信保護基準
帯域外干渉の混信保護基準については、隣接チャンネルにおいてD/U=-20dB、隣々接チャンネル以上離れた場合は、エリア放送に関する電波法関係審査基準に規定と同様とすることが適当。
※ 隣接の場合は帯域内干渉の基準を満たすことが困難で、エリア放送と同様に現実的には利用しないことが前提となる。
D/U
希望波電力 Ｄ（ 地デジ）

D/U

干渉波電力 Ｕ
（ WS無線ｱｸｾｽ）

雑音レベル Ｎ

干渉波電力 Ｉ（WS無線ｱｸｾｽ）

希望波電力 Ｄ
（地デジ）

I/N=-10dB

I/N=-10dB

帯域内干渉成分 Ｉ

帯域内干渉成分 Ｉ

隣々接チャンネル干渉イメージ

隣接チャンネル干渉イメージ

混信保護基準希望波

デジタル放送妨害波

WS無線アクセス

周波数差

帯域外干渉
（D/U）

帯域内干渉
（I/N）

同一チャンネル－-10dB

上隣接

-20dB

-10dB

上隣々接

-29dB

-10dB

下隣接

-20dB

-10dB

下隣々接

-26dB

-10dB

17

実用化のための課題等○ 離隔距離短縮についての検討
緩和量を大きくすると離隔距離が増大
例：20dB緩和した場合、離隔距離 400m

地デジ放送との偏波面を直交させることにより離隔距離が 400m → 70m となる可能性（偏波面効果を15dBと想定した場合）
離隔距離400ｍ

70ｍ

40

えびの市役所
国土地理院国土変遷アーカイブより○ 普及のための技術的課題
I/N＝-10dBを満足する装置の開発等○ システムの小型軽量化○ 他二次業務システムとの共用
送信出力の自動調整機能、干渉波検出・使用可否の自己診断機能 など

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