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< 配付資料 > 資料 放送システム委員会報告概要資料 放送システム委員会報告資料 答申書 ( 案 ) 資料 衛星通信システム委員会報告概要資料 衛星通信システム委員会報告資料 答申書 ( 案 ) 資料

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(1)

情報通信審議会 情報通信技術分科会(第125回)

日 時:平成29年3月31日(金) 14:00~ 場 所:第1特別会議室(8階) 議 事 次 第 1 開 会 2 議 題 (1)答申事項 ①「放送システムに関する技術的条件」のうち「放送事業用無線局の高度化 のための技術的条件」のうち「超高精細度テレビジョン放送のための マイクロ波帯を使用する放送事業用無線局(FPU)の技術的条件」に ついて 【平成18年9月28日付け諮問第2023号】 ②「非静止衛星を利用する移動衛星通信システムの技術的条件」のうち 「1.6GHz帯/2.4GHz帯を用いた移動衛星通信システムの技術的条件」に ついて 【平成7年9月25日付け電気通信技術審議会諮問第82号】 ③「Ka帯を用いた移動体向けブロードバンド衛星通信システムの技術的条件」 のうち「Ka帯を用いた移動体向けブロードバンド衛星通信システム(ESIM) の技術的条件」について 【平成28年6月30日付け諮問第2037号】 ④「小電力の無線システムの高度化に必要な技術的条件」のうち「デジタル コードレス電話の無線局の高度化に係る技術的条件」について 【平成14年9月30日付け諮問第2009号】 ⑤「小電力の無線システムの高度化に必要な技術的条件」のうち「920MHz帯 小電力無線システムの高度化に係る技術的条件」について 【平成14年9月30日付け諮問第2009号】 ⑥「ITS無線システムの技術的条件」のうち「700MHz帯高度道路交通システム の高度化に関する技術的条件」について 【平成21年7月28日付け諮問第2029号】 (2)報告事項 IoT時代の無線通信システムの検討状況 3 閉 会

(2)

< 配 付 資 料 > 資料125-1-1 放送システム委員会報告 概要 資料125-1-2 放送システム委員会報告 資料125-1-3 答申書(案) 資料125-2-1 衛星通信システム委員会報告 概要 資料125-2-2 衛星通信システム委員会報告 資料125-2-3 答申書(案) 資料125-3-1 衛星通信システム委員会報告 概要 資料125-3-2 衛星通信システム委員会報告 資料125-3-3 答申書(案) 資料125-4-1 陸上無線通信委員会報告 概要 資料125-4-2 陸上無線通信委員会報告 資料125-4-3 答申書(案) 資料125-5-1 陸上無線通信委員会報告 概要 資料125-5-2 陸上無線通信委員会報告 資料125-5-3 答申書(案) 資料125-6-1 陸上無線通信委員会報告 概要 資料125-6-2 陸上無線通信委員会報告 資料125-6-3 答申書(案) 資料125-7 IoT時代の無線通信システムの検討状況 ※審議中継でダウンロードできる資料は、下線のもののみとなっております。

(3)

シ ス テ ム 推 進 室 長 中 村   新 世 代 移 動 通 信 移 動 通 信 課 長 杉 野 電 波 利 用 分 析 官 林 電 波 政 策 課 長 田 原 基 盤 局 総 務 課 長 秋 本 電 波 部 長 渡 辺 総 合 通 信 基 盤 局 長 富 永 安 藤 委 員 伊 丹 委 員 江 村 委 員 速記 西尾 分科会長 相田 分科会長代理 永利 管理室長 放 送 技 術 課 長 久 恒 情 流 局 総 務 課 長 齋 藤 大 臣 官 房 審 議 官 吉 田 情 報 流 通 行 政 局 長 南 技 術 政 策 課 長 野 崎 官 房 総 括 審 議 官 武 田 村 山 委 員 知 野 委 員 三 瓶 委 員 上 條 委 員 審 理 官 関 係 者 関 係 者 関 係 者 関 係 者 関 係 者 関 係 者 関 係 者 関 係 者 関 係 者 関 係 者 ネッ ト 業 者 ネッ ト 業 者 ネッ ト 業 者 ネッ ト 業 者 ネッ ト 業 者 傍聴席 操作卓 事務局 出入口 日時: 場所: 平成29年3月31日(金) 14:00~ 総務省第1特別会議室(8階)

情報通信技術分科会(第125回) 座席表

(4)

情報通信審議会 情報通信技術分科会

放送システム委員会報告 概要

平成29年3月31日

放送システム委員会

資料125-1-1

「放送システムに関する技術的条件」(諮問第2023号)のうち

「放送事業用無線局の高度化のための技術的条件」のうち

「超高精細度テレビジョン放送のためのマイクロ波帯を使用する

放送事業用無線局(FPU)の技術的条件」

(5)

検討開始の背景

1

 4K・8Kについては、平成27年7月に「4K・8Kロードマップに関するフォローアップ会合第二次中間報告」を公 表し、2020年に4K・8K放送が一般視聴者にも広く普及するよう、2018年のBS・110°CSによる4K・8K実 用放送の開始などの目標が示されている。  こうした状況を踏まえ、番組伝送用の放送事業用無線局(FPU)についても、4K・8K素材伝送に対応した高伝 送ビットレートをもつシステムが必要となるため、今般、現行の地上デジタル放送において主に使用されているマ イクロ波帯※を使用するFPUの技術的条件の検討を行った。 ※6GHz帯、6.4GHz帯、7GHz帯、10GHz帯、10.5GHz帯、13GHz帯 TSL 事件・災害等の 報道中継 FPU 受信基地 STL 放送局 送信所 スポーツ/一般 番組の中継 放送 FPU (携帯型) FPU (車載型) TSL FPU受信局 (ビル屋上等) FPU (ヘリに搭載) FPU受信 ポイント FPU (車載型) 256QAM ~ 4096QAM ハイビジョンFPU 64QAM ①変調の多値化 ②偏波MIMO 水平・垂直の両偏波を使用 伝送レートが2倍 ③誤り訂正機能の強化 C/N BER 畳み込み符号 (ビタビ復号) LDPC

FPU

の利用イメージ

FPUの高度化のための技術

畳込み符号 + RS符号 LDPC符号 + BCH符号 FPU回線 ※FPU: Field Pick‐up Unit STL: Studio to Transmitter Link TSL: Transmitter to Studio Link

(6)

偏波MIMO

2

G

H H

G

V

G

H

G

V V 信号Hのコンスタレーション

G

H H

G

V

G

H

G

V V

チャネル応答⾏列G=

信号Vのコンスタレーション 信号H 信号V

〇 偏波MIMOは、MIMO技術のうち、同一チャンネルに水平偏波の電波と垂直偏波の電波を用い、

互いに異なる情報を同時に伝送するもので、伝送できる情報量を大幅に増大することが可能。

(理論上は2倍)

〇 それぞれの偏波の受信信号は、互いに他方の偏波の信号が混ざった状態になっているが、伝搬

路の特性(チャネル応答行列)を受信側で正確に推定することで、それらを精度良く分離して、情

報を正しく復調することが可能。

(7)

超多値変調技術と誤り訂正の高度化

3

〇 現行のOFDM方式のFPUでは、キャリア変調に64QAMを採用しており、1キャリアシンボルで6ビット

を伝送しているが、キャリア変調に最大で4096QAMを採用することにより、 1キャリアシンボルで

12ビットを伝送することが可能。

○ キャリア変調の多値化により、所要C/Nが劣化するため、誤り訂正機能の高度化が必要。

○ 誤り訂正符号には、内符号として、理論限界に迫る高い訂正能力を持つLDPC符号(Low Density

Parity Check Code)を、外符号として、リードソロモン符号と比べて簡易で符号化効率の高いBCH

(Bose‐Chaudhuri‐Hocquenghem)符号を採用。

1.00E‐07 1.00E‐06 1.00E‐05 1.00E‐04 1.00E‐03 1.00E‐02 1.00E‐01 1.00E+00 10 15 20 25 30 35 BE R CNR [dB] 畳み込み(ビタビ復号)R=2/3(1024QAM) LDPC R=2/3(1024QAM)

【誤り訂正符号の高度化による伝送特性の向上】

※ 1024QAM‐OFDM方式の例 256QAM~ 4096QAM 64QAM

【変調の多値化】

1シンボルで 6ビット 1シンボルで 最大12ビット 最大で2倍の 情報量

(8)

検討の経緯

4

平成28年度

5

6

7

8

9

10

11

12

1

2

3

技術分科会 放送システム 委員会 4K・8K用FPU 作業班 5/19 6/2 検討開始、 4K・8K用 FPUの要求 条件を検討 5/30~6/13 意見聴取 の募集 5/24 検討開始 の報告 12/5 12/13~1/16 2/9 技術的条件 に関する 意見募集 技術的条件、 共用条件の 検討 作業班報告書 案の検討、報 告書とりまとめ 3/31 調査検討 #1 調査指示 #2 7/26 #3 10/13 #4 11/28 報告 報告 技術的条件、 共用条件の 検討

(9)

4K・8K用FPUの運用モデルと要求条件

5

1.伝送

 4K・8K放送の番組素材としての品質を維持できるよう、TSビットレートで200~300Mbit/s級の伝

送を可能とする。

 移動中継でも4K・8K放送の番組素材伝送を可能とする。

 現行FPUと同等の運用形態を想定することから、建物などの反射によるマルチパスフェージン

グ環境下での利用を可能とする。

2.伝搬距離

 固定中継において 0.1 km ~ 50 km の伝搬距離を確保できること。

 移動中継において 0.1 km ~ 4 km の伝搬距離を確保できること。

【運用モデル】

モデル 利用用途 送信 空中線 受信空中線 伝送距離 見通し外 通信の有無 伝送レート 利用番組 固定中継 (標準) 主に報道取材現場などの撮影現場から FPU基地局又は放送局までの中・長距 離伝送する標準的な用途 パ ラ ボ ラ φ0.6m 仮設 パラボラφ0.6m 基地局 パラボラφ1.2m 50km(B,C,D帯) 7km(E,F帯) 5km(G帯) 無 200Mbit/s 報道番組、ス ポーツ中継な ど 固定中継 (高品質) 主に撮影現場からスイッチングセンター まで、高品質な番組素材を短・中局離伝 送する用途 パ ラ ボ ラ φ0.6m 仮設 パラボラφ0.6m 基地局 パラボラφ1.2m 16km(B,C,D帯) 2km(E,F帯) 2km(G帯) 無 300Mbit/s 音楽番組、ス ポ ー ツ 中 継 、 ド ラ マ 番 組 な ど 移動中継 主にマラソンなどのロードレース中継や 報道中継用として、中継車から受信基 地等までを移動しながら短・中距離伝送 する用途 電 磁 ホ ー ン パラボラφ0.3m 4km(B,C,D帯) 3km(E,F帯) 3km(G帯) 無 150Mbit/s ロ ー ド レ ー ス 中継、報道番 組など

【要求条件】

(10)

最大伝送容量の検討

6

送信モード モデル 映像ビットレート※1 TSビットレート※2 映像ビットレートを満たす 変調方式※3 最終的な 伝送容量※4 フルモード 固定中継 (標準)

188Mbit/s 以上 200Mbit/s 以上 1024QAM 

(符号化率:2/3)

344Mbit/s 固定中継

(高品質)

285Mbit/s 以上 300Mbit/s 以上 4096QAM 

(符号化率:5/6)

412Mbit/s 移動中継 140 Mbit/s 以上 150 Mbit/s 以上 64QAM (符号化率:5/6) 206Mbit/s

ハーフモード

固定中継 (標準)

87Mbit/s 以上 100Mbit/s 以上 1024QAM

(符号化率:2/3)

168Mbit/s 固定中継

(高品質)

135Mbit/s 以上 150Mbit/s 以上 4096QAM 

(符号化率:5/6)

202Mbit/s 移動中継 72Mbit/s 以上 75 Mbit/s 以上 64QAM (符号化率:5/6) 101Mbit/s

※1 ARIBの素材伝送用HEVC コーデック評価JTGによる評価実験の結果 ※2 TS: Transport Stream ※3 MIMO運用時。変調方式、符号化率は所要C/Nが可能な限り低くなるものを選択 ※4 パイロット信号、制御信号(TMCC、AC)を付加した理論上の最大伝送容量

 最大伝送容量の検討にあたっては、まず、4K・8K素材伝送に必要な映像ビットレートの検証が必

要。

 電波産業会(ARIB)の素材伝送用HEVCコーデック評価JTGにおいて、ITU‐R勧告BT.500‐13 (01/2012)

に基づく二重刺激連続品質尺度(DSCQS)法による画質評価が行われ、所要ビットレートを検証。

 検証結果に基づき、 4K・8K素材伝送に必要な変調パラメータ及びパイロット信号、制御信号を含

めた伝送容量について検討。

(11)

他の無線システムとの共用検討

7

 4K・8K用FPUは、空中線電力、占有周波数帯幅、サイドローブ特性、スプリアス発射、不要発

射の強度の許容値等の電波の質に関する諸元は現行の規定を越えるものではないので、他の

無線システムへの与干渉に関する新たな検討は不要であると考えられる。

 しかし、所要C/Nが現行FPUと比較して大きくなることから、他の無線システムからの被干渉に関

する共用条件は変わるため、被干渉についてのみ検討を行った。

既存無線システム 周波数帯 周波数関係 狭帯域無線システム(DSRC) 5,770 – 5,850MHz Bバンド隣接 固定衛星業務(アップリンク) 5,850 – 6,485MHz Cバンド共用 電気通信業務(6GHz帯) 5,925 – 6,425MHz B/Cバンド隣接 公共業務(6.5GHz帯) 6,570 – 6,870MHz C/Dバンド隣接 映像STL/TTL・TSL B,C,D,E,F,G,M,Nバンド B~Gバンド共用 現行FPU B,C,D,E,F,Gバンド B~Gバンド共用 【検討対象の無線システム】 Bバンド Cバンド Dバンド

(12)

共用検討の結果

8

既存無線システム モデル 所要D/U [dB] 所要離隔距離 (正対の場合) [km] DSRC移動局 (B1隣接) 固定中継(標準伝送) 0.7  0.31  固定中継(高品質伝送) 10.7  0.31  移動中継 ‐5.1  0.15  DSRC基地局 (B1隣接) 固定中継(標準伝送) 0.4  9.3 固定中継(高品質伝送) 10.4  9.3 移動中継 ‐5.5  4.6  固定衛星業務 (C1~C4共用) 固定中継(標準伝送) 38.3  4.8 固定中継(高品質伝送) 49.7  5.7  移動中継 34.8  3.1 電気通信業務 (C1隣接) 固定中継(標準伝送) ‐17.3  28.4  固定中継(高品質伝送) ‐3.7  43.1  移動中継 ‐18.0  25.4  公共業務 (CバンドとDバンドの隣接) 固定中継(標準伝送) -30.7 21.3 固定中継(高品質伝送) -17.2 31.8 移動中継 -31.6 18.5 STL/TTL・TSL (B,C,D,E,F,Gバンド内隣接) 固定中継(標準伝送) -21.2 100.7 固定中継(高品質伝送) -8.1 143.9 移動中継 -27.8 45.5 現行FPU OFDM方式 (B,C,D,E,F,Gバンド内隣接) 固定中継(標準伝送) ‐20.8  12.3  固定中継(高品質伝送) ‐7.2  18.6  移動中継 ‐27.8  5.3   各既存無線システムにおいて求めた所要 D/Uと、これに基づいて干渉側送信空中線と 4K/8K-FPU受信空中線が正対した場合の所 要離隔距離を算出した結果を右表に示す。  互いの空中線が正対した場合は、最大で 100km以上の離隔距離が必要だが、角度を ずらせば下図の例のように所要離隔距離が 小さくなる。  総じて、互いの空中線が正対しないように 4K・8K-FPUの位置や空中線の角度を調整す ることが可能であることから、これら既存無線 システムとの共用は可能と考える。 空中線の向きが正対からずれた場合の所要離隔距離 (STL/TTL/TSLの例)

(13)

現行FPUと4K・8K等FPUの検討項目の関係①

9

検討項目 現行FPU(OFDM方式) 4K・8K用FPU 1 無線周波数帯 5,850~5,925 MHz(Bバンド)、6,425~6,570 MHz(Cバンド)、 6,870~7,125 MHz(Dバンド)、10.25~10.45 GHz(Eバンド)、 10.55~10.68 GHz(Fバンド)及び12.95~13.25 GHz(Gバンド) 変更なし (現行のマイクロ波帯FPUにおいて各免許人に割当 てられたチャンネルへの導入を前提とする。) 2 通信方式 単向通信方式 変更なし 3 電波の型式 X7W 変更なし 4 最大伝送容量 105 Mbit/s(フルモード) 51 Mbit/s(ハーフモード) 超高精細度テレビジョン放送用途(高品質伝送)での 利用を可能とするため、以下の規定に変更 412 Mbit/s(フルモード) 202 Mbit/s(ハーフモード) 5 空間多重方式 未検討 MIMOの導入 6 キャリア変調方式 64QAM、32QAM、16QAM、QPSK、DQPSK、BPSK、DBPSK 4096QAM、1024QAM、256QAMを追加 7 周波数の許容偏差 7×10-6以下 変更なし 8 占有周波数帯幅 17.5 MHz以下(フルモード)、 8.5 MHz以下(ハーフモード) 変更なし 9 誤り訂正 以下を基本とする。 固定伝送(64QAM-OFDM) 内符号:畳み込み(5/6) 外符号:リードソロモン(204,188) 移動伝送(16QAM-OFDM) 内符号:畳み込み(3/4) 外符号:リードソロモン(204,188) 以下を基本とする。 固定伝送(標準)(1024QAM-OFDM) 内符号:LDPC(2/3) 外符号:BCH 固定伝送(高品質)(4096QAM-OFDM) 内符号:LDPC(5/6) 外符号:BCH 移動伝送(64QAM-OFDM) 内符号:LDPC(5/6) 外符号:BCH 10 C/N及びC/N配分 固定伝送:28 dB 移動伝送:22 dB 固定伝送(標準):27.1 dB 固定伝送(高品質):37.1 dB 移動伝送:21.2 dB 11 瞬断率規格、不稼 働率規格 所要の伝送パラメータ等を定めるための目標値として以下を 提示 固定伝送 0.5 (%/年)以下(B~D帯) 1.25×10-3(%/年)以下(E~G帯) 移動伝送 0.5 (%)以下(B~D帯) 0.5 (%)以下※1(E~G帯) 変更なし

(14)

現行FPUと4K・8K等FPUの検討項目の関係②

10

検討項目 現行FPU(OFDM方式) 4K・8K用FPU 12 回線設計と空中線電力 標準受信電力 固定伝送:-55 dBm 移動伝送:-61 dBm 空中線電力 10.6~10.68 GHz以外:0.2 W(5 W)※2 10.6~10.68 GHz:0.2 W(0.5 W)※2 標準受信電力 固定伝送(標準):-55 dBm 固定伝送(高品質):-45 dBm 移動伝送:-62 dBm 空中線電力 変更なし 13 空中線電力の許容値 上限:20 %以内 下限:50 %以内 変更なし 14 送信スペクトルマスク フルモード f0±9 MHz 以上で -37 dB 以下 ハーフモード f0±4.5 MH z以上で -37 dB 以下 変更なし 15 スプリアス及び不要発射 帯域外領域におけるスプリアス発射の強度の許容値 100 μW以下 スプリアス領域における不要発射の強度の許容値 50 μW以下 変更なし 16 偏波 直線(水平又は垂直)、円 水平及び垂直の組合せ、右旋及び左旋の組合せを追加 17 他の無線システムとの 干渉検討 アナログ方式のFPU、シングルキャリア方式のデジタルFP Uとの共用を前提に、隣接チャンネルでの利用可能性につ いて検討 現行のデジタルFPU並びに同一周波数帯及び隣接周波数 帯を使用する他の無線システムとの共用条件(所要離隔距 離)について検討 18 測定法 ‐ MIMO伝送を想定した測定項目及び測定方法を検討 ※1 降雨による回線瞬断率。これに加え、マルチパスフェージングによる回線瞬断率も0.5%以下とする。 ※2 隣接チャンネルでアナログ回線が使用されていないことが確認できる等、既設アナログ回線との間で干渉等の問題がない場合には括弧内 の値とする。

(15)

情報通信審議会情報通信技術分科会

衛星通信システム委員会報告 概要

「非静止衛星を利用する移動衛星通信システムの技術的条件」のうち

「1.6GHz帯/2.4GHz帯を用いた移動衛星通信システムの技術的条件」

平 成 2 9 年 3 月 3 1 日

衛星通信システム委員会

資料 125-2-1

(16)

1.6GHz帯/2.4GHz帯を用いた移動衛星通信システムの技術的条件の検討開始

○ 平成12年9月、「

非静止衛星を利用する移動衛星通信システムの技術的条件」のうち、「1.6GHz 帯/2.4GHz帯を

用いた移動衛星通信システムの技術的条件」として電気通信技術審議会より一部答申

○ 平成28年7月、

電波使用状況が平成 12 年から大きく変化し、周波数共用検討の前提条件が変わったこと及び同シ

ステムの技術の進展が見られることから、同システムの高度化を図るため追加検討を開始

○ 移動衛星通信システムは、同報性、広域性、耐災害性等の衛星通信システム固有の特徴を有するほか、陸上、

海上、上空、離島等での通信手段として、平時に加えて災害時において重要な役割を果たしている。平成 23 年

3 月 11 日に発生した 東日本大震災等においても、地震や津波の影響を受けにくい移動衛星通信システムは、

被災地における通信確保に必要不可欠な状況となった。

○ 我が国においては、既に1.5GHz/1.6GHz帯、2.5GHz/2.6GHz帯及び12GHz/14GHz帯を用いた移動衛星

通信サービスが提供されている。

○ 1.6GHz/2.4GHz帯を用いた移動衛星通信システムの技術的条件については、平成12年9月に電気通信技術

審議会が一部答申を行っているが、関連企業の経営状況悪化により、日本における事業参入が見送られた。

○ 今般、再び日本における事業参入のニースがあるところ、電波使用状況が平成12年から大きく変化して周波数

共用検討の前提条件が変わったこと及び同システムの技術の進展が見られることから、同システムの高度化を

図るため追加検討を行った。

1

検討開始の概要

(17)

1.6GHz帯/2.4GHz帯を用いた移動衛星通信システムの概要

1.6GHz帯/2.4GHz帯を用いた衛星移動通信システムは、諸外国においては、米国グローバルスター社によって

2000年(平成12年)に商用サービスが開始されており、 グローバルにサービスを提供している主要な衛星通信システ

ムの一つである。

Globalstar(周回衛星) 衛星:32機、高度1414km • グローバルにサービスを提供している主要な衛星通 信システムの一つ。 • ITUで移動衛星通信用に分配された周波数を使用し、 現在約120カ国で運用。 • 1600MHz帯/2400MHz帯でCDMA方式を採用。 • ベントパイプ方式により、衛星ではデータを地球局 に中継し、処理は全て地上の地球局で実施。 • 世界中で約75万余の衛星携帯電話、位置情報サー ビス、資産管理需要等(IoT)で利用。 • 位置情報を利用した災害救助分野においては、これ までに4600もの世界中のレスキュー活動に活用さ れ、地上系携帯電話の届かないエリアに取り残され た1万数千人以上の緊急救命要請に利用。 Globalstar衛星通信の概要 日本は、韓国とロシアの地球局によってカバーされる。 Globalstar衛星通信の地球局マップ Globalstar衛星通信の携帯端末 衛星携帯電話 SPOT 位置情報端末 資産管理 B2C市場 B2B市場 資産管理 モニタリング VAR/OEM 提供 Globalstar衛星通信の活用事例 資産管理 資産管理 位置情報 SPOT位置情報 SPOT位置情報/SOS 衛星携帯電話 ベントパイプ方式

低軌道周回衛星を利用した高品質・高効率・低価格なグローバル衛星通信ネットワーク

2

(18)

既存システムとの共用検討

1.6GHz帯の周波数使用状況

検討周波数帯 無線LAN アマチュア 無線LAN VICS(2499.7) 2400 2483.5 2450 2500 2494 ロボット無線 2471 [MHz]

2.4GHz帯の周波数使用状況

1.6GHz帯/2.4GHz帯を用いた衛星移動通信システムは、上りサービスリンク(Lバンド:1,610.0~1,618.75MHz)及

び下りサービスリンク(Sバンド:2483.5MHz~2500MHz)を使用する。

今回の追加検討では、平成 12 年に一部答申が行われた以降に、電波使用状況が当時と比べ特に大きく変化した、

以下の3点について共用検討を行った。

検討対象 干渉区分 周波数帯 平成12年当時からの変化 電波天文 与干渉 1.6GHz帯 干渉波想定の見直し 無線LAN 小電力データ通信システム 被干渉 2.4GHz帯 利用台数の爆発的な増加 ロボット無線 (2.4GHz帯高度化利用) 被干渉 2.4GHz帯 平成28年8月に制度化 高出力

3

無線航行衛星 (1559-1610) 検討周波数帯 イリジウム [MHz] 電波天文 (1610.6-1613.8) 1618.75 1610 1626.5 1618.725 1613.8 2497

(19)

既存システムとの共用検討結果

電波天文業務の概要 電波天文業務は、電波送信は行わず受信のみを行う業務であり、微弱な信号を 扱っている。 使用周波数帯 1,610. 6~1,613.8MHz 共用検討 実機でのスプリアス輻射強度を元に、ITU-R勧告RA.769-2に規定された干渉制 限値を満足する離隔距離を保てる制限区域を設定し、関係者間で運用協定を締 結してそれを適切に実施することで、共用は可能。 観測施設 運用条件 例外条件/運用指針 国立天文台 JAXA臼田宇宙空間観測所 0〜30Km 全周波数使用禁止 30〜160Km Ch. 1,2,3,4 (1610.115- 1615.305 MHz)使用禁止 Ch. 5,6,7 (1615.035- 1618.725 MHz)使用可能 160Km〜 全周波数使用可能 自然災害時、防災訓練 時は制限を解除(解除 時は連絡) サービス利用者への周 知 NICT鹿島宇宙技術 センター 陸上 0〜30Km 全周波数使用禁止 30〜160Km Ch. 1,2,3,4 (1610.115- 1615.305 MHz)使用禁止 Ch. 5,6,7 (1615.035- 1618.725 MHz)使用可能 160Km〜 全周波数使用可能 海上 0〜50Km 全周波数使用禁止 50〜160Km Ch. 1,2,3,4 (1610.115- 1615.305 MHz)使用禁止 Ch. 5,6,7 (1615.035- 1618.725 MHz)使用可能 160Km〜 全周波数使用可能 JAXA臼田宇宙空間観測所(上側) 国立天文台(下側) NICT鹿島宇宙技術センター 干渉検討結果に基づく新たな運用条件案 運用制限区域の図示

4

電波天文との共用検討

運用制限区域の図示

(20)

無線LAN・小電力データ通信システム

との共用検討

2.4GHz帯無線LAN(IEEE802.11b:20MHz システム)のチャネル配置

無線LAN・小電力データ通信システムの概要

無線LANの規格としては、米国電気電子学会(IEEE : The Institute of Electrical and Electronics Engineers)により標準化された規格が広く利用 されている。 使用周波数帯 2,400~2,497MHz 共用検討 (※)所要離隔距離を計算した結果、屋外使用において、隣接となるCH13までを使用する機器で は約72m、CH14を使用した機器では約290mとなり、衛星携帯電話の通信が困難になる事 も考えられる。 屋内利用 屋外利用 ※遮断損失は17dBとする (平成12年答申時の値を準用) 奥村・秦式モデル 衛星携帯電話端末 3.5乗則 5m 許容干渉電力 所要離隔距離 隣接干渉 (2472MHz) -119.4 (dBm/MHz) 屋内利用 0.9 m 屋外利用 71.5 m 共用干渉 (2484MHz) 屋内利用 3.7 m 屋外利用 288.9 m 伝搬モデル Wi-Fi機器との同時使用/Wi-FiルータをCH13に設定し同時に利用 結果:利用可能 Wi-Fiルータやスマートフォンのテザリング機能が多用される公園等での利用 結果: 利用可能 公衆無線LANサービスエリア内での使用/繁華街等での衛星携帯電話の利用 結果: 建物等により衛星が遮蔽されない場合には利用可能 事業用無線LANとの同時使用/使用CHをCH14に固定したWi-Fi機器を対向で設置し、相互に通信 結果: 直線見通しで50m離れた地点では、利用可能であった。 距離が概ね10m以内に近付いた場合に、通話が途切れる場合もあった。 所要離隔距離の計算結果 【実環境での通話試験結果(実験試験局)】

既存システムとの共用検討結果

無線LAN機器との同時使用例 災害時の想定 避難所や避難場所に指定された公園等は、工場等からの一定の離隔距離が保たれると想 定され干渉を受ける可能性が低い 【災害時の想定】 無線LAN・小電力データ通信システムから受ける干渉は非常に限定 的であり、特定の状況で干渉を受ける可能性を利用者が理解するこ とで、周波数共用は可能と考えられる。

5

(21)

ロボット無線(2.4GHz帯高度化利用)の概要 「ロボットにおける電波利用システムの技術的条件」として、平成28年3 月に情報通信審議会から答申を受け、同年8月に制度化が行われてお り、今後、高精細画像の伝送等の高度利用が見込まれている。 使用周波数帯 2,483.5~2,494MHz 共用検討 (※)所要離隔距離を計算した結果、陸上利用では、10MHzシステムの場合で560m、 5MHzシステムの場合で656mであり、上空利用の場合には、離隔距離が等価地球半 径を考慮した可視範囲を超える事から、見通し範囲内でロボット無線が使用された場 合には、衛星携帯電話の通信が困難になると考えられる。 2.4GHz帯ロボット用無線システムのチャネル配置 伝搬モデル 平常時 : 衛星携帯電話の利用時にドローンやロボットと遭遇した場合は、電波干渉により利用で きない場合が考えられるが、ロボットの連続稼働時間等を考慮すると、長時間に渡って 利用できないケースは少ないと想定され、利用者側でしばらく間を空けてから再度利用 することなどで衛星携帯電話が利用できると想定される。 災害時 : 災害対策本部等などの設置以降は、ドローンやロボットなどの情報収集用機器、非常 用通信伝達手段である衛星携帯電話等の利用について利用場所や利用時間が一元 管理され、円滑な利用が想定される。 所要離隔距離の計算結果 【想定される利用シーンでの検討】 ロボットが近傍で使われている状況では、干渉を受けることが考えられ るが、平時の衛星携帯電話の利用シーンを考えると、利用する時間を考 慮することによって衛星携帯電話の利用は可能と考えられる。また災害 時などには災害対策本部等による適切な運用調整が行われることで、 衛星携帯電話の利用は可能と考えられる。 許容干渉電力 所要離隔距離 10MHzシステム 5MHzシステム 共用干渉 -119.4 (dBm/MHz) 地上利用 (1.5m高) 560m 656m 上空利用(150m高) 169Km (※) 238Km(※) ※等価地球半径での見通し距離は、約50.5Km 災害時の想定 平常時の想定

6

既存システムとの共用検討結果

ロボット無線(2.4GHz帯高度化利用)との共用検討

★災害発生(1日) ▲2日 ▲3日 ▲4日 ▲5日 ▲安全な場所へ緊急避難(避難が第一優先) ▲固定・携帯通信インフラの被災 ▲災害対策本部等の設置(人命の救助最優先)情報収集&情報発信 ▲衛星携帯電話による報告、情報収集・救助要請 ▲通信インフラが段階的に改善 ▲ドローンを利用した更なる情報収集 ドローン 衛星携帯電話 固定・携帯電話 2483.5 2486 2488.5 2491 2493.5 10MHzシステム 5MHzシステム (MHz) 2494 2484 2489

(22)

他システムとの共用検討結果を考慮し、次のとおりとすることが適当。

技術的条件(1)

1.6GHz帯/2.4GHz帯を用いた移動衛星通信の無線設備の技術的条件については、国際的な電波に関する条約等及び国内の電波法 令に適合することが必要である。具体的には以下のとおりとすることが適当である。 1)一般的条件 技術的条件 必要な機能 人工衛星局を介して基地局(地球局)と通信を行う個々の移動局の送信装置が、自動的に識別される ものであること。 複信方式の移動局が使用する周波数、送信スロット及び符号は、基地局からの制御信号により自動的 に選択されるものであること。 単向通信方式の移動局が使用する周波数は、予め設定されたものであり、位置情報によって適切に 選択されるものであること。 無線周波数帯 サービスリンク用周波数帯は、1610.0~1626.5 MHz帯(上り)及び2483.5~2500 MHz帯(下り)であ ること。ただし、国際周波数調整の結果を遵守すること(※)。 セキュリティ対策 不正使用を防止するため、移動局装置固有の番号の付与など、適切な措置を講ずることが望ましい 。 人体への影響対策 人体(頭部・両手以外)の吸収比率は2W/kg以下、四肢は4W/kg以下。 人体頭部の吸収比率は2W/kg以下。 (無線設備規則第14条の2)

7

(※)サービスリンク用の上り周波数について、隣接するイリジウムとの事業者間調整の結果、現時点では本システムの使用可能周波数 帯は、1610.0~1618.75MHzに限られる。

(23)

2)移動局の条件 項目 技術的条件 送信装置 周波数の許容偏差 20ppm(無線設備規則第5条) 空中線電力の許容偏差 上限50%、下限50%(無線設備規則第14条) 不要発射の強度の許容値 下図のスペクトラム特性を満足 (ITU-R勧告M.1343) キャリアオフ時の漏洩電力 0.1MHz~30MHz -87dBW/10kHz 30MHz~1,000MHz -87dBW/100kHz 1,000MHz~12,750MHz -77dBW/100kHz (ITU-R勧告M.1343) 受信装置 副次的に発する電波等の限度 4nW以下(無線設備規則第24条) 空中線 偏波 左旋円偏波または直線偏波 1610MHz未満また1628.5MHzを超える周波数帯における不要発射 の強度の許容値 1610.0MHz~1628.5MHz周波数帯における不要発射の強度の許容値

8

技術的条件(2)

(24)

情報通信審議会 情報通信技術分科会

衛星通信システム委員会報告 概要

「Ka帯を用いた移動体向けブロードバンド衛星通信システムの技術的条件」のうち

「Ka帯を用いた移動体向けブロードバンド衛星通信システム(ESIM)の技術的条件」

平 成

2 9 年 3 月 3 1 日

衛星通信システム委員会

資料 125-3-1

(25)

Ka帯を用いた移動体向けブロードバンド衛星通信システム(ESIM)の技術的条件の検討開始

○ 平成27年11月、国際電気通信連合(ITU)世界無線通信会議(WRC-15)において、グローバルサービスを実

現するため、ESIM(Earth stations in motion)が定義され、Ka帯の19.7-20.2GHz及び29.5-30.0GHz において

移動体向け衛星通信システムを運用可能とすることに合意

○ 平成28年6月、船舶・航空機等の移動体における数十Mbps程度の高速通信サービスが実現できることから、

Ka帯を用いた移動体向けブロードバンド衛星通信システムの技術的条件の検討を開始

検討開始の概要

1

○ 陸上における移動通信環境の高速大容量化に伴い、船舶や航空機等の移動通信環境においても社会・

家族・友人とのコミュニケーションの円滑化等によるデジタル・ディバイド改善、船舶・航空機の運航システ

ムのICT 化に伴う陸上との高速大容量通信へのニーズが高まっている。

○ 我が国においては、L 帯(1.6GHz 帯)、S帯(2GHz 帯)、Ku 帯(12/14GHz 帯)等を用いた移動衛星通信サ

ービスが提供されている。現在主流となっているこれらの周波数帯は逼迫しつつあり、近年では

Ka

帯(20/30GHz帯)が、次世代の高速衛星通信用の帯域として世界的に注目され、グローバルサー

ビスの提供が計画されている。

2015年11月に開催された国際電気通信連合(ITU)世界無線通信会議(WRC-15)では、グローバ

ルサービスを実現するための

ESIM(Earth station in motion)が定義され、Ka帯の19.7-20.2GHz及

29.5-30.0GHzにおいて移動体向け衛星通信システムが運用可能となった。

○ Ka帯を用いたシステムの利用により、船舶・航空機等の移動体においても数十Mbps程度の高速通信サー

ビスが実現でき、早期の国内導入が期待されることから、Ka帯を用いた移動体向けブロードバンド衛星通

信システム(ESIM)の技術的条件について検討を行った。

(26)

Ka帯を用いた移動体向けブロードバンド衛星通信システム(ESIM)の概要

○ Ka帯を用いた移動体向けブロードバンド衛星通信システム(ESIM)は、静止軌道上に配置された固定衛星

業務用の衛星を介し、船舶や航空機等の移動体との間でブロードバンド通信を提供

○ 船舶や航空機等からの高速インターネット接続やハイビジョン画像伝送、VoIP電話等のサービスを実現

2

オペレータ (国) Inmarsat (英国) Telenor (ノルウェー) Viasat (米国) Eutelsat (フランス) 主な使用衛星 Inmarsat-5 Thor-7 Viasat-1,Viasat-2 KA-SAT

サービス対象 (移動体) 船舶、航空機 船舶 航空機 航空機 サービス地域 全世界 (極地を除く) 欧州、地中海、北 海周辺 北米、大西洋北部 欧州 通信速度 上り:最大5Mbps 下り:最大50Mbps 上り:2-6Mbps 下り:数10Mbps 上り:2.5-20Mbps 下り:70-100Mbps 最大100Mbps システム全体概要 Ka帯を用いた主な移動体向け衛星通信サービス Ka帯を用いた主な移動体向け衛星通信サービス(ESIM)の利用イメージ 2

(27)

既存システムとの共用検討

○ Ka帯を用いた移動体向け衛星通信システム(以下ではESIMと記す)は、WRC-15決議に基づき、上りサービスリ

ンク(29.5 - 30.0GHz)及び下りサービスリンク(19.7 - 20.2GHz)を使用。

○ ESIMに関して同一周波数帯を使用する他のシステムは存在しないが、隣接周波数帯を使用する無線システム

との共用について、以下の無線通信業務を対象に干渉検討を実施。

3

ケース 干渉種類 与干渉システム 被干渉システム 1 隣接周波数 ESIM宇宙局 電波天文(22GHz帯及び23GHz帯) 2 隣接周波数 ESIM地球局 電波天文(31GHz帯) 3 隣接周波数 無線アクセスシステム-電気通信業務(固定) ESIM地球局 3 無線アクセスシステム・ 電気通信業務(固定) 無線アクセス システム・ 電気通信業務 (固定) 超広帯域無線 システム 超広帯域無線システム 衛星間通信 通信システム小電力データ 小電力データ 通信システム 加入者系無線アクセス システム 電波天文 BSフィーダ リンク↑ 衛星 放送↓ 電波 天文 各種レーダー 電波 天文 衛星間 通信 17. 30 17. 70 電気通信業務等 (固定衛星↓) 18. 72 19. 22 19. 70 21. 20 24. 75 25. 25 27. 00 27. 50 29. 00 31. 00 電気通信業務等 (固定衛星↑) 21. 40 CATV番組中継(移動) 31. 30 31. 80 20. 20 29. 50 30. 00 22. 00 22. 40 22. 60 23. 00 23. 20 23. 60 24. 00 22. 21 22. 50 23. 55 無線アクセスシステム エントランス回線(固定) CATV番組中継(固定・移動) ESIM↓ ESIM↑ 24. 05 24. 75 24. 25 アマチュア ESIM↓ ESIM↑

(28)

既存システムとの共用検討結果(1)

4

電波天文業務の概要 電波天文業務は、電波送信は行わず、受信のみを行う業務であり、微 弱な信号を扱っている。 使用周波数帯 (1) 22GHz帯及び23GHz帯:22.21-22.5GHz及び23.6-24.0GHz (2) 31GHz帯:31.3-31.8GHz 共用検討 (ケース1) 電波天文(22GHz帯及び23GHz帯) 電波天文業務のうち、22.21-22.5GHz及び23.6-24.0GHzを受信す る保護対象設備(申請予定を含む)に対して、ITU-R勧告RA.769-2 に規定された干渉制限値に基づき干渉検討を行った結果、共用は 可能。 出所)http://www.nro.nao.ac.jp/public/about.html No. 設置場所 東経 北緯 マージン[dB] *1 東経63度衛星*2 東経180度衛星*2 1 長野県南佐久郡南牧村野辺山 138°28’ 21” 35°56’ 40” 3.9 3.3 2 岩手県奥州市水沢区星ガ丘町 141°07’ 57” 39°08’ 01” 4.0 3.3 3 東京都小笠原村父島字旭山 142°13’ 00” 27°05’ 31” 4.0 3.2 4 鹿児島県薩摩川内市入来町浦之名 130°26’ 24” 31°44’ 52” 3.8 3.4 5 沖縄県石垣市字登野城嵩田 124°10’ 16” 24°24’ 44’ 3.6 3.5 6 鹿児島県鹿児島市平川町字狐迫 130°30’ 26” 31°27’ 51” 3.8 3.4 7 岩手県奥州市水沢区星ガ丘町 141°07’ 57” 39°08’ 00” 4.0 3.3 8 茨城県高萩市 140°41’ 41” 36°41’ 55” 4.0 3.3 9 茨城県日立市 140°41’ 32” 36°41’ 51” 4.0 3.3 10 岐阜県岐阜市 136°46’ 12” 35°28’ 47” 3.9 3.4 *1:マージンとは、ITU-R勧告RA.769-2 で規定されている当該周波数帯での電 力束密度の閾値(-231dB(W/(m2Hz))) からInmarsat F1(63E)及びF3(180E)の 地表面での電力束密度を引いた値。 *2:共用検討においては、現時点で 具体的な情報が得られるInmarsat GX サービスのInmarsat-5衛星を想定。

電波天文との共用検討(ケース1)

電波天文業務の受信設備の概要 4

(29)

既存システムとの共用検討結果(2)

5

共用検討 (ケース2)電波天文(31GHz帯) 電波天文業務のうち、31.3-31.8GHzを受信する保護対象設備は長 野県の国立天文台・野辺山宇宙電波観測所のみ。電波天文業務に おける干渉制限値を定めたITU-R勧告RA.769-2に基づく共用検討を 実施。 5

電波天文との共用検討(ケース2)

(1) ESIM地球局(航空機及び陸上移動) ESIMシステムが異なる場合には結果が異なる場合もあるが、実機で のスプリアス輻射強度を元に、ITU-R勧告RA.769-2に規定された干渉 制限値を満足するように、必要な場合には関係者間で運用協定を締結 して、それを適切に実施することで、共用は可能。 <電波天文とESIM地球局との検討結果まとめ> 現時点で具体的な情報が得られるInmarsat GXサービスのInmarsat-5衛星のサービスを想定して検討を行った。ESIMシス テムが異なる場合には結果が異なる場合もあるが、実機でのスプリアス輻射強度を元に、ITU-R勧告RA.769-2に規定され た干渉制限値を満足するように、必要な場合には関係者間で運用協定を締結して、それを適切に実施することで、共用は 可能である。 (2) ESIM地球局(船舶) 国立天文台野辺山から海上は100km以上離れており、また山岳遮 蔽による見通し外のため共用可能。 共用検討モデル(ESIM地球局) θE:ESIM地球局の x 軸からの回転角 (F3(180E)) H:アンテナ高 電波天文 ESIM地球局(陸上移動) h:高度 天頂方向(z) 同一鉛直平面上のESIM 宇宙局と逆方向(x) r:電波天文とESIM地球局の (直下点)との距離 ESIM宇宙局 ESIM地球局 (航空機)

(30)

既存システムとの共用検討結果(3)

6

無線アクセスシステム-電気通信業務(固定)の概要

無線アクセスシステム-電気通信業務(固定)(以下、FWA: Fixed Wireless Access)は、従来の固定無線通信システムで必須であった大規模な鉄塔を不 要とし、小規模な建物にも設置可能な大容量通信システムであり、比較的短期 間に低コストで地域内のネットワークの構築等が可能。 使用周波数帯 19.22-19.70GHz 共用検討 FWAの周辺で運用する際の運用可能距離について検討。 (1) ESIM地球局(陸上移動) 180度衛星の場合は、角度θEが17°以上なら1km以遠において、63度衛星 の場合は、角度θEが23°以上において1km以遠で運用可能。また、建物等 の遮蔽により干渉を避けることも可能なため、実用上の運用は問題ない。 (2) ESIM地球局(航空機) FWAは陸上用途の仰角が低いPoint-to-Pointシステムであること、ESIM地 球局(航空機)は一定のアンテナ仰角を有するほか、航空機高度及び位置 は順次変化することより、航空機の移動に伴って当該干渉を避けることが可 能であり、実用上の運用は問題ない。 (3) ESIM地球局(船舶) FWAは陸上用途の仰角が低いPoint-to-Pointシステムであること、ESIM地 球局(船舶)は一定のアンテナ仰角を有するほか、船舶位置は順次変化する ことより、船舶の移動に伴って当該干渉を避けることが可能であり、実用上 の運用は問題ない。 10 100 1,000 10,000 100,000 0.0 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 180.0 離隔距離 r  [m ] x軸からの回転角θE[deg] F1(63E) F3(180E) 1000m

無線アクセスシステム-電気通信業務(固定)との共用検討(ケース3)

共用検討モデル(ESIM地球局(陸上移動)) 離隔距離(ESIM地球局(陸上移動)) 6 アンテナパターン ITU-R S.465 FWAアンテナ仰角:0° アンテナ高:40m z(天頂方向) x y θE r[m] ESIM宇宙局 (F1: 63E, F3: 180E) <無線アクセスシステムとESIM地球局との検討結果まとめ> 本検討は現時点で具体的な情報が得られるInmarsat GXサービスのInmarsat-5衛星のサービスを想定して検討を行った。 いずれの場合においても、当該干渉を避けることが可能であり、実用上の運用は問題ない。

(31)

7

技術的条件 必要な機能 移動局は、自局の通信の相手方である人工衛星局のみを自動的に捕捉・追尾する機能を、隣接衛星等の他 の人工衛星局の捕捉・追尾を阻止するような手順を含めて備え、通信の相手方である人工衛星局を自動的 に捕捉・追尾ができなくなった場合には、直ちに送信を停止するものであること。 移動局は、基地局が人工衛星局を経由して送信する制御信号を受信した場合のみ、人工衛星局への送信が 可能であること。 移動局は、自局の障害を検出する機能を持ち、障害を検出した場合及び人工衛星局を経由した基地局から の信号を正常に受信できなくなった場合には、送信を自動的に停止するものであること。 移動局が送信する周波数及び輻射する電力は、基地局が送信する制御信号による指令値に自動的に設定 されたものであること。 基地局の制御により、移動局の電波の発射を停止する機能を有すること。 移動局は、許可された主管庁の領域を超えたときは、直ちに運用を止める機能を有すること。 適用周波数帯 サービスリンク用周波数帯として、移動局から人工衛星方向(アップリンク)には29.5-30.0GHz帯(Ka帯)、人工 衛星から移動局方向(ダウンリンク)には、19.7-20.2GHz帯(Ka帯)を使用することが適当。 電磁環境対策 移動局は、過度な強度の電波から人体を保護するための必要条件を満たすよう、電波防護指針で定められ た要求条件を満たすことが必要。また、移動局は航空機や船舶、車両等に搭載して使用することが想定され、 それぞれ準拠すべき指針及び規定に従うことが適切。

1)一般的条件

Ka帯を用いた移動体向けブロードバンド衛星通信システム(ESIM)の無線設備の技術的条件については、国際

的な電波に関する条約等及び国内の電波法令に適合することが必要である。具体的には以下のとおりとするこ

とが適当である。

技術的条件(1)

○ 他システムとの共用検討結果を考慮し、次のとおりとすることが適当。

7

(32)

8

2)移動局の条件

技術的条件(2)

項目 技術的条件 送信装置 空中線電力の許容偏差 上限50%、下限50% (無線設備規則第14条) 周波数の許容偏差 20ppm (無線設備規則第5条) 不要発射の強度 以下のとおり (無線設備規則第7条・平成17年総務省告示第1228号) ア スプリアス領域の不要発射の強度の許容値 ・50μW 以下、又は基本周波数の平均電力より60dB低い値 イ 帯域外領域の不要発射の許容値 ・40log(2F/BN+1)dB/4kHzまたはスプリアス発射の強度の許容値のうち、小 さい方の値以下。なお、15GHz以上の周波数の電波を使用する送信設備 にあっては、4kHzの代わりに1MHzの周波数帯域幅を用いることができる。 受信装置 副次的に発する電波等の限度 4nW以下 (無線設備規則第24条) 空中線 軸外輻射電力密度 下表ア、イのとおり (WRC-15決議156) 送信空中線の最小仰角 3°以上 (電波法施行規則32条) 対向する衛星方向からの離角 [θ] 最大EIRP[dBW/40kHz] 2°≦θ≦7° 19-25log10θ以下 7°<θ≦9.2° -2以下 9.2°<θ≦48° 22-25log10θ以下 48°<θ≦180° -10以下 静止衛星軌道に対する仰角[ε] EIRP密度の増加量[dB] ε≦5° 2.5 5°<ε≦30° 3-0.1ε ア 軸外輻射電力密度 イ 低仰角時の条件 8

(33)

情報通信審議会 情報通信技術分科会

陸上無線通信委員会報告

-概要版-「小電力の無線システムの高度化に必要な技術的条件」のうち

「デジタルコードレス電話の無線局の高度化に係る技術的条件」

資料125-4-1

平成29年3月31日

陸上無線通信員会

(34)

審議の背景等

■ 検討背景

 「デジタルコードレス電話の無線局」については、1.9GHz帯を使用し、免許を要しない無線局として平成5年(1993年)にPHS

方式が導入されている。

 高品質な音声通信及び高速データ通信などの高機能化を図るため、平成22年(2010年)に新たに広帯域システムである

DECT(Digital Enhanced Cordless Telecommunications)方式及びsPHS方式が導入された。

 近年のIoT社会における多様な利用ニーズに対応するため、従来の方式に加え、データ通信を中心としたシステムへの高度化が 求められており、携帯電話等の国際標準規格であるLTE方式を利用した無線システムの導入に向けて、既存システムとの周波 数共用を図りつつ、必要な技術的条件について検討を行う。 例1:コードレス電話システムの高機能化(オフィス内)

■ 利用イメージ

管理センター 1.9GHz帯 例2:IoTへの利用拡大 (工場等の構内) ロボット クラウド ゲートウェイ 1.9GHz帯 通信モジュー ル

■LTE方式のシステム構成(例)

1

親機 親機 子機 親機 HSS: Home Subscriber Server

(ユーザー情報管理用データベース)

EPC: Evolved Packet Core (LTE収容コアネットワーク)

電話回線

子機 子機

子機

PBX: Private Branch eXchange (構内交換機) LTE方式を利用した新たな方 式の無線システムについては、 親機及び子機の無線機器以 外に、EPC、HSS等のネットワー ク機器が必要となるため、一 般的な家庭内での利用ではな く、事業所での内線電話として の利用等が想定される。

(35)

デジタルコードレス電話の普及状況、新たな方式のニーズ

■ デジタルコードレス電話の新たな方式のニーズ

2

91 187 250 279 314 342 361 381 433 476 522 555 586 634 695 744 1,110 1,581 2,107 91 96 63 30 35 28 19 20 52 43 46 33 30 49 61 202 542 366 471 526 0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 0 100 200 300 400 500 600 13年度 15年度 17年度 19年度 21年度 23年度 25年度 27年度 出 荷 台 数( 累 計) 万台 出 荷 台 数( 単 年 度) 万台 自営PHS(累計) DECT(累計) 自営PHS DECT

電波の利用状況調査の調査結果】  自営PHSの出荷台数は、平成13年 度からの累計出荷台数が700万台 弱となっている。  DECTの年間出荷台数は、近年、 350~550万台程度で推移しており、 平成23年度以降の累計出荷台数2100万台程度となっている。  なお、sPHS方式については、出荷 実績はない。

■ デジタルコードレス電話の普及状況

 現在、一般家庭の宅内のコードレス電話は、従来の自営PHS又は2.4GHz帯を使用したコードレス電話からDECT方式に置き 換わりつつある。  事業所で使用されている内線電話は、現在、自営PHSが主流である。しかしながら、今後のチップセット、製品の供給状況等を 鑑み、自営PHSから携帯電話等で用いられている3GPPで規格化されたTD-LTE方式を用いたデジタルコードレス電話へ移行す るニーズが高まっている。  なお、3GPP規格においては、デジタルコードレス電話の周波数帯を含む、Band39(1880~1920MHz)が既に規格化されており、 既存の携帯電話端末との共通的な利用等を含めたニーズも存在する。

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1.9GHz帯の国内・国際動向(LTEの動向)

 LTE方式は、3GPPが電気通信分野(携帯電話)として標準化した規格である。  近年、IoTやPublic Safetyなど携帯電話以外にもLTE方式が導入されている。  なお、2016年6月にはIoT向けとして、低消費電力、低コストを主眼としたeMTC(帯域幅1.4MHz), NB-IoT(帯域幅200kHz)が 規格化されている。NB-IoTは、現時点においてはFDD方式のみが規格化されている。

■ LTEの標準化動向

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出典元:GSA HPより http://gsacom.com/paper/gsa-evolution-lte-report-july-2016/  LTE方式は、2016年7月時点で170ヶ国、521事 業者(MVNO除く)において携帯電話の方式として採 用されている。  LTE方式の利用は、世界全体で2015年末で契約 数は10億回線を超えており、2020年末までに約38 億回線に増大するものと予測されている。  TD-LTE方式は、46ヶ国、78事業者で携帯電話 の方式として採用されている(端末シェア:38%)。  中国では、2013年12月からTD-LTE方式を導入 (PHS方式からTD-LTE方式へ切替え)。

■ TD-LTE等の普及状況

現在ではChina Mobile(1.9GHz、2.3GHz、2.6GHz)、China Telecom( 2.3GHz、 2.6GHz )及びChina Unicom ( 2.3GHz、2.6GHz )がサービスを提供している。2016年5 月末には、3社合計でLTEの契約数が5.6億件を超え、対応する端末機種も2千機種以上。

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sPHS方式は導入実績 がなく、今後も導入が 見込まれない。

デジタルコードレス電話の新たな方式の導入等に係る検討

■ 1.9GHz帯の周波数使用状況

携帯電話 (↓) 携帯電話 (↑) 1879.9 1920 GB GB 1915.7 1884.5 GB : ガードバンド 1893.5 1906.1 公衆PHS 狭帯域デジタルコードレス電話(自営PHS方式) 広帯域デジタルコードレス電話(sPHS方式) 広帯域デジタルコードレス電話(DECT方式) デジタルコードレス電話の無線局 [MHz] 制御チャネル 公衆PHS 平成22年 0台 5MHzシステム 1.4MHzシステム 広帯域デジタルコードレス電話(sXGP(※)方式) TD-LTE方式をベースとした sXGP方式の導入を検討

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■ 新たなシステムの導入等に係る検討事項

① 新たなシステムとして、3GPPで標準化されたTD-LTE方式をベースとしたsXGP方式の導入を検討

② DECT方式について、需要の増大への対応、利便性の向上及びIoT等に新たな利用形態に対応するため、周波

数の利用拡大等の技術基準の見直しを検討

③ 上記①②の検討にあわせて、同一又は隣接周波数帯における既存無線システムとの共用条件等を検討

※ shared eXtended Global Platformの略。XGPフォーラムにおける、1.9GHz帯のTD-LTE方式をベースとした新たな方式の呼称。

導入年 累計出荷台数

平成5年 695万台(平成13年以降の累計)

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 sXGP方式は、3GPPで標準化された1.9GHz帯(Band39:1880~1920MHz)を使用するTD-LTE方式に準拠。  通信方式は、下りはOFDMA(直交周波数分割多元接続)、上りはSC-FDMA(シングルキャリア周波数分割多元接続)を採用した 時分割多重・多元接続による複信方式であり、データ通信を行う場合、占有周波数帯幅5MHzで10Mbps以上の高速通信が可能。  1.9GHz帯の免許を要しない周波数帯域(1893.5~1906.1MHz:12.6MHz幅)に導入することを前提として、既存システムとの周波 数共用を図るためには、チャネル幅は3GPP規格の1.4MHz幅あるいは5MHz幅とすることが適当。  周波数配置については、自営PHSの制御チャネル配置やDECTとの周波数共用を図るため、下図のとおり、F1及びF5の周波数を避 ける配置とする。  空中線電力は、屋内利用環境において通信距離として20~30m程度を確保するため、最大100~200mWとする。

sXGP方式の技術的条件の検討①

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1893.5MHz 1906.1MHz F1 F2 F3 F4 F5 sXGP方式 1.4MHz PHS方式 DECT方式 制御チャネル 5.0MHz 1897.4 1899.2 1901.0 1899.1 1.728MHz

sXGP方式の通信方式及び周波数配置等

1.4MHz幅 5MHz幅 周波数 1897.4MHz1899.2MHz 1901.0MHz 1899.1MHz 通信方式 (時分割複信方式) 下り: 直交周波数分割多重方式と時分 割多重方式を組み合わせたもの 上り: シングルキャリア周波数分割多 元接続方式と時分割多元接続方式 を組み合わせたもの 伝送速度 (下り) QPSK 166kbps 723kbps 16QAM 826kbps 3.5Mbps 64QAM 2.1Mbps 8.5Mbps 256QAM 3.1Mbps 14.7Mbps 空中線電力 親機/子機: 100mW 親機:200mW 子機:100mW 【sXGPの通信方式等】 【sXGPの周波数配置】

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sXGP方式の技術的条件の検討②

『5MHzシステムの帯域外領域及びスプリアス領域における不要輻射強度の許容値』 『1.4MHzシステムの帯域外領域及びスプリアス領域における不要輻射強度の許容値』 -12dBm/1.152MHz (DECT方式への保護) スプリアス領域 スプリアス領域 【スプリアス領域の不要発射の強度】  他のシステムへの影響を勘案して、自営PHS 方式及びDECT方式と同じ許容値を適用。 【帯域外領域の不要発射の強度】  3GPP規格に準拠することを基本とする。た だし、近傍の周波数においては、3GPP規 格より厳しい値となっている既存システムの 許容値を適用。  5MHzシステムの子機に対する許容値につ いては、実装にあたっての小型化等を考慮 し、中心周波数から6.1MHz~12.5MHz の離調周波数帯において、親機の許容値 よりも10dB程度高い値とする。親機よりも 子機の許容値が緩和されることになるが、 子機からの不要発射については、人体吸 収損や屋内利用による遮蔽効果が見込め ること、移動するものであることを考慮すれば 干渉が確率的となることから、他のシステム との共用が可能。 【DECTのF1及びF5周波数の保護】  隣接するDECT方式のF1及びF5の周波 数を保護するために、sXGP方式からの不 要発射の強度の許容値を規定。

■ 不要発射の強度の許容値

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sXGP方式の技術的条件の検討③

 同一周波数帯を共用する自営PHS方式及びDECT方式の通話チャネル、自営PHS方式の制御チャネルを保護するため、キャリアセ ンス機能を備え付けることとする。  キャリアセンスレベルについては、現行の自営PHS方式及びDECT方式のキャリアセンスレベルの基準と同等とし、sXGP方式の受信帯 域幅を考慮して値を規定。  sXGP方式では、現行の3GPP規格に準拠した端末(子機)は、通常、キャリアセンス機能を有しない。通信エリア内における子機が 他のシステムに影響を与える場合に備えて、親機が子機のキャリアセンス機能を代行する。この場合のキャリアセンスレベルを規定する。  なお、海外ではTD-LTE方式を免許不要帯域で他のシステムと共存して利用する動きがあり、将来、併せて子機にキャリアセンスを 搭載することも期待されることから、親機、子機共にキャリアセンスするシステムに対するキャリアセンスレベルも規定する。

■ キャリアセンスレベル

自営PHS方式/DECT方式の通話チャネル 自営PHS方式の制御チャネル キャリアセンスの タイミング 発射する電波について、電波の発射前に連続する2フレー ム(20msec)以上の時間を検知 自営PHS方式の制御チャネル(ch12、 ch18)について、電波を発射する前に検知 キャリアセンスレベル 【1.4MHzシステムの場合】 -68dBm以下(親機が子機のキャリアセンスを代行するシステムの場合) -62dBm以下(親機、子機共にキャリアセンスするシステムの場合) 【5MHzシステムの場合】 -64dBm以下(親機が子機のキャリアセンスを代行するシステムの場合) -56dBm以下(親機、子機共にキャリアセンスするシステムの場合) 【1.4MHzシステムの場合】 -75dBm以下(親機のみ) 【5MHzシステムの場合】 -82dBm以下(親機のみ) その他 親機又は子機が発射する電波の空中線電力を低下して運用する場合は、最大20dBまでの範囲で空中 線電力の低下分だけキャリアセンスレベルを緩和(空中線電力の低下分を空中線利得で補う場合を除く。) sXGP方式のキャリアセンス機能及びキャリアセンスレベル

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(41)

 sXGP方式と自営PHS方式は、現行では、自営PHS方式の制御チャネルはsXGP方式の周波数と重なっている。 sXGP方式と自営PHS方式は、 発射する電波の方式やフレーム間隔が異なるため、周波数が重なった現行の状態では時間軸上での共用は困難である。したがって、同一場所に おいてsXGP方式と自営PHS方式は共存することは困難である。一方、sXGP方式とDECT方式は、フレーム間隔が10msであるため、時間軸上 で共用することが可能である。  自営PHS方式とsXGP方式のシステムを同一場所において共存可能とするため、自営PHS方式の現行の制御チャネル(ch12、ch18)に加え、こ れまで通話チャネルとして使用していた2つのチャネル(ch35、ch37)を新たに制御チャネルとして追加する。  新たに導入される自営PHS方式のシステムでは、ch12、ch18、ch35、ch37は制御チャネルとし、通話チャネルとして使用しない。  現行の自営PHS方式のシステムであって、今後出荷される機器についてはch35、ch37は通話チャネルとして利用しないよう措置することが望ましい。 (なお、既に出荷されている現行の自営PHS方式のch35、ch37は、引き続き通話チャネルとして使用。)  自営PHS方式とDECT方式の共存状態におけるDECT方式のF2の周波数利用及びF6の周波数の追加は、今回のDECT方式の高度化で検 討する。

sXGP方式と他システムとの周波数共用のための方策

■ 自営PHS方式の新たな制御チャネルの追加

自営PHS方式の制御チャネルとDECT方式のF2、F3及びF4並びにsXGP方 式の全てのチャネルが重なっているため、自営PHS方式は、DECT方式あるいは sXGP方式と共存できない。 自営PHS方式の制御チャネルを新たに追加することにより、3方式の 周波数共用が可能。 【自営PHS方式の現行制御チャネル(ch12、ch18)による運用】 【自営PHS方式の新制御チャネル(ch35、ch37)による運用】

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DECT方式 F1 F2 F3 F4 F5 c h255 sXGP方式 (1.4MHzシステム) #1 #2 #3 #1 sXGP方式 (5MHzシステム) c h1 自営PHS 方式 c h12 ch18 c h251 DECT方式 F1 F2 F3 F4 F5 F6 c h255 sXGP方式 (1.4MHzシステム) #1 #2 #3 #1 sXGP方式 (5MHzシステム) c h1 自営PHS 方式 c h12 c h18 c h251 c h35 ch37 ※2 ※2 ※1 ※1 ch12、ch18は引き 続き制御チャネルとして 使用 ※2 DECT方式のF2及 びF6の周波数利用の 拡大を検討

(42)

自営PHS方式の制御チャネル(ch12、ch18)を検知した場合、F1、F2、F5、F6は 使用可能。なお、F3、F4は送信電力を制限することで使用可能。 【自営PHS方式との共用条件の緩和】  DECT方式においては、自営PHS方式と共用を図るため、自営PHS方式の制御チャネルに対する保護基準を設けている。自営PHS方式の制 御チャネル(ch12、ch18)を検知した場合は、F2、F3、F4の周波数を使用しないこととしている。  DECT方式の実機の実力値を考慮した上で、実証実験により、DECT方式のF2、F3、F4の周波数を使用した場合に自営PHS方式の制御 チャネルが受ける影響を評価した。その結果を受けて、F2はF1及びF5と同様に使用可能、F3及びF4は電力低減することにより使用可能となる よう条件を見直す。 【新たな周波数の追加】  DECT方式の普及によるトラヒック需要の増加へ対応するため、現行の免許を要しない周波数帯域内において、新たな周波数(F6)を追加する。  なお、F6周波数の追加に当たっては、自営PHS方式の新たな制御チャネル(ch35、ch37)への影響がないこと、隣接周波数帯における公衆 PHS方式への影響がないこと及び現行の帯域外の不要発射の強度の基準値を満足できることを実機の実力値を考慮した上で、実証実験によ り確認している。 【その他技術基準の見直し】  空中線電力の規律(ch当たりの平均電力⇒最大平均電力)を見直す。  チャネルの柔軟な利用を確保するため、多重数やチャネル数の規定を削除する。  今後のIoT機器への対応に向けて無線設備の構造として空中線の分離を認める。

DECT方式の高度化に関する技術的条件の検討

周波数利用の拡大に向けた検討

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自営PHS方式の制御チャネル(ch12、ch18)を検知した場合、DECT方 式は、F1及びF5のみ使用可能 【現行基準による共用条件】 【共用条件の見直し後】 DECT方式 F1 F2 F3 F4 F5 F6 自営PHS 方式 ch12 ch18 ch35ch37 0dBm以下で送信可能 -5dBm以下で送信可能

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 帯域内(1893.5~1906.1MHz)システムとの共用については、 DECT方式の周波数追加及び自営PHS方式の新たな制御チャネルを考慮し た上で、トラヒック計算(呼損率)による検討を実施。  帯域外システムとの共用については、正対モデル又は確率的な評価による検討を実施。 被干渉 与干渉 sXGP方式 DECT方式 自営 PHS方式 公衆PHS方式 (自営バンド) 公衆PHS方式 (公衆バンド) 1.7GHz帯 携帯電話 2GHz帯 携帯電話 sXGP方式 ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○ DECT方式 ◎ ◎ ◎ ◎ 自営PHS方式 ◎ ◎ 公衆PHS方式(自営バンド) ◎ ◎ 公衆PHS方式(公衆バンド) ○ 1.7GHz帯携帯電話 ○ 2GHz帯携帯電話 ○

sXGP方式と他システムとの周波数共用の検討①

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◎ トラヒック計算による共用検討 ○ 正対モデル又は確率的な評価による共用検討

■ 1.9GHz帯の周波数配置を考慮した共用検討モデルと検討方法

【1.9GHz帯のシステムの周波数配置】 【周波数共用検討のモデル】 帯域外システム 帯域内システム 帯域外システム

参照

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会長 各務 茂夫 (東京大学教授 産学協創推進本部イノベーション推進部長) 専務理事 牧原 宙哉(東京大学 法学部 4年). 副会長

【外部有識者】 宇田 左近 調達委員会委員長 仲田 裕一 調達委員会委員 後藤 治 調達委員会委員.

スライド P.12 添付資料1 補足資料1.. 4 審査会合における指摘事項..

出典:第40回 広域系統整備委員会 資料1 出典:第50回 広域系統整備委員会 資料1.

○関計画課長

2 環境保全の見地からより遮音効果のあるアーチ形、もしくは高さのある遮音効果のある

2013年3月29日 第3回原子力改革監視委員会 参考資料 1.