FC2ブログ

鈴の音情報局blog

携帯関連の将来や最新の技術情報や業界の行く末などを適当に綴るblogです。 内容の信憑性は?余り信じない方がいいと思います。
本家の鈴の音情報局はこちら→http://suzunone.0g0.jp:8800/
スマホ・携帯端末アクセス[ランキング][アクセスシェア(グラフ)] (毎年10/1にログをクリア)

LTE/HSPA+はどんな夢を見せてくれるか

次世代ネットワークのLTE、HSPA+、この二つのネットワークが当面の次世代を見せて
くれるネットワークになる。

ちなみに3.9GはLTEのみであり、HSPA+は3.5Gの延長線上の技術だ。
似たような速度は出るが、中身が全く違う。
だからこの二つは同列に語るわけにはいかない。

LTEはOFDM系、HSPA+はCDMA系で核になる技術が違う。ではどう違うのか。
CDMAを簡単に例えるなら電波を豆と考えてもらえばいい。
豆を100個片手に握り基地局へ向かって投げる。
基地局は大きな網であり、その豆を回収する。
豆には1~100の番号がふってあり、網で受け取った豆を番号順に並べなおして復元する。
豆には1~100の番号以外に端末番号、アンテナ番号が書いてある。
このアンテナ番号は拡散コード、端末番号は符号コードに相当する。
網はドコモ、au、ソフトバンクと決められた高さに置くルールがあります。
この場合網の高さが周波数となります。(細かいことはこの際目をつぶって下さいね)
とにかく細切れに割り当てられた豆を後で並べ替えられるような属性を付けて投げる。
網には沢山のユーザーが色んな方向から番号の書いた豆を沢山投げてきます。
その豆を必死に接続中か判断して並べ直すのが基地局の役目。
ユーザーがあっちの網に移動すれば受け取る網を切り替えます。
あっちの網にもこっちの網にも同じ番号の豆を中途半端に投げてくるユーザーにも
対応しなくてはいけないのでとにかく大忙しです。それがCDMAの弱点でも有ります。
最終的判断をするのに時間がかかる=レイテンシ(遅延)が大きいということです。
HSPA+はこの忙しい作業をいかに大量にこなせるか、網から並べ替え装置までを
ひたすら力技で高性能化したものと考えてもらっていいでしょう。CDMAは将来的に
ハードの性能が永遠に上がっていく事を前提にした複雑奇怪な方式です。
その最終章がHSPA+です。

一方LTEは、壁などで反射した豆が分裂して同じ網に時間差で2個届いたりととにかく
忙しく、投げ豆方式はもうこりごり、もっと単純でいいんじゃないの?という発想で
CDMAより単純化したものです。
例えば自分の左から50m離れた位置からスピーカーで音楽を流しています。
右からもスピーカーで音楽を流しています。
どちらの音楽もなんとなくは聞き分けできますね。これがmova等の2Gの携帯です。
これが10度づつ自分の周りをびっちし36個のスピーカーで取り囲んで一斉に音楽を
鳴らしても聞き分けできるようになるというのが3.9Gや4GのOFDMの基礎の考え方です。
ここでのスピーカーの位置は周波数に相当します。
昔の2Gの頃はせいぜい聞き分けできても左右2つまででしたが、世代が進んでOFDMに
なれば36個も同時に聞き分けできるようになりました。OFDMの世代が進めば72個や
144個が聞き分けできるように増えるかもしれません。ちなみにこのスピーカーの36個と
いうのはあくまでここでの例えで、キャリアが実際に36波あるとかそういう話では
ありませんので注意してください。ついでに4Gになるとこれが20MHz幅とかけち臭い
ことを言わずに連続した3GHz幅とかそういう世界観です。とても危険です。

ちなみにデジタルデータは矩形派という角張った波形をしています。
それを周波数成分に直すと例えるならスペクトルは”山”の漢字みたいな形の成分になります。
これを山山山山と並べるのが2Gの世代、iiIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIiiと並べてもそれぞれの
山に分離できるのが3.9G、4Gの世代です。これだけ詰め詰めに電波を利用できるなら効率が
上がって大容量・高速になるのもうなずけます。

ここで大きくCDMAとOFDMとの違うところはCDMAは受け取って反射波の分離・合成等が
終わっても、選別・並べ替えという大きな作業を負っているので通信中の負荷が高い。
一方OFDMはキャリア周波数の分離は大変だがそれさえ終われば残りの作業は非常に
単純なのです。そのほかはデジタル技術を使ったアナログ波形の補正ぐらいしか
大変なところはないでしょう。それも他の通信でも使っている当たり前の技術なので
流用できるノウハウは幾らでも有ります。

CDMAは負荷が高いと書きましたが、それは基地局だけではなく端末側も同じです。
FOMAが登場してからも端末がなかなか値下がりしなかったりバッテリーが全然持た
なかったのはそのせいです。その点OFDMは単純ですからOFDMだけの端末が
登場すれば待ち受けや通信時のバッテリーの持ちが飛躍的に向上すると思います。


さて、ここまでは全て前置きです。
LTEのすごさを知るにはOFDMを理解しなければ分からないので面倒な説明をしました。
HSPA+の基礎技術になるCDMAは重い処理だけど、世代も進んで高性能になってきました。
LTEはその欠点を解決する為に性能は達成した上で、処理を軽くしてきました。
まるでWindowsのような感じです。
立場的にはCDMAがWindowsVista、OFDMが来年出るといわれているWindows7。

Vistaと同じく世界的にはCDMAは世界には完全には普及しませんでしたが、OFDMは
発想が単純なのでノウハウがたまれば一気に機器の値段が下がる可能性が有ります。
キャリアが分離出来てからの仕事が多いCDMAと違い、OFDMが苦しく忙しい部分は
アナログ的な要素の部分だけです。要はDSPでパラレルで一気に並行処理できて
しまうベクトル計算が多数を占めます。一方CDMAはその演算の上に順番を待たなけ
ればならないスカラー処理が多く残ります。

ベクトル演算は低周波数のプロセッサをマルチコアにして端末のベースバンド部を低周波数で
ドライブできる可能性が高いです。つまり待ち受けが伸び、通話も長く出来る。しかしスカラ演算が
多いとある程度最低限の周波数は必ず必要になる。待ち受けも通話も電池の持ちがよくない。

並べ替えというのは時間軸の前後を正す処理ですからCDMAは処理の為に必ずある程度の
時間の余裕を取っている。この余裕分が”遅延”になってしまうのです。CDMAは方式上
必ず一定時間以上は遅延するものと思ってください。通話には支障ない程度では有りますが、
通信の高速化ということを考えると足かせになります。電波状況が目まぐるし変化したりして
投げた豆の順番が複雑に変化するような状況では通信速度も上がりません。
また一つの端末から見たら他の端末も同じ周波数の豆を投げる可能性は高いですから
その場合、確実に自分側から見たらそれはノイズ元に見えます。ユーザー数が増えると
ノイズも増える。どの通信方式にも多かれ少なかれ有りますが、それが一番顕著な
のがCDMAの特徴です。


最後に実際の運用例ですが、以前にも書いたとおり、実際にはW-CDMAやCDMA2000との
併用が前提になると思います。LTEの市場が一旦落ち着きだしたらGSM/LTEの機器も
登場すると思います。

ドコモはLTE/W-CDMAの多重構成でかなりの期間引っ張ると思います。
最終的に都市部はW-CDMA 800MHzを残して1.5GHz/2GHzがLTE化されるのではないかと
予想します。又はLTE 800MHz/1.5GHz、W-CDMA 800MHz/2GHzかも。どっちにしろ通常の
FOMAサービスを考えると800MHz/2GHzの電波を残さなくてはいけません。3Gローミングを考え
ても両対応機にはW-CDMAは800MHz/2GHzの部分は端末に残さないと対応できないでしょう。
都市部のある程度のトラフィックがLTEに移行したのを確認後、バイパス用の1.7GHzは不要
になって停波して返還。ここでコストを削減。2015年頃には実現?その頃にはFOMAは
3000万人を切っているのではないかと。この1.7GHzの空きはイーモバイルとソフトバンク連合
が入るとか適当な妄想をして見る。本当に適当ですねw

auもドコモと近いでしょう。LTE 800MHz/1.5GHz、CDMA2000 800MHz/2GHzしかないと思います。
その頃には旧800MHzは既になくなっていて、都市部はLTEで賄えれば2GHzも不要になるので
LTEが完全普及後には返還するのではないかと思います。

ソフトバンクはLTE 1.5GHzとW-CDMA 2GHzでネットワークを作る・・・?
もしかして1.7GHzも対応する??

これらは単なる想像ですが、一部は当たりそうな気もしないでもないです。

先の記事でCDMA系は思った以上に長生きすると書きました。
それは国内津々浦々に広がった基地局の入れ替えには時間がかかるからというのが
理由です。しかしもしLTEの負荷の低さが基地局と端末で大きなメリットをもたらすことが
実証されればドコモは早々にLTEに軸足を移す可能性が考えられます。

とにかく津々浦々田舎まで、W-CDMAの電波はあと10年以上は止められないわけです。
今までのFOMAは最低10年以上は残ります。FOMAは後5~6年はメインストリームを走り、
LTE+FOMA対応機は最低2015~17年ぐらいまでは出るでしょう。その過程でLTEのエリアが
十分になっていき、廉価機からLTE専用機が出始め、ハイエンドからもその内FOMAが
消えるでしょう。

海外を考えるとLTE+GSMが有れば世界中ローミングできるようになります。
W-CDMAはいらないんですよね。実はGSMは4波の周波数で世界中カバーできますが、
CDMA系はGSMの残りかすの周波数で構成された悲しい規格なので世界各地で
対応周波数が違います。それならGSM+LTEでやったほうがいいとなる国も少なく
ありません。iPhoneが売れたアメリカはともかく、ヨーロッパは幸い3Gには比較的
冷たかったのでGSMを残したままW-CDMAを止めてLTEに入れ替えてもさほど痛くない
国も中には有るかも知れません。ドコモが狙うところは恐らくそこでしょう。
その為にはドコモはLTEは安くつくという実績を早期に達成して見せ付ける必要があります。
ドコモが実権を握っているLiMoを上手に使うべきです。

GSM+LTEでどうしてもローミングできない国がいくつか有ります、それも近い国で。
韓国です。基本CDMA2000の国でしたがドコモのおかげでW-CDMAが広がりました。
恐らくドコモはKTFにLTEを早期に整備させると思います。インドもCDMA2000の国で
ローミングにおいて世界から孤立する恐れが有ります。ドコモはそれを見越してタタに
乗り込んだのでしょう。ドコモは日本に少し遅れ、韓国とインドにLTE網を張り巡らせる
のではないかと思います。これが私の予想するドコモのLTE構想の第一章です。

上記は下らない妄想だと思う方もいるでしょうが、CDMAはVistaのように”いらない子”に
なる可能性が高いと思っています。OFDMのシンプルさを知れば知るほど。W-CDMA
採用国は普及率が高いほどHSPA+を採用するとメリットは有ります。でもGSMの比率が
高い国はW-CDMAを停波して直にLTEを採用するほうが結果的にはコストが下がる
可能性が有ります。このシナリオは私よりはるかに前にドコモが考えていたのだろうと
思います。韓国とインドへの出資を始めた辺りから。


今回は携帯電話の根幹を司る部分で大胆な予想を立ててみました。
自信は全くないですよ。でも面白いネタは書けたかなと思っています。
関連記事
  1. 2009/02/17(火) 20:30:32|
  2. 携帯
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0
<<残された回線増強・・・とても今更なんですが何末年始の | ホーム | ドコモの端末の欠点は・・・>>

コメント

コメントの投稿(投稿時には必ず何らかの名前を付けてください)


管理者にだけ表示を許可する

(名前を入れないとクリックできません)

トラックバック

トラックバックURLはこちら
http://suzunonejh.blog15.fc2.com/tb.php/180-d4167237
この記事にトラックバックする(FC2ブログユーザー)

最近の記事

機能リンク

最近のコメント

カテゴリー

ブログ内検索

ブログリンク

RSSフィード

QRコード

QR

月別アーカイブ



メールフォーム

お問い合わせ・ご質問はこちらから。

名前:
メール:
件名:
本文:

suzunone.m(あっと)gmail.com に
直メでもOKです。