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2011/5/31 10:00 · 事業考察, 技術解説

TD-LTEについて、これからの時代はLTEとの共運用を考えないといけないと思いますよ、と言うことを何度か書いてきて、しかし、ちょっとだけ、説明不足な部分もあり、誤って伝わってしまった部分もあったりするみたいなので、この件だけ再度取り上げて解説します。

TD-LTEとふつーのLTEの違いは、前の解説で書いたとおり、基本的には無線インターフェースのフレーム構成と、その制御メッセージ(のオプションの使い方)程度で、それ以外のほとんど(無線ソフトウェアを作るうえで一番面倒の多いRRCソフトウェアなど)は全く共通です。

このため、端末のベースバンドチップや、基地局のベースバンドユニットなどはLTEとTD-LTEの両方をサポートできるようになるのが当たり前で、LTE用BBチップやBBユニットでTD-LTEを無視するのは手抜きする価値さえないほど些細な省力化となるかもしれません(言いすぎ;笑)。もちろんRF周りは専用チップ/ユニットが必要になりますし、一番面倒な局間同期の問題、それと端末としては送受信間時間差計測/レポートなどちょっと面倒な実装が必要になるので、そういった技術がパッケージ化されて普及するまではまだ時間がかかるとは思いますが、いずれ(5年とかのスパンで)そういったものは当たり前の技術になっていくはずです。

一方、インフラ設計・建設と言う面での共存の可能性については、これは局さえ出来れば全く問題がないはずです。なぜなら、LTEネットワークの最大の特徴である「分散制御アーキテクチャ」があるためです。LTEでは無線ネットワーク制御機能を完全に基地局にまで分散化しているため、LTEネットワーク(SAE)は無線技術に何を使っているかについて全く知る必要もないし制御する必要もないのです。

基地局は移動管理用の装置(サーバ)である「MME」との間でS1と言う制御用のコネクションを確立しますが、このS1メッセージには、FDDであるかTDDであるかによる差が出ません(ハンドオーバ用に端末がTDDをサポートしているかどうかを伝えるフラグとかは入っているけど、これは透過的にターゲットMME/基地局に転送されるだけ)。ので、同じMMEにFDD基地局をぶら下げてもTDD基地局をぶら下げても問題が無いように出来ています。

つまり、端末さえ対応していれば、同じネットワークにFDD-LTE基地局とTDD-LTE基地局を混在させ、その間でハンドオーバすることも全く問題がないように出来ているのがLTEのアーキテクチャの特徴の一つです。

では、実際のエア環境でFDD基地局の出す電波とTDD基地局の出す電波が混在することには問題がないのか?いくらフレーム構成が似ていても違うものは違うのだから干渉するのではないか?と言うような疑問もあるかと思います(実際そういう趣旨の質問も頂いています)。

これに関しては、FDDだろうとTDDだろうと、同じ周波数で電波を出せば混信するのは当然で、逆に、TDDはTDD用の周波数帯域、FDDはFDD用の周波数帯域をそれぞれ使うのが大前提です。3GPPの仕様では、いくつかの帯域ではFDDバンドとTDDバンドが重なっている場合もありますが、基本的にはバンドクラスとしてはTDDとFDDは明確に区別しています。

また、各国の電波法相当の規定では(ごく一部の例外を除き)やはりTDDとFDDは明確に区分され、同じ周波数帯域でFDDとTDDを混在して使うことは事実上不可能とされています。TDDとFDDでは、無線技術やバックホール/バックボーンが非常に近くても、守らなければならない電波法相当の規定は全く違うものになります。その意味で、同じ国で同じ周波数帯域にTDD/FDDが共存するということはまずありえないと思ってください。

つまり、TDDである=異なる周波数バンドである、と言うこと。LTEで同じ場所に異なる周波数帯域の基地局を置く、と言うのと同じです。周波数バンドの違う局を置いてみたらたまたま無線区間はTDDでした、ってくらいの扱いなんですよね。つまりその意味では、エア環境でTDDとFDDが混在することには全く問題ないということです。

TDDを使うメリットは、貴重なペアバンドを持つFDDの周波数帯域を食いつぶすことではなく、ペアになれないバンドを有効に高効率で使うということ。だからFDDとは完全に違うバンドで運用するのは大前提。FDDはペアバンドを持つ強みとして広範囲を連続的にきれいにカバーできると言う特徴があり、その特性が弱いTDDはその中で特に利用の多いホットスポットをカバーするために「点」で置いていく。つまりオフロード用WiFiと同じ使い方でFDDの弱点を補うのが、TD-LTEの正しい使い方だと考えます(中国のようにTD-LTEで面カバーしなきゃならない事情のところもありますけど)。

これと同じことをWiFiでやろうとすると、WiFi専用のバックボーンを構築・維持しなきゃなりませんし、もしLTEとの間でハンドオーバしようとするとかなりややこしい独自の仕組みをたくさん入れて、それでも不安定なシステムの手綱を独自に操らなきゃならない。しかし、TD-LTEなら同じシステム上で同じ振る舞いをしますから、ネットワークへの追加投資も不要だし基地局同士が直接会話できるので不安定にもなりません。LTEの容量をサポートするベストパートナーはやはりTD-LTEだと思います。


↑別周波数セルを追加するのと同じようにスポット的にTD-LTEを追加できる。

さて最後になりましたが、今日本でTDD向け帯域をがっぽり持っている事業者2社、これについて、実際にTD-LTEをどのようにすれば使えるのか、を考えてみたいと思います。

まずはソフトバンク&ワイヤレスシティプランニング(WCP、旧ウィルコムXGP)。持っているバンドは2545MHz~2575MHzの30MHz。このバンドは、先日米国WiMAX事業者のClearwireが無理やりに国際標準にねじ込んだ「2496MHz~2690MHz」(2.6G帯)にきっちりと含まれています。また、この2.6G帯はClearwireがTD-LTEで使うことを示唆していることからおそらく国際的なTD-LTEの標準バンドになるものと見込まれており、その意味では非常に大きなボリューム効果を狙えます。

2.6GHz帯(日本的には2.5G帯)の日本での技術条件は、WiMAXかXGPか802.20であること、となっていますが、これは当時としてBWAに必要な周波数利用効率を出せるTDD技術がこれらしかなかったから。TD-LTEは当然同じOFDMAファミリーとして同程度の効率が出せますから、ここにTD-LTEを加えることは実に自然です。2GHz TDD帯でも一旦TD-CDMAが頓挫したのち多くの技術が追記されて門戸が広げられたという実績があり、技術の追記のハードルはそれほど高くありません。遠からずそれは実現するでしょう。

問題は、ソフトバンク自身がなかなかLTEを始めないこと。ソフトバンクがLTEを始めてしまえば相乗効果が見込めるため、比較的安くTD-LTEを始められます。逆に、WCPが先陣を切ってSAEを整備してしまうというのも一つの解。WCPがSAEを構築し、TD-LTEを開始。SAEが安定した頃、一足遅れてソフトバンクがSAEの網機能の一部を借りるという形で(FDDの)LTEを開始、と言う形が考えられます。おそらく今のソフトバンクの動きから言って、このやり方を狙っているのではないかと考えられます。

SAEの網機能の貸し借りが制度上どのように扱われることになるのかはまだちょっと分かりませんが、逆に「制度上は何も決まりがない」と見ることもできます。自由なタリフ設定での貸し借りが可能になるとみてよいかと思います。また、SAE機能だけを切り出して貸し出すことを「一風変わったMVNO」と整理することも出来るはずです。ここに制度的な問題はほとんど起こらないでしょう。

さて次に、KDDI & UQ。持っているバンドは2595MHz~2625MHzと、同じく国際2.6G帯にすっぽりと入っているため、標準上の問題はありません。また、日本のBWA規定にTD-LTEが組み込まれることについても上記のとおりですので、おそらくこちらも問題がないでしょう。

実際の運用に関しては、これはSB&WCPと逆になるでしょう。KDDIは既にLTE基地局の建設を始めており、SAEそのものは既に構築完了しているものと思われます。であれば、UQがKDDIのSAE網機能を切り出して借りる形でTD-LTEを実現する、と言うのが可能な形になるかと思います。制度上も、SB&WCPと同じ形で整理可能になるとみます。

問題があるとすれば、UQの方針。いつまでもWiMAX/2に固執する姿勢を崩しません。大株主であるKDDIが既にLTEに向かっており利用可能なSAEが目の前に転がっているというのにUQがそれに歩調を合わせないのはいかにも理不尽で、KDDI以外の株主(特にインテル)からの意向がLTE化を強く阻んでいるように感じます。米国で撤退がほぼ確定した以上、インテルとしては日本で何とか元を取りたいと考えているのかもしれません。

欲にまみれた株主が一事業者の方針を狂わせて世界的動向から乖離させていく、なんていうと違う会社のことを言っているような感じですが、多分、UQの状況ってそんな感じなんじゃないかなぁ、なんて思うんですよね。全くフリーに市場的技術的優劣を論ずれば今後はTD-LTE(-Andanced)と言う答しか出てこないはずですもん。

最後にオマケでドコモ。ドコモとグループ会社は今のところTDDなバンドを持っていないため、まず何かをやろうとしているというところは感じ取れません。が、世の中にはまだ余っているTDDなバンドはあるんですよね。それをとりにいこうとしているかどうか。なんとなくですが、なさそうです(笑)。3.5GHz帯についてもFDDペアバンドを推しているようですし、あくまでFDDで広範に分厚いネットワークを築いていこうという感じがします。まぁそうなれば、3.5GHz帯のペアバンド間の挟まれた余り領域をTDDとして誰かがまとめて使えば、全部をTDDにしてしまって事業者間で同期調整が必要になるようなうっとおしい事態は避けられますので、理想的と言えば理想的かも知れません。なんとなく、ドコモとKDDIがペアバンドを取り、間の領域をソフトバンク系がTDDで頂く、と言う形になりそうな気がします、3.5帯については。

と言うことで長々と書いてしまいましたが、TD-LTEと(FDD)LTEの共運用についてでした。でわ~。

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2011/5/31 10:00 · 事業考察, 技術解説 · 2 comments
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2 Comments to “LTEとTD-LTEの共運用について”

  1. […] 仕様を紹介しているサイトではAT&T用のLTE周波数を “700 MHz Class 17, 1700/2100 MHz” と記載。つまり “2100MHz(LTE BAND 1)” ではなく “AWS(LTE BAND 4)” ということ。 → Apple iPad 3 AT&T specs すみません、コレどゆことでしょう…(´・ω・`) Appleでは “4G LTE (700, 2100 MHz)3” と記載されているが、それは “2100MHz(LTE BAND 1)” ではなく “1700MHz/2100MHz AWS(LTE BAND 4)” だということ!? ・・・これらに関してとてもわかりやすく説明されているブログさまがありましたのでご紹介。勉強になります。 アメリカより (携帯・モバイル・流通業ITブログ) » ブログアーカイブ » 新iPad (3rd generation)のLTE 2100MHzとは?AT&Tは昨年(2011年)夏にLTEをアメリカ国内で導入開始する際に、700MHz(Band 17)と、AWS(上り1700MHz/下り2100MHz、Band 4)でアメリカ国内の同社のLTEを導入する、と発表しています。 この理由は、その当時は「AT&TのT-Mobile USA買収」の話が法務省の反対に合うとは予想さられておらず、買収が成立すればT- … 新しいiPadの4G LTEが日本国内でも使える可能性 [1]|反時代的洞察新しいiPadの大きな新機能の一つが「LTE対応」であるが、日本国内で利用できないことに落胆の声もあるようだ。 同じく今回のiPadから初対応となる3Gを高速化した「HSPA+」「DC-HSDPA」のうち、ソフトバンクは先日認可を受けた900MHz帯(プラチナ電波)の5MHz幅で「HSPA+」を2012年7月25日から提供予定であり、この周波数は新しいiP … なにさじゃあ結局国内でLTEは使えないのか!? Appleに記載されている “4G LTE (700, 2100 MHz)3” というのが “2100MHz(LTE BAND 1)” ではなく “1700MHz/2100MHz AWS(LTE BAND 4)” を指しているのであれば、ドコモでは使えない可能性が高い。 そこで気になるのが、発表当時は記載されていなかった新しいiPad仕様ページの “Wi-Fi + 4Gモデル:4G LTE(700、2,100MHz)3” の追記部分。 国内で発売されている新しいiPadはSIMロックなのでSoftbank以外では利用できず、しかも該当するLTEのサービス展開は行われていないにも関わらずこの記載。 ちなみにAT&TやVerizonが採用しているLTEは “FD-LTE” でdocomoやauと同規格だけれど、Softbankが展開している “Sotbank 4G” は “TD-LTE” という規格がベースになっており、LTEという名称はついていても両者は異なるもの。 ただ単にLTEのチップが搭載されているから追記されたのか、発表はされてないもののSoftbankから該当するLTEのサービス展開が予定されているから記載されたのか、謎は深まるばかり。 4月以降にauから新しいiPadが発売されるとの噂([N] KDDI、新しい「iPad」の発売は4月以降に)もあり、今年の夏頃に700MHz帯の最大3社への割り当てが決まっているこの状況。2月29日にSoftbankが900MHz帯を獲得したことを考えれば、700MHz帯は900MHzの時に2位だったイー・アクセスとdocomo・auが獲得するのが濃厚だよねぇ。で、700MHzを獲得したキャリアがLTEで使用したとすれば… 例えば!例えばですよ!新しいiPadがauからも発売され、かつ700MHz帯を獲得してLTEで使用したと仮定すれば、国内でもばっちり対応すんじゃね!?別に国内キャリアから発売されなくても、700MHzの行方次第ではSIMフリー版でLTEの国内利用が可能じゃね!?っていう。 仮定もいいとこ、しかもいい感じに脳内妄想入ってる仮定だけど可能性はゼロじゃないよね?ねっ? とまぁ、相変わらず新しいiPadに振り回されてえへえへしているなちこさんです(´・ω・`) 【疑問】新しいiPadの4Gって「本当にLTEなんですか!? けっきょく日本では3Gなんじゃないんですか?」 | ロケットニュース24「新しい iPad の Wi-FI+4G モデルは LTE に対応しています。ソフトバンクが先月2月にスタートさせた次世代通信サービスの『SoftBank 4G』は、TD-LTE という規格がベースになっています。LTE という名前がついていますが、アメリカで新型 iPad 向けに通信サービスを提供する AT&T、Verizon の LTE とは規格が異なり … LTEとTD-LTEの共運用について | 無線にゃんTD-LTEについて、これからの時代はLTEとの共運用を考えないといけないと思いますよ、と言うことを何度か書いてきて、しかし、ちょっとだけ、説明不足な部分もあり、誤って伝わってしまった部分もあったりするみたいなので、この件だけ再度取り上げて解説します。 TD-LTEとふつーのLTEの違いは、前の解説で書いたとおり、基本的には無線インターフェースのフレーム構 … LTEの普及状況(その1) : Cartan’s BlogGSAのLTEに関する調査で,前回はデバイスの状況をまとめましたが,今回はネットワークの状況です. GSA raises forecast for LTE networks 詳細報告書も公開されています.報告書の内容は,多岐にわたるので,今回は概要で,TDD-LTEの状況など個別テーマは,別にまとめる予定です. … アメリカより (携帯・モバイル・流通業ITブログ) » ブログアーカイブ » アメリカの携帯電話会社と通信方式・周波数* 850MHz帯域=824-896 MHz (800MHz帯域と表示してある場合もある。) * 1900MHz帯域=1850MHz-1990MHz * 日本の800MHz帯域=830-890 MHz(ドコモ)、815-875 MHz(AU)。 米国850MHz帯域と部分的に重複するため、ローミング使用可能。 したがって、日本(米国外)の携帯をアメリカで … […]

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