GPSの感度についてご質問を頂いています。と言うのは、ウィルコムのHybrid W-ZERO3を使ったことのある方から、最近のスマホのGPSは受信までが断然早くなっているのは、受信感度の向上などがあったのか、と言う趣旨で。

というかなんというか、もういろいろと、「半端な作りのGPS」と最近のスマホみたいなGPSでは全く測位にかかる時間が違うということはよく知られた話で、これが本当に「受信感度の差」と言ってしまって良いものか、と言うことになるわけですが。

結論を先に書いてしまうと、どんなに受信感度がよくても、まっさらな素のGPS受信機で測位を行うためには結構な時間がかかるものです。

と言うのは、GPSと言うのが非常に多くの衛星によって成り立っているシステムだから。そして、GPSは完成され閉じたシステムではなく、後からいくらでも追加できるシステムとして作られているから、と言う点も重要です。

簡単にGPSの仕組みをおさらい。GPSは、複数の衛星からの電波を受信して、その受信時間の差から自分の位置を知る、と言う衛星を使った測位システム。となると、ここで非常に重要になるのが「衛星そのものの位置」です。その衛星がどの位置から電波を発射したのかが分からないと、受信した側はいくら受信時間差が分かっていてもどこからその時間差分のものさしを当てればいいのか分からないからです。

簡単な解としては、あらかじめ打ち上げてあるGPS全ての軌道データを受信機に打ち込んでおき、受信機が内部データベースで保持、受信したときにその軌道データと時間から衛星の位置を算出する、と言うやり方。

しかしこの解法だと、あるGPS衛星が壊れたので後から追加します、と言う事態に対応できません。GPS衛星を打ち上げたり退役させたりするたびに全てのGPS受信機を総とっかえ、と言うのは現実的ではありません。

ということで、実際のGPSでは、もっと柔軟なやり方を採用しています。と言うのが、例の「GPSが送信している信号」、この信号、ただのパルス信号とかじゃぁもったいないので、ここに、その衛星自身の軌道信号を乗せています。ナントカカントカっていう比較的小さなデータで完全に衛星軌道を決められる国際標準形式で。

なので、それを受信したGPS受信機は、その信号の遅延云々の前に、その衛星の軌道情報を完全に得ることが出来るんですね。つまり、アメリカが打ち上げたGPS衛星だけじゃなく、同じ形式で電波を送りさえすれば他国の打ち上げた衛星の電波も（同じ周波数帯であれば）同じように受信して、測位情報として使えるわけです。有名どころでは、日本の打ち上げた順天頂衛星「みちびき」なんかもその一環。順天頂だから特別と思う無かれ。順天頂と言うのはたまたま衛星軌道と地球自転が同期しているだけで、実際には他の衛星と同じように特定の軌道を回っているわけで、その軌道情報を信号に乗せさえすれば全く同じように位置を特定し測位の糧とすることが出来るわけです（ただしGPSの正規リスト外の衛星なので、受信機側に「正規以外のGPSっぽいものがあるよ」と教えておく必要はありますが）。

さてここまでお話すれば、なんとなくGPS受信に時間がかかる理由が見えてきたのではないでしょうか。そもそもGPSでは、受信機自身が受信する相手のリストそのものを持っているわけではなく、あくまで空から飛んでくるデータを元にその軌道を逐一再生しているんです。そして、その飛んでくるデータ、これがまた、ものすごく速度（送信頻度）の遅いデータ。なので、軌道データの取得だけで最低30秒はかかる仕組みになっています。受信感度がどんなによくても、GPSは遅いものなんですよね。

にもかかわらず、スマホではアホみたいに測位が速い。実はこちらのほうが、GPS的には異常な状態なんですね。ではどうしてアホみたいに速いのか。

一つは、GPSで受信した軌道データ、これを保持し定期的に保守できる、と言う辺りが一つの理由かもしれません。これはもう、新しいGPS受信システムでは大抵似たようなことをやっていて、一度受信したデータのキャッシュをある程度持っておき、あるいは定期的に自動受信して更新する、みたいな作りをしてあるGPS受信機が多いようです。

そしてもう一つ、通信屋的にはこちらがメインディッシュなんですが、アシスト型GPSと言うシステムがあります。これは、双方向通信のできる通信端末向け。何をやるかっていうと、あるところで測位したいなーと思ったら、端末がネットワークに向けて「この辺でどんな衛星が今見えてるか教えてよ」とお願いするんです。で、ネットワークは、その通信に使われた基地局位置などを元にどの衛星が見えそうかってのをささっと計算して、見えそうな衛星とその軌道情報のリストを教えてあげる。これだけで、衛星の軌道情報を取得する、って言う無駄な動作を一気に飛ばして、いきなり受信時間差計測から始めて良いことになります。

ということで、そもそもGPSは通信の仕組み上時間がかかるもので、それを他の技術や工夫を使って短くしているもの、と言うことで、感度と言うより仕組み自体が違うものなんですよ、と言うお話でした。

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スマホ速度計測サイトの今日この頃について。

http://speed.ktainews.net/

時間帯別グラフを出すようにしてちょっとたちました。まだまだデータが少ないので確度は低いですが、一応、下方向に修正する方向でデータの少なさを補正しています。その結果ですとの前提で見ると。

各端末種別時間帯別グラフ

いや、各社がどの時間にどう、と言う話の前に、方式だの端末だの結構違うものなのに、案外各社同じレベルできれいに並んでいるんですよね。

全体的にソフトバンクがやっぱり低調。ドコモはソフトバンクの良い版って感じですが、22時台などはかなり速度が下がります。一方、KDDIは上の伸びも無いけど速度が落ちる時間帯も落ち幅が少ない、と言う感じ。なんとなく、WCDMAとCDMA2000の特徴がうまく出ているような気がします（この記事の下のほう参照）。まぁ、KDDIにはWiMAXがあるってのもあるんでしょうが。

っていうか4時とか5時とかの時間によく計測してくれる人がいるものです。いや、結構なデータ数が無いと統計対象にならないように作ってあるんですけど、5時台なんて全社出てるし（笑）。今後も速度統計調査にご協力お願いしま～す。

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小ネタ。[ZTE ジャパン] ZTEがWireless City Planningに納入したAXGP基地局が2011年11月に商用予定と言うニュースに関してのコメントで、「ICICやCCIAは自律分散じゃないか」との指摘があるとの話、どう思いますか、と言うメールをいただきました。

さて、元々のPHSの自律分散機能とは、基地局が隣の基地局の電波を自分で受信し、それを邪魔しないように自分の居場所を見つける、と言うような機能と、端末に通話チャネルが割り当てられるときに、一定時間キャリアセンスを行ってチャネルが空いていることを確認する、と言う機能の二つを指しています。

一方、件のリリースに書いてある「ICIC」と「CCIA」と言うのは、標準技術的なものであると仮定すれば、隣同士のセル（基地局）が、お互いに自分が使っているリソース情報を交換して、リソースの使い方を変える、と言う技術です。つまり、基地局同士が接続され協調するという意味では「自律分散」ではなく、汎セル・リソース制御とでもいうべきものです。

具体的に何をするかと言うと、LTEで定義されているリソースブロック（RB）の単位で自分がどこを使っているかを隣接セルに通知し、隣接セルはそれに基づいて同じ周波数＆スロットを占有するRBの電力を落として距離の近い端末に割り当てる、と言うようなことをします。こうすることで、お互いにセル端にいる端末に同じRBを高い電力で割り当てて干渉してしまうことを防ぐわけです。

CCIAについては標準の用語ではないようですが、標準でこれに該当しそうなのは、セルIDとRACHの割り当ての協調機能。セルIDは、それによってセルから常時送信しているリファレンス信号の位置が決まるため、セルIDをお互いに被らないようにすることで干渉を減らせますし、RACHは端末から基地局への最初のアクセス信号、これを送信可能なタイミングは基地局が決めるのですが、これもタイミングが被らないように協調することで端末の信号同士が混信してしまうのを防ぐことが出来ます。これを総称してCCIAとしているのだと思います。

つまり、LTEの協調機能は全然「自律」じゃないんですね。他律。あくまで他律。相手から教えてもらった情報を元に動作を変えるもの。そしてもっと重要なのは、そうやって隣同士を関連付けること自体には技術の入り込む余地がありません。「どのセルとどのセルが隣り合っているか」と言うのは、人手で決めるしかないんです。もちろん、「隣接セル情報の自動更新」と言う機能も標準で定められていますが、この場合の「隣接セル」とは「ハンドオーバ可能な隣接セル」のことであり、「セル端の干渉協調をするための隣接セル」とは全く別物になってしまうことが予想されます。と言うより、仮にハンドオーバ可能な全ての局と干渉協調関係を結ぶと、それが積み重なってあらゆるリソースが制限対象になってしまい、まともに動かなくなると思います。あくまで特別なパートナーシップを結んだ局同士での協調。

と言うことで、そういう設計が必要と言う意味でも「自律分散」とは程遠いんですね。PHSの自律分散は、実際に電波を受信してみて邪魔になっているかどうかで判断します。だから設計不要。その代わり、「受信してみる」と言う動作に非常に長い時間がかかるため、接続が遅い、移動に弱い、広帯域化しにくい、などなどのデメリットも出てくるわけです。

ちなみに、ICICなどは標準化されていますが、実際は標準化されていないのと同じ。一番重要な、「隣からこういう情報が来たらこう動く」と言うところが白紙です。つまり、そういったアルゴリズムは、キャリアやベンダが自分で決めなさい、と言うこと。となると、この機能を有効に働かせるためには、全ての基地局ソフトウェアをキャリアが開発するか、同じエリアは同じベンダの基地局で統一するかしないといけないということになります。非常に使いにくい技術なんですね。ってことで、一部の例外を除き大抵はエリアごとにベンダを統一し、こういった独自機能をうまく使う方法で進めているようです。

以上、LTEの局間協調機能に関する小ネタ。でした。

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ちょっと人づてに聞いた話で確かな情報じゃないことを断っておきますが、ほら、お店で携帯電話を買うと、一緒にこの端末もどうですか、とか勧められるじゃないですか。特に、基本料も端末代も0円にしますから持っていってください、とかってやる、アレ。

どうも、ドコモとauは、こうやって勧められて実際にもう1回線契約して持っていく比率は、全購入者の5%にも満たないらしいんですが、ソフトバンクは3割以上もあるらしいんです。これ買ってくれた人にはもう料金も代金も0円にしちゃうからとりあえずサインして、で実際にサインしちゃった人数で3割超と言う高率を達成。

この「購入」ってのが曲者で、「加入」じゃないんです。機種変更も含めて購入行動全ての3割以上。

以下、2011年9月末のデータを下に計算をおこないます（10月分はiPhoneがらみでデータがずれていると思うので）。

ソフトバンクが公開している販売台数、2011年Q1が約250万台。1ヶ月あたりだと約83万台（これは9月の純増＋解約率＋機種変更率から計算した値ともほぼ一致するので間違いないと思います）。

しかしこの83万台の中に、「タダだから持って行って」と言うのが含まれている。本来の購入者のうちの3割以上がおまけで新規契約して持って行っている分が含まれている。ざっと計算すると、店舗に赴いた購入者が約60万人強いて、そのうち約3割20万がオマケを新規契約したことになります。

さて。

ソフトバンクの回線数ベースの純増数27.5万、この中に、「タダだから」と持っていった新規契約回線数が20万は含まれているということです。つまり差し引きすると、7.5万だけが「契約者数ベースの純増数」になります。

ドコモとauの「オマケ獲得率」を5%と仮定して同じ計算をしてみると、(ドコモは純増20万端末販売数160万台/月、auは純増12.5万、解約率0.5%と機種変更率2.3%から計算すると端末販売数108万台/月）、それぞれ8万、5万が「オマケ」回線。純増数から差し引くと、ドコモ12万、auは7.5万。

実質、ソフトバンクはauと同数の純増しかないことになります。残念ながらイーモバイルについてはこの「オマケ率」が分からないのですが、もしイーモバがオマケ獲得率0だとすると、ソフトバンクは携帯4社中最下位タイに転落してしまうことになります。

勢いがあるように見せるという戦略は実際重要で、どんなに良いものでも誰も買っていないものは誰も買いませんし、相当ヘボいものでも「売れてる！」と言う事実があればアホみたいに売れます（ソフトバンクの携帯電話がヘボいと言っているわけではありませんけど）。そういう意味で、契約者数ベース純増で言えば実質最下位クラスの勢いしかないのに、このタダ配り戦術で「勢いはダントツの1位！」と言う雰囲気を醸成している、これはすごいことだと思います。いや、純粋に、経営・営業の戦術として、ここまで大成功させている例は他に無いんじゃないかと思うくらい。

実際には、このオマケ回線はメインを解約されるとほぼ自動的に解約されちゃう回線でしょうから、メイン回線の満足度を上げて解約されないようにしつつ、巧妙なキャンペーン切りなどで回線ベースでの収益化を図っていく必要が強いため（そうしないと重要な経営指標=ARPUが極端に下がってしまう）、よほど販売ノウハウに自信がないと取れない戦術だと思います。ドコモ・auは、「インチキしたくない」という良心からこういうことをやらないのではなく、やりたくてもノウハウが無くて出来ない、と言うのが事実でしょう。ソフトバンク傘下に入ったウィルコムも、その直後からオマケ回線販売を大幅に強化しています。これは、ソフトバンクの高度なオマケ販売ノウハウが移入した結果だと思うのです。

オマケでも何でもいいから回線数を増やし収益化していく、このノウハウの差が、「オマケ獲得率5%対30%」と言う結果になっているわけで、「ソフトバンクの純増の大半はニセモノだ」と胡坐をかいている風のあるドコモなどは、相当危機感を持つべきです。

3割以上と言う数字がどこまで本当の情報なのか分からないので、上述したことは基本的に「たわごと」と思っていただくのが安全かと思いますが、それがもたらしている数字上の効果は相当なものだというお話。でした。

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毎日の速度つぶやきのデータ取得元を独自計測サイトhttp://speed.ktainews.net/に移行しました。

移行作業は行いましたが、正しくツイートされないなどの現象がしばらくは生じる可能性があります。もし日付が変わってから何時間もツイートが無いなど不具合のお気づきがありましたらお知らせください。

昨日までと平均値などに大きな差が出て来るかと思いますが、計測手法の差と、元データがあることによる統計精度の向上の結果ですのでご了承ください。

精度向上と言っても、このデータが各キャリアの実力を絶対的に示しているものではないことにご注意願います。あくまで、前日との差をニヤニヤしながら眺める目的にご利用ください。

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