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竹居 智久,蓬田 宏樹=日経エレクトロニクス
2011/04/20 00:00
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出典:日経エレクトロニクス、2010年9月6日号 、pp.32~33 (記事は執筆時の情報に基づいており、現在では異なる場合があります)

下りの信号多重方式にOFDMAを採用

 LTEの下り回線では,OFDMAと呼ばれる信号多重方式を採用しました。W-CDMAは5MHz幅の搬送波に複数ユーザーの信号を拡散させているため,5MHz幅でしか周波数帯域幅を拡張できないという課題がありました。OFDMAを採用したことで周波数帯域幅の拡大に柔軟に対応できるようになったのが最大の特徴です。OFDMAは,隣り合う搬送波の位相が直交するように信号を送出することで搬送波の間隔を密にする,OFDM技術を応用した方式です。搬送波を15kHz間隔で並べ,搬送波12個(計180kHz幅)×0.5秒間(7シンボル)を最小単位としてユーザーに割り当てます。

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周波数利用効率の向上は空間多重に依存

 LTEに変わっても,周波数利用効率(1Hz当たりのデータ伝送速度)が急激に向上するわけではありません。送受信のアンテナ数を増やして空間多重を行うMIMOに頼っているのが現状です。利用する周波数帯域幅が変わらず,MIMOのアンテナ本数も変わらない場合は,最大データ伝送速度はHSPA+の 10%強の向上にとどまってしまいます。

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「速い」のはデータ伝送速度だけじゃない

 周波数帯域幅の拡大に柔軟に対応できることと並ぶLTEの大きな特徴が,通信の待ち時間を大幅に短縮できることです。接続を確立するまでの時間が0.1 秒以下になるため,ユーザーはあたかも常時接続しているかのようにネットワーク上のサービスを利用できるようになります。また,無線区間での遅延時間が 5ms以下になります。LTEならではのアプリケーションの例として,オンライン対戦ゲームなどが挙げられるのはこのためです。こうした低遅延化は,無線アクセス区間における1フレームの時間の短縮や,ネットワーク構成の簡素化などで実現しています。

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上りはユーザーごとに単一搬送波

 端末から基地局への上り回線には,SC-FDMAと呼ぶ信号多重方式を採用しています。ユーザーごとに1個の搬送波を用いる方式です。無線リソースのユーザーへの割り当ては,下りと同様に180kHz幅×0.5秒間が最小単位となります。

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