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ホワイトスペース周波数(世界の動き・日本の動き)

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ホワイトスペース周波数(世界の動き・日本の動き)
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背景
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無線通信で使用されている周波数帯は有限

無線通信を行う機器の増加により将来的に不足するのが心配
サブミリ波(~3THz)
ミリ波(~300GHz)
SHF(~30GHz)
UHF(~3GHz)
VHF(~300MHz)
短波(~30MHz)
中波(~3MHz)
長波(~300kHz)
超長波(~30kHz)
携帯電話,PHS
無線LAN
地上波ディジタル放送
FMラジオ放送
地上波アナログ放送
(将来には携帯電話も)
使い勝手のいい周波数帯は
過密状態になっている!
図1:電波の定義と利用状況 [1]
-2-
地上波ディジタル放送用周波数割り当て
地デジ用帯域(470~710MHz)
240MHz
13ch 14ch 15ch 16ch
6MHz
…
49ch 50ch 51ch 52ch
図2:地上波ディジタル放送の物理チャネル


日本の地上波ディジタル放送用の周波数帯域幅は全部で240MHz
これをそれぞれ6MHz幅,全40の物理チャネルに分割して
地域ごとに放送局に割り振っている
割り振り例(神奈川県/横浜の場合)
NHK総合 :27ch テレビ朝日 :24ch TOKYO MX :20ch
NHK教育 :26ch TBS
:22ch 放送大学
:28ch
tvk
:18ch テレビ東京 :23ch
日本テレビ :25ch フジテレビ
:21ch
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周波数割り当ての問題点
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物理チャネル数は40も用意されているのに
1地域で実際に使用されているのは最大でも12程度
1箇所で同一チャネルの別々の放送局の電波を受信しないように
余裕を持って割り当てられているが
地域単位でみると利用されていない帯域が多すぎるのが実情
A局/18ch
A局/18ch
B局/18ch
干渉
B局/20ch
干渉しない
図3:干渉防止のための物理チャネル割り当て
-4-
ホワイトスペース周波数とは
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特定の目的に割り当てられているにもかかわらず
時間・空間を限定した場合には使用されていない周波数帯域 [2]
テレビの場合は地域によっても異なるが
割り当て周波数帯域の中で多くの割合を占めている
有限な周波数帯域の無駄遣い
免許不要機器への解放
-5-
世界でのホワイトスペース周波数利用(1)
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IEEEでの標準化活動
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IEEE 802.22:米国テレビ帯を利用した、FWA(データ通信)用途の
コグニティブ無線
IEEE 802.22.1:802.22と同周波数帯の無線マイクの保護 [3]
IEEE 802.11af:802.11(無線LAN)のMAC(メディアアクセス制御)を
TVWSに対応するように拡張 [4]
IEEE 802.19.1:異なる種類のTVWSデバイスの共存方法 [5]

他のホワイトスペース利用機器との干渉を防いだり
使用可能帯域のデータベースへの接続など
-6-
世界でのホワイトスペース周波数利用(2)
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アメリカ・イギリスではすでに導入が決定
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アメリカでは2008年11月に無免許機器のホワイトスペース利用が認可
目的は従来のWi-Fiより強力な「スーパーWi-Fi」の提供
アメリカでは民間企業が空き周波数のデータベースを作成

データベース構築以外に,オープンなデータ形式と
プロトコルの作成も目指す
-7-
日本でのホワイトスペース周波数利用
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ホワイトスペース特区(総務省) [6]
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全国から複数の地域を選定し,それぞれで実験を行う
実例として羽田空港で「エリアワンセグサービス」の実験を開始 [7]
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羽田空港でのみ視聴可能なワンセグ放送
羽田空港内の売店やレストランの情報を映像で配信
データ放送では交通情報やフライト情報も配信される
計画ではワンセグ以外の無線通信の実験も行われる予定
震災など非常時における緊急情報等の配信の実証等も行うように指示
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世界と日本の傾向の違い
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世界では無線ブロードバンドサービスを強化するような
双方向のサービスとしての考え方が主流
日本ではテレビ放送の延長のような
一方向の配信サービスとしての考え方が強い
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参考文献
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[1] 田中博,風間宏志,よくわかる ワイヤレス通信, pp. 13,
東京電機大学出版局,2009.
[2] 朴徳圭,佐波孝彦,ジェフリー H.リード, “アメリカでのDTV帯
域における免許不要な無線機器の技術標準規格, ” 電子情報通
信学会情報誌 B,vol. J91-B, No.11, pp. 1351-1358, 2008.
[3] IEEE 802.22-Part 22.1: Standard to Enhance Harmful
Interference Protection for Low-Power Licensed Devices Operating
in TV Broadcast Bands.
[4] Kang G. Shin, Hyoil Kim, Alexandew W. Mmin, Ashwini Kumar,
“Cognitive radios for dynamic spectrum access: from concept to
reality,” Wireless Communications, IEEE, pp. 64-74, Dec. 2010.
-10-
参考文献(2)
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[5] Tuncer Baykas, Junyi Wang, Muhammad A. Rahman, Ha N. Tran,
Chunyi Song, Stanislav Filin, Yohannes Alemseged, Chen Sun,
Gabriel P. Villardi, Chin S. Sum, Zhou Lan, Hiroshi Harada,
“Overview of TV White Spaces: Current Regulations, Standards and
Coexistence between Secondary Users,” 2010 IEEE 21st
International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio
Communications Workshops, pp. 32-43, Istanbul, Sep. 2010.
[6] “総務省|「ホワイトスペース特区」の決定”, 2010年4月,
http://www.soumu.go.jp/menu_news/snews/01kiban09_01000025.html
[7] “羽田エリアワンセグサービス”,
http://www.airport-broadcasting.jp/
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