LTE成为主流？无线通信最新技术趋势盘点

高度化备受期待，关注的关键词是"3D-MIMO"。

　　过去的MIMO空间复用系统是在基站的放射面上，沿二维方向，把空间分割给用户。而3D-MIMO则是在基站的垂直面内（靠近基站的用户与基站边缘的用户），利用MIMO进行空间分割。水平面内的分割加上垂直面上的分割，可使能够同时利用同一频道的用户大幅增加。

　　3.5GHz附近频带的利用估计也会成为Release 12的议题。例如NTT DoCoMo提出了在大厦内和家庭内等小范围区域利用高频带，在广域内利用传统的低频带的方法。3.5GHz频带等高频带波的方向性好，传输距离短。这样的利用方式可以发挥其特性，把使用范围集中于流量需求大的小范围区域。

　　流量超过500倍

　　关于2020年以后的技术，目前3GPP还未提出明确的服务概念。世界各地的通信运营商和通信设备生产商都在自己设想。

　　在这种情况下，NTT DoCoMo已经公布了应对2020年左右通信流量增加的方针的示例。根据该示例，DoCoMo设想的方式是以大幅增加基站的设置数量为主轴，扩大WLAN数据分流的利用和扩展可用带宽（图3）。最大数据传输速度的目标高达10Gbps。

　　图3：对新的效率提高技术寄予厚望

　　为了满足2020年通信流量增至500～1000倍的需求，NTT DoCoMo提出了解决思路，即在利用新的频率分配方式扩大带宽的同时，通过改善多路访问方式，提高频率利用效率。

　　另外，为了满足500～1000倍于2010年的通信流量，提高频率利用效率必不可少。但直到现在，无线接入技术中还没有能够实现如此高的频率利用效率的热门候选，因此只能以现行的OFDMA为基础，通过扩充附加功能，一点一点地提高频率利用效率。

　　诸如此类的技术水平提升将是未来数年的重要研究主题。用于提高频率利用效率的信号处理技术、新概念的纠错技术、全新概念的多路访问技术，都被寄予厚望。

　　这一部分主要是介绍个人电脑和智能手机所必需的无线LAN（WLAN）技术。

　　智能手机的配备会发生良性循环

　　无线LAN的应用领域如今已有了很大扩展。过去，无线LAN主要应用于个人电脑及其外设、智能手机等便携终端。但现如今，已扩大到以电视等影音设备为首，直到空调等白色家电、保健仪器和车载仪器等各种领域（图4）。

　　图4：无线LAN应用领域扩大

　　过去的无线LAN以笔记本电脑和个人电脑外设为中心。以配备智能手机为契机，应用范围正在向数码相机和保健仪器扩大。

　　市场正在快速扩大的智能手机和平板终端几乎100％配备了无线LAN功能。因此，无线LAN用收发IC的供货量扶摇直上，于2011年超过了10亿个。供货量的增加使得IC价格降低，进而促进了采用机型范围的扩大，形成了良性循环。

　　如今，无线LAN已经开始向新市场扩展。在新市场上出现了不同于以往的要求。例如："数据传输速度慢没关系，但要能长距离传输"、"总之收发IC的功耗要低"、"建立无线LAN连接最好更快一些"等。

　　IEEE802的新一代规范

　　无线LAN的进化趋势可以从新一代规范大致推测出来。无线LAN标准化团体"IEEE802.11"各工作组制定的新一代规范就是如此。

　　新一代规范大致可以分成三个方向。①追求更高速度的规范；②利用比过去的2.4GHz频带和5GHz频带更低的频带，旨在实现长距离传输的规范；③大幅缩短建立连接的时间等旨在提高易用性的规范（表1）。

　　表1：IEEE802委员会正在制定的新一代无线LAN规范示例

　　①是在沿用5GHz频带的情况下，使单系统的实际处理量提高到过去的10倍，达到1Gbps以上的"IEEE802.11ac"（以下称11ac），以及旨在利用60GHz频带毫米波实现近距离5G～6Gbps的高速传输的"IEEE802.11ad"（以下称11ad）。

　　关于②，正在推进的是在数字电视闲置频带"TV空白频段"（数十M～700MHz频带）间，利用面向便携产品的500M～700MHz频带，旨在把传输距离延长至3倍左右的"IEEE802.11af"（以下称11af），以及旨在利用900MHz频带等1GHz以下的频带实现长距离传输的"IEEE802.11ah"（以下称11ah）。③则是把无线LAN的安全认证时间缩短到1/10左右的规范"IEEE802.11ai"（以下称11ai ）。

　　使用256QAM的11ac

　　无线LAN的现行规范是"IEEE802.11n"（以下称11n）。其后续的新一代规范是11ac。为了制定出单系统处理量超过1Gbps的规范，相关工作组已于2008年11月成立。

11ac的基本传输技术沿袭了11n以OFDM（正交频分复用）传输数据的方法等。为了进一步提高传输速度，大致在四个方向上扩充了11n的功能。首先是增加传输时的天线重数。11n采用了发送端和接收端使用多个天线元件，以同一频道实现数倍传输容量的MIMO技术。11n的MIMO的天线重数最大为4重，但1