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無線通信の規格まとめメモ

2023/01/01に公開
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wifi
5G
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lte
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無線
tech

Wi-Fi関連

規格一覧と概要

業界団体であるWi-Fi Allianceによる「Wi-Fi6」のようなナンバリング規格名と
無線LANの標準規格として米国電気電子学会IEEEが定める規格名の対照と概要をまとめてみる。

Wi-Fi規格名 IEEE規格名 リリース年 2.4GHz帯 5GHz帯 6GHz帯 最大伝送速度
---- IEEE802.11 1997年 ● 2 Mbps
(Wi-Fi 1) IEEE802.11b
(HR)		 1999年 ● 11 Mbps
(Wi-Fi 2) IEEE802.11a 1999年 ● 54 Mbps
(Wi-Fi 3)[1] IEEE802.11g
(ER)		 2003年 ● 54 Mbps
Wi-Fi 4 IEEE802.11n
(HT)		 2009年 ● ● 600 Mbps
Wi-Fi 5 IEEE802.11ac
(VHT)		 2014年 ● 6.9 Gbps
Wi-Fi 6 IEEE802.11ax
(HE)		 2021年 ● ● 9.6 Gbps
Wi-Fi 6E IEEE802.11ax
(HE)		 2022年[2] ● ● ● 9.6 Gbps
Wi-Fi 7 IEEE802.11be 2024年
(予定)		 ● ● ● 46 Gbps

HR : High Rate
ER : Extended Rate
HT : High Throughput
VHT : Very High Throughput
HE : High Efficiency

伝送速度と変調方式

上記の表の一番右列の最大伝送速度についてもう少し詳しく技術的な点をまとめてみる。
（無線LANの標準規格はIEEE表記のみにとどめる）

IEEE規格名 最大伝送速度 二次変調方式 最大MIMO 帯域幅
IEEE802.11 2 Mbps DSSS, FHSS 1 x 1 22 MHz
IEEE802.11b 11 Mbps DSSS, CCK 1 x 1 20 MHz
IEEE802.11a 54 Mbps OFDM 1 x 1 20 MHz
IEEE802.11g 54 Mbps OFDM 1 x 1 20 MHz
IEEE802.11n 600 Mbps OFDM 4 x 4 20, 40 MHz
IEEE802.11ac 6.9 Gbps OFDM 8 x 8 80, 160 MHz
IEEE802.11ax 9.6 Gbps OFDMA 8 x 8 20, 40, 80, 160 MHz
IEEE802.11be 46 Gbps OFDMA+[3] 16 x 16 20, 40, 80, 160, 320 MHz

DSSS : Direct Sequence Spread Spectrum, 直接スペクトラム拡散
FHSS : Frequency Hopping Spread Spectrum, 周波数ホッピングスペクトラム拡散
OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 直交周波数分割多重方式
OFDMA : Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 直交周波数分割多元接続

セルラ無線関連

携帯電話で用いられるセルラ無線のバンド名と周波数、利用する携帯通信キャリアについてまとめてみる。

4G LTE

バンド名 周波数帯 NTT
docomo		 KDDI
(au)		 SoftBank 楽天
モバイル
B1 2.0 GHz帯 ● ● ●
B3 1.7 GHz帯 ● ● ● ●
B8 ★ 900 MHz帯 ●
B11 1.5 GHz帯 ● ●
B18 ★ 800 MHz帯 ● ○(au)
B19 ★ 800 MHz帯 ●
B21 1.5 GHz帯 ●
B26 ★ 800 MHz帯 ● ○(au)
B28 ★ 700 MHz帯 ● ●
B41 2.5 GHz帯 ●
B42 3.5 GHz帯 ● ● ●

★：俗にいう「プラチナバンド」を表す

各バンドに関する補足

  • Band 1 (2.0 GHz帯; 1920MHz～1980MHz, 2110MHz～2170MHz)
    • docomo, KDDI, SoftBankが主力利用帯域
    • 海外でも最も利用されているバンドの一つ
  • Band 3 (1.7 GHz帯; 1710MHz～1785MHz, 1805MHz～1880MHz)
    • docomo : 東京・名古屋・大阪（東名阪エリア）でのみ利用
    • KDDI : 2019年より新規利用開始
    • SoftBank : 旧イーモバイルの主力帯域でカバーエリアが広い
    • 楽天 : 主力利用帯域
  • Band 8 (900 MHz帯; 880MHz～915MHz, 925MHz～960MHz)
    • SoftBankのプラチナバンドで主力利用帯域
    • 回り込みやすく広域カバーするのでB1不感地帯をカバーするのに利用
  • Band 11 (1.5 GHz帯; 427.9MHz～1447.9MHz, 1475.9MHz～1495.9MHz)
    • KDDI : 対応エリアはさほど広くない
    • SoftBank : 実験用途等で利用
  • Band 18 (800 MHz帯; 815MHz～830MHz, 860MHz～875MHz)
    • KDDIのプラチナバンドで主力利用帯域
    • 回り込みやすく広域カバーするのでB1不感地帯をカバーするのに利用
    • 楽天 : パートナ回線としてローミングでau回線を利用する
  • Band 19 (800 MHz帯; 830MHz～845MHz, 875MHz～890MHz)
    • docomoのプラチナバンドで主力利用帯域
    • 回り込みやすく広域カバーするのでB1不感地帯をカバーするのに利用
  • Band 21 (1.5 GHz帯; 1447.9MHz～1462.9MHz, 1495.9MHz～1510.9MHz)
    • 日本独自の利用バンド
  • Band 26 (800 MHz帯; 814MHz～849MHz, 859MHz～894MHz)
    • プラチナバンド
    • 地デジ化による周波数再編で新たに各社に割り当てられたバンド
    • MFBI (Multi Frequency Band Indicator) であり、Band5, 6, 18, 19を内包している（Band 26に対応していれば他4種も使える）
  • Band 28 (700 MHz帯; 703MHz～748MHz, 758MHz～803MHz)
    • プラチナバンド
    • docomo, KDDI, SoftBank 各社ともエリアはさほど広くない
    • 5G NRに転用してサービス提供をしている（後述）
  • Band 41 (2.5 GHz帯; 2496MHz～2690MHz, 2496MHz～2690MHz)
    • KDDIがWIMAX, WIMAX2+ 用で利用。高速通信用途で用いる（受信440 Mbps）
    • SoftBankはSoftBankAir等のモバイルWi-Fiで提供していたが5Gに切替え
  • Band 42 (3.5 GHz帯; 3400MHz～3600MHz, 3400MHz～3600MHz)
    • docomo, KDDIがCA (Carrier Aggregation)で利用
    • CAにより高速通信用途で用いる（docomo受信:294 Mbps, KDDI受信:279 Mbps, SoftBank受信:110 Mbps）

5G NR

バンド名 種別 周波数帯 NTT
docomo		 KDDI
(au)		 SoftBank 楽天
モバイル		 ローカル5G
n3 ----- 1.7 GHz帯 ●
n28 ----- 700 MHz帯 ● ● ●
n77 Sub-6 3.7 GHz帯 ● ● ●
n78 Sub-6 3.7 GHz帯 ● ● ●
n79 Sub-6 4.5 GHz帯 ● ●
n257 ミリ波 28 GHz帯 ● ● ● ● ●

各バンドに関する補足

  • n3 (1.7 GHz帯; 1710MHz～1785MHz, 1805MHz～1880MHz)
    • 周波数と帯域幅の設定は4G LTEの「Band 3」と同じ
    • SoftBankが5Gサービスに転用して利用
  • n28 (700 MHz帯; 703MHz～748MHz, 758MHz～803MHz)
    • 周波数と帯域幅の設定は4G LTEの「Band 28」と同じ
    • プラチナバンド
    • 各社が5Gサービスに転用して利用
  • n77 (3.7 GHz帯; 3300MHz～4200MHz)
    • n78(3300MHz～3800MHz)を内包している
    • 日本で主力利用される5G NRの周波数帯であり、各社が割当を配分されている
      • NTT docomo : 3.6～3.7GHz (=n78)
      • KDDI (au) : 3.7～3.8GHz, 4.0～4.1GHz
      • SoftBank : 3.9～4.0GHz
      • 楽天モバイル : 3.8～3.9GHz
  • n78 (3.7 GHz帯; 3300MHz～3800MHz)
    • n77に内包されている。subset bandとも表記される。
    • NTT docomoが持つバンドはn78で表記される場合もある
  • n79 (4.5 GHz帯; 4400MHz～5000MHz)
    • キャリアではdocomoのみが対応しており、4500～4600MHzを利用
    • ローカル5Gでの利用が認められている周波数帯
      • 4600～4800MHz : 屋内＆地域限定で利用可能（公共業務と共用）
      • 4800～4900MHz : 屋内・屋外ともに利用可能
  • n257 (28 GHz帯; 26.50GHz～29.50GHz)
    • 超高速通信を実現するミリ波帯
    • 日本国内のキャリアで唯一利用される周波数帯であり、各社が割当を配分されている
      • NTT docomo : 27.40～27.80GHz
      • KDDI (au) : 27.80～28.20GHz
      • SoftBank : 29.10～29.50GHz
      • 楽天モバイル : 27.00～27.40GHz
      • ローカル5G(屋内＆屋外) : 28.20～28.45GHz
      • ローカル5G(屋内限定) : 28.45～29.10GHz
脚注

  1. ナンバリングは携帯セルラ網の4G/5Gといった表記に合わせて始めたという話もあり
    「Wi-Fi 3」以前は正式に決まっておらず、基本的に「Wi-Fi 4」以降で用いることが多い。 ↩︎

  2. 5.925～6.425 GHz の帯域は2022年9月2日より利用可能となった。規格は11ax-2021である。 ↩︎

  3. 文献により「OFDMA(拡張)」のように書かれている場合もある。 ↩︎

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