用語集
412の用語を1〜2文で定義し、きちんと解説しているページへのリンクを添えています。
0–9
- 1 dB圧縮点(1 dB compression point、P1dB)
- 増幅器の利得が小信号利得より1 dB低下する入力電力または出力電力です。強い利得圧縮が始まる目安になります。
- 3GPP(3rd Generation Partnership Project、第3世代パートナーシッププロジェクト)
- GSM、UMTS、LTE、5G NR、そして将来の6Gの仕様を策定する、地域標準化団体のパートナーシップです。作業は番号付きのリリース単位で進められます。
- 3GPPリリース(3GPP release)
- 実装者が準拠の基準とする、凍結された番号付きの3GPP仕様群です。Release 8でLTE、Release 15で最初の完全な5G規格群、Release 17でNTNとRedCapが導入されました。
- 3次インターセプトポイント(third-order intercept point、IP3)
- 線形性の性能指数で、3次相互変調積が所望の出力と等しくなると外挿される電力として定義されます。IP3が高いほど相互変調は小さくなります。
- 5G NR(5G New Radio)
- 3GPPが規定する5Gの無線インタフェースで、Release 15で初めて仕様化されました。柔軟なヌメロロジー、LDPC符号とポーラ符号を備え、1 GHz未満からミリ波帯までで動作します。全体の概要はTS 38.300に記載されています。
- 5G-Advanced
- Release 18以降の5Gの進化を指す3GPPの名称です。Release 18の作業は、エネルギー効率、AI/ML、エクステンデッドリアリティ、非地上系ネットワーク(NTN)統合のさらなる推進などのテーマを扱います。
- 5GC(5G Core)
- 5G向けにサービスベースアーキテクチャで定義されたコアネットワークです。アクセス・移動管理、セッション、ユーザープレーンにそれぞれ別の機能を持ちます。スタンドアロンのNRはこれに接続します。
- 6 GHz帯(6 GHz band)
- 5.925 GHzから7.125 GHzまでの周波数帯です。米国ではFCCが2020年4月に免許不要での利用を開放し、標準電力デバイスは自動周波数調整(AFC)の下で運用されます。他の規制当局は、これとは異なる範囲を開放しています。
- 6G
- 5Gの次の世代を指す非公式な名称で、ITU-RはIMT-2030と呼んでいます。本稿執筆時点で、3GPPはRelease 20を6Gの検討に、Release 21を最初の規範的な6G仕様に充てる計画です。
A
- ACLR(adjacent channel leakage ratio、隣接チャネル漏洩電力比)
- 送信機が割り当てられたチャネル内に出す電力と、隣接チャネルへ漏れる電力との比で、dBで表します。3GPPは基地局と端末に対してACLRの最小値を定めています。
- ADC(analogue-to-digital converter、アナログ-デジタル変換器)
- アナログ信号をサンプリングしてデジタル値を出力する変換器です。サンプルレートが取り込む帯域幅を決め、分解能と雑音がダイナミックレンジを決めます。
- ADR(adaptive data rate、適応データレート)
- ネットワークサーバが各デバイスのリンク品質に基づいて、使用する拡散率と送信電力を指示するLoRaWANの仕組みです。
- AFC(automated frequency coordination、自動周波数調整)
- 標準電力の6 GHzデバイスに対し、その設置場所で使用できる周波数と電力レベルを通知するデータベースサービスです。既存の固定リンクを保護するために使われます。
- AGC(automatic gain control、自動利得制御)
- 受信機の利得を調整し、信号がクリップせずにADCの入力範囲を満たすようにするループです。バースト信号には、プリアンブルの間に収束する高速なAGCが必要です。
- AIネイティブ無線インタフェース(AI-native air interface)
- 物理層とMAC層の一部(チャネル推定、CSI圧縮、検出など)を、人手で設計する代わりに学習によって得る研究の方向性です。3GPPはRelease 18でNR無線インタフェースへのAI/ML適用を検討し(TR 38.843)、CSIフィードバック、ビーム管理、測位を対象としました。
- Alamouti符号(Alamouti code)
- 送信アンテナ2本向けの時空間ブロック符号です。送信側でチャネル情報を必要とせず、簡単な線形復号で完全な送信ダイバーシチを得られます。
- AM(amplitude modulation、振幅変調)
- 搬送波の振幅をメッセージ信号に追従させるアナログ変調です。現在も放送や航空無線の音声通信で使われています。
- APSK(amplitude and phase-shift keying、振幅位相偏移変調)
- シンボルを正方格子ではなく同心円状のリング上に配置する変調方式です。リング配置は電力増幅器の圧縮に強いため、衛星システムで使われています。
- AWGN(additive white Gaussian noise、加法性白色ガウス雑音)
- 平坦なスペクトルを持つ独立なガウス分布の標本を信号に加える雑音モデルです。フェージングを考慮する前に、変調方式と符号化方式を比較するための基準となるチャネルです。
B
- BER(bit error rate、ビット誤り率)
- ビット誤り率を参照してください。
- BLE PHY(BLE PHYs)
- Bluetooth SIGによれば、Bluetooth LEの物理層には、1 Mbit/sのLE 1M、2 Mbit/sのLE 2M、長距離向けに500 kbit/sまたは125 kbit/sで動作するLE Codedの選択肢があります。
- BLE(Bluetooth Low Energy)
- Bluetooth Low Energyを参照してください。
- BLE(Bluetooth Low Energy)
- 2.4 GHz ISM帯を使う低消費電力のBluetooth無線です。Bluetooth SIGによれば、2.402 GHzから2.480 GHzまで2 MHz間隔で40チャネルを使い、そのうち3チャネルがアドバタイジング用、37チャネルがデータ用です。変調方式はGFSKです。
- BLER(block error rate、ブロック誤り率)
- 復号後にCRC検査に失敗したトランスポートブロックまたはコードブロックの割合です。セルラーのリンクアダプテーションは、BLERを目標値付近に保つようにMCSを制御します。
- BLEアドバタイジング(BLE advertising)
- Bluetooth LEデバイスがアドバタイジングチャネルで送信する短いブロードキャストパケットです。他のデバイスは、接続せずにそのデバイスを発見したり、データを読み取ったりできます。
- Bluetooth SIG
- Bluetooth Special Interest Groupの略称です。Bluetooth仕様を策定し、製品の認定(qualification)を運営しています。ハブ: キャリアと業界 関連: BLE(Bluetooth Low Energy)
- BPSK(binary phase-shift keying、2値位相偏移変調)
- 位相が互いに反転した2つのシンボルを用い、1シンボルで1ビットを運ぶ変調方式です。所定のビット誤り率を得るのに必要なEb/N0は、一般的な方式のなかで最も低くなります。
- BWP(bandwidth part、帯域幅パート)
- NRのキャリア内の連続したリソースブロックの集合で、独自のヌメロロジーを持ち、端末が使うように設定されます。端末がキャリア全幅より狭い帯域で動作できるため、省電力化や複数のヌメロロジーの混在に役立ちます。
C
- CDLモデル(clustered delay line model、クラスタ遅延線モデル)
- 経路をクラスタにまとめ、各クラスタの遅延・電力・到来角・放射角を定めたチャネルモデルです。角度の情報を持つため、マルチアンテナやビームフォーミングの設計の検証に適しています。
- CFO(carrier frequency offset、搬送波周波数オフセット)
- 送信機の搬送波周波数と受信機の局部発振器の周波数の差に、ドップラーシフトを加えたものです。補正しないとコンスタレーションが回転し、OFDMではキャリア間干渉が生じます。
- CFO(carrier frequency offset、搬送波周波数オフセット)
- 搬送波周波数オフセットを参照してください。
- CORESET(control resource set、制御リソースセット)
- NRの端末がPDCCHを探索する、リソースブロックとシンボルからなる設定済みの領域です。LTEの制御領域とは異なり、キャリア全体にわたる必要はありません。
- Costasループ(Costas loop)
- BPSKやQPSKのような抑圧搬送波信号向けの搬送波再生ループで、I・Qの両ブランチから位相誤差を求めます。GNU Radioには標準ブロックとして含まれています。
- CQI(channel quality indicator、チャネル品質指標)
- 端末から基地局への報告で、目標誤り率で受信できる最も高い変調・符号化方式を示します。
- CRC(cyclic redundancy check、巡回冗長検査)
- 多項式除算で計算し、データブロックに付加する短いチェックサムです。受信機はこれを使って誤りを検出し、確認応答を返すかどうかを判断します。
- CSI-RS(CSI reference signal、CSI参照信号)
- 設定可能なNRの下りリンク参照信号です。端末はこれを測定してチャネル状態を報告し、ビーム管理とトラッキングにも用います。
- CSI(channel state information、チャネル状態情報)
- アンテナ間のチャネルの利得と位相に関する情報で、直接測定するか、報告の形で要約して得ます。プリコーディング、ランク選択、リンクアダプテーションを左右します。
- CSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidance、衝突回避付き搬送波感知多重アクセス)
- Wi-Fiのチャネルアクセス方式です。局は送信前に媒体を監視し、媒体が使用中であればランダムなバックオフ時間だけ待ちます。
D
- DAC(digital-to-analogue converter、デジタル-アナログ変換器)
- 送信機でデジタルサンプルをアナログ波形に変換する変換器です。出力の後段には、イメージを除去する再構成フィルタを置きます。
- dBc
- 搬送波電力を基準としたレベルのデシベル値です。スプリアス、高調波、位相雑音、隣接チャネル漏洩に用います。
- dBi
- 等方性放射体を基準としたアンテナ利得のデシベル値です。dBdで表した利得は、半波長ダイポールの利得を加えるとdBiに換算できます。
- dBm
- 1 mWを基準とした電力のデシベル値で、0 dBmは1 mW、30 dBmは1 Wです。リンクバジェットにおける絶対電力はdBmで表します。
- dBW
- 1 Wを基準とした電力のデシベル値です。同じ電力をdBWで表した値は、dBmで表した値より30 dB小さくなります。
- DCI(downlink control information、下りリンク制御情報)
- PDCCH上のメッセージで、下りリンクまたは上りリンクの送信に使うリソース、MCS、HARQプロセスを端末に指示します。NRではポーラ符号で符号化されます。
- DCオフセット(DC offset)
- ダイレクトコンバージョン受信機で0 Hzに現れる一定のオフセットで、LO漏れによる自己ミキシングと回路の不整合が原因です。SDRの表示では、同調した中心周波数にスパイクとして現れます。
- DFT-s-OFDM(DFT-spread OFDM、DFT拡散OFDM)
- データシンボルを副搬送波にマッピングする前にDFTに通すOFDMで、シングルキャリアに近い低PAPRの信号が得られます。NRはこの処理をトランスフォームプリコーディングと呼び、上りリンクで提供しています。
- DMRS(demodulation reference signal、復調用参照信号)
- データまたは制御の割当て領域の中で送られるNRの参照信号で、受信機はこれを使ってその割当てのチャネルを推定します。データと同じプリコーディングがかかるため、実効チャネルを捉えられます。
- DPD(digital predistortion、デジタルプリディストーション)
- DACの前段でデジタル信号に電力増幅器の非線形性の逆モデルを適用し、増幅後の出力が線形に近くなるようにする手法です。これにより、増幅器をより小さなバックオフと高い効率で動作させられます。
- DPD(digital predistortion、デジタルプリディストーション)
- デジタルプリディストーションを参照してください。
- DSS(dynamic spectrum sharing、動的周波数共用)
- LTEとNRを同じ搬送波で運用し、スケジューラが時々刻々と両者にリソースを配分する方式です。
- DSSS(direct-sequence spread spectrum、直接拡散方式スペクトラム拡散)
- 各データビットを、擬似ランダム符号によるより短い多数のチップに拡散し、帯域幅を広げる方式です。受信機は同じ符号との相関をとってデータを復元し、狭帯域干渉を抑圧します。
E
- Eb/N0
- 1ビットあたりのエネルギーを雑音電力スペクトル密度で割った値で、伝送速度や帯域幅の異なる方式を公平に比較できるよう正規化したSNRです。SNRに帯域幅を掛け、ビットレートで割った値に等しくなります。
- eDRX(extended discontinuous reception、拡張間欠受信)
- ページング確認の間隔を延ばすセルラーのスリープ方式で、着信可能になるまでの遅延と引き換えに電池寿命を延ばします。
- EIRP(effective isotropic radiated power、等価等方輻射電力)
- 実際のアンテナがメインビーム方向に生じるのと同じ電力密度を、等方性アンテナで得るために必要な送信電力です。dBで表すと、アンテナへの入力電力(dBm)にアンテナ利得(dBi)を加え、給電損失を差し引いた値になります。
- eMBB(enhanced mobile broadband、高度化モバイルブロードバンド)
- ITU-R M.2083に示されたIMT-2020の3つの利用シナリオの1つで、モバイル機器を使う人々向けの高いデータレートを対象とします。
- eMTC
- LTE-Mを参照してください。
- ENOB(effective number of bits、有効ビット数)
- 実際のADCで測定した信号対雑音・歪み比と同じ値を得るために、理想的なADCが必要とする分解能です。常に公称ビット数より低くなります。
- EPC(Evolved Packet Core)
- LTEを支えるオールIPのコアネットワークです。移動管理、セッション、認証、外部パケットネットワークとの接続を扱います。
- Es/N0
- 1シンボルあたりのエネルギーを雑音電力スペクトル密度で割った値です。Eb/N0に、1シンボルで運ぶ情報ビット数を掛けた値に等しくなります。
- ETSI(European Telecommunications Standards Institute、欧州電気通信標準化機構)
- 欧州電気通信標準化機構です。欧州の標準化団体であり、3GPPの組織パートナーの一つです。3GPP仕様を独自の番号体系でも発行しています。
- EVM(error vector magnitude、エラーベクトル振幅)
- 受信した信号点と理想位置との距離のRMS値で、パーセントまたはdBで表します。規格では、変調次数ごとの送信品質の上限値として用います。
F
- FDD(frequency division duplex、周波数分割複信)
- 上りリンクと下りリンクを、別々の2つの周波数帯で同時に運用する複信方式です。端末は、自身の送信機の信号が受信機に入り込まないよう、デュプレクサまたはフィルタを必要とします。
- FEC(forward error correction、前方誤り訂正)
- 送信前のデータに構造化された冗長性を加え、受信機が再送を要求せずに誤りを訂正できるようにする手法です。加える冗長性の量は符号化率で決まります。
- FFT(fast Fourier transform、高速フーリエ変換)
- 離散フーリエ変換を効率よく計算するアルゴリズムで、N点に対しておよそN log N回のオーダーの演算で済みます。直交周波数分割多重(OFDM)のモデムとスペクトラム表示は、すべてこれに依存しています。
- FFTサイズ(FFT size)
- 各OFDMシンボルを生成する逆FFTの点数です。サンプルレートはFFTサイズとサブキャリア間隔の積に等しく、両端の未使用ビンはガードバンドになります。
- FIRフィルタ(finite impulse response filter、有限インパルス応答フィルタ)
- 出力が有限個の過去の入力の重み付き和になるデジタルフィルタです。FIRフィルタは厳密な線形位相を持たせることができ、パルス形状を崩しません。
- FM(frequency modulation、周波数変調)
- 搬送波の周波数をメッセージ信号に追従させるアナログ変調です。FM放送の受信は、SDRユーザーが最初に取り組む受信機プロジェクトとしてよく選ばれます。
- FPGA(field-programmable gate array)
- 再構成可能なロジックを持つチップで、多くのSDRが変換器とホストの間に置き、デシメーション・フィルタリング・タイミング処理に使います。処理をFPGAに移すと、ホストが扱うべきデータレートが下がります。
- FR1(frequency range 1、周波数範囲1)
- TS 38.104およびTS 38.101-1のRelease 19で定義される、410 MHzから7125 MHzまでのNRの周波数範囲です。3300-3800 MHzのバンドn78など、NRの展開の大半はFR1にあります。
- FR2(frequency range 2、周波数範囲2)
- NRのミリ波の周波数範囲です。TS 38.104 Release 19では、24250 MHzから52600 MHzまでのFR2-1と、52600 MHzから71000 MHzまでのFR2-2に分かれています。FR2-2は、Release 17でNRが71 GHzまで拡張された際に追加されました。
- FSK(frequency-shift keying、周波数偏移変調)
- 搬送波を離散的な周波数の間で切り替えてデータを送る変調方式です。包絡線が一定なので、安価で効率のよい電力増幅器に適しています。
G
- G/T(性能指数、figure of merit)
- 受信局のアンテナ利得をシステム雑音温度で割った値で、単位はdB/Kです。衛星リンクバジェットにおけるアップリンクまたはダウンリンクのSNRを決めます。
- Gardnerタイミング誤差検出器(Gardner timing error detector)
- 1シンボルあたり2サンプルを使い、搬送波位相を事前に知らなくても動作するタイミング誤差検出器です。PSKおよびQAM受信機でよく使われます。
- GATT(Generic Attribute Profile、汎用アトリビュートプロファイル)
- Generic Attribute Profileの略で、デバイスのデータをサービスとキャラクタリスティックに整理するBluetooth LEの枠組みです。クライアントはそれらを読み出し・書き込み・購読できます。
- GFSK(Gaussian frequency-shift keying、ガウス周波数偏移変調)
- データパルスをガウスフィルタに通してから周波数を変調するFSKで、スペクトラムが狭くなります。Bluetooth Low Energyが採用しています。
- GNSS(global navigation satellite system、全球測位衛星システム)
- GPS、Galileo、GLONASS、BeiDouなどの衛星コンステレーションで、受信機が位置と時刻を算出できるようにします。NR NTNのデバイスは、事前補償にGNSSの測位結果を使います。
- GNU Radio
- ブロックを組み合わせて信号処理フローグラフを構築するための、フリーかつオープンソースのツールキットです。C++のコアとPythonバインディングを持ち、シミュレーション信号、記録データ、多くのSDRフロントエンドで動作します。
- GNU Radio Companion(GRC)
- GNU Radioのグラフィカルエディタです。ブロックを配置して接続し、その図からPythonのフローグラフを生成します。
H
- HAPS(high-altitude platform station、高高度プラットフォーム)
- 成層圏の航空機や気球に搭載した無線局です。TS 38.104には、HAPSでの運用に適用できるNRバンドが記載されています。
- HARQ(hybrid automatic repeat request、ハイブリッド自動再送要求)
- 前方誤り訂正(FEC)と確認応答を組み合わせ、失敗した受信結果を保持して再送と合成できるようにする再送方式です。LTE、NR、IEEE 802.11の各追補規格が、それぞれ異なる形で使っています。
- HRLLC(hyper-reliable and low-latency communication、超高信頼・低遅延通信の拡張)
- ITU-R M.2160で定められたIMT-2030の利用シナリオの一つです。URLLCを拡張し、信頼性・遅延・タイミングの要件をさらに厳しくしたものです。
I
- I/Qインバランス(I/Q imbalance)
- 直交ミキサのI経路とQ経路の間の利得と位相の不整合です。ベースバンドのスペクトラム上で、0 Hzを挟んだ位置に信号の鏡像を生じます。
- ICI(inter-carrier interference、キャリア間干渉)
- 搬送波周波数オフセット、ドップラー、位相雑音などで直交性が失われたときに、OFDM副搬送波の間で生じる漏れ込みです。すべての副搬送波に対する追加の雑音として作用します。
- ICNIRP(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection、国際非電離放射線防護委員会)
- 国際非電離放射線防護委員会です。電磁界へのばく露を制限するためのガイドラインを発行しています。多くの国の規制当局は、このガイドラインに基づいて制限値を定めています。
- IEEE 802.11
- 無線LANのMACとPHYに関するIEEEの規格群です。IEEE 802.11ワーキンググループが維持管理し、802.11axや802.11beのようなアルファベット付きの追補で拡張されます。
- IEEE 802.15.4
- 低速の無線パーソナルエリアネットワーク向けのIEEE規格です。ZigbeeとThreadの基盤であり、測距に使うUWBのPHYも定義しています。
- IEEE 802.15.4z
- IEEE 802.15.4のUWB PHYとMACを、安全でより高精度な測距に向けて強化した修正規格です。高パルス繰返し周波数モードと低パルス繰返し周波数モードに変更が加えられています。
- IIRフィルタ(infinite impulse response filter、無限インパルス応答フィルタ)
- 過去の入力に加えて過去の出力もフィードバックするデジタルフィルタです。FIRフィルタより少ない係数で急峻な特性を実現できますが、線形位相にはなりません。
- IMT-2020
- 第5世代の国際移動通信(International Mobile Telecommunications)に対するITU-Rの名称です。そのビジョンは勧告ITU-R M.2083に示されています。
- IMT-2030
- 勧告ITU-R M.2160に示された、第6世代IMTに関するITU-Rの枠組みです。通信・センシング統合(ISAC)や人工知能と通信を含む、6つの利用シナリオを定義しています。
- IQサンプル(IQ samples)
- 同相(I)と直交(Q)の値の組で、2つで1つの複素ベースバンドサンプルになります。SDRはこれを複素数のストリームとして出力し、各成分は32 ビット浮動小数点数または16 ビット整数が一般的です。
- ISAC(integrated sensing and communication、通信・センシング統合)
- 1つの無線システムと波形を、通信と周囲環境のセンシング(物体の検出、測距、追跡など)の両方に使うことです。ITU-R M.2160で定められたIMT-2030の利用シナリオの一つです。
- ISI(intersymbol interference、符号間干渉)
- 符号間干渉を参照してください。
- ISMバンド(ISM band)
- 無線通信規則で産業・科学・医療用機器のために指定された周波数帯です。たとえば2.4 GHz帯は、免許不要の無線機が電子レンジなどの他の利用者と共用しています。
- ITU-R(ITU Radiocommunication Sector、国際電気通信連合無線通信部門)
- 国際電気通信連合(ITU)のうち、国際的な無線通信規則を管理し、伝搬・周波数共用・移動通信システムに関する勧告を発行する部門です。IMTの各ファミリーを定義しています。
L
- LDPC(low-density parity-check、低密度パリティ検査)
- 低密度パリティ検査符号を参照してください。
- LDPCベースグラフ(LDPC base graph)
- リフティングサイズによって展開され、NRのLDPC符号の完全なパリティ検査行列となる小さなプロトタイプ行列です。TS 38.212は2つのベースグラフを定義し、トランスポートブロックサイズと符号化率に応じてどちらかを選択します。
- LDPC符号(low-density parity-check code、低密度パリティ検査符号)
- 疎なパリティ検査行列で定義され、メッセージパッシングで反復復号するブロック符号です。TS 38.212によれば、NRは上りリンク・下りリンクの共有チャネルとページングチャネルにLDPC符号を使います。
- libiio
- Linux Industrial I/OデバイスのためのAnalog Devicesのライブラリです。ADALM-PlutoやAD936xベースのボードの設定とサンプルのストリーミングに、ローカルまたはネットワーク経由で使います。
- LLR(log-likelihood ratio、対数尤度比)
- 受信信号が与えられたときに、ビットが0である確率と1である確率の比の自然対数です。その正負が硬判定を、絶対値が確信度を表します。
- LNA(low-noise amplifier、低雑音増幅器)
- 受信機でアンテナの直後に置く最初の増幅器で、雑音指数が低くなるよう設計されています。その利得により、後段のすべての段の雑音寄与が小さくなります。
- LoRa
- Semtechが開発した独自のチャープスペクトラム拡散変調で、LoRaWANの下の物理層を構成します。処理利得により、雑音フロアより低いレベルの信号も復号できます。
- LoRa Alliance
- LoRaWAN仕様を策定し、デバイス認証を運営する業界団体です。
- LoRaWAN
- LoRa Allianceが定めた、LoRaネットワーク向けのMAC層プロトコルとシステムアーキテクチャです。エンドデバイスはスター・オブ・スター型のトポロジーでゲートウェイに接続し、ゲートウェイはIP経由でパケットをネットワークサーバに転送します。
- LoRaWANゲートウェイ(LoRaWAN gateway)
- 通信範囲内のあらゆるデバイスからのLoRaパケットを復調してIP経由でネットワークサーバに転送し、逆方向のダウンリンクも中継する受信機です。
- LPWAN(low-power wide-area network、省電力広域ネットワーク)
- 電池駆動のデバイスが少量のデータを長距離にわたって送るためのネットワークの総称です。主な例はLoRaWAN、NB-IoT、LTE-Mです。
- LTE-M
- マシンタイプ通信向けに帯域幅を縮小したLTEの端末カテゴリで、eMTCまたはCat-M1とも呼ばれます。NB-IoTと異なり、移動と音声通話に対応します。
- LTE(Long Term Evolution)
- 3GPPの第4世代(4G)無線規格で、Release 8で初めて仕様化されました。下りリンクにOFDMA、上りリンクにSC-FDMAを用います。サブキャリア間隔は15 kHzで、データチャネルにはターボ符号を使います。
- LTE基地局(eNodeB)
- LTEの基地局です。無線プロトコルを処理し、コアネットワークおよび隣接するeNodeBと接続します。
M
- MAC層(medium access control layer、媒体アクセス制御層)
- PHYの上にあるプロトコル層で、誰がいつどのリソースで送信するかを決めます。スケジューリング、再送、論理チャネルの多重化を担います。
- MCS(modulation and coding scheme、変調・符号化方式)
- 規格の表から、送信に用いる変調次数と符号化率を選ぶインデックスです。スケジューラはCQI報告とHARQフィードバックをもとにMCSを選びます。
- MIMO(multiple-input multiple-output、多入力多出力)
- 送信機と受信機の両方で複数のアンテナを使い、チャネルの空間次元を活用する技術です。信号の処理方法に応じて、ダイバーシチ利得、空間多重利得、ビームフォーミング利得のいずれかが得られます。
- MLO(multi-link operation、マルチリンク動作)
- デバイスとアクセスポイントが、複数の帯域のリンクを同時に使う、またはそれらを切り替えることを可能にするWi-Fi 7の機能です。負荷分散と低遅延化に使います。ハブ: Wi-Fi 関連: Wi-Fi 7(IEEE 802.11be)
- MMSEチャネル推定(MMSE channel estimation)
- チャネルの相関統計と雑音レベルを使い、平均二乗誤差を最小にするチャネル推定です。低SNRでは最小二乗推定より優れますが、それらの統計量が必要です。
- MMSE等化器(MMSE equaliser)
- 重みに雑音レベルを含めることで、ISIの除去と雑音強調のバランスをとる等化器です。高SNRではゼロフォーシングの解に近づきます。
- mMTC(massive machine-type communication、大量マシンタイプ通信)
- ITU-R M.2083で定められたIMT-2020の利用シナリオの一つです。少量のデータを送る低コスト・低消費電力のデバイスを、非常に多数収容することを対象とします。
- MNO(mobile network operator、移動体通信事業者)
- 周波数の免許を保有し、公衆移動通信網を運用する企業です。
- MRC(maximum ratio combining、最大比合成)
- 各ブランチにそのチャネル利得の複素共役で重みを付けてから加算する受信ダイバーシチ手法です。雑音が支配的な条件で出力SNRを最大にします。
- MSK(minimum-shift keying、最小偏移変調)
- 1シンボル期間で2つのトーンが直交を保つ最小の周波数間隔を用いる、位相連続FSKです。包絡線が一定で、スペクトラムがコンパクトです。
- MU-MIMO(multi-user MIMO、マルチユーザMIMO)
- 基地局またはアクセスポイントが、同じ時間・周波数リソース上で、異なる空間ビームを使って複数のユーザにサービスするMIMOです。ユーザ間の信号を分離するには、正確なチャネル情報が必要です。
- Mueller-Müllerタイミング誤差検出器(Mueller-Müller timing error detector)
- 1シンボルあたり1サンプルとシンボル判定値を使うタイミング誤差検出器です。先に搬送波位相の同期をとる必要があります。
N
- NB-IoT(Narrowband IoT)
- Release 13で導入された3GPPのセルラーIoT無線方式で、TS 36.300によればチャネル帯域幅は200 kHzに制限されています。スタンドアロン、LTEのガードバンド内、LTE搬送波内のいずれでも運用できます。
- NFC(near-field communication、近距離無線通信)
- 2台のデバイスを磁界で結合させる、ごく短距離の通信リンクです。決済・入退室カード・ペアリングに使われます。ハブ: 近距離無線、Bluetooth・UWB 関連: 近傍界(near field)
- NR(New Radio)
- 5G NRを参照してください。
- NR動作バンド(NR operating band)
- 「n」に番号を続けて表記する番号付きのバンドで、NRがそこで使用できる上りリンクと下りリンクの周波数範囲および複信方式を定めます。一覧はTS 38.101-1、TS 38.101-2、TS 38.104に記載されています。
- NR基地局(gNB)
- NRの基地局です。集約ユニットと分散ユニットに分割でき、アンテナ側には無線ユニットを置きます。
- NTN(non-terrestrial network、非地上系ネットワーク)
- 衛星や高高度プラットフォームがデバイスとの無線リンクを担う3GPPのネットワークです。NTN上のNRとIoTのサポートはRelease 17で導入され、その後のリリースで拡張されています。
O
- O-RAN(オープン無線アクセスネットワーク)
- 2018年2月に設立されたO-RAN Allianceによる、オープンで相互運用可能な仮想化無線アクセスネットワークのためのアーキテクチャと仕様です。無線ユニット、分散ユニット、集約ユニット、RANインテリジェントコントローラの間のオープンなインタフェースを定義しています。
- OFDM(orthogonal frequency-division multiplexing、直交周波数分割多重)
- 1シンボル期間にわたって互いに直交する、密に並んだ多数の副搬送波でデータを送るマルチキャリア方式です。信号は逆FFTで生成します。サイクリックプレフィックスを付ければ、周波数選択性チャネルは副搬送波ごとに1つの複素利得に帰着します。
- OFDMA(orthogonal frequency-division multiple access、直交周波数分割多元接続)
- 1つのOFDM信号の中で、ユーザごとに異なる副搬送波のグループを割り当て、多くの場合は異なるタイムスロットも割り当てる多元接続方式です。LTEとNRの下りリンク、IEEE 802.11axが使っています。
- OFDMシンボル(OFDM symbol)
- 全副搬送波にわたる逆FFTで生成したサンプルのブロックに、サイクリックプレフィックスを加えたものです。OFDMフレームの基本的な時間単位です。
- OOK(on-off keying、オンオフ変調)
- 最も単純な振幅変調で、1のときに搬送波をオン、0のときにオフにします。低価格のリモコンや一部のウェイクアップ無線で使われています。
- OTFS(orthogonal time frequency space)
- シンボルを時間・周波数グリッドではなく遅延・ドップラーグリッド上に配置する、研究段階の変調方式です。ドップラー広がりが大きい高速移動環境のチャネル向けに研究されています。
P
- PA(power amplifier、電力増幅器)
- 送信の最終段で、信号をアンテナに供給する電力まで増幅します。通常は無線機の中で最も電力を消費する部分であり、その非線形性がEVMと隣接チャネル漏洩を制限します。
- PAPR(peak-to-average power ratio、ピーク対平均電力比)
- 信号のピーク電力と平均電力の比で、dBで表します。OFDMでは多数の副搬送波が同相で加算されうるためPAPRが高く、電力増幅器はバックオフを強いられます。
- PCI(physical cell identity、物理セルID)
- 物理レイヤでセルを識別する番号で、同期信号から導かれます。隣接するセルには異なるPCIが必要です。
- PDCCH(physical downlink control channel、物理下りリンク制御チャネル)
- スケジューリング指示などの下りリンク制御情報を端末に運ぶ下りリンクのチャネルです。
- PDSCH(physical downlink shared channel、物理下りリンク共有チャネル)
- 下りリンクでユーザーデータと一部のシステム情報を運ぶチャネルです。NRではLDPC符号で符号化され、専用のDMRSを用いて復調されます。
- PLL(phase-locked loop、位相同期ループ)
- 発振器の位相が基準に追従するまで発振器を調整する帰還ループです。PLLはハードウェアでは局部発振器の周波数を合成し、ソフトウェア受信機では搬送波位相を追跡します。
- PMI(precoding matrix indicator、プリコーディング行列インジケータ)
- LTEとNRのCSI報告のうち、端末が希望するコードブックのエントリを基地局に伝える部分です。
- PRACH(physical random access channel、物理ランダムアクセスチャネル)
- 端末が最初に接続するとき、またはタイミングを再取得するときに、ランダムアクセスプリアンブルを送る上りリンクのチャネルです。プリアンブルはZadoff-Chu系列から生成されます。
- PSM(power saving mode、省電力モード)
- セルラーIoTの状態の一つで、デバイスは登録を維持したまま長時間無線部の電源を切り、起動するまで到達できなくなります。
- PSSとSSS(PSS and SSS)
- プライマリ同期信号とセカンダリ同期信号です。端末はまずこれらを検出して、シンボルタイミング、周波数、物理セルIDを得ます。
- PUCCH(physical uplink control channel、物理上りリンク制御チャネル)
- PUSCHがスケジュールされていないときに、HARQの確認応答、スケジューリング要求、CSI報告を送る上りリンクのチャネルです。
- PUSCH(physical uplink shared channel、物理上りリンク共有チャネル)
- 上りリンクでユーザーデータと、場合によっては制御情報を運ぶチャネルです。NRではCP-OFDMまたはDFT-s-OFDMを使用できます。
Q
- QAM(quadrature amplitude modulation、直交振幅変調)
- I-Q平面上の格子点にシンボルを配置し、振幅と位相の両方を変化させる変調方式の総称です。256-QAMのような高次の方式は1シンボルあたりにより多くのビットを運べますが、より高いSNRを必要とします。
- QPSK(quadrature phase-shift keying、4相位相偏移変調)
- 位相が90°ずつ離れた4つのシンボルを用い、1シンボルで2ビットを運ぶ変調方式です。グレイ符号化を用いると、Eb/N0に対するビット誤り率はBPSKと等しくなります。
R
- RAN(radio access network、無線アクセスネットワーク)
- モバイルネットワークのうち、端末を無線でコアネットワークに接続する部分で、基地局とその伝送路で構成されます。5Gでは無線ユニット、分散ユニット、集約ユニットに分割されます。
- RedCap(reduced capability、機能限定型)
- アンテナ数を減らし、帯域幅を狭めた低複雑度のNRデバイスの区分です。ウェアラブル機器・センサなどのデバイス向けに、Release 17で導入されました。
- RIC(RAN intelligent controller、RANインテリジェントコントローラ)
- RANを監視・最適化するアプリケーションを搭載するO-RANのプラットフォームです。ニアリアルタイムと非リアルタイムの2種類のコントローラに分かれます。ハブ: キャリアと業界 関連: O-RAN(オープン無線アクセスネットワーク)
- RIS(reconfigurable intelligent surface、再構成可能インテリジェント表面)
- 反射位相を制御できる多数の受動素子からなるパネルで、到来する電波を受信機の方向へ向けます。本稿執筆時点では、主に研究・試験段階のテーマです。
- RSRP(reference signal received power、参照信号受信電力)
- 端末が測定するセル固有参照信号のリソースエレメントの平均電力で、単位はdBmです。セル選択とハンドオーバーの主要な入力になります。
- RSRQ(reference signal received quality、参照信号受信品質)
- RSRPを測定帯域幅内の総受信電力と関係づけた指標です。そのため、負荷や干渉が増えると値は下がります。
- RTL-SDR
- DVB-Tテレビ用ドングルのチップで構成された、8 ビットADCを持つ低価格の受信専用SDRです。受信と学習のための最初の無線機として広く使われています。
- RTS/CTS
- Wi-Fiのオプションのハンドシェイクです。局が短いRequest to Sendを送り、受信側がClear to Sendで応答します。これにより媒体が予約され、隠れ端末による衝突が減ります。
- RU(resource unit、リソースユニット)
- IEEE 802.11ax以降で、OFDMA伝送においてアクセスポイントが1つの局に割り当てる副搬送波のまとまりです。
S
- SAR(specific absorption rate、比吸収率)
- 人体組織の単位質量あたりに高周波エネルギーが吸収される割合で、単位はW/kgです。規制当局は身体の近くで使う機器にSARの上限値を定め、それに対する試験を義務付けています。
- SAWフィルタ(SAW filter、弾性表面波フィルタ)
- 圧電基板上の弾性表面波を利用して、小型パッケージで急峻なRF帯域通過特性を得るフィルタです。スマートフォンは帯域選択にSAWフィルタや関連するBAWフィルタを使います。ハブ: RFフロントエンド 関連: デュプレクサ(duplexer)
- SC-FDMA(single-carrier FDMA、シングルキャリア周波数分割多元接続)
- LTEがDFT拡散OFDMによる上りリンクに使う名称です。通常のOFDMAに比べ、端末のPAPRを下げます。
- Schmidl-Cox同期(Schmidl-Cox synchronisation)
- 前半と後半が同一のトレーニングシンボルを使う、OFDMのタイミングと周波数オフセットの推定手法です。前半と後半の相関からシンボルの開始位置が、相関の位相から小数部のCFOが得られます。
- SDR(software-defined radio、ソフトウェア無線)
- 変換器より後段の信号処理の大部分を、固定のハードウェアではなくソフトウェアや再プログラム可能なロジックで行う無線機です。汎用SDRは同調可能なRFフロントエンド、ADCとDACを備え、IQサンプルをホストコンピュータにストリーミングします。
- SigMF(Signal Metadata Format)
- IQデータを、生バイナリの.sigmf-dataファイルとJSONの.sigmf-metaファイルの組として記録するためのオープンな仕様です。メタデータには、データ型やサンプルレートなどのグローバルフィールド、キャプチャのリスト、任意のアノテーションが含まれます。
- SINR(signal-to-interference-plus-noise ratio、信号対干渉雑音比)
- 信号電力を、干渉電力と雑音電力の和で割った値です。高密度のセルラーネットワークやWi-Fiネットワークでは干渉が支配的になることが多く、SNRではなくSINRが性能を制限します。
- SNR(signal-to-noise ratio、信号対雑音比)
- 受信機内のある点における信号電力と雑音電力の比で、通常はdBで表します。誤り率と、使用できる最大の変調次数を決めます。
- SoapySDR
- 多くのSDRデバイス向けのプラグインモジュールを備えた、ベンダー中立のC++およびPython APIです。このAPIで書いたコードは、デバイス引数を変えるだけでハードウェアを切り替えられます。
- SRS(sounding reference signal、サウンディング参照信号)
- 基地局が上りリンクのチャネルを推定するために測定する上りリンクの参照信号です。TDDの相反性を利用すれば、下りリンクのチャネルも推定できます。
- SSB(SS/PBCH block、SS/PBCHブロック)
- プライマリ同期信号・セカンダリ同期信号と報知チャネルを運ぶNRの同期ブロックで、4 OFDMシンボル・240サブキャリアにわたります。基地局は初期アクセスのため、これを複数のビームにわたってスイープします。
- SSID(service set identifier、サービスセット識別子)
- アクセスポイントが通知し、局がネットワークの選択に使うネットワーク名です。
- SU-MIMO(single-user MIMO、シングルユーザMIMO)
- あるリソース上のすべての空間レイヤを1ユーザに割り当てるMIMOです。利得は端末のアンテナ数で制限されます。
- SVDプリコーディング(SVD precoding)
- チャネル行列の右特異ベクトルを用いるプリコーディングで、MIMOチャネルを互いに独立な並列サブチャネルに変換します。チャネル情報を完全に知っているシングルユーザーMIMOでは、教科書的な最適解です。
T
- TDD(time division duplex、時分割複信)
- 上りリンクと下りリンクが1つの周波数帯を共有し、時間で交互に使う複信方式です。両方向が同じ周波数を使うため、無線機を校正すればチャネルに相反性が成り立ちます。
- TDLモデル(tapped delay line model、タップ付き遅延線モデル)
- 平均電力が固定された、遅延とフェージングを伴う複数の経路からなるチャネルモデルで、空間的な情報は含みません。TR 38.901は、リンクレベルシミュレーション用のTDLプロファイルを定義しています。
- Thread
- IEEE 802.15.4の無線機上で動作する、IPv6ベースの低消費電力メッシュネットワーキングプロトコルです。
- TTI(transmission time interval、送信時間間隔)
- スケジューラがトランスポートブロックを割り当てる時間単位です。LTEでは1 msのサブフレーム1つに相当します。一方、NRのスケジューリングはスロットおよびそれより短い単位で行われます。
- TWT(target wake time、ターゲットウェイクタイム)
- 局がフレームを送受信するために起動するタイミングを、局とアクセスポイントの間で取り決めるIEEE 802.11axの仕組みです。これにより局はその間スリープできます。
U
- UE(user equipment、ユーザー端末)
- ネットワークに接続する機器を指す3GPPの用語です。スマートフォン、モデム、IoTモジュールなどが該当します。
- UHD(USRP Hardware Driver)
- Ettus ResearchがUSRPデバイス向けに提供するオープンソースのドライバとAPIです。GNU Radio、SoapySDR、srsRANのいずれからも利用できます。
- URLLC(ultra-reliable low-latency communication、超高信頼・低遅延通信)
- ITU-R M.2083で定められたIMT-2020の利用シナリオの一つです。産業用制御など、非常に高い信頼性と低遅延を必要とするサービスを対象とします。
- USRP
- Universal Software Radio Peripheralの略で、NIのブランドであるEttus ResearchのSDR製品群です。UHDドライバを通じて制御します。
- UWB(ultra-wideband、超広帯域無線)
- 非常に短いパルスを非常に広い帯域幅に拡散して送る無線方式です。時間分解能が細かいため距離を正確に測定でき、これがスマートフォン・自動車・トラッカーでの主な用途です。
V
- VoLTE(Voice over LTE)
- 2Gや3Gのネットワークにフォールバックせず、IPマルチメディアサブシステムを使ってLTE上でIPパケットとして伝送する音声通話です。
- vRAN(virtualised RAN、仮想化RAN)
- 基地局ソフトウェアを専用ハードウェアではなく汎用サーバ上で動かす方式です。物理層にはアクセラレータを併用することが多くあります。
W
- Wi-Fi
- IEEE 802.11規格に基づく無線LAN製品に対するWi-Fi Allianceのブランド名です。世代はWi-Fi 6、Wi-Fi 7のように命名され、それぞれが802.11の追補(amendment)に対応します。
- Wi-Fi 6(IEEE 802.11ax)
- IEEE 802.11ax(High Efficiency WLAN)に基づくWi-Fiの世代で、OFDMA、マルチユーザーMIMO、1024-QAM、ターゲットウェイクタイムをWi-Fiに導入しました。Wi-Fi 6Eは、同じ技術を6 GHz帯に拡張したものです。
- Wi-Fi 6E
- Wi-Fi 6と6 GHz帯を参照してください。
- Wi-Fi 7(IEEE 802.11be)
- IEEE 802.11be(Extremely High Throughput)に基づくWi-Fiの世代で、IEEEは2025年7月22日に同規格を発行しました。Wi-Fi Allianceは、6 GHz帯での320 MHzチャネル、4096-QAM、マルチリンク動作を特徴として挙げています。
- Wi-Fi Alliance
- Wi-Fi製品の相互運用性を認証し、Wi-Fiのブランド名と世代名を所有する業界団体です。
- Wi-Fi HaLow(IEEE 802.11ah)
- IEEE 802.11ahに対するWi-Fi Allianceの名称です。802.11ahは、より長距離で低消費電力のIoTリンク向けに1 GHz未満の帯域を使うWi-Fi追補です。
- WLANセンシング(WLAN sensing、IEEE 802.11bf)
- 2025年9月に発行されたIEEE 802.11bf追補です。Wi-Fi機器がチャネルの変化を測定・報告し、動きや人の存在を検知する方法を定めています。
- WPA3
- Wi-Fi Allianceの現行のセキュリティ認証で、WPA2の後継です。Wi-Fi Allianceによれば、WPA3-Personalはパスワード推測に対してより強い保護を提供します。
- WRC(World Radiocommunication Conference、世界無線通信会議)
- 国際的な無線通信規則を改正するITUの会議です。改正の対象には、各無線業務への周波数帯の割当ても含まれます。
X
- XL-MIMO(extremely large-scale MIMO、超大規模MIMO)
- 波長に比べて非常に大きいアレイに関する研究です。ユーザーが放射近傍界に入るため、ビームを方向ではなく点に集束させることができます。
Z
- Zadoff-Chu系列(Zadoff-Chu sequence)
- 振幅が一定で、ゼロ以外のラグで巡回自己相関がゼロになる複素系列です。LTEとNRは、ランダムアクセスのプリアンブルと一部の参照信号にZadoff-Chu系列を使います。
- Zigbee
- IEEE 802.15.4のPHYとMACの上に構築された、低消費電力デバイス向けのメッシュネットワーキングスタックです。ホームオートメーションやビルオートメーションで広く使われています。
Π
- π/2シフトBPSK(π/2-BPSK)
- 1シンボルおきに90°の位相回転を追加したBPSKです。ゼロクロスを避け、ピーク対平均電力比を下げられます。NRはTS 38.211で、トランスフォームプリコーディングを用いる上りリンク向けに規定しています。
ア
- アイパターン(eye diagram)
- 信号の多数のシンボル期間を重ね合わせて表示した、オシロスコープ風のプロットです。アイが大きく開いていれば雑音とISIが少なく、最適なサンプリング時点はアイが最も開く位置です。
- アクセスポイント(access point、AP)
- 基本サービスセットを形成し、局を有線ネットワークに接続して、それらのアクセスを調整するWi-Fi機器です。
- アナログビームフォーミング(analogue beamforming)
- RF経路に移相器を置き、変換器チェーンを1系統だけ共有するビームフォーミングです。このため、1チェーンあたり同時に形成できるビームは1本だけです。大規模なミリ波(mmWave)アレイでは安価で電力効率に優れます。
- アンダーフロー(underflow)
- ホストがSDRへ十分な速さでサンプルを供給しなかったために、送信が途切れることです。UHDはコンソールに文字Uを表示してこれを通知します。
- アンテナアレイ(antenna array)
- 既知の幾何配置に並べ、信号を合成できるように給電したアンテナ素子の集合です。素子間隔を約半波長にするとグレーティングローブを避けられます。
- アンテナ利得(antenna gain)
- 基準アンテナと比べて、アンテナが最も強い方向にどれだけ電力を集中させるかを、効率を含めて表した量です。等方性放射体を基準とするdBi、または半波長ダイポールを基準とするdBdで表します。
イ
- イメージ周波数(image frequency)
- LOを挟んで所望信号の反対側にあり、ミキサによって所望信号と同じ出力周波数に変換されてしまう不要な入力周波数です。ミキシングの前にフィルタで除去するか、I/Q構成で抑圧する必要があります。
- インクリメンタル冗長(incremental redundancy)
- 再送のたびに異なる符号化ビットを送り、試行を重ねるにつれて実効符号化率を下げるHARQ方式です。
- インターリーブ(interleaving)
- 送信前に符号化ビットの順序を並べ替え、深いフェージングによるバースト誤りを多数の符号語に分散させる処理です。受信機は復号前に順序を元に戻します。
エ
- エイリアシング(aliasing)
- 信号を低すぎるレートでサンプリングしたとき、サンプルレートの半分より上の信号エネルギーがその下の帯域に折り返される現象です。いったん生じると元に戻せないため、ADCやデシメータの前にアンチエイリアシングフィルタを置く必要があります。
- エフェメリス(ephemeris)
- 衛星の軌道を記述し、任意の時刻の位置と速度を計算できるようにするデータです。NR NTNではこれを報知し、デバイスがタイミングと周波数を補正できるようにします。
オ
- オーバーフロー(overflow、サンプル欠落)
- ホストがSDRから十分な速さでサンプルを読み出さなかったために、受信サンプルが失われることです。UHDはコンソールに文字O、場合によってはDを表示してこれを通知します。
- オープンフロントホール(open fronthaul)
- 無線ユニットと分散ユニットの間のO-RANインタフェースです。異なるベンダーの装置どうしが連携できるように規定されています。
ガ
- ガードバンド(guard band)
- チャネル両端の未使用の周波数帯で、フィルタのロールオフを可能にし、隣接チャネルへの放射を防ぎます。OFDMでは、端の副搬送波を空けることで作ります。
カ
- カバレッジ拡張(coverage enhancement)
- 送信を何度も繰り返し、受信側がそれらを合成して非常に低いSNRでも復号できるようにする手法です。NB-IoTとLTE-Mは、地下室や遠隔地のデバイスに届けるためにこれを使います。
キ
- キャリアアグリゲーション(carrier aggregation)
- 複数のコンポーネントキャリアを束ね、1台の端末に対してより広い1つの割当てとして使う技術です。束ねるキャリアは異なるバンドにまたがってもかまいません。Release 10のLTE-Advancedで導入され、NRはRelease 15から対応しています。
ク
- クリッピング(clipping)
- 電力増幅器の前で信号のピークを制限し、PAPRを下げる処理です。帯域内歪みと帯域外放射が生じるため、通常はその後にフィルタリングを行います。
グ
- グレイ符号化(Gray coding)
- 隣り合う信号点どうしが1ビットだけ異なるようにする、ビットからシンボルへのマッピングです。これにより、最も起こりやすいシンボル誤りで生じるビット誤りは1ビットだけになります。
コ
- コードブック(codebook)
- 送受信の両端が知っている、あらかじめ定義されたプリコーディング行列の集合です。端末はチャネル全体ではなく最適なエントリのインデックスを報告するため、フィードバック量を小さく抑えられます。
- コードブロック分割(code block segmentation)
- 大きなトランスポートブロックを、チャネル符号が扱える最大サイズに収まるコードブロックに分割する処理です。各コードブロックには個別のCRCが付きます。NRでは最大サイズはLDPCベースグラフによって決まります。
- コグニティブ無線(cognitive radio)
- 周囲の環境を検知し、その時間と場所で他者が使っていない周波数を使うように、周波数・送信電力・波形を適応的に変える無線機です。
- コネクションインターバル(connection interval)
- Bluetooth LEリンクにおける接続イベントの間隔です。接続イベントでは、2台のデバイスが起動してパケットを交換します。間隔を長くすると、遅延が増える代わりにエネルギーを節約できます。
- コヒーレンス帯域幅(coherence bandwidth)
- チャネル応答がほぼ同じとみなせる周波数間隔です。遅延広がりに反比例します。
- コヒーレンス時間(coherence time)
- チャネル応答がほぼ一定とみなせる時間です。ドップラー広がりに反比例するため、移動速度と搬送波周波数が高くなるほど短くなります。
サ
- サービスリンク(service link)
- 衛星またはHAPSと、それがサービスを提供するユーザー端末との間の無線リンクです。
- サイクリックプレフィックス(cyclic prefix、CP)
- 各OFDMシンボルの末尾をコピーして先頭に付加したものです。チャネルの遅延広がりがCPより短ければ、マルチパスによる符号間干渉(ISI)は生じず、チャネルは巡回畳み込みとして作用します。
- サブキャリア間隔(subcarrier spacing)
- 隣り合うOFDM副搬送波の周波数間隔で、有効シンボル長の逆数に等しくなります。TS 38.211 Release 19では、NRの間隔はμが0から6のとき15 × 2^μ kHz、すなわち15 kHzから960 kHzと定義されています。
- サブテラヘルツ(sub-THz)
- テラヘルツ帯より下にある、ミリ波帯の上部の周波数範囲です。短距離リンクで非常に広いチャネルを使う目的で研究されています。主な障壁は経路損失、吸収、位相雑音、デバイス効率です。
- サンプリングクロックオフセット(sampling clock offset)
- 送信機と受信機のサンプルクロックの不一致で、通常はppm(百万分率)で表します。パケットの間にタイミングがずれていき、OFDMのサブキャリアにわたって位相の傾きが加わります。
- サンプルレート(sample rate)
- 信号から1秒あたりに取得するサンプルの数です。複素ベースバンドサンプルの場合、レートfsはチューニングした周波数を中心とするfsヘルツの範囲をカバーします。
シ
- シャドウイング(shadowing)
- 建物、地形などの大きな障害物によって生じる、距離に基づく経路損失のまわりでの受信電力のゆっくりとした変動です。通常はdB単位の対数正規分布に従う確率変数としてモデル化します。
- シャノン容量(Shannon capacity)
- チャネルが誤りなく伝送できる最大のデータレートで、加法性白色ガウス雑音のもとで帯域幅Bのとき C = B log2(1 + SNR) です。実際のリンクは、符号化と変調に応じた差だけこの値を下回ります。
- シンボル(symbol)
- 一定の期間送信される離散的な波形状態の1つで、1ビット以上の情報を運びます。信号点配置図の各点が、それぞれ1つのシンボル候補です。
- シンボルレート(symbol rate)
- 1秒あたりに送るシンボル数で、単位はボー(baud)です。ビットレートは、シンボルレートに1シンボルあたりのビット数を掛けた値です。
- シンボル誤り率(symbol error rate、SER)
- 受信シンボルのうち誤って判定されたシンボルの割合です。グレイ符号化を用いた高SNRの条件では、BERはSERを1シンボルあたりのビット数で割った値に近くなります。
ジ
- ジャミング(jamming)
- 受信機がチャネルを使えないように、意図的に妨害波を送信することです。規制当局はジャマーの使用を制限または禁止しており、規則は国によって異なります。
ス
- スーパーヘテロダイン受信機(superheterodyne receiver)
- RF信号を固定の中間周波数に変換し、そこでフィルタリングと増幅を行ってから最終的な復調またはデジタル化を行う受信機です。選択度は高い一方、イメージ周波数を除去するフィルタが必要です。
- スタンドアロン(standalone、SA)
- LTEを使わずに動作し、NRを5G Coreに接続するNRの展開形態です。スタンドアロンはRelease 15で完成し、ネットワークスライシングなどの機能に必要です。
- ステアリングベクトル(steering vector)
- ある方向から到来する平面波がアレイの各素子に生じさせる相対的な位相シフトの組です。その複素共役を重みとして適用すると、ビームがその方向を向きます。
- スプーフィング(spoofing)
- 受信機が本物と誤認する偽の信号を送信することです。偽のGNSS信号や偽基地局がその例です。
- スプリアス発射(spurious emission)
- 必要帯域幅の外に生じる不要な発射で、高調波・ミキサの生成成分・相互変調などが該当し、変調スペクトラムの一部ではありません。規制当局や規格がその上限を定めています。
- スペクトラムアナライザ(spectrum analyser)
- 信号電力を周波数に対して表示する測定器です。エミッション・スプリアス・干渉を確認するための基本的なツールです。
- スペクトラムエミッションマスク(spectrum emission mask)
- 送信機が自チャネルからの各周波数オフセットで放射してよい電力の上限線です。規格または規制当局が定めます。
- スペクトラムセンシング(spectrum sensing)
- エネルギー検出や既知の信号特徴の探索によって、周波数帯が使用中かどうかを検出することです。
- スペクトログラム(spectrogram)
- 一連の短いFFTから作る、信号のスペクトルが時間とともにどう変化するかを示す図です。記録データ中のバースト、周波数ホッピング、干渉を見つける最も手早い方法です。
- スループット(throughput)
- 符号化のオーバーヘッド、制御信号、再送を差し引いた後に、リンク上で実際に届けられる有効なデータのレートです。常にPHYのピークレートより低くなります。
- スロット(slot)
- NRのスケジューリング単位で、通常のサイクリックプレフィックスの場合は14 OFDMシンボルで構成されます。1 msのサブフレームには2^μ個のスロットが入るため、サブキャリア間隔が広くなるほどスロットは短くなります。
セ
- セマンティック通信(semantic communication)
- すべてのビットではなく、メッセージの意味やタスクに関係する内容を伝送することを目指す研究テーマです。本稿執筆時点では、定義は研究グループによって異なります。
- セルフリー・マッシブMIMO(cell-free massive MIMO)
- 分散配置された多数のアクセスポイントが、セル境界なしに、エリア内のすべてのユーザーに協調してサービスを提供する研究段階のアーキテクチャです。セルラー構成よりも均一なサービスの提供を目指します。
ゼ
- ゼロIF受信機(zero-IF receiver)
- ダイレクトコンバージョン受信機を参照してください。
- ゼロフォーシング(zero-forcing)
- チャネル行列の逆行列を用いる線形プリコーダまたは検出器で、各ストリームが他のストリームからの干渉を受けないようにします。チャネル行列の条件が悪いと雑音を増幅します。
- ゼロフォーシング等化器(zero-forcing equaliser)
- チャネル応答の逆特性を適用する等化器です。符号間干渉(ISI)を完全に除去しますが、チャネル応答が弱いところでは雑音を増幅します。
ソ
- ソフトウェア無線(software radio)
- ソフトウェア無線(SDR)を参照してください。
タ
- ターボ符号(turbo code)
- 2つの畳み込み符号器をインターリーバで結合し、反復復号する符号です。TS 36.212に定められているとおり、LTEは共有データチャネルに符号化率1/3のターボ符号を使います。
- タイミングアドバンス(timing advance)
- 端末に往復伝搬遅延の分だけ早く送信させる指示です。これにより、近くの端末と遠くの端末からの上りリンク信号が基地局で揃って到着します。
- タイミング再生(timing recovery)
- 受信機で、各シンボルの最適なサンプリング時点を推定・追跡することです。代表的な検出器にGardnerアルゴリズムとMueller-Müllerアルゴリズムがあります。
ダ
- ダイナミックレンジ(dynamic range)
- 受信機が検出できる最も弱い信号と、許容できない歪みを生じずに扱える最も強い信号との間の幅で、dBで表します。スプリアスフリーダイナミックレンジでは、最大のスプリアスのレベルを上限とします。
- ダイバーシチ(diversity)
- 同じ情報を、空間・時間・周波数・偏波のいずれかで独立にフェージングする複数のブランチを使って送信または受信することです。すべてのブランチが同時にフェージングする確率は小さいため、SNRの増加に対して誤り率がより速く低下します。
- ダイポールアンテナ(dipole antenna)
- 中央で給電する2本の導体からなるアンテナで、全長を半波長とするものが最も一般的です。放射パターンはドーナツ状で、軸方向にヌルがあります。
- ダイレクトコンバージョン受信機(direct-conversion receiver、ゼロIF受信機)
- I/Qミキサを使い、RF信号を直接複素ベースバンドに変換する受信機です。必要なフィルタが少なく集積トランシーバに向いていますが、DCオフセットとI/Qインバランスの影響を受けます。
チ
- チェイス合成(Chase combining)
- 再送のたびに同じ符号化ビットを繰り返し、受信機が軟値を加算するHARQ方式です。SNRは向上しますが、新しいパリティは得られません。
- チャープスペクトラム拡散(chirp spread spectrum、CSS)
- 各シンボルがチャネル全体にわたる周波数掃引になっている変調方式で、データは掃引の開始点に符号化されます。ドップラーとマルチパスに強い方式です。
- チャネルボンディング(channel bonding)
- 隣接するWi-Fiチャネルを束ねて1つの広いチャネルとし、スループットを高めることです。チャネルが広いほど取り込む雑音が増え、干渉の影響も受けやすくなります。
- チャネルモデル(channel model)
- 伝搬環境が信号をどのように変化させるかを数学的または統計的に記述したもので、シミュレーションで設計を検証するために使います。3GPP TR 38.901は、0.5 GHzから100 GHzまでのNRの検討に用いるモデルを定義しています。
- チャネル推定(channel estimation)
- 既知のパイロットや参照シンボルからチャネルの複素利得を求め、データ部分に向けて時間方向・周波数方向に補間することです。その精度が等化とプリコーディングの性能を制約します。
- チャネル相反性(channel reciprocity)
- 同じ周波数では伝搬チャネルが両方向で同じになるという性質です。TDD方式では、無線ハードウェアを校正したうえで、上りリンクのサウンディングから下りリンクのチャネルを推定するのに利用します。
デ
- デジタルビームフォーミング(digital beamforming)
- すべての素子がそれぞれ専用の変換器チェーンを持ち、重みをデジタルサンプルに適用するビームフォーミングです。消費電力とデータレートの増加と引き換えに、多数のビームを同時に形成できます。
- デシベル(decibel、dB)
- 電力比を表す対数単位で、比の常用対数の10倍(10 log10)に等しくなります。dBで表した利得と損失は足し合わせられるため、リンク計算は加算で済みます。
- デシメーション(decimation)
- 低域通過フィルタをかけた後、信号のサンプルレートを整数分の1に下げる処理です。SDR受信機はADCのストリームをデシメーションし、ホストが必要な帯域幅だけを扱えるようにします。
- デューティサイクル(duty cycle)
- 送信機が動作している時間の割合です。一部の免許不要帯域では規制当局が上限を設けており、デバイスが送信できる頻度が制限されます。
- デュプレクサ(duplexer)
- 2つの帯域を分離することで、FDDの無線機が1本のアンテナで送信と受信を同時に行えるようにする3ポートのフィルタです。
ド
- ドップラーシフト(Doppler shift)
- 送信機・受信機・反射体の相対的な動きによって生じる受信周波数の変化です。最大値は、速度を波長で割った値になります。
- ドップラー事前補償(Doppler pre-compensation)
- 既知の衛星エフェメリスとデバイス自身の位置から送信周波数とタイミングをあらかじめずらしておき、信号が公称値に近い状態で衛星に届くようにする手法です。
- ドップラー広がり(Doppler spread)
- マルチパス成分が移動方向に対して異なる方向から到来するときに生じる、ドップラーシフトの範囲です。チャネルが変化する速さを決めます。
- ドライブテスト(drive test)
- RSRP、SINR、スループット、イベントを記録するテスト端末やスキャナを載せてルートを走行し、ネットワークのカバレッジと性能を測定することです。
ト
- トランシーバ(transceiver)
- 送信機と受信機の両方を備えたデバイスまたはチップで、通常は局部発振器の基準1つとアンテナポート1つを共有します。ソフトウェア無線(SDR)のフロントエンドやセルラーモデムの多くはトランシーバです。
- トランスフォームプリコーディング(transform precoding)
- DFT拡散OFDMを参照してください。
- トランスペアレント型ペイロード(transparent payload)
- 信号を復調せずにフィルタリング・周波数変換・増幅する衛星で、基地局は地上に残ります。ベントパイプとも呼ばれます。
ナ
- ナイキストレート(Nyquist rate)
- 実信号に含まれる最高周波数の2倍で、エイリアシングなしに信号を再構成できる最小のサンプルレートです。帯域幅Bの複素ベースバンド信号には、B以上の複素サンプルレートが必要です。
ヌ
- ヌメロロジー(numerology)
- NRにおける、μで番号付けされたサブキャリア間隔とサイクリックプレフィックス長の組み合わせです。μが大きいほどシンボルとスロットが短くなり、高い周波数帯や低遅延に適します。μが小さいほど長い遅延広がりに耐えられます。
ネ
- ネットワークスライシング(network slicing)
- サービス特性の異なる複数の論理ネットワークを、共有する1つの物理ネットワーク上で運用することです。5GコアとスタンドアロンNRを前提とします。
- ネットワークデジタルツイン(network digital twin)
- 運用中のネットワークのソフトウェアモデルで、測定値によって最新の状態に保たれます。変更を適用する前の試験に使います。無線部分にはレイトレーシングがよく使われます。
ノ
- ノイズフロア(noise floor)
- 信号帯域幅内での受信機入力における総雑音電力で、熱雑音に雑音指数を加えたものです。これを大きく下回る信号は、処理利得なしでは復元できません。
- ノンスタンドアロン(non-standalone、NSA)
- LTEのキャリアとLTEのコアネットワークが制御を担い、NRが容量を追加するNRの展開形態です。3GPPが最初に完成させたNRのオプションで、Release 15の残りの部分に先立ち2017年末に完成しました。
ハ
- ハイブリッドビームフォーミング(hybrid beamforming)
- サブアレイ単位のアナログ移相と、より少数の変換器チェーンにわたるデジタルプリコーディングに処理を分割する方式です。ほとんどのミリ波基地局が何らかの形でこれを使っています。
- ハミング距離(Hamming distance)
- 2つの符号語の間で値が異なる位置の数です。最小距離がdの符号は、(d − 1)/2を切り捨てた数までの誤りを訂正できます。ハブ: チャネル符号化 関連: ブロック符号(block code)
- ハンドオーバー(handover)
- 接続中の端末を、接続を切らずにあるセルから別のセルへ移すことです。RSRPなどの測定値をきっかけに実行されます。
パ
- パイロット副搬送波(pilot subcarrier)
- データの代わりに既知のシンボルを運ぶ副搬送波で、受信機はこれを使ってチャネルを推定し、位相を追従します。Wi-Fiは固定のパイロット副搬送波を使いますが、LTEとNRは参照信号をグリッド全体に分散配置します。
- パルス整形(pulse shaping)
- シンボル列をフィルタリングし、各シンボルを帯域制限された波形にする処理です。送信スペクトラムを限られた範囲に収めつつ、サンプリング時点での符号間干渉をほぼゼロに保ちます。
- パンクチャリング(puncturing)
- 符号化率を上げるため、送信前に符号化ビットの一部を削除することです。復号器は欠落したビットを未知として扱います。
バ
- バックオフ(back-off)
- 電力増幅器を飽和出力より低い出力で動作させ、信号のピークが線形領域に収まるようにすることです。バックオフを大きくするほど歪みは減り、効率は下がります。
ビ
- ビーコンフレーム(beacon frame)
- アクセスポイントが、自身のネットワーク・能力・タイミングを通知するために周期的に送信する管理フレームです。
- ビームフォーミング(beamforming)
- アンテナアレイの各素子上の信号の位相と振幅を設定し、選んだ方向で各素子の寄与が強め合うようにすることです。ユーザー方向への利得を高め、干渉源の方向にヌルを置くこともできます。
- ビームマネジメント(beam management)
- NRで、基地局と端末が参照信号のスイープと測定報告を用いて、細いビームを発見・追跡・切り替える手順です。
- ビーム幅(beamwidth)
- アンテナのメインローブの角度幅で、通常は利得がピークより3 dB低くなる点の間で測ります。利得が高いほど、ビームは狭くなります。
- ビタビアルゴリズム(Viterbi algorithm)
- 符号のトレリス上で、最も確からしい送信系列を求める動的計画法です。畳み込み符号の標準的な復号器です。
- ビット誤り率(bit error rate、BER)
- 受信ビットのうち誤ったビットの割合です。変調・符号化方式を比較するために、Eb/N0に対して対数目盛でプロットします。
フ
- フーリエ変換(Fourier transform)
- 信号を複素正弦波の和として表し、時間領域から周波数領域へ写す数学的な操作です。離散フーリエ変換は、それをサンプル化した有限長の版です。
- フィーダリンク(feeder link)
- 衛星と地上ゲートウェイの間のリンクです。衛星とユーザー端末の間のリンクはサービスリンクと呼びます。
- フェージング(fading)
- マルチパスや移動によって、受信信号強度が時間・周波数・位置に応じて変動することです。小規模フェージングは1波長程度の距離で変化し、シャドウイングは数十メートルの距離で変化します。
- フェードマージン(fade margin)
- リンクが目標の稼働率を満たすよう、フェージングとシャドウイングに備えて確保する追加のリンクマージンです。その大きさは、フェージングの統計と許容する不通確率から決まります。
- フラットフェージング(flat fading)
- 信号帯域幅がコヒーレンス帯域幅より狭いため、信号帯域幅全体が同じチャネル利得を受けるフェージングです。この場合、チャネルは1つの複素係数で補正できます。
- フリスの伝達公式(Friis transmission equation)
- 自由空間での受信電力を表す式で、送信電力に両アンテナの利得と、波長を4πと距離の積で割った値の2乗を掛けたものです。dB表記では利得と損失の和になり、これがリンクバジェットの基礎です。
- フレーム同期(frame synchronisation)
- 受信サンプル列の中でパケットやフレームの開始位置を見つけることです。通常は既知のプリアンブルや系列との相関をとって行います。
- フレネルゾーン(Fresnel zone)
- 2つのアンテナ間の直接経路を囲む回転楕円体状の領域で、この中にある障害物は受信信号に影響を与えます。ポイント・ツー・ポイントのリンクは、第1フレネルゾーンの大部分に障害物がない状態を保つように設計します。
- フローグラフ(flowgraph)
- GNU Radioで使われる、サンプルストリームで接続された信号処理ブロックの有向グラフです。ソースがサンプルを生成し、シンクがそれを消費し、スケジューラがブロック間でデータを移動させます。
プ
- プライベートネットワーク(private network)
- 工場や港湾など一つの組織のために、免許周波数帯・共用周波数帯・ローカル周波数帯を使って構築するセルラーネットワークです。
- プリアンブル(preamble)
- パケットの先頭で送る既知の系列です。受信機はこれを使ってパケットを検出し、利得を設定し、タイミング・周波数オフセット・チャネルを推定します。
- プリコーディング(precoding)
- 送信レイヤをアンテナにマッピングする前に、チャネル情報に基づいて選んだ行列を掛けることです。ビームフォーミング、空間多重、ユーザー間の干渉抑圧を含みます。
ブ
- ブロック符号(block code)
- 固定長の情報ビットのブロックを、ほかのブロックとは独立に、より長い符号語へ写像する符号です。ハミング符号、リード・ソロモン符号、LDPC符号、ポーラ符号はブロック符号です。
ベ
- ベクトルシグナルアナライザ(vector signal analyser)
- IQデータを取り込んで復調し、EVM、コンステレーション誤差などの変調品質の指標を測定する測定器です。
- ベントパイプ(bent pipe)
- 透過型ペイロードを参照してください。
ポ
- ポーラ符号(polar code)
- チャネル分極を利用し、信頼性の高いビット位置に情報ビットを、信頼性の低い位置に固定ビットを配置するブロック符号です。TS 38.212によれば、NRは報知チャネルと、下りリンク制御情報およびほとんどの上りリンク制御情報にポーラ符号を使います。
マ
- マルチパス(multipath)
- 送信信号が、遅延・振幅・位相の異なる複数の経路を通って受信機に届くことです。各経路の到来波は強め合ったり打ち消し合ったりし、フェージングや符号間干渉の原因になります。
ミ
- ミキサ(mixer)
- RF信号に局部発振器の信号を乗算して周波数を変換する回路です。受信機ではダウンコンバージョンに、送信機ではアップコンバージョンに使います。
- ミリ波(millimetre wave、mmWave)
- 波長が1 mmから10 mmの無線周波数で、30 GHzから300 GHzに相当します。5Gの文脈では、この語は24 GHzを超えるNRバンドを指して緩やかに使われます。これらのバンドは経路損失と遮蔽の影響が大きく、ビームフォーミングに頼ります。
ラ
- ライスフェージング(Rician fading)
- 1本の強く安定した経路と散乱経路からなるフェージングモデルで、振幅はライス分布に従います。安定成分の電力と散乱成分の電力の比であるKファクタによって、フェージングの深さが決まります。
リ
- リード・ソロモン符号(Reed-Solomon code)
- 複数ビットのシンボル上で定義されるブロック符号で、バースト誤りの訂正に優れます。ストレージ、デジタル放送のほか、連接符号方式の外符号としても使われます。
- リソースエレメント(resource element、RE)
- LTEとNRの時間・周波数グリッドの最小単位で、1つのOFDMシンボル期間における1つの副搬送波です。
- リソースブロック(resource block、RB)
- LTEとNRで連続する12本の副搬送波をまとめた単位で、周波数領域スケジューリングの基本単位です。ヘルツ単位の幅はサブキャリア間隔に比例します。
- リンクアダプテーション(link adaptation)
- 現在のチャネル状態に合わせて、変調、符号化、ランク、電力を変えることです。スループットを最大化しつつ、ブロック誤り率を目標値付近に保ちます。
- リンクバジェット(link budget)
- 送信機から受信機までのすべての利得と損失をdB単位で積算し、受信電力と受信感度に対するマージンを求める計算です。送信電力、アンテナ利得、ケーブル損失、経路損失、フェードマージンを含みます。
- リンクマージン(link margin)
- 受信電力が受信感度を上回る量で、dBで表します。フェージング、シャドウイング、モデル化誤差を吸収する余裕分です。
ル
- ルートレイズドコサインフィルタ(root-raised-cosine filter)
- 周波数応答がレイズドコサインの平方根になるフィルタです。送信側に1つ、受信側に整合したものを1つ使うと、全体としてレイズドコサイン応答が得られ、SNRが最大になります。
レ
- レートマッチング(rate matching)
- 符号化ビットをパンクチャまたは繰り返し、送信に割り当てられたリソースを過不足なく埋める処理です。各HARQ試行で送る冗長バージョンの選択も担います。
- レイズドコサインフィルタ(raised-cosine filter)
- インパルス応答がほかのすべてのシンボル時点でゼロになるパルス整形応答で、正しくサンプリングすれば符号間干渉を生じません。ロールオフ率は、シンボルレートの半分を超える余剰帯域幅を決めます。
- レイリーフェージング(Rayleigh fading)
- 支配的な経路がなく、多数の散乱経路からなる場合のフェージングモデルです。複素チャネル利得はガウス分布に従い、その振幅はレイリー分布に従います。見通し外(NLOS)の都市部リンクで一般に用いられるモデルです。
ロ
- ロールオフ率(roll-off factor)
- 通常αまたはβで表される0から1の間のパラメータで、レイズドコサインスペクトラムが最小のナイキスト帯域幅よりどれだけ広いかを決めます。占有帯域幅は、シンボルレートに(1 + ロールオフ率)を掛けた値です。
上
- 上りリンク(uplink)
- ユーザー端末からネットワークへの方向で、たとえば携帯電話から基地局への通信です。上りリンクの電力は端末のバッテリーと電波ばく露に関する規制で制限されるため、2方向のうち弱い側になることがよくあります。
下
- 下りリンク(downlink)
- ネットワークからユーザー端末への方向で、たとえば基地局やアクセスポイントから携帯電話への通信です。
中
- 中心周波数(centre frequency)
- SDRが同調しているRF周波数で、複素ベースバンドのストリームでは0 Hzに現れます。記録データには、サンプルとともにこの値を保存する必要があります。
- 中軌道(medium Earth orbit、MEO)
- 低軌道と静止軌道の高度の間にある軌道で、測位衛星コンステレーションや一部のブロードバンドシステムで使われます。
伝
- 伝送ランク(transmission rank)
- 同時に送る独立した空間レイヤの数です。受信側はチャネルが対応できるランクを報告し、スケジューラはそれより低いランクを選ぶこともあります。
位
- 位相雑音(phase noise)
- 発振器の位相のランダムなゆらぎです。スペクトラム上では搬送波の周りの裾として現れ、あるオフセットでのdBc/Hzで表します。コンステレーションの点を回転させ、OFDMではキャリア間干渉を生じます。この影響は搬送波周波数が高いほど大きくなります。
低
- 低軌道(low Earth orbit、LEO)
- 通信衛星に使われる最も低い軌道で、MEOよりかなり低い高度にあります。遅延が短く経路損失も小さい一方、衛星が空を高速で移動するため、大きなドップラーシフトと頻繁なハンドオーバーが生じます。
信
- 信号対雑音比(signal-to-noise ratio)
- SNRを参照してください。
- 信号点配置図(constellation diagram)
- デジタル変調のとり得るシンボルをI-Q平面上の点として描いた図です。受信サンプルを同じように描くと、雑音、位相誤差、ひずみが一目でわかります。
偏
- 偏波(polarisation)
- 電波の電界の向きで、垂直偏波、水平偏波、円偏波などがあります。2つのアンテナの偏波が一致しないと、リンクに損失が加わります。
偽
- 偽基地局(false base station)
- 正規のセルを装って端末を接続させる無許可の送信機です。識別子の追跡や、より弱いセキュリティへのダウングレードの強制に使われます。
免
- 免許不要周波数帯(licence-exempt spectrum)
- 機器が電力やアクセス方式に関する技術基準を満たしていれば、個別の免許なしに誰でも使用できる周波数帯です。Wi-Fi、Bluetooth、LoRaWANは主にこの帯域を使います。
- 免許周波数帯(licensed spectrum)
- 規制当局が、ある地域で免許人に排他的な使用を認める周波数帯です。オークションで付与されることが多く、事業者は干渉を管理できます。
再
- 再生型ペイロード(regenerative payload)
- 信号を衛星上で復調・復号する衛星で、基地局機能の一部またはすべてが軌道上で動作します。
最
- 最大結合損失(maximum coupling loss、MCL)
- リンクが成立する、送信機と受信機のアンテナ端子間の総損失の最大値です。セルラーIoTのカバレッジ指標として一般に使われます。
- 最小二乗チャネル推定(least-squares (LS) channel estimation)
- 各パイロットで、受信シンボルを既知の送信シンボルで割ってチャネルを推定する方法です。単純で不偏ですが、低SNRでは雑音の影響が大きくなります。
処
- 処理利得(processing gain)
- 信号をより広い帯域幅またはより長い時間に拡散し、逆拡散または積分することで受信機が得るSNRの改善量です。これにより、LoRaのようなスペクトラム拡散方式は雑音フロアより低いレベルで動作できます。
判
- 判定指向型トラッキング(decision-directed tracking)
- 受信機自身のシンボル判定結果をパイロットとみなして使い、位相・タイミング・チャネル推定値を更新し続ける手法です。誤り率が低ければ機能しますが、そうでない場合はすぐに破綻します。
到
- 到来角(angle of arrival、AoA)
- 信号がアンテナアレイに到来する方向で、素子間の位相差から推定します。Bluetoothの方向探知とUWBの両方で使われます。
副
- 副搬送波(subcarrier)
- OFDM信号を構成する狭帯域のトーンの1つです。各副搬送波は、OFDMシンボル期間ごとに1つの変調シンボルを運びます。
参
- 参照信号(reference signal)
- チャネル推定、同期、測定のために、時間・周波数グリッド上の決められた位置に挿入する既知のシンボルです。NRでは複数の種類が定義されており、それぞれに固有の目的があります。
双
- 双方向測距(two-way ranging)
- 時刻を記録したメッセージを双方向に交換して距離を測る方法で、どちらのデバイスも同期したクロックを必要としません。応答遅延を報告し、往復時間から差し引きます。
受
- 受信感度(receiver sensitivity)
- 受信機が所定の性能目標(所定のビット誤り率やパケット誤り率など)を満たす最小の入力電力です。雑音フロアに、変調方式と符号化が必要とするSNRを加えた値に等しくなります。
- 受信機(receiver)
- アンテナから微弱な信号を取り込み、増幅・ダウンコンバートして、送信されたデータを復元する無線機の部分です。雑音指数と選択度によって、どこまで微弱な信号を利用できるかが決まります。
周
- 周波数シンセサイザ(frequency synthesiser)
- 通常はPLLを中心に構成され、水晶基準に同期した可変のLO周波数を生成する回路です。
- 周波数ホッピング(frequency hopping)
- 送受信の両端が知っているパターンに従って搬送波周波数を切り替える方式です。あるチャネルで干渉やフェージングが起きても、影響を受けるのは一部のパケットだけになります。Bluetoothはデータチャネルの間をホッピングします。
- 周波数共用(spectrum sharing)
- データベース、センシング、優先度の階層、調整などによって、複数の利用者や技術が一つの周波数帯を使えるようにする仕組みです。
- 周波数利用効率(spectral efficiency)
- 単位帯域幅あたりのデータレートで、単位はbit/s/Hzです。チャネル幅の異なるシステムを同じ条件で比較できます。
- 周波数割当て(spectrum allocation)
- 無線通信規則や各国の周波数割当て表で、移動・固定・衛星などの無線業務に周波数帯を割り当てることです。割当ては国や地域によって異なります。
- 周波数選択性フェージング(frequency-selective fading)
- 遅延広がりがシンボル周期に比べて大きいため、信号帯域幅内の部分ごとに異なる利得を受けるフェージングです。シングルキャリアのリンクでは符号間干渉を引き起こし、OFDMではサブキャリアごとに対処します。
型
- 型式認証(type approval)
- 無線機の機種が販売前にその国の技術基準を満たしていることを示す、規制上の認証です。米国のFCC機器認証(equipment authorisation)がその例です。
大
- 大気吸収(atmospheric absorption)
- 空気中の酸素と水蒸気による損失で、60 GHz付近の酸素の吸収線のように特定の周波数でピークになります。ITU-R P.676に、その計算方法が示されています。
- 大規模MIMO(massive MIMO)
- 同時に通信するユーザー数よりはるかに多い基地局アンテナを用いるMIMOです。大きなアレイにより高いビームフォーミング利得が得られ、単純な線形プリコーディングで多数のユーザーを分離できます。
局
- 局部発振器(local oscillator、LO)
- ミキサを駆動して周波数変換量を決める発振器です。その確度と位相雑音は、そのまま信号に現れます。
帯
- 帯域幅(bandwidth)
- 信号またはチャネルが占める周波数範囲の幅で、単位はヘルツです。リンクが運べるシンボルレートの上限を決め、受信機が取り込む雑音電力の大きさも決めます。
干
- 干渉(interference)
- 他の送信機からの不要な信号のうち、受信機の帯域幅内に入るものです。熱雑音と異なり構造を持つことが多く、キャンセルや回避ができる場合があります。
往
- 往復遅延(round-trip delay、NTN)
- 信号が衛星を経由してデバイスに届き、戻ってくるまでの時間で、GEOシステムでは数百ミリ秒になります。NR NTNはこれに対応するため、タイマとタイミングアドバンスを拡張しています。
拡
- 拡張サイクリックプレフィックス(extended cyclic prefix)
- 遅延広がりの大きいチャネル向けの長いサイクリックプレフィックスです。代償として、スロットあたりのシンボル数が減ります。TS 38.211では、NRで使えるのはサブキャリア間隔60 kHzの場合のみです。
- 拡散率(spreading factor、SF)
- 1シンボルを構成するチップ数を2のべき乗で決めるLoRaのパラメータです。1段上げるごとに送信時間がほぼ2倍になり、受信感度が向上します。
搬
- 搬送波周波数(carrier frequency)
- 情報を変調して載せる電波の中心周波数です。これによって波長が決まり、波長はアンテナの大きさや伝搬特性の多くを左右します。
放
- 放射パターン(radiation pattern)
- アンテナ利得を方向に対してプロットした図で、通常は水平面と垂直面の断面で示します。メインローブ、サイドローブ、ヌルがわかります。
整
- 整合フィルタ(matched filter)
- インパルス応答が、想定するパルスを時間反転して複素共役をとったものに等しい受信フィルタです。白色雑音下で、サンプリング時点のSNRを取りうる最大の値にします。
機
- 機能分割(functional split)
- 基地局の処理を、無線ユニット・分散ユニット・集約ユニットの間のどこで分けるかの選択です。下位の分割ほど多くの処理を集約側のハードウェアに移せますが、より大きなフロントホール容量が必要になります。
波
- 波長(wavelength)
- 電波が1周期の間に進む距離で、光速を周波数で割った値に等しくなります。3 GHzでの自由空間波長は約10 cmです。
無
- 無線フレーム(radio frame)
- NRとLTEの10 msの時間構造で、1 msのサブフレーム10個で構成されます。NRでは、各サブフレームがヌメロロジーに応じてさらにスロットに分割されます。
- 無線リンク(radio link)
- 電磁波によって送信機から受信機へ情報を運ぶ経路です。その品質は、送信電力、アンテナ、伝搬損失、受信機での雑音と干渉によって決まります。
熱
- 熱雑音(thermal noise)
- 絶対零度より高い温度にあるあらゆる導体内で、電子のランダムな運動から生じる雑音で、電力はkTBです。ITU-R P.372で用いられる基準温度290 Kでは、その密度は約−174 dBm/Hzです。
物
- 物理層(physical layer、PHY)
- プロトコルスタックの最下層で、ビットを波形に変換し、また波形からビットに戻します。符号化、変調、多重化、同期、受信機が必要とする参照信号を扱います。
- 物理層セキュリティ(physical-layer security)
- 無線チャネルのランダム性や相反性などの性質を利用して、鍵を生成したり、盗聴者が受信できる情報を制限したりする手法です。
畳
- 畳み込み符号(convolutional code)
- シフトレジスタを用い、入力系列上をスライドする窓から出力ビットを生成する符号です。LTEは、報知チャネルと下りリンク制御情報にテイルバイティング畳み込み符号を用いています。
盗
- 盗聴(eavesdropping)
- 無線送信を受動的に傍受することです。リンク層の暗号化で内容は保護されますが、タイミングや識別子などのメタデータは漏洩する可能性があります。
直
- 直交周波数分割多重(orthogonal frequency-division multiplexing)
- OFDMを参照してください。
相
- 相互変調歪み(intermodulation distortion)
- 2つ以上の信号が非線形段を通過するときに、和と差の周波数に生じる不要な成分です。3次の相互変調積は所望信号の近くに現れるため、フィルタで除去しにくくなります。
- 相関(correlation)
- 既知のテンプレートを受信信号に沿ってずらしながら、各ラグで積の和をとることです。ピークはテンプレートが現れる位置を示し、これが検出と同期の基礎になります。
確
- 確率伝搬法(belief propagation)
- 符号のグラフの変数ノードとチェックノードの間で確率メッセージをやり取りする反復復号法です。LDPC復号器はこれか、min-sumなどの簡略版を使います。
空
- 空間多重(spatial multiplexing)
- 異なるアンテナから、同じ周波数・同じ時間に独立したデータストリームを送ることです。散乱の豊富なチャネルでは、ピークレートは送信アンテナ数と受信アンテナ数の小さいほうに応じて増加します。
窓
- 窓関数処理(windowing)
- FFTの前にサンプルのブロックへ端が減衰する関数を掛け、スペクトル漏れを減らす処理です。窓の選び方によって、周波数分解能とサイドローブのレベルがトレードオフになります。
符
- 符号化利得(coding gain)
- 同じデータを符号化せずに送る場合と比べて、所定の誤り率で符号が必要なEb/N0をどれだけ下げるかを表す量です。
- 符号化率(code rate)
- 情報ビット数と符号化ビット数の比です。符号化率1/3の符号では、情報ビット1ビットごとに3ビットの符号化ビットを送ります。
- 符号間干渉(intersymbol interference、ISI)
- あるシンボルのエネルギーが隣接するシンボルの判定時点に漏れ込むひずみです。マルチパス、帯域制限、不適切なパルス整形が原因で生じます。
等
- 等化(equalisation)
- チャネルが信号に加えたひずみを取り除き、シンボルを正しく判定できるようにすることです。OFDMではサブキャリアごとに1回の複素除算で済みますが、シングルキャリアのリンクでは遅延広がりにわたるフィルタが必要です。
- 等方性放射体(isotropic radiator)
- すべての方向に均等に放射する理想的なアンテナです。物理的には存在しませんが、dBi単位で表すアンテナ利得の基準になります。
経
- 経路損失(path loss)
- 送信アンテナと受信アンテナの間での信号電力の減少で、dBで表します。距離と周波数が大きくなるほど、また経路上に障害物があるほど大きくなります。
- 経路損失指数(path-loss exponent)
- 経路損失が距離のn乗で増えるモデルにおける指数nです。自由空間ではn = 2となり、建物の多い市街地や屋内の経路では通常それより大きな値が当てはまります。
縦
- 縦続雑音指数(cascaded noise figure)
- 複数の段を縦続接続した系全体の雑音指数で、Friisの雑音公式で求めます。各段の寄与はその前段までの利得で割られるため、初段が支配的になります。
自
- 自由空間損失(free-space path loss)
- 障害物のない状態での等方性アンテナ間の経路損失で、波面の広がりだけによって生じます。ITU-R P.525では、fをMHz、dをkmとして32.4 + 20 log10(f) + 20 log10(d) dBと示されています。
衛
- 衛星ダイレクト通信(direct-to-device、D2D satellite)
- パラボラアンテナなしで一般のスマートフォンやIoTモジュールに直接届く衛星サービスです。3GPP NTNによるものと、携帯電話用の周波数を使う独自システムによるものがあります。
補
- 補間(interpolation)
- サンプルを挿入し、その結果生じるスペクトルのイメージをフィルタで除去して、信号のサンプルレートを上げる処理です。送信系ではDACのレートまで補間します。
複
- 複信(duplexing)
- リンクが通信の2方向を分離する方法です。代表的な方式は周波数分割と時分割の2つです。
- 複素ベースバンド(complex baseband)
- 帯域通過型の無線信号を、0 Hzを中心とする複素数値の信号として表したものです。実部と虚部はそれぞれ同相成分と直交成分です。この表現により、ソフトウェアは搬送波周波数ではなく信号の帯域幅で決まるサンプルレートで信号を処理できます。
見
- 見通し内(line of sight、LOS)
- 2つのアンテナの間に遮るもののない直接経路がある伝搬条件です。LOSリンクには強い支配的な成分があり、通常はフェージングが小さくなります。
- 見通し外(non-line of sight、NLOS)
- 直接波の経路が遮られ、電波が反射・回折・散乱によってのみ届く伝搬条件です。NLOSのリンクは経路損失が大きく、フェージングも深くなります。
軟
- 軟判定復号(soft-decision decoding)
- 受信した各ビットの硬判定値(0または1)だけでなく、その信頼度も使う復号です。同じSNRで、硬判定復号より低い誤り率が得られます。
近
- 近傍界(near field)
- アンテナに近く、電磁界の構造がまだ距離によって変化し、平面波近似が成り立たない領域です。高い周波数で非常に大規模なアレーを使うと、ユーザーがこの領域内に入ることがあります。
送
- 送信時間(time on air)
- パケットがチャネルを占有する時間です。LPWANでは、消費エネルギー・衝突確率・デューティサイクル制限への適合を左右します。
- 送信機(transmitter)
- データを搬送波周波数の変調信号に変換し、アンテナへ送り出す無線機の部分です。典型的な構成では、符号化、変調、デジタル・アナログ変換、アップコンバージョン、電力増幅の順に処理します。
遅
- 遅延(latency)
- パケットがリンクやネットワークを通過するのにかかる時間で、通常は片道または往復で示します。無線システムでは、伝搬に加えて、フレーム整列、スケジューリング、処理、再送による遅延も含みます。
- 遅延広がり(delay spread)
- 信号のマルチパス成分が時間的にどれだけ離れて到着するかを表す尺度で、一般にRMS遅延広がりで示します。遅延広がりが大きいほど、コヒーレンス帯域幅は狭くなります。
遠
- 遠方界(far field)
- アンテナから十分に離れ、波面がほぼ平面とみなせ、放射パターンが距離によって変化しなくなる領域です。アンテナ利得と放射パターンはこの領域で定義されます。
適
- 適合性試験(conformance testing)
- 認証の前に、規格で定められた試験項目に照らして端末や基地局を試験することです。通常は校正済みの測定器とネットワークエミュレータを使います。
量
- 量子化雑音(quantisation noise)
- ADCが連続的な振幅を有限個のレベルのいずれかに丸めるときに生じる誤差です。理想的な変換器では、ビット数が1増えるごとに約6 dB低くなります。
降
- 降雨減衰(rain attenuation)
- 雨滴が電波を吸収・散乱することによる損失で、周波数と降雨強度が高いほど大きくなります。ITU-R P.838は、降雨強度の関数として比減衰(dB/km)を与えています。
隠
- 2つの局がどちらもアクセスポイントには届くものの、互いの信号は受信できない衝突のケースです。このためキャリアセンスでは同時送信を防げません。
隣
- 隣接チャネル干渉(adjacent channel interference)
- 隣のチャネルの送信機から受ける干渉です。その送信機の漏洩電力と、被干渉側の受信機の選択度の限界によって生じます。
雑
- 雑音指数(noise figure)
- 部品や受信機を通過する際にSNRがどれだけ劣化するかを、dBで表したものです。290 Kにおける入力SNRと出力SNRの比である雑音係数(noise factor)の常用対数の10倍(10 log10)です。
- 雑音温度(noise temperature)
- 対象とする部品やアンテナと同じ雑音電力を生じる抵抗器の温度です。衛星地上局のような低雑音システムで扱いやすい尺度です。
電
- 電力スペクトル密度(power spectral density、PSD)
- 信号の電力が周波数にわたってどう分布するかを表すもので、単位はW/HzまたはdBm/Hzです。熱雑音のPSDは平坦であり、そのため雑音電力は帯域幅とともに増えます。
静
- 静止軌道(geostationary orbit、GEO)
- 赤道上空約35 786 kmの軌道で、衛星は空の一点に止まって見えます。広いカバレッジが得られますが、伝搬遅延が長くなります。
飛
- 飛行時間(time of flight、ToF)
- 2台のデバイス間を無線信号が伝搬する時間です。光速を掛けると距離になり、1ナノ秒あたり約30 cmです。