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スモールセルは、約10メートルから数キロメートルの範囲を持つ低電力のセルラー無線アクセスノードです。これらは低消費電力で低コストの基地局です。高密度に配置することで高い空間スペクトル効率を実現し、高いデータレートを提供できます。[ 1 ]
米国では、最近のFCC命令により、小型セル機器をより明確に定義するためのサイズと高さのガイドラインが提供されました。[ 2 ] [ 3 ]小型セルは、移動体マクロセルと比較して「小型」です。これは、通信範囲が短いことと、通常、同時通話やセッションの処理数が少ないことが理由です。ワイヤレスキャリアが5Gのデータ容量需要に対応するために既存のワイヤレスネットワークを「高密度化」しようとしているため、小型セルは現在、同じ周波数を再利用できるようにするソリューションとして、[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]またLTE Advancedの使用にますます重点を置きながら、セルラーネットワークの容量、品質、回復力を向上させる重要な方法として見られています。
スモールセルには、フェムトセル、ピコセル、マイクロセルが含まれる場合があります。スモールセルネットワークは、中央集中型のベースバンドユニットとリモート無線ヘッドを用いた分散型無線技術によっても実現できます。ビームフォーミング技術（無線信号を非常に特定の領域に集中させる技術）を用いることで、スモールセルのカバレッジをさらに強化または集中させることができます。これらのスモールセルのアプローチはすべて、モバイルネットワーク事業者による集中管理を特徴としています。
スモールセルは、都市部や建物内では10メートル程度、 郊外では2キロメートル程度と、電波の到達範囲が狭いのが特徴です。ピコセルやマイクロセルも、数百メートルから数キロメートルの範囲をカバーできますが、フェムトセルとは異なり、必ずしも自己組織化や自己管理機能を備えているわけではありません。
スモールセルは、 GSM、CDMA2000、TD-SCDMA、W-CDMA、LTE、5Gなど、幅広い無線インターフェースに対応しています。3GPPの用語では、ホームノードB（HNB）は3Gフェムトセル、ホームeノードB（HeNB）はLTEフェムトセルです。Wi -Fiもスモールセルですが、ライセンスされた周波数帯を使用しないため、ライセンスされた周波数帯を使用するスモールセルほど効率的に管理することはできません。スモールセルの展開方法は、ユースケースや採用する無線技術によって異なります。
スモールセルの最も一般的な形態はフェムトセルです。これらは当初、短距離でチャネル数が限られた住宅および小規模ビジネス向けに設計されました。フェムトセルの通信範囲と容量が拡大したことで、メトロセル、メトロフェムトセル、公共アクセスフェムトセル、エンタープライズフェムトセル、スーパーフェムト、クラス3フェムト、グレーターフェムト、マイクロセルなど、さまざまな用語が生まれました。アナリストや業界では、「スモールセル」という用語は、フェムトセルのさまざまな実装を包括的に説明し、フェムトセルが住宅用途に限定されているという誤解を解消するために頻繁に使用されています。スモールセルは、低電力アクセスノードではない分散アンテナシステム（DAS）を説明するために誤って使用されることもあります。
小型セルは、建物内および屋外での無線サービスを提供するために使用できます。携帯電話事業者は、サービスエリアの拡大やネットワーク容量の増強のためにこれらを利用しています。
ABI Researchは、スモールセルは位置情報や存在情報を通じて、サービスプロバイダーが新たな収益機会を発見するのに役立つと主張している。登録ユーザーがフェムトゾーンに入ると、ネットワークにその位置情報が通知される。サービスプロバイダーは、ユーザーの許可を得て、この位置情報を共有し、例えばユーザーのソーシャルメディアのステータスを更新することができる。スモールセルAPIをより広範なモバイルエコシステムに開放することで、ロングテール効果が期待できる。
農村部でのカバレッジも重要な市場であり、モバイル事業者が、2Gカバレッジしかないか、まったくカバレッジがない遠隔地や農村部に公共アクセス メトロセルを設置し始めたことで発展しました。マクロセルと比較したスモールセルのコスト上の利点により、数十人から数百人程度のはるかに小さなコミュニティのカバレッジを提供することが経済的に実現可能になります。スモールセル フォーラムは、技術とビジネスケースの側面を概説したホワイト ペーパーを公開しました。[ 7 ] 発展途上国と先進国の両方で、モバイル事業者はこのようなシステムを試験または設置しています。スモールセルを使用して農村部でのカバレッジを提供する先駆者は、日本のモバイル事業者であるソフトバンク モバイルで、日本の農村部全体の郵便局に 3,000 を超える公共アクセス 3G スモールセルを設置しました。英国では、Vodafone の Rural Open Sure Signal プログラムと EE の農村部 3G/4G スキームにより、地理的カバレッジが拡大しています。
スモールセルはLTEネットワークの不可欠な部分です。3Gネットワークでは、スモールセルはオフロード技術と見なされています。[ 8 ] 4Gネットワークでは、モバイルネットワークがスモールセルとラージセルのレイヤーで構築される異種ネットワーク（HetNet）の原理が導入されています。[ 9 ] LTEでは、すべてのセルが自己組織化され、住宅用フェムトセルの3GPP用語である現在のホームノードB（HNB）で定められた原理に基づいています。
将来の無線アクセス設計における革新では、ほぼフラットなアーキテクチャという概念が導入され、スモールセルとマクロセルの違いは、積み重ねられたキューブの数によって決まるようになる。
マクロ基地局（MBS）からの送信信号は、屋内に到達するとすぐに弱まります。フェムトセルは、マクロセルベースのシステムに存在する困難に対する解決策を提供します。したがって、フェムト基地局（FBS）ネットワークのカバレッジは、屋内環境で良好なサービス品質（QoS）を得るための主要な懸念事項の1つです。[ 10 ]
2017年12月までに、世界中で合計1200万個以上の小型セルが展開され、2025年までに7000万個に達すると予測されている。[ 11 ]
スモールセルをコアネットワーク、インターネット、その他のサービスに接続するにはバックホールが必要です。建物内での使用には、既存のブロードバンドインターネットを使用できます。都市部の屋外では、モバイルオペレーターは、マクロセルのバックホールよりもこれをより困難だと考えています。これは、a) スモールセルは通常、屋上のようなより開けた場所ではなく、アクセスしにくい道路付近の場所に設置され、b)キャリアグレードの接続をビットあたりのコストをはるかに低く抑えて提供する必要があるためです。さまざまな無線および有線技術がソリューションとして提案されており、さまざまな展開シナリオに対応するには、これらのツールボックスが必要になることが合意されています。さまざまなソリューションの特性が要件にどのように適合するかについての業界のコンセンサス見解は、スモールセルフォーラムによって公開されています。[ 12 ]バックホールソリューションは、ターゲット容量、屋内または屋外のカバレッジなど、オペレーターがスモールセルを展開する当初の動機を含む多くの要因に影響されます。[ 13 ]