小型セル

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カバーする低電力のセルラー無線アクセスノードです。消費電力とコストが低い基地局です。高密度に配備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、スモールセル機器をより明確に定義するためのサイズと高度のガイドラインが提供されています。^{[2] [3]モバイル}マクロセルと比較すると「小さい」のは、範囲が短いことと、同時に処理する通話やセッションの数が少ないことが理由です。ワイヤレスキャリアは、5Gのデータ容量の需要を満たすために既存のワイヤレスネットワークを「高密度化」しようとしており、スモールセルは現在、同じ周波数を再利用できるソリューションとして見られています。^{[4] [5] [6]また、} LTE Advancedの使用にますます重点が置かれる中、セルラーネットワークの容量、品質、耐障害性を向上させる重要な方法でもあります。

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ます。スモールセルネットワークは、集中型ベースバンドユニットとリモート無線ヘッドを使用した分散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（非常に特定のエリアに無線信号を集中させる技術）により、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へのアプローチはすべて、モバイルネットワークオペレータ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、田舎では 2 km の範囲の小さな無線フットプリントを提供します。ピコセルとマイクロセルの範囲も数百メートルから数キロメートルですが、必ずしも自己組織化機能と自己管理機能を備えているわけではないという点でフェムトセルとは異なります。

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で利用できます。3GPP用語では、Home Node B (HNB) は 3G フェムトセルです。Home eNode B (HeNB) は LTE フェムトセルです。Wi -Fiはスモールセルですが、ライセンスされたスペクトルでは動作しないため、ライセンスされたスペクトルを使用するスモールセルほど効率的に管理できません。スモールセルの展開は、ユースケースと採用されてい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式はフェムトセルです。フェムトセルは当初、住宅や小規模ビジネス向けに設計され、範囲が狭く、チャネル数も限られていました。範囲と容量が拡大したフェムトセルによって、メトロセル、メトロ フェムトセル、パブリック 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。「スモール セル」という用語は、アナリストや業界では、フェムトセルのさまざまな実装を説明する包括的な用語として、また、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。

スモールセルは、建物内および屋外でのワイヤレス サービスの提供に使用できます。モバイル オペレータは、スモールセルを使用してサービス範囲を拡大したり、ネットワーク容量を増やしたりします。

ABI Research は、スモールセルはサービスプロバイダーが位置情報やプレゼンス情報を通じて新たな収益機会を発見するのにも役立つと主張しています。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ユーザーの位置情報が通知されます。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、たと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ます。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、ロングテール効果を実現できます。

地方のカバレッジも重要な市場であり、携帯電話事業者が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地方に公衆アクセスメトロセルを設置し始めたことで発展してきました。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、数十から数百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、テクノロジー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ています。^[7] 発展途上国と先進国の両方で、携帯電話事業者がこのようなシステムを試験的または導入しています。スモールセルを使用して地方のカバレッジを提供した先駆者は、日本の携帯電話事業者であるソフトバンクモバイルで、日本の地方全体の郵便局に3000を超える公衆アクセス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の地方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、異種ネットワーク（HetNet）の原理が導入され、モバイルネットワークはスモールセルとラージセルのレイヤーで構築されます。^[9] LTEでは、すべてのセルが自己組織化され、現在のホームノードB（HNB）（住宅用フェムトセルの3GPP用語）で定められた原理が利用されます。

無線アクセス設計における将来の革新では、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ります。

マクロ基地局（MBS）からの送信信号は、MBS信号が屋内に到達するとすぐに弱くなります。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）ネットワークカバレッジは、屋内環境で優れたサービス品質（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1,200万以上のスモールセルが導入されており、2025年までに7,000万に達すると予測されています。^[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ために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は、マクロセルバックホールよりもこれが難しいと考えています。その理由は、a) スモールセルは通常、よりオープンな屋根上の場所ではなく、アクセスが困難な通り近くの場所にあり、b)キャリアグレードの接続をビットあたりのコストを大幅に削減し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テクノロジ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であることに同意されています。さまざまなソリューションの特性が要件とどのように一致するかについての業界のコンセンサスビューは、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の影響を受けます。^[13]

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