キャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation)：Tech Basics／Keyword

スマートフォンのLTE通信技術の1つである「キャリアアグリゲーション」について解説する。複数の周波数帯を束ねることで、通信の高速化を実現するというもの。すでに多くのスマートフォンで採用されている。

[小林章彦，デジタルアドバンテージ]

連載目次

　最新のスマートフォンの仕様を見て、データ通信速度が速くなっていることに気付かないだろうか。当初、受信速度37.5Mbps（一部では受信速度75Mbps）で始まった各携帯キャリア（NTTドコモ、au、ソフトバンク）のLTEサービスだが、最新機種（2016年夏モデル）では約10倍の最大受信370Mbpsを実現している。この速度向上を支える技術の1つが「キャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation：CA)」である。Carrierとは（データを送信するための）「搬送波」、Aggregationとは「集約、集成」という意味。

　キャリアアグリゲーションは、LTEの拡張規格「LTE-Advanced」を構成する技術の1つであり、現行のLTEにも先行して採用されるようになったものだ。複数の周波数帯（バンド）を同時に利用することで、通信速度を高速化する技術である（LTEのバンドについては、「用語解説：LTEの『バンド』って何？」を参照のこと）。

　LTEの周波数帯は、5MHz単位で割り当てが行われており、5MHz幅で受信最大37.5Mbps（理論値）での通信が行える。10MHz幅ならば75Mbps、15MHz幅ならば112.5Mbps、20MHz幅なら150Mbpsの通信が行えることになる。通常は、連続した周波数帯を合わせて通信を行う必要がある。

　しかし周波数は有限であり、連続した幅広い周波数帯を確保（割り当て）できないこともある。そこでキャリアアグリゲーションでは、連続していない複数の周波数でも、それらをまとめることで広い周波数帯を確保し、より高速な通信を可能にする。

キャリアアグリゲーションの概念図

　高速道路にたとえると分かりやすいだろうか。1車線（5MHz）の道路なら37.5Mbps、4車線（20MHz）なら150Mbpsといった具合だ。さらに別の路線（東名自動車道に対して、新東名自動車道や中央道）を同時に使うことで、通信速度を向上させるのが「キャリアアグリゲーション」というわけだ。キャリアアグリゲーションで組み合わされる周波数は、携帯電話関連の規格を策定している「3GPP」で規定されている。

　例えば、2GHz帯の75Mbpsと800MHz帯の75Mbpsの2つのバンドを合わせて使うことで、150Mbpsを実現するといった具合だ。最大受信速度の370Mbpsは、3つの周波数帯を利用する3波CAである。規格上は最大5つ（20MHz幅×5＝100MHz幅）の周波数帯を束ねることで、750Mbpsの受信速度が実現可能になる。ちなみにLTE-Advancedでは、MIMO（Multiple-Input and Multiple-Output：複数のアンテナを使って通信帯域を向上させる技術）を拡張することで、1Gbpsを超える受信速度を実現する予定だ。

　キャリアアグリゲーションを利用するには、基地局と端末（スマートフォンなど）の両方が対応する必要がある。そのため、古い機種では最新の3波CAは利用できないし、基地局がキャリアアグリゲーションに対応していなければ、最新機種でも受信370Mbpsといった高速な通信は行えない。

キャリアアグリゲーションの高速化以外のメリット

　前述の通り、キャリアアグリゲーションでは複数の周波数を束ねて利用することで、通信の高速化が実現できる。さらに異なる周波数帯を同時利用することで、1つの周波数帯の電波環境が悪化して通信速度が低下した場合でも、それ以外の周波数帯で通信を継続することで、通信が安定するという。また、多くのユーザーが複数の周波数帯を使用することにより、周波数帯の利用効率が良くなる、というメリットもあるとされている。

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