第3章の全体像:何を学ぶ章か
テキスト第11版の目次では、第3章は「無線アクセスネットワーク技術」です(リックテレコムの書誌ページ、2026年9月27日確認)。当サイトは、出題カテゴリ「ワイヤレス通信の原理とネットワーク技術」(MCPC の2級ページの図で15%)に当たると推定しています。このカテゴリには第4章・第5章も含まれると当サイトは見ています。
| テーマ | 押さえる中身 | キーワード |
|---|---|---|
| 電波の性質 | 周波数が低いほど遠くへ届き、高いほど広い帯域を取りやすい | プラチナバンド・Sub6・ミリ波 |
| 多元接続 | 複数の利用者で電波を分け合う方式 | OFDMA・SC-FDMA |
| 複信方式 | 上りと下りを周波数で分けるか、時間で分けるか | FDD・TDD |
| アンテナ技術 | 複数のアンテナで同時に送る・向きを絞る | MIMO・ビームフォーミング |
| 帯域の拡大 | 複数の周波数ブロックを束ねて速度を上げる | キャリアアグリゲーション |
| 5G NR の設計 | サブキャリア間隔を選べる、広い周波数範囲 | ヌメロロジー・FR1・FR2 |
第3章を読むときの考え方のコツ
第3章の用語は数が多く見えますが、ほとんどが 「限られた電波を、どうやってたくさんの人で、速く使うか」 という1つの問いへの答えです。多元接続は「人で分ける」、複信方式は「上りと下りで分ける」、MIMO は「空間を使って同時に送る数を増やす」、キャリアアグリゲーションは「使う周波数の幅を増やす」工夫です。用語を見たら、何を分けているのか、何を増やしているのかを考えると整理できます。
次に、端末側の事情 を意識します。基地局は電源に余裕がありますが、端末は電池で動きます。LTE の上りが SC-FDMA なのは、送信の電力の山(ピーク)を抑えて、端末の電力増幅器を効率よく動かすためです。このように「誰が送るのか」を考えると、上りと下りで方式が違う理由が自然に理解できます。
5G NR については、「選べる」ことが特徴 だと押さえます。サブキャリア間隔を 15kHz・30kHz・60kHz・120kHz などから選べるので、広いエリアを覆う低い周波数にも、遅延を小さくしたい用途や高い周波数にも合わせられます。周波数の範囲も FR1(6GHz 帯までを含む範囲)と FR2(ミリ波)に分けて定義されています。数値は表で覚え、「広い間隔=短い時間単位」という関係を軸にすると忘れにくくなります。
限られた電波を、たくさんの人で速く使う
多元接続
人で分ける(OFDMA・SC-FDMA)
複信方式
上りと下りで分ける(FDD・TDD)
MIMO
空間を使って同時に送る数を増やす
キャリアアグリゲーション
使う周波数の幅を増やす
用語を見たら、何を分けているのか、何を増やしているのかを考える。
押さえる用語と対比
| 対比 | A | B |
|---|---|---|
| LTE の多元接続 | 下り:OFDMA(多数のサブキャリアを利用者に割り当てる) | 上り:SC-FDMA(ピーク電力を抑え、端末の電力増幅器を効率よく動かす) |
| 複信方式 | FDD:上りと下りで別の周波数を使う | TDD:同じ周波数を時間で切り替える |
| NR の周波数範囲 | FR1:410MHz〜7,125MHz | FR2:24,250MHz〜71,000MHz(FR2-1 と FR2-2 に分かれる) |
| サブキャリア間隔 | 15kHz:1スロット(14シンボル)が1ms | 120kHz:1スロットが0.125ms。広いほど時間単位が短い |
| アンテナ技術 | MIMO:複数のアンテナで複数の信号を同時に送り、速度を上げる | ビームフォーミング:電波の向きを絞り、届く距離や品質を上げる |
個別の用語は OFDMAとは、MIMOとビームフォーミング、キャリアアグリゲーションとは、LTEと5G NRの違い で詳しく解説しています。
間違えやすい点
| 誤解しやすい言い方 | 正しい整理 |
|---|---|
| LTE は上りも下りも OFDMA | LTE の上りは SC-FDMA。端末の消費電力を抑えるため |
| 5G の上りは OFDMA だけ | NR の上りは CP-OFDM と DFT-s-OFDM の両方が規定され、使い分けられる |
| サブキャリア間隔を広げると低速になる | 間隔を広げると時間単位が短くなり、低遅延や高い周波数に向く |
| MIMO は電波の向きを絞る技術 | 向きを絞るのはビームフォーミング。MIMO は複数の信号を同時に送る技術(組み合わせて使うことも多い) |
| キャリアアグリゲーションは5G から | LTE-Advanced(Release 10)で導入され、NR でも使われる |
具体例:サブキャリア間隔からスロット長を求める
NR のサブキャリア間隔は 15kHz × 2^μ(μ はヌメロロジーの番号)で決まり、通常の設定では1スロットは14シンボルです。1サブフレームは常に1ms なので、間隔が2倍になるたびに1ms に入るスロットの数が2倍になり、1スロットの時間は半分になります。
サブキャリア間隔 = 15kHz × 2^μ、1スロット = 1ms ÷ 2^μ
- 1μ=0:15kHz × 1 = 15kHz、1ms ÷ 1 = 1ms
- 2μ=1:15kHz × 2 = 30kHz、1ms ÷ 2 = 0.5ms
- 3μ=2:15kHz × 4 = 60kHz、1ms ÷ 4 = 0.25ms
- 4μ=3:15kHz × 8 = 120kHz、1ms ÷ 8 = 0.125ms
μ が1増えると、1スロットの時間は半分
1サブフレームは常に1ms なので、間隔が2倍になるとスロットは半分(1スロットは14シンボルのまま)。
3GPP TS 38.211 のヌメロロジー(通常のサイクリックプレフィックス)をもとにした当サイトの整理です。
| μ | サブキャリア間隔 | 1ms あたりのスロット数 | 1スロットの時間 |
|---|---|---|---|
| 0 | 15kHz | 1 | 1ms |
| 1 | 30kHz | 2 | 0.5ms |
| 2 | 60kHz | 4 | 0.25ms |
| 3 | 120kHz | 8 | 0.125ms |
計算問題が出たときは「μ が1増えるとスロットは半分」とだけ覚えておけば、表を丸暗記しなくても求められます。15kHz は LTE と同じ間隔なので、LTE の1サブフレーム1ms と結び付けておくと取り違えにくくなります。
学習の順番と時間の目安
次の時間は 当サイトの目安 で、公式の推奨ではありません。第3章は仕組みの理解が中心なので、図を描きながら進めるのがおすすめです。
- 周波数と電波の性質(届きやすさと帯域の広さの関係)を1行で説明する:30分
- OFDMA と SC-FDMA、FDD と TDD の対比表を白紙に再現する:60分
- MIMO・ビームフォーミング・キャリアアグリゲーションを「何を増やす技術か」で整理する:60分
- NR のサブキャリア間隔とスロット長、FR1・FR2 の範囲を確認する:45分
- 確認問題と モバイル2級 無料お試し20問 で仕上げる:30分
合計でおよそ4時間前後が当サイトの目安です。数値(kHz や MHz)は、表の形で覚えると選択肢の言い換えに気づきやすくなります。
確認問題1
LTE の上り
(当サイトの独自問題)LTE の上りリンクで使われる多元接続方式として、最も適切なものはどれか。
選択肢を準備しています。「正解と解説を見る」は先に開けます。
正解と解説を見る
正解:2。LTE の上りは SC-FDMA で、端末のピーク電力を抑えられます。
1:OFDMA は LTE の下りの方式です。3:W-CDMA は3G の方式です。4:TDMA は2G の GSM や PDC などで使われた方式です。
確認問題2
サブキャリア間隔
(当サイトの独自問題)5G NR でサブキャリア間隔を 15kHz から 30kHz に広げたときの説明として、最も適切なものはどれか。
選択肢を準備しています。「正解と解説を見る」は先に開けます。
正解と解説を見る
正解:2。間隔を2倍にすると、1スロットの時間は1ms から0.5ms に半減します。
1:時間は短くなります。3:通常の設定では1スロットは14シンボルのままです。4:30kHz は FR1 でも使えます。
確認問題3
アンテナと帯域の技術
(当サイトの独自問題)複数の周波数ブロックを束ねて1台の端末の通信速度を上げる技術として、最も適切なものはどれか。
選択肢を準備しています。「正解と解説を見る」は先に開けます。
正解と解説を見る
正解:2。キャリアアグリゲーションは複数のコンポーネントキャリアを束ねる技術です。
1:ビームフォーミングは電波の向きを絞る技術です。3:ハンドオーバーは通信中に接続先のセルを切り替えることです。4:TDD は上りと下りを時間で分ける複信方式です。