２）は広いエリアでサービス提供するセルラ移動通信における品質向上技術として重要である。これらの点が、ＣＤＭＡがマルチメディア時代の移動通信アクセス技術の有力候補と考えられている理由である。 ＣＤＭＡはＴＤＭＡなどの競合のない多重アクセスとＡＬＯＨＡなどの競合のある多重アクセスとの中間に位置する極めて興味深い多重アクセス方式である。従って、屋内および屋外移動通信の他、移動体衛星通信への応用、更には回線交換モードやパケットモードの通信への応用、など広範囲の応用が考えられる。ＣＤＭＡは単独でもＴＤＭＡにない優れた点を多く持っているが、他のアクセス方式と組み合わせてより多くの利点を引き出そうという考えもある。ハイブリッドＣＤＭＡは、直接拡散（ＤＳ）や周波数ホッピング（ＦＨ）ＣＤＭＡなど２つのタイプのＣＤＭＡを組み合わせたものを指している。ＡＬＯＨＡやＴＤＭＡと組み合わせたＣＤＭＡや、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ)などを組み合わせたＣＤＭＡも、ハイブリッドＣＤＭＡと言われる。 本書は、ＣＤＭＡおよびハイブリッドＣＤＭＡを多重アクセスの観点から論じている。特に、ＣＤＭＡネットワークでの無線パケットのスループットと遅延について詳しく理論解析している。無線システムの設計・評価に当たっては電波伝播の性質を理解することが重要である。この知識なしに、優れた移動通信システムの設計は成し得ないだろう。本書では、基本的な広帯域伝播モデルについても分かり易く説明されている。 本書の内容 本書は11章より構成されている。第２章は「多重アクセス技術の概論」であり、ＣＤＭＡの他、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡの他、ＡＬＯＨＡ、ＣＳＭＡ(キャリアセンス多重アクセス)、ＩＳＭＡ、ＰＲＭＡ(パケット予約多重アクセス)、スタックアルゴリズムなどのよく知られたランダム多重アクセスについて、それぞれの特徴が分かりやすく整理されている。移動通信では、各ユーザの基地局での受信電力が異なるので、固定網におけるランダム多重アクセスとはまったく異なった振る舞いが見られる。複数のパケットが衝突してもいずれか一つが生き残る確率が高いのである。これは捕捉（キャプチャ）効果と呼ばれている。捕捉効果を有する移動通信伝播環境におけるスロットＡＬＯＨＡおよびＩＳＭＡについて興味ある議論が展開されている。 第3章では、「ＣＤＭＡシステムの概念」が述べられている。ＤＳ、ＦＨ、時間ホッピング（ＴＨ）およびハイブリッドＣＤＭＡの原理が分かりやすく説明されている。ＣＤＭＡではユーザの分離に拡散符号の相関特性を利用しているから、スペクトル拡散符号がシステムの特性を左右する。広く用いられているゴーレイ符号の相関特性や生成原理について非常に分かりやすく述べられている。 ＤＳ−ＣＤＭＡを移動通信に適用するときの最も重要な課題は送信電力制御である。全てのユーザは、同時に同一周波数帯域を用いて送信するので、ユーザは互いに干渉を与えることになる。基地局に近いユーザの端末から基地局が受信した信号は、無線セル境界近傍の他のユーザ端末から受信した信号よりも遥かに強い（これは遠近問題として知られている）。受信電力に差があるとユーザ間の分離がうまくできなくなる。このような遠近問題の解決法の１つが送信電力制御である。 第4章でこの「送信電力制御」の問題を扱っている。遠近効果をモデル化し、トラヒックの一般化空間分布を用いて、送信電力制御の不完全性がシステム容量にどのように影響するか明らかにしている。第５章から７章は、ＤＳ−ＣＤＭＡシステムの屋内、屋外、衛星への応用について述べている。 第５章では、まず、「屋内無線通信路の伝播特性」について概説している。フェージングは見通し成分のある、いわゆるライスフェージングで特徴付けられる。無線通信路複数の独立のライスフェージングするパスでモデル化し、コーヒレンス帯域幅と伝播遅延広がりとの関係や、コーヒレンス時間幅とドップラ広がりとの関係について論じている。その後、ビット誤り率を評価する解析モデルを提示し、誤り訂正符号化およびダイバーシチ技術（最大比合成と選択ダイバーシチの２つを考えている）の効果を解析している。帯域幅と処理利得が一定であるという拘束条件のもとでは最大ビットレートが低下するものの、誤り訂正符号化によって特性を改善できることを明らかにしている。モンテカルロ・シミュレーションによって解析結果の妥当性が確認されている。 さらに、「星状接続DS-CDMAネットワークのパケットスループットと遅延解析」を行っている。遠近問題を解決するための送信電力制御を適用すると、捕捉効果が失われると思われるがそうではない。ＤＳ−ＣＤＭＡでは、優れた相互相関を持つ拡散符号を用いれば、パケットが衝突しても複数が生き残れる。これによってスループットが大きく改善するばかりか、無線セル内で均質な品質でのサービスが可能となる（送信電力制御を用いなければ、セル端に存在するユーザのスループットはかなり低い）。このことが明快に示されている。 第６章では、「屋外セルラＤＳ−ＣＤＭＡシステム」について、マクロセルおよびマイクロセル環境下でのビット誤り率、スループットおよび遅延特性を評価している。屋外システムには屋内システムとは基本的な違いがある。まず、屋外システムのサービスエリアは屋内システムに比べて遥かに広いこと、屋内セルではしばしば金属遮蔽を有する壁や天井でセルが分離されているのに対して屋外セルは電波伝播特性によってしか分離されないことである。マイクロセルでは見通し伝播路があるが、マクロセルではこれがない。マイクロセルとマクロセルとの両方を記述できるモデルとしてライスフェージングを用いている。ライス係数（見通しパス対散乱パス電力比）の大きさでマイクロセルとマクロセルの両方を記述しようという考えである。セルラ方式の考え方は、割り当てられた周波数帯を、地理的に規則正しく離れたセルで繰り返し利用するというものである。各無線セルはそれぞれ、基地局によってカバーされている。ユーザ間の相互干渉を妨害とならない程度に低く抑えるため、隣接セルでは異なる周波数を使用する。システムの全帯域幅を使い切る隣接セルの総数はクラスタサイズと呼ばれる。マイクロセル（０．４−２ｋｍ）とマクロセル（２−２０ｋｍ）とで、周波数効率を最大とする意味で最適なクラスタサイズが異なるという、興味深い結論が導かれている。マクロセルでは、各セルで全システム帯域を使用する（クラスタサイズ＝１）ときに最大周波数効率が得られる。すなわち、拡散符号長をできるだけ長くした方が同一周波数のセルを地理的に分離するよりも効果的であるということである。マイクロセルのときは単純ではないという結果が示されている。以上の結果は、フェージングモデルと関連している。 第７章は、「移動体衛星ＣＤＭＡシステム」について述べている。伝播路を対数正規シャドウイングのあるライスフェージングでモデル化し、ビット誤り率、スループットおよび遅延特性を評価している。狭帯域スロットＡＬＯＨＡとＤＳ−ＣＤＭＡの特性も比較されていて興味深い。 第８章は、「屋内無線通信におけるハイブリッドＤＳ／ＳＦＨ−ＣＤＭＡ」を扱った章である。このハイブリッド方式は、直接拡散（ＤＳ）と周波数ホッピング（ＦＨ）の利点を組み合せると同時にそれぞれの欠点はある程度回避することができる可能性があり、魅力的である。本章では、ビット誤り率、スループットと遅延特性に及ぼす誤り訂正符号化とダイバーシチ技術の影響についても言及している。 第９章は、「マルコフ連鎖モデルを用いてスロットＤＳ−ＣＤＭＡのビット誤り率、スループット、遅延特性および安定性」を解析している。誤り訂正符号化はシステムをより安定化させること、ライスフェージングになるとスループットが向上することを明らかにしている。 第１０章は、「ハイブリッドＣＤＭＡ／ＩＳＭＡの屋内無線計算機ネットワークへの応用」について述べている。ハイブリッドＣＤＭＡ／ＩＳＭＡには大きな特徴が２つある。すなわち、 全トラヒックを中央基地局を介してルーチングすることで隠れ端末問題を解決できる。 ユーザ間で拡散符号を共有させることで、比較的少ない数の短周期符号を用いて多くのユーザを計算機ネットワークに収容できること、である。 第９章と同じく、マルコフ連鎖モデルを用いて特性を解析し、解析結果を計算機シミュレーションにより検証している。 第１１章は、「ＣＤＭＡシステムの特性を更に飛躍させる技術」を述べている。ＣＤＭＡシステムの品質は自己干渉および他ユーザ干渉で決まるから、干渉をうまく除去できればシステム容量を飛躍的に向上させることができる。また、送信電力制御に要求される条件を緩和できる。このための技術として干渉キャンセルやジョイント検出などがある。これらについて最近の研究成果が分かりやすくまとめられている。また、拡散符号同期に及ぼすフェージングの影響ついても述べられている。狭帯域ＴＤＭＡとの共存は、第３世代システムへの移行時には重要な課題である。狭帯域干渉を適応フィルタにより除去する方法についても検討している。 さらに、本章では、ＯＦＤＭとＣＤＭＡとの組み合わせ、すなわちマルチキャリア（ＭＣ）−ＣＤＭＡについても言及し、ＤＳ−ＣＤＭＡとＭＣ−ＣＤＭＡとが等価であるとの興味ある結論を導き出している。 以上のように、本書ではＣＤＭＡの基礎から最新の研究成果まで網羅されており、これからますます注目を集めるであろうＣＤＭＡについて理解する上で格好の技術書であると言えよう。 書評：「日経エレクトロニクス」（1997年9月22日号）
