知財担当者として5G/4G/LTEを担当することになると、3GPPの技術仕様である3GPP TS (Technical Specification)に触れる機会が多くなります。

しかし、3GPPでは多数の3GPP TSが作成されているため、慣れないうちは個々の3GPP TSがどのような位置づけのものなのかを判断することは困難です。

私自身も、１０年以上にわたって移動体通信特許の権利化や係争の支援に携わってきましたが、最初のうちは3GPP TSの全体像を把握できておらず、手探りの状態でした。

そこで、この記事では、3GPP TSの全体像を大まかに説明します。

この記事を読めば、3GPP TSの全体像を概ね把握し、個々の3GPP TSの位置づけをある程度判断できるようになります。

なお、前提知識として3GPPの概要（組織の位置づけ、アウトプット、組織編制およびプロセス）を知りたいという方は、以下の第１回の記事をまず読んでみてください。

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3GPP Technical Specification (TS)

3GPPでは、多数の3GPP Technical Specification (TS)が作成されており、個々の3GPP TSには、以下に例示するような番号が付されています。

このように、各3GPP TSは、TS番号とバージョンにより識別されます。上述の例では、『38.300』がTS番号で、『V15.4.0』がバージョンです。

TS番号は、その3GPP TSが含まれるSeriesの番号と、Series内でのその3GPP TSの番号を含みます。上述の例では、『38』がSeriesの番号で、『300』がSeries内での3GPP TSの番号です。

このようなTS番号からも分かるように、3GPP TSは、Seriesと呼ばれるTSのグループにより分類されています。

一方、バージョンは、Releaseと、Release内でのバージョンを含みます。上述の例では、『15』がReleaseであり、『4.0』がそのRelease内でのバージョンです。

このようなバージョンからも分かるように、3GPP TSは、Releaseという大きい単位で更新されつつ、Release内で継続的に更新されます。

3GPP TSのSeries

上述したように、3GPP TSは、Seriesと呼ばれるTSのグループに分類されています。

具体的には、第3世代（3G）以降の技術について以下のような21～38の番号が付されたSeriesが存在しています。

ただ、このようにSeriesの一覧を見せられたとしても何も頭に入って来ないと思いますので、以下では、3GPP TS Seriesの全体像が少しでもつかめるように3GPP TS Seriesを整理してみます。

なお、下記の記事で説明した移動体通信システムの全体像が前提となっていますので、詳しく知りたい方は読んでみてください。

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Stage 1, Stage 2, Stage 3

第１回の記事でも説明したように、3GPPの各Releaseは、サービス要件を検討するStage 1、システムのアーキテクチャや機能を検討するStage 2、および、実装のための詳細を検討するStage 3という3つのStageで進められます。

22 Seriesは、サービス要件を検討するStage 1に主に対応する3GPP TSのSeriesです。

23 Seriesは、システムのアーキテクチャや機能を検討するStage 2に主に対応する3GPP TSのSeriesです。

24 Series, 29 Seriesや25 Series, 36 Series, 37 Series, 38 Seriesは、実装のための詳細を検討するStage 3に主に対応する3GPP TSのSeriesです。

24 Series, 29 Seriesは、以下のとおりCN (Core Network)に関するシグナリングプロトコルについてのTSのSeriesです。

• 24 Series： UEとCNの間でのシグナリングのプロトコルについてのSeries
• 29 Series： CN内でのシグナリングのプロトコルについてのSeries

一方、25 Series, 36 Series, 37 Series, 38 Seriesは、以下のとおりRAN (Radio Access Network)についてのTSのSeriesです。

• 25 Series： 3GのRAN（UTRAN）についてのSeries
• 36 Series： 4G/LTEのRAN（E-UTRAN）についてのSeries
• 38 Series： 5G/NRのRAN（NG-RAN）についてのSeries
• 37 Series： 複数のRAT (Radio Access Technology)の組合せについてのSeries
  　　　　　　（複数のRAT＝3G、4G/LTE、5G/NRおよびWLAN/Wi-Fi等）

36 Seriesと38 Seriesは、特許業務の中でも頻出のSeriesですので、次の章で詳細に説明します。

なお、23 Seriesでは、TS 23.401に4G/LTEのシステムの概要が記載され、TS 23.501およびTS 23.502に5G/NRのシステムの概要が記載されています。

その他

特許業務に関わっている中では上述したSeriesと比べると見かける頻度は少ないと思いますが、その他にも、システムの要件を定義する21 Seriesや、特定のテーマ（コーデック、OAM、セキュリティ等）にフォーカスした26-28, 30-35 Seriesがあります。

また、厳密には第２世代であるGSMについての他のSeries（01～12, 41～55）も存在するのですが、それらを見る機会はほとんどないと思いますので、とりあえずは気にする必要はないでしょう。

なお、3GPPのウェブサイトでもSeriesの全体像が示されていますので、ご興味ある方は以下のリンクからアクセスしてみてください。

36 series & 38 series

上述したように、36 Series は4G/LTEのRANについてのSeriesであり、38 Seriesは5G/NRのRANについてのSeriesです。

これらのSeriesには多数の3GPP TSが含まれていますが、ここではその中でもよく見かけるものにフォーカスして説明します。

なお、3GPPのシステムにおけるインターフェースとプロトコルの知識があれば、以下の説明をより容易に理解できると思いますので、ご興味がある方は下記の記事を先に読んでみてください。

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36 Seriesと38 Seriesの共通点

36 Seriesと38 Seriesは、4G/LTEと5G/NRという違いはあるものの、Series内では同様の位置づけの3GPP TSに同様のSeries内番号が付されています。

まず、Series内の300番のTSは、SeriesにおけるOverall descriptionのTSであり、Stage 2に対応するものです。

Series内の330番台（33X）、320番台（32X）および210番台（21X）のTSは、UEとRANの基地局との間のインターフェース（Uu）のプロトコルのTSであり、レイヤ３（L3）、レイヤ２（L2）およびレイヤ１（L1）にそれぞれ対応しています。

Series内の410番台のTSは、RANの基地局とコアネットワーク（CN）のノードとの間のインターフェースのプロトコルのTSです。とりわけ、413番のTSには、当該インターフェースにおける制御の手続きが規定されています。

Series内の420番台は、RANの基地局間のインターフェースのプロトコルのTSです。とりわけ、423番のTSには、当該インターフェースにおける制御の手続きが規定されています。

36 Series（4G/LTE）

4G/LTEの36 Seriesについては、以下のようにTSの番号が付されています。

TS 36.300は、36 SeriesにおけるOverall descriptionのTSです。

TS 36.33X、TS 36.32XおよびTS 36.21XのTSは、UEとE-URANのeNBとの間のインターフェース（Uu）のプロトコルのTSであり、L3、L2およびL1にそれぞれ対応しています。具体的には、以下のような3GPP TSがあります。

L3のTSとして、RRCのTS 36.331があります。

L2のTSとして、PDCPのTS 36.323、RLCのTS 36.322、および、MACのTS 36.321があります。

L1（PHY）のTSとして、上段の処理のTS 36.212、および、下段の処理のTS 36.211があります。さらに、procedureのTS 36.213、measurementのTS 36.214、および、RelayのTS 36.216もあります。

TS 36.41Xは、E-UTRANのeNBとEPCのMMEとの間のS1インターフェースのプロトコルのTSです。とりわけ、TS 36.413番のTSには、S1インターフェースにおける制御の手続きが規定されています。

TS 36.42Xは、E-UTRANのeNB間のX2インターフェースのプロトコルのTSです。とりわけ、TS 36.423には、X2インターフェースにおける制御の手続きが規定されています。

38 Series（5G/NR）

5G/NRの38 Seriesについては、以下のようにTSの番号が付されています。

TS 38.300は、38 SeriesにおけるOverall descriptionのTSです。

TS 38.33X、TS 38.32XおよびTS 38.21XのTSは、UEとNG-RANのgNBとの間のインターフェース（Uu）のプロトコルのTSであり、L3、L2およびL1にそれぞれ対応しています。具体的には、以下のような3GPP TSがあります。

L3のTSとして、RRCのTS 38.331があります。

L2のTSとして、PDCPのTS 38.323、RLCのTS 38.322、および、MACのTS 38.321があります。

L1（PHY）のTSとして、上段の処理のTS 38.212、および、下段の処理のTS 38.211があります。さらに、制御チャネル関連のprocedureのTS 38.213、データチャネル関連のprocedureのTS 38.214、および、measurementのTS 38.215もあります。

TS 38.41Xは、NG-RANのgNBと5GCのAMFとの間のNGインターフェースのプロトコルのTSです。とりわけ、TS 38.413番のTSには、NGインターフェースにおける制御の手続きが規定されています。

TS 38.42Xは、NG-RANのgNB間のXnインターフェースのプロトコルのTSです。とりわけ、TS 38.423には、Xnインターフェースにおける制御の手続きが規定されています。

Technical Specification (TS)とTechinical Report (TR)

各Seriesには、3GPP TS (Technical Specification)だけではなく、3GPP TR (Technical Report)も含まれています。

TSは、3GPPのシステムにおいて準拠すべき技術の仕様が記載されたものですが、 TRは、TSの作成に先駆けて行われた技術の調査や検討の結果が参考情報として記載されたものです。

各Seriesでは、一部の例外を除き、前の方の番号にTSがあり、後ろの方の番号にTRがあります。

例えば、23 Seriesでは、Series内の番号が100番台～600番台のものがTSであり、700番台～900番台のものはTRです。

例えば、36 Seriesや38 Seriesでは、Series内の番号が100番台～500番台のものがTSであり、700番台～900番台のものはTRです。

3GPP TSのRelease

第１回の記事でも説明したように、3GPP TSの検討・作成は、Releaseと呼ばれる機能のパッケージの単位で進められていきます。

基本的には、新しいReleaseは古いReleaseの機能を含み、後方互換性 (backward compatibility) が確保されています。

3GPPのReleaseはRelease 99からはじまり、このReleaseから3Gの技術が仕様化が開始されました。

4G/LTEは、Release 8から導入されました。そのため、4G/LTEのRANについての36 Seriesでは、TSのバージョン番号は、V8.0.0からはじまっています。

5G/NRは、Release 15から導入されました。そのため、5G/NRのRANについての38 Seriesでは、TSのバージョン番号は、V15.0.0からはじまっています。

まとめ

5G/4G/LTEを担当することになった知財担当者は、標準化および標準必須特許 (Standard Essential Patent: SEP) という特殊性を考慮すること以上に、5G/4G/LTEの発明を理解することに苦労するでしょう。

なぜならば、5G/4G/LTE の発明を理解するためには、その発明の前提となっている多数の技術を理解しておく必要があり、また多くの専門用語を知っておく必要があるからです。

私自身も、１０年以上にわたって移動体通信特許の権利化や係争の支援に携わってきましたが、やはり最初のうちは発明を理解するのにかなり苦労をしました。

そこで、 本サイトでは、5G/4G/LTEを担当することになった知財担当者にとって発明の理解がより容易になるように、5G/4G/LTE の基本技術を説明します。

特にこの記事では、第3回として、5G/4G/LTEなどの移動体通信システムのプロトコル（前編）を説明します。とりわけ前編では、ユーザ機器 (User Equipment: UE) と 無線アクセスネットワーク（Radio Access Network：RAN）に関するプロトコルを説明します。

なお、UEとRANのプロトコルを理解する前提として、UEとRANのインターフェースを知っておく必要がありますので、ご存知でない方や忘れしまった方は、以下の第2回の記事をまず読んでみてください。

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プロトコルとは

UEとRANのプロトコルを説明する前に、そもそも「プロトコル」とは何なのかを簡単に説明します。

プロトコルとは、簡単に言うと、ノード間で通信を行うための「決まりごと」です。具体的には、この「決まりごと」には、通信のための処理や送受信される情報のフォーマットなどが含まれます。

ノード間の通信は、単一のプロトコルではなく、階層化されたプロトコルのセットによって実現されます。

例えば、このような階層化されたプロトコルのセットを用いて２つのノードが通信する場合に、送信側のノードと受信側のノードのそれぞれにおいて、各階層の処理が行われます。具体的には、送信側のノードでは、各階層の送信処理が行われ、受信側のノードでは、各階層の受信処理が行われます。つまり、同じ階層同士での通信が行われます。

例えば、送信側のノードでプロトコル④の送信処理が行われ、受信側のノードでもプロトコル④の受信処理が行われます。同様に、送信側のノードでプロトコル③の送信処理が行われ、受信側のノードでもプロトコル③の受信処理が行われます。プロトコル①②についても同様です。

単純化して説明すると、送信側のノードの各階層では、上層からデータを受け取り、当該データにヘッダを付与し、ヘッダ付きのデータを下層に渡します。ここで、上層から受け取るデータは SDU (Service Data Unit) と呼ばれ 、下層へ渡すヘッダ付きデータは PDU (Packet Data Unit) と呼ばれます。

反対に、受信側のノードの各階層では、下層からデータを受け取り、当該データからヘッダを除去し、ヘッダなしのデータを上層に渡します。 ここでは、下層から受け取るデータがPDU であり、上層へ渡すデータが SDUとなります。

なお、送信側で、SDUに対する処理（例えば、変換、分割、統合など）が行われることもあります。そのため、PDUには、受け取ったSDUそのものではなく処理後のデータが含まれていることもあります。このような場合には、受信側でも、SDUを復元するための対応する処理が行われます。

OSI参照モデルとTCP/IP

UEとRANのプロトコルを説明する前に、 前提となるOSI参照モデルとTCP/IPの階層モデルも簡単に説明します。

OSI参照モデルとは、ISO (International Organization for Standardization)により策定されたプロトコル階層のモデルです。OSI参照モデルでは、「アプリケーション層 (第7層)」「プレゼンテーション層 (第6層)」「セッション層(第5層)」「トランスポート層(第4層)」「ネットワーク層(第3層)」「データリンク層(第2層)」「物理層 (第1層)」という７つの階層が定義されています。

一方、TCP/IPの階層モデルとは、コンピュータネットワークにおいて標準的に利用されているプロトコルの階層のモデルです。TCP/IPの階層モデルでは、「アプリケーション層」「トランスポート層」「インターネット層」「ネットワークインターフェース層」という４つの階層が定義されています。

上述の図のとおり、TCP/IPの階層モデルの「ネットワークインターフェース層」「インターネット層」「トランスポート層」「アプリケーション層」は、それぞれ、OSI参照モデルの「第1層＋第2層」「第3層」「第4層」「第5層+第6層+第7層」に相当します。

とりわけ、OSI参照モデル (第３層) の「ネットワーク層」およびTCP/IPの階層モデルの「インターネット層」で用いられる主要なプロトコルとして、IP (Internet Protocol)があります。IPでは、IPヘッダにアドレスが埋め込まれ、IPパケット (=IPのPDU) の転送が実現されます。

また、 OSI参照モデル (第4層)およびTCP/IPの階層モデルの「トランスポート層」で用いられる主要なプロトコルとして、TCP (Transmission Control Protocol)とUDP (User Datagram Protocol) があります。TCPは、コネクション型のプロトコルであり、順序制御や再送制御などを行います。これにより、 信頼性の高い通信が実現されます。UDPは、コネクションレス型プロトコルであり、順序制御や再送制御などを行いません。これにより、信頼性は低いものの低遅延の通信が実現されます。

TCP/IPの名前は、トランスポート層 (第4層) のTCPとインターネット層 (第3層) のIPに由来します。

なお、OSI参照モデルの第Ｘ層は、「レイヤＸ」と呼ばれます。例えば、第1層、第2層、第3層は、それぞれレイヤ1、レイヤ2、レイヤ3と呼ばれます。

UEと基地局との間の通信のプロトコル

それでは、UEと基地局との間の通信（すなわち、Uuインターフェースの通信）にどのようなプロトコルが用いられるかを説明します。

4G/LTEおよび5Gにおいて、 UEと基地局との間の通信には以下のようなプロトコルが用いられます。

レイヤ1 & レイヤ2

レイヤ1では、物理層 (Physical layer : PHY)のプロトコルが用いられます。

レイヤ2では、MAC (Medium Access Control)、RLC (Radio Link Control)、PDCP (Packet Data Convergence Protocol)という3つのプロトコルが用いられます。

PHY 、 MAC 、 RLC および PDCP は、 各種制御のための制御プレーン (Control Plane: C-Plane) と データ転送のためのユーザプレーン (User Plane: U-Plane)の両方に共通しています。なお、プロトコルはC-PlaneとU-Planeで共通ですが、各プロトコルにおけるC-Planeの制御情報の取扱いとU-Planeのユーザデータの取扱いは異なります。

なお、5Gのレイヤ2 では、U-Planeに限りSDAP (Service Data Application Protocol)というプロトコルがさらに用いられます。

最初から各プロトコルの処理を覚えておく必要はありません。まずは、レイヤ1およびレイヤ2では、 PHY、MAC、 RLC 、PDCP が用いられ、とりわけ5Gのレイヤ2では、 U-Planeに限りSDAPがさらに用いられるということだけを覚えておきましょう。

レイヤ3 (C-Plane)

C-Planeのレイヤ3では、RRC (Radio Resource Control)というプロトコルが用いられます。 RRCは、UEと基地局が通信するための様々な制御（UEによる基地局への接続の制御、UEのパラメータの構成、等）を行います。

RRCでは、UEと基地局との間でRRCメッセージが送受信されますが、このRRCメッセージは、レイヤ2とレイヤ1のプロトコルを用いて無線で送受信されます。

レイヤ3 (U-Plane)

U-Planeについては、UEと基地局との間の通信においてレイヤ3 のプロトコルは用いられず、 レイヤ2とレイヤ1のプロトコルのみが用いられます。

すなわち、 U-Planeについては、ユーザデータであるレイヤ３のPDUが レイヤ2とレイヤ1のプロトコルを用いて無線で送受信されます。典型的には、当該PDUは、IPのPDU (= IPパケット) です。

4G/LTEの場合には、 ユーザデータは、 PHY、MAC、 RLC 、PDCP を用いて無線で送受信されます。

5Gの場合には、ユーザデータは、PHY、MAC、 RLC 、PDCP、SDAPを用いて無線で送受信されます。

アップリンクでは、UEが、ユーザデータ (例えばIPパケット) を基地局へ無線で送信します。そして、当該基地局は、当該ユーザデータを受信し、当該ユーザデータをコアネットワークへ中継します。

ダウンリンクでは、基地局が、UE宛のユーザデータ (例えばIPパケット) をコアネットワークから受信し、当該ユーザデータを当該UEへ無線で送信します。そして、当該UEは、当該ユーザデータを受信します。

UE間の通信のプロトコル

次に、UE間の通信（すなわち、PC5インターフェースの通信） にどのようなプロトコルが用いられるかを説明します。

4G/LTEおよび5Gにおいて、UE間の通信には以下のようなプロトコルが用いられます。

レイヤ1 & レイヤ2

UEと基地局との間の通信と同様に、UE間の通信でも、レイヤ1ではPHYが用いられ、レイヤ2ではMAC、RLC、PDCPが用いられ、とりわけ5Gのレイヤ2 ではU-Planeに限りSDAPがさらに用いられます。

ただし、 各レイヤには、UE間の通信のための特別な処理（すなわちサイドリンク（Sidelink：SL）用の処理）が定められていますので、UE間の通信のために、UEと基地局との間の通信と全く同じ処理が行われるわけではありません。

細かいことは気にせずに、まずは、 UEと基地局との間の通信と同様にUE間の通信でもレイヤ1およびレイヤ2では PHY、MAC、 RLC 、PDCP、SDAPが用いられるということだけを覚えておきましょう。

レイヤ3 (C-Plane)

C-Planeのレイヤ3では、PC5 Signalling Protocolが用いられます。PC5 Signalling Protocolは、UE同士が通信するための様々な制御（ダイレクトリンクのセットアップ、等）を行います。なお、5Gでは、PC5 Signalling Protocolは、PC5-Sとも呼ばれます。

PC5 Signalling Protocolでは、UE間でシグナリングメッセージが送受信されますが、このシグナリングメッセージは、レイヤ2とレイヤ1のプロトコルを用いて無線で送受信されます。

なお、正確には、PC5のC-Planeには、 PC5 Signalling ProtocolだけではなくRRCもあり、また、近隣UEを発見する技術であるDiscoveryのprotocolもありますが、説明が複雑になるのでここでは省略します。

レイヤ3 以上(U-Plane)

U-Plane のレイヤ3以上では、移動体通信 (5G/4G/LTE) に特有のプロトコルではなく、一般的なプロトコルが用いられます。例えば、 レイヤ3ではIPが用いられ 、その上位のレイヤでは、アプリケーションプロトコルが用いられます。

ユーザデータであるレイヤ３のPDU (例えばIPパケット) は、レイヤ2とレイヤ1のプロトコルを用いて無線で送受信されます。

4G/LTEの場合には、 ユーザデータは、PHY、MAC、 RLC 、PDCP を用いて無線で送受信されます。

5Gの場合には、ユーザデータは、PHY、MAC、 RLC 、PDCP、SDAPを用いて無線で送受信されます。

基地局間の通信のプロトコル

最後に、基地局間の通信（すなわち、X2/Xnインターフェースの通信） にどのようなプロトコルが用いられるかを説明します。

4G/LTEおよび5Gにおいて、基地局間の通信には以下のようなプロトコルが用いられます。

レイヤ1 & レイヤ2 & レイヤ3

レイヤ１およびレイヤ２のプロトコルとして、基地局間の通信方式に応じたプロトコルが用いられます。典型的には、基地局間の通信は光ファイバー網を用いた有線通信であり、レイヤ2のプロトコルとして、イーサネットが用いられます。

レイヤ3のプロトコルとして、IPが用いられます。

このように、レイヤ1～3では、移動体通信 (5G/4G/LTE) に特有のプロトコルがあるわけではなく、一般的なプロトコルが用いられます。

レイヤ4以上 (C-Plane)

C-Planeのレイヤ4では、SCTP (Stream Control Transmission Protocol) が用いられます。SCTPは、TCPと同様にコネクション型のプロトコルであり、順序制御や再送制御などを行います。これにより、 C-Planeにおいて信頼性の高い通信が実現されます。

さらに、C-Planeでは、4G/LTEの場合にはX2AP (X2 Application Protocol) が用いられ、5Gの場合にはXnAP (Xn Application Protocol) が用いられます。 X2AP および XnAP は、基地局間で様々な制御情報を送受信するためのプロトコルです。

4G/LTEのX2APでは、基地局間でX2APメッセージが送受信されますが、このX2APメッセージは、レイヤ1～4のプロトコルを用いて送受信されます。

5GのXnAPでは、基地局間でXnAPメッセージが送受信されますが、このXnAPメッセージも、レイヤ1～4のプロトコルを用いて送受信されます。

このようなX2APとXnAPは、移動体通信 (5G/4G/LTE) のための特別なプロトコルです。
一方、SCTPは、移動体通信 (5G/4G/LTE) に特有のプロトコルではなく、一般的なプロトコルです。

レイヤ4以上 (U-Plane)

U-Planeのレイヤ4では、UDPが用いられます。 UDPは、コネクションレス型プロトコルであり、順序制御や再送制御などを行いません。これにより、U-Planeにおいて低遅延の通信が実現されます。

さらに、U-Planeでは GTP-U (GPRS Tunneling Protocol for User Plane) が用いられます。 GTP-Uは、ノード間の仮想的なトンネルでユーザデータを送受信するためのプロトコルです。

4G/LTEの場合も、5Gの場合も、ユーザデータは、GTP-Uおよびレイヤ1～4のプロトコルを用いて送受信されます。

プロトコルを定める3GPP TS

上述したように UEとRANのインターフェースでは様々なプロトコルが用いられますが、これらのプロトコルのうち4G/LTEや5Gに特有のプロトコルは、3GPP TS (Technical Specification)に定められています。

UEと基地局との間の通信（すなわち、Uuインターフェースの通信）に用いられる各プロトコルは、以下のような3GPP TSに定められています。

UE間の通信（すなわち、PC5インターフェースの通信） に用いられる各プロトコルは、以下のような3GPP TSに定められています。

基地局間の通信（すなわち、X2/Xnインターフェースの通信） に用いられる各プロトコルは、以下のような3GPP TSに定められています。

なお、5G/4G/LTE の知財担当者は、 5G/4G/LTEの標準必須特許 (SEP)に関わる以上、3GPP TSを読まないといけないこともありますので、上述したように各プロトコルは対応する3GPP TSに定められているということを頭の片隅に覚えておきましょう。

発明の理解にあたっての留意点

発明がUEおよびRANに関する技術である場合には、発明がどのプロトコルの技術であるかを把握しましょう。

発明が単一のプロトコルの中の技術であれば、そのプロトコルの中で発明の特徴に関わる部分を深掘りして理解していけばよいでしょう。

発明が複数のプロトコルにわたる技術であれば、まずは当該複数のプロトコルのセット（例えば、PHYとMAC、PHYとRRC等）を正確に認識しましょう。そして、各プロトコルの中で発明の特徴に関わる部分を理解していきましょう。

標準必須性 (SEP) の観点から、必要に応じて、プロトコルを定める3GPP TSを特定し、その3GPP TSのうち発明に関わる部分を確認していきましょう。

これにより、必要十分な範囲の技術を確認してくことになりますので、発明を効率的かつ効果的に理解することができます。

まとめ

UEと基地局との間の通信（すなわち、Uuインターフェースの通信）には、以下のプロトコルが用いられます。
　・レイヤ1 ：PHY
　・レイヤ2 ：MAC、RLC、PDCP、SADP (5GのU-Planeのみ)
　・レイヤ3 ：RRC (C-Plane)

5G/4G/LTEを担当することになった知財担当者は、標準化および標準必須特許 (Standard Essential Patent: SEP) という特殊性を考慮すること以上に、5G/4G/LTEの発明を理解することに苦労するでしょう。

なぜならば、5G/4G/LTE の発明を理解するためには、その発明の前提となっている多数の技術を理解しておく必要があり、また多くの専門用語を知っておく必要があるからです。

私自身も、１０年以上にわたって移動体通信特許の権利化や係争の支援に携わってきましたが、やはり最初のうちは発明を理解するのにかなり苦労をしました。

そこで、 本サイトでは、5G/4G/LTEを担当することになった知財担当者にとって発明の理解がより容易になるように、5G/4G/LTE の基本技術を説明します。

特にこの記事では、第2回として、 5G/4G/LTEなどの移動体通信システムにおけるノード間のインターフェースを説明します。

なお、インターフェースを理解する前提として、移動体通信システム内にどのようなノードが存在するかを知っておく必要がありますので、ご存知でない方や忘れしまった方は、以下の第1回の記事をまず読んでみてください。

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UEとRANのインターフェース

移動体通信システムの無線アクセスネットワーク (Radio Access Network: RAN) は、主に基地局を含みます。RANは他のノードも含みますが、とりえあえずは基地局だけを考えておけば十分です。

ユーザ機器 (User Equipment: UE) とRANのインターフェースとしては、主に以下の３つがあります。

1. UEと基地局の間のインターフェース
2. 基地局間のインターフェース
3. UE間のインターフェース

UEと基地局の間のインターフェース（①）は、UEと基地局の間でデータや制御情報を送受信するためのインターフェースであり、4G/LTEおよび5Gの両方で『Uu』と呼ばれます。

基地局間のインターフェース （②） は、基地局間でデータや制御情報を送受信するためのインターフェースです。
4G/LTEでは、基地局はeNodeB (eNB) と呼ばれ、eNB間のインターフェースは『X2』と呼ばれます。
5Gでは、基地局はgNodeB (gNB) と呼ばれ、gNB間のインターフェースは『Xn』と呼ばれます。

UE間のインターフェース（③）は、UE間でデータや制御情報をダイレクトに送受信するためのインターフェース（いわゆるD2D通信のインターフェース）であり、4G/LTEおよび5Gの両方で『PC5』と呼ばれます。

なお、Uu（①） において、基地局からUEへの方向のリンクは『ダウンリンク (Downlink: DL)』と呼ばれ、UEから基地局への方向のリンクは『アップリンク (Uplink: UL)』と呼ばれます。
また、 PC5（③） におけるUE間のリンクは『サイドリンク (Sidelink: SL)』と呼ばれます。

RANとCNの間のインターフェース

コアネットワーク（Core Network：CN）には、各種制御の処理を行う制御プレーン (Control Plane: C-Plane)のCNノードと、データ転送の処理を行うユーザプレーン (User Plane: U-Plane)のCNノードがあります。

RANとCNとの間のインターフェースとしては、以下の２つがあります。

1. C-PlaneのCNノードと基地局の間のインターフェース
2. U-PlaneのCNノードと基地局の間のインターフェース

4G/LTEのインターフェース

4G/LTEでは、基地局はeNBであり、コアネットワークはEPC (Evolved Packet Core)です。eNBとEPCとの間のインターフェースは、総称として『S1』と呼ばれます。

EPCの中でもeNBとのインターフェースを有するCNノードは、 C-PlaneのMME (Mobility Management Entity) とU-PlaneのS-GW (Serving Gateway) です。

MMEとeNBの間のインターフェース （①） は、 MMEとeNBの間で制御情報を送受信するためのインターフェースであり、 『S1-MME』と呼ばれます。

S-GWとeNBの間のインターフェース （②） は、 S-GWとeNBの間でデータを送受信するためのインターフェースであり、 『S1-U』と呼ばれます。

5Gのインターフェース

5Gでは、基地局はgNBであり、コアネットワークは5GC (5G Core Network)です。gNBと5GCとの間のインターフェースは、総称として『NG』と呼ばれます。

5GCの中でもgNBとのインターフェースを有するCNノードは、 C-PlaneのAMF (Access and Mobility Management Function) とU-PlaneのUPF (User Plane Function) です。

AMFとgNBの間のインターフェース （①） は、 AMFとgNBの間で制御情報を送受信するためのインターフェースであり、 『NG-C』と呼ばれます。このインターフェースは『N2』とも呼ばれます。

UPFとgNBの間のインターフェース （②） は、 UPFとgNBの間でデータを送受信するためのインターフェースであり、 『NG-U』と呼ばれます。 このインターフェースは『N3』とも呼ばれます。

CN内のインターフェース

CN内には様々なコアネットワークノードが存在し、これらのノード間のインターフェースが存在しています。

ここでは、これらのインターフェースのうちの比較的よく出てくるものだけを簡単に紹介します。

なお、CN内のインターフェースの名称を全て覚えておく必要はありません。まずは「CN内には様々なノード間のインターフェースがあり、それぞれのインターフェースに名称がある」ということだけを認識しておきましょう。

4G/LTEのインターフェース

EPCには、C-PlaneのノードとしてMMEに加えてHSS (Home Subscriber Server) があり、U-PlaneのノードとしてS-GWに加えてP-GW (Packet Data Network Gateway)があります。

上述のようなCNノードを含むEPCには、以下のようなインターフェースがあります。

1. MMEとHSSの間のインターフェース (『S6a』)
2. S-GWとP-GWの間のインターフェース（『S5』）
3. MMEとS-GWの間のインターフェース（『S11』）

5Gのインターフェース

5GCには、C-PlaneのノードとしてAMFに加えてSMF (Session Management Function) や UDM (Unified Data Management) があり、U-PlaneのノードとしてUPFがあります。

上述のようなCNノードを含む5GCには、以下のようなインターフェースがあります。

1. AMFとUDMの間のインターフェース (『N8』)
2. SMFとUDMの間のインターフェース (『N10』)
3. AMFとSMFの間のインターフェース (『N11』)
4. UPF間のインターフェース（『N9』）
5. SMFとUPFの間のインターフェース（『N4』）

発明の理解にあたっての留意点

第１回でも言及しましたが、 発明を理解しようとするときには、まず発明がシステム全体の中のどの部分の技術なのかを把握しましょう。

さらに、発明の特徴がノード間のインターフェースにある場合には、そのインターフェースに着目しましょう。もちろん、発明の特徴が２つ以上のインターフェースに関わっている場合には、その２つ以上のインターフェースに着目しましょう。

特定のインターフェースに着目したら、そのインターフェースの中で発明の特徴に関わる部分を深掘りして理解していくのがよいでしょう。例えば、発明の特徴が特定の手続き（procedure）に関わる場合には、その特定の手続きを深掘りして理解していきます。

これにより、システム全体における発明の位置づけを理解しながら、発明の特徴に関わる細かい部分を理解していくことができます。

標準必須性特許 (SEP) の観点からも、発明がどのインターフェースに関連しているのかを把握できれば、確認すべき3GPP TS (Technical Specification)の範囲を大幅に絞り込むことができます。

まとめ

UEとRANのインターフェースとしては、主に以下の３つがあります。
・ UEと基地局の間のインターフェース（『Uu』）
・基地局間のインターフェース （『X2』 『Xn』 ）
・UE間のインターフェース （『PC5』 ）

以上、第2回として、5G/4G/LTEなどの移動体通信システムにおけるノード間のインターフェースを説明しました。

第3回では、5G/4G/LTEなどの移動体通信システムのプロトコル（前編） を説明しておりますので、こちらも是非ご覧ください。

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【5G/4G/LTEの基本技術】第3回　プロトコル（前編） 5G/4G/LTEの特許を担当することになったけど、5G/4G/LTEの技術を全然知らない。 5G/4G/LTEの技術には専門用語が多すぎて、技術を理解するのが難しい。 まずは5G/4G/LTE…

5G/4G/LTEを担当することになった知財担当者は、標準化および標準必須特許 (Standard Essential Patent: SEP) という特殊性を考慮すること以上に、5G/4G/LTEの発明を理解することに苦労するでしょう。

なぜならば、5G/4G/LTE の発明を理解するためには、その発明の前提となっている多数の技術を理解しておく必要があり、また多くの専門用語を知っておく必要があるからです。

私自身も、１０年以上にわたって移動体通信特許の権利化や係争の支援に携わってきましたが、やはり最初のうちは発明を理解するのにかなり苦労をしました。

そこで、 本サイトでは、5G/4G/LTEを担当することになった知財担当者にとって発明の理解がより容易になるように、5G/4G/LTE の基本技術を説明します。

特にこの記事では、第1回として、5G/4G/LTEなどの移動体通信システムの全体像を説明します。

移動体通信システムを構成する３つの要素

5G/4G/LTEの発明を理解するための最初の一歩は、発明がシステム内のどの部分の技術なのかを把握することです。

しかし、5G/4G/LTE などの移動体通信システムは様々なノードを含んでおり、さらに4G/LTE から5Gといった世代の移り変わりに応じてノードの名称の変更やノードの統合／分割があるため、慣れていない人にとっては複雑に見えてしまいます。

そこで、まずは移動体通信システムの全体像を非常にシンプルに捉えることが重要です。詳細は、シンプルな全体像を捉えた後で少しずつ知っていけばいいのです。

まず、移動体通信システムは、『ユーザ機器 (User Equipment: UE)』 と『ネットワーク』で構成されています。

さらに、『ネットワーク』は、『無線アクセスネットワーク (Radio Access Network: RAN)』と 『コアネットワーク (Core Network: CN)』で構成されています。

すなわち、 移動体通信システムは、『UE』『RAN』『CN』という3つの要素で構成されています。

まず最初は、移動体通信システムがこれらの３つの要素に分われることを頭に入れておきましょう。

なお、4G/LTEのシステムは、EPS (Evolved Packet System) と呼ばれ、5Gのシステムは、5GS (5G System) と呼ばれます。

以下では、『UE』『RAN』『CN』をそれぞれ説明していきます。

要素①：ユーザ機器 (UE)

『ユーザ装置 (User Equipment: UE)』は、移動体通信システムのユーザが使用する通信装置です。

UEの典型的な例は、皆さんが使用しているスマートフォンです。UEの他の例としては、移動体通信を行う車載装置やIoT (Internet of Things) 機器などもあります。もちろんUEはこれらの例に限られません。

UEは、『ME (Mobile Equipment)』と『UICC (Universal Integrated Circuit Card)』で構成されています。

スマートフォンの例を挙げると、MEは、スマートフォンの本体で、UICCは、スマートフォンの本体に差し込むSIMカードです。

要素②：無線アクセスネットワーク (RAN)

『無線アクセスネットワーク (Radio Access Network: RAN)』は、ネットワークのうち、UEとの無線通信を行う部分です。

RANは『基地局』を含みます。『RAN』＝『基地局』と大雑把に認識しておけば問題ありません。厳密には、RANは他のノード（例えば、リレーノードなど）も含み得るのですが、RANの主役は圧倒的に基地局です。

4G/LTEのシステムでは、RANは、E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)と呼ばれ、基地局は、eNodeB (eNB) と呼ばれます。

5Gのシステムでは、RANは、NG-RAN (Next Generation‐Radio Access Network)と呼ばれ、基地局は、gNodeB (gNB)と呼ばれます。

RANにおいて、基地局は、セルと呼ばれる自らのカバレッジエリア内に位置するUEと無線で通信します。 RANでは、多数の基地局のカバレッジエリアが、ネットワークの通信エリアを形成します。

要素③：コアネットワーク (CN)

『コアネットワーク (Core Network: CN)』 は、ネットワークのうち、UEとの無線通信以外の様々な機能を提供する部分です。

RANの基地局は、バックホールと呼ばれる回線でCNに接続され、CNは、外部ネットワークに接続されています。基地局に無線接続されるUEの視点から見ると、CNはRANの後方にあるイメージです。

CNは、様々な『コアネットワーク(CN)ノード』を含んでいます。これらのCNノードは、各種制御の処理を行う制御プレーン (Control Plane: C-Plane)のノードと、データ転送の処理を行うユーザプレーン (User Plane: U-Plane)のノードに分かれます。

まずは、このように単純化された形のCNを頭に入れておきましょう。

4G/LTEのコアネットワーク (CN)

例えば、4G/LTEのCNは、EPC (Evolved Packet Core)と呼ばれ、C-PlaneのノードとしてMME (Mobility Management Entity) およびHSS (Home Subscriber Server)などを含み、U-PlaneのノードとしてS-GW (Serving Gateway) および P-GW (Packet data network Gateway) を含みます。

C-Plane

MMEは、様々な制御を行います。この様々な制御には、EPCでのUEの登録、UEの移動管理、U-PlaneのS-GWに関連する制御などが含まれますが、まずは細かいことは気にせずに、MMEが様々な制御を行っているらしいと覚えておけば十分です。

HSSは、様々な情報を保持し、提供します。この様々な情報には、加入者情報などが含まれますが、まずは細かいことを気にせずに、HSSが様々な情報を保持し、提供しているらしいと覚えておけば十分です。

C-Planeには、MMEとHSSの他にもCNノード（例えば、PCRF、ePDG、ANDSFなど）がありますが、MMEが最も頻繁に出てきますし、その次にはHSSがよく出てきます。そのため、まずは、EPCのC-Planeには、MMEとHSSがあり、その他にもいくつかCNノードがあるらしい、と覚えておきましょう。

U-Plane

S-GWとP-GW がデータ転送を行います。

P-GWは、外部ネットワークに接続され、外部ネットワークとEPCとの間のデータ転送を行います。

S-GWは、基地局に接続され、P-GWと基地局との間のデータ転送や、基地局間のデータ転送などを行います。

5Gのコアネットワーク (CN)

5GのCNは、5GC (5G Core Network)と呼ばれ、C-planeのノードとしてAMF (Access and Mobility Management Function) 、SMF (Session Management Function) および UDM (Unified Data Management) などを含み、U-planeのノードとしてUPF (User Plane Function)を含みます。

C-Plane

AMFとSMFは、様々な制御を行います。4G/LTEのMMEが5GではAMFとSMFに分割されたと大雑把に理解しておきましょう。AMFは、 UEの登録、UEの移動管理などの様々な制御を行い、SMFは、U-PlaneのUPFに関連する制御を行いますが、 まずは細かいことは気にせずに、AMFとSMFが様々な制御を行っているらしいと覚えておけば十分です。

UDMは、様々な情報を保持し、提供します。 4G/LTEのHSSが5GのUDMにあたると大雑把に理解しておきましょう。 UDMが保持する様々な情報には、加入者情報などが含まれますが、まずは細かいことを気にせずに、UDMが様々な情報を保持しているらしいと覚えておけば十分です。 なお、一応細かいことに少し触れておくと、UDMは、様々な情報を自ら保持せずに、UDR (Unified Data Repository) に保持することもできます。

C-Planeには、AMF、SMFおよびUDMの他にもCNノード（例えば、PCF、AUSF、NSSF、NEF、NRF、AFなど）がありますが、AMFが最も頻繁に出てきますし、その次にはSMFとUDMがよく出てきます。そのため、まずは、5GCのC-Planeには、AMF、SMFおよびUDMがあり、その他にもCNノードがあるらしい、と覚えておきましょう。

U-Plane

U-Plane では、UPFが データ転送を行います。 4G/LTEのS-GWとP-GWが5GではUPFに統合されたと大雑把に理解しておきましょう。

なお、単一のUPFが外部ネットワークと基地局との間のデータ転送を行うこともできますし、（S-GWとP-GWのセットと同様に）直列に接続された２つ以上のUPFが外部ネットワークと基地局との間のデータ転送を行うこともできます。

発明の理解にあてっての留意事項

発明を理解しようとするときには、まず発明がシステム全体の中のどの部分の技術なのかを把握しましょう。

発明がシステム全体のどこにあるかを把握すれば、どこに着目して、どこをあまり考えなくてもよいかが明確になります。結果として、発明理解の負担は軽減されるでしょう。

例えば、発明が、基地局がUEへ新規の制御情報を送信するという技術であれば、基本的にはRANとUEに着目すればよく、CNのことはあまり考えなくてもよくなります。

例えば、発明が、UEが新規の内部処理を行うという技術であれば、基本的にはUEに着目すればよく、RANとCNのことはあまり考えなくてもよくなります。

標準必須性特許 (SEP) の観点からも、発明がシステム全体のどの部分の技術かを把握できれば、確認すべき3GPP TS (Technical Specification)の範囲を絞り込むことができます。

なお、システムの全体像だけではなく、『プロトコル』『インターフェース』『チャネル』などの全体像もさらに把握していけば、さらに着目するポイントを絞り込むことができるようになります。

まとめ

移動体通信システムは、『ユーザ機器 (UE)』『無線アクセスネットワーク (RAN)』 『コアネットワーク (CN)』 で構成されています。

以上、第1回として、5G/4G/LTEなどの移動体通信システムの全体像を説明しました。

第２回では、 5G/4G/LTEなどの移動体通信システムにおけるノード間のインターフェースを説明しておりますので、こちらも是非ご覧ください。

あわせて読みたい

【5G/4G/LTEの基本技術】第２回　インターフェース 5G/4G/LTEの特許を担当することになったけど、5G/4G/LTEの技術を全然知らない。 5G/4G/LTEの技術には専門用語が多すぎて、技術を理解するのが難しい。 まずは5G/4G/LTE…

技術の標準化が行われる移動体通信 (5G/4G/LTE) については、標準必須特許 (SEP) が特に重要な特許になります。

そのため、5G/4G/LTEの知財担当者は、5G/4G/LTEに関する特許業務を行うにあたって、標準必須特許 (SEP) というものをよく理解しておく必要があります。

そこで、この記事では、標準必須特許 (SEP) の概要を説明します。

この記事を読めば、標準必須性特許 (SEP) の要点を知ることができます。

標準必須特許 (Standard Essential Patent: SEP) とは

標準必須特許 (Standard Essential Patent: SEP) とは、標準 (standard) に準拠するために実施せざるを得ない発明の特許です。

すなわち、SEPとは、標準に準拠する製品またはサービスを提供すると必ず踏んでしまう（＝侵害してしまう）特許です。

もう少し具体的な言い方をすると、SEPとは、標準 (standard) で定められている技術（以下、標準技術と呼ぶ）を包含する技術的範囲をもつ発明の特許です。

標準に準拠する製品やサービスには標準技術が取り込まれています。

そのため、標準に準拠する製品またはサービスの提供は、標準技術を包含する技術的範囲をもつ発明の実施に該当し、当該発明の特許（すなわち、SEP）の侵害行為となるのです。

標準必須特許 (SEP) の例

より理解を深めるために、標準必須特許 (SEP) の具体例を見ていきましょう。

標準技術の例

ここでは、5Gと4G/LTEの両方で定められているaperiodic SRS (Sounding Reference Signal)という標準技術を例として挙げて説明します。

SRSは、UE (User Equipment) からRAN (Radio Access Network) へのアップリンクのチャネルをRANが測定するためにUEにより送信される信号です。

SRSには、periodic SRSとaperiodic SRSとがあります。5Gでは、さらにsemi-persistent SRSも定められています。

periodic SRSは、あらかじめ設定された周期で送信されるSRSですが、aperiocid SRSは、RANからの要求に応じてダイナミックに送信されるSRSです。

具体的には、RANは、UEに割り当てられる無線リソースを示すリソース割当情報を含むDCI (Downlink Control Information) をUEへ送信します。このDCIに含まれるSRS requestという情報が特定の値をもつ場合に、apeciodic SRSがトリガされます（すなわち、UEによりaperiodic SRSが送信されます）。

つまり、特定の値をもつSRS requestは、aperiodic SRSの送信を要求する情報となっています。

SEPのクレームの例

次に、SEPのクレームの例として、上述したような標準技術（すなわち、aperiodic SRS）を包含する技術的範囲をもつ発明のクレームを説明します。

例えば、UEの装置クレームとして、以下のようなものが考えられます。

【請求項Ｘ】
　ユーザ機器であって、
　前記ユーザ機器に割り当てられる無線リソースを示すリソース割当情報とリファレンス信号の送信を要求する要求情報とを含む制御情報を基地局から受信する受信処理部と、
　前記要求情報に応じてリファレンス信号を送信する送信処理部と、
を備えるユーザ機器。

例えば、RANの装置クレームとして、以下のようなものが考えられます。

【請求項Ｙ】
　ユーザ機器に割り当てられる無線リソースを示すリソース割当情報とリファレンス信号の送信を要求する要求情報とを含む制御情報を生成する生成部と、
　前記制御情報を前記ユーザ機器へ送信する送信処理部と、
を備える基地局。

以上のようなクレームを含む特許はSEPであると言えます。

標準必須特許 (SEP) のメリットとデメリット

標準必須特許 (SEP)と通常の特許を比べた場合、特許権者にとってSEPのメリットとデメリットは何なのでしょうか。

SEPのメリット

SEPのメリットは、特許侵害の発見と立証が容易であることです。

通常の特許の場合には、特許を侵害していそうな他社の製品またはサービスに目星をつけ、その製品またはサービスが特許を侵害しているかを実際に調査する必要があります。また、このような侵害調査を会社ごとに（あるいは製品またはサービスごとに）行う必要があります。さらに、侵害調査を行ったとしても、特許侵害の有無を確認できるとは限りません。

一方、SEPの場合には、特許が標準に合致しているか（すなわち、特許がSEPか）を調べる必要があります。より具体的には、特許発明の技術的範囲が標準技術を含むかを調べる必要があります。

しかし、SEPの場合には、通常の特許とは異なり、他社の製品またはサービスが特許を侵害しているかを実際に調査する必要はなく、また、会社ごとに（あるいは製品またはサービスごとに）侵害調査を行う必要もありません。なぜならば、他社の製品またはサービスは、基本的には標準に準拠しており、SEPを侵害することになるからです。

以上のように、通常の特許と比べて、SEPの侵害の発見と立証はかなり容易であり、手間がかかりません。

SEPのデメリット

SEPのデメリットは、①FRAND (Fair, Reasonable and Non-Discriminatory) 条件でSEPをライセンスすることが義務付けられること、および、②SEPによる差止めが制限されていることです。

これらのデメリットは、標準に準拠した製品またはサービスを提供する会社（＝ SEPの実施者）がSEPについて高いライセンス料を要求された場合にそれに応じざるを得ない状況（すなわち、ホールドアップ）を解決するためのものです。

①FRAND条件でのライセンスの義務

標準化団体（Standard Developing Organization: SDO）は、標準に関連する知的財産権（Intellectual Property Right: IPR）についてのポリシー（以下、IPRポリシーと呼ぶ）を定めています。

IPRポリシーは、標準化活動の参加者に対して、第三者にSEPをライセンスする意思を示す宣言書の提出を求めます。

基本的には、標準化活動の参加者は、この宣言書において、FRAND条件で第三者にSEPをライセンスする意思を示すことになり、その結果、FRAND条件で第三者にライセンスすることが義務付けられます。

FRANDとは、公平 (Fair)、合理的 (Reasonable) かつ (and) 非差別的 (Non-Discriminatory)の略語です。つまり、FRAND条件でのライセンスとは、公平、合理的 かつ 非差別的な条件でのライセンスを意味します。

例えば、同じ前提条件の２つの会社（会社Aと会社B）がある場合に、標準化活動の参加者は、自らのSEPについて、会社Aには低いライセンス料を求め、会社Bには高いライセンス料を求めるようなことはできません。なぜならば、このようなライセンスは、公平ではなく、差別的であるからです。

例えば、標準化活動の参加者は、自らのSEPについて、合理的なライセンス料よりも高いライセンス料を求めることはできません。

②差止めの制限

SEPによる差止めについては、国内外で様々な判例があり、様々な判断が下されています。さらに、各国におけるSEPに関するガイドラインでも、SEPによる差止めについての考え方が示されています。

基本的には、SEPによる差止めは、通常の特許による差止めと比べてかなり制限されています。上述したホールドアップを解決するためです。差止めを制限する法的な根拠は国によって異なります。

ただし、SEPによる差止めが全く認められないということではなく、状況によってはSEPによる差止めが認めらています。

大雑把に言うと、SEPの実施者がFRAND条件でSEPのライセンスを受ける意思を示さない場合や、SEPの実施者がSEPのライセンス交渉において誠実に対応しない場合には、SEPによる差止めが認められています。

このようにSEPによる差止めが認められるのは、SEPの実施者がライセンス交渉の回避や遅延によりライセンス料を支払わない状況（すなわち、ホールドアウト）を解決するためです。

標準必須特許 (SEP)と通常の特許との活動上の違い

知財担当者の活動の観点では、標準必須特許 (SEP)と通常の特許との間でどのような違いがあるのでしょうか。

ここでは、知財担当者の主な活動である権利化と係争の観点から、SEPと通常の特許との違いを説明します。とりわけ係争については、自社特許の活用と、他社特許からの防御の観点から、この違いを説明します。

権利化

通常の特許出願では、なるべく広い技術的範囲をもつ発明のクレームで特許を取得することを目指します。そのため、出願時には、なるべく広い技術的範囲をもつ発明のクレームを作成します。また、出願後も、審査で引例として挙げられた先行技術を回避しつつ技術的範囲がなるべく狭くならないようにクレームの補正を行います。

一方、SEPを狙った特許出願では、標準技術を包含する技術的範囲をもつ発明のクレームで特許を取得することを目指します。そのため、出願時には、将来標準化されそうな技術を包含する技術的範囲をもつ発明のクレームを作成します。また、出願後は、標準化の状況を踏まえて、審査で引例として挙げられた先行技術を回避しつつ実際に標準化された技術（すなわち、 標準技術）を技術的範囲が包含するようにクレームの補正を行います。

なお、SEPを狙った特許出願については、別の記事でさらに詳しく説明します。

自社特許の活用

通常の特許のライセンスの場合には、他社の製品またはサービスが自社の特許を侵害しているかが争点となります。そのため、ライセンス交渉では、自社の特許のクレームと他社の製品またはサービスとの対応を示すクレームチャートを他社に提示し、他社の製品またはサービスが自社の特許を侵害していることを主張します。

一方、SEPのライセンスの場合には、自社の特許がSEPであるか（すなわち、自社の特許が標準に合致しているか）が争点となります。そのため、ライセンス交渉では、自社の特許のクレームと標準技術との対応を示すクレームチャートを他社に提示し、特許がSEPであることを主張します。

なお、自社SEPの活用については、別の記事でさらに詳しく説明します。

他社特許からの防御

通常の特許のライセンスの場合には、自社の製品またはサービスが他社の特許を侵害しているかが争点となります。そのため、ライセンス交渉では、まず、自社の製品またはサービスが本当に他社の特許を侵害しているのかを確認します。そして、確認の結果次第では、自社の製品またはサービスが他社の特許を侵害していないことを主張します。

一方、SEPのライセンスの場合には、他社の特許がSEPであるか（すなわち、他社の特許が標準に合致しているか）が争点となります。そのため、ライセンス交渉では、まず、他社の特許が本当にSEPであるかを確認します。そして、確認の結果次第では、他社の特許がSEPではないことを主張します。

なお、他社SEPからの防御については、別の記事でさらに詳しく説明します。

まとめ

知財担当者として5G/4G/LTEを担当することになると、よく耳にするようになる言葉が3GPPです。

5G/4G/LTEの標準化の中心となるのが3GPPであるため、5G/4G/LTEの標準化についてよく知るためには3GPPの理解が不可欠です。

そこで、この記事では、5G/4G/LTEの標準化の中心となる3GPPの概要を説明します。

この記事を読めば、5G/4G/LTEの標準化と3GPPの全体像が分かります。

3GPP (3rd Generation Partnership Project)

3GPPは、第３世代パートナーシッププロジェクト（3rd Generation Partnership Project）の略語です。

一言で言うと、3GPPは、移動体通信 (5G/4G/LTEなど) の技術仕様を検討し作成するためのプロジェクトです。

3GPPは、標準化機関 (Standard Developing Organization: SDO）そのものではなく、主要な国または地域を代表する７つの標準化機関 (SDO)の共同プロジェクトです。

7つのSDOは、ARIB (日本)、ATIS (米国)、CCSA (中国)、ETSI (欧州)、TSDSI (インド)、TTA (韓国)、TTC (日本)であり、3GPPではOrganization Partner (OP)と呼ばれています。

3GPPにおいて作成された技術仕様は、SDOである各OPによって国または地域の標準 (standard) として発行されます。つまり、3GPPが、標準化すべき技術仕様を作成し、OPが、その技術仕様を標準として発行します。

さらに、国や地域の標準となった技術仕様はOPの協力によりITU (International Telecommunication Union)に提案され、ITUはこの技術仕様についての勧告を発行します。これにより、技術仕様は国際標準となります。

【アウトプット】3GPP TS

3GPPで検討され作成される技術仕様は、3GPP TS (Technical Specification)という文書にまとめられます。

3GPPでは多数の3GPP TSが作成されていますが、これらの3GPP TSはseriesごとに分類されています。具体的には、21～38 seriesまでが3G以降のseriesであり、00～13 seriesと41～55 seriesとが3Gより前のGSMのseriesです。

各seriesには、対象範囲があり、その対象範囲の3GPP TSが含まれています。例えば、 25 seriesには3Gの無線部分の3GPP TSが含まれ、36 seriesにはLTE/4Gの無線部分の3GPP TSが含まれ、38 seriesには 5Gの無線部分の3GPP TSが含まれています。

各3GPP TSには、series内での特定のテーマの技術仕様が記載されています。

例えば、38 seriesの中で、3GPP TS 38.300には、5Gの無線部分についての全般的な内容が記載され、3GPP TS 38.331には、5Gの無線部分のうちのRRC protocolの技術仕様が記載されています。

例えば、36 seriesの中で、3GPP TS 36.300には、LTE/4Gの無線部分についての全般的な内容が記載され、3GPP TS 36.331には、LTE/4Gの無線部分のうちのRRC protocolの技術仕様が記載されています。

さらに、3GPP TSは随時更新されていくので、3GPP TSにはバージョンがあります。例えば、3GPP TS 38.300には、V15.0.0、V15.1.0、V15.2.0、V15.3.0、V15.4.0などのバージョンがあります。

3GPP TSは、以下のようにTS番号とバージョンによって識別されます。

【組織構成】PCG & TSG & WG

3GPPは、PCG (Project Coordination Group)と複数のTSG (Technical Specification Group)で構成されています。

PCGは、3GPPにおける最高の意思決定機関であり、3GPPというプロジェクト全体の調整を行います。具体的には、PCGは、TSGの作業項目 (Working Item: WI)の最終的な採用、選挙結果や3GPPに投じられるリソースなどの承認、プロジェクト全体の進捗管理などを行います。PCGにはOPが参加します。

TSGは、3GPPの技術仕様を検討し作成するグループです。現在、TSG RAN、TSG CTおよびTSG SAという3つのTSGが存在しています。TSGには、各OPの個別メンバー (Individual Member: IM) である企業が直接参加します。

3GPPのシステムは、極限まで単純化すると、端末にあたるUE (User Equipment)と、基地局にあたるRAN (Radio Access Network)と、基地局の裏側にあるコアネットワークの３つに分けられますが、TSG RAN、TSG CTおよびTSG SAのそれぞれの対象範囲のイメージは、概ね以下のようになります。

TSG RANは、RANに関わる技術仕様の検討・作成を担っています。具体的には、TSG RANでは、UEとRANとの間の通信のためのプロトコル、基地局間の通信のためのプロトコル、RANとCNとの間の通信のためのプロトコルなどの技術仕様が検討され、作成されます。

TSG CTは、コアネットワークとUEに関わる技術仕様の検討・作成を担っています。具体的には、UEとコアネットワークとの間の通信のためのプロトコル、コアネットワーク内の通信のためのプロトコル、外部ネットワークとの相互接続、課金制御などの技術仕様が検討され、作成されます。

TSG SAは、サービスおよびシステム全体に関わる技術仕様の検討・作成を担っています。さらに、TSG SAは、TSG間の調整も担っています。

各TSGは、その配下に複数のWG (Working Group)をもち、各WGにおいて実際の技術仕様の検討・作成を行います。WGごとに対象範囲が予め定められており、各WGでは、この対象範囲における技術仕様の検討・作成が行われます。

各WGは、年間を通じて決められているスケジュールに沿って会合を開催し、技術仕様の検討・作成を進めていきます。

WGの会合に向けて、参加企業は、技術的な課題や標準化すべき技術を提案する寄書 (contribution)を提出します。そして、会合では、寄書による提案について議論が行われます。

【プロセス】Release & Stage

3GPPにおける技術仕様の検討・作成は、Releaseと呼ばれる機能のパッケージの単位で進められていきます。

基本的には、新しいReleaseは古いReleaseの機能を含み、後方互換性 (backward compatibility) が確保されています。

例えば、LTEは、Release 8から導入され、5Gは、Release 15から導入されています。LTEおよび5Gは、導入後もReleaseを重ねるごとに進化を続けています。

上の図ではReleaseを横一列に記載しましたが、実際には、1つのReleaseが完了してから次のReleaseが開始されるのではなく、以下のように複数のReleaseが並列で検討され、作成されます。

各Releaseは、Stage 1、Stage 2およびStage 3という3つのStageで進められます。

大雑把に言うと、Stage 1では、サービスの要求が検討され、Stage 2では、サービス要求を実現するためのシステムのアーキテクチャや機能が検討され、Stage 3では、システムのアーキテクチャや機能の実装のための詳細（プロトコル、具体的な動作、等）が検討されます。

1つのStageが全て完了してから次のStageが開始されるのではなく、以下のように1つのStageと次のStageとが並行して進められます。

まとめ

3GPPは、移動体通信 (5G/4G/LTEなど) の技術仕様を検討し作成するためのプロジェクトです。

3GPPにおいて作成された技術仕様は、3GPPの各OP (= SDO) によって国または地域の標準 (standard) として発行されます。

以上、第１回として、3GPPの概要を説明しました。

第２回では、3GPPのアウトプットである3GPP TS (Technical Specification)をより詳しく説明しておりますので、こちらも是非ご覧ください。

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企業の知財担当者や特許事務所の弁理士にとって移動体通信（5G/4G/LTE）はハードルの高い分野であり、移動体通信の担当者になると最初は「右も左も分からない」「話についていけない」という状況に陥りがちです。

私自身も、１０年以上にわたって移動体通信特許の権利化や係争の支援に携わってきましたが、やはり最初のうちはかなり苦労をしましたし、遠回りもしました…。

そこで、この記事では、知財担当者が移動体通信（5G/4G/LTE）の特許を担当するにあたって知っておくべき３つの要素を紹介します。

この記事を読めば、移動体通信（5G/4G/LTE）の特許についてまず何を学べばよいかが分かります。

移動体通信（5G/4G/LTE）の特許に関する２つのハードル

そもそも移動体通信（5G/4G/LTE）の特許を担当するあたって何がハードルになるのでしょうか。

【ハードル①】標準化

第１のハードルは、移動体通信（5G/4G/LTE）の技術は標準化されるということです。

5G/4G/LTEの技術は、3GPP (3rd Generation Partnership Project)という標準化プロジェクトにおいてTS (Technical Specification)という形で標準化されています。

標準化される技術の特許については、あらゆるフェーズで、標準化を前提にしたアクションが求められます。

例えば、権利化のフェーズでは、標準必須特許（Standard Essential Patent: SEP）の取得を目指して、将来標準化されそうな技術の特許出願を行い、標準化の状況に応じて適宜クレームを補正することになります。

例えば、自社特許のライセンス交渉のフェーズでは、自社特許がSEPであることを主張していくことになります。

例えば、他社特許のライセンス交渉のフェーズでは、他社特許がSEPではないと反論していくことになりますし、他社特許の無効を主張するために、標準化活動内で出された提案書（＝寄書）の中から先行技術を探すことになります。

このように、5G/4G/LTEの技術が標準化され、それに伴い、5G/4G/LTEの特許についても標準化を前提としたアクションが求められますので、これが大きなハードルとなります。

【ハードル②】技術の難易度

第２のハードルは、移動体通信（5G/4G/LTE）の技術の難易度が高いということです。

慣れない技術分野を新たに担当することは、移動体通信ではなくても大変なのですが、特に移動体通信の技術は、他の技術分野と比べても理解することが難しいと言えます。

まず、5G/4G/LTEには多数の専門用語があり、その専門用語をベースとして発明が説明されますので、慣れていない人は、専門用語がネックとなって発明を十分に理解することができません。

また、5G/4G/LTEの発明は、多数の技術を前提として成り立っているので、前提となる多くの技術の知識がなければ発明を十分に理解することができません。

さらに、3GPPのTSや寄書は英語で記載されていますし、5G/4G/LTEの技術を正確に解説する書籍やサイトは大抵は英語で記載されていますので、英語を読むことを苦にする人にとっては技術を学習することも難しくなるでしょう。

このように、移動体通信（5G/4G/LTE）の技術の難易度は高く、これも大きなハードルとなります。

知財担当者が知っておくべき３つの要素

上述のとおり「標準化」と「技術的な難易度」がハードルとなりますが、移動体通信（5G/4G/LTE）の担当者としてそれらのハードルを乗り越えていくためには何を知るべきなのでしょうか。

それは、5G/4G/LTEの『標準化』『標準必須特許 (SEP)』『基本技術』の３つです。

【知財担当者が知っておくべき要素①】 5G/4G/LTEの『標準化』

第１に、5G/4G/LTEの『標準化』そのものを知っておくことが重要です。

具体的には、5G/4G/LTEの『標準化』についての以下のような事項を基礎知識として知っておくことが重要です。

上述したように、標準化される技術の特許については、あらゆるフェーズで、標準化を前提にしたアクションが求められます。

そのため、5G/4G/LTEの『標準化』そのものを知ることにより、少なくとも『標準化』そのものについて「右も左も分からない」「話についていけない」という状況を回避することができます。

本サイト（【5G/4G/LTE】特許ノート）では、5G/4G/LTEの『標準化』を解説する記事を掲載していきます。

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【知財担当者が知っておくべき要素②】 5G/4G/LTEの『標準必須特許 (SEP)』

第２に、5G/4G/LTEの『標準必須特許 (SEP)』を知っておくことが重要です。

具体的には、5G/4G/LTEの『標準必須特許 (SEP)』についての以下のような事項を基礎知識として知っておくことが重要です。

5G/4G/LTEの特許の中心になるのは、標準必須特許 (SEP) です。

そのため、5G/4G/LTEの『標準必須特許 (SEP)』を知ることにより、5G/4G/LTEの担当者としてどのようなアクションをとればいいかを判断できるようになります。

本サイト（【5G/4G/LTE】特許ノート）では、5G/4G/LTEの『標準必須特許 (SEP)』を解説する記事を掲載していきます。

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第３に、5G/4G/LTEの『基本技術』を知っておくことが重要です。

具体的には、5G/4G/LTEの『基本技術』である以下のような事項を基礎知識として知っておくことが重要です。

基礎知識はこれらの事項に限られませんが、少なくともこれらの事項は理解しておくべきでしょう。

5G/4G/LTEには膨大な技術が含まれすが、まずは基本的な技術をしっかり押さえれば、対象の発明がどのあたりの技術なのかを把握できるようになります。これは発明の理解のために非常に重要な一歩です。

さらに、基本的な技術の知識があれば、対象の発明に応じて個々の技術を必要な深さで学習することも容易になります。このような個々の技術の学習により、技術知識がさらに蓄積されていきます。

本サイト（【5G/4G/LTE】特許ノート）では、5G/4G/LTEの『基本技術』を解説する記事を掲載していきます。

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まとめ

移動体通信（5G/4G/LTE）の特許を担当するあたって、以下の２つがハードルとなります。

移動体通信（5G/4G/LTE）の担当者としてこれらのハードルを乗り越えていくために、以下の３つの要素を知ることが重要です。