2020年のモバイル通信は?タイトル

スマートフォン大手のドコモは現在、
モバイル通信の「5G」を開発しているのはご存知でしょうか?

現在は、3G・4Gが主流ですが、
2020年ごろには、3Gのサービスが終了予定です。

その次に控える5Gをドコモは、
世界の通信機器メーカー大手6社と開発しているとの事です。

ドコモと5G通信を共同開発しているメーカー6社一覧
  • Alcatel-Lucent(アルカテル・ルーセント:フランス)
  • Ericsson(エリクソン:スウェーデン)
  • 富士通株式会社(日本)
  • 日本電気株式会社(NEC:日本)
  • Nokia Solutions and Networks(ノキア:フィンランド)
  • Samsung Electronics Co., Ltd.(サムソン サムスン:韓国)

今後NTTドコモと5Gは、どこに向かっていくのでしょう?
企業情報から読み解いてみます。

参照・引用:5G(次世代移動通信システム) | 企業情報 | NTTドコモ
https://www.nttdocomo.co.jp/corporate/technology/rd/tech/5g/

MTTドコモが5Gについて解説している動画はこちら


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4Gと5Gの違いは?周波数帯が2.5倍、

現在はドコモが6社と実験を重ねている段階です。
実験内容も各社によって、それぞれ違うようです。

Alcatel-Lucentの実験

5Gにおけるブロードバンド通信やM2M通信に適した新しい信号波形の候補について実験を行う予定

M2M通信とは、マシーン・ツー・マシーンの略です。
端末同士での通信を意味します。

Ericssonの実験

  1. 高い周波数帯の利用を想定した新無線インタフェース
    実験対象:周波数帯15GHz帯、周波数帯域幅400MHz程度
  2. MIMO技術による、ユーザ当たり5Gbps以上の伝送速度を実現
  3. ビームフォーミングを行うMassive MIMO技術によって、基地局当りでは10Gbps以上の伝送速度を目指す

現在の4Gは、周波数帯が2GHz帯(1秒間に20億回処理する)
周波数帯域幅100MHz(帯域が大きいほど多くの機器に遅れる)となっています。

周波数帯はおよそ2.5倍、周波数帯域幅は4倍ですので、
実現すると高速・大容量になります。

また、通信速度ではXiの現状最大112.5Mbps(早くても250Mbps)に対し、5Gbpsを実験していますので44倍の早さです。

ビームフォーミングとは?
通信電波を小さく絞る技術です。

「通常よりも遠くまで届く」「他の通信機器に影響が少ない」などの利点があります。

富士通の実験

5Gにおいて単位面積あたりの容量をさらに増大

光張出し基地局とは、光ファイバーで接続したタイプの中継基地。
高速通信に対応でき、リモート操作も可能になる。

NECの実験

単位面積あたりの容量をさらに増大させるための、
時間領域において(中略)ビームフォーミング技術について実験を行う。

波数帯として5GHz帯、周波数帯域幅として100MHz程度

ビームフォーミングに関しては、Ericssonの実験とほぼ変わりません。

ですが、波数帯5GHz(現状の2.5倍)はともかく、周波数帯域幅100MHzですので、帯域は現状の4Gと同等クラスの実験です。

NSN(ノキア)の実験

超広帯域無線伝送の実験。
周波数:70GHz帯(ミリ波)、周波数帯域幅:1GHz程度以上

超広帯域無線伝送とは、
Ultra Wideband(UWB)と呼ばれる。

広範囲の周波数を用いた通信を想定した技術です。

1秒間に700億回処理をする周波数(現状の35倍)、
周波数帯域幅も40倍と広範囲です。

サムスンの実験

デジタルとアナログを組み合わせた
「ハイブリッドビームフォーミング」を基地局と移動局に適用する実験。

周波数帯:28GHz帯、周波数帯域幅:500MHz~1GHzを想定

ハイブリッドビームフォーミングとは?
デジタルプリコーディングとアナログビームフォーミングを適用した新しい技術。

デジタルプリコーディングとアナログビームフォーミングに関しては後日記載。
(専門過ぎて分かりません)

こちらも大容量を想定して実験を行っています。

まとめ

今実験しているすべての事が実現するとなれば、
現状よりも周波数は35倍、周波数帯域幅は40倍と大幅に改善される事になります。

通信速度も5Gbpsと光回線よりもはるかに早くなりますが、
これら技術を光も利用する事になるのかもしれません。

今後、どうなるのか2020年が楽しみでもあります。