Beyond 5G/6Gに向けた新技術、新サービスの展望と5G/ローカル5Gの最新動向

2020年3月に国内でサービスが開始された5Gは、徐々に利用が増加しつつあるが、提供されているサービスは未だ5G全体の一部である。2022年9月現在、面積利用率も未だ約30%に留まっている。一方、2019年12月に免許申請が開始されたローカル5Gは、約150の企業や機関が免許を取得し、100以上の実証実験が報告されているもの実用は未だ殆どない。 　このように、5Gもローカル5Gもビジネスが殆ど立上っていない状況において、2030年あるいはその先の実現を目標とするBeyond 5G, 6Gに関する議論は活発になっている。Beyond 5G/6Gに向けては、5Gで実現される超高速大容量通信、超高信頼低遅延通信、多数同時接続 (IoT) の3種類のサービスの高性能化、高度化に加え、超安全・信頼性、長低消費電力、自律性、拡張性の新しいサービスの実現を目指した議論がなされている。 　本講演では、5Gの概要と基本技術を述べた後、ローカル5Gの現状、今後の動向、課題について解説する。ローカル5Gについては、競合する無線LANの最新、今後の動向を述べた後、無線LANと比較、評価する。Beyond 5G, 6Gは期待先行でイメージ検討の段階ではあるが、技術目標 (テラヘルツ通信、超高速大容量、超低遅延、超多数同時接続、超低消費電力、超安全 (セキュリティ、プライバシー保護) 、超高信頼 (耐障害性) 、超カバレッジ拡張 (陸・海・空・宇宙での利用) 、固定-移動通信融合、AI利用による自律的運用 (ゼロタッチオペレーション、自己最適化) 、CPS (Cyber Physical System=デジタルツイン) の完全時刻同期) 等の詳細を示し、これらの目標実現を目指した3GPPやITU-R、米国、欧州、中国等の海外における取組み、実施プロジェクト、および国内の情報通信研究機構 (NICT) やNTTドコモ、KDDI、ソフトバンク、楽天、NEC、富士通等の国内における開発への取組み、計画、研究事例等について述べる。

1. 移動通信システムの標準化機関と動向
   1. 標準化機関
   2. 3GPPのリリースとドキュメント
   3. 移動通信システムの変遷
2. 5G移動通信システム
   1. 5Gの概要
      1. 5Gのロードマップ
      2. 5Gの市場予測
      3. 5Gの3種類のサービス (eMBB、URLLC、mMTC) と利用シナリオ
      4. 5Gの要求条件 (ITU-R)
      5. 5Gにおける代表的サービスの位置づけ
   2. 5Gの技術
      1. 物理層 (5G NR) :主要諸元、高速化/大容量化、低遅延化
         • 広い周波数レンジへの対応
         • Massive MIMO
         • LDPCとPolar符号
         • Shot TTI
         • Fast HARQ-ACK
      2. 使用周波数 (ITU-R WRCにおける検討詳細)
      3. RAN-CNアーキテクチャ (SAとNSA)
      4. システムアーキテクチャの技術要素:ネットワーク仮想化とネットワークスライシング、MEC
      5. 車 (C-V2X)
      6. IoTへの対応
      7. リリース16 (2020.3) に追加された主な機能
      8. リリース17 (2022.3) に追加された主な機能
   3. 5Gのまとめ
3. ローカル5G
   1. ローカル5Gの背景
   2. ローカル5Gとは
   3. ローカル5Gのコスト面での実現性と課題
   4. ローカル5Gの運用方法
   5. ローカル5Gで実用化が期待されるアプリケーション
      1. 代表的アプリケーションと利用シーン例
      2. ローカル5Gの主なユースケースと適用5G技術
   6. ローカル5GとIoT
   7. ローカル5G vs. 無線LAN
      1. 5G/ローカル5G対無線LANの背景
      2. ローカル5Gと無線LANの競合
      3. IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6) の特徴
      4. Wi-Fi 6Eの概要
      5. IEEE 802.11be (Wi-Fi 7) と無線LAN の今後の展開
   8. ローカル5Gの導入シナリオ
   9. ローカル5Gの今後
4. Beyond 5G/6G移動通信システム
   1. Beyond 5G/6Gの背景
   2. Beyond 5G/6Gの技術目標
      • テラヘルツを利用した5Gの10倍から100倍の超高速大容量
      • 5Gの1/10の超低遅延、低ジッタ
      • 5Gの10倍の超多数同時接続
      • 2022年現在の1/100の超低消費電力
      • 超安全
      • 超高信頼
      • 超カバレッジ拡張 (陸・海・空・宇宙での利用)
      • 固定-移動通信融合
      • AI利用による自律的運用 (ゼロタッチオペレーション、自己最適化)
      • CPSの完全時刻同期の実現
      • 超高精度測位 (屋外誤差50cm以下、屋内誤差1cm以下)
      • 補完ネットワークとの高度同期
   3. Beyond 5G/6Gのマイルストン
   4. 海外動向
      1. 米国
      2. 欧州
      3. 中国
      4. 韓国
   5. 国内動向: Beyond 5G/6Gのイメージと開発技術
      1. NICT (情報通信研究機構)
      2. NTTドコモ
      3. KDDI
      4. ソフトバンク
      5. 楽天
      6. NEC
      7. 富士通
   6. 課題