5Gインフラ、コスト4割減 携帯にも「脱ハード」の波

5Gインフラ、コスト4割減 携帯にも「脱ハード」の波
基地局クラウド化、ベライゾンなど動く
https://www.nikkei.com/article/DGXZQOUC259MF0V20C21A6000000/

 ※ 楽天が、確か、これをやろうとしていたはずだが…。

 ※ この頃、話しを聞かなくなったな…。

『携帯電話の通信インフラをクラウド上のソフトウエアに置き換える動きが広がっている。専用機器が減り、大がかりな通信基地局をつくる必要がなくなる。最新の第5世代(5G)で、インフラの構築費を4割程度減らせるとの見方もある。通信にも「脱ハード」の波が及び、業界秩序を揺さぶる。通信費の低下につながる可能性もある。

世界各国で5Gのインフラ構築が本格化し、通信業界は10年に1度の設備の刷新期にある。通信制御の新たな仕組みとして「クラウド基地局」の採用が進む。』

楽天が狙う「5G×MEC革命」 エッジコンピューティングを全国展開
https://businessnetwork.jp/Detail/tabid/65/artid/7053/Default.aspx

『今年10月、無償サービスという形で限定的にMNOサービスを開始した楽天モバイル。既存MNOとの最大の違いとしてアピールしているのが、“世界初”とうたう「完全仮想化クラウドネイティブネットワーク」だ。コアネットワークから基地局などのRAN(Radio Access Network)までをエンドツーエンドで仮想化する。

「自動車にたとえると、iPhoneが“クルマ”の革命だったとすれば、楽天モバイルは“道路”の革命を起こす」。三木谷氏はこう意気込むが、この革命は一体何をもたらすのか。実は、その1つがMECである。MECとは、ユーザーの近くにコンピューティングリソースを置いて処理するアーキテクチャのこと。楽天モバイルは仮想化されたRANを活用し、日本全国4000カ所以上にMEC環境を構築する計画だ。』

楽天モバイルの現状は?加入時の懸念点を検証!
https://maruwakarinet.com/rakutenmb/#:~:text=2020%E5%B9%B44%E6%9C%888%E6%97%A5%E3%80%81%E6%96%B0%E3%83%97%E3%83%A9%E3%83%B3%E3%82%92%E3%81%B2%E3%81%A3%E3%81%95%E3%81%92%E6%9C%AC%E6%A0%BC%E7%9A%84%E3%81%ABMNO%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%83%93%E3%82%B9%E3%82%92%E9%96%8B%E5%A7%8B%E3%81%97%E3%81%9F%E6%A5%BD%E5%A4%A9%E3%83%A2%E3%83%90%E3%82%A4%E3%83%AB%E3%81%A0%E3%81%8C%E5%A5%91%E7%B4%84%E6%95%B0%E3%81%AF%E4%BA%88%E6%83%B3%E3%82%88%E3%82%8A%E3%82%82%E4%BC%B8%E3%81%B3%E3%81%A6%E3%81%8A%E3%82%89%E3%81%9A%E3%80%81%E9%80%9A%E4%BF%A1%E9%9A%9C%E5%AE%B3%E3%82%84%E7%9B%B4%E8%BF%91%E3%81%AE%E6%8A%80%E9%81%A9%E9%96%A2%E9%80%A3%E3%81%AE%E9%81%95%E5%8F%8D%E7%96%91%E7%BE%A9%E3%81%AA%E3%81%A9%E3%81%A7%E3%83%8D%E3%82%AC%E3%83%86%E3%82%A3%E3%83%96%E3%81%AA%E8%A9%B1%E9%A1%8C%E3%81%8C%E5%A4%9A%E3%81%8F%E3%81%AA%E3%81%A3%E3%81%A6%E3%81%84%E3%82%8B%E3%80%82,%E3%81%93%E3%81%AE%E8%A8%98%E4%BA%8B%E3%81%A7%E3%81%AF%E7%8F%BE%E5%9C%A8%E5%A5%91%E7%B4%84%E3%82%92%E6%A4%9C%E8%A8%8E%E3%81%97%E3%81%A6%E3%81%84%E3%82%8B%E6%96%B9%E3%82%84%E6%A5%BD%E5%A4%A9%E3%83%A2%E3%83%90%E3%82%A4%E3%83%AB%E3%81%AE%E5%8B%95%E5%90%91%E3%81%AB%E3%81%A4%E3%81%84%E3%81%A6%E7%9F%A5%E3%82%8A%E3%81%9F%E3%81%84%E6%96%B9%E5%90%91%E3%81%91%E3%81%AB%E3%80%81%E7%8F%BE%E7%8A%B6%E8%80%83%E3%81%88%E3%82%89%E3%82%8C%E3%82%8B%E6%87%B8%E5%BF%B5%E7%82%B9%E3%82%84%E4%BB%8A%E5%BE%8C%E3%81%AE%E5%B1%95%E6%9C%9B%E4%BA%88%E6%B8%AC%E3%82%92%E8%A7%A3%E8%AA%AC%E3%81%97%E3%81%A6%E3%81%84%E3%81%8D%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82

 ※ 現状は、苦戦しているようだ…。

米、5G・半導体の開発・供給で基金 日英豪と中国対抗

https://www.nikkei.com/article/DGXZQOGN0114O0R00C21A2000000/

『【ワシントン=鳳山太成】米政府は高速通信規格「5G」や半導体の開発・供給で日英豪などと連携する基金を設立する。信頼できる同盟国とサプライチェーン(供給網)の構築で協力し、通信機器大手の華為技術(ファーウェイ)など世界で競争力を高める中国企業に対抗する。

1月に成立した2021会計年度(20年10月~21年9月)の「国防権限法」に盛り込まれた。「多国間通信セキュリティー基金」は日本のほか、英豪など機密情報を共有する「ファイブ・アイズ」と、安全性の高い通信機器を開発したり供給網を強化したりするのに使う。規模は今後詰めるが、企業間の提携を支援する。

7月をメドにつくる「多国間半導体セキュリティー基金」は、米国並みの厳しい輸出管理を運用する同盟国と半導体を共同開発する取り組みを資金面で支える。中国に依存しない半導体のサプライチェーンづくりを後押しする。

米国は5Gの基地局供給で先行するファーウェイに対し、半導体の禁輸措置を発動するとともに、同社製機器の排除を進めている。中国政府に情報が抜き取られるリスクがあるとして、他国にも同調を求めてきた。基金設立で同盟国の協力を一段と引き出す狙いがある。

バイデン米政権もハイテク分野で中国に強硬姿勢を続けており、日本も米国に同調するよう引き続き迫られる見通しだ。

【関連記事】
・米商務長官候補、ファーウェイ禁輸継続を示唆 対中強硬
・米、中国SMICに禁輸 最先端半導体の国産化阻止

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米、中南米で中国5G排除狙う エクアドルへ肩代わり融資

https://www.nikkei.com/article/DGXZQOGN15EJ40V10C21A1000000

『【サンパウロ=外山尚之】米国が中南米諸国に対し、資金を提供する代わりに通信網からの中国企業の締め出しに動いている。南米の産油国エクアドルに対し、中国からの債務借り換えのための融資を実行した。もっとも、ブラジルではボルソナロ大統領が中国企業の排除を断念したと報じられており、バイデン米大統領の新政権にとっても課題となりそうだ。

「35億㌦(約3600億円)は高利な債務の(前倒し)返済や国の経済を再活性…

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「35億㌦(約3600億円)は高利な債務の(前倒し)返済や国の経済を再活性化させるために使われる」。エクアドルのモレノ大統領は14日、ツイッターにこう投稿し、米国際開発金融公社(DFC)からの融資を歓迎した。

DFCは新興国への戦略的な金融支援を目的に、トランプ米政権が2019年に発足させた政府系金融機関だ。DFCのべーラー最高経営責任者(CEO)は声明で「今回の同意により、中国の強奪的な債務を借り換える計画への支援を合理化する」と、中国への対抗意識をむき出しにした。

エクアドルは17年まで続いた親中の反米左派政権の下、対中債務が膨張。教皇庁立エクアドルカトリック大学が20年10月に発表した資料によると、中国からの債務は約77億㌦に達し、2国間債務の約7割を中国が占める。

後を継いだモレノ氏は米国との関係改善を進めると同時に、中国と距離を取り始めた。モレノ氏は米国の融資について「現時点での利率は年率2.48%だ」とも明らかにした。地元紙ウニベルソは中国の債務の利率を「9%以下」と分析しており、かねて高利だと指摘されていた。また、対中債務の一部は原油で返済しており、市場価格よりも低い価格での販売を余儀なくされていた。

中南米はかつて「米国の裏庭」と呼ばれ、政治・経済面で米国の影響力が強い地域だった。しかし近年は中国が資金力を背景に影響力を増しており、多くの国で貿易や投資で米国を上回っている。

こうした中、トランプ政権は中国から借り入れた巨額の資金の返済が難しくなる「債務のわな」の危険性をアピールし、中南米諸国を自国側の陣営に取り込もうと動いていた。今回の融資では、次世代通信規格「5G」から中国の華為技術(ファーウェイ)の排除を条件として組み込んだとされる。

もっとも、こうした取り組みにどこまで効果があるかは不透明だ。米国はブラジルにもファーウェイ排除を条件にインフラ整備の資金として10億㌦の融資枠を設定したが、経済界の反発を受け、ボルソナロ大統領は5Gの電波割り当てのオークションにファーウェイ製品を排除する条件を盛り込むことを断念したと地元メディアは報じる。

近年、アルゼンチンやボリビアで親中の左派政権が誕生した。エクアドルも2月に大統領選があり、左派候補が勝てば今回の契約をひっくり返される可能性がある。

バイデン氏は副大統領時代にキューバとの国交回復に取り組み、中南米通として知られる。バイデン政権は4月にも米州首脳会議を主催し、中南米の首脳を迎える。ここでどんな方針を打ち出すか注目されている。英フィナンシャル・タイムズ(FT)によると、今回のエクアドルへの融資はバイデン政権にも共有されており、「興味深く、斬新な手法だ」と評されているという。

5G
5Gとは
現行の「第4世代(4G)」の最大100倍の速さの次世代通信規格。毎秒10ギガ(ギガは10億)ビットの最高速度はアナログ方式だった1980年代の第1世代の100万倍。2時間の映画を3秒でダウンロードできる。米国と韓国の通信大手が世界に先がけて商用サービスを始めた。

1Gから4Gへの進化は主に速さの向上だった。5Gは「多数同時接続」「超低遅延」という特徴が加わる。たとえば自宅で約100個の端末やセンサーを同時にネット接続できる。利用者が通信の遅れを意識することは格段に減る。

5G通信のメリットは? 3つのポイント

<JQ>AKIBAがストップ高買い気配 ソフトバンクの5G基地局、工法採用で(14:28)
米、中南米で中国5G排除狙う エクアドルへ肩代わり融資(25日 21:15)

図解でわかる「なんちゃって5G」 なぜ速くならない

https://www.nikkei.com/article/DGXZQOFK171QO017122020000000

『2020年12月31日 2:00 [有料会員限定]

KDDIとソフトバンクは、高速通信規格「5G」のエリア拡大のために、既存の4G用の周波数帯を転用する動きを見せている。KDDIは2020年12月9日に12月中旬に転用を開始すると発表。ソフトバンクも今冬に転用を開始する計画だ。それぞれ4G用に割り当てられた周波数帯の一部を5Gに転用する。転用する周波数帯は4Gと5Gで共用することになる。

一方でNTTドコモは、4G用周波数の転用に慎重な姿勢を見せている。これまでも4G電波を転用し…

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・これまでも4G電波を転用して5Gのエリアとすることは「優良誤認の可能性がある」と指摘。20年10月に開催した決算説明会では、21年度後半に転用を始め、その際は転用した5Gのエリアと新しい電波を利用できる5Gのエリアを明確に分けて示す意向を明らかにしている。

・優良誤認の可能性を指摘しているのは、5Gであるにもかかわらず、通信速度が4Gとほとんど変わらない可能性が高いからだ。そのためこの問題は「なんちゃって5G」という言葉でメディアに登場するようになった。

4Gの電波と5Gの電波は何が違う

・まずはここまで話題になっている電波について見ていこう。国内において、4Gで使われている電波は「プラチナバンド」と呼ばれる700メガ(メガは100万、M)~900Mヘルツ(Hz)帯と、主要バンドとして使われる1.5ギガ(ギガは10億、G)~3.5GHz帯である。

・一方5Gには「サブ6(Sub6)」と呼ばれる3.7GHz帯と4.5GHz帯に加え、「ミリ波」と呼ばれる28GHz帯が割り当てられている。携帯電話の通信に関する仕様を策定している団体「3GPP」は、410M~7.125GHzを「FR1」、24.25G~52.6GHzを「FR2」と定義している。ちなみにミリ波とはもともと波長が1ミリ~10ミリメートルの電波を指す表現なので、周波数に換算すると30G~300GHzの電波を指す言葉だが、5Gの世界ではこの呼び方が定着している。

国内での5G向け周波数の割り当て。総務省やエリクソンの資料に基づく(出所:日経NETWORK)

・5Gでサブ6とミリ波という2つの帯域が使われているのは、電波の性質に合わせて使い分けるためである。電波は周波数が高いほど一度に送れる情報の量が増える。要するに高速な通信が可能になる。

・半面、周波数が高くなるほど距離による減衰が大きくなる。遠くまで電波が飛ばないのだ。さらに直進性が高くなるので障害物によって邪魔されやすくなる。

・電波よりもずっと低い周波数を使う音波と、高い周波数を使う光を考えてみよう。ドアを開けておけば、音は回り込むので廊下の音は聞こえてくる。しかし光は壁で遮られるので廊下の様子を直接見られない。原理的にはこれと同じだ。

高い周波数の電波は遠くまで届きにくい(出所:日経NETWORK)

・こうした電波の特性を考慮して、高速な通信を担うミリ波と、ある程度のエリアカバーを見込めるサブ6という役割分担がなされているわけだ。この状況は、NTTドコモが公開している5Gの対応エリアを見れば分かりやすい。

21年夏のNTTドコモの5Gエリア(予定)。赤い部分が5G、オレンジは4Gのエリアを示す。さらにピンがあるのがミリ波の対応場所である(出所:NTTドコモ)

・しかしサブ6といえど、4Gの電波よりも高い周波数を使っている。だから4Gと同等のエリアまで拡大するには、4Gよりも多くの基地局が必要となる。携帯電話事業者にとって投資コストは高い。そこで4Gの設備や電波を転用できれば、エリア拡大のために過大な投資をしなくて済むというわけだ。

通信速度は期待できない

・以上から分かるように、4G電波の転用は5Gのエリア拡大には寄与するものの、性能面では期待できない。もう少し詳しく見ていこう。

・スマートフォンや携帯電話の通信速度は、単純化してしまえば通信に使える帯域幅によって決まる。通信に使う帯域幅を「チャネル帯域幅」と呼ぶ。これが4Gでは最大20MHzなのに対し、5Gでは最大400MHzを利用できる。だからこそ10倍以上の高速通信が可能なのだ。

高い周波数帯による広帯域化で通信を高速に(出所:日経NETWORK)

・実のところ5Gは4Gよりも「ガードバンド」と呼ばれるチャネルの境界の部分が狭く、電波の利用効率は高くなっている。このため4Gの電波を5Gに転用すれば「ピーク時で14~20%速くなる可能性がある」(エリクソン・ジャパンの藤岡雅宣・最高技術責任者=CTO)。

・ちなみに通信速度を決める要素としてはほかに「符号化方式」もある。符号化とは電波の波形によってデータの値を表現する方法のことで、多くの値を表現できるほど効率が良いことになる。もともと4Gでは「64QAM」という符号化方式を採用していたが、国内の事業者は5Gで導入される「256QAM」という符号化方式をすでに使い始めているので、ここに関しては4Gも5Gも変わらない。

・つまり転用した周波数の通信速度に関しては、4Gより少し高くなる可能性はあるがほぼ同じだと言える。

超低遅延・多接続も未対応

・19年を中心とした商用サービス開始前に5Gの特徴として紹介されてきたのは、「超高速」「超低遅延」「多接続」の3つだ。4Gの電波を転用しても超高速にはならない。だから「なんちゃって5G」なのだ、というのが転用否定派の主張である。

・そもそも現在国内で商用化されている5Gは、先ほど述べた3つの特徴のうち超低遅延と多接続を実現できていない。基地局側がまだ対応していないからである。だからこそ余計に、通信速度が高くならない5Gが4Gと変わらなくなってしまうという側面がある。

・超低遅延と多接続を実現するには、基地局がノンスタンドアロン(NSA)方式からスタンドアロン(SA)方式に切り替わらなければならない。NSA方式とは、4Gの制御信号を使いつつ、データ通信には5Gの電波を使う方式だ。SAでは制御信号を含めて5Gの電波を使う。

・NSAは4Gが主役のネットワークで、データ通信のみ5Gを使う形。SAになると、制御を含めてすべて5Gで実現される
SAでサービスを展開するには、そもそも5Gで提供できるエリアが広がっていなければならない。逆に言えば5Gのエリアを広げるのがSA移行への第一歩というわけだ。

・4Gの電波を転用すれば、5Gのエリアをより早く展開できる。さらに「カバレッジが増え、利用するユーザーが増えて4Gユーザーの比率が下がれば、NSAよりもSAの方が効率的になる」(藤岡CTO)。4G電波の転用はSA化を促進する可能性があるのだ。

(日経クロステック/日経NETWORK 北郷達郎)

[日経クロステック2020年11月27日付の記事を再構成]

携帯大手は戦々恐々「プラチナバンド」再編シナリオ

https://www.nikkei.com/article/DGXZQOFK178830X11C20A2000000

『携帯電話のエリア展開に適していることから「プラチナバンド」と呼ばれる700メガ(メガは100万、M)~900Mヘルツ(Hz)帯の電波。NTTドコモ、KDDI、ソフトバンクの3社に割り当てたプラチナバンドを一部減らし、楽天モバイルに割り当てられないか――。総務省が新たに開始した有識者会議でこんなプラチナバンド再編が論点として浮上している。携帯電話市場の改革にこだわる菅義偉政権が放つ新たな矢に、携帯大手は戦々恐々としてい…

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エリア展開に不可欠な生命線

・「既存プラチナバンドを再配分して新規参入事業者への機会の平等を実現してほしい」――。総務省が2020年12月23日に開催した有識者会議で、楽天モバイル社長の山田善久氏はこう訴えた。

・山田氏は、エリアをつくる上で有利なプラチナバンドが楽天モバイルにだけ割り当てられておらず、このような状況では既存事業者との公正競争環境が実現されにくいとした。

・その上で山田氏は、大手3社に割り当てられたプラチナバンドの再配分を求めた。山田氏は「プラチナバンドの割り当ては15MHz幅が一つの単位になっている。他社の15MHz幅をそれぞれ10MHz幅にすることで、公平な割り当てになるのではないか。割当幅を減らすことはソフトウエアの改修だけで対応できるのではないか」と訴えた。

・携帯電話事業者にとって、電波は事業展開に欠かせない生命線だ。中でもプラチナバンドと呼ばれる700M~900MHz帯は、建物の奥などに回り込みやすく、携帯電話のエリアを充実させるために不可欠の電波だ。現在このプラチナバンドは、ドコモとKDDI、ソフトバンクにそれぞれ合計50MHz幅が平等に割り当てられている。

・だが新規参入事業者である楽天の携帯子会社、楽天モバイルにプラチナバンドは割り当てられていない。700M~900MHz帯の割当時に、楽天モバイルは事業に参入していなかったからだ。

・公平性という観点で、後発の事業者が不利になる状況を見直すべきだという意見は一理ある。また携帯大手にとって虎の子といえるプラチナバンドの縮減や取り上げをちらつかせることは、競争促進に向けてもこれ以上ない手段となる。

総務省、KDDIの電波利用に指摘

・楽天モバイルの訴えと歩調を合わせるように、総務省は水面下でプラチナバンド再編に向けて準備している様子が聞こえてくる。関係者によると総務省は、携帯大手に割り当てたプラチナバンドの帯域を減らした場合、ネットワークに問題が生じないか、水面下でヒアリングを続けているという。

・携帯大手にとってはたまったものではない。プラチナバンドはつながりやすさを支える大事な帯域だ。縮減や取り上げは競争力低下につながりかねない。

・しかし日本の場合、電波オークション制度を導入していないため、割り当てた電波の縮減や取り上げも比較的やりやすい。日本の携帯電話の電波の割り当ては、総務相による基地局の整備計画の認定を受けた事業者が、一定期間、電波の利用が認められるという仕組みだ。基地局整備が計画に達していない場合、電波を有効利用していないとして、再免許のタイミングで割り当て見直しも考えられる。菅政権は、携帯大手が一番突かれたくない部分を突いてきたといえるだろう。

・有識者会議の開催に合わせるように総務省は20年12月、毎年実施している携帯電話の電波の利用状況調査を公表した。基地局の整備計画に対して進展しているかを検証する調査だ。

・おおむね適切な電波利用が行われているという評価が並ぶ中、KDDIに割り当てられた700MHz帯の電波について「適切な電波利用が行われているとは認めがたい」という評価を付けた。KDDIは700MHz帯について、ドコモやソフトバンクと比べて倍近い基地局数を整備する計画を打ち出していた。その結果、遅れが目立ってしまったという事情もある。

・いずれにせよこうした結果は、プラチナバンド再編の動きと合わせて携帯大手を震撼(しんかん)させるに十分な効果を発揮しているようだ。

世界の主要帯域に合わせて再編

・有識者会議は21年夏までに一定の結論を得るスケジュールだ。総務省はプラチナバンド再編に向けて、どんなシナリオを検討しているのか。

・いくつかヒントになる動きがある。700M~900MHz帯に含まれるタクシー無線などに使われてきたデジタルMCAの帯域が、新システム移行に伴って21年4月以降に空く。貴重なプラチナバンドの電波が開放されるわけだ。

・だがこのデジタルMCA跡地の帯域は、そのままでは携帯電話向けにはならない。標準化団体である「3GPP」が標準化した現行の通信規格「LTE」や高速通信規格「5G」の帯域にうまく重ならないからだ。

・日本固有の帯域を開放したところで、世界に流通する端末はその帯域に対応しなければ使えない。世界で多く使われる帯域と合わせた形でプラチナバンドを再編しなければ意味がないことになる。

・楽天モバイルはこのデジタルMCA跡地の携帯電話利用を希望している。しかし総務省はこの帯域における標準化の見通しを明らかにすることを先決とし、デジタルMCA跡地は今のところ、LPWA(省電力広域無線通信)や無線自動識別(RFID)、無線LANのIEEE 802.11ahなどの利用が有力候補になっている。

・もっとも携帯大手の既存割り当て分を縮減したり、ずらしたりすることを考慮すると携帯電話利用の可能性が出てくる。さらに700MHz帯の「ITS(高度道路交通システム)」や710MHz以下のテレビ放送の一部帯域も考慮すると、プラチナバンド再編による新規割り当ての可能性はぐんと広がる。関係者によると「有識者会議では、あらゆる可能性を検討する」としている。

・前述の有識者会議では、楽天モバイルの意見に対し、NTTドコモ、KDDI、ソフトバンクの大手3社の幹部は当然のように難色を示した。電波は国民の共有財産だ。その電波をどのように有効利用していくのか。プラチナバンド再編の動きは、菅政権の真価が問われることになる。

(日経クロステック 堀越功)

【関連記事】

図解でわかる「なんちゃって5G」 なぜ速くならない
総務相、携帯電波「再編が重要」 楽天が要望
[日経クロステック2020年12月16日付の記事を再構成]

ポスト5Gの胎動、NTT・NEC・富士通のキーマンに聞く

ポスト5Gの胎動、NTT・NEC・富士通のキーマンに聞く
ポスト5Gの胎動 日の丸連合の逆襲(5)
https://www.nikkei.com/article/DGXZQODZ113EH0R11C20A2000000

『「リスク取り世界へ、ゲームチェンジ仕掛ける」NTT渋谷副社長

『「リスク取り世界へ、ゲームチェンジ仕掛ける」NTT渋谷副社長

NECとの資本業務提携や、半導体からネットワークに至るまで光技術を活用する「IOWN(アイオン)構想」を掲げ、再び世界へ挑戦するNTT。世界大手と日本勢で大きな差が開くなか、どう伍していくのか。グループ全体の技術戦略を担当するNTTの渋谷直樹副社長に聞いた。
――3Gの時代、日本勢は世界で存在感を見せていました。なぜ地盤沈下してしまったのでしょうか。
「2000年当初はNTTドコモの『iモード』が世界をリードしていた。3G時代のキングだった。当時のドコモの時価総額は43兆円。『NTTは強すぎる』と世界からいわれたほどだ。iモードを世界に広げられればよかったが、米アップルが『iPhone』というシンプルなタッチ操作ができるハイセンスなデバイスを発明した」
「日本勢は端末にボタンをたくさん付けるなどデザインシンキング(デザイン思考)がうまくなかった。結局、アップルのゲームチェンジに日本勢はついていけず、4Gの世界観を作れなかった。3Gでイノベーションを起こしたために、イノベーションのジレンマもあったのだろう」
――4Gの時代は基地局などインフラ面でも日本は存在感を失いました。
「ベンダー側に力がシフトしたからだろう。(スウェーデンの)エリクソンや(フィンランドの)ノキアが自ら作った製品を標準化し、ロックインしていった影響が大きい。特許などの面で力があるキャリア(通信事業者)が、世界でNTTくらいしかなくなってしまった背景もある。コネクティビティー(接続性)の部分ではキャリアの出る幕がなくなり、ベンダーが一気に作る態勢になった。キャリアは単純な『サービスの提供』という範囲にとどまってしまった」

――5Gの時代に入り、オープン化の流れが出てきました。
「技術的な背景としては、汎用サーバーを使い仮想的にソフトウエアを乗せるだけで無線ネットワークができる世界が見えてきたことがある。ベンダーの作る製品は検証が楽で導入しやすい。しかしキャリアが他社に先駆けて独自のソフトウエアを入れたいというニーズには応えにくい。ベンダーの製品ロードマップに取り込んでもらうことをお願いして、他社を含めて誰に対してもリリースする機能に入らないといけない」
「オープンな世界になれば、キャリアが自由にソフトウエアを追加し差異化できる。NTTにとってもさまざまなサービスをソフトウエアで実現するプラットフォームが望ましい。オープン化は日本の技術をもう一度、世界に広げられるラストチャンスだ。我々がリスクを取りながら技術の仕掛けを作り、ゲームチェンジしていきたい」
――もう一度、キャリアが主導していくということでしょうか。
「我々が、基盤技術の面で役目を果たさないといけないという思いが強い。菅義偉首相は所信表明演説で、50年までに温暖化ガスの排出量を実質ゼロにする目標を掲げた。このままトラフィックが伸びると通信ネットワークだけで日本の発電量を超えるとの統計もある。現在の通信機器のまま対応していくと、とんでもない電力量になる」
「我々は、研究所が開発した広帯域かつ省電力な光技術を活用した光電融合を活用してその課題を解決したい。世界の有力企業が、光電融合はブレークスルーになると期待している。米インテルや米エヌビディアなどが続々とIOWNグローバルフォーラムへ参画している」
 「コンピューターのCPUが光電融合化することで消費電力は圧倒的に減る。ただCPUレベルまで微細化が進むのは10年単位の年月がかかる。それまで何もできないわけではない。サーバー内の配線に光電融合技術を取り入れたり、プロセッサーなどパッケージ間を光電融合技術で配線したりしていく」
 「この光電融合技術を活用して(ソフトウエア次第で)基地局にもデータセンターの基盤にもコアルーターにもなる、超強力なホワイトボックスを作りたい。汎用サーバーを使った仮想化基地局(vRAN)は楽天などが取り組んでいる。だが現在のvRANは、キャリアグレードの省電力化や高速化について課題がある。光電融合技術を活用したホワイトボックスでは、こうした課題を解決できる。開発には2~3年かかるだろう」
――NTTは日本の優秀な人材を集めているものの、日本勢はGAFA(グーグル、アップル、フェイスブック、アマゾン・ドット・コム)に負けているといわれています。

「ネットワーク全体が仮想コンピューターになるようなOSを作るプレーヤーが、次の時代のGAFAになるだろう。我々はそこでも勝負したい。これからのデジタル社会では、さまざまな情報処理のニーズが生まれる。例えば大量のセンサーから少量のデータを送るケースがあれば、大容量の映像を解析して低遅延で応答するようなケースもある。こうしたニーズに迅速かつ適切に応えるためには、コンピューティング機能がオンプレミスやエッジ、クラウドと分散していく必要がある。こうして分散された処理基盤が全体で仮想マシンのように動くイメージだ。全体を管理するにはOSが必要となり、我々はそこまで作りたい」
――最終的には開発した技術を製品化し、世界に売っていく体制が必要になります。
「そこが一番の弱点だ。日本勢の通信機器のシェアは落ち込み、今は海外のどの国においてもプレゼンスがない。NTTデータやNTTリミテッド、NECのリソースでは足りない部分を担ってもらうプレーヤーを見つけないといけない」
(聞き手は日経クロステック 堀越功、高槻芳 企業報道部 工藤正晃)


――3Gの時代、日本勢は世界で存在感を見せていました。なぜ地盤沈下してしまったのでしょうか。
「2000年当初はNTTドコモの『iモード』が世界をリードしていた。3G時代のキングだった。当時のドコモの時価総額は43兆円。『NTTは強すぎる』と世界からいわれたほどだ。iモードを世界に広げられればよかったが、米アップルが『iPhone』というシンプルなタッチ操作ができるハイセンスなデバイスを発明した」
「日本勢は端末にボタンをたくさん付けるなどデザインシンキング(デザイン思考)がうまくなかった。結局、アップルのゲームチェンジに日本勢はついていけず、4Gの世界観を作れなかった。3Gでイノベーションを起こしたために、イノベーションのジレンマもあったのだろう」
――4Gの時代は基地局などインフラ面でも日本は存在感を失いました。
「ベンダー側に力がシフトしたからだろう。(スウェーデンの)エリクソンや(フィンランドの)ノキアが自ら作った製品を標準化し、ロックインしていった影響が大きい。特許などの面で力があるキャリア(通信事業者)が、世界でNTTくらいしかなくなってしまった背景もある。コネクティビティー(接続性)の部分ではキャリアの出る幕がなくなり、ベンダーが一気に作る態勢になった。キャリアは単純な『サービスの提供』という範囲にとどまってしまった」

――5Gの時代に入り、オープン化の流れが出てきました。
「技術的な背景としては、汎用サーバーを使い仮想的にソフトウエアを乗せるだけで無線ネットワークができる世界が見えてきたことがある。ベンダーの作る製品は検証が楽で導入しやすい。しかしキャリアが他社に先駆けて独自のソフトウエアを入れたいというニーズには応えにくい。ベンダーの製品ロードマップに取り込んでもらうことをお願いして、他社を含めて誰に対してもリリースする機能に入らないといけない」
「オープンな世界になれば、キャリアが自由にソフトウエアを追加し差異化できる。NTTにとってもさまざまなサービスをソフトウエアで実現するプラットフォームが望ましい。オープン化は日本の技術をもう一度、世界に広げられるラストチャンスだ。我々がリスクを取りながら技術の仕掛けを作り、ゲームチェンジしていきたい」
――もう一度、キャリアが主導していくということでしょうか。
「我々が、基盤技術の面で役目を果たさないといけないという思いが強い。菅義偉首相は所信表明演説で、50年までに温暖化ガスの排出量を実質ゼロにする目標を掲げた。このままトラフィックが伸びると通信ネットワークだけで日本の発電量を超えるとの統計もある。現在の通信機器のまま対応していくと、とんでもない電力量になる」
「我々は、研究所が開発した広帯域かつ省電力な光技術を活用した光電融合を活用してその課題を解決したい。世界の有力企業が、光電融合はブレークスルーになると期待している。米インテルや米エヌビディアなどが続々とIOWNグローバルフォーラムへ参画している」
 「コンピューターのCPUが光電融合化することで消費電力は圧倒的に減る。ただCPUレベルまで微細化が進むのは10年単位の年月がかかる。それまで何もできないわけではない。サーバー内の配線に光電融合技術を取り入れたり、プロセッサーなどパッケージ間を光電融合技術で配線したりしていく」
 「この光電融合技術を活用して(ソフトウエア次第で)基地局にもデータセンターの基盤にもコアルーターにもなる、超強力なホワイトボックスを作りたい。汎用サーバーを使った仮想化基地局(vRAN)は楽天などが取り組んでいる。だが現在のvRANは、キャリアグレードの省電力化や高速化について課題がある。光電融合技術を活用したホワイトボックスでは、こうした課題を解決できる。開発には2~3年かかるだろう」
――NTTは日本の優秀な人材を集めているものの、日本勢はGAFA(グーグル、アップル、フェイスブック、アマゾン・ドット・コム)に負けているといわれています。

「ネットワーク全体が仮想コンピューターになるようなOSを作るプレーヤーが、次の時代のGAFAになるだろう。我々はそこでも勝負したい。これからのデジタル社会では、さまざまな情報処理のニーズが生まれる。例えば大量のセンサーから少量のデータを送るケースがあれば、大容量の映像を解析して低遅延で応答するようなケースもある。こうしたニーズに迅速かつ適切に応えるためには、コンピューティング機能がオンプレミスやエッジ、クラウドと分散していく必要がある。こうして分散された処理基盤が全体で仮想マシンのように動くイメージだ。全体を管理するにはOSが必要となり、我々はそこまで作りたい」
――最終的には開発した技術を製品化し、世界に売っていく体制が必要になります。
「そこが一番の弱点だ。日本勢の通信機器のシェアは落ち込み、今は海外のどの国においてもプレゼンスがない。NTTデータやNTTリミテッド、NECのリソースでは足りない部分を担ってもらうプレーヤーを見つけないといけない」
(聞き手は日経クロステック 堀越功、高槻芳 企業報道部 工藤正晃)
「通信の地盤沈下は国家の危機」NEC森田副社長

 過去、再三にわたって通信インフラの海外市場開拓に挑戦してきたNEC。広がった大手との差をどう認識し、今後の追撃につなげるのか。21年4月から社長としてNECを率いる森田隆之副社長に聞いた。
――高速通信規格「5G」の先を見据えて通信事業者であるNTTと提携しました。
「一番近しい顧客として相互に意見交換をしてきたなかで、(提携が)必要だろうと決断した」
「そもそも通信事業は世界的に国が手掛けてきたが、歴史の流れのなかで日本ではNTTが民営化され、米国でも通信よりコンピューター分野が重視されるようになっていった。だが5Gの時代、通信はこれまでのように人と人のコミュニケーションを支えるだけでなく、世の中のすべてのモノがつながるなかで産業社会の基盤を担うことになる。それはすなわちナショナルセキュリティーや国際競争力にも関わる。通信事業に対する社会の理解や意識が変化してきた」
「その観点で言うと、日本の通信は3Gや4G(と世代が進むなか)で『地盤沈下』している。ある意味でナショナルセキュリティーや国際競争力の危機だと感じている」
「世界の通信事業者は、金融出身の社長が増えるなど 『経済型』に変わっている。NTTは長期的な視点で研究に取り組んでいるが、それを具現化するとなると、生産技術や製造プロセス、コストなどさまざまな課題がある。(それらを補完できる)NECとNTTとが相互に連携することは非常に重要だ。環境が変化するなかで、改めて危機意識を共有することができた」
「今は(通信方式の)世代が変わる大きなチャンスというタイミングでもある。NECはグローバルのビジネスに過去何度も挑戦しながら、既存ベンダーの非常に厚い壁に阻まれてきた。(通信機器の)オープン化の動きも本格化しており、今回の提携で実績や運用の信頼性といった面を補完できると期待している」

――3G、4Gと世代が進むなかで中国華為技術(ファーウェイ)が台頭しました。3大ベンダーによる事実上の寡占状態が生まれた状況をどう見ていますか。
「かつてのアナログ交換機時代のNECはグローバルで相当のシェアを持っていた。デジタル交換機では米国市場にもチャレンジし、アジアでも足場を築いた。転機となったのは3Gだ。日本に優れた技術はあったものの、標準化で欧州勢に比べてポジションを落とした。国内と海外向けに、二重の開発が必要な点も負担が大きかった。そこで独シーメンス(現ノキア)とも組んだが、全方位でやるのは難しかった」
「3Gから4Gにかけてファーウェイが大きく伸長したのは、特殊な事情もあるだろう。その頃は(地域によって)通信方式が異なり、開発費が高騰することから通信機器ベンダーがすべてに対応するのは難しかった。だが、なぜかファーウェイだけはすべての通信方式に対応できた。業界では謎だが、相当アグレッシブな戦略のなかで席巻していった」
「我々もファーウェイに対しては長い間、マイクロ波無線システムの『パソリンク』をOEM(相手先ブランドによる生産)供給していた。彼らが『マイクロ無線に進出する予定はない』としていたためだが、そのうちに自社で開発・製造するようになり、今では市場トップ3の一角を占めている」
――ファーウェイの飛躍は予期しませんでしたか。手を打つことは難しかったのでしょうか。
「時計の世界で日本がスイスに学んで超えていったように、ファーウェイも学びながら力をつけた。5Gの特許についてもかなり先進的なものを自社で開発している。さまざまな背景があるが、本質的には中国という巨大市場を抱えている点が大きいだろう」
「1990年代から2000年代にかけて日本経済が厳しくなり、NECも半導体や液晶など課題事業を多く抱えるようになった。構造改革を進めるなかで、大きく投資するのが難しい状況だった。長期的に『ネットワークの仮想化』が進むとにらみ、優れた製品をひっさげて海外にも出ていったのだが、既存ベンダーはさまざまな製品のバンドル(組み合わせ)販売で顧客を囲い込んでおり、製品単体で参入するのは困難だった」
 「今回NTTと組んで進めるオープン化が広がればバンドル販売は難しくなり、我々と既存ベンダーが同じ土俵で競争できるようになる。そういう意味でオープン化は非常に大きなチャンス。ぜひ大きな流れにしていかなければならないと考えている」
――今回のように体制を組んで海外に出るという考えは、当時なかったのでしょうか。
「技術的にも環境的にも、そうした素地がなかった。現時点の完全仮想化のネットワークは、処理能力が従来に比べ4割ほど低下するといわれている。10年前ではさらに難しかった」
「もう1つは、通信の重要性に対する意識の低さもあった。例えば過去の海底ケーブル事業に対する日本の対応を見てもそうだ。NECは現在海底ケーブル事業を手掛ける子会社を持っているが、過去には産業再生機構の下で再建中だった」
「事業を守る意味でも重要だとして、NTTなどと連合を組んで取得に動いたが、結局売却された先はファンドだった。『これで良いのか』と議論になり、約1年後に取得に成功した。そうした状況でチームを作るというのはなかなか成立しなかった。技術の進歩と環境の変化が重なり、理解が進んで可能になった面が大きい」

――過去には海外基地局ベンダーと提携しましたが、十分な成果にはつながりませんでした。例えば欧州勢に対し、より積極的に出資する戦略もあり得るのではないですか。
「M&A(合併・買収)はビジネスにおいて当たり前のツールの1つだ。自分で作るか外から取得するかで特別なものではない。ただ、M&Aは目的を明確にして、それに適したスキームでなくてはいけない。大半のジョイントベンチャーは一時的なもので、常に『次』を見据える必要がある。自身の事業の一環としてやろうとすると、コントロールできるポジションを取らなければいけない。これがなかなか難しい」
――過去の欧州ベンダーとの合弁で感じたことですか。
「そうだ。過去にはNECも欧州の2G方式『GSM』に進出するために海外企業との合弁を検討したことがある。だが、過半を占めなければ我々の目的を達成できないと判断し、最終的には断念した。次のシナリオ込みで考えていくということだ」
――NTTとの提携発表後、プロジェクトの進捗状況はどうなっていますか。
「(オープン化や光技術、セキュリティー、オール光ネットワークなど)6つの分野で(協業に)取り組んでいるが、それぞれで進めていく青写真がおおよそできたところだ。それをどういう形で実行していくかを議論するフェーズに入る。今回のNTTとの連携で、我々の弱いところを補完してなんとか攻勢に出たい。これが最後のチャンスではないだろうか」
(聞き手は日経クロステック 高槻芳、堀越功 企業報道部 水口二季)』

・通信敗戦の20年 NTT・NEC、ポスト5Gへ最後の賭け
( https://www.nikkei.com/article/DGXZQODZ076QH007122020000000

・エリクソンも垂ぜんのIOWN構想、NTTの光る切り札
( https://www.nikkei.com/article/DGXZQODZ08126008122020000000

・NEC・富士通「幻の事業統合」 NTTが焦がれる新家族
( https://www.nikkei.com/article/DGXZQODZ0823B008122020000000 )

 ・NTT・NEC、「日英同盟」で崩すファーウェイ覇権 
( https://www.nikkei.com/article/DGXZQODZ101OE010122020000000 )

建設業界に近づくドコモを直撃

建設業界に近づくドコモを直撃、現場は5Gとクラウドの使い道が多い宝島か
川又 英紀 日経クロステック/日経アーキテクチュア
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00933/081800049/ 

※ いよいよ5Gが、実用化されてきたか…。あのイラストにあった、「絵に描いた餅」「夢のような話し」は、現実化して行くことになるのか…。その片鱗は、見えて来た感じだな…。

『現場における人の生産性向上に主眼を置いたデジタル変革を、両社で一緒に進めるのもユニークだ。デジタル技術を活用した「デジタル朝礼」「デジタルKY(危険予知)」「工程進捗共有」「AI(人工知能)エージェント」「マストタスク管理」「パーソナル(健康)管理」などに、20年度内に順次着手する。

関連記事:ドコモと竹中工務店が建設DXで協業、デジタル朝礼やマストタスク管理を現場導入へ

 ここ2カ月ほどのドコモの活発な動きには、布石があった。6月30日、ドコモは同社のネットワークと接続したクラウド上の設備を使えるサービス「ドコモオープンイノベーションクラウド」のオプション群を発表。端末とクラウド設備を結び、5G(第5世代移動通信システム)による低遅延で安全性が高い通信を提供する「クラウドダイレクト」を東京都、大阪府、神奈川県、大分県で開始した。

 クラウドダイレクトの中身を見てみると、建設業界をターゲットにしたものが多く含まれることが分かる。AR(拡張現実)対応のスマートグラスやVR(仮想現実)ゴーグルを用いた現場作業の支援、建築物の点群データ利用、MR(複合現実)を使った建築鉄骨の検査などである。

「クラウドダイレクト」で提供する主なサービス。建設業界向けのソリューションを多く取りそろえた(資料:NTTドコモ、6月30日時点)
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ARスマートグラスを使い、遠隔から現場担当者をサポートするソリューション「AceReal for docomo」。パートナー企業であるサン電子と共同で提供する(資料:NTTドコモ)

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関連記事:5GとARスマートグラスを活用した遠隔作業支援ソリューション
 これらのサービスはいずれも、先述したドコモオープンイノベーションクラウドの基盤上で提供する。

「ドコモオープンイノベーションクラウド」の全体像(資料:NTTドコモ)
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 ドコモは8月4日に、XR(VRやAR、MRの総称)を使ったサービスの企画・開発をする新会社「複合現実製作所(東京・港)」も設立している。この会社はパートナー企業である宮村鉄工(高知県香美市)と共同開発している、XRを利用した建築鉄骨業向けの作業支援ソリューション「L’OCZHIT(ロクジット)」の提供を最初に手掛ける。そしてドコモオープンイノベーションクラウドとの連携を視野に入れているという。

XRを使った鉄骨の生産管理や検査をするサービス「L’OCZHIT」の利用場面(資料:NTTドコモ)
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 建設業界向けサービスのリリースが続く中、私が一番気になったのは点群データの活用サービス「Field Simulator(フィールドシミュレーター)」である。最近、点群の取材が多かった私にとって、通信会社のドコモが点群ビジネスに乗り出したのは少々意外だった。

関連記事:点群で建築の進捗と出来形を管理、竹中工務店が探る「原寸」データの使い道と人材像
関連記事:マンション改修前に「裸」を3Dスキャン、点群モデルと40年前の手書き図を重ねた

ドコモは6月末から、点群データ活用ソリューション「Field Simulator」の提供を開始した(資料:NTTドコモ)
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ドコモが点群ビジネスに乗り出した真の理由
 「なぜドコモが点群サービスを扱うのか?」

 それを確かめるため、私はドコモでField Simulatorを担当する5G・IoTビジネス部ソーシャルイノベーション推進・先進ソリューション第一担当主査の菅野崇亮氏に会いに行った。

 Field Simulatorは点群データの取得から、3次元モデルの生成、そして活用まで、トータルで支援するのが最大の特徴である。点群ビジネスで実績があるエリジオン(浜松市)と組み、同社の点群処理ソフト「InfiPoints(インフィポインツ)」とドコモオープンイノベーションクラウドを組み合わせて、一気通貫のサービスを提供する。InfiPointsは国内で利用実績が多いソフトだ。

点群データ活用のトータルサービス「Field Simulator」の利用場面例(資料:NTTドコモ)
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 ドコモは主にクラウド設備を提供するわけだが、菅野氏によれば、「当社のクラウドと5Gの使い道を探るため、様々なクライアントにヒアリングをする中で、点群活用の話題が出てきたことに着目した」と明かす。そして法人向け5G適用サービスの先行案件の1つに選んだ。

 点群データは3Dレーザースキャナーなどを使って、空間全体を点の集合体として計測し、描写するものだ。1つの点には3次元座標と色の情報が含まれ、それを数万件、数億件と取得して空間を把握する。これからは新規物件の開発よりも改修・解体プロジェクトが増えていくのは確実なので、既存の建物の正確な計測や解体前のデータ保存に点群は欠かせなくなる。

 そんな点群はまさに、ビッグデータの塊だ。3Dレーザースキャナーでデータを取得したはいいが、それらを合成して立体モデルを作成するには、データ量が膨大なのでハイスペックなコンピューターが必要になる。点群データをネットワークで送信するときは、相当太い回線が必要だ。

 ここにドコモは目を付けた。現場で取得した点群データは3Dレーザースキャナーの機器内に保存するのではなく、5G回線で随時ドコモのクラウドに送ってもらう。大容量データの通信が求められる現場の1つが、点群の利用シーンだったわけだ。

 クラウド側には、InfiPointsが持つ点群の処理機能を用意する。ドコモのクラウド上で点群データを合成できれば、現場に点群データを処理するためのハイエンドパソコンを用意する必要がなくなる。

 もっとも、ドコモの想定通りに、建設会社などが点群サービスを利用したがるかはまだ分からない。Field Simulatorは6月30日にサービスの提供を開始したばかりで、8月中旬時点で正式契約に至った商談はまだない。

 それでも私にとって興味深かったのは、「現場で点群データを取得する作業を代行してほしいという依頼が複数寄せられた」(菅野氏)ということだ。3Dレーザースキャナーは高価なうえ、点群データの取得にはかなりのノウハウが要る。現場を回って漏れなくデータを集めるのは手間もかかる。そこでトータルサービスを提供するドコモに「データ取得作業をまずお願いしたい」というニーズが顕在化した。点群データの合成以前のフェーズにこそ、ビジネスチャンスがありそうだ。

 データ取得代行は、ドコモにとって決してもうかる商売ではないだろう。それでも、点群に関心を示す企業のデータ取得をサポートできれば、「入り口」を押さえられる。後工程である点群データの合成や活用につなげられる可能性が高まる。クラウドや5Gを有効活用できる場面が増えてくるはずである。

 しかも点群データだけでなく、図面データも大容量なことが多く、5Gは建設現場の仕事に親和性が高いといえる。完成した建物全体のセンシングデータをリアルタイムで収集するのにも向く。ドコモに限らず、通信会社と建設会社の関わりは今まで以上に密接になるのは間違いない。点群サービスは顧客開拓の「きっかけの1つ」と見ておくのがいいのかもしれない。』

5G対応ネットワーク網の構築、「現場作業」の話し…。

 ※ メディアなんかでは、盛んに「5G時代の到来!」を囃し立てている…。
 しかし、当然の話しだが、それには大前提として、「5G対応ネットワーク網」の構築が必要となるわけだ…。
 それには、誰かが「現場作業をやって」、地道に「ネットワーク網」を、工事・敷設していくしかないわけだ…。
 その「5G対応ネットワーク網の構築の現場作業」の画像を、「5Gの話し」の方で貼って、語ろうと思っていた…。
 しかし、このコロナ騒ぎで、そういう計画も吹き飛んだ感じだ…。
 まーいいや…。ここで、貼ってしまおう…。「5Gの話し」とか、悠長に語っていられるのは、いつのことになるのか、知れたものじゃない状況だからな…。

※ 「ネットワーク網の構築」とか、「口で語る」のは簡単だ…。いくらでも、「机上の計画」として、「概念図」や「モデル図」を語ることは、できる…。

しかし、実際に、現実に「ネットワーク網を構築していく作業」は、大変だ…。その原因の一つには、「5Gの電波の特性」というものがある…。

※ 5Gの三大目標は、「高速」「大容量」「低遅延」だ…。その実現のために、なるべく周波数の高い電波を使うことにしている…。要するに、「単位時間当たり」の「波の幅」が小さいものを使おうとしているわけだ…。「単位時間当たり」で、ギッシリと波が詰め込まれているわけだ…。こうなると、だんだん「光」に近いようなものになって、遮蔽物で容易にさえぎられたり、遠くまでは飛ばない性質のものとなる…。そうすると、いわゆる「基地局」「中継局」を、たくさん建てて、「中継」「中継」でつないでいかないとならなくなる…。より多くの「基地局」が必要となるわけだ…。それだけ、「基地局」「中継局」構築の「現場作業」も、膨大なものとなっていくわけだ…。

※ 都会では、設置スペースなんて、ろくろく無い…。ビルの屋上の空いている場所とか、利用していく…。そうすると、「炎天下」の作業では、「熱中症」との戦いとなる…。照り返しで、油断すれば、たちまち脱水症状となる…。

※ こういう「高いところ」での作業は、「危険と隣り合わせ」だ…。しっかり、「安全」を確保しつつの作業となる…。「命綱」は、必須だ…。吹きさらしだから、冬場は大変だろう…。工具一つだって、「うっかり、落とす」わけにいかない…。「重力の法則」により、下に誰かいた場合には、生命(いのち)にかかわることになりかねないからな…。バケツみたいなものを、携行しているのは、そういう「工具」や、作業で出た「電線の切れはし」みたいなものを、入れておくんだろう…。いや、「工具」は、また別か…。ベルトの工具挿しに、挿しておくか…。「切れはし」専用か…。そうやって、「細心の注意」を払いながら、作業していく必要があるんだ…。

※ 地上の作業では、こういうものもある…。ポールの根元にある、「電源関係」のようだな…。強力な「電磁波」を発生させるためには、強力な「電源」が必要となる…。こっちは、「電気関係」の詳しい知識が必要となるんだろう…。ベルトの「工具挿し」が、凄いな…。命綱用の「カラビナ」も、ついているな…。イザとなれば、この人も「高いところ」で作業するんだろう…。

※ 東京には、治水のために「地下の川」がある…。

※ こういうものだ…( 首都圏外郭放水路 https://www.ktr.mlit.go.jp/edogawa/edogawa00402.html

※ 上記のトンネルの画像は、そういうものの一つであると思われる…。そういう「既設のトンネル」なんかを利用して、「光ファイバー網」を構築していくわけだ…。別に「携帯電話のネットワーク網」だからと言って、「無線」でつなげなければならないわけでは無い…。「有線」でつなげるところは、「有線」でつないでもいいわけだ…。特に、「マクロ・セル(大規模基地局)」間は、「大容量」のほうがいいから、かえって「光ファイバー」でつないだ方が、いいわけだ…。

※ そうすると、今度は「光ファイバー同士をつなぐ」作業が、必要となってくる…。一定の長さで「製品」となっているから、長さをつぎ足す必要がある…。それには、一旦「ファイバー」を熱で溶かして、つなぐ必要がある…。専用の器具(機械)を使うんだろう…。それでも、上手い・下手があるから、下手くそが作業すると、つなぎ目で「透明度」が落ちてしまって、一定の性能が出ない…、なんてことが起きる可能性がある…。そういうことにならないように、これまた、細心の注意を払って作業する必要がある…。

※ 「一時が万事」、こういうものだ…。

※ そういうことの積み重ねの上に、オレらのお気楽な「5Gのネットワーク網」なるものが、乗っかっている…。

※ そして、メディアでは麗々しく、こういう「5G対応スマホ」を、囃し立てるわけだ…。

※ しかし、「ネットワーク網」が構築されていなければ、単なる「でかい文鎮」というだけの話しだぞ…。

5Gの意外なキラーアプリ、新型コロナがあぶり出す

5Gの意外なキラーアプリ、新型コロナがあぶり出す ITジャーナリスト 石川 温
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO58636190Q0A430C2000000/

『4Gでは、月間60ギガバイトまでの大容量プランであるギガホを選ぶユーザーは「二十数%にとどまっていた」(吉沢社長)。つまり、8割弱のユーザーは大容量プランではなく、月々の支払いを安価に抑えられる従量制プランを選んでいたことになる。

一方、5Gサービスの契約者の約半数は「5Gギガホ」という料金プランを選択している。5Gギガホは、月間100ギガバイトまでの通信を利用できる契約だが、現在はキャンペーンとして無制限でネット接続できるようにしている。』
『新型コロナの影響により、人と人が距離をとって働くことを余儀なくされた。結果として、多くの打ち合わせや会議がテレワークによるオンラインでの開催でも支障がないことが分かってきた。ここ数年、「働き方改革」が叫ばれ、在宅勤務が推奨されてきたが、ほとんど普及しなかった。だが、外出自粛により強制的にテレワークが導入されたことで、結果的に働き方改革が進んだ。

今後、新型コロナの問題が収束しても、オフィスへの出勤は減り、オンラインのビデオ会議への参加が増えるだろう。外出先からビデオ会議に参加する際に必要なのがモバイル通信環境だ。1時間のビデオ会議に参加すれば、数百メガバイトから1ギガバイト以上のデータ容量を消費する。1日に何回もビデオ会議に参加するとなれば、月間で相当なデータ容量が必要になる。

そこで求められるが、月間のデータ容量に制限がない料金プランだ。その点、NTTドコモの5Gギガホはスマホだけでなく、スマホとテザリングでつないだパソコンも容量無制限で使える。』
『各キャリアは、5G開始に向けて様々なサービスやソリューションを開発してきた。しかし、いずれも4Gで既に可能になっているもので、5G時代のキラーアプリケーションには程遠い印象があった。

しかし、新型コロナによってビデオ会議が5G時代のキラーアプリ候補に浮上してきた。5Gスマホを契約すれば、データ容量は無制限であり、臨場感のある映像、安定した音声を送受信できる。

Zoomなどのビデオ会議アプリは、仕事だけに使われているわけではない。自宅などからZoomで接続して複数人で飲む「Zoom飲み会」も増えてきている。

2011年に起こった東日本大震災の際にはSNS(交流サイト)のTwitterが注目を浴びた。有事の際には、人々は「誰かとつながっていたい」という気持ちが強くなる。11年はTwitterがその欲求に応えたが、20年はZoomなどのビデオ会議アプリがその役目を担うことになるだろう。

人々がリアルに会える機会が減っていく中、5Gはビデオ会議アプリと共に普及していくことになりそうだ。』

国防長官が米通信会社の電波申請を阻止へ 5G通信衛星用にLバンド電波申請もGPSに干渉の恐れ

https://holyland.blog.ss-blog.jp/2019-11-22-2

 ※ マングースさんの、「東京の郊外より・・・」のサイトからの情報だ…。
 紹介されている元記事は、これのようだ…。

https://www.c4isrnet.com/battlefield-tech/it-networks/5g/2019/11/21/to-protect-gps-satellites-esper-is-against-private-5g-proposal/

 さわりの部分のグーグル翻訳文を、紹介しておく…。

『マークエスパー国防長官は、連邦通信委員会が、システムがGPSサービスを危険にさらす可能性があるとして、5GにLバンドスペクトルを使用するというLigado Networksの提案を拒否することを望んでいます。
「リガドの提案したシステムを進めるには、不明な点が多すぎて、連邦政府にとってリスクが大きすぎると思います。Esperは、11月18日付のFCC会長Ajit Pai宛ての手紙で、提案されたリガドシステムからのGPSサービスの広範な混乱と劣化の可能性を示しています。平時と戦争の両方における軍事作戦について。」
エスパーの手紙は、同社が5Gサービスに利用したいLバンドスペクトルでの40 MHzの使用をめぐる軍とLigado Networksの戦いへの最近の進出です。
2018年10月、Ligado Networksは、5G対応技術を搭載した衛星を打ち上げ、地上5Gモバイルネットワークを展開するための複数年戦略計画を発表しました。しかし、その提案はFCCの前に行き詰まっており、FCCは計画を承認する必要があります。
しかし、ここに問題があります:そのスペクトルは会社によって認可されていますが、L-Bandは空軍のGPS衛星が通信する方法でもあります。』
『空軍が運営するGPS衛星は、現代の生活に不可欠な測位、ナビゲーション、およびタイミングデータを提供し、クレジットカードでの取引から人々のスマートフォンでのリアルタイムの指示までを可能にします。また、敵に先んじておく必要があると信じている情報の利点を米軍に提供することも重要です。
Ligado Networksが望んでいる40MHzのスペクトルとGPSが使用するスペクトルが近接しているため、政府はそこに新しい5Gネットワ​​ークを構築するという同社の計画を承認することをためらっています。
2018年12月、宇宙ベースのポジショニング、タイミング、およびナビゲーションの全国執行委員会は、Ligado Networksのスペクトル使用要求を承認することを推奨しました。そして、その決定に続いて、当時のパトリック・シャナハン国防長官は、4月にFCCが会社の提案を拒否することを勧める手紙を送りました。』

 既存の電波帯は、どの国も埋まってしまっていて、新たに割り当てる電波帯なんか、無いのが実状だ…。それで、5Gの実現のためには、既存の業者さんにお願いして、他の電波帯に移行してもらったり、なんとか空いている部分を探して対応しているのが、現状だ…。しかし、電波帯が近いと、電磁波の物理的な性質上、「干渉」が生じてしまう…。特に、この影響を受けるのが「軍事利用」の電波帯だと、問題は深刻だ…。そういう問題の一環だ…。

5Gの話し(その13)

5 要素技術確立のための取り組み・実証実験(NTTドコモの取り組みの話し)
(2)5G無線アクセス伝送実験

※ 採用にはならなかったが、15GHz帯を用いて、実証実験を行っている…。そういう取り組みが、次の「6G」の「技術的な芽」になるわけだ…。「チャネル状態情報」を用いて、「ビームを選択」すると言っている…。やはり、物理的に「ビーム状」の電波を発生・送信するわけでは無く、端末側で電波をデジタル的に選択・結合することにより「仮想的に、ビーム状の電波を受信したと同じ状態を作り出す」と言うことのようだ…。「無線パラメータを最適化して、位相雑音への耐性向上と低遅延伝送」を目指す…、と言っている。

屋外環境における、ユーザ移動速度(~40km/h)の影響を検証」する、と言っている…。最終的には、「リニア新幹線(時速500km/h)」の移動速度でも追従して、通信可能なようにすること辺りが目標だが、まずはこれくらいの速度から、と言うことだろう…。

Dynamic TDDシステムの干渉制御の効果を、フィールド実験により実証すると言っている…。

上段左が実験に用いられた装置だ…。すべて、試作器だろう…。上段右は、従来からの無線パラメータ(パケットサイズ)を、動的に組み替えて、最適なものとするNew RATの技術だ…。理論的には、そういうものだとして、果たして現実にうまく機能するのかは、実際に確かめてみる他は無い…。

下段は、実証実験の様子の概念図だ。左は、「チャネル状態情報を用いるビーム選択」とあるから、端末側で送信して寄こす「チャネル状態情報」に合わせて送信側が適切な受信状態となるように電波を発・送信する…、という話しだろう…。白い箱は、おそらく「中継局」なんだろう…。

下段右は、これだけでは、ちょっと分かりにくいが、矢印が「移動」して行く端末を、表しているんだろう…。「DL transmission」は、「ダウンリンク・送信基地局」を表し、「UL reception」は、「アップリンク・受信基地局」を表しているんだろう…。この間を、端末は「移動」しながら、受信と送信を行って行く…。その都度、「OK!」と「NG!」情報を、送信して行く…。その情報を解析して、「最適な受信状態」に持って行く…。それが、「Cooredinated scheduling」というわけなんだろう…。

5 要素技術確立のための取り組み・実証実験(NTTドコモの取り組みの話し)
(3)超高密度分散アンテナ技術

※ 基地局の構成において、「超高密度に分散配置した分散アンテナユニット」を、構築すると言っている…。そして、その「多数の分散アンテナユニット」を協調させる「協調伝送アルゴリズム」を確立すると言っている…。そして、それらを協調させて、端末の位置に応じて、「仮想セル(仮想基地局)」の制御技術を確立する…、と言っている…。

上段右が、「分散アンテナユニット」の構成例だ…。1個の大きなアンテナユニットで構成するので無く、小さなユニットを組み合わせて、小規模なもの、中規模なもの、大規模なものを、全体で実現して行こう…、と言う発想だ…。これは、後でも紹介するつもりだが、「アンテナ設置(敷設)の作業」にも貢献する…。人力で運搬したり、敷設作業をしたりするには、「小型ユニット」の方が、都合がいいからな…。

上段左は、「ダイナミック仮想セル」と言う構想だ…。8個の分散アンテナユニットを、協調動作するようにコントロールして、あたかも「1つのセル(基地局)」であるかのように制御しようというもののようだ…。「Centralized controller(中央制御装置)」は、図上では「雲」の中に置かれているんで、「クラウド」上に置く…、というつもりなんだろう…。

下段右は、その屋内実験の様子だ…。

5 要素技術確立のための取り組み・実証実験(NTTドコモの取り組みの話し)
(4)5G無線技術の実証実験

※ 「広エリア・大規模なマルチユーザー環境で、フィールド実験を行った」と言っている…。その内容は、「5Gの候補技術である」「Massive MIMO」「Sparse(※ まばらな) Code Multiple Access」「Filtered-OFDM」「Polar Code」を、ひとつの5Gプロトタイプ装置に実装して、フィールド実験を行った…、と言っている…。

しかも、あの「ファーウエイ」との共同実験だ…。前に、TDDは、「難易度の非常に高い技術だ」と言った…。

一種類の電磁波(電波)の中に、送信の波と受信の波を詰め込んで、それをまた、分離して、結合して利用するんだからな…。

ファーウエイは、この技術及びその周辺技術をずっと研究していて、ついに、実用的な水準までに「実用化」したらしい…。日本の横浜にも「日本法人」を置いて、200人以上の技術者を常駐させて、研究体制を構築した…、とも聞いた…。

だから、実証実験の「プロトタイプ装置」を作成するのにも、彼らのライセンスや、知見の力が必要だったんだろう…。

左側上段が、実験の様子だ…。4.6GHz帯の電波を使用し、300mの距離で、1.5Gbpsを達成した…、とある。白いルーフトラックの内部に測定装置と、測定人員が乗り込んでいるんだろう…。写真撮影のために、コーンを置いて、駐車スペースに駐車して撮影しているが、もちろん、路上を走行しながらデータを、計測したんだろう…。

右側が、新無線技術の説明だ…。もはや、見ても分からんな…。「Filtered-OFDM」と、「Polar Code」と言うものの説明らしい…。「非直交マルチプルアクセス」は、「波」の「位相」をずらして、「取り出し易く」する技術だったか…。「sparse code multiple access」とは、どういう技術なのか…。

一応調べたが、テキスト文献では「Machine Type Communication(MTC)に適した非直交多元接続方式とその応用」とか言う学術論文( https://search.ieice.org/bin/pdf_link.php?category=B&lang=J&year=2017&fname=j100-b_8_505&abst= )に当たったくらいだ…。『本論文では LDS と SCMA についての解説を行った.直交多元接続方式よりもシステム容量を拡大させることが可能であることから 5G において非直交多元接続方式が用いられることが想定されており,LDSとSCMAもその候補となっている.LDS,SCMAではあらかじめ決められた周波数で各ユーザが信号をラウンドロビンで重畳して送信するだけでよく,受信側においてMPAにより繰り返し演算を行うことによりユーザ検出ができる。この組み合わせにより伝送シンボル数に対する 100%以上のユーザ数の過負荷伝送を行っても正常に復号できる。この送受信側の原理についてそれぞれ詳細を述べた。また送信側の手順が比較的簡素であることから,mMTC の上りリンク伝送に適していることを説明した。計算機シミュレーション結果より,LDS と SCMA が上りリンク環境において OFDMA よりも高品質大容量伝送を実現していることを明らかにした。更に 5G における標準化動向も 紹介し,多元接続手法に期待されていることと LDS,SCMA の応用例について述べた。5.1 で述べたように 5G における非直交多元接続方式は LDS,SCMA 以外にも種々のものが提案されており,mMTC の早期実現と普及が期待される。』とか語っているが、難しくて、到底理解できん…。

画像で検索したら、けっこういいものに当たったぞ…。英文のサイトだったが…。「Sparse Code Multiple Access [SCMA] for 5G New Radio [NR]」( https://moniem-tech.com/2018/12/28/scma-for-5g-new-radio/ )

まず、「原理(考え方)」の説明だ…。5Gの「多元接続」を実現するためには、「多数の端末」が接続して来た時、基地局側では、その端末毎に要求されたデータを送信する必要がある…。しかし、発信する周波数帯は、限定されており、端末毎に異なる周波数帯を使って送信する…、と言うわけにはいかない…。そこで、各端末が要求しているデータを混ぜ込んだ、「混合データ」を送信し、各端末では、その「混合データ」から、自分の要求に適合した「データ」のみを、「復号」する…、ということを考えたわけだ…。

その「混合データ」の構造は、「レイヤー状(層状)」になっており、各端末で、自分に割り当てられた(復号を指示された)「層」のデータのみを、復号する…、と言うような仕組みにしてあるんだろう…。

その「混合データ」の作り方、「復号」のやり方を取り決めているものが、「codebook」と言うもので、上記の図はその 「codebook」 の生成のやり方の説明のようだ…。エリア内で、アクセスして来た端末の位置を把握し、それから「 codebook 」を生成し、「混合データ」を作成し、復号のやり方を端末に割り当てる…、と言うような感じなんだろう…。

各端末には、そういう「データ」を生成できる、「encoder」を備えている…、ということが前提になっている…。そういう各端末で生成した端末毎の「データ」に基づいて、基地局では、「混合データ」を生成する…、と言う話しのようだ…。

そういう各端末と基地局間のデータの送受信を通じて、「多元接続」にもかかわらず、「低遅延」「大容量通信」を実現して行こうという構想だ…。

5Gの話し(その12)

5 要素技術確立のための取り組み・実証実験
(1)5G電波伝搬(総論)その2(測定技術・測定方法の開発の話し)

※ 従来は、こんな感じで「スループット(単位時間当たりに、伝送できるデータの量。「実効速度」とか、訳されている。これが大きいほど、大容量のデータを短時間でやり取りできる…、と言う話しになる)」を計測していた。「サーバ」から、でかいデータを流して、自分のPCで、最寄りの「アクセスポイント(AP)(※ 無線の基地局)」にアクセスして、そのデータを「ダウンロード」してみて、それに掛かる時間を計測する…、という方法だ。インターネット回線を開設した時、「どれくらいの、速度なのかな?」と、試してみた人も多いことだろう。

また、「遅延量」は、上記のような感じで、計測していた…。同様に、「サーバ」から、最寄りの「アクセスポイント(無線基地局)」に指示して、「測定用パケット」を送信してもらい、測定対象のPCで受信する。そして、パケット到着を「計測用のサーバ」に送信する…。他方で、「サーバ」は、パケットの通過を「計測用のサーバ」に送信する…。「計測用のサーバ」では、この両者の「データ」を付き合わせて、「遅延量」を計算する…。

この方法では、問題点が2つある…。1つは、専用の「計測用のサーバ」が必要となることで、2つ目は、その「計測用のサーバ」と測定対象のPCからのアクセスを許可するIPアドレスの設定が必要になることだ…。測定対象のPCが、通常ネットにアクセスしている時に使う「サーバ」は、「プロバイダー」が準備して、アクセスを許可しているものだからな…。「計測用のサーバ」にアクセスするには、それを許可する設定が必要になる…。

5Gにおいては、4Gまでとは、比較にならないくらいの数の「基地局・中継局」が必要となる…。それに対応するだけの数の、「計測用のサーバ」を設置するのは、手間とコストの両面から大変だ…。

※ そこで、「簡易な測定装置」を、新たに開発した。

14センチ×20センチ(厚さ6センチ)のリモコンくらいの大きさの装置だ。それでも、「周辺AP情報表示」「利用済みチャンネル番号確認」「無線通信状況表示」「スループット推定」「IP電話音声品質推定」と言う機能を有している…。 「IP電話音声品質推定」 とあるが、この当時は、「遅延量」が問題となる代表のデータのやり取りが、 「IP電話音声品質 」だった(「遅延量」が多くなると、「通話」が途切れて、「何を言っているのか、分からんぞ…。」と言う話しになる…)からそう表現しているだけの話しで、「データの送受信における遅延量」と言うことだ…。

この装置を使用した測定技術は、上記のような感じとなる(専門技術のようなんで、「感じ」しか分からんが…)。

まず、「スループット」の方は、「伝送速度」を固定しておいて、「パケット長」と「伝送速度」から「スループット理論値」を計算する…。そして、実際に「測定用パケット」を流してみて、「パケット再送要求(うまく受け取れなかったから、もう一度送信してくれ、と言う要求)」「パケットロス(送信したけど、どういうわけか、受信されずに行方不明となった)」なんかを折り込んで、「パケットエラーレート」を計算する…。この両者の値から、「スループット推定値」を計算する…。

次に、「遅延量」の方も、上記のような感じとなる(同様に、「感じ」しか掴めんが…)。

まず、利用する「IP電話アプリ」の「コーデック」(デジタルデータを音声データに変換する、「やり方」-何種類かあるんだろう…)を決定する…。それに応じて、「測定用パケット」の「パケット長」と「パケット送信周期」を決定する…。そして、実際に「測定用パケット」を流してみて、上記同様に「再送要求」や「パケットロス」を折り込んで「パケットエラーレート」を計算し、「送信時刻」と「受信時刻」の付き合わせから、「遅延量」を測定し、「平均遅延量」を計算し、「(総合的な)遅延量を推定する」…、と言う段取りのようだ…。

5Gの話し(その11)

※ これまでの説明で分かる通り、現状5Gは、「絵に描いた餅」だ…。

この餅が「喰える餅」になるためには、目標とする大容量、超高速、超低遅延、移動性への追従…、なんてな「お題目」を実現するべく、実際の行動を積み重ねて行くより他は無い…。

世間の人々(オレも含めて)は、「絵に描いた餅」の話しを聞くと、または、それが示されると、「ああ…。オレもそういう餅を、喰ってみたいものだ…。」と思うだけのことだ…。

しかし、そう思っているだけでは、いつまで経っても、「餅」は喰えるようにはならない…。喰えるようになるためには、一歩一歩地道に、「実現」へと向けて進んで行くより他は無い…。

特にこの手の、「新技術」の実現の場合は、仮説の提起→実証実験(=データ取り)→それを受けての、新たな仮説の提案・提起→実証実験(データ取り)…、を何度も何度も繰り返して行く他は、無い…。

そういう取り組み・実験を、外部に発表したNTTドコモの資料に当たったんで、それを紹介する…。多分、2016年頃の資料だと思う…。『ドコモ、5Gへの取り組み・実験(.pdf) https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/tech/5g/docomo5G_openhouse2016.pdf 』

その前に、もう一度、5Gの「絵に描いた餅」の話しを、確認しておこう…。「絵に描いた餅」の話しは、何度聞いても心地よいものだからな…。

5 要素技術確立のための取り組み・実証実験(NTTドコモの取り組みの話し)

(1)5G電波伝搬(総論)

※ 「様々な環境における高周波数帯電波伝搬特性(伝搬損失特性、遅延特性、到来方向特性、人体遮蔽特性、粗面による影響の特性)」を、検討する…、と言っているな…。「粗面」とは、よく分からないが、表面がツルツルしていない、ザラザラの壁面なんかの「電波の反射・折れ曲がり特性」なんかを調べるんだろう…。

※ そして、その結果をもとに、「5Gシステム評価用チャネルモデルの提案を行う」と言っている…。まず、「5Gのシステム」にふさわしい「電波のチャネルモデル」を提案する前の段階で、「評価用のチャネルモデル」を構築・提案する…、と言う話しだ…。

この手の「新技術」の開発は、その目標とすることの実現のための「実証実験」を重ねて行くんだが、その「実験装置」自体が、まだ「存在しない」…。それどころか、対象である事象の「測定装置」すら「存在しない」…。だから、「測定装置」から「作って行く」「試作して行く」と言う話しだ…。この後も、延々と、そういうことの繰り返しなんで、よくよく噛みしめておいた方がいい…。

そうそう…。前に、「日本の場合、ギッシリと既存周波数帯が利用されていて、空き周波数帯を見つけるのに、難儀した…。」という話しをした…。しかし、それは、特に日本に特有のことでは無く、各国それぞれそういう状態に置かれていて、それぞれ自国の事情を申し述べて、採用周波数帯の決定に当たっては、すり合わせを行ったらしい…、と言う資料に当たったんで、紹介しておく…。

グリーンは、「良かろう」というもの、イエローは、「まあ、なんとか」と言うもの、レッドは、「ムリです」というもののようだ…。これを見ると、28GHz帯を採用したと言うことは、日米韓の市場を狙い、中国市場及びヨーロッパ市場は、「あきらめた」と言うことのようだな…。それぞれ攻略できる市場の規模も考慮して、採用周波数帯を決定して行った…、と言うことだろう…。

※ まず、タイム・スケジュールが示されている。大体、10年毎に「世代(G)」が進むらしいんで、「4G」が確定したすぐ後の2010年頃から、2020年に向けての「歩み」を始めたんだろう…。と言うよりも、「4G」の実証実験の中に、既に、「5G」に向けての「進歩・発展の芽」が、見い出せるものなんだろう…。技術的な「進歩・発展」とは、そう言うものなんだろう…。

上段で、実証実験の様子が紹介されている…。注目は、一番右で語られていることだ…。「高周波数帯の伝搬特性の高精度推定法の検討」と言っている…。実験装置を組んで、特性を示すデータを収集しても、どうも「高周波数帯」においては、その特性を把握することは、困難らしい…。わずかな「波の電界・磁界」の変化なんで、測定装置の精度の限界の問題もあるんだろう…(素人の推定だが…)。それで、「推定」する他無く、その推定を「高精度」なものにして行く…、と言う方向性で、取り組んだようだ…。

そういう「理論」や、それに基づく「取得データ」を示して、「標準化会議」に臨み、「要素技術の策定・確定」をリードして行く…、と言う話しのようだ…。

それで、「デファクト・スタンダード」となれれば、いいが、そうでなければ、投入したヒト・モノ・カネの資源と時間の、回収は覚束ない…、担当者の責任問題も発生する…、と言う話しだ…。大変なものだな…。

5Gの話し(その10)

※ 周波数つながりで、5Gの要素技術として、無線通信技術関連の要素技術について、語ることにする…。5GNR(New Radio)と言われているものだ…。

※ いきなり専門用語が出まくりで、かなり分かりにくい…。素人には、通信方式も接続方式も似たようなものに思えるが、通信方式は、受送信している電波をどう利用するのかに焦点を当てて考えていて、接続方式は、基地局と端末や、基地局間でどう信号をやり取りして、狙った電波を送信させるのかに焦点を当てて考えているもの…、程度の理解で十分だろう…。

※ 上記の分類だと、TDD方式は通信方式に、OFDM方式は接続方式に分類されているが、素人的には、代表的な「通信・接続方式」として、TDD方式とOFDM方式がある…、というような把握でいいだろう…。

※ 5Gに限らず、公衆無線通信においては、基地局と端末は、常に信号のやり取りを行い、基地局から一方的に電波が送信され、それを端末が一方的に受信する…、というようなものでは無い…。端末側も、「今の受信状態は、どうなのか」「どういう送信を行ってもらいたいのか」という情報を、基地局・中継局に対して送信しながら、適切な受信を得る…、と言うような構造になっている。

※ FDD方式は、その送受信を、異なる周波数帯の電波を使用して行う。それに対して、TDD方式は、送受信を、同一の周波数帯の電波を使用して行う…、と言うものだ。

※ デジタル信号は、自在に分割・結合が(理論上は)可能だという説明をしたが、まさにTDD方式は、1本の周波数帯の電波に、送信情報と受信情報を埋め込んで行うものだ…。それで、Time Division Duplex(時分割複信)と呼ばれている…。もちろん、技術的には、相当難易度が高い。連続した電磁波(電波)の波の山と谷を、正確に0と1に置き換えるのは、至難の業だし、当然「エラー対策」の仕組みも、用意する必要が出てくる…。しかし、技術的な進歩は、そういうことを可能にしたようだ…。

※ それで、ドコモなんかも、徐々に採用に踏み切ったりしたようだ…。前述のように、既存周波数帯がギッシリ詰まっていて、とてもまとまった空き周波数帯を取れないような日本みたいな状況では、背に腹はかえられない…、と言う事情も、あったんだろう…。

※ 「OFDM」という技術が、説明されている。『 OFDMとは、Orthogonal Frequency Division Multiplexingの略で、日本語では直交周波数分割多重と訳されるデジタル信号の変調方式の一種。ADSL、無線LAN、WiMAX、LTE、デジタルテレビ放送などで幅広く採用されている。
データをサブキャリアと呼ばれる複数の搬送波に分割し、周波数方向に並列に送信するマルチキャリア変調方式の一種となるが、各サブキャリアを直交させる(波の位相を90度ずらす)ことでサブキャリア間の間隔を密に配置し、限られた周波数帯域を有効に利用したり、マルチパスや干渉波の影響を少なくすることができる。
周波数軸上にたくさんのサブキャリアが重なり合うように配置されるため、信号が互いに干渉するように見えるが、直交させることで各サブキャリアの中心周波数が他のサブキャリアの信号強度が0の部分に位置するように重なり合うため、重ね合わせた信号を後から分離して容易に取り出すことができる。
なお、OFDMのサブキャリアをそれぞれ異なるユーザーに割り当てることで同一周波数上での多元接続を実現する方式をOFDMAと呼ぶ。』 

 これも、電波(電磁波)の山と谷を、正確に0と1に置き換え、正確に復元するための技術の一つだ…。限られた周波数の中に、できるだけ多くの山と谷を詰め込むと、間隔が密になり過ぎて、正確に0と1に置き換えるのに難儀する…。そこで、「 各サブキャリアを直交させる(波の位相を90度ずらす) 」というような仕掛けを施して、取り出し復号することを容易にしようという考えだ…。

※ 「超低遅延」実現のための技術の説明だ。前述のように、基地局と端末間では、情報のやり取りを行っているわけだが、その送受信にかかる時間を、短縮して、送信も受信もパパッと完了するようにして行こう…、というものだ。そのための方策として、・サブキャリア間隔を広くするー同じ12サブキャリア( データを複数の搬送波に分割したもの)でも、180KHzから1.44MHzに間隔を広くして、同じデータ量を短時間で送信可能としよう、というものだ。 ・単位時間長をフレキシブルに変更するーデータ量が少ない場合などに、スロット内のシンボル数を変化させて送信する…、というようなことを考えている…。

※ ここで、「フレーム」「サブフレーム」「スロット」「シンボル」というような用語が登場している…。

※ 電波(電磁波)の山と谷を、0と1に置き換えたもの(デジタル信号)なんで、コンピューターにおける「マシン語」の理解のアナロジーで、理解すればいいだろう…。そういう0と1を詰め込む(または、乗っかる)「箱」の単位の話しなんだろう。

※ 「フレーム」が一番でかい箱で、10個の「サブフレーム」が詰め込まれている。「サブフレーム」は、1「スロット」を構成し、その中には14個の「シンボル」が入っている。1「シンボル」には、先頭に「CP」と言うものがある。電波(電磁波)の山と谷を正確に1 と0に置き換えないとならないので、他の「実効データ」と判別しやすくするための「フラグ」みたいなものなんだろう…。この1「スロット」内の14個の「シンボル」が、実際の「0と1」で表現される「デジタル・データ」というわけなんだろう…。

※ 「サブキャリアの間隔を広げる」とは、波の幅を狭くして(より細かい波にして)単位時間当たりに伝送できる山と谷の数を多くする…、と言うことなんだろう…。

※ そうすると、機器(特に、電磁波の発生装置)の「発熱」は、もの凄いものとなるだろうな…。CPUにおいて、処理能力を上げようとして、「クロック周波数」を上げると言う話しと、同じだ…。

※ 基地局( or 中継局)と端末間の、情報のやり取りの方向の切り替えの話しだ…。『アップリンクとは、通信回線の上り方向のこと。端末から、基地局やサーバーに近い方向への通信経路を意味し、パソコンなどの端末からデータを送信する場合は、ほとんどがアップリンクとなる。逆方向の通信経路はダウンリンクという。             また、通信速度や使用する周波数帯域を表現する際にも使用する。携帯電話などの無線通信では、端末側と基地局側の装備の違いや常時双方向通信を可能にするなどの理由から、送信と受信で利用する周波数帯域や通信速度が異なる場合が多い。そのため、「アップリンクの帯域は○○MHz」「通信速度はアップリンク(上り)○○kbps」というように表現される。』

前述のように、公衆無線通信においては、絶えず、端末は基地局との間で、通信のやり取りを行っている…。それで、この切り替え(端末→基地局、端末←基地局)を、4Gまでは、時間単位で行っていた。「10msec(0.01秒)」経過する毎に、アップとダウンを切り替えると言う仕様になっていた…。

5Gでは、これを、もっとフレキシブルな形で行えるように、仕様を変更した…。「Semi-static TDD」では、基地局が「0.5 0.625 1 1.25 2 2.25 5 10」の8種類のパターンを選択できるようにした。

パターン「#A」の図を見ると、オレンジの「D」(ダウンリンク、基地局→端末)とブルーの「U」(アップリンク、基地局←端末)の間に、白い部分がある…。これが、「Switching period」と言うもので、物理現象(電磁波を出して、空間に作用させ、波のように伝搬させて、遠くまで到達させる)なんで、そう「瞬時に」切り替えることができるものでは無い(送信側は、高周波電流を切り替えるだけなんで、瞬時に切り替えることはできるんだろうが、端末側は、「波」の到来を待って、切り替える必要がある…)。それで、一定の間隔を空けているんだろう…。

パターン「#C」の図を見ると、最初は、「D(ダウンリンク、基地局→端末)」だったが、「切替スロット」の情報が到来している…。ここで、「D」と「U」を、切り替えるわけだ…。1スロットには、14個のシンボル(0と1の情報)を納めることができ、4個の「D」の後に、5個の白い部分(おそらく、無意味信号部分)が続いた後、4個の「U」に切り替わっている…。合計すると、1個が14個のシンボルに足りないが、1個は前述の「CP」と言うことなんだろう…。

後は、この基地局の選択した本来の「切り替え周期(0.25msec)」で、「U」と「D」を切り替えて、通信がなされて行く…、というような感じのようだな…。

Dynamic TDD」は、もっと凄いぞ…。切り替える頻度が、もはや「スロット(14シンボル)」単位では無く、「シンボル(1スロット内に14納められている)」単位でできる仕様になっている…。

「56パターン」の切り替えが可能…、と言っているが、この「56」という数字がどこから生じたのかは、ちょっと分からないな…。

いずれにせよ、ここで紹介されている5パターンのような 「U」と「D」 の通信を、端末からの要求を受けて、自在に切り替えて通信を行っていくわけだ…。

5Gの話し(その9)

4(1)要素技術の策定・標準化(使用する周波数帯の決定までの動向)

※ ここまで、5Gの目標を達成するための様々な要素技術の代表を検討してきた。それで、次は、そういう要素技術の提言・策定のために、各メーカーが試行錯誤し、様々な実証実験を行って来たことを、「NTTドコモ」の事例を中心に紹介しようと、思っていた…。

※ しかし、今日また、いろいろ調べていたら、「新世代モバイル通信システム委員会 技術検討作業班における検討状況」と言う総務省作成の資料に、当たった…。( http://www.soumu.go.jp/main_content/000538001.pdf )

ここには、5Gの目標実現のために、主に「利用する周波数帯」の決定に至る過程が、記述されていて、非常に参考になる…。そもそも、5Gの目標実現のためには、「要素技術」の検討どころか、その「利用する周波数帯」をどう決定するのか、の段階で悩まないとならなかったんだ…。それで、順番は前後するが、この資料の方から紹介する…。

※ まず、タイム・スケジュールは、こんな感じだった…。ITU(国際電気通信連合)と言う国際組織や、3GPP(日米欧中韓の標準化団体)が中心となって、プロジェクトを進めて行ったようだ…。「リリース」と言うのは、ある程度固まった「仕様」から、どんどん発表して行って、各国の対応を促して行ったんだろう…。

※ わが国の「電波の使用状況」は、こんなものだった…。既に、ギッシリ使用されてしまっていて、新たに利用できる周波数帯は、見当たらないような状況にも見える…。近年は、「自動運転」とか、「安全運転支援」とかで、自動車ですらミリ波のレーダーを使ったりしているからな…。

※ ピンクの破線と薄いピンクの部分が、「利用できる可能性があるのでは…。」とされた帯域のようだ…。

※ 3.7GHz帯と、4.5GHz帯において、共用ができないか、検討したようだ…。ここでは、「電気通信業務(固定衛星から地球に、電波を送信して利用している)」や、隣接帯域では、「航空機電波高度計」や「5GHz無線アクセスシステム」( 『この5GHz帯無線アクセスシステムは、都市部に加えてルーラル地域におけるインターネットサービスのインフラとして、特に離島や山間部など有線方式が困難であった地域において、本システムを利活用することにより、光ファイバー等の敷設費用に比べ、ユーザーあたりのコストを抑えたインターネットアクセスが可能となることから、電気通信事業者の使用に限らず、地方公共団体等による地域ごとに特色のあるサービスへの利活用が期待されています。』と言うことらしい…)がある…。近接周波数帯域では、どうしても、電波の「干渉」が生じてしまう…。「航空機電波高度計」に干渉が生じては、マズいだろう…。

※ 「Cバンド固定衛星業務」って、スカパーとかの「通信衛星」を利用したサービスなんかのことかな? 別に、コンテンツ配信に限らず、国際中継画像の送信なんかにも、利用されているものだな…。「国内免許の地球局は56局」もあるのか…。

どうも違うようだ…。大体、オレの認識ではWOWOWは衛星放送、スカパーは通信衛星放送、スターチャンネルも通信衛星放送…、というものだったんだが、いつの間にか、全部「衛星放送」になっていたようだ…( スター・チャンネル https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%82%BF%E3%83%BC%E3%83%BB%E3%83%81%E3%83%A3%E3%83%B3%E3%83%8D%E3%83%AB#BS/%E6%9D%B1%E7%B5%8C110%E5%BA%A6CS%E3%83%87%E3%82%B8%E3%82%BF%E3%83%AB%E6%94%BE%E9%80%81%E3%81%AE%E7%B5%8C%E7%B7%AF )。

そうすると、「 Cバンド固定衛星業務 」ってなんだろう…。「ケーブルテレビ」の通信衛星版みたいなことをやっている業者なのか…。

※ 国内免許の電波高度計は1,100局もあり、5GHz帯無線アクセス登録局に至っては、12,017局もあるんだな…。

※ 固定無線アクセスシステムとは、『固定無線アクセスシステム(FWA:Fixed Wireless Access)は、オフィスや一般世帯と電気通信事業者の交換局や中継系回線との間を直接接続して利用する無線システムです。地域通信市場の競争促進、インターネットの利用拡大等大容量通信ニーズへの対応という点で展開が期待されています。電気通信事業者側の基地局と複数の利用者側の加入者局とを結ぶ1対多方向型(P-MP;Point to Multipoint)と、電気通信事業者側と利用者側とを1対1で結ぶ対向型(P-P;Point to point)があります。』と言うようなものらしい…。

※ こっちも、国内免許局は、6,150局もある…。

※ 筑波に、衛星間通信に関して、「筑波衛星間通信校正局」なるものがあることは、知らんかった…。正しいデータがやり取りされているのか、「チェック」でもするんだろうな…。

※ 前述のように、5Gの「多元接続」実現のためには、「ビームフォーミング技術」が必須となるが、これを実行すると、隣接の他システムに「干渉電力」が生じる…。しかも、ビームフォーミング技術においては、その電波の指向性が「動的に」変動するために、対処が難しい…、と言う話しになる…。そこで、5G基地局から発信・送信される電波を、統計的にモデル化して、「最大パターン」「平均パターン」「瞬時のパターン」などとデータ化し、それを提供することで、極力干渉を抑制してもらおう…、と言うような提言のようだ…。

※ これも、上記と似たような提言だ…。5Gの利用形態として、コンサートやスポーツ観戦において、多くの人が集まるようなところで、「多元接続」を実現することが、想定されている…。その時、例えば地方のコンサート会場やスタジアムなんかでは、恒久的な基地局ではなく、一時的な「移動基地局」を設置することなんかが、考えられている…。その時に、近隣の無線局にデータを提供して、極力電波干渉なんかの影響を、抑制してもらおうと言う話しだろう…。もう、そういう5G対応の移動基地局のようなものは、開発されている…。

ちょっと、頼りない感じだが、支柱を傾けて、台車を転がして、数人がかりで移動させるんだろう…。あるいは、移動の時はパーツを取り外しておいて、大体位置が決まったら、各パーツを組み付けるのか…(「ドコモが5G移動基地局、すぐに使いたい人へ」(2019年04月26日) https://newswitch.jp/p/17416 )。

こういう風に、共用のための技術や方策の策定の他方で、既存の無線局の人々に協力をお願いして、周波数帯の移動が実現できるものは、移動してもらう…、と言う話しになったようだ…。

※ 28GHz帯なんて、このくらいのボリュームだ…。「プラチナ・バンド」と言われているわけが分かるな…。

結局のところ、まとまって取れる空き周波数帯なんてものは無く、なんとか「共用技術」により、干渉を極力抑制しつつ、既存周波数帯との共用で行く…、と言う話しになったようだな…。(「5G実現に向けた進捗状況について(※ 平成30年総務省作成の資料)」 ( http://www.soumu.go.jp/main_content/000587659.pdf )

5Gの話し(その8)

4(4)要素技術その4(ビームフォーミングの話し)

※ ビームフォーミング技術について、語る…。この技術が、5G三大目標の一つ、「多元接続」のポイントとなる技術だからだ…。

※ 電波の「発生原理」が、上記のようなものだから、電波は電流が流れる導体を中心として、「同心円状」に伝わるのが原則のはずだ…。

こんな感じとか…

こんな感じとかのはずだ…。

※ しかし、こういうものだとすると、5Gの「多元接続」においては、少し具合が悪い…。この状態では、この同心円内にある端末は、全て同じ種類の電波を受け取る…、という話しになるからだ…。

※ 5Gの目標とする「多元接続」では、端末毎に違ったことをやれないと困る…。あるユーザーは、高速で大容量の「データ」をダウンロードしたいし、あるユーザーは、スポーツ観戦における360°映像を、リアルタイムで視たいし、あるユーザーは、双方向でRPGがやりたい…。そういう多種多様な、接続形態を実現して行こうとするのが、5Gにおける「多元接続」だ…。

※ こういう図を見ると、素人は、「送信する際に、何らかの仕掛けを施して、電波の送信の方向を曲げたり、何層もの電波を発信したりするんだろうな…。」と思ってしまうが、どうもそうでは無いようだ…。

上記は、5G実現のためにドコモが行った実証実験について、ドコモが外部に発表した資料だ…(後で、また、まとめて取り上げる)。上段右を見てほしい…。4Gのパケットを、組み立て直して変更しているだろう。前に語ったが、デジタル方式においては、デジタルデータの切り出し・結合は、自由にできるんだ…。だから、空間中に存在する電波のデジタル信号から、何を取り出して、どういう風に結合するのかは、その端末の自由…、と言うことになる…。

「図4送信ストリームとビームフォーミング効果」の図では、セル(基地局)からの距離の遠近により、4層のビームの内のどれかを選択しているイラストになっている…。しかし、別に送信側で「層状」になるように電波を発信しているわけでも無く、その電波が届く範囲内の「端末」が、自分で「デジタル信号」を「切り出し」、自分が必要とするものを選択・決定し「結合」して、利用している…、と言う話しだ…。

そういうことを、実現する基盤となっているのが、「MIMO」と言うことになる…。

「MIMO」とは、定義的には、

MIMO
 ※ 『MIMO (multiple-input and multiple-output、マイモ)とは、無線通信において、送信機と受信機の双方で複数のアンテナを使い、通信品質を向上させることをいう。スマートアンテナ技術の一つ。なお、”input” および “output” との言い方はアンテナを装備した機器を基準とするのではなく、信号を伝送する無線伝送路を基準としている(伝送路から見て入力となる送信側が “input”、伝送路から見て出力となる受信側が “output” となる)。
帯域幅や送信出力を強化しなくともデータのスループットやリンクできる距離を劇的に改善するということで、無線通信業界で注目されているテクノロジーである。周波数帯域の利用効率が高く(帯域幅1ヘルツ当たりのビットレートが高くなる)、リンクの信頼性または多様性を高めている(フェージングを低減)。以上からMIMOは、IEEE 802.11n (Wifi)、4G、3GPP Long Term Evolution、WiMAX、HSPA+といった最近の無線通信規格の重要な一部となっている。』と言うようなものだ…。
https://ja.wikipedia.org/wiki/MIMO

要するに、送信側・受信側ともに、複数のアンテナを使用し、複数の電波の中から必要なものを、切り出したり、結合したりして、結果として、「複数の層状の電波」や「複数のビーム状」の電波を受信したと同じような状況を作り出す技術 (その意味では、「電波の仮想化」の一つ)…、と言うことのようだ…。

なにしろ、送信側のアンテナは、パネルになっており、1024個もの送信端子を備えている…。原理的には、1024もの「電波」を発信できる…、という話しになるはずだ…。もちろん、現実には「干渉」や、「遮蔽」と言った問題があるし(天候にも左右されるという話しだ…。雨だと、あまり遠くまでは、飛ばないらしい…)、地形やビルの配置なんかによっても、影響されて来る話しだろう…。

しかし、空間中に複数個存在する電波から、必要なものを選択して、自分が必要とするものを「切り出し」自在に「結合して」利用すればいい…、と言う話しになる…。

そうやって、「多元接続」を実現して行こう…、という話しだ…。

5Gの話し(その7)

※ これまでは、いろいろネットで収集した資料を元に、構成して来た…。自分なりに順番を考えたりして、紙に構成を書き出したりして、それに基づいて説明してきた…。しかし、今日、調べたいことを検索してたら、「2018年版 総務省作成の資料」に当たった…。これがよくまとまっている感じで、5Gの全体像を把握するには、こっちの方が手っ取り早い感じだ…。

※ ここら辺が、「デジタル資料」のいいところだ…。編集、章立て、説明の順番の差し替えなんかが、自由自在だ…。

※ さらには、オレ自身の5Gへの理解も、少しは深まったんだろう…。こういう投稿を作成する一番の効用は、そういう作成者自身の理解が深まって行くことだ…。

※ そういうことで、重複もあるが、ちょっと当初の予定の順番を崩して、紹介する…。

2020年の5G実現に向けた取組(2018 年 1 2 月 1 8 日 総務省)( http://www.soumu.go.jp/main_content/000593247.pdf )

※ 5Gで達成しようとしている目標だ…。

※ 同じく達成しようとしている目標だ…。「2時間の映画を、3秒でダウンロード」「ロボット等の精緻な操作をリアルタイム通信で実現」「自宅部屋内の約100個の端末・センサーがネットに接続」とか、言っているな…。

※ 5Gの基本コンセプトの説明だ。「スマートホーム・ビルディング」「スマートシティ」とか、社会インフラ的なもの、「AR(拡張現実)」「インダストリアル・オートメーション」とか、「ミッション・クリティカル・アプリケーション」とか、「自動運転車」とか、社会的なインパクトの大きいものを取り上げている点が、特徴だ…。

※ さらには、「ビジネスモデル」にも言及している。「B2B2X」モデルだ…。5Gは、通信ネットワークで、本来は通信事業者が国の後押しを受けて推進して行ってもおかしくは無いようなものだ…。しかし、「どういう形態が、最も適切なのか」「どういう形態のサービスが、成り立ち得るのか」先行きの予測は、誰にもつかない…。そこで、「X」(最終ユーザー)の動勢に委せ、そのニーズをくみ取り、そのニーズの動勢によって、成り立ちうる「ビジネス」を探って行こう…、というわけだ…。こうしておけば、「X」と「B」を仲介するような新規の「起業者」も現れ得るし、経済活性化にも寄与し、「行政」は責任を取らなくて済む…、という話しでもある…。

※ 2016年版と一番大きく違うのは、この「IoT(インターネット・オブ・シングス、ありとあらゆるもの(デバイス、端末)がインターネットに接続するようになるという概念)」の基盤を支えるものとして5Gを捉えていることだ…。そうなると、社会インフラだけでなく、「産業構造」にすらインパクトを与えるものとなる…。当然、その流れに「ついて行ける企業」と「ついて行けない企業」が生じ、企業の選別・合従連衡も生じ得ることとなる…。「日経コミュニケーション 2015年4月号」には、既に掲載されていた話しのようなんで、2年間で総務省(その官僚達)の理解も進んだということなんだろう…。

※ 要素技術の解説だ…。「5Gのネットワーク構成」という観点から説明している…。

「サブキャリア」という用語が出てきているが、『OFDMの概要
読み: おーえふでぃーえむ 英語名: Orthogonal Frequency Division Multiplexing
OFDMとは、Orthogonal Frequency Division Multiplexingの略で、日本語では直交周波数分割多重と訳されるデジタル信号の変調方式の一種。ADSL、無線LAN、WiMAX、LTE、デジタルテレビ放送などで幅広く採用されている。
データをサブキャリアと呼ばれる複数の搬送波に分割し、周波数方向に並列に送信するマルチキャリア変調方式の一種となるが、各サブキャリアを直交させる(波の位相を90度ずらす)ことでサブキャリア間の間隔を密に配置し、限られた周波数帯域を有効に利用したり、マルチパスや干渉波の影響を少なくすることができる。
周波数軸上にたくさんのサブキャリアが重なり合うように配置されるため、信号が互いに干渉するように見えるが、直交させることで各サブキャリアの中心周波数が他のサブキャリアの信号強度が0の部分に位置するように重なり合うため、重ね合わせた信号を後から分離して容易に取り出すことができる。
なお、OFDMのサブキャリアをそれぞれ異なるユーザーに割り当てることで同一周波数上での多元接続を実現する方式をOFDMAと呼ぶ。』と言うようなものらしい…( https://www.kddi.com/yogo/%E9%80%9A%E4%BF%A1%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%83%93%E3%82%B9/OFDM.html )。

※ 要素技術の解説2だ…。ここでは、「拡大LTE」では無く、「高度化LTE」と言っているな…。C/U分離も、出てきている…。

※ 要素技術の解説3だ…。ここで説明されていることは、「無線技術」ではなく、むしろ、「基地局」同士をつなぐ光ファイバー・ケーブルのネットワーク技術に関するものだ…。後で、もう少し語るつもりだ…。

※ 既存の4Gの設備を活かしながら、いかに5Gに対応させて行くのかの説明だ…。ここでは、エリア単位では無く、既存の「マクロセル(比較的大きい基地局)」はそのままにしておいて、新しい「スモールセル(ユーザの端末と電波をやり取りする設備)」を、どんどん増設して行く…、という構想が説明されている…。そして、ある程度普及して来たら(5G端末の契約ユーザーが増えて来たら)、「マクロセル(比較的大きい基地局)」の設備を更新して行く…、と言うやり方が説明されている…。そこでも、全く設備を入れ替えるのでは無く、「新設備」を付加していくようなイメージで、説明されている…。

※ なお、「5Gで達成が期待されていること」「5Gで達成される明るい将来」の夢のような話しの「イラスト」は、2016年版と全く同じものが、使われている…。よほど、お気に入りか、思い入れがあるか、あるいは、別のイラストレーターさんにあらためて依頼するのが、面倒くさかったんだろうな…。だから、スーパーでお買いものする子連れのお母さん、競技場で観戦するカップルさん、救急搬送を待つ倒れているおじさん、無人EVで病院に行くばあちゃん、スマート農業に従事するおじさん、 子供を抱っこしながら 無人建機をあやつる女の人…、なんかは、同じ絵柄だ…。

5Gの話し(その6)

4(2)要素技術その3(多素子アンテナの話しなど)

※ 前述のMIMOの話しなんかからも分かる通り、「送信装置としてのアンテナ」を考えた場合、「送信部分」が多くあった方が、何かと都合がいい…。それで開発されたのが、「多素子アンテナ」というものだ…。

上記イラストから分かるように、4Gまでの棒状のアンテナは、送信部分が1柱あたりせいぜい2個の送信部分があったものを、5G対応アンテナは、なんと256個も送信部分を増やしてしまった…。形状も「棒状」「柱状」では無く、「パネル」形状になっている…。

こういう感じで「壁掛けパネル」みたいなものにすると、ビルの壁面なんかに取り付けることが、可能となる…。上段の黒い四角の中には、送信素子が8×8=64個形成されているから、このパネル1枚で、64×4×4=1024個の送信部分がある…、と言う話しになるわけだ…。

その電波の発生させる部分(送信部分)を、拡大して4Gと5Gで比較したのが、この図だ。

さらに、使う電波の周波数も、4Gが20MHzだったのに対し、5Gは500~800MHzの高周波帯をも使う…。電波の周波数は、波の山と谷の数でもあるから、周波数が高くなればなるほど、細かい波となり、より多くの山と谷を送り出し、伝搬させることができる…。それだけ、送信できる「1」と「0」の数も、多くなるわけだ…。

4Gと5Gとで、使う周波数帯を比較したものが上記の図だ。5Gでは、「ミリ波」と呼ばれる28GHz帯の電波も、使用する…。ちょっと前に、各携帯キャリアに割り当てられた話しがニュースにもなったから、記憶している人もいるだろう…。

ただし、こういう高周波の「ミリ波」になると、弱点も抱えてしまう。それは、「曲がらない」「物に遮られ易い」「遮蔽物の後ろに、回り込まない」と言う弱点だ…。そういう弱点を、補うべく様々の方策が考えられている。

5G基地局からのミリ波が、高層ビル等で遮蔽される場合、中継基地を設置し、そこを中継して伝送しようと言うものだ…。

※ いずれ当分の間は、4Gの基地局と5Gの基地局が、4G関係の既存の設備と5G対応の新設の設備が混在する…、という状態が続くことになると思われる。

※ 発信・送信される電波も、4Gのものと、5Gのものが混在する形になると、思われる…。そこで、端末やネットワーク網の構築過程も、そういう「混在」を前提とするもの、「混在」を包摂して行くものの方がいい、と言う話しになる…。

上記は、「ドコモ」がどういう風に5Gに対応しようとしているのかの「コンセプト」を表すものだ。LTEは、既存の4Gの方式だ。eLTEとは、「拡大LTE」と言うことだろう。RATはRadio Access Technology のようだ。前に、FDMAのところで、ある波の中に、別の波の「部分」を埋め込んで伝送し、受信する際に「取り出して」「結合する」ということを語ったが、ここでも、既存のLTEの波の中に、新しい5Gの波の部分を埋め込んで伝送する…、というようなことを考えているんだろう…。

ドコモとしての5Gの定義とコンセプト( https://www.nttdocomo.co.jp/corporate/technology/rd/tech/5g/5g01/03/ )

C/U分離は、新出なんで、ちょっと語っておく( 5G要求条件を満たす通信技術実現に向けた研究開発 https://www.fujitsu.com/jp/group/mtc/technology/trend/g5-requirements/ )。

これまで、話しを簡単にするために、単純に「波」と言ってきたが、その中には「制御信号(C-plane)」と、「ユーザーデータ信号(U-plane)」が入っていた…。「制御信号」が接続と切断を繰り返すと、ブツブツ信号が途切れて、具合が悪いんで、それぞれの「セル」で得意な方を、担当させようというアイディアだ。

上記は、ドコモの「5Gの展開イメージ」だ。最初は、都市部のごく限定された場所(東京2020の競技会場近辺なんか)の設備(基地局)を5G対応の新規設備に置き換える。そして、徐々に、その周辺部のエリアに新規設備を広げて行き、さらには、そこに隣接する郊外部へと新規設備を広げて行く…。

そうやって、あの手この手を繰り出して、既存の設備も上手に活用しながら、ジワジワと5G対応エリアを、広げて行きましょうね…、そういう話しだよ…。