２０１８年６月に、移動通信の標準化団体である３ＧＰＰの標準化会合において、５Ｇ無線規格（ＮＲ＝New Radio）の作成が完了した。メーカーおよびキャリアはこれを受けて製品開発、サービス開発を開始している。最新の情報では２０１９年中にもサービスが開始される見込みとのこと。この規格では高度なアンテナ技術や高周波数の利用等の新技術が採用されている。一方、普及が進み始めたＬＰＷＡの技術もＩｏＴの無線方式として、第５世代（５Ｇ）と併用されていくと考えられる。
Ｗｉ―Ｆｉ、ＬＰＷＡも組み合わせるフレキシブルさが特徴
前回解説した、超高速（ｅＭＢＢ）、多数同時接続（ｍＭＴＣ）、超低遅延（ＵＲＬＬＣ）の利用シナリオを実現する５Ｇ無線規格（ＮＲ）では、数々の新しい技術が採用されている。
最も特徴的なのが、高度なアンテナ技術である。４Ｇでも「ＭＩＭＯ」という複数アンテナを使った技術が採用されていたが、５Ｇではさらにそれを発展させて、「Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ」という技術の採用が見込まれている。これは、多数のアンテナ素子を使用して、それを協調動作させるものである。
例えば、基地局では最大２５６、端末で最大３２の素子を活用することが考えられている。この多数の素子のビームを任意の方向に送り、あるユーザーにビームを集中させることでそのユーザーを高速化させたり、反対に、輻輳（ふくそう）する場合などには複数ユーザーに分散させることで、１つの基地局で通信できる人数を増やす、といったことが可能だ。これには、高い周波数帯におけるアンテナ素子の小型化技術と、多素子アンテナの位相や振幅制御により指向性を持たせたビームを作り出すビームフォーミングと呼ばれる技術が使用されている。
また、５Ｇでは、ネットワークの構成にも新技術が採用される。既存の低い周波数帯を使用したマクロセル基地局と高い周波数帯を使用したスモールセル基地局、さらに小エリアのスポットセル基地局を組み合わせて使用する。また無線技術も、５Ｇだけでなく、４ＧやＷｉ―Ｆｉも組み合わせて使用し、フレキシブルなネットワークを構成する。この技術はヘテロジニアス・ネットワークと呼ばれる。
２０１９年中にサービス開始、２０２０年には本格展開
一方で、これらの技術や、高速化・大容量化の実現は、新しい高い周波数の使用が前提となっている。
総務省は２０１８年１１月、５Ｇ導入のための周波数割り当てに関する開設指針案を公開した。これによると、サービスを全国で提供する事業者向けに、３．７ギガヘルツ帯、４．５ギガヘルツ帯、２８ギガヘルツ帯に合計１０の割当枠を用意している。３．７ギガヘルツ帯が１００メガヘルツ幅×５の５枠、４．５ギガヘルツ帯が１００メガヘルツ×１の１枠、２８ギガヘルツ帯が４００メガヘルツ幅×４の４枠だ。総務省では、２０１９年中のサービス開始、２０２０年の本格展開を予定している。
ＬＰＷＡはＩｏＴ分野に活用の場
ところで、ＩｏＴの無線インターフェースでは、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）と言われる方式が、まさに普及しようとしている。エネルギー部門でも、Ｗｉ―ＳＵＮでのスマートメーターの情報収集や遠隔制御への応用、ＬｏＲａを使用した設備保守での応用などが始まっている。
５Ｇがスタートしたときに、ＬＰＷＡはどうなるのかとよく聞かれるが、筆者の個人的な見解では、超低コストを指向したＬＰＷＡは、５Ｇと併用され発展していくと考えている。実際、移動通信の標準化団体である３ＧＰＰで規格化されたＬＴＥ―ＭやＮＢ―ＩｏＴは５Ｇの実現後も使っていく予定とのことであるし、免許のいらない９２０メガヘルツ帯等を使用するＷｉ―ＳＵＮ、ＬｏＲａ、ＳＩＧＦＯＸなどは、低コストを指向するＩｏＴの世界では今後も便利に使われていくと考えている。
【用語解説】
◆ＭＩＭＯ＝Multi Input Multi Output
複数のアンテナを組み合わせてデータ送受信の帯域を広げる無線通信技術。４Ｇの他、Ｗｉ―Ｆｉなどでも使用されている。
◆ＬＰＷＡ＝Low Power Wide Area
ＩｏＴに使用する目的で、なるべく消費電力を抑えて遠距離通信を実現する通信方式。「セルラー系」と「非セルラー系」とに分かれており、非セルラー系は通信を行う時に免許は不要だが、セルラー系は無線局免許が必要。
◆ＬＴＥ―Ｍ／ＮＢ―ＩｏＴ
「セルラー系」ＬＰＷＡの代表的な規格。３ＧＰＰで規格化されたもの。
◆Ｗｉ―ＳＵＮ／ＬｏＲａ／ＳＩＧＦＯＸ
「非セルラー系」のＬＰＷＡの代表的な規格。日本では９２０メガヘルツ帯の周波数でのサービスが開始されている。
電気新聞２０１８年１２月１０日
