「自動運転」、そしてネットワーク分野の「5G」があります。今よりテレビ画像が高精細になる「4K・8K放送」とドライバーが運転をしなくてもクルマが自律走行する「自動運転」は進化の姿をイメージしやすいですが、5Gについてはどんなことができるようになるのかがわかりにくいかもしれません。それは5Gが、「4Gとの違いは速度が●●倍!」といった単純な高速化だけでなく、新しい価値に満ちた次世代社会を産み出すことを目的に設計されているからです。4K・8K放送と自動運転もその新しい価値の一つで、5Gはこれらを支える役割も担っています。そこで今回から数回に渡って5Gの全体像をご理解いただけるように、「どんな価値を作ろうとしているのか」、「その価値を作るにはどんなネットワークが必要になるのか」、「そこで求められる技術にはどのようなものがあるのか」などについてご紹介します。1Gはアナログ携帯電話、2Gでデジタル化とデータ通信がスタート5Gという名称は、新聞や雑誌、ネットニュースなどでしばしば報道されていますから、言葉自体は皆さんにとって馴染みがあると思います。4GのGは「Generation(世代)」のことです。4Gは「モバイルネットワークの第4世代技術」を意味しています。システム」と呼ばれています。5Gの特徴を知る早道は、モバイルネットワークの発展経緯を知ることです。各世代の移動通信システムの発展経緯を見ていきましょう。地域別に技術開発が進められ、アナログ無線技術の地域別仕様が策定されて商用化となりました。この「アナログ無線技術のモバイルネットワーク」が第1世代(1G)です。80年代から90年代にかけてのことでした。HYPER」(1999年)90年代になると、無線技術のデジタル化が進み、デジタル無線技術を用いたモバイルネットワークが標準化され、サービス提供が始まりました。このデジタル無線による携帯電話システムが第2世代(2G)です。無線技術がデジタルになると、データ通信サービスの提供が容易になります。そこで、メールをはじめとする携帯データ通信の利用が本格化してきました。国内では、1999年にNTTドコモがiモードを開始し、各種の情報提供やインターネットメールを携帯電話で使えるようになり、携帯データ通信の利用が一気に広がりました。携帯データ通信を日常的に利用するようになると、ユーザーは高速化を求めます。)」を用いた「cdmaOne」が商用化されました。cdmaOneは、3Gを先取りした高速化技術であったため“2.5世代”と呼ばれました。初の世界標準となった3G、急激な高速化競争が産んだ4G1G同様、2Gも地域ごとに別々の技術で商用サービスが始まったので、当時の携帯電話は地域限定の携帯電話でした。今のように、1台の携帯電話を持ち歩いて世界中で使うことはできなかったのです。この問題を解決するために、国際連合の専門機関であるITU(国際電気通信連合)が標準化を進めたのが3Gです。ITUは80年代から3Gの検討を重ね、1)サービス開始時期を西暦2000年にすること、2)使用する周波数帯域を2000MHz帯にすること、3)最大データ速度を2000kbpsにすること――をターゲットに決めました。2000)」と命名し、1999年に世界標準としてIMT-2000規格を制定しました。3Gによって、一つの端末を世界中に持ち歩ける時代が始まりました。3Gの特徴は「初めての国際標準」のほかにもう一つあります。それは継続的かつ急激な高速化が実施されたことです。3Gの当初の開発目標だった2Mbpsという最大データ速度は2000年代に入って軽々とクリアされ、10M~20Mbpsクラスの高速化技術が実用化されるようになります。F-05D」(2011年)これらの高速化技術は、その技術的な特徴から二つに分かれます。一つは3Gの技術をベースに高速化する方法で3.5Gと呼ばれました。Evolution」です。将来の4G時代にでも利用できる「長期的な革新技術」として開発されたことから命名され、4Gを先取りした3G技術ということで3.9Gと呼ばれました。ITUはIMT-2000の後継となる国際標準を「IMT-Advanced」と命名し、その目指すべき目標として50M~1Gbps程度の超高速通信や、固定通信網と移動通信網のシームレス利用などを掲げていましたが、実質的な仕様作成活動は地域ごとの標準化団体が集まって組織した標準化プロジェクト「3GPP」と技術者団体であるIEEEに任せ、それらの標準化活動の成果を国際標準として認定することにしました。具体的には3GPPが作成したLTE-AdvancedとIEEEが作成したWirelessMAN-Advancedです。2012年、ITUはこの2方式をIMT-Advancedとして制定しました。その一方でITUは、2012年10月6日に3.5Gや3.9Gを使ったサービスの名称として4Gの使用を認めるような記述を含むプレスリリースを発表します。背景には、3.5Gや3.9Gで高速化が急ピッチで進んだことと、それらの商用化時に「4G」という表現を含んだサービス名称が使われ始めたことがあります。したことから、日本でも3.9G技術を用いた「4Gサービス」が登場しています。このように4Gは技術的な定義とサービス名称としての使われ方に若干のズレがあります。ユーザー目線で4Gを位置付けるなら、4Gは「スマートフォンのためのモバイルネットワーク技術」であると言えるでしょう。脱スマートフォンの社会を見据えて、活用シーンに適した技術開発が始まるそれでは5Gはどのような位置付けになるのでしょうか。5Gがターゲットとするのは、「2020年代の社会を支えるモバイルネットワーク」です。漠然としているように感じられるかもしれませんが、「多くの場面」で「多様なニーズ」に応えられるようにしたいと考えられています。4Gが「スマートフォンのための技術」だったとすると、5Gは「すべての端末とすべてのアプリケーションのための技術」と言えるのかもしれません。開発の仕方も独特です。速度や遅延時間などのネットワーク性能について明確なゴールを掲げることに加えて、具体的な活用シーンを想定し、その活用シーンに見合った通信仕様や、その仕様をクリアするための新技術が開発テーマに上がっています。大規模なスポーツイベントでの活用シーンを例に説明しましょう。大規模スポーツイベントにおける活用シーンとしては、スタジアムに来場している利用者に向けて、ゴールシーンやスタジアム内のライブ中継の高精細映像を、スマートフォンやタブレットで視聴するサービスが想定されています。ここでは、比較的小さなエリアに密集している何万台もの端末全てが数100Mbpsでデータ通信するというネットワーク環境を実現しなければなりません。このネットワーク環境を作るには、1)今のモバイルネットワークで使われていない高い周波数帯域を使って、2)これまで実現できていない10Gbpsクラスの超高速無線通信を、3)数万台クラスの多数の端末が密集している場所でも安定的に通信させる――という新技術が求められます。このほかにも、多数の基地局を限られたエリアに設置して運用するため、「基地局側の消費電力をWi-Fiアクセスポイント並みの10W程度に抑えたい」という大きな課題が出てきます。この活用シーンに向けた技術開発はすでに始まっています。富士通では、1)密集している多数の端末と基地局が効率よく通信できる技術である「ビームの分割多重」を開発し、2)これまで使われていない高い周波数であるミリ波を用いて、2)多数のアンテナ素子を用いて電波を目的の方向に集中させる「ビームフォーミング」で高速化する技術開発を進めています。スタジアムユーザー向けの高精細映像伝送サービスで求められる「ビーム多重」と「ミリ波帯の利用」のイメージ課題となる基地局の低消費電力化については、ビームフォーミングを実現するアンテナアレイの消費電力を削減する「サブアレイ間符号化技術」を富士通研究所が開発することで、高速・大容量でありながら低消費電力を実現しました。Wi-Fi並みの低電力での超高速通信10Gbpsが実現すれば、ネットワークの構築・運用・設計が容易になり、スタジアムだけでなく、駅や空港、イベント会場などにおいて高精細映像を含むリッチなコンテンツをフル活用した情報提供が現実味を帯びてきます。今回は5Gの全体概要と、5Gが作る新たな価値の例として大規模スポーツイベントにおける活用シーンと、そこで求められるネットワーク性能や技術仕様をご紹介しました。通信/情報処理関連の先端技術、標準化/製品化動向を取材・執筆。2002年「日経バイト」編集長、2005年「日経NETWORK」編集長、2007年「日経コミュニケーション」編集長。その後、「ITpro」、「Tech-On!」、「日経エレクトロニクス」、「日経ものづくり」、「日経Automotive」等の発行人を経て、2014年1月に海外事業本部長。2015年9月より現職。連載コラム「自動運転が作る未来」を執筆中。2011年よりCEATECアワード審査委員。夢の大容量通信「5G」をどこでも快適に。NTTドコモと屋外実験を実施5Gサービス開始を目前に控える5G。本格的な5G時代の未来社会の実現を見据え、自社専用の5G環境を構築できるローカル5Gなど、業種別活用ユースケースや支えるテクノロジーを紹介します。