SEMINAR
基礎講座

５Ｇを支える最新の要素技術と機能
沢田健介

大きく変わっている可能性もある。

線 方 式 で あ るLTEに 対 応 し て い

本稿では、３GPP（国際的な移動た）。無線方式が５Gとなり、従前2020年春から日本でも５G（第５通信システムの標準化プロジェクよりも低遅延・高信頼となることか世代移動通信）の商用サービスが開ト）の最新仕様である、３GPPリリ

ら自動車の運用面で我々の生活を大始された。およそ10年周期で世代をー ス16（ 以 下Rel.16と 記 載 ）に 基 づきく変える可能性を持つと考えられ重ねてきた移動通信システムは５世

く、５Gを支える最新の要素技術とる。V2X Phase 3では、複数の車両代目となる。３Gはモバイル環境にその機能を紹介する。

が連なって走る隊列走行（platoon-

１．はじめにおけるインターネットの利用を可能にし、４Gはスマートフォンを普及ing）、車載センサの情報を他車と共２．最新の要素技術

有 す る 拡 張 セ ン シ ン グ（extendedさせ、我々の生活に変化をもたらし

Rel.16は2020年７月に完成した。

sensors）、 自 動 運 転（automatedてきた。５Gはどのようにして私た

本節ではRel.16で強化された主な要driving）、遠隔操縦（remote driv-

ちの生活に変化をもたらすだろう

素技術（図－１）とその機能についてing） が応用例として示されているか。携帯電話システムを支える技術説明する。

（図－２）。

は、サービス開始後も更新し続ける（1）V2X Phase 3（2）eURLLC

ため、数年後には全く新しい移動通V2X（Vehicular to Everything）

eURLLC（enhanced Ultra-Reliable

信サービスが登場し、我々の生活がは、Rel.16でPhase 3となり、初め

and Low Latency Communication）て５G規格の無線方式（5G-NR Side-は、５G無線の特長の一つである超link）に対応した、自動車対他者通高信頼低遅延（URLLC）をRel.16で信である（Phase 2では４G規格の無は、更に低遅延と高信頼のニーズに

図－１ Rel.16で強化された要素技術（https://www.3gpp.org/release-16）

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図－２

V2X Phase 3

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セミナー（5）IAB（Integrated Access応えるために高度化した規格であNR-Uの二種類が定義されており、る。eURLLCでは、送信タイミング

前者は４GのLTEでも提供されていのスケジューリング情報のサイズをたLTE-LAA（Licensed Assisted

５G無線の特にミリ波では通信可小さくしたり、複数の受信確認フィAccess）と同様、免許必要帯域が複能エリアが狭いことから、光ファイードバック情報（HARQ-Ack）を同層した際などに通信トラフィックをバを用いたバックホールの数が多く時に送信したりすることで物理制御オフロードする目的で免許不要帯域なってしまう問題がある。そのたチャネルの最適制御を実現し、物理を活用する仕組みである。一方でめ、ある光ファイバーバックホール

データチャネルの小刻みなスロット

Standarone NR-Uは、Wi-Fiと同様に接続された５G基地局の近隣の基（Mini-slot）による反復送信や、低遅に免許不要帯域の電波のみを使用し地局間を無線で繋ぎバックホールの延が要求されるパケットや端末の情て直接５Gコアネットワークに接続代わりとする技術である（図－３）。

報を優先送信するなどの制御などにすることができるため、今後の利活（6）eCAPIF（envolved Common

より更なる低遅延と高信頼性を実現用が期待される。

している。eURLLCにより、工場な（4）5G Efficiency

どの産業のスマート化や、自動運転車など、低遅延でミッションクリテBackhaul）

API Framework）
Rel.16の前のRel.15ではネットワ

Rel.16で高度化された機能として以下がある。

ークの制御層とアプリケーション層をつなぐAPIを共通化するCAPIFがInterference Mitigation：（干渉提供された。Rel.16でこれを更に進することが期待される。

緩和）、Self-Organizing Network化させたのがeCAPIFであり、複数（3）NR-U（NR-Unlicensed）（SON；自己管理ネットワーク）、のプロバイダが相互接続して連携し５G無線には通信キャリア会社がeMIMO（Enhanced MIMO；マルチたサービスを提供することが可能な運用するキャリア５Gと、誰でも運スマートアンテナを使用する無線通仕組みが提供された。

用が可能なローカル５Gがあるが、

信 品 質 向 上 技 術 ）、Location and（7）Satellite Access in 5G

いずれも運用するためには総務省のPositioning（ 測 位 機 能 ）、Power５G無線と人口衛星を利用して、無線局免許が必要だった。しかしConsumption（ 省電力機能）、eDual

海上を船舶で移動するコンテナの追Rel.16で新たに免許不要帯域を５GConnectivity（複数基地局利用同時通跡、テレビ放送、IoT、災害時の一に開放する標準仕様が示されたこと信）、Device capabilities exchange

時的な通信確保、国境を超えるネッにより、誰でも設置が可能な５G無（端末能力情報の共有）、Mobility

トワークの構築、NRと５Gコアネ線への道が開けたことになる。NR-U

enhancements（ モビリティの高度ットワークを繋ぐバックホールとすには免許必要帯域と免許不要帯域を化）ることなどを目的とした技術仕様がィカルな用途での５Gの導入が加速併用するAnchored NR-Uと、免許検討されている。

不要帯域だけを使用するStandarone

図－３

IAB

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（8）FRMCS Phase 2導入のハードルを下げ、誰でも５Gに加えて、現在の移動通信システム５G無線を使用した未来の鉄道移を簡単に利用できるようになること

では十分ではない上空、海上、海中、動通信システム（Future Railwayから、免許を必要とするローカル５宇宙などでのカバレッジの拡大ととMobile Communication System）がGと共に、キャリア５Gとは異なっもに、人や物のセンシング能力を拡

主に欧州で検討されている。鉄道車

た高度なサービスが大手の携帯電話張することによるサイバーフィジカ

両に搭載した各種センサやカメラの会社のサービスに依らずとも享受でルの更なる融合と、それに伴う新し情報を５G無線で外部と共有し、列きるようになることが期待される。

いライフスタイルが予想されている。

車の自動運転や、各種の高度なサービスを提供することが目指されている。

４．５Gの将来（さわだけんすけ：富士通（株））

Rel.16は2020年７月に仕様化が完

３．５Gの高度化によってもたらされる世界了した。３GPPではRel.16の次の仕様である３GPPリリース17（ 以下、Rel.17）の検討が既に開始されてい５Gが高度化することにより世界る。Rel.17では、RAN１（物理層）、にどのような変化がもたらされるだ

RAN２（無線プロトコル）、RAN３

ろうか。

（無線アーキテクチャ機能）のそれぞ

V2Xはコネクテッドカーの普及をれのワーキンググループで標準化作加速し、自動運転車や遠隔操縦をよ業が行われる。RAN１では５G NR

り身近にすることが期待される。まの性能向上と高効率化、具体的にはた、その際にeURLLCは信頼性と安MIMO、周波数シェアリングの高度全性を向上させるだろう。eURLLC化、端末消費電力の低減、カバレッはまた、高度なMTC（Machine Typeジの拡大など、RAN２では、新たCommunication）の実現に寄与するに追加された物理層を駆動するためことが期待され、工場の自動化に応に必要なプロトコルの追加、RAN用することで第４次産業革命と呼ば

３では、RAN１とRAN２に必要なれているIndustory 4.0を実現するキアーキテクチャが、それぞれ検討さーテクノロジーとなり得るだろう。

れる予定である。

また、医療現場に応用することで遠隔医療手段の実現にも寄与することが期待される。

５．６G
５Gの普及はこれからだが、既に免許不要のNR-Uは５Gシステム次世代方式である第６世代移動通信システム（６G）の検討が開始されている。しかし、その活動は現状では３GPPや国際電気通信連合（ITU）などの国際パートナーシップや連合によるものではなく、各国の政府や民間企業によるものである。日本の総務省は2020年１月にBeyond 5G推進戦略懇談会を設置、米国FCCはテラヘルツ（THz）帯域の電波を研究

図－４ ５Gがもたらす世界（https://www.fujitsu.com/jp/innovation/5g/concept/）

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用途に解禁、中国、韓国、欧州でも主導権を巡り官民学の活動が活発化してきている。６Gでは５Gの機能Vol.203 2021. 1

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