5Gにまつわる大きな誤解メッシュWi-Fiのパイオニア・PicoCELA社長ブログ　第６回

今回は、皆さんきっと関心の高い5Gの話、それにまつわる話題を書いてみたいと思います。

ここ最近、新聞やテレビ等で5Gのことを聞かない日はありません。

モバイル通信の世界に身を置いてかれこれ２５年余り、これほどの期待を背負って登場しようとしている通信規格はこれまでなかったと思います。

まるで世界を一変してしまうような世間の騒ぎ様・・・

でも、私はモバイル通信の研究開発に長年携わってきた、まがりなりにも専門家なので、少し冷静に5Gのことを捉えてみたいと思います。

現代のモバイル通信システムは、広範囲で多層的、様々な切り口でとらえることができる複合的な集合体です。

しかし、古典的な無線通信技術、つまり、A地点からB地点へ無線で伝送する技術に関して言えば、すでに２０年ほど前に理論限界に近い性能を発揮する手法が確立されています。

ただし、その実現のためには大変な計算を必要とします。

計算が必要ということは、電力を消費するということです。

（特に受信側。昨今の無線機は、送信機並みに受信機も電力を消費します）

したがって、電力消費量を抑えるアルゴリズムやLSI技術の進化がモバイル通信の高速化を今日まで支えてきました。

当然、これからも支えていくでしょう。

ここで、「5Gは４Gよりも１０倍のスピードが出る、すごい！」・・・という話をよく耳にします。

しかしはっきり申し上げて、通信速度を上げること自体は、技術的にはそれほど難しいことではありません。

私が幼いころ、ロケットエンジンを搭載した自動車が時速１０００ｋｍを達成したという話を聞いた記憶があります。

しかし、右にも左にも曲がれない自動車にどれほどの意味があるでしょうか？

ちょっと乱暴なこじつけかもしれませんが、モバイル通信での過度な速度競争論も、これと似た誤解を世間へ生じさせているように感じます。

重要なのは、多数の人々が等しく１０倍の通信速度を享受できること、です。

一握りの人だけ１０倍の通信速度を享受できても、残りの人々は、従来と変わりない通信速度あるいはそれ以下の通信速度しか得られないのであれば、１０倍という表現はどうかなぁ・・・と感じてしまいます。

４Gと比べて、１０倍の通信速度を「すべての人々が享受」できるようにするためには、モバイルネットワークの「システム容量」もこれまでの１０倍を達成できなければなりません。

システム容量とは、単位面積・単位周波数あたりに何人の人々がどれくらいの通信速度で通信が出来るかを表す指標です。

たくさんの人々が同時にあちこちで利用するモバイル通信網の設計は、たくさんの人々が同時に利用する状況を想定しなければ意味がないのです。

では、5Gのシステム容量はどれくらいだと思いますか？

システム容量を決定づける「周波数利用効率」は、なんと、たったの３倍なのです！

出展：NTTドコモ株式会社、「3GPPにおける5Gの要求条件および評価条件」
https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol25_3/vol25_3_004jp.pdf
※4Gと比較して5Gの周波数利用効率は３倍とする目標値が定義されている。

しかもこれは努力目標であり、現実にはこれ以下であると予想されます。

１０倍の通信速度を３倍のシステム容量でカバーする・・・

これは一体何を意味するのでしょうか？

例を挙げて考えてみたいと思います。

いま、４Gのシステム容量ぎりぎりの状態で、１００人の人々がある通信速度（ここでは、通信速度Aとします）で通信をしていたとしましょう。

このときのシステム容量は次の式で計算できます。

100 x A　（４Gのシステム容量）

この状態ですべての通信を5Gへと置き換えたとします。

つまり、システム容量は３倍になるわけです。

次の式で計算できます。

3 x 100 x A　→　300 x A　（5Gのシステム容量）

しかし、5Gなのですから、当然、高速通信を享受したいですよね？