ミリ波の利用が移動通信へと広がりつつある。ミリ波の活用によって移動通信はどう変わるのか。5Gにどのようなインパクトを与えるか。ミリ波利用の課題は何か。無線通信技術に詳しい情報通信研究機構(NICT) ワイヤレスネットワーク総合研究センター ワイヤレスシステム研究室の石津健太郎氏に聞いた。

5Gに向けた議論が活発化する中で、ミリ波への注目、期待が高まっています。

石津氏:4Gまでの移動通信システムは大容量化や高速化を目指して進化してきました。5Gでは、超高速、超低遅延、多数同時接続という性能が実現され、これらの新たな特徴により様々な社会ニーズを満たすことが可能になります。5Gは単なる移動通信システムではなく、これまで以上に社会にとって重要なインフラとなることが期待されています。

 5Gでは、新たな周波数の確保が必要になります。4Gまでは6GHz以下の周波数を利用してきましたが、2019年に開催が予定されている世界無線通信会議(WRC-19)では、5Gでの利用を想定したミリ波帯の特定が審議される予定です。具体的には、24GHz帯以上の11個の周波数帯が候補とされており、移動通信システムが非常に広い帯域幅を利用できる可能性が高まっています。これまでは主に固定もしくは準固定によるミリ波の利用が中心でしたが、移動通信への本格的な利用が始まりつつあると言えます。

ミリ波帯を活用する意義、技術や社会へもたらすインパクトとは。

石津氏:ミリ波帯では帯域幅を広く確保することはできますが、6GHz以下の周波数帯と比較して伝搬損失が大きくなり、一般的に通信範囲は狭くなります。従って、ミリ波帯を使った無線システムの基地局は、従来のような数km程度のラージセルではなく、最大数百m程度のスモールセルを中心としたものになると考えられます。

 これを前提にすると、ミリ波帯のスモールセルで国内をあまねくカバーすることは現実的に不可能です。需要がある場所をこれまで以上に見極め、必要な性能を持つスモールセル基地局を展開するという考え方が主流になるでしょう。

 膨大な数のスモールセルを設置するためには大きなコストがかかります。スモールセルは、従来のようにセルラー通信事業者が設置するものに加えて、各施設(オフィス、道路、商業施設、工場など)の管理者が「自ら費用を負担して設置してでも利用したい」という需要が生まれる可能性があります。5Gにおいてこのような“自営スモールセル”の利用可能性を切り拓くことは、拡大する様々なサービスの収容が求められる移動通信システムの持続可能性を確保し、ミリ波を有効に活用していくためにも、重要な概念であると言えます。

ミリ波活用の広がりや可能性、今後考えられるニーズへ向けた取り組み、技術について、説明してください。

石津氏:周波数帯を細分化して利用者に割り当てるのではなく、必要に応じて周波数を動的に共用して利用する仕組みがあれば、他の無線システムに干渉を与えずにより広帯域の周波数を活用できます。ミリ波帯通信においては、鋭い指向性などの特徴を生かし、効率的に周波数を共用することが可能になります。今後は、他の無線通信システムやレーダーと共存して通信する技術の確立が望まれます。

 移動通信システムにミリ波帯を利用することは、挑戦的な取り組みと言えます。従って、ミリ波を取り巻く多様な知識を得ることが大変重要です。ミリ波のデバイスからネットワーク構築を含む幅広い技術や、製品への応用事例まで含めて解説するセミナーがこの7月に開催され、私も講演します。例えばこうしたセミナーに参加し、様々な知識を得ることは、ミリ波を活用して新たな移動通信のサービスを創生したいという方や、それを支える基礎技術に関心がある方にとって、とても有意義なことだと思います。