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5G(第5世代移動通信システム)基礎

Last updated at Posted at 2019-06-04

5Gについて調べたことメモ。
多分に感想が入っているので参考程度で。

通信世代について

通信世代は移動通信システム(通信規格および規格に適合したネットワーク)に対して使われる言葉。
5Gまでの各世代概要

1G:アナログ方式音声通話

2G:デジタル方式音声通話、データ通信

1993年くらいから。PDCとか。テレホマン。

3G(IMT-2000):パケットでのデータ通信

2001年くらい。FOMA、CDMA、W-CDMAとか。
欧州標準、米国標準で仕様が割れた(IMT-2000問題)
さらに日本ではDocomoがドコモ標準で先行サービス開始。ガラパゴス化(後にドコモは欧州標準と統合)
3.5G(2006年くらい、HSPAとか)、3.9G(2010年くらい、LTE)とか上位互換を意識した規格も存在。

4G(IMT-Advanced):データ通信方式の世界標準化

2015年くらい。欧州標準と米国標準が統合。やっと世界標準に。

5G(IMT-2020):DX(デジタルトランスフォーメーション)ネットワーク基盤

IoTとかDXとかその辺のワードの下地を作る目的で2020年目処の商用化を目指している。
意訳すると世界標準仕様の4Gベースで以下を実現するネットワークを組むよー。ということらしい。

  • 超高速(eMBB:enhanced Mobile BroadBand:拡張モバイルブロードバンド)
  • 多数接続(mMTC:massive Machine Type Communication:大規模マシンタイプ通信)
  • 超低遅延(URLLC:Ultra-Reliable & Low Latency COmmunication:超高信頼、超低遅延通信)

5G標準化に向けての課題

IMT-2020問題と呼ばれる2つの課題があるらしい。
問題というか覇権争い。。。

5G商用システムの主導権争い

「超高速」「多数接続」「超低遅延」の5Gサービスを2019年中に開始するよ。と中国が宣言している。
これに対し欧州、米国(と日韓)は「超高速」については多少見えているが、その他については商用利用開始時期が明確になっていない。つまるところ中国に先に5Gネットワークを構築されてしまって、5G構想の主導権を握られてしまうんじゃないの?という問題。

グローバル周波数帯はどれになるの?問題

日米韓は5Gの周波数帯として28GHz、欧州、中国が推進しているのは26/33/42GHz帯。
これに対し2015年のWRC(世界無線通信会議:国際電気通信連合(ITU)主催の無線関連の国際規定を改定するための会議。法的拘束力あり)で28GHzが5G利用候補枠外とされたため米国が激おこした問題。2019年に開かれる予定のWRCでは28GHzも候補に追加する方向で丸く収まることが期待されている。

5Gへの移行プラン

5Gに関する仕様や規格が決まったとして実際どうやって移行していくのか。

NSA(Non-StandAlone)方式

ざっくり言うと、4Gの設備を流用して端末間の通信仕様だけを5Gにする方式。
メリット:設備は流用なのでコストと移行期間は節約できる。
デメリット:言うても4G設備なので通信速度はともかく、5Gが目指す多数接続や低遅延対応はできない(=なんちゃって5Gになる)
欧米日韓はこの方式で切り替えようと検討中

SA(StandAlone)方式

5Gのネットワークを4Gとは別に作る。ダイナミックに切り替える感じ。
中国はこちらの方式で商用ネットワークを作ろうとしている。

5GC(5G CoreNetwork)の拡張

5Gのキーワードとして以下のようなものがあるらしい。

ヘテロジニアス(異種混合)ネットワーク

5G規格以外のプロトコルであったり周波数帯であったりしてもPDG(Packet Data Gateway)機能なるものを使って相互通信できるようにするよ。というもの。
機能部としてコンバータみたいなものを噛ませることでどうにかして5Gネットワークに乗せるみたいな仕組み全般を指すっぽい。

MEC(Mobile Edge Computing)

端末に近いところでUPF(UserPlatformFunction)処理することで遅延低減させるぞ。という内容。
CPF(ControlPlatformFunction)処理は高速通信のネットワークスライスで賄って、通信量の多いユーザデータは低遅延用のネットワークスライス使ってエッジ経由で折り返すとかそういう構成をとることで実現する

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