総務省、「5G」の周波数帯を楽天など携帯4社に割り当て
2019年4月10日、総務省は、第5世代移動通信システム（5G）の周波数帯を、NTTドコモ、KDDI／沖縄セルラー電話(au)、ソフトバンク、楽天モバイルの4社に割り当てることを発表した。
割り当てる周波数帯は、3.7GHz帯および4.5GHz帯（100MHz幅×6枠、一社の上限2枠）と、28GHz帯（400MHz幅×4枠、一社の上限1枠）である。3.7GHz帯および4.5GHz帯については周波数特性が似ているとして一体の枠とした。割り当てる帯域は合計2200Mhz、これまでにない規模の広帯域となった。
総務省では2020年に5Gサービスの開始を目指し、審査基準を示した上で、2019年1月から2月にかけて各事業者からの割り当て申請を受け付けた。
これに対し、NTTドコモは、3.7GHz帯/4.5GHz帯で2枠、28GHz帯で1枠、KDDI／沖縄セルラー電話も3.7GHz帯/4.5GHz帯でHz幅を2枠、28GHz帯で1枠、ソフトバンクは3.7GHz帯/4.5GHz帯で2枠、28GHz帯で×1枠、楽天モバイルは3.7GHz帯/4.5GHz帯2枠、28GHz帯で1枠、楽天モバイルは3.7GHz帯/4.5GHz帯1枠、28GHz帯で1枠の割当を申請した。
そして5Gサービスの開始時期は、NTTドコモが2020年春、KDDI／沖縄セルラー電話とソフトバンクは2020年3月、楽天モバイルは2020年6月とした。
第五世代移動通信システム（5G)の導入のための特定基地局の開設の認定 総務省総合通信基盤局 2019年4月
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「絶対審査基準」と評価点を付ける「比較審査基準」
総務省では、5G周波数割当審査を実施するにあたって、必ずクリヤーしなければならない「絶対審査基準」と評価点を付ける「比較審査基準」を設けた。
「絶対審査基準」では、エリア展開については「5年後までに全国の5G基盤展開率を50％以上」や「2年後までに全都道府県」を求め、「設備投資に必要な資金調達計画」や「認可後、5年までに単年度黒字を達成する収支計画」、さらに「MVNOへのネットワーク提供の準備」や「既存事業者への事業譲渡は行わない」ことを求めた。
「5G基盤展開率」とは、「5G高度特定基地局」を１つ以上設置した10キロ平方メートルメッシュの割合である。対象とするメッシュ数は4464である。
「比較審査基準」は、エリア展開については、「5G基盤展開率がより大きい」ことや「特定基地局がより多い」ことを上げ、サービスについては「MVNOへのネットワーク・サービスが充実している」ことや、「5Gの利活用計画が充実している」ことなどのポイントを示して比較審査を行い、優位な申請者に対して高い点数を与えた。
そして、希望が多かった3.7GHz帯/4.5GHz帯については、100MHz幅で6枠の周波数枠が設けられたが、点数の高い事業者から割当てを行い、1巡目で4事業者、残る2枠は2巡目で点数の高い申請者から割り当てた。4枠が用意されていた28GHz帯では、4事業者に1枠づつ割り当てることにした。
第五世代移動通信システム（5G)の導入のための特定基地局の開設の認定 総務省総合通信基盤局 2019年4月
各社の「5G基盤展開率」については、NTTドコモが97.0%（4331メッシュ）、KDDI／沖縄セルラー電話が93.2%（4160メッシュ）としたのに対し、ソフトバンクは64.2%（2855メッシュ）、楽天が56.1%（2503メッシュ）と2グループで大きな開きが出た。特にソフトバンクはNTTドコモやKDDI／沖縄セルラー電話に決定的な差を付けられた。
審査の結果、3.7GHz帯については、NTTドコモが18.3点、KDDI／沖縄セルラー電話が17.3点、楽天モバイルが8.7点、ソフトバンクが4.7点で、それぞれ1枠づつ割り当てられた。（1巡目） 4.5G帯については、NTTドコモが14点、KDDI／沖縄セルラー電話が10.5点、ソフトバンクが0点で、第一のNTTドコモと第二位のKDDI／沖縄セルラー電話がそれぞれ一枠ずつ割り当てを受け、ソフトバンクは割り当てから漏れた。楽天モバイルは4.5G帯は申請しなかった。
4000～4100MHzでは、第一位がNTTドコモ、第二位がKDDI／沖縄セルラー電話、ソフトバンクが0点で最下位
4500～4600MHzでは、第一位がNTTドコモ、ソフトバンクが0点で第二位
第五世代移動通信システム（5G)の導入のための特定基地局の開設の認定 総務省総合通信基盤局 2019年4月
28GHz帯については、4事業者が均等に1枠づつ確保した。
ソフトバンクは3.7GHz帯/4.5GHz帯で2枠を求めたが、「比較審査基準」では、「5G基盤展開率」や「特定基地局」、「MVNOへの対応」などで4社の中でいずれも最低だったため得点の合計は0点、2枠しかない4.5G帯は割り当てを受けられなかった。
結局、ソフトバンクには、3.7GHz帯の1枠しか割り当てられなかった。
また今回の周波数割り当てにあたって、総務省はソフトバンクと楽天モバイルについては、4社共通で付けられた条件の他に、個別の条件を付けた。
ソフトバンクについては、昨年発生した大規模通信障害を踏まえて重大事故の再発防止」に努めることや西日本豪雨や北海道胆振東部地震で発生した通信障害に対して、停電対策や輻輳対策に努めることとした。
また楽天モバイルについては、「自らネットワークを構築して事業展開を図るという原則に従い、基地局の着実な開設」に努め、「無線従事者などの技術要員や基地局開設に必要な人員の確保・配置」や「資金の確保、財務の健全性確保」に力を注ぐこととし、異例の注文が出された。
楽天モバイルは、明らかに5Gサービスを展開する事業者としての脆弱性に懸念を示した審査結果になった。
今回、5Gサービス展開用として各通信事業者に割り当てられた帯域は、低SHF（マイクロ波）と呼ばれる3GHzから6GHzの帯域の3.7GHz帯と4.5GHz帯の6枠と高SHF帯（マイクロ波）の28GHz帯の4枠である。
3.7GHz帯や4.5GGHz帯域の電波特性は、伝送距離は長く、建物などの構造物や樹木などの障害物があっても電波はある程度、回り込んで伝わるため広範囲に電波が行き渡る。基地局の設置数も少なくて済む。しかし、伝送速度は28GHz帯に比べると劣る。また帯域がすでに他のサービスで占有されていて5Gで使用可能な帯域幅も狭く、広い帯域を使用する大容量通信を行うには条件が悪い。
これに対して28Gbps帯域では、伝送速度は優れているが、電波の直進性が強く、障害物があると減衰が激しく広範囲に到達しない。従って膨大な数の基地局を設置しなければならないので設備投資の負担が大きい。一方、使用可能な帯域幅は幅広く確保することが可能なので大容量通信には適している。
また28Gbps帯域を使用した移動通信サービスはまだ実績がなく不安定要素が多く、事実上まだ開発途上と言える。
それぞれ一長一短だが、広範囲に電波が到達する3.7GHz帯や4.5GHz帯の方が「使いやすい」帯域と言える。。
総務省がこの2年間に実施した5G実証実験では、ほとんど事業者が4.5Gbps帯と28Gbpsの双方を使用して実証実験を行ったが、やはり4.5Gbpsの方が「使いやすい」帯域とされ、5Gサービスの商用化は3.7GHz帯や4.5Gbps帯を中心にして当面は開始されると思われる。28Mbps帯を使った5Gサービスの商用化は、大都市部などで、ピンポイントで行うサービスなどに極めて限定される。
こうした状況の中では、5Gサービス競争では、3.7Gbps帯/4.5Gbps帯でそれぞれ2枠を得た NTTドコモとKDDI／沖縄セルラー電話(au)が圧倒的に優位に立ったといえるだろう。5Gサービス展開競争では、ソフトバンクは遅れをとった。
第五世代移動通信システム（5G)の導入のための特定基地局の開設の認定 総務省総合通信基盤局 2019年4月
5Gの全国展開に力点を置いた総務省 「5G基盤展開率」の導入
今回の5G周波数割り当てを移動通信事業者に割り当てるにあたり、総務省5Gの全国展開を早急に実現することを重要視したことが注目される。
周波数の割り当てを受ける際に守らなければならない「絶対条件」として、「5G基盤展開率」という指標を導入した。全国を10km平方メートルに区切った4866のメッシュの内、山岳部や海水面を除いた4464メッシュを対象にして、その50％以上で、「5G高度特定基地局」を5年以内に整備すること（＝5G基盤展開率）を求めた。
さらに、周波数割り当て後、2年以内に全都道府県で5Gサービスを開始することを「絶対条件」にした。
「5G基盤展開率」については、「比較審査基準」の対象としても採点し、より「5G基盤展開率」の大きい申請者により大きな点数を与えて、割当を行う際の上位に置いた。
移動通信各社が表明した「5G基盤展開率」は、NTTドコモが97.0％で第一位、続いてKDDI/沖縄セルラー電話が93.2％、ソフトバンクが64.0％、最下位は楽天モバイルの56.1％だった。楽天モバイルは50％の「絶対条件」はようやく上回ったが、「比較審査」では最下位にななり、NTTドコモやKDDI/沖縄セルラー電話に大きく差を付けられた。
3Gや4Gの周波数割り当てにあたっては、「人口カバー率」を指標として、全国の「人口カバー率50％」としたことで、移動通信各社は、人口密度の多い都市部を中心に整備して、地方都市や農村部、山間地域へのサービス開始が後回しになる傾向があった。
5Gは、その電波特性により、1基地局がカバー可能なエリアが狭く、4Gの数十倍の基地局の建設が必要となるため、これまでの「人口カバー率」を指標とすると、人口密度の少ない地域への5Gの導入が後回しされ、されにサービス開始が遅れる懸念が大きい。
こうした懸念を除くために、「人口カバー率」を止めて、「エリアカバー率」という指標に大転換したのである。
総務省総合通信基盤局 第五世代移動通信システムの導入のための特定基地局の開設に関する指針案について
5G高度特定基地局と5G基盤展開率
最大10Gpbs程度の通信速度の光回線を備える特定基地局で、エリア内の他の多数の特定基地局を束ねて制御する。
今回の5G周波数割り当てに際して、総務省は、10キロ平方メートルで区切った全国のメッシュの内、海や山岳部を除く約4500のメッシュを対象にして、「高度特定基地局」を「1メッシュごとに1つ」以上設置すること想定し、「高度特定基地局」を設置するメッシュの割合を「５Ｇ基盤展開率」とし、50％以上の「５Ｇ基盤展開率」を申請各社に求めた。
「高度特定基地局」とは、ニーズに応じた柔軟な追加展開 の基盤となる「特定基地局」の親局で、５Ｇの広範な全国展開を確保する通信インフラである。
10Gbpsの大容量光回線を備え、そのエリア内に設置される多数のマクロセルやマイクロセルなどの「特定基地局」（子局）と光回線で結んで束ねて、5Gサービスを制御する基幹局（親局）である。伝送速度1Gbps超を実現可能な送信設備を備え、ビームフォーミング、Massive MIMO、64QAMや256QAMの変調方式、 キャリアアグリゲーションの最先端の通信技術を使用することが求められている。
これに対して、携帯事業者は、3.7GHz帯や4.5GHz帯については、ビームフォーミング、4×4Massive MIMO、256QAM変調方式、キャリアアグリゲーション（KDDI/沖縄セルラー電話のみ）を導入し、28GHz帯については、ビームフォーミング、2×2Massive MIMO、64QAM変調方式、キャリアアグリゲーション（ソフトバンクを除く）を導入するとしている。
高度特定基地局（親局）と特定基地局（子局）
第５世代移動通信システムの導入のための特定基地局の開設に関する指針について 総務省 2018年12月
各社のサービス展開は？ 大都市集中の楽天 28G帯に力を入れるKDDI エリア拡大のNTTドコモ
建設する特定基地局数は、3.7G帯と4.5G帯では、KDDI/沖縄セルラー電話が最も多く3万107か所、続いて楽天モバイルが1万5787か所、NTTドコモが8001か所、ソフトバンクが7355か所、28G帯でも、KDDI/沖縄セルラー電話が最も多く1万2756か所、楽天モバイルが7948か所、NTTドコモが5001か所、ソフトバンクが3855か所となっている。
KDDI/沖縄セルラー電話は、合計4万2863か所、楽天モバイルは2万3735か所の特定基地局を建設する計画だが、設備投資額はNTTドコモに比べて少ない額に抑えている。
とりわけ楽天モバイルは、エリア展開率は56.1％とぎりぎりに抑え、設備投資額はNTTの約25％に抑制する一方で、NTTドコモを上回る2万3735か所の大量の基地局を設置する計画だ。大都市など人口密集エリアサービスに投資を集中させる戦略が明らかになった。携帯電話事業に新規参入した楽天モバイルは4G基地局を整備するにあたって、5Gサービスへの拡張性を織り込みながら整備を進めていたことが投資額抑制につながった。
KDDI/沖縄セルラー電話は、28G帯の基地局を最も多い1万2756か所を設置する計画である。到達距離は短いが、伝送速度や同時接続で高性能を発揮できる28G帯のサービスを大都市圏を中心にピンポイントでサービス展開しようとする戦略がうかがえる。楽天モバイルも同様の戦略である。
これに対して、NTTドコモは、全国であまねくサービス展開を方針で、カバー率を優先させている。設置する基地局の数は合計1万3002個所と、KDDI/沖縄セルラー電話や楽天モバイルに比べて控えめである。
NEC製の5G基地局 NTTドコモのブースで展示（5G Tokyo Bay Summit 2019) NTTドコモの基地局はNEC製を導入する方向
5Gサービスを展開するためには、カバーエリアの基幹基地局となる「高度特定基地局」を設置する「高度特定基地局」は、10Gbpsの大容量の光回線を備え、そのエリア（10キロ平方メートル・メッシュ）に整備する子局（マクロセル、スモールセル）を束ねる機能を持つ。カバーエリアを確保するためには、「高度特定基地局」だけではなく、エリア内に膨大な数の「子局」（マクロセルやスモールセル）を設置しなければならない。「高度特定基地局」と「子局」（マクロセル、スモールセル）は光回線で結ばれる。
5Gの最大の問題点は、電波到達距離が極めて短いことである。
ビルの屋上などに設置する大型のマクロセルの電波到達距離は数キロメートル、スモールセルでは200～300メートルとされている。さらに電波の直進性が強くビルや建造物に対して電波の回り込みがなく、障害物に極めて弱い。都市部でも5Gサービスをエリア一帯で展開するのは決して容易ではない。
NEC製のスモールセルと富士通製のスモールセル NTTドコモのブースで展示（5G Tokyo Bay Summit 2019) NTTドコモのスモールセルはNEC/富士通製を採用する方向
エリクソン製のマクロセル NTTドコモのブースで展示（5G Tokyo Bay Summit 2019) NTTドコモのマクロセルはエリクソン製をを採用する方向
膨大な5G投資投資 バラ色の夢の実現には重い負担が
5Gの基地局投資は、これから移動通信各社の重荷としてのしかかる。ようやく4Gの全国展開が一段落し、「人口カバー率」で99.9％、残りは全国の人口の1万6000人を達成したばかりだが、一息つく暇もなく、次の5G投資に取り組まなければならない。
5G設備投資額は、申請書によると、NTTドコモが7950億円、KDDI/沖縄セルラー電話が4667億円、ソフトバンクが2061億円、楽天モバイルが1946億円となっている。
5Gの利活用として自動走行自動車の実現が期待が集まっているが、全国の国道で4Gの電波が到達可能なエリアは60％程度で、残りの40％は4Gのサービスエリアにも入っていないとされている。5Gの基盤展開率が90％を達成しても、全国の津々浦々まで5Gサービスが可能になるのは不可能に近い。自動走行自動車の実現には基盤整備に膨大な投資が必要となる。
4Gサービスのスマホユーザーなどの個人が対象なので、基本的に人が居住しているエリアをカバーすればよかった。しかし、5Gのユースケースは自動走行自動車や建設機材の遠隔操縦、遠隔地医療、山岳遭難対応、自然災害対応などのユースケースが想定され、人の住んでいいない地域や過疎地をサービス・エリアにする必要が生まれてくる。しかしこうした地域では、整備経費や運用コストの負担が大きいが、5G利用度が極めて少なく、採算が合わないという難題が発生する。
気の遠くなるような5G設備投資の重荷が移動通信各社に課せられているのである。
その一方で、携帯電話事業者は料金の大幅な値下げが強く求められ、政府の規制改革推進会議では、通信料金と端末代金の完全な分離などを打ち出し、携帯電話料金の大幅な引き下げへ向けての動きを加速している。これを受けて、携帯各社は、相次いで携帯料金の値下げプランを発表し、6月1日からは、NTTドコモやauは「最大4割値下げ」掲げた新料金プランを実施した。今年秋の楽天モバイルの携帯市場への新規参入をきっかかけに料金値下げ競争は更に拍車がかかる。こうした値下げ競争は携帯各社の経営環境に大きな影響を与えるだろう。
また米国が強硬に推し進めている「ファーウェイ排除問題」の影響も避けられない。携帯事業者4社はいずれも、政府の方針に従って、5G基盤整備にファーウェイ製品を使用しないことを表明している。5Gに導入される機器は、エリクソンやノキア、NECは富士通の製品が想定されている。ファーウェイは5Gのコアネットワークや基地局など基盤整備システムの開発で、世界のトップ水準の技術力を持ち、高性能で、しかも低廉な価格で、5G関連機器を供給することが可能だ。5Gサービスを実現させるためには膨大な数の基地局建設が必須となり、高性能で、低コストの製品の調達が必須の課題となる。「ファーウェイ排除」によって、携帯事業者4社の負担増は避けられない。
5Gサービスの開始で、携帯事業者は、一体どれだけの収入増を得られるのかまったく未知数である。
まさに苦難の5Gサービス開始である。
バラ色の夢が語られている5G時代の到来、その実現にはまだまだ難題がのしかかっている。
2019年4月11日 初稿
2019年5月31日 改訂
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廣谷 徹
Toru Hiroya
国際メディアサービスシステム研究所
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International Media Service System Research Institute
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President
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