５Ｇ登場により日本は大きく変化するか・・・
以下文は、ウィキペディア、ＦＵＪＩＴＳＵ ＪＯＵＲＮＡＬ・２０１７年１２月２１日、総務省等々の記事等々を参考に記していますが、文は素人の知識の範疇です。５Ｇ（第５世代移動通信システム、現在規格化が進行中の次世代無線通信システム・５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）の概要を記したつもりですが、可笑しな文が多々あると思います。５Ｇの世界を見た場合、先進国、中国等は５Ｇの開発に凌ぎを削っています。５Ｇを制するということは・・・世界はエネルギー、食料、情報が世界を制しているとも言われています。５Ｇを精することは情報の一部を制することになると思います。
特に人口減少、高齢化社会等々を迎えている日本にとって、モバイル（最新移動技術等）による省力化等の策は避けられないと思います。特に自動車の自動運転は身近になる可能性を秘めていると思います。近未来の日本社会は５Ｇ、５Ｇ以降、どう変化するか興味がつきません。
５Ｇ（第５世代移動通信システム、現在規格化が進行中の次世代無線通信システム・５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）は早ければ２０１９年にも日本を含めた複数の地域で商用サービスが始まるそうです。日本で現在普及している４Ｇ（現在の第４世代移動通信システム・ＬＴＥやＬＴＥーＡｄｖａｎｃｅｄ）の後継技術と言われています。ＬＴＥ等よりはるかに高速、超低遅延、多数同時接続等のモバイル（移動）通信が可能となるようです。
現行の４ＧやＬＴＥ等と比べると数十倍～の通信速度、同じ周波数帯域なら１０００倍近いデータをやり取り可能と言われています。
５Ｇは遠隔手術、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ：インターネット経由でセンサーと通信機能を持った物等）、スマートシティ（ＩＴや環境技術などの先端技術を駆使して街全体の電力の有効利用を図ることで、省資源化を徹底した環境配慮型都市）等、未来の生活を支える基盤技術だと言われています。
現在ＮＴＴ・ドコモ、ＫＤＤＩ、ソフトバンクの３社は、先ず５Ｇ対応端末の貸与で限定的なサービスを開始、２０２０年からユーザー所有のスマートフォンで使えるようにするようです。
具体的には２０１９年秋に開催されるラグビーのワールドカップ日本大会でＮＴＴ・ドコモが５Ｇ端末の無料貸し出しを計画しています。新たに参入する楽天は２０２０年に５Ｇサービスを予定しているようです。中国や韓国も２０１９年にも５Ｇ商用サービス開始予定だと言われています。
５Ｇの特徴とは・・・
＊超高速最高・１０Ｇｂｐｓの超高速（現行の４ＧやＬＴＥ等と比べると数十倍の通信速度、同じ周波数帯域なら１０００倍近いデータのやり取りが可能）
＊高密度大容量・１平方ｋｍあたり１００万デバイス（１００万台の端末）の多数同時接続
＊低遅延高信頼・０．１ミリ秒（１/１００００秒）程度の超低遅延
５Ｇに求められる通信能力、標準化を担当する国際電気通信連合 無線通信部門（ＩＴＵ：Ｒａｄｉｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ）は５Ｇの仕様制定に当たって、提供すべき通信能力を定義するために具体的な活用ケースを想定しています。
＊国際電気通信連合 無線通信部門（ＩＴＵ）の３つの観点
１ 超高精細（４ｋ，８ｋ等）ディスプレイや3次元ビデオ、ＡＲ（Augmented reality：人が知覚する現実環境をコンピュータにより拡張する技術、およびコンピュータにより拡張された現実環境そのものを指す言葉）向けの超高速モバイル通信（eＭＢＢ：Enhanced Mobile Broadband）
２ スマートシティ/IoT向けの大量・多地点通信（mＭＴＣ：Massive Machine-Type Communication）
３ 遠隔手術や自動運転といった安定的なリアルタイム通信を前提とする超高信頼の低遅延通信（ＵＲＬＬＣ：Ultra-reliable and low latency communication）
＊数値目標、
１ 代表的な数値目標は、超高速モバイル通信（eMBB）の「最大速度は下り２０Gbps/上り１０Gbps」
２ 大量・多地点通信（mMTC）の1平方キロメートル当たり１００万デバイス（１００万台端末）
３ 超高信頼の低遅延通信（URLLC）の遅延時間０.５ミリ秒（１/２０００秒）、高速移動環境でも通信可能なように、対応可能な最大移動速度は時速５００km
密集エリアでの通信品質を高める新技術・超高密度分散アンテナ
は通信速度、密集度合い、遅延等さまざまな観点で４Ｇを遙かに上回る通信性能が求められるようです。
大量・多地点通信の目標数値の1平方キロメートル当たり１００万デバイス（１００万台）は、４Ｇ目標数値の１０倍以上、これらを実現した上で個々の端末に安定高速通信機能を提供
活用シーンの一例
数万人の観客のスタジアムで、観客の１人１人が高精細動画のライブ中継を一斉に視聴する場面・・・
１人１人が数１００Mbpsという高速通信を実現するために、多数のアンテナを用いて電波を目的の方向に集中させるビームフォーミングという高速化技術を用いますが、このビームフォーミングを大量・多地点通信環境で実現するには更に別の技術を組み合わせなければなりません。
これが、超高密度分散アンテナです。
この技術は富士通が総務省からの５Ｇ実現に向けた受託研究、超高密度マルチバンド・マルチアクセス多層セル構成による大容量化技術を軸に、ＮＴＴドコモと共同実験検証を進めているようです。
何故、大量・多地点通信環境（密集度合いの大きな環境）において超高密度分散アンテナが必要になるのか・・・
無線通信は送・受信側がアンテナで電波をやり取りします。端末が密集しているエリアで個々の端末が安定的に無線通信するには、狭いエリアにたくさんの基地局アンテナが必要となります。
狭いエリアに多くのアンテナを設置し、多数のユーザーと同時に通信を行おうとすると、それぞれのアンテナがやり取りする電波が干渉してしまうという不具合を起こし、通信品質が低下する可能性があります。干渉問題は密集度合いが大きくなるほど影響も大きくなります。
富士通・富士通研究所はアンテナで使われる増幅器、高周波回路の特性を補正することで通信精度を向上させる、高精度キャリブレーション技術を用いることで電波干渉問題を解決し、複数のアンテナを持つ小型基地局を狭いエリア内に分散配置してエリア内の大容量化を実現する超高密度分散アンテナの実験システムを開発しているそうです。
このシステムにおいて小型基地局は、複数の分散ユニットアンテナを結合することで実現されます。
分散ユニットアンテナは柔軟に結合できるので、エリア内の設置環境に応じた小型基地局を構成することが可能になるようです。
超高密度分散アンテナの最大の特徴は、高密度に分散配置した複数の小型基地局を協調制御して、セル（電波の届く範囲）を瞬時に動的に形成できる仕組みを可能にしています。
この分散アンテナ間の協調制御により、通信品質の良い場所（仮想セル）を動的に作り出せるので、すべてのユーザーの通信品質を高めることが可能となるようです。
新しいサービス提供手法であるネットワークスライシング、リアルタイム性が求められるIoTアプリケーションの構築に欠かせないエッジ・コンピューティング
多彩な通信能力を効率よく実現する、新技術・ネットワークスライシング、マルチアクセスエッジコンピューティング
５Ｇは様々な用途に適した通信能力を提供できるよう設計されていますが、それらの通信能力をすべての端末がいつでも使えることを前提に設計すると、大量のネットワークリソースが必要で、ネットワーク構築費用は莫大なものとなり、通信料金も高くなってしまいます。
５Ｇのネットワーク構築に当たっては、それぞれの端末やアプリケーションのニーズに応じた通信能力を個別に提供できる仕組みを取り入れています。
必要なときに、必要な分のリソースを適切に割り振ることで、コストを抑えながら効率よく多彩な通信能力を提供できるようにしているようです。用途に合わせて、適切な通信能力を提供する機能がネットワークスライシングです。
＊自動運転車
自動運転車が求める５Ｇにはアプリケーション（作業の目的に応じて使うソフトウェア）は２つあるようです。
１ 集中管理センターから自動運転車の運転制御をオンラインで実行する遠隔運転では通信の遅延が許されません。
時速６０kmで走行しているクルマは０．１秒（１/１０）間に約１.７メートル進みます。通信の遅延時間が０.1秒で、遠隔でブレーキをかけてもクルマが止まり始めるまでに１.７メートル進み、急ブレーキをかけても事故発生となります。
５Ｇの低遅延高信頼モードを持ち込むと、無線区間の遅延時間が０．５ミリ秒（１/５０００秒）以下で、時速６０kmのクルマの通信遅延による移動距離は１cm以下で、遅延を考慮しないで運転制御可能になり、事故等は防げるとも言われています。
２ 自動運転車が必要とするもう一つの通信アプリケーション
、走行エリアの映像情報、3次元高精細デジタル地図の送受信
、これらは莫大なデータ量のやりとりとなり、高密度大容量通信が求められます。
自動運転車＝「遠隔制御＋映像・地図」の送受信の異なる通信アプリケーションを実行、それぞれのアプリケーションが求める通信能力は別のものとなっています。
遠隔制御＝少量の通信量ですが遅延の短さと高い信頼性を要求
されます。
映像/地図通信＝大量データの送受信能力を要しますが遅延に対する要求はそれほど厳しくないようです。
異なる通信能力を1台のクルマが同時に求めるような場面において、ネットワークスライシングは効果を発揮します。
データ送信の優先度を高めたり、ネットワーク帯域の割り当てを調整したりすることで、ネットワークリソースを無駄なく活用して、異なる通信能力を効率よく実現します。
自動運転車＝５Ｇならではの通信能力を必要とする、ネットワークスライシングは代表的なアプリケーションです。
エリア内の通信を効率化するマルチアクセスエッジコンピューティング
５Ｇ技術、マルチアクセスエッジコンピューティング（ＭＥＣ：Multi-access Edge Computing）は、一定エリア内の通信処理の効率化を図る技術で、エリア内に通信サーバーを持ち込んで、エリア内通信はトラフィックをエリアの外に出すことなく、エリア内だけで処理します。
通常のモバイルネットワークは端末－無線網－中継網－インターネット－サーバーという形で構成されています。
５Ｇの低遅延高信頼モードでの通信遅延は０.５ミリ秒（１/５０００秒）以下と言うのは、無線網内での遅延時間です。
遠隔運転をインターネット上のサーバーから実行するケースでは、インターネットと中継網での通信遅延が加わるので、全体では０.５ミリ秒（１/５０００秒）以下を実現できません。
ＭＥＣは無線網内にサーバーを置けるので、中継網とインターネットを経由することで発生する通信遅延がカットできます。
ＭＥＣのメリットは通信遅延の最小化だけではなく、エリア内だけで大容量データを送るときには、その大容量データを中継網やインターネットに送る必要がなくなるので、ネットワーク全体のトラフィック軽減にも効果があるようです。
ネットワークスライシングを実行する際も、エリア内だけのネットワークリソースを制御すればいいので、きめ細かな通信制御が可能となり、効果を高めることが可能のようです。
上記のＭＥＣは、５Ｇのみでなければ利用できない技術ではなさそうです。
ドコモのＬＴＥ基地局に富士通と富士通研究所が開発したＭＥＣシステムを接続した状態で、サービス提供を見据えた実証実験も始めています。
実験では、ＬＴＥ基地局に加えてＷｉーＦｉアクセスポイントをＭＥＣシステムに接続して高画質動画を配信，富士通研究所が開発した制御技術を用いることで、無線の混雑状況を把握、より安定した通信を実現、ＬＴＥとＷｉ－Ｆｉの接続先を最短０.０１秒の遅延で適切に切り替えながら動画配信できています。
ＭＥＣの実証実験はＬＴＥとＷｉ-Ｆｉという現行世代の通信技術で実現しましたが、５Ｇ時代には５Ｇの高速・低遅延・大容量技術を組み込むそうです。
通信遅延０.５ミリ秒をはじめとする５Ｇならではの高性能通信インフラを手軽に実現できるようになります。
ＭＥＣを活用するための技術開発も進行中です。この技術は、様々な現場に蓄積されているデータをクラウド（インターネットなどのコンピュータネットワークを経由して、コンピュータ資源をサービスの形で提供する利用形態）にあげることなく、かつデータの利用者が蓄積場所を意識せずにデータにアクセスできるようにするものです。
クラウドではデータの生成時間や生成場所といったデータの属性とデータの蓄積場所のみを管理します。
雪道走行の車がドライブレコーダー等で撮影した映像を、これからその場所を走行予定の後続車が取得して道路状況を確認することも可能です。
撮影された映像の属性（撮影時間や撮影場所など）と蓄積場所となる映像へのアクセス情報（撮影したクルマの識別子など）をクラウドで管理することで、後続のクルマは蓄積場所である先行車を把握し、先行車で撮影した映像をＭＥＣ経由で直接受取ることが可能です。
クラウドに全ての映像を集めず、必要な映像のみをＭＥＣを介して車間でやりとりするため、トラフィックの削減効果が期待できます。
世界は５Ｇで大きく変わると予想され、先進国をはじめ中国も更なる高技術の開発を行っているようです。５Ｇを制することは情報通信の一部を制することになると思います。何故なら、現世界を制しているのはエネルギー、食料、情報等（倉前盛通著・悪の理論）とも言われています。この情報の一部を５Ｇにより制することは・・・
日本は世界でもモバイル技術等々に関しても最先端技術を持っていると言われ、特に迫り来る高齢化社会での省力化策等々、これらの活用は必須だと思います。
５Ｇの内容は私達素人には分かりにくい専門用語が多く出てきますが、概略を理解することは未来社会の一部を予測することが出来るかも知れません。
技術立国日本・・・更に、５Ｇ以降の日本社会がどのように変化して行くか興味が尽きません。
