6G

3GPP 6Gロゴ

6Gは、 5G（ITU-R IMT-2020 ）の後継として計画されている第6世代移動通信技術です。2024年現在、開発は国際電気通信連合（ITU-R）によって、勧告ITU-R M.2160-0で定義されたIMT-2030の枠組みの中で調整されています。[ 1 ]

ITU-Rは、次世代モバイルネットワーク（NGMN）アライアンスと共同で、3GPPとETSIによる関連作業を監督しています。 [ 2 ] 3GPPは、5G Advancedのリリース18を最終決定し、初期の6G研究のためのリリース19を準備しています。[ 3 ] IMT-2030は、将来のモバイルシステムの性能目標を定義し、6Gの標準化を追跡します。[ 4 ]

主要な機器ベンダー、通信事業者、そして研究機関において、研究と試験が進行中です。エリクソン、ノキア、ファーウェイ、サムスン、LG、アップル、NTTドコモ、エアテル、Jioなどの企業が6Gプログラムを発表しています。[ 5 ] [ 6 ]北米、ヨーロッパ、アジアの政府は、EU、米国、中国、日本、韓国を通じて、国家レベルの6Gイニシアチブに資金を提供しています。[ 7 ]

6Gは、5Gよりも高いデータレート、低い遅延、そして高いエネルギー効率の実現を目指しています。 [ 8 ]計画されている進歩には、新しい無線インターフェース設計、改良されたコーディングと変調、再構成可能なインテリジェントサーフェスなどが含まれます。[ 9 ]研究では、衛星、Wi-Fi、非地上ネットワークとの統合、 AR、VR、AIアプリケーション向けの分散エッジコンピューティングについても検討されています。[ 10 ]

機械学習とAIは、ネットワークの管理、スペクトルの割り当て、サービスの最適化に役立つことが期待されています。[ 11 ] [ 12 ]

NGMNアライアンスによると、6Gの開発は実証可能なユーザーニーズに焦点を当て、既存の5G無線アクセスネットワーク機器の不必要な交換を避けるべきだという。[ 10 ]アナリストは、5Gの収益成長が予想よりも鈍化しており、6Gへの投資に対して慎重なアプローチを取っていると指摘している。[ 13 ] 6Gの商用展開は、2020年代後半の標準化のマイルストーンを経て、2030年代初頭に開始されると予想されている。[ 14 ]

期待

6Gネットワ​​ークは2030年代初頭までに開発・導入される予定である。[ 15 ] [ 16 ] 6G関連の特許申請件数が最も多いのは中国である。[ 17 ]

特徴

最近の学術論文では、6Gの概念化と、それに含まれる可能性のある新機能が取り上げられています。人工知能（AI）は、6GがAIインフラをサポートすることから、「AIによる6Gのアーキテクチャ、プロトコル、運用の設計と最適化」まで、多くの予測に含まれています。[ 18 ] Nature Electronics誌に掲載された別の研究では、6G研究の枠組みを提示し、「人間中心のモバイル通信は依然として6Gの最も重要なアプリケーションであり、6Gネットワ​​ークは人間中心であるべきだと我々は考えています。したがって、高いセキュリティ、機密性、プライバシーは6Gの重要な機能であり、無線研究コミュニティは特に注意を払うべきです」と述べています。[ 19 ]

伝染 ; 感染

6Gの周波数帯域は未定です。当初、テラヘルツは6Gにとって重要な帯域と考えられていました。これは、電気電子学会（IEIE）が「100GHzから3THzの周波数帯域は、未利用・未開拓の帯域が広く存在するため、次世代無線通信システムにとって有望な帯域である」と述べているためです。[ 20 ]

要求される高い伝送速度をサポートする上での課題の1つは、エネルギー消費の制限と電子回路における関連する熱保護です。[ 21 ]

現在、WRC では 6G/IMT-2030 に向けて中帯域を検討中です。

カバレッジ

サムスンのホワイトペーパーによると、2021年6月、サブテラヘルツ帯の6Gスペクトルを使用し、屋内で15メートルの距離で6Gbit/sのデータレートを達成しました。翌年の2022年には、30メートルの距離で12Gbit/s、さらに2022年には120メートルの距離で2.3Gbit/sを達成しました。[ 22 ]

LGは2023年9月に屋外で500メートルの距離で6Gbit/sの送受信試験に成功した。[ 23 ] [ 24 ]

テラヘルツ波とミリ波の研究

テラヘルツ波（300～3,000GHz）とミリ波（30～300GHz）の研究では、6Gモバイルネットワークにおけるそれらの可能性を探っています。これらの高周波は大きなデータレートに対応できますが、障害物によって容易に遮断されます。5GやWi-Fiで使用されるマイクロ波帯（2～30GHz）や、1G～4Gで使用される低周波の電波とは異なり、5Gにおけるミリ波の利用はコスト面で制限されるため、その商業的実現可能性は依然として不透明です。

業界の取り組み

2020年、電気通信業界ソリューション連合（ATIS）は、 AT&T、エリクソン、テルス、ベライゾン、Tモバイル、マイクロソフト、サムスンを含むグループであるNext G Allianceを設立しました。この連合は、北米における6G研究の推進を目指しています。[ 25 ]

実験研究

2022年、中国南京の政府系研究所である紫山研究所の研究者らは、テラヘルツ帯を用いた実験で206.25ギガビット/秒のデータレートを達成したと報告した。研究チームは、この結果が将来の6G研究を支える可能性があると述べた。[ 26 ]

2022年には、別の中国の研究グループが、渦巻きミリ波伝送（伝搬中に螺旋を描く電波）を用いて、1テラバイトのデータを1キロメートル以上伝送することに成功しました。この研究は、1990年代のヨーロッパでの研究に基づいています。渦巻き波は距離が離れるにつれて広がり、弱まります。研究者たちは、特注の送信機と受信機を用いて、複数の回転波モードを集束させ、解読しました。[ 27 ]

2023年、日本の名古屋大学は、100GHz帯通信用に超伝導ニオブを用いた3次元導波管構造を開発しました。この超伝導設計は、吸収と放射による信号損失を低減し、高周波6G伝送への応用が提案されました。[ 28 ]

将来の無線規格を開発するための世界的な取り組みの一環として、テラヘルツおよびミリ波通信の研究が世界中で継続されています。

実験衛星

2020年11月、中国は6G通信の可能性を秘めた衛星試験用部品を搭載した長征6号を打ち上げた。中国国営メディアはこれを「世界初の6G衛星」と表現したが、これは独立した検証に基づいていない。このミッションでは、テラヘルツ帯伝送をはじめとする6G関連技術の研究が行われた。[ 29 ]

地政学

5G展開中の地政学的競争は、6Gの開発にも影響を与え続けています。その間、中国は外国ベンダーの参加を減らし、HuaweiやZTEといった国内サプライヤーへの依存度を高めました。[ 30 ]その後、政府の調査で中国企業がサイバースパイ活動や知的財産窃盗 の疑いでHuaweiとZTEを規制した西側諸国もいくつかありました。[ 31 ] これらの動きは、初期の6G計画とグローバルサプライチェーンに影響を与えました。

アナリストは、このような分裂が6G標準の分裂につながる可能性があると示唆している。[ 32 ]アナリストはまた、国際標準化団体における競争が激化すると予想している。[ 33 ]

2024年2月に米国、オーストラリア、カナダ、チェコ共和国、フィンランド、フランス、日本、韓国、スウェーデン、英国によって発表された共同声明は、オープンでグローバルかつ安全な接続のための共通の6G原則を承認しました。[ 34 ] [ 35 ]

中国を含むいくつかの国の政府は、6Gを国家の優先事項と位置付けています。この技術は中国の第14次5カ年計画にも盛り込まれています。[ 36 ] [ 37 ]

政府も多様な技術サプライヤーの活用を推進しており、多くの政府が、異なるサプライヤーのハードウェアとソフトウェアをベンダーのコントロールなしに連携させるオープンRANモデルを支持しています。 [ 38 ]

オーストラリアの通信戦略には、早期の6G計画が含まれています。2025年3月、テルストラは2030年代に6Gが導入されると予想しており、4年間で既存のインフラの改善に8億ドルを計上すると発表しました。[ 39 ]

モノのインターネット

6G無線通信ネットワークは、IoT（モノのインターネット）を介して顧客サービスとアプリケーションに革命をもたらし、完全なインテリジェントで自律的なシステムの未来を実現すると想定されています。IoTは6Gネットワ​​ークの重要な技術です。IoTは、様々なセンサーデバイスとネットワークを組み合わせることで、いつでもどこでも人、モノ、機器間の接続を実現します。 [ 40 ] [ 41 ] 6Gでは、アンビエントIoTデバイス向けにバックスキャッター通信も使用されます。[ 42 ]

参考文献

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