皆さんこんにちは！すっかり熱くなってきましたね！😅

梅雨の割には晴れの日が続いており、洗濯物がガンガン乾いてうれしいですね！でも筆者の石田は実家暮らしなので自分で洗濯はしておりません笑😂

さて、本日は「5Gって何？」というテーマでお送りしたいと思います！

我が岡本研究室は5Gの研究をしていると対外的に宣伝しております！最新のテーマということもあり、後輩もその言葉にひかれて興味を持ってくれることが多いようですね！

ですが、5Gって何？と聞かれて説明できる方は多くはないのではないでしょうか…？

かく言う私も普段は位置推定の研究をしており、最新の通信事情には少し疎いところがあります笑

ですので、ほかのメンバーにアドバイスを求めながら5Gをかみ砕いて説明できればと思います！

ということで本日のチャプターはこんな感じです！

・「5G」の意味は？
・5Gでは何がどうなるのか？
・eMBB
・URLLC
・mMTC
・岡本研では何を研究している？
・まとめ

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「5G」の意味は？

5Gとは「5th Generation mobile communications system」の略称です。5thという言葉に表れている通り、5Gとは第5世代の移動通信システムのことです。つまり、1Gから始まって現在が5番目の世代ということになります。

まずは、移動通信システムがどう進化してきたのかを見てみましょう！

まず、1Gの始まりは1979年に運用が開始された自動車電話サービスでした。そのあとも少しずつ小型化が進んでいき、この時皆さんもよく目にする平野ノラさんの「しもしも～」で有名なショルダーフォンが登場します。しかし、1Gはアナログ通信（情報をそのまま届けること）であったため、雑音がひどくまた盗聴も容易でした。

つづいて2Gでは、アナログ通信からデジタル通信（信号を0と1の情報に変換して伝送すること）に進化します。当時、1Gの進化で携帯電話が徐々に普及してきていた一方、そのせいで電波が混んできてしまっていました。例えるならば、電波が道路、情報が車とするならば、車が増えてきて渋滞してしまう状況に似ています。
そこで、情報をそのままではなく0と1のデジタル信号に変換することでより効率よく情報を届け、この問題を解決したわけですね！

そして3Gでは2Gよりさらに電波の利用効率を向上させる（CDMA）ことで音質を改善したほか、携帯電話が基地局をまたいで通信するときの切り替え方（ハンドオーバー）を工夫したことによって通話が途切れにくくなったりしました！ちなみにiPhoneが初めて日本に上陸したのもこの3Gの時代でしたね！

そして現在多くの方が利用されている4Gの時代が来ます。4Gでは本当にすごい技術（OFDM、ターボ符号など…）が寄り集まってこれまで以上に高速かつ大容量な通信が可能になりました。
…なんか説明がしょぼくてすみません…笑

ということでここまで4Gまでの進化を見てきましたが、ここから5Gがさらにどう進化するのか？についてみていきましょう！

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5Gはどうなるの？

すでに4Gまでの進化で十分ではないか？と感じている人も多いかもしれません。しかし、通信に対する要求はまだまだ増え続けます。例えば昨今話題の自動運転。現在の通信技術で自動運転を実現しようと考えたとき、遅延が大きく不可能だといわれています。遅延といっても1秒にもにも満たないわずかな時間ですが、車が進む速度だとその時間で十数メートル進んでしまうため、大きな問題となるのです。

そこで、自動運転に限らず5Gにはどんなことが求められているのか？ということからさかのぼって、何を達成したらいいのかというシナリオがあればよいのでは、という論調になりました！
そこで、3GPPという通信に関する標準化団体（世界的な通信のルールを決める団体）が「eMBB」、「mMTC」、「URLLC」の3つのシナリオを定義してくれました。次節からはそれぞれのシナリオでどんなことが求められているのか、そしてそれが達成されると私たちの生活がどう変わるのかを例を交えながらご紹介していきたいと思います。

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eMBB

eMBB（enhanced Mobile Broadband）は高速大容量通信のことで、5Gといえばこれではないでしょうか。よく言う5Gになると映画があっという間にダウンロードできるというのはまさにこのeMBBのおかげです。難しい技術の話は避けますが、先ほどのように道路の交通量に例えると、道幅が圧倒的に広くなることでたくさんの車が通れるようになるようになる状況に似ています。電波の利用効率が圧倒的に向上することでたくさんの情報をやり取りできるようになるのです！

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mMTC

つづいてはmMTCです。mMTCはmassive Machine Type Communicationの略称であり、あらゆる端末がインターネットに接続できることを目指したシナリオです。

いろんなものがインターネットに接続されることをIoT（Internet of Things）といいますが、まさにそれですね！

mMTCが実現されれば例えばこんな未来が待っています。サラリーマンのAさんは今日も仕事を終えて、帰るところです。ところがその日は週末だったこともあり、後輩のBさんをご飯に誘うことにしました！Bさんと電車で居酒屋がたくさんある駅に向かい、その途中どのお店にしようかを話していると電車の掲示板に駅付近に新しくできたお店を教えてくれて、さらにその空き状況まで教えてくれました。

このように、いろんなものがインターネットに接続することで様々なシステムを連携し、新たなサービスを提供できるようになることがmMTCの魅力といえるでしょう！

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URLLC

最後はURLLCです。URLLCはUltra-Reliable and Low Latency Communicationsの略称で、超高信頼・超低遅延を表します。

4Gまでの通信はいかにたくさんの情報を送れるか、というところにフォーカスを当ててきました。しかし5Gで期待される自動運転や遠隔医療では情報の量よりも「早く、そして確実に」情報が届くことが重要になってきます。自動運転で情報が遅れれば事故につながりますし、遠隔医療で情報が誤れば誤作動したメスが患者さんを傷つけてしまう可能性がありますからね。

我が研究室ではこのURLLCを専門に研究をしている学生さんがいますので、少しお話を聞いてみたいと思います！

石田「というわけで塩満さんよろしくお願いします。今日も相変わらずかっこいいですね。」

塩満くん「・・・・・ん？」

石田「URLLCは自動運転が何といっても主な利用先だと思いますが、ほかのシナリオに比べてどんなことが難しいんですか？」

塩満くん「…ん～難しいですね。高信頼と低遅延というのは二律背反の関係にあるんですよ。確実に情報を届けようと思ったら何回も情報を送ればいいじゃないですか。でもそうすると、情報が届くのが遅くなってしまう。その両立をしなければいけないというのが難しいですね…。」

石田「なるほど。まるで猫は好きだけどアレルギーって感じですね。」

塩満くん「・・・違うと思います。」

石田「ありがとうございます。では本日もわき目もふらずに研究にいそしんでいるわけですね！ちょっとどんな風に研究しているかを見せてもらってもいいですか？」

塩満くん「あッ！！ちょっと！！」

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岡本研究室では何をしているのか？

というわけで塩満くんの研究(？)の様子を拝見させてもらったわけですが、そうするとほかの人たちは何しているの？という疑問を抱くかもしれません。

実は、しっかり5Gをやっているといえるのは塩満君だけかもしれません。

え…じゃあ他の人は…？

そうですね、もちろん僕のように5Gとは直接関係ない位置推定のような研究を行っている人もいますが、ほかの人たちは6Gつまり、次の第6世代の通信システムに組み込まれるような要素技術を研究していたりします。

もちろんすぐにやってくる未来の技術も重要なのですが、やはりそのあたりは会社などがすごく力を持っているものですから、研究機関である大学はさらにその先を見据えた技術を検討することが多いんです！

どんな技術を研究しているかについては追い追いインタビュー形式で一人ずつ聞いていきたいと思います！

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まとめ

というわけで今回は5Gとは何か？という話に始まり、岡本研究室の活動を簡単にではありますが触れてきました。

説明が至らないところも多くあったかとは思いますが、私たちの活動を少しでも理解していただけたら幸いです！

それでは今回はこの辺で…😉