はじめに
5Gは第5世代の移動通信システムです。高速・大容量、低遅延、多数の機器との接続を目指した技術ですが、スマホに5Gと表示されれば常に最高速度が出るわけではありません。
速度を決める帯域幅、複数のアンテナを使う技術、ネットワーク構成を分けて見ると、4Gとの違いが理解しやすくなります。
5Gが速くなるのは周波数が高いからなのか？
電波の周波数と、通信に使う周波数の幅である「帯域幅」は別の量です。高い周波数だから自動的に情報量が増えるわけではありません。広い帯域幅を利用できること、電波の状態に応じた変調、複数のアンテナで並行して送る技術などが速度を支えます。
5Gは低い周波数帯も利用します。4Gと5Gを単純に「低い電波と高い電波」に分けることはできません。実際に使える帯域は国や事業者、基地局、端末によって異なります。
Sub6とミリ波はどう違うのか？
一般にSub6は6GHz未満の帯域を指す呼び方です。一方、5G NRの規格上の周波数範囲FR1は6GHzを超える帯域も含むため、Sub6とFR1を完全に同じ意味にはできません。
5Gでミリ波と呼ばれる高い周波数帯では、広い帯域を利用しやすい一方、遮蔽物や伝搬損失への対策が重要です。屋内でまったく使えないという意味ではなく、屋内の基地局など利用場所に合う設備が必要になります。ETSI掲載の3GPP NR仕様（Release 15）
Massive MIMOとビームフォーミングとは？
MIMOは複数の送受信アンテナを利用する技術です。多数のアンテナを使うMassive MIMOや、信号の位相・振幅を調整して特定方向の送受信を強めるビームフォーミングは、電波の利用効率を高めるために使われます。
ただし、すべての5G基地局が同じ数のアンテナを持つわけではありません。端末の対応、利用する周波数、周囲の建物や混雑などによって効果は変わり、必ず遠くまで届く・混雑しないという保証ではありません。
遅延1msや20Gbpsは実測値なのか？
ITUのIMT-2020で示される20Gbpsのピークデータレートや低遅延などの数値は、評価条件を持つ技術要件・目標です。すべての利用者が常時得られるサービス速度ではありません。高速通信、低遅延、多数接続という異なる用途の性能を、いつでも同時に最大化できるわけでもありません。ITU「IMT-2020」
特に、無線区間の遅延と、スマホからインターネット上のサーバーへ往復する時間は別です。アプリで測る遅延には、通信経路、サーバー処理、混雑なども含まれます。「ゲームの応答が必ず1msになる」とは言えません。
エッジ処理とSA・NSAはどう関わるのか？
処理するサーバーを利用者に近い場所へ置くエッジコンピューティングは、通信経路を短くできる場合があります。ただし、5Gにつながるだけで自動的に近くのサーバーを使うわけではありません。サービス側の構成も必要です。
5Gには4Gの設備を利用するNSAと、5Gのコアネットワークを使うSAという構成があります。利用できる機能はネットワークと端末の対応によって変わります。SAでもすべての通信の速度や遅延が一定になるわけではありません。
5Gでも混雑したり遅くなったりするのはなぜ？
基地局の通信資源は利用者で共有します。接続する人が多い、電波が弱い、端末が利用できる帯域が限られる、基地局より先の回線やサーバーが混雑する、といった要因で速度は下がります。
多数接続の性能は、小さなデータを送るIoT機器などの条件を含む考え方です。同じ場所の全スマホが高速動画を送っても速度が落ちない、という意味ではありません。
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まとめ
5Gの性能は、帯域幅、アンテナ、電波制御、ネットワーク構成の組み合わせで生まれます。高い周波数だけが速さの理由ではなく、規格上の性能と日常の実測値も別です。利用する場所、端末、サービスの条件を含めて理解しましょう。
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