概要
6Gは、現在の5Gの次世代の移動通信システムで、2030年頃の実用化を目指して研究開発が進められています。6Gでは、超高速・大容量通信、超低遅延、超高信頼性、多数同時接続がさらに進化し、海・空・宇宙を含めた広範囲での通信が可能になると期待されています。
また、6Gの技術革新により、遠隔医療やホログラム通信、スマートシティの発展など、社会のさまざまな分野で新しい価値が生まれると予測されています。日本ではNTTドコモや総務省などが研究を進めており、世界各国でも開発競争が激化しています。
| 項目 | 5G | 6G |
|---|---|---|
| 開発段階 | 商用化済み | 研究・標準化の初期段階 |
| 周波数帯域 | サブ6 (<6 GHz)、ミリ波 (24 ∼ 100 GHz) | テラヘルツ帯 (0.1 ∼ 10 THz) の活用を検討 |
| 最大通信速度 | 数Gbps〜10Gbps | 1 Tbps (テラビット級) を目指す研究あり |
| 遅延 (Latency) | 約1ms | 100μs以下を目標 |
| 接続デバイス数 | 数十万デバイス/km² | 数百万デバイス/km² |
| ネットワークの主要コンセプト | eMBB (超高速大容量)、URLLC (超高信頼低遅延)、mMTC (超多数接続) | AIネイティブ統合、ネットワークセンシング、空間コンピューティング連携 |
| 主なユースケース | 自動運転支援、IoT、スマートシティ、高画質動画ストリーミング | 完全自動運転、高度デジタルツイン、ブレイン・マシン・インターフェイス、超高精細ホログラム通信 |
| エネルギー効率 | 4G比で大幅に高効率化 | 通信量増大に対し、さらなる省電力化・環境負荷軽減が必須 |
| 位置情報精度 | 数十cm〜数m | cm〜mm単位の高精度位置情報サービス |
テラヘルツ波
テラヘルツ波は現在、一部の分野で活用されていますが、まだ広く普及しているわけではありません。例えば、医療・セキュリティ・非破壊検査などの分野で研究が進められており、X線の代替技術としての可能性が期待されています。また、次世代通信（6G）への応用も検討されていますが、実用化には技術的な課題が残っています。
最近では、高強度テラヘルツ波（0.6 THz）を連続発生させる装置が開発され、より安全に利用するための研究が進められています。この技術が進展すれば、通信やセンシングの分野での活用が加速するかもしれません。
エネルギー効率
6Gのエネルギー効率が向上する理由はいくつかあります。主な要因を以下にまとめました：
- AIによるネットワーク最適化 6GではAIを活用してネットワークの負荷をリアルタイムで分析し、最適な通信経路を選択することで無駄な電力消費を削減します。
- テラヘルツ波の活用 6Gではテラヘルツ帯の周波数を利用することで、より効率的なデータ伝送が可能になります。これにより、同じデータ量をより少ないエネルギーで送信できるようになります。
- スマートサーフェス技術 6Gでは「リコンフィギャラブル・インテリジェント・サーフェス（RIS）」と呼ばれる技術が導入され、電波の反射や方向を動的に制御することで、通信の効率を向上させます。
- ネットワークの省電力化 6Gでは、通信量が少ない時間帯に基地局を省電力モードに切り替える技術が導入されます。これにより、夜間や通信が少ない時間帯の電力消費を抑えることができます。
- 再生可能エネルギーの活用 通信インフラの電力供給に再生可能エネルギーを積極的に導入することで、環境負荷を軽減しながらエネルギー効率を向上させる取り組みが進められています。
位置情報の精度向上
6Gで位置情報の精度が向上するのは、いくつかの新技術によるものです。簡単に説明すると、以下のような技術が関係しています：
- 電波センシング技術（ISAC） 6Gでは「ISAC（Integrated Sensing and Communication）」という技術が導入され、通信とセンシングを統合することで、より正確な位置情報を取得できます。例えば、電波の反射を利用して物体の位置を測定するレーダー技術や、電波の変化を解析するCSI（Channel State Information）方式が活用されます。
- テラヘルツ波の活用 6Gではテラヘルツ帯（0.1〜10THz）の周波数を利用することで、より細かい位置情報の取得が可能になります。テラヘルツ波は波長が短いため、ミリメートル単位の精度で物体の位置を測定できると期待されています。
- AIによる位置推定の最適化 AIを活用して、電波の伝播状況をリアルタイムで解析し、位置情報の精度を向上させます。例えば、基地局やセンサーからのデータをAIが統合し、誤差を補正することで、より正確な測位が可能になります。
- 高精度な基地局ネットワーク 6Gでは、より密度の高い基地局ネットワークが構築され、位置情報の精度が向上します。基地局の間隔が狭くなることで、スマートフォンやIoTデバイスの位置をより正確に把握できるようになります。
これらの技術の組み合わせにより、6Gではセンチメートル単位、場合によってはミリメートル単位の位置情報精度が実現すると期待されています。これが普及すると、完全自動運転やスマートシティの発展に大きく貢献するでしょう。
海・空・宇宙での通信
6Gでは、地上だけでなく海・空・宇宙でも通信が可能になることが期待されています。これは、「NTN（Non-Terrestrial Network）」と呼ばれる技術によって実現されます。
どのように通信するのか？
- HAPS（高高度プラットフォームステーション） 高度約20kmの成層圏を飛行する無人航空機や気球を基地局として利用し、地上の通信インフラと接続します。これにより、山岳地帯や離島などの通信が困難な場所でも安定したネットワークを提供できます。
- 衛星通信（LEO衛星） 低軌道衛星（LEO衛星）を活用し、地球全体をカバーする通信網を構築します。これにより、宇宙空間や遠洋航行中の船舶でもインターネット接続が可能になります。
- 海中音響通信 海中では電波が届きにくいため、音波を利用した通信技術が開発されています。これにより、海底探査や海洋資源の監視などに活用できる可能性があります。
どんな未来が実現する？
- 宇宙旅行中でもインターネットが使える
- 飛行機の機内で超高速通信が可能
- 海底探査や深海研究がより進化
- 災害時の通信インフラとして活用
6Gの技術が進化すれば、地球上のどこにいても通信が途切れない世界が実現するかもしれません。
