6G研究とイノベーション:0からPHY、そしてその先へ

6G研究は進展しており、3GPPの研究が新しい標準の方向性を決定しています。6Gを推進し、互換性、効率性、パフォーマンスの目標を達成する技術を特定するため、業界は新しいスペクトラム、スペクトラム効率、人工知能(AI)と機械学習(ML)、エネルギー効率、センシング、非地上ネットワーク(NTN)などの分野で研究を加速しています。カスタム物理層(PHY)アプローチが6Gの研究開発をサポートする上でなぜ不可欠な役割を果たすのかをご覧ください。 

6Gイノベーションへのゲートウェイ

EUが資金提供する6G-SANDBOXプロジェクトを詳しくご覧ください。ヨーロッパ全土に展開する4つの先進的なプラットフォームにより、NTN、RIS、FR3バンド、および決定論的ネットワーキングに関する実世界での試験を可能にし、研究者と産業界の連携を促進します。

6G研究を加速

キーサイトの測定科学における専門知識と最先端のRFおよびセルラーテスト機能により、6G研究のペースを加速できます。キーサイトが次世代ワイヤレス技術の開発をどのように支援できるかについて、今すぐお問い合わせください

6Gの基礎に関するeBook

6Gの基礎に関する専門知識を習得する

5Gの展開が順調に進む中、ベンダーとサービスプロバイダーは、消費者、産業界、政府が多数のユースケースを解き放つのを支援できます。しかし、6Gの研究者はさらに踏み込む必要があります。6Gテクノロジーは、前例のないパフォーマンス、信頼性、セキュリティを提供し、社会を初めて完全に接続するでしょう。

6G研究のための構成要素を発見

無線研究の急速に変化する要件に合わせて、お客様の開発エコシステム全体を適合させるお手伝いをします。

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新しいスペクトラム

6Gがターゲットとする周波数帯を開拓し、新しいスペクトル効率技術を検証します。

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新規アーキテクチャ

Open RANと非地上ネットワークの利点を最大限に活用することで、6Gネットワークアーキテクチャを革新します。

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AIとML

人工知能と機械学習の力を活用して、システム設計を最適化します。

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6Gデジタルツイン

デジタルツイン

AI対応デジタルツインにより開発を迅速化し、次世代6Gネットワーク設計を加速します。

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6Gセキュリティ

セキュリティ

6Gがもたらすであろう来るべきセキュリティ課題に備え、あらゆる場所でのセキュアな接続性を実現します。

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持続可能性

6Gがネットワークのエネルギー効率をどのように実現し、持続可能な技術を可能にするかをご覧ください。

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キーサイトのエキスパートが6G研究の課題について意見を述べる

6G FR3チャネルエミュレーション

6GにおけるAI/MLとセンシング

NTNスカイ・トゥ・ラボ:エンドツーエンドエミュレーション

6G研究に関するFAQ

6Gの研究では、インテリジェントなリソース管理のためのAIネイティブネットワークや、超高速データ転送のためのテラヘルツ(THz)通信など、革新的な技術が探求されています。また、超格子カステレート型電界効果トランジスタ(SLCFET)のような新規GaN半導体デバイスも、6G信号処理に不可欠な特性である高周波性能と電力密度を持つことから、研究が進められています。

その他のイノベーションには、統合センシングおよび通信 (ISAC)、再構成可能なインテリジェントサーフェス (RIS)、超セキュアなデータ交換のための量子通信などがあります。これらの技術は、将来的にホログラフィックテレプレゼンス、自律システム、リアルタイム遠隔医療といった没入型6Gアプリケーションをサポートすることを目指しています。

キーサイトの6G研究とソリューションを紹介するこのビデオをご覧ください

新しい地平線は新しい技術を要求します。6Gがエッジコンピューティング、人工知能(AI)、機械学習(ML)、ネットワークスライシングなどの分野で5Gから大きな恩恵を受けることは事実です。同時に、ワイヤレス技術の研究は、新しい6Gの技術要件に合致する必要があります。

最も合理的な要求は、サブテラヘルツ周波数でどのように動作するかを理解することです。5Gがその可能性を最大限に引き出すためには、24.25 GHzから52.6 GHzのミリ波 (mmWave) 帯域で動作する必要がありますが、次世代のモバイル接続は、サブテラヘルツと呼ばれる範囲およびテラヘルツ範囲の100 GHzを超える周波数に移行するでしょう。

もう一つの研究関心領域は、AIとMLのための6Gネットワーク設計です。5Gネットワークは既存のネットワークにAIとMLを追加することを検討し始めていますが、6Gではこれらの技術とネイティブに連携するように設計されたネットワークをゼロから構築する機会があります。

6Gが取り組むべき課題として、セキュリティも挙げられます。データの安全性を確保し、許可された人物のみがアクセスできるようにする方法、そしてシステムが複雑な攻撃を自動的に予測できるようにするソリューションが求められています。

最後の技術的要件は仮想化です。6Gが進化するにつれて、私たちは仮想環境へと移行し始めます。Open RAN(O-RAN)アーキテクチャは、今日、より多くの処理と機能をクラウドに移行しています。エッジコンピューティングのようなソリューションは、将来ますます一般的になるでしょう。

6Gの研究と標準化の道を切り開いている主要な10の組織を以下に示します。

  • ITU-R: グローバルな無線スペクトルおよび衛星軌道リソースを管理します。
  • 3GPP:5Gと6Gを含むグローバルなモバイル通信標準を開発しています。
  • O-RAN Alliance:オープンでインテリジェント、相互運用可能な無線アクセスネットワークを推進します。
  • 6G Sandbox:EUが資金提供するイニシアチブで、6G研究者向けにモジュラーテスト環境を提供しています。
  • 6G Flagship:フィンランドを拠点とする世界初の6G研究プログラムです。
  • Next G Alliance:将来のワイヤレス技術を形成する北米のイニシアチブ。
  • 6G-IA:次世代ネットワークとサービスにおけるヨーロッパを代表する組織です。
  • SUSTAIN-6G:持続可能で包括的な6Gネットワーク設計を推進するEUプロジェクトです。
  • Bharat 6G Alliance:グローバルな6Gリーダーシップとコラボレーションを目指すインド主導のイニシアチブです。
  • IMT-2030推進グループ:中国の6G研究および標準化プラットフォーム。

6G研究において、AIと機械学習は、リアルタイムのリソース管理、予測分析、自律運用を通じて、インテリジェントで自己最適化するネットワークを実現します。

その他の6G研究分野には、AIとMLを活用した異常検知によるセキュリティ強化、エネルギー効率の向上、仮想現実や自律システムのような低遅延アプリケーション向けのエッジインテリジェンスのサポートが含まれ、これによりネットワークはより適応性と効率性の高いものになります。

6Gは2030年までに商用利用可能になると予想されており、Next Generation Mobile Networks Alliance(NGMN)、6G FlagshipNext G Allianceなど、いくつかの業界団体が6Gビジョンを発表しています。これらの組織が構想する次世代通信技術のユースケースとアプリケーションを以下にまとめます。

ユビキタス接続: 6Gでは、インクルーシビティの向上とデジタルデバイドの解消が極めて重要な社会目標となります。音声、ビデオ、ブロードバンドサービスは、より優れた非地上ネットワーク、空中および宇宙基地局群、メッシュアクセスネットワークなど、5Gを超える進歩を通じて、遠隔地や災害地域でも利用可能になります。

没入型パーソナルデジタル体験: ネットワーク帯域幅は50~200ギガビット/秒(Gbps)、場合によっては1テラビット/秒(Tbps)に達すると予想されます。デバイスあたりのスループットが300~500メガビット/秒(Mbps)、レイテンシがマイクロ秒レベルになることで、ユーザーは没入型の高解像度ビデオ通話、拡張現実ディスプレイ、多感覚およびホログラフィックインターフェースを介したリモートテレプレゼンスを通じて、豊かなコミュニケーションとデジタル体験を享受できるようになります。

共同通信とセンシング: 6Gで検討されているサブテラヘルツ周波数は、通信信号とイメージングレーダーの波形に似た波形との組み合わせを可能にします。通信とセンシングの両方に同じアンテナ、トランシーバ、スペクトルを再利用するための研究が進められており、スマートフォンを自動運転に利用したり、視界の悪い救助ミッションで人を検出したりするようなユースケースが可能になります。

自動車:自動車企業は、自動運転システムの改善、リアルタイムデータ処理、車車間通信、高度なセンシング機能のために、6G技術の利用を積極的に研究し、プロトタイプを開発しています。

産業規模の通信: スマートシティ、農業、交通、エネルギーグリッド、環境モニタリング向けに、モノのインターネット (IoT) デバイスが広く利用される広範な公共およびプライベートネットワークが普及することが予想されます。

高精度測位:1~10センチメートル (cm) の精度を持つ屋内および屋外測位により、高精度な物体および存在検出、ナビゲーション、イメージング、マッピングが可能になります。

持続可能性は、6Gの研究開発における重要な推進要因です。2023年12月、国際電気通信連合(ITU)は、6G「IMT-2030フレームワーク」の詳細を勧告ITU-R M.2160で公開しました。

IMT-2030は、環境、社会、経済の持続可能性向上の必要性に対処するのに役立つと期待されており、国連気候変動枠組条約のパリ協定の目標も支援します。

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