継続技術として、5G はどのような問題を解決できるのでしょうか?

国内大手3社による4G構築が本格化している。数日前には、5Gの予備的な技術計画が開始され、Huaweiなどの企業が開発作業に投資し始めたと報じられました。典型的な継続技術として、5G の到来は避けられないように思われますが、その必要性については議論する価値があります。

第一世代のアナログ無線通信技術から現在の 4G 技術に至るまで、前世代の通信技術に代わる新世代の通信技術の全体的な考え方は、スペクトル利用効率をますます高め、単位通話またはデータコストを下げることです。

第一世代の無線通信技術は周波数分割多重アクセスを使用するアナログ技術であり、スペクトル利用効率が非常に低いです。 GSM の本来の目的は、デジタル技術を使用してアナログ技術を置き換え、音声通話の品質を向上させ、スペクトルの利用効率を高め、ネットワーク コストを削減することでした。 GSM は、グローバルローミングを可能にする、これまでで最も成功した無線通信技術であると言えます。 GSMは主に音声通話の問題を解決しますが、モバイルデータの需要が増加するにつれて、第3世代モバイル通信技術（3G）が提案されました。第 3 世代通信技術の最大の技術的特徴は、符号分割多重アクセス技術 (CDMA) の使用です。世界各国がモバイル通信技術の莫大なメリットを認識するにつれ、互いに関連性のない3つの通信技術が提案され、事実上、世界の3Gネットワ​​ークが分割されることになった。グローバルローミングは GSM よりもはるかに不便です。 3G の開発中、技術の発展に伴って複数のバージョンが提案されてきました。データサービス速度は上昇し続けてきましたが、CDMA技術の限界によりスペクトル利用効率は制限され、4Gの登場によりその開発は最終的に停止しました。

4G ネットワークはデータ サービスをベースとしたネットワークであり、その最大の利点はデータ レートの向上です。 3Gとの最大の技術的違いはOFDMコーディングの採用であり、これによりスペクトル利用効率が大幅に向上しました。さらに、FDD と TDD の唯一の違いは無線インターフェースであり、実際には 1 つのテクノロジーとして考えることができます。 4G ネットワークは、2G/3G ネットワークのような音声チャネルをサポートしていません。 VoLTE技術を採用することで音声サービスをサポートできます。実はこれ、IP電話なんです。音声サービスのデータ量はデータサービスに比べて非常に小さいです。 VoLTEを導入すると、4Gネットワ​​ークの音声サービス容量はほぼ無制限になると言えます。 GSM プロトコルのアナログからデジタルへの変換と同様に、4G プロトコルも同様の成功を収めると期待されています。 4G ネットワークの最大の欠点は、世界中の周波数帯域の数が多いことです。現在、3GPP によって 44 の 4G 周波数帯域が割り当てられており、周波数の範囲は 700MHz から 3.6GHz です。これにより、端末の設計が非常に複雑になります。たとえば、現在の国内フルネットワーク携帯電話は、GSM/CDMA/WCDMA/TDSCDMA/EVDO/TDD-LTE/FDD-LTE など、17 もの周波数帯域をサポートする必要があります。非常に多くの周波数帯域をサポートしているにもかかわらず、グローバル ローミングには依然として GSM ネットワークを使用する必要があります。

4G ネットワークのデータレートの向上は、スペクトル リソースの獲得によるところが大きいです。 4G でサポートされる周波数帯域幅は最大 20MHz まで可変です。広帯域幅と OFDM の効率的なコーディングをサポートし、CAT4 規格で最大 150Mbps のダウンロード速度を実現できます。キャリアアグリゲーション (CA) 機能は、複数のキャリア周波数が連携して動作することで、より高速なダウンロード速度を実現します。これも、より広い周波数帯域を得ることで、より高速な速度を実現するためです。支払う代償は、携帯電話が複数の RF 受信チップとアンテナをサポートする必要があることです。ユーザーがこのような高速ネットワークを使用するには、現在のネットワークを使用しているのが自分だけであるという前提条件があります。複数人でモバイルネットワークを一緒に使用すると、150Mbps が共有され、使用する人数が増えるほど速度が低下します。その理由は、モバイル ネットワークのオープンな性質にあります。現状の周波数帯域はユーザー間で共有されており、人口過密地域では4Gの利用が深刻な混雑を招くことになる。また、この特性により、事業者は有線ネットワークの場合のように、ユーザーが自由に使用できるレベルまでコストを削減することができません。たとえば、基地局のカバー範囲の半径が 300 メートルで、100 人が同時にモバイル ネットワークを使用してビデオを視聴すると、ネットワークは非常に混雑します。有線ネットワークでは、1,000 人が同時にビデオを視聴しても問題ありません。人口密集地域の問題に対処するために、通信事業者が現在採用している解決策は、マイクロセルラー技術を採用し、狭いエリア内で基地局の数を増やすことです。スマートアンテナに代表される空間ダイバーシティ技術は未熟です。この技術では、アンテナが一方向に送信する必要があり、現時点ではこの技術問題を解決する見込みはありません。

5G テクノロジーの全体的な目的は、単位データ サービスのコストを削減しながら、データ通信速度を向上させることです。現在発表されている主な技術、例えば高密度ネットワーク展開、マルチアンテナアレイ技術、ユーザーレート、送信電力、エネルギー効率などの重要な技術は、5G自体とは何の関係もなく、4Gの範囲内で解決できます。 5Gに必要なのは、周波数利用効率の問題を解決することです。さらに、4G のモバイル ネットワークのオープン性によって生じた問題は、5G 時代でも依然として存在します。高密度ネットワークの展開にはコストが非常に高く、点的な問題しか解決できず、表面的な問題は解決できません。ポイントの問題には、より安価な解決策があります。それは、Wi-Fi です。コスト上の理由から、WIFI では基地局やネットワーク センターなどの複雑なインフラストラクチャは必要ありません。その開発速度はモバイル通信技術よりもはるかに速いです。 802.11ad規格では、すでに5Gbpsの通信速度を実現できます。また、WIFIは最初からポイントソリューションであり、表面的な問題はありません。また、コストが低いため、より多くのポイントを展開しても問題ありません。

簡単に言えば、5G が実際に解決する必要がある問題は、移動中にビデオを視聴するという 1 つの問題だけです。単一の標準によってもたらされるグローバルローミングや簡素化された端末設計などのその他の利点は、グローバル周波数帯域が統一されなくなり、プログラム可能なフィルターを実現できないため、実現されません。 5G規格では1つの問題しか解決できないのに、5Gは来るのでしょうか？典型的な継続的テクノロジーとして、5Gは確実にやって来ます。いわゆる継続的テクノロジーとは、この分野に属するすべての企業が囚人のジレンマに陥っていることを意味します。あなたができないなら、他の人ができます。下手をすると他社に追い抜かれてしまうので、その後の継続的な技術で頑張るしかありません。この悪循環を断ち切るには、外部から破壊するしかありません。このサークルは現在、データ サービスに対するユーザーの需要が有線ネットワークを参照しているため、非常に安定しています。ユーザーはまだ有線ネットワークに完全に満足していないため、モバイル ネットワークには大きな発展の余地があります。この悪循環を断ち切るには、あまり不便をかけずに、データ通信速度と価格に対するユーザーの要求を満たす必要があります。インターネット企業が提供する無料Wi-Fiがこの悪循環を断ち切ることができると信じています。

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。