2020年10月、総務省から「ソフトバンク株式会社に係る特定基地局の開設計画の変更認定」が発表されました。内容はソフトバンクから申し出のあった４G開発計画変更申請を認めたものです。変更内容は「４Gの周波数を５Gに転用できる様に変更」というもの。これにより一気に５Gが拡大になるのか？をまとめてみました。
そもそも今はスマホの５Gは使えるの？
現時点でもドコモ、au、ソフトバンク、楽天の４社は５Gサービルを販売しており、５G対応スマホと５Gサービスに加入していると使えます。
ただ、使えるエリアは限られているし、本来の５Gのスピードは出ていないのが現状です。
上図はソフトバンクで提供されている５Gエリアです（ソフトバンク公式より、執筆時点）。東京の一部ですが、ピンクが現状の５Gエリア、黄色が2020年冬以降に拡大予定の５Gエリアです。現時点では誰もがいつでも使えるという状態ではありません。
そもそも５Gって何？特徴は？
５Gの特徴としては３つあります。
- 超高速
- 多数同時接続
- 低遅延 の３つです。
現状スマホにおける５Gに提供されているのは、３つの中の１つ「超高速」の部分だけです。それでも５G本来（フル５G）の超高速よりも遅いものです。
５Gなのに何で超高速じゃないの？
フル５Gを実現するには、現在ある基地局の電波網ではなく、新たに基地局を増やし電波網を１から作る必要があり、実現までは費用も時間も掛かります。このフル５G設備を整えた通信方式はスタンドアローン（SA）方式と言います。
一方、現在の４G電波網を活用し５G導入を行う方式がノン・スタンドアローン（NSA）方式です。すでにある電波網を活用することで導入が速く、比較的簡単に５Gサービスを始めることが出来ます。現在日本で提供されている５GはNSA方式です。
しかしNSA方式で提供できるのは超高速の部分だけ。それもSAに比べると通信速度は遅いものです。
NSA方式5Gは４Gを利用しているのに早いの？
現在日本で提供されているNSA方式の５Gは、４G電波網に重ねて５G基地局（エリア）を作り、スマホと５G基地局の間をNew Radio（NR）という通信を行います。NRで取り扱える電波の周波数を大幅に拡大することで高速化をしています。
４Gの取り扱う周波数帯が20MHzのところ、NRとの通信で５Gエリアでは100MHz（４Gの５倍程）まで拡張しています。扱える周波数を拡張した分、通信速度は４Gよりも、NSAの５Gは５倍程の速度があります。
SAのフル５G導入はいつから？
SA方式のフル５Gは現状の４Gの20倍の速度と言われています。フル５Gは周波数の高いミリ波（28GHz帯）とSub6（6GHz帯）を組み合わせで行いますが５Gの超高速通信はミリ波によるものです。
参考：日本ではSub６に当たる周波数は3.7GHz帯、4.5GHz帯が５G用として各キャリアに振り分けられています。
Sub6に関してはこれまで扱ってきた４Gと近い周波数であるので、取り扱いに問題がないのですが、ミリ波に関しては取り扱いが困難な周波数です。
ミリ波は周波数が高く、直進性があり、高速です。ただし遮蔽物に非常に弱く、雨や水蒸気にも影響を受けます。現状では室内や施設などの極めて狭い場所での運用になりそうです。
現時点でSA方式のフル５Gを商用利用で導入しているのはアメリカのT-mobile、中国のチャイナ・テレコムなどです。
アメリカと中国を除く世界各国では、日本と同じNSA方式の5Gを現状採用しています。
日本でのSA方式のフル５Gはドコモ、au、ソフトバンクが2021年度中に導入の予定です。本格的に使える様になるのは2022年くらいになりそうです。
４G周波数の５G転用って何？
長くなりましたが、ここで表題の４Gの５G転用についてです。
日本の総務省では各通信会社（≒キャリア）に使って良い通信の周波数帯を割り振っています。割り振った周波数に関しては利用使途が限られていました。
４G用に割り振ったものは、４Gにしか使えなかったのです。ソフトバンクは、総務省に提出した４G開発計画の変更申請をして４Gを５Gに転用できるようになりました。
総務省資料抜粋は以下です。要約すると青字の部分です。
4G等で使用されている周波数帯に5Gを導入するため、ソフトバンク株式会社から、電波法（昭和25年法律第131号。以下「法」と言います。）第27条の14第1項の規定に基づき、現在認定期間中の3.9世代移動通信システム等の普及のための特定基地局の開設計画（以下「3.9G等普及の開設計画」と言います。）及び第4世代移動通信システム等の普及のための特定基地局の開設計画（以下「4G等普及の開設計画」と言います。）の変更申請がありました。
総務省HPより：https://www.soumu.go.jp/menu_news/s-news/01kiban14_02000474.html
総務省は、同条第2項において準用する法第27条の13第4項の規定に基づき、同申請について審査した結果、いずれも開設計画の変更を行うことが適当であると認められることから、本日、認定をしました。
これにより、日本の非常に広域を占める４Gエリアが５Gエリアへと一気に拡大する可能が出てきました。
しかし、４Gを転用した５Gエリアの通信速度は４Gと同じ程度の速さです。本来の５Gより遅いため、４G転用の５Gは「なんちゃって５G」と言われています。
４Gを５Gへ転換する技術「DSS」
ソフトバンクがどのように４Gを５Gへと転用するかは公表されていませんが、４Gエリアを５Gエリアへと変える技術があります。それが「Dynamic Spectrum Sharing＝DSS」です。日本語に訳すと「動的周波数共有」になります。
DSSは４Gの通信データの中に５Gの通信データを加えることで、エリアは４Gながら５Gデータが認識できるという技術。
DSSを推奨しているクアルコムでは、DSSに加え周波数帯の違う複数の４G電波と５G電波を束ねて高速化するキャリアアグリゲーションを組み合わせることで４Gエリア内の５Gカバーエリアの拡大と周波数帯域の効率利用が出来ると説明しています。５G対応スマホ内で判断し、４⇔５G切り替えも効率的になります。
クアルコムがDSSを推奨しているのは、自社で作っている最新のSnapDragonにはDSSが対応していることもあります。Snapdragon765/765G/865以降の５G対応のものはDSS対応になっています。
なんちゃって５Gをけん制するドコモ
ドコモはなんちゃって５Gの導入自体には賛成していますが、早期導入に関しては懐疑的です。その理由をドコモ側は３点上げています。
- 速度が４Gと同等なこと
- ユーザーに「なんちゃって５G」と「通常５G」のエリアマップ周知が必要
- DSS導入で４G電波の速度が落ちる懸念
総務省が発表したソフトバンク開発計画変更の条件にも、ユーザーの誤認を避ける様に周知することが書かれています。
第5世代移動通信システムに周波数を活用する場合には、通信速度等の性能について、利用者が誤認しないように、エリアマップ等の丁寧かつ分かりやすい方法で適切に周知すること。
総務省公式：https://www.soumu.go.jp/menu_news/s-news/01kiban14_02000474.html
確かにスマホに５Gと表示されているのに、４Gと同じ速度ならばユーザーの不満も起こるでしょう。
しかし、ドコモが「なんちゃって５G」をけん制するのは、他の理由がありそうです。ドコモが４G基地局を整備したのは他社（au、ソフトバンクなど）よりも古く、ドコモの４G基地局はDSS導入が技術的に難しいという話もあります。
ミリ波の高速５Gを体験したい！
現状ミリ波自体は日本でも使えるスポットをドコモでは公表しています。参考までにドコモのミリ波が使えるスポットは以下になります。ミリ波を使うにはミリ波対応のスマホが必要です。ミリ波対応のドコモ販売のスマホは、arrows 5G F-51A、Galaxy S20+ 5G SC-52Aの２機種です。
まとめ
ソフトバンクの開発計画の変更に伴い、今後は５G向けの展開が大きく行われそうです。iPhone12が５Gに対応したことの影響も大きいでしょう。
しかしながら、現状はノンスタンドアローン方式の超高速とまでは言えない５Gです。さらに４Gと速度の変わらない「なんちゃって５G」が誕生しそうです。
スタンドアローン方式のフル５Gに関してはまだ先の話。フル５Gの機能が楽しめるには、後１～２年は掛かりそうです。
そもそも５G自体はスマホに限った技術ではなく、車の自動運転、農業分野での導入（ローカル５G）、遠隔医療に期待されているものです。むしろスマホへの５G対応は最優先事項ではありません。
実際スマホ分野で５Gを使った革新的なサービスも出来ていない状態です。これから増えてくる５Gスマホですが、どんなサービス、機能を見せてくれるのか楽しみにしたいです。
