5Gの周波数についてのまとめ

5G に割り当てられているのは、3.6GHz～6GHz帯の「Sub-6」と30～300GHz帯の「ミリ波帯」です。

また、5Gでの通信を考える際に帯域幅という周波数の幅が重要になってきます。

帯域幅とは、周波数の最小値と最大値の差です。例えば、100MHz~200MHzなら帯域幅は100MHzです。

帯域幅は4Gでは最大20MHz、5GのSub-6 では最大100MHzになっています（ちなみに3Gは5MHzです）

この帯域幅はチャネルというものに影響を与えます。

ケータイ会社が政府から割り当てられている周波数の中で、帯域幅分の細切れの周波数帯をいくつも用意します（図1）。

この細切れの周波数帯をチャネルといい、チャネルを用いて通信します。

そもそも、どうやって情報を送受信しているのかについて考えます。

送受信したい情報は0と1のビット情報で表現されている。

しかし、電波という波で基地局とやり取りをする必要があるため、ビット情報を波に変換する必要があります。

このビット情報を波に変換することを「変調」といいます。

5Gは4Gと同じ変調方式であるOFDMというものを採用しています。

これは波の周波数の違いで情報を表現するもので、イメージをつかむには以下のサイトを参考にしました。

OFDMでは帯域幅が広く、扱える周波数が多いほど多くの情報を一度にやり取りすることにつながります。

5Gは4Gよりも広い帯域幅を確保できていることから、高速大容量の通信が実現できています。

では、なぜ4Gから5Gになることで帯域幅の最大値が大きく増加したのでしょうか。

それは5Gに割り当てられている高周波数帯は「不人気な」周波数帯だからです。

このことは、波の周波数が低いほど波は遠くまで伝播し、そして障害物の影響を受けにくいという性質が関係しています。

高校物理で習う「波の回折」というものです。

通信は離れた場所と情報のやりとりをするために行うため、距離が離れていても確実にやり取りができる低周波数帯の方が人気です。

800MHz付近の周波数帯は「プラチナバンド」という呼ばれ方もしています。

そのため、低周波数帯は多く用途で使われ空きが少なくなってきており、政府も携帯電話会社に小さな周波数の幅しか割り当てていません。

一方、高周波数帯は不人気なので、携帯電話会社に割り当てることができる周波数の幅は大きいです。

そのため、仮に5Gと4Gのチャネルの数をほとんど同じとすると、5Gの方が一つのチャネルあたりの帯域幅を大きくすることができます。

5Gで採用している変調方式から、帯域幅の広い方が一度に多くの情報をやり取りできるようになるため、5Gでは高速大容量な通信が可能になっているわけです。

5Gの対応している高周波数は不人気

⇒ケータイ会社が扱える周波数の幅が大きい

⇒帯域幅を大きくできる

⇒一度に多くの情報をやりとりできる

多くのサイトでミリ波のメリット・デメリットについて書いてあり、参考にさせてもらいました。下にいくつか掲載しておきます。