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MMWアンテナと5G｜ミリ波・低い周波数帯の選び方

MMWはmillimeter wave、つまりミリ波の略です。ミリ波は広い意味でマイクロ波に含まれるため、「MMW対マイクロ波」では比較する周波数を明確にする必要があります。5Gではカバー範囲、容量、遮蔽と端末条件に応じて異なる帯域を組み合わせます。

ミリ波と5Gでの呼び方

波長による厳密な分類では30～300 GHzが約10～1 mmに相当します。5Gの文脈では24、26、28 GHz付近も慣用的にミリ波と呼ばれます。24～100 GHzがすべてのMMWの定義ではありません。

マイクロ波の上限が6 GHzという説明も誤りです。比較したいのが低い周波数の5Gアクセスなのか、固定マイクロ波バックホールなのかを区別してください。

一部の高周波帯では広いチャネルを利用でき、多数の利用者や大容量通信に適する設計が可能です。使える帯域は地域、システムと機器により異なります。

周波数が高いだけで常に10倍速くなるわけではありません。割当て帯域、信号品質、変調・符号化、空間多重と混雑が速度を決めます。全端末が800 MHzを利用できるという保証もありません。

建物への侵入や回折、利用可能な設備によって低い帯域が有利な場面があります。ただし材料、配置と周波数を定めずに、常に1～5 kmを保証することはできません。

ミリ波も固定の高利得リンクと移動端末では到達条件が違います。100～300 mという一つの距離を全用途の上限にせず、送受信機と経路を含むリンク収支を計算します。

短い波長では同じ外形に複数素子を配置しやすくなります。相対位相などを制御して必要方向への応答を高める方法が使われます。

64素子だから容量が必ず40倍という関係はありません。素子数、利得、同時ビーム数と独立したデータストリーム数は別です。走査角、電力、熱と校正も必要になります。

人体や車両による遮蔽では、別ビームや別拠点への切替が有効な場合があります。切替時間とサービス中断を含めて現場で検証します。

ミリ波も低い周波数の電波も真空中では同じ光速度で伝わります。遅延には無線スケジューリング、再送、処理、伝送網とアプリケーションまでの経路が含まれます。

特定のアンテナへ交換するだけで1 msや5 msを保証することはできません。測定区間と負荷条件を示してサービス要求と比較します。

ローカル5Gでは設置場所の利用帯域、対応基地局・端末、運用条件と必要なカバーを確認します。屋外、工場内、移動体では障害物や反射の条件が異なります。

利用者へのアクセスと基地局を上位網へつなぐバックホールは別の区間です。固定点間の見通しリンクの結果を、そのまま歩行者端末のカバーに当てはめないでください。