2018年は韓国・平昌にて開催される冬季五輪にて、5G(第5世代移動通信)に関する大規模な試験サービスなどが提供される予定であり、いよいよ5G時代の幕開けが見えてきた。

とはいえ、5Gが正式に規格として成立したものが「Release 15」として3GPPから登場するのは、同じ2018年でも春から秋ごろとされており、平昌五輪の5Gは、まだ完全に標準化を終えたものではない。また、2020年には、第2世代5Gともいえる「Release 16」の公開も春先に予定されており、5Gの開発は今後、さらに加速していくことが予想される。

  • 5Gの用途イメージ
  • 5G開発における技術的な課題

  • 5Gの用途先は多岐にわたり、その開発にもさまざまなハードルが存在する (資料提供:マスワークス。以下すべて同じ)

そんな中、そうした基地局や端末の開発容易化に向けて、マスワークスがLTE開発などを行ってきたユーザー向けに、「5G Library」の提供を国内にて開始した。これは、同社の「LTE System Toolbox」を活用しているユーザーに無償で提供されるもので、これにより標準化に先立って、主要な5G技術の探索を行うことが可能になる。具体的には、以下の4つのシミュレーションを手間無く実施することが可能になる。

  1. 5Gチャネルモデル(3GPP TR 38.900/901)
  2. 新しい無線波形(F-OFDM、W-OFDM)
  3. 新しい誤り訂正符号(LDPCおよびPolar Code)
  4. リンクレベルシミュレーションリファレンスデザイン

リンクレベルシミュレーションは、5Gに特化した新たな波形や誤り訂正符号方式、チャネルモデルを用いて、スループットの測定を行うモデルで、MATLABであるため、パラメータを実際に実行しつつ変えて、性能測定を行うことができる点が特徴となっている。

  • 5G Libraryの機能概要
  • リンクレベルシミュレーションリファレンスデザインの概要

  • リンクレベルシミュレーションリファレンスデザインにより、さまざまな機能を一括して評価することが可能となる

また、5Gチャネルモデルは、マッシブMIMOに特化した利用チャネルが利用可能であり、これによりユーザーが従来、自作する必要があった手間を省くことができるようになったほか、最大1024×32までサポートできるため、柔軟な計測も可能となる。さらに、新しい無線波形としては、5Gでは、従来のOFDMと比較して、占有帯域幅内にて、エネルギーの利用効率を90%以上に高める必要があり、いわゆるキレのよい波形を作る必要があり、W-OFDMやF-OFDMといった新方式が採用される見通しで、5G Libraryとしては、リソースブロックを100個まで構成できるデモサンプルを提供することで、ユーザーは同じRF機器を用いて、歪みが生じないかチェックしたり、隣接した波形への影響を調べたり、といったことを容易に行えるようになるという。

  • 5Gチャネルモデルの概要

  • 5Gチャネルモデルの概要

    5Gで利用される予定のテクニカルレポート(TR)38.900/901に対応する形で、マッシブMIMOに特化したチャネルの利用が可能になる

  • 新しい無線波形の解析が可能
  • 新しい誤り訂正符号の解析が可能
  • 新しい無線波形の解析や新しい誤り訂正符号の解析が可能

マスワークスでは、「受信側で、波形や歪みを保証したり、同期処理をしたり、といった部分が主な差別化要因となるので、メーカーなどが、自社の優位性としてのスループットやリンクレートを、手軽に調べるための基本要素ライブラリとして活用してもらえれば」と5G Libraryについての立ち位置を説明する。

また、マスワークスとしては、RF以降のアンテナ部分なども含めた、電波として飛ばして、それを受けて、ビットとして復元して評価するところまで対応するツール群を提供しているため、ユーザーのニーズに併せて、そうしたトータルなソリューションとしてのサポートも今後は強化していきたいとしている。

なお、5G Libraryは、同社Webサイトから無償でダウンロードすることが可能だ(前提としてLTE System Toolboxのユーザーである必要がある)。また、こうした5Gのニーズに高まりに併せる形で、同社は5Gの関連情報をまとめたWebサイトの整備も進めており、5G開発では何をどのようにするべきなのか、といったノウハウをまとめたものを電子書籍「MATLABによる5G開発(Development of 5G Technology with MATLAB)」としてまとめ、無償で提供している(ダウンロードにはメールアドレスや、マスワークスのソフトウェアの用途先などを記入する必要がある)。

同社は今後も、MATLAB/Simulinkのアップデートタイミングで5G Libraryの機能拡充も併せて図っていくとしており、次回のアップデートを2018aの発表タイミングに併せて行う予定。標準化の動きの進みに併せて、ニーズが高まる機能などをサポートしていくとしており、キャリアや端末メーカーなど、いち早く5Gへの対応を強化していきたい企業に向けて、今後も積極的に、開発支援を行っていきたいとしている。