5G/ローカル5Gを実現するシミュレーション技術

5G/ローカル5Gを実現するシミュレーション技術

10Gbpsの大容量通信を可能にする通信規格、5Gは次世代通信技術として注目を集めています。5G向けの無線装置開発を実現するには、ブロードバンド製品の新たな設計課題をクリアしなければなりません。高信頼、低遅延、傑出したカバレッジ、価格の抑制を達成すると同時に、バッテリー駆動時間を維持するための効率化も求められています。

信頼性と効率性の高い通信を実現するには、5G製品の新たな設計課題を克服しなければなりません。5G接続には、高いスループット、低いレイテンシ、卓越したカバレッジ、価格の抑制を達成すると同時に、エネルギー消費量の削減も求められています。ネットワークやアプリケーションの増加に伴い、次世代のブロードバンド製品を開発するためには、実稼働環境でのアンテナを正確にシミュレーションすることが重要です。

また、新たにローカル5Gのプロバイダになるためには、提供エリアの電波環境に関する事前検証結果を総務省に提出し、認可を取得する必要があります。Altair WinPropは、ローカル5G免許申請のための検証に必須の伝搬モデルである拡張秦式やITU-R P.1411を搭載しており、ローカル5Gの提供を考えるすべての事業者にとって最適なツールです。

Altairの5Gシミュレーションソリューションは、無線接続技術の革新と展開をサポートし、通信の改善、互換性の確保、エネルギー消費と排出の削減を実現します。

Nokia Bell Labs

5G NRを活用した産業用IoT(IIoT)ネットワーク

このキャンパスネットワークの例では、IIoTで5G NRを実現するために必要な要素である、生産性の向上、無線技術によるデジタルトランスフォーメーション、プライベートネットワークの活用について解説します。

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効果的な5Gキャンパスネットワークの実現に不可欠な、屋外および屋内のシミュレーションシナリオ

5Gの課題を5Gによる解決策に変える

特定のエリア内で、統一された接続性、最適化されたサービス、安全な通信を実現するための専用のキャンパスネットワークを構築することは、プライベートネットワーク事業者にとって重要な課題です。通信システムインテグレーターやエンジニア、コンサルティング会社は、5Gによる通信の高速化や低レイテンシなどの利点を提供するために、効率的な5G開発ツールを導入する必要があります。

Altairなら、5Gアンテナと5Gネットワークの統合シミュレーションを実行して、ユースケースの理解、5Gインフラストラクチャの要件の定義、周波数申請に必要な利用計画の作成に役立てることができます。包括的なシミュレーションを行うことで、キャンパスネットワークのプランナーは、干渉を事前に回避し、周辺地域への電波漏れを防ぐことができます。

屋外および屋内のシミュレーションシナリオを用いた早期の5Gネットワークプランニングにより、信頼性の高い5Gキャンパスネットワークアプリケーションを実現

規制当局からの承認を迅速に得る

5Gアプリケーションの開発を加速させるには、ネットワークライセンスの申請プロセスを迅速に進める必要があります。Altairなら、都市部の屋外および屋内シナリオなど、複雑な環境における5Gネットワークプランニングを最適化できます。シングルアンテナからシステム全体に至るまで、インフラや環境との相互作用を正確に再現することができるため、独自の品質予測と効率的なネットワークの実現が可能になります。

Altairの5Gネットワークシミュレーションツールは、そのオープンな構造により、既存のプランニング環境にスムーズに統合できます。統合型の経験的電波伝搬モデルを使用して、ネットワークライセンスの申請プロセスを加速させることが可能です。

5Gの周波数帯の特性と5Gアンテナ設置の仕組み

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Car2X通信の統合

Altairは、V2X(Vehicle-to-Everything)通信の開発と統合を加速し、統合に伴う管理体制の向上、複雑な試験の削減、より綿密な計画に基づく試験の実行、開発コストの削減を可能にします。

Altairは、5G接続のための包括的な仮想走行試験を実現します。シングルアンテナからシステム全体に至るまで、車両の構造や地形の変化などの環境シナリオとの相互作用を正確に再現することができるため、無線アプリケーション独自の品質予測と効率的な設計が可能になります。

Altairのシミュレーションツールは、自動運転の実現をサポートし、実際の走行条件での接続性を評価します。包括的なワークフローによって、アンテナの設計、配置、システムの性能を仮想走行試験で検証し、車両の5G接続を最適化することができます。

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ビームフォーミングによるMassive MIMOアンテナアレイのシミュレーション

5Gのインフラ整備に対応

5G革命は、通信インフラが拡張されて初めて実現できます。ネットワーク内のMassive MIMOアンテナ全体を再現することで、アンテナ設計を大幅に改善すると同時に、開発期間の短縮、アプリケーションの迅速な統合、デバイスの特性向上が可能になります。このように設計プロセスを自動化することにより、イノベーションの加速、試験および測定工程の削減、開発コストの削減、市場投入までの時間の短縮を実現できます。

Altairのオープン環境ソリューションは、専用ツールとの統合により、シームレスで迅速な開発プロセスを可能にします。最適化技術と組み合わせることで、自動化された設計プロセスによってイノベーションを加速し、市場投入までの時間を短縮できます。

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産業用ロボットを搭載した産業用IoTデバイスの5Gアンテナシミュレーションと、工場フロアのネットワークカバレッジ

工場フロアでの通信を最適化

5G規格は、多くの産業用IoT(IIoT)向けアプリケーションの基盤となるものです。デバイスや5Gアンテナ、それらが動作する5Gネットワークをシミュレートすることで、望ましい通信性能を実現することができます。

Altairは、各アプリケーションに必要なデータレートを達成し、ネットワークでの最適な動作を実現するためのサポートを提供します。干渉の原因となる無線通信による電磁両立性(EMC)の問題を回避しながら、アンテナ設計や機器内における配置を最適化するための設計変更を、早期に判断することができます。

シングルアンテナからシステム全体に至るまで、環境との相互作用を正確に再現することができるため、無線アプリケーション独自の品質予測と効率的な設計が可能になります。

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都市シナリオにおける信号カバレッジのシミュレーションのネットワークプランニング

比類のないユビキタスネットワークカバレッジ

現場での時間のかかる試験や測定の回数を減らすことができます。Altairのシミュレーション機能を活用した事前評価とフォローアップ評価によって、より有意義な測定を行うことが可能です。稼働時には、すべてのユーザーに必要な速度とデータレートが確保されます。

Altairの5Gシミュレーションソフトウェアなら、5G無線カバレッジ分析と評価を迅速化できます。既存および新規の様々なシナリオやビジネスケース(事業計画)を考慮しながら、5G無線ネットワークの新規計画と最適化を進めることが可能です。

Altairは、計画プロセスにおいて、無数のシナリオを迅速かつ容易にシミュレートすることができるようサポートします。Altairの5Gシミュレーションツールは、アンテナ設計と無線カバレッジおよびプランニング解析を独自に組み合わせて、5Gアプリケーション向けの幅広いシナリオを提供します。

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ITU-R P.1411モデルにより、調整対象区域の図の作成例

ローカル5G

ローカル5Gは、通信事業者以外の様々な企業、自治体などが自ら5Gシステムを構築可能とするものです。スマートファクトリや、自動農場管理、建機遠隔制御、遠隔診療、eスタジアム、災害監視など様々な分野での活用が想定されています。地域や産業ごとの細かな要求に対応して柔軟に5Gシステムを構築でき、通信事業者ではカバーが難しい地域にも先駆けて独自に基地局を設けられ、通信障害や災害などの影響も受けにくく、電波が込み合うことも少ないという特徴があります。

ローカル5Gのプロバイダとなるためには、指定された電波伝搬の減衰モデルを利用したカバーエリアの計算を行い、干渉調整を事前に行い、その結果を総務省に提出し、免許を取得する必要があります。WinPropの電波伝搬機能には、総務省で指定された電波伝搬の減衰モデルであるITU-R P.1411や拡張秦式などが搭載されており、ローカル5Gの免許申請をしたいという要望にすぐに応えることができます。

画像:ITU-R P.1411モデルにより、調整対象区域の図の作成例

PLATEAUの公開データを用いたローカル5G免許申請用データ作成キャンペーン

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5Gの周波数帯の特性と5Gアンテナ設置の仕組み

5Gとは何か、この技術の活用のために設計者やエンジニアが知っておくべきことは何かを紹介します。

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5G利用、IoT開発、EMI対策のための 電磁界・電波伝搬シミュレーション活用セミナー

20年以上にわたり電磁界・電波伝搬シミュレーションを活用し、実測値と比較しながら、様々な製品を効率的に設計しているパナソニックシステムネットワークス開発研究所(PSNRD)様にご協力いただき、シミュレーションを有効に活用するためのノウハウや活用事例等をお話しいただきます。

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5Gインフラ評価のスタンダード WinProp電波伝搬セミナー

「第5世代移動通信システム(5G)」の基本的な解説に加え 、Altair WinPropによる5G電波伝搬モデルの作成と評価、基地局の設置やアンテナ配置の検討について解説します。 セミナーの内容 ・5G電波伝搬の現象​ ・5Gカバレージについて​  - 伝搬損失  - 遅延スプレッド・角度広がり ・5Gネットワークプランニング​  - ビームフォーミング​  - モンテカルロ分析

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オンラインセミナー:ローカル5Gの干渉調整に最適!電波伝搬解析ソリューション

通信キャリアが展開する5Gとは別に、事業者が個別にサービスを展開できるローカル5Gが注目を集めています。 ローカル5Gの展開には、電波の干渉が発生しないよう事業者間の干渉調整が求められ、指定された伝搬損失モデルを適用した電波伝搬解析が必須となっています。 アルテアエンジニアリングが提供する「Altair WinProp(ウィンプロップ)」は、ITU-R P.1411、および拡張秦式による伝搬損失モデルを搭載しており、それらのモデルを用いた電波伝搬解析を簡単に実施できることから、ローカル5Gサービスを展開する事業者に最適のツールです。 当セミナーでは、ローカル5Gに期待される用途と電波伝搬解析の活用についてご紹介します。 *2021年4月14日~16日に開催されたInterop21 Tokyoで行ったセミナーの録画です。

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