6Gネットワーク研究とエネルギー効率の未来

6G の将来を形作る上での研究の役割については、学界と市場界で多くの議論が行われてきました。

2025年3月に韓国で開催された3GPPワークショップでは、研究と市場の動向に基づき、6Gの優先順位に影響を与え調整するための237の勧告が提示されました。この対話プロセスのもう一つの成果は、マシンとAIの時代における革新的なサービスの開発を促進するデジタルファブリックの構築の必要性を強調し、総所有コスト（TCO）の削減と事業者の新たな収益源の創出という2つの重要な価値をもたらすことでした。

イベントの講演者の間では、「持続可能性は昨今、流行語となっている」という強いコンセンサスが見られました。これは、持続可能な開発の優先順位が低下していることを反映しており、その基準はもはや6Gにとって厳格な要件ではないようです。

持続可能性をいかに優先するかに関わらず、通信事業者にとって電力消費コストは依然として高すぎます。このコストは通信事業者の運用コストの20～40%を占めると推定されています。エネルギー効率を改善してコストを削減することは、通信事業者にとって今や根本的な課題であり、市場と学術界の研究者が協力して6G技術の課題解決に取り組む必要があります。

機械のコネクティビティとAIの時代におけるセルラーモバイルネットワークの進化

エネルギー効率の分野における最近の進歩

モバイルネットワークは高性能を実現するように設計されていますが、実際には省電力化には最適化されていません。3GPP（第3世代パートナーシッププロジェクト）による初期の取り組みは、省電力化と端末のバッテリー駆動時間の延長に重点を置いていました。データ需要の増加に伴い、消費電力も増加し、通信事業者は無線アクセスネットワークが総消費電力の70%以上を消費していることに気づきました。

その結果、基地局の「スリープ」状態には新たなメカニズムが導入されました。パワーアンプは依然として最も電力を消費するコンポーネントですが、性能とウェイクアップ時間が向上しました。しかし、これらの改善はデータ需要の増大によって相殺され、コンポーネントの消費電力は年間2.8%の割合で増加し続けています。

あらゆるレベルでのエネルギー効率に対処するため、学術的および市場的な研究活動が進行中です。これには、不要な送信の大幅な削減、無駄のない設計: 時間領域 + 空間領域および周波数領域、UE 対応ネットワークの省エネアルゴリズム、新しい省エネ 6G エアインターフェイスが含まれます。

DL ダウンリンクと UL アップリンクの同時スリープ時間同期、マルチレイヤー構成での自動キャリアオン/オフ、スペクトル効率を高めるための干渉管理の改善、エネルギー効率の高い新しい波形、共通の AI/ML - GPU アクセラレーション BBU ベースバンドプロセッサ... すべてエネルギー効率を高めながら、KPI への影響を最小限に抑えます。

スイッチングネットワーク

私たちは今、接続性とデータ伝送を提供する今日のモバイルネットワークから、機械と人間が繋がったデジタルインフラ上で協働することを可能にする進化したネットワークへの移行期にあります。このネットワークは、エンターテイメントや癒しの体験を提供し、人々の仕事、スマートファクトリーの運営、ロボットによる災害復旧、ドローンによる荷物の正確な位置特定と配達を可能にします。この変革されたネットワークは、AI時代における人間と機械のコミュニケーションニーズを満たすでしょう。

この変革的なネットワークには、現在のネットワークをはるかに上回るパフォーマンス、信頼性、セキュリティ、ユビキタスな接続性、そしてパーベイシブ・インテリジェンスが求められます。このネットワークは、環境を感知し、ネットワーク上のユーザーやマシンのニーズに適応する能力を備えています。

こうした高い需要を満たすには、6Gネットワークは物理層からコンポーネント、運用、アプリケーションに至るまで、あらゆる層でより効率的に動作する必要があります。こうした包括的なパフォーマンス向上は、エネルギー効率の向上につながります（表1）。

エネルギー効率の向上に貢献する進歩のいくつかの例。

未来

これまでの研究、市場への取り組み、標準化活動によって、消費電力の大幅な削減は実現していません。しかし、5G基地局は消費電力を低減するように設計されており、LTE基地局は段階的に廃止されていきます。既存ネットワークを5Gに移行することで、エネルギー効率が向上し、消費電力削減のメリットが実現されるでしょう。

さらに、ネットワーク層全体にわたる技術の進歩と、ネットワークエッジでの省エネ技術を組み合わせることで、全体的な電力消費を削減することができます。

初期の6Gテクノロジーは、エネルギー効率の理想的な未来を創造するものではないかもしれません。しかし、エネルギー効率を、導入後の問題から設計条件へと移行させ、包括的なエネルギー効率の基盤を築くものとなるでしょう。

キーサイト・テクノロジーズ 6Gリサーチ・アソシエイト・ディレクター、アキレス・ダニエル

出典: https://doanhnghiepvn.vn/kinh-te/kinh-doanh/tuong-lai-cua-nghien-cuu-mang-6g-va-hieu-qua-su-dung-nang-luong/20250819103810624