6G FR3テスト

5Gと5G-Advancedの状況

5Gは、ネットワークスライシングや、高度なデータ処理のためのAI/ML統合といった大きな進歩をもたらしましたが、ほとんどの通信事業者は、デバイスを5Gコアネットワークに直接接続するために不可欠なスタンドアロン（SA）モードにはまだ移行できていません。そのため、5Gが提供するサービスは依然として4Gのサービスと類似しています。さらに、スマートファクトリーや自動運転車という有望な分野はあるものの、5Gの決定的な「キラーアプリケーション」はまだ登場していません。

固定無線アクセス（FWA）は、FR2スペクトルへの投資に支えられ、主要なユースケースとなる可能性を秘めています。FWAの課題は、（1）スペクトラムの共存、および（2）デバイスと基地局間の高い経路損失と距離です。FR2は、アンテナアーキテクチャーに組み込まれた高利得の高指向性ビームによるビームフォーミング方式を可能にします。

さらに、5Gは現在、極めて高いデータレート、低遅延、そして堅牢なリアルタイム同期を必要とする没入型アプリケーションを完全にサポートするには不十分です。空間コンピューティングパターンにおける人間の知覚しきい値を考慮した、適応型スケジューリング、予測バッファリング、および優先度ベースのパケット処理を実現するには、次世代（NG）ネットワークが必要です。

業界は、3GPPが定義した3段階のプロセスでこれらの課題に取り組んでいます。

• エンドユーザーの視点からサービス全体を定義する。
• ネットワーク機能を整理し、サービス要件をネットワーク機能にマッピングする。
• ステージ2で定義したアーキテクチャーに基づき、ステージ1で特定したサービスをサポートするためのシグナリング機能を定義する。

5Gがリリース18および19を実装すれば、没入型アプリケーションを完全にサポートできるようになります。しかし、これらの高度なテクノロジーに必要な包括的なサポートとネットワーク機能は、FR3の統合を伴う6Gの登場によって初めて完全に実現されると予想されています。

FR3テストの課題

FR3環境でのエンドツーエンドテストは困難ですが、新しい6Gテクノロジーを評価する上で不可欠です。

テストの主な課題は以下のとおりです。

• 複数のチャネルにわたる位相と時間のコヒーレンスを確保するには、高度な機器と綿密な校正が必要です。
• 非現実的なアーティファクトを発生させることなく、位相雑音や干渉といった現実世界のハードウェアの不完全性を正確にシミュレートするには、非常に高精度で適応性の高いエミュレーションツールが必要です。
• 広帯域幅と複数のチャネルを同時に処理しようとすると、複雑さが増し、かなりの計算能力と高度なテスト機器が必要になります。
• 将来の6Gテクノロジーの進歩に伴う複雑化や高性能化のニーズに対応できる拡張性の高いテスト環境の構築には、AIを活用した高度なソリューションが必要です。
• NTNをサポートするには、さまざまな衛星コンステレーションの伝搬条件を具体的にカバーする高度なテスト機能が必要です。地上ネットワークとは異なり、NTNはFDDデュプレックスモードで動作します。
• GigaMIMOはアンテナアレイに従来より多くのアンテナエレメントを内蔵するため、狭いビーム幅でも多くのビームを同時に送信できるようになります。これは無線（OTA）テストの課題となるため、新たなテスト方法が必要になります。
• マルチ無線スペクトラム共有（MRSS）により、5Gと6Gが同じ周波数バンドを同時に使用できるようになることが期待されています。そのためには、公平なスペクトラム共存のための新たなメカニズムを定義する必要があります。
• 制御されたラボ環境で幅広い伝搬環境を再現することは、各シナリオに固有の特性があり、さまざまなレベルが存在するため困難です。

ローデ・シュワルツの6G FR3テスト用ソリューション

FR3テストでは、5G規格で現在許容されている設定を超えるようにパラメータを調整してテストする必要があります。ローデ・シュワルツの「Beyond 5G」信号発生／解析ソリューションを使用すると、FR3テスト用のカスタム信号を作成できます。これにより、帯域幅や変調方式などのパラメータを調整して、6Gの研究開発アプリケーション向けに新しい物理層の要素をテストできるようになります。また、弊社のソリューションはNTNシナリオに対応するためのフェージングエミュレーションもサポートしています。

CMX500 無線機テスタはすでにFR3に対応しており、FR1、FR2、FR3のネットワークエミュレーションを1台で行うことができます。このワンボックスソリューションは、FR3セル信号を送信するシグナリング環境をハードウェアの追加なく構築できます。また、実際の通信環境をシミュレートし、包括的な分析を通じてデバイスの最大スループットの達成能力を検証するため、FR3の研究開発に最適な選択肢となります。

さらにCMX500は、NTNテストに必要な多くの機能を備えています。ネットワークとデバイスの両レベルにおける無線チャネルのエミュレーション機能、NTNプロトコルスタックの拡張機能、モビリティとハンドオーバーに関する包括的なテストオプション、相互運用性テスト機能などです。