6Gスペクトラム割り当ての競争は、各国と通信機関が世界無線通信会議2027（WRC 2027）に向けて準備を進める中で激化している。6Gネットワークは100 GHzから3 THzの範囲のsub-THzスペクトラムで動作することが予想されており、今度の会議では次世代無線通信で利用可能となる周波数が決定され、2030年代の技術的リーダーシップの舞台が設定される。

主に100 GHz以下のスペクトラムを利用していた従来の世代とは異なり、6Gは大気吸収、分子共鳴、伝搬特性が機会と課題の両方をもたらす、ほぼ未開拓の領域に進出する。WRC-27で行われる決定は、世界中の6Gネットワークの能力と展開戦略を根本的に形作ることになる。

現在のsub-THzスペクトラムの状況

100 GHzから1 THzまでのsub-THzスペクトラムは、現在、電波天文学、地球探査衛星、産業用センシングシステムなど、様々な用途に使用されています。6Gで検討されている主要な周波数帯には、140-148.5 GHz、151.5-164 GHz、167-174.8 GHz、および200-400 GHz帯域の一部が含まれます。これらの6G周波数は前例のない帯域幅の可能性を提供し、一部の帯域では10 GHzを超える連続スペクトラムブロックを提供します。

International Telecommunication Union (ITU)は、Working Party 5Dが実施した予備調査を通じて、いくつかの候補帯域を特定しています。275-296 GHz帯域は、その良好な伝搬特性と既存サービスとの干渉が最小限であることから、特に注目を集めています。しかし、325-450 GHz帯域は水蒸気吸収による重大な課題に直面しており、屋外通信での有用性が制限されています。

sub-THz帯域における現在の割り当ては地域間で断片化されており、United States、European Union、Asia-Pacific諸国がそれぞれ異なる規制アプローチを維持しています。Federal Communications Commissionは既に実験免許を通じて95 GHz以上のスペクトラムの探索を開始しており、一方でEuropean Conference of Postal and Telecommunications Administrations (CEPT)は潜在的な6G帯域の互換性研究を開始しています。

国家スペクトラム戦略とポジショニング

主要経済国は、WRC 2027に向けて6Gスペクトラム政策への独自のアプローチを開発している。米国は、CHIPS and Science Actを通じて6G研究に15億ドルを配分し、National Science Foundationがスペクトラム要件を調整するためのNextG Allianceを設立した。アメリカの戦略は、sub-THzバンドでの効率を最大化するために、柔軟な使用政策と動的スペクトラム共有を重視している。

中国のアプローチは、6G展開のための大きな連続したスペクトラムブロックの確保に焦点を当てている。Ministry of Industry and Information Technologyは220-330 GHz範囲を優先エリアとして指定し、大気伝搬研究とアンテナ技術に多額の投資を行っている。Huaweiや ZTEを含む中国の通信会社は、2022年以降、sub-THz通信システムに関連する200以上の特許を出願している。

欧州連合は、Smart Networks and Services Joint Undertakingを通じて地域協調戦略を採用し、スペクトラム研究を含む6G研究に9億ユーロを配分している。欧州の優先事項には、加盟国間での調和された配分と、特にEuropean Southern Observatoryが運営する電波天文学施設などの既存の科学サービスの保護が含まれる。

韓国と日本は、6Gスペクトラムポジションを調整するための二国間作業グループを結成し、断片化された配分が機器の規模の経済を阻害する可能性があることを認識している。両国は、伝搬モデルと干渉シナリオを検証するために、140 GHzと220 GHzバンドで広範囲なフィールド試験を実施している。

Sub-THz割り当てにおける技術的課題

6Gのスペクトラム割り当ては、これまでのモバイル世代では遭遇しなかった独特の技術的課題を提示している。大気減衰は100 GHz以上で劇的に増加し、酸素吸収ピークが118 GHzと184 GHzで発生し、水蒸気共鳴が複数の帯域に影響を与える。これらの特性は屋外カバレッジ範囲を制限するが、積極的な周波数再利用とセル間干渉の削減を可能にする。

Nokia Bell LabsとEricsson Researchが実施した伝搬研究によると、140 GHzで動作する6G基地局は、都市環境において50-200メートルのセル半径を必要とし、これは現在の5G展開の数キロメートルと比較される。これにより、大都市圏では1平方キロメートルあたり数千の小セルを持つ高密度ネットワークアーキテクチャが必要となる。

干渉解析は、指向性beamforming要件と大気ダクト効果により、sub-THz周波数でますます複雑になる。ITU-Rは100 GHz以上の周波数専用の新しい伝搬モデルを開発し、湿度と温度によって大幅に変化する分子吸収データと散乱パラメータを組み込んでいる。

半導体技術が物理的限界に近づく中、機器標準化は追加のハードルに直面している。sub-THz動作に必要なガリウムヒ素とインジウムリン部品は、低周波数帯で使用されるシリコンベースソリューションと比較して、依然として高価で電力消費が大きい。IEEE 802.11ワーキンググループは、Wi-Fi標準をsub-THz周波数に拡張する予備研究を開始しており、セルラー6G展開との干渉シナリオを潜在的に作り出している。

WRC-27準備と利害関係者の立場

WRC 2027の準備により、6Gスペクトラム配分に関する地域的立場の間に重要な相違が明らかになった。ITUはsub-THz移動通信の技術的および規制的側面を検討するためにStudy Group 5を設立し、2025年に予備報告書の提出が予定されている。主要な議題項目には、適切な周波数帯の特定、既存サービスとの共用基準の確立、国際調整のための技術標準の開発が含まれる。

Global System for Mobile Communications Association（GSMA）は、140 GHzおよび220 GHz帯での調和された世界的配分を提唱する立場文書を提出し、断片化されたスペクトラムは機器コストを増加させ6G展開を遅らせると主張している。Verizon、Deutsche Telekom、NTT DoCoMoを含む通信事業者は、隣接帯域でのライセンス使用とアンライセンス使用の両方を許可する柔軟な使用認可を支持する連合を形成している。

科学機関は電波天文学と地球観測衛星への潜在的な干渉について懸念を表明している。International Astronomical Unionは、深宇宙観測のために保護されなければならない164-167 GHzおよび182-185 GHzを含む重要な周波数範囲を特定している。NASAとEuropean Space Agencyは、6G電波が183 GHz水蒸気帯で動作する気候監視衛星に影響を与える可能性があることを示す研究を共同で提出している。

産業ユーザーは、sub-THzスペクトラムに既得権益を持つ別の利害関係者グループを構成している。自動運転車両用の自動車レーダーシステムは77 GHz付近で動作し、より高い周波数に拡張しており、6Gアップリンク伝送との干渉を引き起こす可能性がある。International Organization for Standardizationは、重複する周波数範囲での車両センサーと移動通信間の互換性研究を開始している。

経済的および地政学的影響

6Gスペクトラム割り当て決定の結果は、電気通信を超えて広がる深刻な経済的影響をもたらすでしょう。McKinseyは、6G技術が2035年までに1.3兆ドルの世界経済価値を生み出す可能性があると推定しており、スペクトラムの利用可能性は、ホログラフィック通信、ブレイン・コンピュータ・インターフェース、精密製造を含むアプリケーションの重要な実現要因として機能します。

各国が6Gリーダーシップを戦略的必須事項として認識するにつれ、地政学的考慮事項がスペクトラム政策にますます影響を与えています。Biden政権のNational Security Strategyは、先進的ワイヤレス技術を技術競争力の維持に不可欠なものとして明確に特定しています。同様に、European UnionのDigital Decadeプログラムは、デジタル主権と非European技術プロバイダーへの依存削減に不可欠なものとして6Gリーダーシップを目標としています。

スペクトラム決定のサプライチェーンへの影響は、機器メーカーが予想される割り当てに基づいて研究優先事項を調整するにつれて明らかになってきています。Samsungは2030年まで6G投資に250億ドルを発表しており、スペクトラムの不確実性が主要なリスク要因として挙げられています。Qualcommは、国際的な協調が最も期待されるバンドに焦点を当てて、San DiegoとCambridgeに専用のsub-THz研究施設を設立しました。

結論

6Gスペクトラム割り当てのグローバルな競争は、ワイヤレス通信史における重要な瞬間を表しており、WRC 2027の決定が今後10年間の技術的可能性を決定することになります。調和されたsub-THzスペクトラムの確保における成功には、既存サービスからの競合する要求のバランスを取り、前例のない技術的課題に対処し、複雑な地政学的ダイナミクスを乗り越えることが必要となります。各国が会議に向けて立場を固める中、ますます接続された世界において6Gリーダーシップを達成するための賭けは高まり続けています。通信業界は、従来の帯域におけるスペクトラム不足が、ほぼ未開拓のsub-THzフロンティアに向けたイノベーションを推進し、ネットワークアーキテクチャとサービス機能を根本的に再構築する未来に備えなければなりません。