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2025.10.06
カテゴリ： スマートフォン生活
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5Gで使われる「ミリ波」について解説
近年、5G通信技術の普及により、私たちの生活は大きく変化しています。その中でも特に注目されているのが「ミリ波」と呼ばれる周波数帯です。しかし、ミリ波について詳しく理解している方は少ないのではないでしょうか。今回は、5Gで重要な役割を果たすミリ波について、その特徴から他の周波数帯との違い、具体的な活用分野まで分かりやすく解説いたします。また、ミリ波を活用する際のメリットと課題についても詳しく説明いたします。
ミリ波とは何か
ミリ波とは、一般的に「周波数が30～300GHzの電磁波」を指します。この名称は、電波の波長が約1～10ミリメートル（mm）であることに由来しています。ミリ波の最大の特徴は、非常に高い周波数を持つことです。この高い周波数により、直進性が強く、障害物に対して回折しにくい性質を持っています。つまり、建物や山などの障害物があると電波が届きにくくなるという弱点があります。しかし、その一方で情報伝送能力が非常に高いという大きな利点があります。この特性により、5G通信において高速で大容量のデータ通信を実現するために活用されています。なお、移動通信の分野では、厳密な定義とは異なり、30GHzよりも低い「26～29GHz」の周波数帯も「ミリ波」と呼ばれることがあります。これは業界での慣例的な使い方として定着しています。
他の周波数帯とミリ波の違い
電波は用途に応じて様々な周波数帯に分類されており、それぞれ異なる特性と用途を持っています。以下に主要な周波数帯の特徴をまとめました。
超長波（3～30kHz）
- 波長：10～100km
- 特徴：地表面に沿って伝わる性質があり、水中でも通信が可能
- 主な用途：海底探査、潜水艦用通信、長距離通信
長波（30～300kHz）
- 特徴：電離層の影響を受けにくい
- 主な用途：標準電波の送信、ラジオ放送、船舶ビーコン
中波（300kHz～3MHz）
- 波長：100～1,000m
- 特徴：電離層で反射し、遠距離まで届く
- 主な用途：船舶通信、アマチュア無線、AMラジオ放送
短波（3～30MHz）
- 波長：10～100m
- 特徴：地球の裏側まで届く
- 主な用途：遠洋船舶無線、航空機無線、国際放送
超短波（30～300MHz）
- 波長：1～10m
- 特徴：直進性があるが、障害物の背後に回り込む性質がある
- 主な用途：FMラジオ放送、業務用移動通信、防災行政無線
極超短波（300MHz～3GHz）
- 特徴：高い情報伝送能力があり、小型の通信設備で送受信が可能
- 主な用途：携帯電話、地上デジタル放送、電子レンジ、空港用レーダー
マイクロ波（3～30GHz）
- 波長：1～10cm
- 特徴：直進性が強く、高い情報伝送能力がある
- 主な用途：衛星通信、気象レーダー、船舶用レーダー
ミリ波（30～300GHz）
- 特徴：高い情報伝送能力があるが、遠距離には届かない
- 主な用途：5G通信、医療機器、製造業のIoT機器、自動運転技術
サブミリ波（300GHz～3THz）
- 波長：0.1～1mm
- 特徴：光に近い性質があり、水蒸気に吸収されやすい
- 主な用途：電波望遠鏡、ボディスキャナー
この表からも分かるように、ミリ波は非常に高い周波数を持つため、取り扱いが技術的に困難な面がありますが、帯域幅を広く確保できるという大きな優位性があります。帯域幅が広いほど高速で通信できるため、近年の5G通信において重要な役割を果たしています。
5GにおけるNR化とSub6について
5G通信では、必ずしもミリ波だけが使用されるわけではありません。実際には「NR化」と呼ばれる技術や「Sub6」と呼ばれる周波数帯も重要な役割を果たしています。
NR化とは
NR（New Radio）化とは、既存の4G・LTE用の周波数帯を5Gの通信規格に対応させる技術手法です。具体的には、既存の通信設備やソフトウェアをアップデートすることで、5G通信を実現します。この方式の最大のメリットは、既存のインフラを有効活用できることです。新たに基地局を設置する必要がないため、比較的短期間で5G対応エリアを拡大することが可能になります。また、コスト面でも効率的な5G展開が実現できます。
Sub6とは
Sub6とは、6GHz以下の周波数帯を指す用語です。日本では主に3.7GHz帯、4.0GHz帯、4.5GHz帯が5G通信に利用されています。Sub6の特徴は、ミリ波と比較して障害物の影響を受けにくく、より広範囲にわたって電波が到達できることです。建物や山などの障害物があっても、ある程度は回折して電波が届くため、安定した通信が期待できます。しかし、ミリ波ほど広い帯域幅を確保することができないため、通信速度の面では限界があります。真の意味での高速通信や同時多数接続を実現するためには、やはりミリ波の活用が不可欠となります。
それぞれの使い分け
現在の5G展開では、これら3つの技術が使い分けられています。まずNR化とSub6でカバーエリアを拡大し、人口密集地や特に高速通信が必要な場所にミリ波を導入するという段階的な展開が行われています。
ミリ波の主な活用分野
ミリ波は5G通信以外にも、様々な分野で活用されています。その高い周波数特性を活かした多岐にわたる用途があります。
通信分野
無線LANの高速化、通信衛星による宇宙通信、デジタル放送の伝送システムなどでミリ波が活用されています。特に衛星通信では、ミリ波の直進性を活かして精密な通信が実現されています。
自動運転技術
自動車の安全性向上において、ミリ波レーダーは重要な役割を果たしています。障害物や他の車両を精密に検知するためのセンサーとして利用されており、自動運転レベル3以上の実現に向けた遠隔操作システムにも活用されています。
医療・介護分野
生体情報の測定や健康モニタリングにミリ波技術が応用されています。また、介護施設では入所者の転倒検知システムにもミリ波センサーが使用されており、安全確保に貢献しています。
製造業
スマートファクトリーの実現において、ミリ波通信は重要な技術です。工場内のIoT機器同士の高速通信や、製造プロセスの自動化システムにおいて活用されています。
天文・気象観測
電波望遠鏡による宇宙観測や、ミリ波が雨や霧で減衰する性質を利用した天気予報システムなどでも使用されています。
新しい応用技術
現在開発が進められている分野として、ミリ波の直進性を活かしたワイヤレス電力伝送システムがあります。これにより、コードレスでの電力供給が可能になることが期待されています。
ミリ波を利用する5Gのメリットと課題
ミリ波を活用した5G通信には、大きなメリットがある一方で、解決すべき課題も存在します。
メリット1：超高速通信の実現
ミリ波の最大のメリットは、広い帯域幅を確保できることです。この特性により、従来の4G通信では数分かかっていた映画のダウンロードが、わずか数秒で完了することが可能になります。
メリット2：同時多数接続
広い帯域幅を活かして、多数の端末それぞれに異なる周波数を割り当てることができます。これにより、同じエリア内で多くのユーザーが同時に高速通信を利用することが可能になります。
メリット3：低遅延通信
ミリ波を使用した5G通信では、非常に低い遅延（レイテンシ）が実現できます。これにより、リアルタイム性が重要な用途での活用が可能になります。
課題1：通信可能範囲の制限
ミリ波の直進性が強いため、基地局から離れるほど信号が弱くなります。また、建物や壁などの障害物があると電波が遮られやすく、屋内での利用には制限があります。
課題2：基地局の密度
通信可能範囲が狭いため、十分なサービスエリアを確保するには、従来よりも多くの基地局を設置する必要があります。これにより、インフラ整備にかかるコストと時間が課題となります。
課題3：気象条件の影響
雨や霧などの気象条件によって、ミリ波は減衰しやすい特性があります。このため、天候によって通信品質が変化する可能性があります。
対応エリアの限定性
現在のところ、ミリ波に対応している5Gエリアは限られています。NR化やSub6には対応していても、ミリ波には対応していないエリアが多いのが現状です。
まとめ
ミリ波は、5G通信技術の発展において重要な役割を果たす周波数帯です。30～300GHzという高い周波数特性により、従来では実現できなかった超高速通信や同時多数接続が可能になります。しかし、通信可能範囲が狭く障害物の影響を受けやすいという課題もあります。そのため、現在の5G展開では、NR化、Sub6、ミリ波を組み合わせた段階的なアプローチが取られています。今後、ミリ波技術がさらに発展し、対応エリアが拡大することで、私たちの生活がより豊かで便利になることが期待されます。自動運転技術の進歩、医療分野での新しいサービス、製造業の効率化など、様々な分野での革新が期待できます。
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5Gで使われる「ミリ波」とは？ほかの周波数帯との違いや活用分野についても解説
https://network.mobile.rakuten.co.jp/sumakatsu/contents/articles/2025/00298/
「ミリ波」とは？ほかの周波数帯との違いや活用分野についても解説
スマホや携帯電話会社を選ぶために情報収集していると、「ミリ波」という単語を見聞きすることがあるかもしれません。今回は、ミリ波の特長やほかの周波数帯との違い、注意点などを徹底解説します。
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5Gで使われる「ミリ波」について解説
近年、5G通信技術の普及により、私たちの生活は大きく変化しています。その中でも特に注目されているのが「ミリ波」と呼ばれる周波数帯です。しかし、ミリ波について詳しく理解している方は少ないのではないでしょうか。今回は、5Gで重要な役割を果たすミリ波について、その特徴から他の周波数帯との違い、具体的な活用分野まで分かりやすく解説いたします。また、ミリ波を活用する際のメリットと課題についても詳しく説明いたします。
ミリ波とは何か
ミリ波とは、一般的に「周波数が30～300GHzの電磁波」を指します。この名称は、電波の波長が約1～10ミリメートル（mm）であることに由来しています。ミリ波の最大の特徴は、非常に高い周波数を持つことです。この高い周波数により、直進性が強く、障害物に対して回折しにくい性質を持っています。つまり、建物や山などの障害物があると電波が届きにくくなるという弱点があります。しかし、その一方で情報伝送能力が非常に高いという大きな利点があります。この特性により、5G通信において高速で大容量のデータ通信を実現するために活用されています。なお、移動通信の分野では、厳密な定義とは異なり、30GHzよりも低い「26～29GHz」の周波数帯も「ミリ波」と呼ばれることがあります。これは業界での慣例的な使い方として定着しています。
他の周波数帯とミリ波の違い
電波は用途に応じて様々な周波数帯に分類されており、それぞれ異なる特性と用途を持っています。以下に主要な周波数帯の特徴をまとめました。
超長波（3～30kHz）
- 波長：10～100km
- 特徴：地表面に沿って伝わる性質があり、水中でも通信が可能
- 主な用途：海底探査、潜水艦用通信、長距離通信
長波（30～300kHz）
- 特徴：電離層の影響を受けにくい
- 主な用途：標準電波の送信、ラジオ放送、船舶ビーコン
中波（300kHz～3MHz）
- 波長：100～1,000m
- 特徴：電離層で反射し、遠距離まで届く
- 主な用途：船舶通信、アマチュア無線、AMラジオ放送
短波（3～30MHz）
- 波長：10～100m
- 特徴：地球の裏側まで届く
- 主な用途：遠洋船舶無線、航空機無線、国際放送
超短波（30～300MHz）
- 波長：1～10m
- 特徴：直進性があるが、障害物の背後に回り込む性質がある
- 主な用途：FMラジオ放送、業務用移動通信、防災行政無線
極超短波（300MHz～3GHz）
- 特徴：高い情報伝送能力があり、小型の通信設備で送受信が可能
- 主な用途：携帯電話、地上デジタル放送、電子レンジ、空港用レーダー
マイクロ波（3～30GHz）
- 波長：1～10cm
- 特徴：直進性が強く、高い情報伝送能力がある
- 主な用途：衛星通信、気象レーダー、船舶用レーダー
ミリ波（30～300GHz）
- 特徴：高い情報伝送能力があるが、遠距離には届かない
- 主な用途：5G通信、医療機器、製造業のIoT機器、自動運転技術
サブミリ波（300GHz～3THz）
- 波長：0.1～1mm
- 特徴：光に近い性質があり、水蒸気に吸収されやすい
- 主な用途：電波望遠鏡、ボディスキャナー
この表からも分かるように、ミリ波は非常に高い周波数を持つため、取り扱いが技術的に困難な面がありますが、帯域幅を広く確保できるという大きな優位性があります。帯域幅が広いほど高速で通信できるため、近年の5G通信において重要な役割を果たしています。
5GにおけるNR化とSub6について
5G通信では、必ずしもミリ波だけが使用されるわけではありません。実際には「NR化」と呼ばれる技術や「Sub6」と呼ばれる周波数帯も重要な役割を果たしています。
NR化とは
NR（New Radio）化とは、既存の4G・LTE用の周波数帯を5Gの通信規格に対応させる技術手法です。具体的には、既存の通信設備やソフトウェアをアップデートすることで、5G通信を実現します。この方式の最大のメリットは、既存のインフラを有効活用できることです。新たに基地局を設置する必要がないため、比較的短期間で5G対応エリアを拡大することが可能になります。また、コスト面でも効率的な5G展開が実現できます。
Sub6とは
Sub6とは、6GHz以下の周波数帯を指す用語です。日本では主に3.7GHz帯、4.0GHz帯、4.5GHz帯が5G通信に利用されています。Sub6の特徴は、ミリ波と比較して障害物の影響を受けにくく、より広範囲にわたって電波が到達できることです。建物や山などの障害物があっても、ある程度は回折して電波が届くため、安定した通信が期待できます。しかし、ミリ波ほど広い帯域幅を確保することができないため、通信速度の面では限界があります。真の意味での高速通信や同時多数接続を実現するためには、やはりミリ波の活用が不可欠となります。
それぞれの使い分け
現在の5G展開では、これら3つの技術が使い分けられています。まずNR化とSub6でカバーエリアを拡大し、人口密集地や特に高速通信が必要な場所にミリ波を導入するという段階的な展開が行われています。
ミリ波の主な活用分野
ミリ波は5G通信以外にも、様々な分野で活用されています。その高い周波数特性を活かした多岐にわたる用途があります。
通信分野
無線LANの高速化、通信衛星による宇宙通信、デジタル放送の伝送システムなどでミリ波が活用されています。特に衛星通信では、ミリ波の直進性を活かして精密な通信が実現されています。
自動運転技術
自動車の安全性向上において、ミリ波レーダーは重要な役割を果たしています。障害物や他の車両を精密に検知するためのセンサーとして利用されており、自動運転レベル3以上の実現に向けた遠隔操作システムにも活用されています。
医療・介護分野
生体情報の測定や健康モニタリングにミリ波技術が応用されています。また、介護施設では入所者の転倒検知システムにもミリ波センサーが使用されており、安全確保に貢献しています。
製造業
スマートファクトリーの実現において、ミリ波通信は重要な技術です。工場内のIoT機器同士の高速通信や、製造プロセスの自動化システムにおいて活用されています。
天文・気象観測
電波望遠鏡による宇宙観測や、ミリ波が雨や霧で減衰する性質を利用した天気予報システムなどでも使用されています。
新しい応用技術
現在開発が進められている分野として、ミリ波の直進性を活かしたワイヤレス電力伝送システムがあります。これにより、コードレスでの電力供給が可能になることが期待されています。
ミリ波を利用する5Gのメリットと課題
ミリ波を活用した5G通信には、大きなメリットがある一方で、解決すべき課題も存在します。
メリット1：超高速通信の実現
ミリ波の最大のメリットは、広い帯域幅を確保できることです。この特性により、従来の4G通信では数分かかっていた映画のダウンロードが、わずか数秒で完了することが可能になります。
メリット2：同時多数接続
広い帯域幅を活かして、多数の端末それぞれに異なる周波数を割り当てることができます。これにより、同じエリア内で多くのユーザーが同時に高速通信を利用することが可能になります。
メリット3：低遅延通信
ミリ波を使用した5G通信では、非常に低い遅延（レイテンシ）が実現できます。これにより、リアルタイム性が重要な用途での活用が可能になります。
課題1：通信可能範囲の制限
ミリ波の直進性が強いため、基地局から離れるほど信号が弱くなります。また、建物や壁などの障害物があると電波が遮られやすく、屋内での利用には制限があります。
課題2：基地局の密度
通信可能範囲が狭いため、十分なサービスエリアを確保するには、従来よりも多くの基地局を設置する必要があります。これにより、インフラ整備にかかるコストと時間が課題となります。
課題3：気象条件の影響
雨や霧などの気象条件によって、ミリ波は減衰しやすい特性があります。このため、天候によって通信品質が変化する可能性があります。
対応エリアの限定性
現在のところ、ミリ波に対応している5Gエリアは限られています。NR化やSub6には対応していても、ミリ波には対応していないエリアが多いのが現状です。
まとめ
ミリ波は、5G通信技術の発展において重要な役割を果たす周波数帯です。30～300GHzという高い周波数特性により、従来では実現できなかった超高速通信や同時多数接続が可能になります。しかし、通信可能範囲が狭く障害物の影響を受けやすいという課題もあります。そのため、現在の5G展開では、NR化、Sub6、ミリ波を組み合わせた段階的なアプローチが取られています。今後、ミリ波技術がさらに発展し、対応エリアが拡大することで、私たちの生活がより豊かで便利になることが期待されます。自動運転技術の進歩、医療分野での新しいサービス、製造業の効率化など、様々な分野での革新が期待できます。
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5Gで使われる「ミリ波」とは？ほかの周波数帯との違いや活用分野についても解説
https://network.mobile.rakuten.co.jp/sumakatsu/contents/articles/2025/00298/
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