5G技術の課題を解決する：包括的ガイド

テクノロジーの進歩により、私たちが生きる世界は日々より相互接続されています。調査会社ガートナーは、2021年までに世界で250億台の接続デバイスが存在すると予測しています。これらのデバイスを最適に機能させるには、現在依存しているものより優れた、より強力なデータソースが必要です。ここで5G技術が登場します。

5G技術の普及と課題

第5世代の無線技術である5Gは、過去1年間でより広く普及しましたが、ユニバーサルな採用には依然として多くの課題があります。これらの課題には、大規模で要求の厳しい環境で機能しなければならない全く新しい周波数帯域の実装が含まれます。複数の再設計が必要となり、OEMとサプライヤーは5G技術を採用するか、そうでなければ取り残されるリスクを負うことになります。

SIMULIAが提供するソリューション

SIMULIAは、OEMとサプライヤーが5G技術をより容易に採用できるよう支援します。SIMULIAは、完全なマルチフィジックスシミュレーション機能、高忠実度の設計探査、堅牢でコンプライアンスに準拠した初期段階の設計、設計サイクルの短縮を提供します。このシミュレーション技術により、5Gシステムとそれが動作する環境の複雑さをシミュレートすることで、全く新しい周波数帯域の追加という複雑な問題を容易にします。新たなアプリケーションを仮想的に探査し、データ管理のためのデジタル継続性を提供します。

5G導入に必要な完全な再設計

新しい5G技術の導入には、主要な技術的課題を含む完全な再設計が必要です。SIMULIAのシミュレーション技術は、複数のノードにスケールアウトして並列設計を探査し、自動化されたワークフロー、コンプライアンスチェック、KPI生成を提供します。複数の変更があっても堅牢な設計を保証します。

5Gの影響を受ける3つの主要産業

5Gの影響を大きく受ける3つの産業は、ハイテク、輸送・モビリティ、産業機器です。

ハイテク産業

スマートフォンやフィットネストラッカーなどのスマートで接続されたデバイスは設計が非常に複雑で、アンテナ、PCB、チップなどの重要コンポーネントを個別にもパッケージとしてもシミュレート・テストする必要があります。5Gではさらに多くのハードウェアが関与し、割り当てられたスペースに収めるためにより密度が高く、より立体的なPCBが必要になります。また、より高い周波数で動作し、電力と信号の整合性などの問題に対処するために高度な3Dシミュレーションが必要です。

基地局アンテナなどの大規模設備

基地局用アンテナなどの大規模設備は、地震、落雷、強風などの事象で容易に損傷する可能性があります。SIMULIAの電磁気シミュレーションツールであるCST Studio Suiteは、高度なバーチャルプロトタイピング環境を提供し、保護対策が実世界で機能することを確認するのに役立ちます。

輸送・モビリティにおける接続性

電気自動車や自律走行車における接続性については、以下のような多くの疑問が生じます：

• 複雑な動的環境において、V2X（Vehicle-to-Everything）接続は信頼できるか？
• アンテナとセンサーへの汚れの影響は何か？
• 衝突後も通信システムは機能するか？
• すべての電子システムが互いの存在下で動作するか？
• ケーブルネットワークが信頼性の高い高速データ転送を可能にするか？
• 電子システムが5G性能を考慮して設計されているか？

これらすべての疑問はシミュレーションで解決でき、アンテナとセンサーが最適に配置され、車両のシステム間に無線周波数干渉がないことを保証します。

産業機器の世界

スマートで接続された工場の発展により、産業機器の世界は変革されています。ロボット、機械、システム全体が相互通信し、これには5G機能が必要です。つまり、再びアンテナとセンサーが工場の機能において大きな役割を果たします。

シミュレーションで5G設計のリスクを低減

5G設計は複雑で多くの潜在的な障害点がありますが、シミュレーションを用いることで、これらの繊細で複雑なシステムが失敗しないことを保証できます。5Gとシミュレーションがいかに最適でコンプライアンスに準拠した最終製品の設計を支援するかについて詳しく知るには、eセミナー「5G - シミュレーションと設計探査による設計目標と製品タイムラインの達成」をご覧ください。こちらからアクセスできます。