NTTドコモが実利用環境におけるミリ波を用いた2Gbps以上の通信実験に成功

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NTT docomoは世界の主要ベンダと協力して第5世代移動通信システム(5G)に向けた実験を進めており、新たに実利用環境における5G技術の検証実験に成功したことを明らかにした。

2015年10月13日に東京都港区の六本木ヒルズ森タワーにおいて、Nokia Solutions and Networksと協力して5G技術の検証実験を実施し、ミリ波と呼ばれる70GHz帯の周波数を用いて実際の商業施設における下り2Gbpsを超える無線データ伝送に成功したという。

ミリ波は周波数が30～300GHz、波長が1～10mmの電波で、Extremely High Frequency (EHF)とも呼ばれる。

商業施設のように基地局からの見通しが確保しにくく複雑に反射を繰り返す環境においては、直進性が強く特に減衰が大きいミリ波のような高周波数の電波を用いた無線データ伝送は難しいとされていたが、NTT docomoとNokia Solutions and Networksは商業施設のような環境に置いて電波を特定方向に集中して発射するビームフォーミング機能や移動する端末の動きに合わせて電波を発射するビーム追従機能を用いることで、高速な無線データ通信を実現することを実証したとのことである。

基地局アンテナは商業施設内の1ヶ所に設置しており、基地局から30～90mほど離れた商業施設内の通路で携帯電話端末に相当する移動局装置を移動させて実験を実施している。

六本木ヒルズ森タワーの25階に基地局を設置し、屋外の地上階で移動局装置を移動させる実験も行っており、今後も様々な環境での実験を実施する計画である。

また、NTT docomoはNokia Solutions and Networks以外の主要ベンダとも検証実験を繰り返している。

2015年11月12日には韓国の水原市でSamsung Electronicsと5G技術の検証実験を実施し、28GHz帯の高周波数を用いて基地局から見通しのある道路上を約60km/hで高速移動する利用環境を想定し、筐体サイズ(長さ×幅)が120×60mmのスマートフォンに内蔵可能な新たな小型アンテナを利用して、下り2.5Gbps以上の無線データ通信に成功したという。

Samsung Electronicsとの実証実験においても、減衰の大きい高周波数をより遠方に届かせるため、多数のアンテナ素子を用いたビームフォーミング機能およびビーム追従機能を適用している。

自動車などで高速移動における高速無線通信を実証するための検証実験としており、水原市のSamsung Digital City周辺の公道で実施したが、今後は日本においても電波免許の取得後に屋外実験を開始する予定である。

Ericssonとは2015年11月19日にNTT DOCOMO R&D Centerの電波暗室内で検証実験を実施しており、15GHz帯の高周波数を用いたマルチビームMIMOにより下り10Gbpsを超えるリアルタイム高速無線データ伝送に成功しており、今後は電波免許の取得後に屋外でも実験する計画を明らかにしている。

NTT docomoが目指す5Gの要求条件のひとつとなる10Gbpsを超える高速無線通信を実証する取り組みとのことである。

FUJITSU(富士通)とは2015年10月26日に神奈川県川崎市に位置するFUJITSUのKSPビルのシールドルームで検証実験を実施しており、高密度に分散配置された光張出し構成の複数の基地局が互いに協調して信号を送信することで干渉を低減し、単位面積当たりのシステム容量を増大させる技術を検証している。

これまで高密度に基地局を展開すると互いに干渉するため、システム容量を基地局数に比例して増大させることは困難とされていたが、周波数は4.65GHz帯を用いた基地局の協調伝送技術により4台の基地局が強調して同時に信号を送信し、4台の移動局装置が同時接続を行うマルチユーザMIMO伝送によって全4台の移動局装置の合計で下り11.03Gbpsの無線データ伝送に成功したという。

さらに高密度に基地局を設置した環境など、より容量を増大させる技術の実験を開始する計画を明らかにしている。

Huawei Technologies(華為技術)とは2015年11月18日に中国の成都市で2.3GHz帯を用いて検証実験を実施しており、NTT docomo、ドコモ北京研究所として知られるDOCOMO Beijing Communications Laboratories (都科摩北京通信技術研究中心)、Huawei Technologiesの3社が共同で行っている。

多数の端末接続やシステムの大容量化を実現する技術の検証としており、マルチユーザMIMO技術を用いて同時データ伝送可能な移動局装置の数を増加させることを目的とし、64個のアンテナ素子を搭載した基地局と屋外に配置した24台の移動局装置との間で大規模なマルチユーザMIMO伝送を行っており、マルチユーザMIMOに加えて非線形プリコーディング技術を適用したことも明らかにしている。

通常のマルチユーザMIMO伝送と比べて通信品質の向上が可能になったとしている。

NTT docomo