基地局アンテナ間の連携＋電波の反射板開発2つの「世界初」技術、KDDI総合研究所がBeyond 5G/6Gに向けて

2021.10.08

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KDDI総合研究所はBeyond 5G/6Gを見据えて2つの「世界初」技術を発表した。1つはモバイルフロントホールでの光ファイバー伝送方式と、基地局アンテナ間を連携させる技術の実証。もう1つは電波の反射方向が変えられる液晶メタサーフェス反射板の開発である。

KDDI総合研究所は2021年10月7日、「世界初」と題した2つの新技術を発表。オンラインでメディア向けに説明会を開いた。

1つめの「世界初」は、複数の基地局アンテナを連携させて各ユーザーの無線品質を最適化する「Cell-Free massive MIMO」技術と、多数の基地局を少ない光ファイバーで効率よく収容可能なIFoF方式による光伝送技術を組み合わせた実証に成功したことだ。

「ユーザーではなく、基地局が中心のネットワークになってしまっている」現状を変える技術だとKDDI総合研究所次世代インフラ2部門長の岸洋司氏は説明した。

KDDI総合研究所次世代インフラ2部門長岸洋司氏

岸氏によれば、現在のモバイルネットワークは、キャリアが展開した各基地局を中心にサービス提供可能なエリアが決まる「セルラーアーキテクチャー」が採用されている。このため、例えば「基地局近くにいるユーザーは品質が良く、基地局と基地局のエリア境界にいるようなユーザーは基地局同士の干渉などで無線品質が悪くなる」という問題がある。また、接続する基地局を柔軟に切り替えられないことから、端末と基地局の間に遮蔽物が多い空間であってもつながり続けてしまう。

そこで、KDDI総合研究所では多数の基地局アンテナを分散配置し、これらのアンテナを連携させることで、基地局同士の干渉や遮蔽物による影響を抑え、実質的にエリア境界もなくすCell-Free massive MIMO技術の研究開発を進めている。

セルラーシステムとCell-Free massive MIMOによるネットワークの比較

その一方、Beyond 5G/6Gでは従来より高い周波数帯を用いることから、1つの基地局でカバーできるエリアが狭くなり、多数の基地局を展開する必要性が増す。このため、「モバイルフロントホールにおいて、集約局に多数の光ファイバーを繋げて、これらの基地局を収容しなければならないため、光ファイバー数の削減がBeyond 5G/6Gに向けては必要だ」（岸氏）。

そこで今回の実験では、このCell-free massive MIMO技術を採用した5G基地局シミュレーターと、複数の無線信号を1本の光ファイバー/1波長で一括してアンテナまで伝送するIFoF（Intermediate Frequency over Fiber）方式の接続を実証した。

実験室で、5G基地局シミュレーターと分散配置した複数の基地局アンテナ間を1本のマルチコア光ファイバーで接続。それぞれの基地局アンテナで送受信される無線信号を、フロントホールに該当する光ファイバーにおいてIFoF方式で多重化しながら伝送し、ミリ波帯の無線通信環境を構築して接続することに成功したという。

「IFoF方式により無線信号を多重化して1つの光ファイバーに集約することで、光ファイバー数、光ファイバー長の削減が可能なほか、消費電力の低減が期待できる」と岸氏は解説した。