システム間連携で干渉を抑圧　カギは干渉信号の“カンニング”

干渉キャンセラーはどのように干渉を抑圧するのか。

東京科学大学 工学院 特任教授の藤井輝也氏

同大学 工学院 特任教授の藤井輝也氏は、「単独で（衛星地球局に）干渉を与える5Gの電波を特定するのは非常に困難。そこで、システム間連携を行う」と説明した。5G基地局から信号を分岐させ（この信号をカンニング信号と呼ぶ）、衛星地球局側に設置した干渉キャンセラーに対してDAS（分散アンテナシステム）により光に変換して光ファイバーで送信する。

システム間連携による干渉抑制の基本的な仕組み

衛星地球局の近傍に5G基地局が設置されている場合、衛星地球局は本来受信すべき衛星信号と5G基地局からの干渉信号の両方を受信することになる。ソフトバンクと東京科学大が提案する構成では、衛星地球局側に干渉キャンセラーを設置し、衛星地球局が受信した電波から干渉源となる5G信号を取り除く。

受信した電波を解析するだけでは干渉信号の特定はできない。それを解決するために、5G基地局が発する信号を別経路である光ファイバーで衛星地球局側に送り、それを元にして干渉キャンセラーでの干渉信号の検出を行う。本来とは異なる経路で干渉抑圧のために衛星地球局側に送られるため、この5G信号がカンニング信号と呼ばれる。

干渉キャンセラーでは、カンニング信号と衛星地球局が受信した信号とで相関処理を行い、干渉信号を検出する。そして、チャネルと遅延を考慮したうえで干渉信号のレプリカを生成する。生成されたレプリカ信号と衛星地球局の受信信号を突き合わせて干渉信号を差し引き、衛星信号のみを衛星地球局に引き渡すことによって干渉がキャンセルされるという仕組みである。

干渉キャンセルの原理

2023年の有線による室内実験では、3.9GHz帯の40MHz幅の衛星信号を模した信号に、80MHz幅の5G基地局信号を干渉させ、これに干渉キャンセラーを適用。干渉信号の強度を20dB減衰させることに成功した。この20dBの減衰は、衛星地球局と5G基地局の距離（離隔距離）に換算すると5キロになるという。

実環境で干渉抑圧を行うには、干渉信号が空中を伝播する一方、カンニング信号は光ファイバーを通過するため、両信号の波形が異なってしまい抑圧性能が低下するという課題があった。屋外で実証実験を行うにあたり、両者は干渉信号とカンニング信号の周波数特性差を補正する「FIRフィルタ」を開発。こうした技術開発により、抑圧性能が30dBに向上したという。