富士通研、5G向け低消費電力10Gbps通信技術を開発

富士通研究所は9月6日、第5世代(5G)移動体無線通信の基地局やアクセスポイント向けに、10Gbps超の高速通信をWi-Fi並みの低消費電力で実現するサブアレイ間符号化技術を実装した無線装置を試作し、複数の端末に対して同時に電波を送信する実証実験に成功したと発表した。

5Gの10Gbps超の高速通信を実現するために、ミリ波帯の活用と、多数のアンテナ素子を制御してビーム状の電波を各端末に向けるMassive MIMO(Multiple Input Multiple Output)の活用が期待されているが、数GHzの帯域幅を利用可能なミリ波を使った高速通信は、数10m～数100mの間隔で携帯電話基地局やWi-Fiアクセスポイントを設置することが求められるため、設備の低消費電力化が求められることとなる。

しかし、ミリ波帯においてアンテナ素子それぞれにD/A回路を1つずつ使用するデジタル方式にした場合、高速なD/A回路が多数必要となり、消費電力が大きくなる問題があるほか、信号処理の一部をアナログのアンテナ素子部分で行おうとした場合、D/A回路は複数のアンテナ素子に対して1つつなげば良いため、消費電力の低減が可能となるが、アナログとデジタルのハイブリッド方式の場合、端末に向けたビームが互いに干渉し、通信速度が低下するという課題があった。

これまでの研究から、研究グループはハイブリッド方式の1つであるインターリーブ型の構成では、不要放射によるビーム間干渉をキャンセルすることが可能であることを発見し、同技術をサブアレイ間符号化方式として発表していた。今回の研究では、インターリーブ型のハイブリッド方式でサブアレイ間符号化を実装した60GHz帯の試作機を開発。実測にて狭い多重ビームの生成と10Gbps超の高速通信を確認することに成功したという。

なお、富士通研究所では今後、ミリ波無線機のさらなる高速化とビットレートあたりの低消費電力化を進め、2020年ころの実用化を目指すとコメントしている。