早稲田大学と宇宙航空研究開発機構(JAXA)の研究グループらは、テラヘルツ帯に対応した無線通信システムを試作し、4.4kmの距離で大容量伝送を可能とする伝送速度4Gbpsの通信を実現したと3月11日に発表した。

  • 通信実験風景
    (C)早稲田大学/JAXA

次世代移動通信システム“Beyond5G/6Gシステム”においては、NTN(Non-Terrestrial Network：非地上系ネットワーク)の大容量通信を行うフィーダーリンク(地上局をゲートウェイとし、飛行体や衛星との間で一対一で通信する方式)の一部を、テラヘルツ帯を用いた高速通信が担うことが期待されている。従来、上空との通信にはXバンド(8GHz帯)やKaバンド(26GHz～40GHz)が利用されてきたが、使える周波数の帯域幅が限定されており、伝送速度は数百数百Mbpsから数Gbpsが限界だという。

研究グループは、高度20km程度以下を飛ぶHAPS(High-Altitude Platform Station：高高度通信プラットフォーム)や、航空機に対するフィーダーリンクにおいて、テラヘルツ波(100GHz〜10THz、波長3mm〜30μm)を含む高周波数帯を利用し、伝送速度を強化することを検討している。

具体的には、92GHz～94GHz、95GHz～100GHz、および102GHz～104GHzの周波数帯に対して、広帯域の複数チャンネルを活用することで、20Gbps以上の大容量通信を実現できるとのこと。

  • 地上系ネットワークとフィーダーリンクのイメージ
    (C)早稲田大学/JAXA

今回は、92GHzから104GHzのテラヘルツ領域までに対応するアンテナと送信機、受信機を試作。長距離通信を担う高利得アンテナサブシステムとして、上空の飛行体に搭載できる小型軽量な0.3m径のカセグレンアンテナ(主、副の反射器を持つパラボラアンテナの一種)と、地上局用の1.2m径カセグレンアンテナを開発し、最大出力を1Wとして設計した送信機と組み合わせた。

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