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NEC、ミリ波周波数帯に分散MIMOを適用し、実際のオフィス環境下で3倍の同時接続数・伝送容量を実現

~利便性の高い5Gミリ波で安定した接続環境を構築~

2021年1月25日
日本電気株式会社

NECは、実際のオフィス環境において、ミリ波周波数帯の28GHzを用いた分散MIMO(注1)による同時多数端末接続と伝送容量向上を実証し、分散MIMOを用いない場合に比べ、遮蔽物に対する劣化も少なく約3倍の同時接続数・伝送容量を達成しました。オフィス環境下でミリ波周波数帯に分散MIMOを適用した実証は業界で初めてであり、今後、同時多数接続が可能な利便性の高い5G環境の構築へつながることが期待できます。

サブ6周波数帯とミリ波周波数帯を用いる5Gでは、4Gと比較して10倍以上の大容量・高スループット、低遅延、多数接続などのネットワーク性能とそれを活かしたサービスが期待されており、本年より国内で導入が始まっています。
サブ6周波数帯ではミリ波周波数帯と比べ使用できる周波数帯域が狭いため、大容量化のためにMassive-MIMO(注2)を導入し同時接続端末数の拡大が図られています。同様に、ミリ波周波数帯についても、広帯域伝送にMassive-MIMOを適用することで更なる大容量化と同時多数接続が可能であり、屋内やスタジアム観客席等の高い端末密度の中、各端末が高い伝送容量を必要とする用途に有効と考えられています。

ミリ波帯広帯域伝送に空間多重を組合せることで更なる容量拡大

しかし、ミリ波周波数帯では波長が短く反射や遮蔽による減衰が大きい等の電波の特性のため、遮蔽物等による影響を受けやすいとともに、空間多重が行い難く、Massive-MIMOを適用する際の課題となっています。

NECは、これまでもデジタルビームフォーミング技術で業界をリードし、サブ6周波数帯でMassive-MIMOを製品化し(注3)、ミリ波周波数帯で分散配置したアンテナ素子間のデジタル協調技術を開発し屋内モバイル通信の課題である伝搬路の遮蔽や回折などを解決する検証を行ってきました(注4)。

これらを背景に、このたび28GHz帯基地局の無線子局(RU:Radio Unit)において、分散MIMOによるオフィス環境での伝搬・伝送実験を行い、遮蔽物のある環境での安定伝送と複数端末同時接続と大容量化を実証しました。具体的には、分散配置したアンテナ間の位相・振幅の校正や協調が難しいという課題に対し、位相・振幅を校正する技術を開発し、有効性を確認しました。結果、分散MIMOを用いない場合に比べ、約3倍の同時接続数・伝送容量を達成しました。

NECは引き続きオフィスなどの障害物によりミリ波の安定通信が難しく、かつ高密度に端末が配置されている環境において、安定かつ高伝送速度を可能とする5G環境の実証を重ねていきます。ミリ波周波数を用いたモバイルアクセスの普及と発展に貢献していきます。

人・モノが生み出すデータを産業の枠を超え賢くつなぐ「NEC Smart Connectivity(注5)」の提供を通じて、引き続き新たな社会価値の創造に取り組んでいきます。

以上

  • (注1)
    分散MIMO(Distributed-MIMO)
    アレーアンテナの各アンテナ素子を搬送波波長に比べて大きく離隔配置することで、予め独立な伝搬パスを確保して空間の自由度を最大限に活かす技術。Massive-MIMOの一実施形態。Massive-MIMOには各アンテナ素子配置方法に関して、既にサブ6周波数帯で実用化されている素子間隔をほぼ1/2波長程度と近接一体化配置したCollocated-MIMOと、本報告により離隔配置したDistributed-MIMOがある。前者は方向操舵可能な平面波ビーム生成が可能であるが空間多重度においては反射や回折等による独立なパス数に依存し、後者は方向操舵可能な平面波ビームは生成できないが予め独立なパスを有し空間多重度を最大化可能な特徴がある。
  • (注2)
    Massive-MIMO(マッシブ・マイモ)
    MIMO(マイモ、Multipul Input Multipul Output)を高度化した一技術であり、多数の独立したトランシーバの自由度を活かし、空間多重と無線伝搬路の品質安定性を同時に向上する技術。5Gにおいては4Gの直交周波数多重・時分割多重に加え、空間多重による更なる周波数利用効率向上を目指して開発・導入された。
  • (注3)
    NECはサブ6周波数帯、ミリ波帯を通じてMassive-MIMO技術開発を行ってきた。
  • (注4)
    28GHz帯分散アンテナの協調動作コヒーレント合成による伝搬路品質改善
  • (注5)

    NECが培ってきたネットワークの技術や関連ソリューションの知見・実績を活かした、ネットワークサービスの総称です。5GからWiFiまでネットワークを活用し、社会インフラや製造、リテールなど様々な領域において、これまでつながることのなかったサービス・データを安全に柔軟につなぎ、デジタルトランスフォーメーションを実現します。
    https://jpn.nec.com/solution/smart_connectivity/index.html

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NEC ネットワークサービス企画本部
E-Mail: contact@nwsbu.jp.nec.com

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誰もが人間性を十分に発揮できる持続可能な社会の実現を目指します。
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