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ネットワークプラットフォーム

昨今、モバイル端末のブロードバンド化により、通信トラフィックが増大し、通信容量と通信帯域が逼迫してきています。また、クラウド化の進展により、大陸を跨いだ長距離・大容量の情報通信も増加してきています。
NEC中央研究所では、誰もが、いつでも、ストレスなく、確実につながる通信環境をめざし、多様な環境における無線基地局向けに多素子アンテナを活用した無線伝送技術や高効率な無線リソース管理方式の開発を進めています。

光・無線通信網から災害現場、スタジアム/イベント会場周辺、ホットスポット、一般ユーザーへつながっている図

無線ネットワーク

NEC中央研究所では、あらゆる環境下で安定した通信を提供することを目指し、メタマテリアルの応用技術、デジタル無線送信システムの研究を進め、無線性能を維持しながら基地局・装置を小型化することを実現しています。

無線ネットワーク

5Gミリ波無線ユニットの小型化を実現する低消費電力回路技術

NEC中央研究所は、通信事業者の無線基地局向けに、第五世代移動通信(5G)向けミリ波(注1)無線ユニットの小型化を実現し、設置場所の自由度を向上させる低消費電力回路技術を開発しました。本技術により、ミリ波無線ユニットの筐体サイズを従来のLTEの無線ユニットと同等にまで小型化することができます。

  1. ミリ波増幅器の消費電力を1/5に低減する、広帯域歪補償技術
    増幅器を高効率で動作させると信号に歪が発生するため、歪成分を観測して補償する必要があります。今回、ミリ波通信向けに、広帯域に動作する歪補償技術を開発しました。これにより、信号の歪を抑えつつ増幅器を高効率で動作できるため、少ない消費電力で良好な品質の信号を生成し、増幅器の消費電力を約1/5に低減することに成功しました。

    広帯域歪補償技術の説明

  2. 増幅器を除くアナログ無線回路の消費電力を1/2にする、1ビットデジタル送信機
    ミリ波無線ユニットでは、アナログ無線回路とデジタル演算回路を接続する信号変換回路の消費電力が大きくなります。今回、デジタル信号をアナログ信号に変換する回路を不要にする「1ビットデジタル送信機(注2)」を広帯域なミリ波に適用し、増幅器を除いたアナログ無線回路の消費電力を、市販のアナログ変換回路に比べて約1/2に低減することに成功しました。

    1ビットデジタル送信機の説明

関連情報

メタマテリアルを応用した無線モジュールの通信性能向上・アンテナ小型化

複数のアンテナを組み合わせて同時に用いるMIMO通信方式の普及に伴い、無線通信は高速化した一方で、無線機器に取り付けるアンテナ数が増加し、小型化の妨げになっています。
NECはアンテナサイズの問題を解消する技術として、「μSRアンテナ」と呼ぶ独自の小型アンテナを実現しました。
開発した小型アンテナは、人工材料「メタマテリアル」の構成要素の一種であるスプリットリング共振器を、アンテナの素子として採用したものです。スプリットリング共振器を多層に積み重ねることで、十分な電波の放射量を維持しながら、世界最小クラスのアンテナ素子を実現しました。また、共振器の形状を最適化することにより、機器組み込み時のアンテナ性能の変動を抑制すると共に、全方向に感度を有する電波放射特性を実現しました。

スプリットシンク共振器を用いた世界最小アンテナ

また、この世界最小クラスの高性能アンテナは、NECアクセステクニカ製のIEEE802.11ac準拠の無線ルータに採用され、製品の小型化に寄与しています。本適用事例の詳細はこちらをご覧ください。

関連情報

電波環境センシング

NEC中央研究所は、IoT機器に対する無線周波数の動的割り当てや、イベント時や災害時の無線周波数の臨時割り当てなど、電波の有効活用を進めるために、実際の電波の利用状況を計測してリアルタイムに可視化する電波環境センシングシステムを開発しました。本システムは、様々な無線システムが利用する幅広い周波数の中から、計測したい周波数や方向の電波のみを抽出して高感度に計測できる電波センサと、電波センサ間の電波状況を推定して補間し、計測したいエリアの電波状況をリアルタイムかつ網羅的に可視化するソフトウェアで構成されています。詳細はプレスリリース(2016.10.3)をご覧ください。

電波環境センシング

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