NTT･ドコモ･NEC 高速移動時でも通信品質の低下を抑える技術の開発に成功 40GHz帯～ミリ波で分散MIMOによる高速通信に活路

NTT、ドコモ、NECの3社は、基地局から複数のアンテナを分散配置する40GHz帯分散MIMOにおいて、適切なアンテナやビームを高速に選択する技術と、基地局側主導で無線端末側の受信周波数や受信タイミングが大きく変化することを防ぐ周波数・タイミング補正技術により、周辺を高速移動するバスやトラックなどに遮蔽される場合や無線端末自身が高速移動する環境においても、通信品質の低下を抑制する実証実験に成功したことを明らかにした。

今回の実証実験の成功により、自動車や列車など高速移動環境において、多数の乗客へ大容量コンテンツの提供や自動運転に向けた大容量センシングデータの収集などのユースケースに対して、ミリ波分散MIMOにより安定した大容量無線通信を実現できる可能性を示した。

今後は、高周波数帯分散MIMOの高速移動環境への社会実装に向けて、一般道路や鉄道などの実サービスを想定した実証実験を進めるとともに、分散MIMOの適用周波数の拡大をめざしミッドバンド帯など、さらに幅広い周波数帯への分散MIMOの適用を検討するとしている。

●高周波数帯では「高周波数帯分散MIMOシステム」が有力

高速移動では（例えば新幹線や車両移動時）、基地局（セル）間の切り替え（ハンドオーバー）が頻繁に発生する。そのため、高速移動時に適切なタイミングで基地局を切り替えないと、通信の途切れや遅延が発生する「ハンドオーバー遅延」の可能性が高くなる。
また、高速移動時には、電波がビルや地面などに反射し、複数の経路（マルチパス）を経て端末に到達することになる。この結果、信号品質の変動（フェージング）が発生しやすくなり、通信品質が不安定になるという特性がある。そのため複数のアンテナを用いた通信「分散MIMO技術」が重要になるが、高速移動では適切なアンテナ配置や適応する高度な技術が求められている。

5G Evolution & 6Gでは、サイバー空間とフィジカル空間が融合した世界での映像・センシング情報の収集、車両とあらゆるものが連携して自動運転等を実現するV2X(Vehicle to X)、五感情報や雰囲気、安心感などの感覚も含めた多感通信などの実現が期待されている。これらの実現には無線通信のさらなる高速化・大容量化が必要であり、5Gから利用可能になったミリ波帯を有効活用し、さらに高い周波数帯を移動通信に活用することが検討されている。

これら高周波数帯は電波の直進性が高いため、遮蔽対策が重要となる。その対策として、1つの基地局から多数のアンテナを分散配置し、各無線端末に対して複数の分散アンテナから無線伝送を行う「高周波数帯分散MIMOシステム」は有力な解決手段の一つだ。