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NICT、周波数利用効率をLTE比2.5倍に改善する技術「STABLE」
2018年8月20日 14:52
国立研究開発法人情報通信研究機構(NICT)は、NICTワイヤレスネットワーク総合研究センターが新無線アクセス技術「STABLE (Simultaneous Transmission Access Boosting Low-latEncy)」開発し、同技術の屋外実証に成功したとを発表した。
STABLEは、5台の端末局が同一周波数・時間領域を使用して、小サイズのデータをミリ秒(ms)オーダーで伝送できるという新たな無線システム。
今後普及が進むとみられている、コネクテッドカーやドローンなど低遅延を必要とする移動型IoT端末は、収容する周波数帯としてUHF帯～6GHz帯が適しているが、それらの周波数資源はすでに逼迫しており、周波数の利用効率向上が求められている。
通常、同一周波数/時間領域を使用すると、複数の端末からの信号が重なって基地局で受信されるが、今回、NICTが開発した干渉抑圧・除去技術を基地局に実装することで、移動端末を含む屋外伝送実験で、各端末から送信されたデータを復元できることが確認された。
従来のLTE方式の上り回線では、空間分割多元接続技術を用いない場合、同一周波数・同一時間領域で、基地局アンテナ1本あたり1台の端末しか収容できない。
これまで、同一周波数・同一時間領域を使用するためには、端末間の干渉を軽減するため、複数アンテナによる空間分割多元接続や、端末固有の符号による符号分割多元接続などが用いられていたが、今回の技術では、このような多元接続技術を利用しなくても周波数を共用できる。
開発された新たな無線信号構成では、同一周波数・同一時間領域内に5台の端末を収容可能で、データ信号を挿入可能な周波数・時間領域は、従来方式(LTE上り回線の構成)と比較して半分に減少するが、領域内に収容できる端末局数が5倍になるため、実質2.5倍の周波数利用効率の向上となる。
本技術と空間分割多元接続および周波数分割多元接続による同時接続端末数向上技術と併用することで、理論上、5Gの超多数接続の利用シナリオにおける要求条件(100万台/平方km)を超える、接続端末密度162万台/平方kmを達成できるという。
加えて、実証で使用された干渉抑圧・除去技術の処理遅延は小さく、屋外伝送実験では、処理遅延を含んで4ms未満という遅延時間で、5台の端末から送信された信号をすべて復元できたとしている。
今後NICTでは、無線信号構成を見直すことで、LTE方式と比較して周波数利用効率を最大4.5倍まで向上させる実証を目指すほか、さらなる周波数利用効率の向上に向け、同一周波数・同一時間領域で接続可能な端末数を増加させる方式の研究開発に取り組む予定。
